魏俊平-高频电子线路-第5.1-频谱的线性搬移电路-.ppt

* 二、双差分对电路 当每管的　　可忽略， 若Re2足够大，满足深反馈条件 接入负反馈电阻，V5和V6的差动输出电流近似与uB成正比，而与I0的大小无关。 * 二、双差分对电路 当 时 又 uB的最大动态范围： * 二、双差分对电路 uB的最大动态范围: 施加反馈电阻后，双差分对电路工作在线性时变状态或开关工作状态，因而特别适合作为频谱搬移电路。 差动输出电流: * 3、图5-20为Mortorola MC1596内部电路图，它是以双差分电路为基础，在Y输入通道加入了反馈电阻，故Y通道输入电压动态范围较大，X通道输入电压动态范围很小。 1、双差分电路具有结构简单，有增益，不用变压器，易于集成化，对称性精确，体积小等优点，因而得到广泛的应用。 　　2、双差分电路是集成模拟乘法器的核心。 模拟乘法器种主要指标有: 工作频率、电源电压、输入电压动态范围、线性度、带宽等。 MC1596工作频率高，常用做调制、解调和混频。 二、双差分对电路 * 载波 调制信号 输出 扩展动态范围 恒流源 5.1 频谱的线性搬移电路的分析方法 * 5.1　频谱的线性搬移电路的分析方法 5.1.1 非线性电路的分析方法 5.1.2 二极管电路 5.1.3 差分对电路 5.1.4 其它频谱线性搬移电路 思考题与习题 * 两种类型的频谱变换电路 ① 频谱搬移电路：将输入信号的频谱沿频率轴搬移。 例：振幅调制、解调、混频电路。 特点：仅频谱搬移，不产生新的频谱分量。 　　② 频谱非线性变换电路：将输入信号的频谱进行特定 的非线性变换。 例：频率调制与解调电路。 特点：产生新的频谱分量。 * 本节重点： 1、讨论频谱线性搬移数学模型 2、介绍频谱线性搬移的实现电路 频谱的搬移必须用非线性电路来完成，其核心是非线性器件。 非线性电路的分析方法： 幂级数法 线性时变电路分析法 * 5.1.1 非线性电路的分析方法 一、 非线性函数的级数展开分析法 非线性器件的伏安特性：i = f ( u ) UQ为静态工作点， 设 u ＝ UQ+ u1 + u2 (5-1)式的泰勒级数展开： u1 和 u2 为两个输入电压。 （5-1） * 一、 非线性函数的级数展开分析法 分析： （1）u2=0，即只有一个输入信号， 令u1＝U1 cosω1t 利用三角公式 当只加一个信号时，只能得到输入信号频率的基波分量和各次谐波分量，但不能获得任意频率的信号，也不能完成频谱在频域上的任意搬移。 * 分析： （2）有两个信号u1和u2作用于非线性器件 一、 非线性函数的级数展开分析法 利用三角函数积化和差公式 设u1＝U1cosω1t，u2＝U2cosω2t 组合频率有ω p, q=|±pω1±qω2| 结论： 由于器件的非线性特性，其输出端不仅包含了输入信号的频率分量，还有输入信号频率的各次谐波分量以及输入信号频率的组合分量。 * 分析： （2）有两个信号u1和u2作用于非线性器件 一、 非线性函数的级数展开分析法 组合频率有ω p, q=|±pω1±qω2| ①凡是 p+q 为偶数的组合分量，均由幂级数中 n 为偶数且大于等于 p+q 的各次方项产生的； ②凡是 p+q 为奇数的组合分量均由幂级数中 n 为奇数且大于等于 p+q 的各次方项产生的。 这些组合频率分量产生的规律: * 一、 非线性函数的级数展开分析法 频谱搬移电路必须具有选频功能。 大多数频谱搬移电路所需的是非线性函数展开式中的平方项，或者说，是两个输入信号的乘积项。 　(1) 从非线性器件的特性考虑。 (2) 从电路考虑。 (3) 从输入信号的大小考虑。 如何实现接近理想的乘法运算？ * 二、线性时变电路分析法 若u1足够小 其中： 时变静态电流 时变电导或跨导 * 二、线性时变电路分析法 i ＝ I0(t) + g(t)u1 ：线性时变工作状态！ 分析： 设u1＝U1cosω1t，u2＝U2cosω2t， 时变偏置电压： 时变静态电流： 时变电导或跨导： * 二、线性时变电路分析法 线性时变工作状态！ 线性时变电路虽然大大减少了组合频率分量的数目，但仍有大量的不需要的频率分量，故需要用滤波器选出所需的频率分量。 i ＝ I0(t) + g(t)u1 线性时变电路完成频谱的搬移 * 5.1.2 二 极 管 电 路 二极管电路的优点： 电路简单、噪声低、组合频率分量少、工作频带宽等。 二极管电路的主要缺点： 一、单二极管电路 无增益。 输入信号：u1 控制信号： 分析： u2＝ U2 cosω2t