第六章__非线性器件混频探讨.pptVIP

6.1 概述 6.2 非线性元器件频率变换特性及分析方法 6.3 频率变换电路 6.4 模拟乘法器及基本单元电路 6.5 单片集成模拟乘法器及其典型应用 6.6 混频器及其干扰;6.1 概述;电路分类;线性电路;非线性电路;时变参量电路;6.2 非线性元器件频率变换特性及分析方法; 非线性器件种类很多，归纳起来，可分为非线性电阻(NR)、非线性电容(NC)和非线性电感(NL)三类。如半导体二极管、变容二极管及铁芯线圈等。;（1）、非线性元件的工作特性;图 1 线性电阻上的电压 与电流波形; 显然，由图2知，它已不是正弦波形(但它仍然是一个周期性函数)。所以非线性元件上的电压和电流的波形是不相同的。 v = Vm sin ? t 如果将电流i (t)用傅里叶级数展开，可以发现，它的频 谱中除包含电压v (t)的频率成分? (即基波)外，还新产生了? 的各次谐波及直流成分。也就是说???半导体二极管具有频率 变换的能力。 ; 若设非线性电阻的伏安特性曲线具有抛物线形状，即 i = K v2 式中，K为常数。 当该元件上加有两个正弦电压 v1 = V1m sin?1t和v2 = V2m sin?2t时，即 v = v1 + v2 = V1m sin?1t + V2m sin?2t;即可求出通过元件的电流为 ; 上式说明，电流中不仅出现了输入电压频率的二 次谐波2?1和2?2，而且还出现了由?1和?2组成的和频 (?1+ ?2)与差频(?1 – ?2)以及直流成份 。 这些都是输入电压V中所没包含的。 ;（3 ）、非线性电路不满足叠加原理; 在无线电工程技术中，较多的场合并不用解非线性微分方程的方法来分析非线性电路，而是采用工程上适用的一些近似分析方法。这些方法大致分为：;;;;代入前式;ω ;（2）;例;工程计算;;6.3 频率变换电路;线性频率变换电路;非线性频率变换电路; 由时变参量元件所组成的电路，叫线性时变电路。常用的线性时变电路有两种。电阻性和电抗性的。;+;因V0mVSm，时变的工作点电压为：;●可以看出iC与vS之间为线性的关系，但它们的系数g(t)是时变的，故称 为线性时变电路。;iC(t)包含的频率分量为：;结论： 以上分析说明，当两个不同频率的信号同时作用于一个非线性器件，其中一个振幅很小，处于线性工作状态，另一个为大信号工作状态时，可以使这一非线性系统等效为一个线性时变系统。;6.4.1模拟乘法器的基本概念;6.4.2模拟乘法器的单元电路;基本差分电路;小信号输入;大信号输入;双差分对乘法器;相乘器的输出电压为：;MC1496/1596 集成模拟相乘器;单片集成模拟相乘器 MC1496/1596 的内部电路及其引脚排列 ;的作用是扩大输入电压 ; 所以;6.6 混频器及其干扰;一、混频器在超外差接收机中的位置;二、混频器的分类;三、为什么要进行混频;四、日常应用;五、混频电路的组成;六、混频器主要性能指标;④失真和干扰：混频电路除了有频率失真和非线性失真外，还会产生各种非线性干扰，如组合频率干扰、交叉调制和互相调制等干扰。混频失真的存在，将影响通信质量。;1.晶体三极管混频器; 在 上展开幂级数; 因为本振电压为大信号，且工作与非线性状态，因而集电极电流 和跨导 均随 的变化呈非线性变化。;显然，集电极电流 ;当输入信号为已调波时，如 ;2）电路类型;二极管混频器与三极管混频器相比，具有电路结构简单、噪声低、动态范围大、组合频率分量少等优点。在通信设备中得到广泛的应用。;八、混频器的干扰与失真;变频干扰分类：;（一）外来干扰与本振的组合频率干扰（寄生通道干扰）;在上式干扰中，最强的两个干扰是：;② 镜像干扰（ 、 ）（Image Frequency Interference ） ;例1; 输入到混频器的有用信号与本振信号，由于非线性作用，除了产生有用的中频外，还产生许多无用的组合频率分量，如果它们中的有些频率分量正好接近中频（或落在中频通带内），则这些成分将和有用中频同时经过中放加到检波器上。通过检波器的非线性特性，这些接近