第5章 频谱及线性搬移电路1.pptVIP

第5章 频谱的线性搬移电路 5.1 非线性电路的分析方法 5.2 二极管电路 5.3 差分对电路 5.4 其它频谱线性搬移电路 5.1 非线性电路的分析方法 5.1.2 线性时变电路分析法 对式（5―1）在EQ+u2上对u1用泰勒级数展开,有 考虑u1和u2都是余弦信号,u1＝U1cosω1t,u2＝U2　cosω2t,时变偏置电压EQ（t）=EQ+U2cosω2t,为一周期性函数,故I0（t）、g（t）也必为周期性函数,可用傅里叶级数展开,得 例1 一个晶体二极管,用指数函数逼近它的伏安特性,即 5.2 二极管电路 5.2.1 单二极管电路 由于u2＝U2cosω2t,则u2≥0对应于 2nπ-π/2≤ω2t≤2nπ+π/2,n=0,1,2,…,故有 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 若u1＝U1cosω1t,为单一频率信号,代入上式有 由上式可以看出,流过二极管的电流iD中的频率分量有: （1）输入信号u1和控制信号u2的频率分量ω1和ω2; （2）控制信号u2的频率ω2的偶次谐波分量; （3）由输入信号u1的频率ω1与控制信号u2的奇次谐波分量的组合频率分量（2n+1）ω2±ω1,n=0,1,2,…。 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。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 （5―39） 但两电流流过T2的方向相反,在T2中产生的磁通相消,故次级总电流iL应为 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) （5―47） 由此可见K（ ω2t ）、K（ ω2t -π）为单向开关函数,K′（ω2t）为双向开关函数,且有 当u1=U1cosω1t时, 例2 在图5―12的双平衡混频器组件的本振口加输入信号u1,在中频口加控制信号u2,输出信号从射频口输出,如图5―13所示。忽略输出电压的反作用,可得加到四个二极管上的电压分别为 uD1=u1-u2uD2=u1+u2 uD3=-u1-u2uD4=-u1+u2 这些电流为 i1=gDK（ω2t-π）uD1 i2=gDK（ω2t）uD2 i3=gDK（ω2t-π）uD3 i4=gDK（ω2t）uD4 这四个电流与输出电流i之间的关系为 i=-i1+i2+i3-i4=（i2-i4）-（i1-i3） =2gDK（ω2t）u1-2gDK（ω2t-π）u1 =2gDK′(ω2t)u1 5.3 差分对电路 5.3.1 单差分对电路 5.3.2 双差分对电路 若α≈1，ic1≈ie2,ic2≈ie2, 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。 （2）输入电压很小时,传输特性近似为线性关系,即工作在线性放大区。 （3）若输入电压很大,一般在|u|100mV时,电路呈现限幅状态,两管接近于开关状态,因此,该电路可作为高速开关、限幅放大器等电路。 （4）小信号运用时的跨导即为传输特性线性区的斜率,它表示电