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2001年9月--12月 《通信电路原理》--无九 研究非线性电路目的 非线性电路会产生新的频率分量 （输出信号中含有输入信号没有的频率分量） 研究目的 1、实现新的电路功能。 2、防止或减小非线性失真－－减小干扰 4.1非线性电路的基本概念与非线性元件 4.1.1非线性电路的基本概念（续） 4.1.2非线性元件的特性 非线性元件的特性（续1） 非线性元件的特性（续2） 4.2 非线性电路的分析方法 非线性电路的分析内容： 非线性失真在线性放大器中产生的影响及其衡量这些影响的主要指标。（主要看基波受哪些影响，产生哪些频率分量） 分两种情况讨论： （1）仅1个输入信号 （2）两个以上信号输入 非线性器件在频谱搬移电路（调幅、检波、混频）中作用 非线性电路的分析方法 幂级数分析法（输入小信号）--三角函数 折线分析法（输入大信号）--傅氏级数 开关函数 --傅氏级数 4.2.1 非线性电路的幂级数分析方法 4.2.1幂级数分析法（输入信号小） －将非线性电阻电路的输出输入特性用一个N阶幂级数近似表示。通常被用来研究非理想线性器件的非线性失真 4.2.1幂级数分析法（续1） 幂级数分析法-- 幂级数分析法（续）－输入两个单频信号 两信号输入时－影响之一除谐波还有组合频率分量 两信号输入时谐波与组合频率分量规律 两信号输入时谐波与组合频率分量规律（续） 幂级数分析法举例 幂级数分析法举例 2 4.2.2 折线分析法（输入大信号） 4.2.2、折线分析法（续1） 4.2.2 折线分析法（续2） 4.2.2折线分析法（续3） 4.2.2折线分析法（续4） 4.2.2 折线分析法（续5） 4.2.2 折线分析法（续6） 4.2.2 折线分析法（续7） v 斜率g 返回1 返回2 P191,图4.3.5 其中， 为阈值电压， g为 时直线段 的斜率， 为偏置电压。 如何分析输出中含哪些分量 上图可见 输入电压是叠加在偏置电压上的余弦信号。 输出电流波形只是余弦波的一部分，为尖顶余弦脉冲。 将有电流出现时所对应相角的一半称为流通角 ： 若输入信号为： 折线化后的二极管伏安特性由下式表示： 则在二极管导通时，输出电流可表示为： 折线图 希望用 和 表示余弦脉冲电流 根据流通角 的定义： 当 时，电流 i(t)=0，即： 利用这一关系式，可将 式改写为： 对应 时刻，电流 i(t) 取最大值并以 表示，则： 折线图 余弦脉冲电流表示式 i(t) 是周期为 的周期函数，可用傅立叶级数展开 不同频率成分的幅值可由下列公式求出： 返回 各式等号右边部分除电流峰值 外，其余为流通角 的函数，称它们为谐波分解系数， 用 表示，即： 上图 谐波分解系数 与 的关系曲线示于下图。 尖顶脉冲谐波分解系数 返回 为波形 系数 当 一定时，各次谐波可在特定流通角处取得最大值。 基波最大值出现在 = 120?处。 二次谐波最大值出现在 = 60?。 三次谐波最大值出现在 = 40?。 n 次谐波取最大值时的流通角为： 可以看出，基波最大值出现在 = 120?处。 但是此时 不是最大 ，这与效率有关。 因此， 值的选择需综合考虑。 上图 倍频器有用 * * 笫4章 非线性电路及其分析方法 本章主要内容 4.1非线性电路的基本概念与非线性元件 4.1.1非线性电路的基本概念 4.1.2非线性元件及其特性 4.1.3非线性元件的描述方法 4.2非线性电路的分析方法 4.2.1幂级数分析法 4.2.2折线分析法（含哪些频率分量，幅度多大） 4.3、非线性电路的应用举例及高频功率放大器 4.3.1 C类谐振功率放大器 4.3.2 D类和E类功率放大器 4.3.3 倍频器 4.3.4 模拟相乘器 4.4、时变参量电路与变频器 4.1.1非线性电路的基本概念 1、元件分类：线性元件、非线性元件、时变参量元件 线性元件：元件的值与加于元件两端的电压或电流大小 无关。例如：一般的 R，L，C。 非线性元件：元件的值与加于元件两端的电压或电流大 小有关。例如：晶体管的 ，