电子线路 非线性部分(第五版)冯军 谢嘉奎绪论和第一章ppt课件

简介，0.1非线性电子电路的作用，0.2非线性装置的基本特性，0.3这个过程的特征，0.1非线性电子电路的作用，第一，线性电子电路和非线性电子电路，电子装置严格非线性，但根据使用条件不同，表示非线性程度。为此，有两个应用程序。线性回路：处理信号时，最大限度地使用设备特性的线性部分。电路基本上是线性的，但有不需要的失真。非线性电路：处理信号时，使用设备特性的非线性部分，使用设备的非线性完成振荡、频率转换等功能。设备特性与以下使用条件密切相关：在小信号条件下，输入信号较小，在特定条件下，电路可以表示为线性等效电路。例如，在各种小信号放大器线性电子线路中，设备的特性属于线性电子电路。在大信号条件下，输入信号伴随着设备的非线性部分(例如功率放大器)。因此，不能用线性等效电路表示电子设备的特性，必须使用非线性电路的分析方法。因此，放大器属于非线性电子电路。2 .非线性电子电路在通信系统中的应用，1 .通信系统的分类，(1)有线通信系统：使用电线传输信息，(2)无线通信系统：使用电磁波传输信息，(3)光纤通信系统：使用光纤传输信息，(2)。无线通信系统，图0-1-1无线通信系统的构成：发射器接收设备传输媒体，(1)发射器，转换器：将传输的信息转换为电信号。例如：麦克风将声音转换为电信号。将转换器输出的电信号更改为足够强度的高频电振荡。发射机：无线通信系统配置，天线：将高频电振动改为由电磁波传输介质辐射。(2)接收装置，接收是发射的反向过程。接收天线：高频电振荡，电信号，接收器：将从空间接收的电磁波高频电振荡。转换器：电信号、传输信息、(3)传输介质电磁波、电磁波传输方法可根据波长分为长波、中波、短波、超短波。表1各波段特征，图0-1-2电波传播方法，传播距离：电离层地面直线，3。无线通信问题，(1)接收信号弱，有电磁波、接收天线、(2)其他电台的发送信号、各种产业、医疗设备发射电磁波、大气、宇宙固有的电磁干扰等干扰。接收设备要求：高增益，选择好。4 .解决方案，发射机和接收机转换和处理通过线性和非线性电子电路传递信息的电信号。除放大外，主要有调制、解调。(1)通过调制、传递信息的电信号(例如音频信号)控制高频振动信号的参数(例如振幅)，根据电信号的规律改变(幅度调制)参数。调制信号：携带信息的电信号。载波信号：未调制的高频振荡信号。调制波：调制的高频振动信号。根据控制参数：幅度调制、角度调制(FM，相位调制)。(2)解调、调制的逆过程，将调节后的波转换为包含信息的电信号。(3)调制的作用，减小天线大小。音频范围：20Hz到20kHz，100Hz传输时波长=c要减少波长，提高发射频率。选择电视台。通过将不同电视台发送的信息分配给不同频率的载波信号，使接收器能够选择特定电视台的信息，从而抑制不同电视台发送的信息和各种干扰。5 .振幅调制发射器的配置，图0-1-3振幅调制广播发射器的配置，振幅调制广播发射器的配置，各部分的作用：(1)振荡器，生成fosc的高频振荡信号，数十千赫以上。(2)高频放大器、多电平小信号谐振放大器、放大振动信号，使频率加倍到fc，并提供足够的载波功率。(3)调制信号放大器、多电平放大器、前几级用小信号放大器放大微传感器的电信号；后一级作为放大器提供了足够功率的调制信号。，(4)实现幅度调制器、幅度调制功能，将输入的载波信号和调制信号转换为所需的幅度调制波信号，并将其添加到天线。6 .am接收器，图0-1-4 am广播接收器配置，am广播接收器配置，(1)高频放大器，小信号谐振放大器，角色：选择器。利用可调谐谐振系统选择有用的信号，抑制不同频率的干扰信号。放大。放大选定的有用信号。(2)混频器，双向输入：高发射水平：调整后的信号fc。本机振荡器：本机振荡器信号fL。角色：载波频率转换是在调制波形保持不变的情况下从fc(高频)转换为fI (if)的载波。(3)局部振动，生成频率为fL=|fc fI|(或fL=fc-fI)的高频等角振荡信号。FL可调节和fc可跟踪。(4) if放大器，为多级固定调节的小信号放大器，角色：if信号放大。(5)从中频幅度调制波传输的调制信号的检测器，解调。(6)低频放大器、小信号放大器功率放大器、作用：放大调制信号，提供扬声器所需的推进功率。在不同频率下，您会看到有助于放大超级外差接收器的信号。特性：解调电路前面包括混频器、本机振荡、if放大器等。优点：高增益，选择好。直接高扩散器接收器：解调前仅包含高Phong，无混频器，本机振荡，if放大器等增益小，选择度低。7 .其他通信系统、 FM无线通信系统、发射器和接收器主要包括调制器和调制解调器中的差异以上模块。调制模块频率调制器；解调模块鉴频器或鉴频器。数字通信系统，调制信号是数字信号，其调制是数字调制。可以使用软件无线电、软件方法实现通信系统的部分电路功能，改变程序，改变调制方式。8 .摘要，(1)非线性电子电路讨论范围，小信号放大器以外的功能电路振荡器，功率放大器，调制器，解调器，混频器，倍频器。(2)在此过程中讨论的类别电路功率放大电路可以在输入信号作用下将直流电源提供的功率的一部分转换为根据输入信号规律变化的输出信号功率，并使输出信号的功率大于输入信号的功率。振荡电路可以在没有输入信号的情况下可靠地生成特定频率或特定频率范围的正弦波振荡信号。波形转换和频率转换电路可以在输入信号下产生与波形和频谱不同的输出信号。其中包括调制电路、解调电路、混合电路和双频电路。在本课程中，您将依次学习这三种类型的回路。0.2非线性设备的基本特性，在非线性电子电路中，上述三种类型的功能实现利用了设备的非线性特性，因此，首先需要了解非线性设备的基本特性(参数、控制变量、嵌套定理不可用)。一、非线性设备特性的参数，主要有三个参数：直流参数，适合直流分析，交流参数，适合变频电路分析，平均参数，适合功率放大和振荡电路分析，如：非线性电阻：直流感应，定义：定义。特性：其值是VQ(或IQ)的非线性函数。应用：DC分析。交流电导，定义：意思：电压电流特性曲线上某点的斜率或该点处增量电流与增量电压的比率。特性：其值是VQ(或IQ)的非线性函数。应用：交换分析。平均电导，图0-2-2-2-2大信号中的电流波形，定义：在设备两端添加余弦电压v=vmcost时，通过特性的非馀弦电流以傅立叶级数单位展开时，平均电导为基本电流振幅与外部电压振幅之比：意思：基本电流与外部电压振幅之比，特性：其值是VQ(或IQ)的非线性函数。应用：放大器和振荡电路分析。第二，非线性设备特性的控制变量，控制变量不同，非线性设备的特性不同，分析时必须显示相应的控制变量。1 .不同的控制，不同的特性，例如1:二极管，电压控制电流对电压指数关系的变化；电流表示电压与电流的对数关系变化。2 .如果特性不是单调的，则为多值和负值，例如隧道二极管，图0-2-3电压特性曲线，(1)控制变量，电压：电流为单值，电流：电压为多值，电压控制非线性设备，(2)DD，(3)交流电导g(a，b)0，即a，b段中的负电导。设备特性的说明与控制变量相关，可能会出现负参数。特别是在特性不单调的情况下，非路线和线性设备的重要区别如下：第三，对复叠清理不满意，i=f(v)，v=v1 v2，i=f(v1 v2)和if (v1) f (v2)，范例i=av2v=v1 v2如果V1=v1 mco S1 t，v2=v2 mcos2t，则除了1，2组件外，由2电压积生成的每个频率为12的新频率组件将出现在I中。出现了实现频率加、减等更多电路功能的新频率组件非线性电路。0.3这个过程的特征，1 .工程中的近似分析，非线性器件的物理特性复杂，是需要求解非线性方程或时变系数的线性微分方程。对策：合理逼近装置的数学模型和电路运行条件，使用近似分析方法获得实用结果。2 .很多功能和电路形式，对策：抓住本质的功能也是利用设备的非线性；掌握基本电路种，但在为数不多的基本电路中发展起来。3 .重视实验环节，坚持理论，与实际联系，排列本书内容的步骤3:从电路功能的基本原理导出基本电路。合理逼近，导致电路的工程近似分析。根据分析结果，提出了改进电路设计原理和电路性能的基本方法。第一章电力电子电路，1.1电力电子电路概述，1.2功率放大器电路配置和工作特性，1.3 b等全功率放大器，1.4功率合成技术，1.5整流器和电压调节器电路，第一章电力电子电路，1.1电力电子电路概述，1.1.1功率放大器，1.1.2功率转换电路，1.1.3功率设备，1.1电力电子电路概述，作用：有效实现能源转换和控制。种类：(1)功率放大电路特征：放大用途：通信、视听等电子设备。(2)电源转换电路特性：能源转换用途：电源设备、电子系统、工业控制等。1.1.1功率放大器，特性：在大信号状态下工作。一、功率放大器性能要求，安全。输出较大，管道在极限条件下使用。高效率。c 集电极效率，po 输出信号功率；PD电源供应器提供的电源；PC管功耗/集电极耗散功率；Po一定是，c越高，PD越小，PC越小，因此可选的PCM小型电子管可帮助降低成本和节约能源。畸变小。电源增益也是重要的性能指标，但是安全、效率和小失真更重要，可以通过增加先行来弥补。二是电源管运行特性，1 .根据功率管工作状态、信号周期中功率管传导时间，功率管工作状态可以分为a类、b类、b类、c类等。a类：1循环期间电源管传导，c=。b类：电源管仅在半周期内传导，c=/2。a类：管在1周以下半周期内传导，/2c。c类：功率管传导小于半循环，c/2。电源管工作状态通常通过选择静态工作点来完成。电源管的操作状态，根据以下曲线指示功率管的应用状态：图11各种操作状态下的输出电流波形，2 .根据工作状态的c，管的工作状态不同，相应的Cmax也不同。减少PC可以提高c。，假定收集器瞬时电流和电压分别为iC和vCE，则PC为：减少PC时，必须减少iCvCE。方法1:a类b类c，这意味着在信号周期中减少管道的传导时间(iC=0增量)。方法2:管子用于开关状态(也称为ding类)，即在一个周期中半饱和半阻塞。饱和时，VCE(sat)是非常小的PC；截止时间，iC小，iCvCE小的PC也小。简而言之：为了增强c，管材应用状态为b类、c类或ding类。但是，集电极电流波形失真严重，电路需要采取特定措施(见第1.2节)。1.1.2电源转换电路，取决于转换方法：(1)适配器(Rectifier): AC-DC。应用：电子设备通电。(2) DC-DC转换器(DC-DCConverter): DC-DC。应用：打开电源。(3)反相器：DC-AC。应用：不间断电源，变频电源。(4) ac-ac转换器(AC-ACConverter): AC-AC。应用：变压等。1.1.3电源设备，功率管类型：(1)双极功率晶体管(2)功率MOS管(3)绝缘栅极双极功率管，功率管是功率放大电路的核心设备，为了安全运行，必须知道极限参数和安全工作区。例如，对于双极功率管，安全工作区受以下极限参数的限制：最大允许管消耗PCM。与散热条件密切相关。射击基本断路-反向击穿电压V(BR)CEO。集电极最大允许电流ICM。上述参数与电源管道的结构、工艺参数、封装形式有关。首先，功率管冷却及其PCM、管消耗PC主要在收集器接头中消耗，以提高接头温度。如果收集器节点的列条件良好，且收集器节点的列易于向周围空气中发散，则收集器节点会在特定的低温度下达到热平衡，此时收集器节点中的列与向空气中发散的列相同。相反，如果热条件不好，集电结会在更高的温度下达到热平衡，热崩溃会使管子着火。热崩溃：Tj 6150(收集器连接的最大允许温度)，收集器空圆温度(TJ) icpc TJ会重复执行此操作，直到发生管子着火的恶性循环。PCM改进方法：图11(4(a)，(b)在电源管底座上安装散热器(c)相应的热等效电路，将它固定在管收集器直接金属底座上。金属底座连接到壳体和管子。金属底座上还安装了金属散热器。各种散热器，各种功率晶体管，热导过程，T2是热源温度，T1是空气温度，p是传递的热功率，Rth是热阻，单位c/w，热源生成热时，热源温度T2上升，向外传递热，结果如果热等于传递的热，则达到热平衡。T2不再更改。晶体管的传热，因为R(th)cs R(th)sa0，T1传导(忽略释放压力降)；Vi2(t)0，T2传导