chpter非线性电路分析基础实用学习教案

1、会计学1chpter非线性电路分析非线性电路分析(fnx)基础实用基础实用第一页，共35页。iv0V0+iDZLv 当信号通过(tnggu)非线性电路后，在输出信号中将会产生输入信号所没有的频率成分，也可能不再出现输入信号中的某些频率成分。这是非线性电路的重要特性。例如，图例如，图2-2-1所示是一个线性所示是一个线性电阻电阻(dinz)与二极管组成的非线性与二极管组成的非线性电路。电路。 第1页/共35页第二页，共35页。1.非线性元件非线性元件(yunjin)的工的工作特性作特性iv第2页/共35页第三页，共35页。ii(a)tOOOvvt(c)(b)第3页/共35页第四页，共35页。第4

2、页/共35页第五页，共35页。一、幂级数分析法一、幂级数分析法+iDZLv 若函数若函数i = f(v)i = f(v)在静态工作点在静态工作点VoVo附近的各阶导数附近的各阶导数都存在都存在(cnzi)(cnzi)，可在静态工作点，可在静态工作点VoVo附近展开为泰附近展开为泰勒级数。勒级数。 。 3oo2ooooo)(! 3)()(! 2)()()()(VVfVVfVfVffvvvvvi第5页/共35页第六页，共35页。tVtVV2211ocoscosv(1) (1) 谐波谐波2 21 1和和2 22 2、3 31 1和和3 32 2； 组合频率组合频率1 +1 +2 2、112 2、1+

3、21+22 2、12122 2、2 21+1+2 2、2 2112 2。(2) (2) 各倍频分量和各组合频率分量的振幅各倍频分量和各组合频率分量的振幅(zhnf)(zhnf)与幂级数展开式与幂级数展开式中同次幂项的系数有关。中同次幂项的系数有关。第6页/共35页第七页，共35页。第7页/共35页第八页，共35页。 ic B C vB A O VBZ )()()(0BZBBZBccBZBcVVgVvvivi第8页/共35页第九页，共35页。iBvQAv1=V1cos1tv2=V2cosst+iDZLv2+v1VQ第9页/共35页第十页，共35页。 221Q)n(221Q21Q1Q)(!1)(!

4、 21)()()(vvvvvvvvvvvifnffft 由于由于v2的值很小，可以忽略的值很小，可以忽略(hl)二次方及其以上各项，则二次方及其以上各项，则i (t)近似为近似为 21Q1Q)()()(vvvvvifft第10页/共35页第十一页，共35页。21Q1Q)()()(vvvvvifft第11页/共35页第十二页，共35页。11nocosntnggtnVgtnVgtVtngmnmnmn)cos(21)cos(21coscos212212221第12页/共35页第十三页，共35页。相对振幅123400400+4第13页/共35页第十四页，共35页。相对振幅123400n00+n第14页

5、/共35页第十五页，共35页。CCV1v1T2T0vCRCReREEV3T1ci1ei)(0tI组成: 组成差分(ch fn)对放大器; 为受 控制的恒流源.,1T2T3T2v2110vvkvkvo2ei2ci差分(ch fn)对乘法器组成： 2v3ei第15页/共35页第十六页，共35页。由差分对管的对称性, 得 :PN结反向饱和电流. :温度的电压(diny)当量 的集电极电流: 常温(300K)下,TbeVvSeceIii111TbeVvSeceIii2223Tbe2be111121210:11)(1vvveiiiiiitITVveeeeee注sITVmvVT26第16页/共35页第十七

6、页，共35页。1)(1)(111001TTTVvVvVveeetIetIi11)(21)(211100TTVvVveetItITVvVvVvVvVvVvVvtheeeeeeTTTTTT21112222111111其中(qzhng)所以(suy)TeVvthtItIi2)(21)(211001第17页/共35页第十八页，共35页。同理TVveVvthtItIetIiT2)(21)(211)(100021TeeccoVvthtIiiiii2)(102121等效差动输出(shch)电流:)()()(2112120ccCCcccCccccciiRRiVRiVvvv第18页/共35页第十九页，共35页。

7、:3332beEEeebevVRivv忽略eeeEEeEEeoRg，gvIIIRvRVRVvitI1)(2000223其中第19页/共35页第二十页，共35页。在 的范围(fnwi)内则mVVvT261 xxth 2110120122vkvvkRVvgvIRVvthtIRiuCTCToCooTCTCVgRkVRIk22,00式中第20页/共35页第二十一页，共35页。2v1v1Dv1i2iLiLR2T返回(fnhu)1返回(fnhu)22v2Dv第21页/共35页第二十二页，共35页。假设：二极管处于大信号状态,其特性曲线可近似为通过(tnggu)原点的折线。mmVV21第22页/共35页第二

8、十三页，共35页。二极管可等效(dn xio)为一个开关和一个电阻的串联形式.第23页/共35页第二十四页，共35页。 则二极管可用下式表示(biosh):其中, tKgtgDDDDR1g 为开关函数 000111vvtK第24页/共35页第二十五页，共35页。1v tK第25页/共35页第二十六页，共35页。 若二极管两端的电压为 ,那么(n me)通过它的电流为:v vtKgvtgiDD对于平衡相乘器的等效(dn xio)原理图,可以得到: tKvvgitKvvgiDD212211返回(fnhu)第26页/共35页第二十七页，共35页。 在 次级(c j)产生的电流分别为:这两个电流方向相

9、反.21,ii2T22212L11211LiiNNiiiNNi返回(fnhu)第27页/共35页第二十八页，共35页。则有:212112iiiiiLLL tKvgiDL22将 用傅里叶级数(j sh)展开: tK11111) 12cos() 12(21213cos32cos221)(nntnntttK第28页/共35页第二十九页，共35页。则有:212112iiiiiLLL3cos32cos2cos2122122212tVgtVgtVgimDmDmDL tKvgiDL2122第29页/共35页第三十页，共35页。考虑(kol) 的反射电阻:LR）（DLLLDrRRRrg2121第30页/共35页第三十一页，共35页。 原理电路图 258 ， P55 D1、D2在V2的正半周导通,负半周截止,这两个二极管组成一个平衡相乘器,在负载上产生(chnshng) 电流,则有:12Li tKvgiiiDL221122 同理:D3、D4在V2的负半周导通,正半周截止,它们也组成一个平衡(pnghng)相乘器,在负载上产生电流 .则有:2Li22124334TtKvgiiiDL第31页/共35页第三十二页，共35页。得出(d ch)总电流为:其中 tKvgTtKtKvgiiiDDLLL2123412