4非线性电路、时变参量电路和变频器.ppt

图 4.4.2 晶体三极管差分对模拟乘法器原理电路 图 4.4.3 CMOS四象限模拟乘法器 + - + - - - + + 1． 电路 图 4.4.6 大小两个信号同时作用于非线性元件时 的原理性电路 2． 原理分析? 3． 小结：电流的频谱：???????????????????? 在保持相同调制规律的条件下，将输入已调信号的载波频率从 fs 变换为固定 fi 的过程称为变频或混频。 （以调幅为例 ） 在接收机中， fi 称为中频。一般其值为 其中fo是本地振荡频率。 超外差式接收机 1.定义 其中，fi大于fs的混频称为上混频， fi小于fs的混频称为下混频。 举例 经过混频器变频后，输出频率为 混频的结果：较高的不同的载波频率变为固定的较低的载波频率，而振幅包络形状不变。 图 4.4.2 变频前后的频谱图 2.混频的实质 线性频率变换 频谱搬移 3. 变频器的分类 平衡混频、 按器件分： 二极管混频器、 三极管混频器、 场效应管混频器 模拟乘法器混频器 按工作特点分： 单管混频、 环型混频 从两个输入信号在时域上的处理过程看： 叠加型混频器、 乘积型混频器 4.混频器的性能指标 A.变频(混频)增益： 混频器输出中频电压Vim与输入信号电压Vsm幅值之比。 B.噪声系数： 高频输入端信噪比与中频输出端信噪比的比值。 C.选择性： 抑制中频以外的信号的干扰的能力。 D.非线性干扰： 抑制组合频率干扰、交调、互调干扰等干扰的能力。 图 4.6.1 晶体管混频器的电路组态 1.电路组态 f i + – + – v s v o ( a) f i + – + – v s v o ( b) f i + – + – v s v o ( c) f i + – + – v s v o ( d ) 晶体管混频器电路 前面分析表明，要进行混频，可以用非线性电子器件工作于线性时变状态来实现,即V0mVsm。 2.工作原理 时变电导 v0 vs iC=f (VBB+ v0) +f ’(VBB+ v0) vs 其中f ’(VBB+ v0)是时变跨导。 已知振荡电压 v0 =V0cosω0t iC=f (VBB+ v0) +f ’(VBB+ v0) vs 已知输入电压 vs=Vsmcosωst 中频输出电流 变频跨导 图 4.6.3 由图可见： 知道变频跨导gc，就可以求出变频电压增益和功率增益。 当GL=goc时，变频功率增益达到最大： 图 4.6.5 某调幅通信机混频器电路 3.实际电路举例 调谐于ωi 调谐于ωs 图 4.6.6 自激式变频器电路 调谐于ωi 调谐于ωs 调谐于ω0 4.混频特点 优点：有变频增益高 缺点：1）动态范围较小 2）组合频率干扰严重 3）噪声较大 4）存在本地辐射 4.7.1 二极管平衡混频器 4.7.2 二极管环形混频器 （双平衡混频器） 二极管平衡混频器电路 图 4.7.1 二极管平衡混频器 如果V0m Vsm ,D1和D2工作于开关状态， 图 4.7.1 二极管平衡混频器 . . . . . . 二极管平衡混频器的输出频率的组合分量大为减少。同时，在输入端没有本振角频率ω0及其谐波分量的电压。 ?s、 ?0+ ?s、?0–?s、 3?0+?s、 3?0–?s、 5?0+?s、 5?0–?s…………… 图 4.7.2 二极管环形混频器 图4.7.3 在本振电压正半周的环形混频器 图 4.7.4 在本振电压负半周的环形混频器 * * 4.2 非线性元件的特性 4.3 非线性电路分析法 4.4 线性时变参量电路分析法 4.5 变频器的工作原理 4.1 概述 4.7 二极管混频器 4.8 差分对模拟乘法器混频电路 4.9 混频器中的干扰 4.10 外部干扰 4.6 晶体管混频器 学习目的： 1.掌握非线性电路的主要特点与分析方法 2.掌握线性时变参量电路的分析方法 3.掌握混频器原理 4.了解各种干扰，特别是混频器中所产生的各种干扰 无线电元件 线性元件 时变参量元件 非线性元件 ：元件参数与通过元件的电流或施于其上的电压无关。 ：元件参数与通过元件的电流或施于其上的电压有关。 ：元件参数按照一定规律随时间变化。 回路方程 线性电路： 非线性电路 回路方程 参变电路 回路方程 描述线性电路、时变