非线性器件实现频谱搬移教案_第1页
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文档简介

1、三、二极管等非线性器件实现频率变换原理除模拟乘法器外，利用二极管、三极管、场效应管、变容管等非线性器件的相乘作用也可实现频谱搬移。下面首先介绍二极管等非线性器件的相乘作用，然后分析利用相乘原理实现频谱搬移的过程。1非线性器件的特性描述不同非线性器件的伏安特性是不同的，但均可以表示为 (4-1-15)如果非线性器件的静态工作点电压为UQ、电流为IQ，则其伏安特性可在U=UQ附近展开为幂级数 (4-1-16)式中，、 。在实际分析和计算时，总是取上述幂级数的有限项来近似表示非线性器件的伏安特性。具体要取多少项，取决于要求近似的准确度和特性曲线的运用范围。一般说来，要求近似的准确度越高，或特性曲线的

2、运用范围越宽，所取的项数就越多。当然，为了计算简单，在工程计算允许的准确度范围内，应尽量选取较少的项数来近似。例如，若非线性器件工作在特性曲线的近似直线的部分，或输入信号足够小，使器件工作在曲线很小的一段时，则可把非线性器件当成线性化来处理，只需取幂级数前两项，即。如果非线性器件工作在特性曲线的弯曲部分，如要实现频谱搬移，则至少要取幂级数的前三项，即 (4-1-17)如果加到器件上的信号很大(此时特性曲线运用的范围很宽)，或在某些特定的场合，如混频干扰，就需要取幂级数更多的项。2非线性器件频谱搬移的实现原理若非线性器件外加两个输入电压u1和u2，并忽略负载的反作用，则 (4-1-18)将上式代

3、入式(4-1-17)，可得 (4-1-19)将式(4-1-19)的二次方项展开，即可得幂级数中实现两个输入信号相乘的项22u1u2。实践证明，凡是伏安特性的幂级数展开式中含有二次方项的非线性器件，都具有相乘的作用，也都可实现频谱搬移。但是，由式(4-1-16)知，一般非线性器件的i中除含有用的相乘项u1u2外，还有u1mu2n（m、n是不能同时为1的整数）等众多无用的相乘项。这些无用相乘项将产生频率为fk=|±pf1±qf2|（p，q=0，1，2， ）等许多不需要的频率成分，必须用滤波器滤除，否则将形成干扰。实际应用时一般采取下列措施减小干扰：选取具有平方律特性的场效应管；选择合适的静态工作点，使器件工作在特性接近平方律的区域；采用多个非线性器件组成的平衡电路，抵消一部分无用的组合频率分量；减小

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