通信电子电路(第2章)2009.ppt

返回 2.6 非线性器件的描述方法 含有非线性器件的电路为非线性电路。 第二章 噪声与非线性失真 ( Noise and Nonlinear Distortion. ) 信号产生 通信电子电路 调制解调 等功能的实现要求电路中的非线性 高效率放大 器件工作在非线性状态下 1，不满足叠加定理的系统是非线性系统。 2，非线性器件的特性是非直线型的。 3，信号通过非线性系统后会出现新的频率分量 ———具有频率变换作用。 4，非线性系统没有传递函数的概念 ———F、L变换分析法不适用于非线性系统 非线性器件特性的描述： 第二章 噪声与非线性失真 ( Noise and Nonlinear Distortion. ) 1，非线性器件端口特性的描述 2，非线性特性一般都是时域关系 3，同一器件在不同的应用条件下可以有不同的特性关系 ——非线性器件的特性与输入信号有关 非线性电路的求解方法： 1，时域解：列出电路求解的非线性微分方程组，求此方程组的解析解或数值解。 2，正弦稳态激励下的频域解 1) 谐波平衡法：非线性器件上出现的各次谐波分量激励线性电路部分，得到相应的谐波响应，应当与非线性器件端口上时域信号的谐波分量相一致。——多次迭代可求得其数值解。 2）近似分析：线性电路部分的响应可以等效为电阻特性或其对非线性器件的影响可以忽略不计的条件下 ，以非线性器件的表现为核心来进行近似分析。 第二章 噪声与非线性失真 ( Noise and Nonlinear Distortion. ) 非线性电阻 设 i=f(v) 为其伏安特性， 则其静态电阻为： 动态电阻为： R（v)为正值：损耗交流能量 R（v)为负值：放出交流能量 二极管、三极管、FET等在大信号条件下都呈现非线性特性。 第二章 噪声与非线性失真 ( Noise and Nonlinear Distortion. ) 非线性电容 设Q＝f(v)为非线性电容的伏－库特性，则其静态电容为： 动态电容为： 而电容上的电流为： 二极管反偏时其势垒电容Cj呈非线性特性。 第二章 噪声与非线性失真 ( Noise and Nonlinear Distortion. ) 非线性电感 设Y＝f(I) 为非线性电感的磁通，则其静态电感为： 动态电感为： 而电感上的电压为： 有磁芯的电感器为非线性的——铁磁材料的磁滞回线。 第二章 噪声与非线性失真 ( Noise and Nonlinear Distortion. ) 2.6.2 非线性电路的分析方法 非线性电路的一般分析方法是： 1，对含有非线性器件的电路使用Kirchhoff ’s Laws 建立非线性微分方程组。 2，直接求该方程的解析解，或 3，求其近似解；图解法；数值方法；时变参量法 。 根据非线性器件的不同工作条件，可对其采取不同的求解描述形式（幂级数逼近、折线逼近、时变参量法）。 第二章 噪声与非线性失真 ( Noise and Nonlinear Distortion. ) Taylor Series Expansion Approximation 设非线性器件的伏安特性为i=f(v)，在静态工作点v=VQ处将其展开为幂级数 幂级数项数的确定： 由于（a）通常输入信号幅度很小（1V)才采用幂级数逼近分析；（b）an与n!呈反比，n越大，an越小。 ＝＝通常分析时取前3～5项可达到余项误差小到可忽略的程度。 第二章 噪声与非线性失真 ( Noise and Nonlinear Distortion. ) an的确定： A.已知I=f(v) ,求其各阶导数。 B.在伏安特性曲线上选择特征点，得到系数an的联立方程，求解得出an。 非线性器件的频率变换作用 设加在非线性器件上的电压为： 则有 对其展开，利用三角函数中积化和差和cosna公式，可得其含有直流分量、w1、 w2、 2w1、 2w2、3w1、 3w2、 w1± w2、 2w1± w2 、w1± 2w2 、…，等频率分量，并可得出： 第二章 噪声与非线性失真 ( Noise and Nonlinear Distortion. ) an的确定： A.已知I=f(v) ,求其各阶导数。 B.在伏安特性曲线上选择特征点，得到系数an的联立方程，求解得出an。