高频第5章非线性电路、时变参量电路和变频器.ppt
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1目录35.1概述5.1概述5.2非线性元件的特性5.2非线性元件的特性5.2非线性元件的特性5.2非线性元件的特性5.3非线性电路分析法5.3非线性电路分析法5.3非线性电路分析法基波分量上式说明了电流i中所包含的全部频谱成份。根据这个结果,可以看出如下规律:电流中的直流成分,偶次谐波以及系数之和(即p+q)为偶数的各种组合频率成分,其振幅均只与幂级数的偶次项系数(包括常数项)有关,而与奇次项系数无关;类似地,奇次谐波以及系数之和为奇数的各种组合频率成分,其振幅均只与幂级数的奇次项系数有关,而与偶次项系数无关。如在上式中,基波振幅均与有关,而与无关,三次谐波及组合频率,的振幅均只与有关,而与无关;而直流成分均只与有关,而与无关;二次谐波以及组合频率的振幅均只与有关,而与无关。5.3非线性电路分析法5.3非线性电路分析法5.4线性时变参量电路分析法5.4线性时变参量电路分析法5.4线性时变参量电路分析法当vi<<2VT时,io可见,该电路实现了乘法功能,即具有频率变换作用。其缺点是输出端存在非相乘项,因此它不是理想的乘法器。采用双模拟乘法器可解决此问题。双差分对模拟乘法器5.4线性时变参量电路分析法混频器是如何实现频谱搬移的混频器是如何实现频谱搬移的混频器是如何实现频谱搬移的作用:将高频信号变换为固定的中频信号。具有这种作用的电路称为混频器(mixer)或变频器(convertor)。从波形和频谱两个角度进一步解释混频的作用与特点例子混频器的主要质量指标1.时变跨导电路理论因为iC=f(vBE)=f(VBB+v0+vs)三极管混频器中ic的表达式5.6晶体管混频器5.6晶体管混频器5.6晶体管混频器5.6晶体管混频器5.6晶体管混频器晶体管混频应用电路(调幅收音机)f05.7二极管混频器5.7二极管混频器5.7二极管混频器5.7二极管混频器5.7二极管混频器5.7二极管混频器5.7二极管混频器5.7二极管混频器5.7二极管混频器四种混频器中的频率分量比较结论5.8模拟乘法器混频电路5.8模拟乘法器混频电路补充:场效应管混频电路5.9混频器的干扰产生的原因:说明:±pf0±qfs≈fi包括以下四种情况:减小干扰哨声的措施例题1:某超外差接收机的中波段为531~1603kHz,fi=f0-fs=465kHz,问:在该波段内哪些频率能产生较大的干扰哨声(设非线性特性为6次方项及其以下项)?例题2:某电台发射频率fs=931kHz,中频频率fi=f0-fs=465kHz,试判断p=1,q=2时,能否产生组合频率干扰。2.组合副波道干扰2.组合副波道干扰②p=1,q=2------镜像频率干扰(imagefrequenceinterference)2.组合副波道干扰要消除副波道干扰,就必须加大寄生通道干扰信号与有用输入信号之间的频率间隔,以便混频器前滤波器将副波道干扰信号滤除。不让它们加到混频器输入端。3.交叉调制干扰3.交叉调制干扰3.交叉调制干扰括号内的项代表放大器或混频器的输出信号的包络变化,其中第二项为有用信号的调制,第三项为干扰信号所转移的调制。可见交叉调制是由晶体管特性中的三次或更高次非线性项产生的,它与g’’成正比。减小交叉调制干扰的主要方法4.互相调制干扰例题4:某混频器的中频为0.5MHz,在接收25MHz信号时,若同时有24.5MHz和24MHz的两个干扰信号,则正好满足2f1-f2=(2×24.5-24)=25MHz=fs因而产生三阶互调干扰。5.阻塞现象(blockingphenomena)与相互混频(mutualmixing)②相互混频抑制干扰措施小结1.工业干扰(自学)1.工业干扰(自学)1.工业干扰(自学)2.天电干扰(自学)一、频率变换电路必须由非线性器件来实现,Diode、BJT及FET的伏安特性都是非线性的,具有频率变换作用。二、当输入信号较小时采用指数函数和幂级数分析法比较准确;当输入信号较大时采用折线分析法比较简易;当有两个大、小信号同时输入时,采用线性时变分析法比较方便。三、在实际频率变换电路中,有用的频率分量只是其中几项,因此需要采取一定措施来减少或抑制输出频率中不需要的组合频率项。四、相乘器是实现频率变换的重要电路。理想相乘器的输出只存在两个输入信号的和频、差频。五、混频器是一种频谱的线性搬移电路,是频率变换电路的一种。常用的混频电路有:三极管混频器、场效应管混频器、二极管平衡混频器、二极管环形混频器、模拟乘法器混频器,其中最后两种混频器产生的组合频率分量较少。六、混频电路中存在特有的干扰,其性能的好坏直接影响整个有用信号的接收。因此,在电路设计上要特别注意混频干扰的影响,应采取措施加以克服或减小。思考题与习题思考题与习题思考题与习题思考题与习题思考题与习题