非线性微波电路与系统——第四章：非线性电路分析法.pptVIP

Company name 4.2.5 采用非线性电流法分析电路 非线性微波电路与系统 （1）令各电流源为零，求出一阶分量，并求vs(t)激励下的v1(t)。 （2）由v1(t)求二阶电流 然后令vs(t)=0，仅有i2(t)激励时，通过电路的线性分析，求各阶电压 （3）从v1(t)，v2(t)，g1(t)，g2(t)求出三阶电流i3(t)，并令vs(t)和i2(t)等于 0，求出三阶电压。…….. 一般情况下，非线性电流法比非线性转移函数法更加容易使用，更适合CAD技术，但是由于非线性电流法不是建立在转移函数的基础上，所以不能直接用于系统分析和设计。 Company name 4.2.6 在多节点电路中的应用 非线性微波电路与系统 IP,n是ipn（t）中某一特定的n阶混合频率的电流分量。 ipn（t）是P端口上第 N阶电流源，Vp,n是电压向量。 当n1时，Vs,n=0 当n=1时，Ip,n=0 当n=2时， Vs,n=0, Company name LOGO 非线性微波电路与系统 电子工程学院 电磁场与微波技术 主讲人： 徐锐敏 （教授） Company name 非线性微波电路与系统 幂级数和Volterra级数分析法 使用条件： （1）电路是弱非线性电路。 （2）多个激励的信号是小信号、非公度的。 主要用在分析电路的交调分量。 幂级数分析法：要求电路中仅包涵理想非记忆转移非线性“元件”。（不能包涵非线性电容）。Volterra级数法或称非线性转移函数分析法，无上述限制，应用更广。 用途: Company name 4.1 幂级数分析法 非线性微波电路与系统 4.1.1 幂级数模型和多频响应 （忽略后面的线性网络，简化分析） 或 通项 Company name 4.1.1 幂级数模型和多频响应 非线性微波电路与系统 例：图为FET简化等效电路 则输入端输入的线性转移函数为 V(t) Company name 4.1.1 幂级数模型和多频响应 非线性微波电路与系统 在偏置点Vg0将大信号漏电流－栅压特性 Id＝F（v）展成泰勒级数，则f（v）为 通常，激励信号s（t）至少含有两个非公度频率，和s（t）对应的vs（t）可以表示为 式中Q为频率的个数 Company name 4.1.1 幂级数模型和多频响应 非线性微波电路与系统 与u（t）对应的线性电路的输出电压v（t）为 其中 Company name 4.1.1 幂级数模型和多频响应 非线性微波电路与系统 则通项 得到完整的响应为 Company name 4.1.1 幂级数模型和多频响应 非线性微波电路与系统 区分两个概念：次和阶 （degree and order） 次：幂次 阶：第K阶混合频率则表示 是n个频率激励之和， 一般情况下 ： 阶 次 Company name 4.1.2 频率的产生 非线性微波电路与系统 约束条件： Company name 4.1.3 遮断点和功率关系 非线性微波电路与系统 确定一个非线性或准线性电路的交调特性，通常采用的方法是作双频测试，即将两个幅度相等、频率相近的激励信号加到电路上，测量输出交调分量功率。其测试框图如下： 频率 ω 幅度 0 ω 2 -ω 1 ω1 ω2 2ω 2－ω1 2ω1－ω2 3 ω 2－2ω1 3 ω 1－2ω2 ... ... ω1+ ω2 2 ω1 2 ω2 … P ... … 4.1.3 遮断点和功率关系 2ω2-2ω1 3ω2- 3ω1 Company name 4.1.3 遮断点和功率关系 非线性微波电路与系统 n阶交调功率可以表示为 则，二阶交调（ω1－ ω 2， ω 2－ ω 1， ω 1＋ ω 2）功率为 或 Company name 4.1.3 遮断点和功率关系 非线性微波电路与系统 三阶交调（2w1－w2）和（2w2－w1）功率为 或 在低电平时，二阶和三阶交调分量输出功率随输入功率的变化量为2dB/dB和3dB/dB，而线性输出功率变化为1dB/dB。 进一步分析得出，n阶交调分量的输出功率随输入功率的变化为 n dB/dB。 Company name 4.1.3 遮断点和功率关系 非线性微波电路与系统 定义：当线性输出功率和交调输出功率相等时的外推点， 叫做交调遮断点，IPn 线性 基波 Company name 4.1.3 遮断点和功率关系 非线性微波电路与系统 而 设第n阶遮断点处的输出功率为IPn，有 线性增益 则 线性输出功率 n阶交调输出功率： Company name 4.1.3 遮断点和功