[工学]高频电子线路课件4.ppt

4.2.2 非线性电路的工程分析方法 第4章 频率变换电路基础 4.2 非线性元器件的特性描述 因为 4.2.2 非线性电路的工程分析方法 第4章 频率变换电路基础 4.2 非线性元器件的特性描述 4.3.1 模拟相乘器的基本概念 第4章 频率变换电路基础 4.3 模拟相乘器及基本单元电路 1.模拟相乘器的基本功能 模拟乘法器具有两个输入端（常称X输入和Y输入）和一个输出端（常称Z输出）， 是一个三端口网络，电路符号如下图所示： ux uy uz X Y Z 理想乘法器： uz(t)=kux(t)uy(t) 或 Z=kX·Y 式中：k为增益系数或标度因子，单位为 k的数值与乘法器的电路参数有关。 4.3.1 模拟相乘器的基本概念 第4章 频率变换电路基础 4.3 模拟相乘器及基本单元电路 模拟相乘器的基本功能：实现信号频率的线性搬移。 模拟相乘器是一种理想的线性频谱搬移电路，实际通信电路中的各种线性频谱搬移电路所要解决的核心问题就是使该电路的性能更接近理想乘法器。 * 第4章 频率变换电路基础 4.1 概述 研究频率变换电路的意义？ 何谓频率变换电路？ 特点： 输出信号的频谱中产生了一些输入信号频谱中没有的频率分量。 频率变换电路 演示 (2) 分类： 第4章 频率变换电路基础 4.1 概述 限幅电路 调频波的产生和解调电路 频谱的非线性变换电路 混频电路和倍频电路 调幅波的产生和解调电路 频谱的线性变换电路 ＃常用元件 (3)频率变换电路的组成和属性 线性元件：元件参数与通过元件的电流或 施于其上的电压无关。 非线性元件：元件参数与通过元件的电流 或施于其上的电压有关。 时变参量元件：元件参数按照某一方式随 时间线性变化的元件。 第4章 频率变换电路基础 4.1 概述 ＃常用电路 线性电路：只由线性元件组成或者虽然有非线性元件但其工作于线性状态的电路。 非线性电路：含有一个或多个非线性器件, 且器件工作于非线性状态。 时变参量电路：由时变参量元件组成的电路。 第4章 频率变换电路基础 4.1 概述 结论一：非线性电路和时变参量电路均可以实现频率变换功能。 结论二：非线性电路不是只用于实现信号的频率变换，在一定的工作条件下它还可以实现功率变换和信号的产生及处理。 第4章 频率变换电路基础 4.1 概述 (4)分析方法： 实质：利用数学手段解决工程问题 目的：寻找描述非线性器件特性的函数， 力求用简单、明确的方法揭示电路 工作的物理过程，进而求得输出信 号中新的频率成分。 第4章 频率变换电路基础 4.1 概述 幂级数分析法 开关函数分析法 线性时变电路分析法 图解法 注意： ◎同一非线性器件，当工作条件不同时得 到的描述函数有可能并不相同； ◎不同的非线性器件，当工作条件不同时 得到的描述函数也有可能相同。 第4章 频率变换电路基础 4.1 概述 4.2.1 非线性元件的基本特性 基本特性： ⑴ 伏安特性曲线不是直线 ⑵ 具有频率变换的作用 ⑶ 非线性电路不满足叠加原理 第4章 频率变换电路基础 4.2 非线性元器件的特性描述 例：设有一非线性电阻元件,其伏安特性为： 1) 试分别求出 时对应的电压值； 2) 试求 时对应的电压值； 3) 设 , 试问 是否等于 ? 4.2.1 非线性元件的基本特性 第4章 频率变换电路基础 4.2 非线性元器件的特性描述 解:(1) 625/5=125 200 100 1000 结论：电阻值不恒定 4.2.1 非线性元件的基本特性 第4章 频率变换电路基础 4.2 非线性元器件的特性描述 (2) 当 时 由此可见, 虽然非线性电阻元件中的电流是基频量, 但由于非线性而导致电压中含有3倍频分量,所以利用非线性电阻可以产生频率不同于输入频率的输出，即实现了频率变换功能。 4.2.1 非线性元件的基本特性 第4章 频率变换电路基础 4.2 非线性元器件的特性描述 (3) 现假设 则 : 可见： 所以在非线性电路中叠加定理不适用于非线性器件。 4.2.1 非线性元件的基本特性 第4章 频率变换电路基础 4.2 非线性元器件的特性描述 1.幂级数分析法 幂