第5章 频谱的线性搬移电路..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 先来分析一种最简单的情况。令u2=0,即只有一个输入信号,且令u1＝U1cosω1t,代入式（5―2）,有 2. 线性时变电路分析法 2. 线性时变电路分析法 5.2 二极管电路 5.2.2 二极管平衡电路 1．电路 图5―7（a）是二极管平衡电路的原理电路。它是由两个性能一致的二极管及中心抽头变压器T1、T2接成平衡电路的。 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） 5.2.3二极管环形电路 1．基本电路 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, 5.3 差分对电路 5.3.1 单差分对电路 1.电路 基本的差分对电路如图5―14所示。图中两个晶体管和两 个电阻精密配对（这在集成电路上很容易实现）。 (5）当输入差模电压u=U1cosω1t时,由传输特性可得 io波形,如图5―16。其所含频率分量可由tanh（u/2VT）的傅里叶级数展开式求得,即 (5―55) (5―60) (5―61) (5―62) Hyperbolic tangent 双端输出的情况下有 (5―63) 可得等效的差动输出电流 io 与输入电压u的关系式 (5―64) ? 图5―15 差分对的传输特性 （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。双端输出时,直流抵消,交流输出加倍。 （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。这是因为当|x|1时,tanh（x／2）≈x／2,即当|u|＜VT＝26mV时, io =I0tanh（u/2VT）≈I0 u/2VT。 （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,它表示电路在放大区输出时的放大能力, (5―65) 图5―16 差分对作放大时 io 的输出波形 (5―66) (5―67) 由差模电压u=U1cosω1t 令x=U1/2VT 的傅里叶级数展开式 3. 差分对频谱搬移电路 差分对电路的可控通道有两个:一个为输入差模电压,另一个为电流源I0;故可把输入信号和控制信号分别控制这两个通道。 图5―17 差分对频谱搬移电路 忽略 Rc Rc Ec VT1 VT2 VT3 VT4 VT5 VT6 Io ①基本电路结构 VT1，VT2，VT3，VT4为双平衡的差分对，VT5，VT6差分对分别作为VT1，VT2和VT3，VT4双差分对的射极恒流源。 5.3.2 双差分对乘法器（吉尔伯特（Gilbert）乘法器） 是一种四象限乘法器，也是大多数集成乘法器的基础电路。 VT1 VT2 VT3 VT4 VT5 VT6 Rc Rc Vcc VT1 VT2 VT3 VT4 VT5 VT6 Io ②工作原理分析 根据差分电路的工作原理： 又因，输出电压： + ux - + uy - + uo - iA iB i2 i1 i3 i4 i5 i6 当输入为小信号并满足： 而标度因子 吉尔伯特乘法器单元电路，只有当输入信号较小时，具有较理想的相乘作用,ux，uy 均可取正、负两极性，故为四象限乘法器电路，但因其线性范围小，不能满足实际应用的需要。 * * 方波信号及其频谱 方波的频谱宽度从0频至9次谐波频率处。 图22.0.1 方波信号及其频谱 （a）频谱的线性搬移;（b）频谱的非线性搬移 振幅调制与解调、混频等，就是频谱的线性搬移。 频率调制与解调，相位调制与解调