第5章_频谱的线性搬移电路.ppt

* 考虑到iE5＋iE6=I0,为了保证iE5和iE6大于零，uB的最大动态范围为： 双差分对的差动输出电流可近似为： 上式表明双差分对工作在线性时变状态。若uA足够小，可近似为理想乘法器；如果uA足够大，工作到传输特性得平坦区，上式可表示为： * 4、应用 加入反馈电阻后，双差分对电路工作在线性时变状态或开关状态，因而特别适合用来作为频谱搬移电路。例如： (1)当作为双边带振幅调制电路或相移键控调制电路， uA加载波电压， uB加调制信号，输出端接中心频率为载波频率的带通滤波器； (2)当用作同步检波电路时，uA加恢复载波电压， uB加输入信号，输出端接低通滤波器； (3)当用作混频电路时，uA加本振电压， uB加输入信号，输出端接中频滤波器。 可以看出，双差分电路具有结构简单、有增益、不用变压器、易于集成化、对称性好、动态范围大、体积小等优点,因而得到广泛应用。双差分电路是集成模拟乘法器的核心。 * u i o Q IQ t o UQ Q1 Q2 u2 u1 差分对作为放大器时是四端网络，其工作点不变，不产生新的频率分量。 差分对作为频谱线性搬移电路时，为六端网络。两个输入电压中，一个用来改变工作点，使跨导变为时变跨导；另一个则作为输入信号，以时变跨导进行放大，因此称为时变跨导放大器。 * * * 5.4 其它频谱线性搬移电路 一、晶体三极管频谱线性搬移电路 图5-21 晶体三极管频谱搬移原理电路 u1为输入信号， u2为参考信号 ube=UBB+u1+u2 其中UBB为直流工作电压，现将UBB+u2＝UBB(t)看作为三极管的静态工作电压，由于工作点随时间变化，故称为时变工作点。因此，可将ic近似表示为： * 式中： 表示时变工作点处的电流，或称为静态工作电流。 (5-87) 在时变工作点处,将上式对u1展开成泰勒级数,有： * 图5-22 三极管电路中的时变电流和时变跨导 * 图5-22（a）给出了ic～ube曲线,同时画出了Ic0（t）波形,其表示式为 式中，gm0是gm(t)的平均分量（直流分量）,它不一定是直流工作点UBB处的跨导。gm1是gm(t)中角频率为ω2分量的振幅——时变跨导的基波分量振幅。 * 也是u2的函数,同样频率为ω2的周期性函数,可以用傅里叶级数展开, * * 一般情况下,由于U1U2,通常可以不考虑高次项,式（5-93）化简为： ic=Ic0(t)+gm(t)u1 电路等效为一线性时变电路,其组合频率也大大减少，只有ω2的各次谐波分量及其与ω1的组合频率分量nω2±ω1，n=0,1,2,…。 * 由前面的分析，可以得到以下结论：在一定条件下，可将二极管等效为一个受控开关，从而将二极管电路等效为一个线性时变电路。但需注意： ★ (1)如果假设条件不成立，比如U2较小，不足以使二极管工作在大信号状态，将导致二极管特性的折线近似不正确，因而其后的线性时变等效也存在问题了； ★ (2) 若U2U1不满足，等效开关的控制信号不仅仅由U2确定，还应考虑U1的影响，这时等效的开关函数的导通角不是固定的π /2，而是随U1变化的； ★ (3) 分析中还忽略了输出电压u0对回路的反作用，不过在U2U1的条件下，输出电压u0相对于u2而言，有U2u0； ★ (4)还需指出的是，即使前面的条件均不满足，该电路仍可完成频谱的线性搬移功能，不同的是，在这些条件不满足时，电路不能等效为线性时变电路而已，但可用级数展开法来分析。 * 二、 二极管平衡电路 引入：尽管二极管电路在一定条件下可以简化为线性时变电路，使其输出的频率成分大大减少，但还是包含了不少不必要的成分，有必要进一步减少。 1．电路结构 图5-7（a）是二极管平衡电路的原理电路。它是由两个性能一致的二极管及中心抽头变压器T1、T2接成平衡电路的。为了分析简单,假设变压器的变比n1:n2=1:1。 图5-7 二极管平衡电路 * 2．工作原理 与单二极管电路的条件相同,二极管处于大信号工作状态,即U2＞0.5V。这样,二极管主要工作在截止区和线性区,二极管的伏安特性可用折线近似。U2U1,二极管开关主要受u2控制。 （1）忽略输出电压的反作用 若忽略输出电压的反作用，则加到两个二极管的电压uD1、uD2为：