[信息与通信]高频5.ppt

引 言 前面在分析高频电路基础上介绍了: 1、高频放大器（小信号、功率） 2、正弦波振荡器 下面将介绍的另一类电路：频率搬移电路，包括： 1、线性搬移及应用（5、6章）:主要用于幅度调制与解调、混频等 2、非线性搬移及应用（7章）：频率调制与解调、相位调制与解调 频谱搬移的概念：频谱搬移电路是通信系统最基本的单元电路之一，主要完成将信号频谱从一个位置搬移至另一个位置。频谱搬移的分类：频谱的线性搬移和非线性搬移两大类。 第5章 频谱的线性搬移电路 1.只输入一个余弦信号时 先来分析一种最简单的情况。令u2=0,即只有一个输入信号,且令u1＝U1cosω1t n＝０项，产生常数项a０， n＝１项，产生ω１项： n＝２项，产生２ω１项和常数项 n＝３项，产生３ω１项和ω１项 n＝４项，产生４ω１、２ω１和常数项 单一频率信号作用于非线性电路时，其输出除包含原来频率成分外，还有其多次谐波成分。 如果在其输出端加一窄带滤波器，可作为倍频电路。 若要使输出包含任意所需有频率成分（即在输出有任意频率成分），不能在非线性电路输入端只输入一个单一频率信号来完成。 为了便于区别，u1称为输入信号，为要处理的信号，通常占据一定带宽，u2 称为参考信号或控制信号，通常为单一频率成分信号（通常频谱搬移电路中有f2f1)。 通过以上分析可得： (1)、多个信号作用于非线性电路时，其输出端包含多种频率成分：基波、各次谐波以及各种组合分量，其中绝大多数频率成分是不需要的。 (2)、在频谱搬移电路中，必须包含选频电路，以滤除不必要的成分。 (3)、在频率搬移电路中，如何减少无用的组合分量的数目及其强度，是非常重要的，通常从 三个方面考虑: A、从非线性器件的特性考虑，使其非线性接近平方律特性。 B、从电路考虑，如采用多个电路组合成平衡电路，以抵消部分无用成分。 C、从两个输入信号的大小配合上考虑。 二、 线性时变电路分析法 1、线性时变参数分析法的原理 则在EQ+u2上用泰勒级数展开有 K（ω2t）是一周期性函数,其周期与控制信号u2的周期相同,可用一傅里叶级数展开,其展开式为: 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： uD1=u2+u1 uD2=u2-u1 由于加到两个二极管上的控制电压u2是同相的,因此两个二极管的导通、截止时间是相同的,其时变电导也是相同的。由此可得流过两管的电流i1、i2分别为 (2)考虑输出电压的反作用 当考虑RL的反映电阻对二极管电流的影响时,要用包含反射电阻的总电导来代替gD。此时用总电导 三、二极管环形电路 1．基本电路 (1) 电路结构 图5-9（a）为二极管环形电路的基本电路。与二极管平衡电路相比，只是多接了两只二极管VD3和VD4，四只二极管方向一致；组成一个环路,因此称为二极管环形电路。 (2) 工作过程 当u20时，VD1、VD2导通，VD3、VD4截止； 当u20时，VD1、VD2截止，VD3、VD4导通； 因此在理想情况下，是两个独立的平衡电路叠加而成。 2．工作原理 二极管环形电路的分析条件与单二极管电路和二极管平衡电路相同。平衡电路1与前面分析的电路完全相同。根据图5-9（a）中电流的方向,平衡电路1和2在负载RL上产生的总电流为 iL=iL1+iL2=(i1-i2)+(i3-i4) 其中， iL1与普通平衡型完全相同，而由于VD3、VD4导通与普通平衡型电路晚半个周期，且导通时为u2的负半周，故有 5.3 差分对电路 由前面的讨论可知，实现频谱搬移的核心是相乘器，而实现相乘的方法很多，而差分对是实现相乘的基本电路之一。 一、单差分对电路 1.电路 基本的差分对电路如图5-14所示。图中两个晶体管和两 个电阻精密配对（这在集成电路上很容易实现）。 双端输出的情况下有 （1）ic1、ic2和io与差模输入电压u是非线性关系——双曲正切函数关系,与恒流源I0成线性关系。双端输出时,直流抵消,交流输出加倍。 （2）