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1、 第十一讲第十一讲 非线性电路的分析方法非线性电路的分析方法7/25/2024 5:12 PM高频电子线路频谱的搬移电路分类频谱的搬移电路分类频谱的线性搬移频谱的线性搬移频谱非线性搬移频谱非线性搬移 振幅调制与解调振幅调制与解调 混频混频 倍频倍频 频率调制与解调频率调制与解调 相位调制与解调相位调制与解调频谱搬移在无线通信系统中的应用频谱搬移在无线通信系统中的应用1 第十一讲第十一讲 非线性电路的分析方法非线性电路的分析方法7/25/2024 5:12 PM高频电子线路非线性电路的分析方法等效电路分析法等效电路分析法 折线近似分析法折线近似分析法指数函数分析法指数函数分析法幂级数分析法幂级数
2、分析法线性时变参量分析法线性时变参量分析法 时变跨导分析法时变跨导分析法开关函数分析法开关函数分析法 模拟乘法器电路分析法模拟乘法器电路分析法2 第十一讲第十一讲 非线性电路的分析方法非线性电路的分析方法7/25/2024 5:12 PM高频电子线路概 述待解决的问题：1.为什么非线性器件有频率生成功能？2.我们需要生成什么样的频谱？3.我们要如何来构造具体的电路形式？借助的分析工具：1.时域数学表达式或时域波形分析2.频谱分析法 伏安特性曲线不是直线伏安特性曲线不是直线会产生新的频率分量会产生新的频率分量非线性电路不满足叠加原理非线性电路不满足叠加原理非线性器件有非线性器件有:二极管、三极管
3、、场效应管、集成模拟乘法器等二极管、三极管、场效应管、集成模拟乘法器等3 第十一讲第十一讲 非线性电路的分析方法非线性电路的分析方法7/25/2024 5:12 PM高频电子线路IS ：反向饱和电流反向饱和电流UT ：温度的电压当量温度的电压当量在常温在常温( (300 K) )下，下， UT 26 mVPN 结的电流方程结的电流方程非非 线线 性性 器器 件件 i = f ( (u ) )之间的关系曲线。之间的关系曲线。604020 0.002 0.00400.5 1.02550i/ mAu / V正向特性正向特性死区电压死区电压击穿电压击穿电压U(BR)反反向向特特性性图图 PN结的伏安特
4、性结的伏安特性4 第十一讲第十一讲 非线性电路的分析方法非线性电路的分析方法7/25/2024 5:12 PM高频电子线路1. 幂级数分析法幂级数分析法 如如果果加加在在二二极极管管上上的的电电压压ud=UQ+Usmcosst，且且Usm较较小小，UQ UT。流流过过二极管的电流为二极管的电流为QUdmuDiDOiduS令，令， 。则。则利用利用id(t)可以写为：可以写为：表明：单一频率的信号电压作用于非线性元件时，在电流中不仅含有输入信号的频率分量s，而且还含有各次谐波频率分量ns。5 第十一讲第十一讲 非线性电路的分析方法非线性电路的分析方法7/25/2024 5:12 PM高频电子线路
5、6 第十一讲第十一讲 非线性电路的分析方法非线性电路的分析方法7/25/2024 5:12 PM高频电子线路7 第十一讲第十一讲 非线性电路的分析方法非线性电路的分析方法7/25/2024 5:12 PM高频电子线路8 第十一讲第十一讲 非线性电路的分析方法非线性电路的分析方法7/25/2024 5:12 PM高频电子线路9 第十一讲第十一讲 非线性电路的分析方法非线性电路的分析方法7/25/2024 5:12 PM高频电子线路10 第十一讲第十一讲 非线性电路的分析方法非线性电路的分析方法7/25/2024 5:12 PM高频电子线路11 第十一讲第十一讲 非线性电路的分析方法非线性电路的分
6、析方法7/25/2024 5:12 PM高频电子线路12 第十一讲第十一讲 非线性电路的分析方法非线性电路的分析方法7/25/2024 5:12 PM高频电子线路13 第十一讲第十一讲 非线性电路的分析方法非线性电路的分析方法7/25/2024 5:12 PM高频电子线路信号形式信号形式频谱线性搬移频谱线性搬移cost cos ct ccos ct + cost ccos ct cost c (cos ct)2零频零频 2 c(cos ct)3 c 3 c(cos ct)4零频零频 2 c 4 c(cos ct)5 c 3 c 5 c(cos ct cost)2零频零频 2 2 c 2 (co
7、s ct cost)3 c 3 c c 3 3 c 3(cos ct)2 (cost)3 3 2 c 2 c 314 第十一讲第十一讲 非线性电路的分析方法非线性电路的分析方法7/25/2024 5:12 PM高频电子线路当当两两个个信信号号电电压压 ud=Ucost 和和 ud2=U ccosct 同同时时作作用用在在非非线线性性元元件件时时，根据以上的分析可得简化后的根据以上的分析可得简化后的id(t)表达式为：表达式为：利用三角函数的积化和差公式：利用三角函数的积化和差公式：可以推出可以推出id(t)中所含有的频率成份为：中所含有的频率成份为：其中，（其中，（p，q=1，2，3.）。）。
8、c输入电压信号的频谱输入电压信号的频谱电流电流id(t)的频谱的频谱32c2cc-c+c+2c-22c+2c-2c+22c-215 第十一讲第十一讲 非线性电路的分析方法非线性电路的分析方法7/25/2024 5:12 PM高频电子线路输入信号频谱输入信号频谱输出电流信号频谱输出电流信号频谱16 第十一讲第十一讲 非线性电路的分析方法非线性电路的分析方法7/25/2024 5:12 PM高频电子线路 相乘器相乘器 kuxuyuz2 乘法器电路分析乘法器电路分析17 第十一讲第十一讲 非线性电路的分析方法非线性电路的分析方法7/25/2024 5:12 PM高频电子线路输入信号频谱输入信号频谱输
9、出信号频谱输出信号频谱18 第十一讲第十一讲 非线性电路的分析方法非线性电路的分析方法7/25/2024 5:12 PM高频电子线路3. 线性时变电路分析法线性时变电路分析法ic+ube-yiegmubeic+uce-19 第十一讲第十一讲 非线性电路的分析方法非线性电路的分析方法7/25/2024 5:12 PM高频电子线路us+- -+- -uoEBECVTCLic+ube-yiegmubeic+uce-UB(t)20 第十一讲第十一讲 非线性电路的分析方法非线性电路的分析方法7/25/2024 5:12 PM高频电子线路us+- -+- -uoEBECVTCLUB(t)uBEic21 第
10、十一讲第十一讲 非线性电路的分析方法非线性电路的分析方法7/25/2024 5:12 PM高频电子线路22 第十一讲第十一讲 非线性电路的分析方法非线性电路的分析方法7/25/2024 5:12 PM高频电子线路无最有害频率：c 2 ，是由三次方项产生23 第十一讲第十一讲 非线性电路的分析方法非线性电路的分析方法7/25/2024 5:12 PM高频电子线路uoS(t)4 开关函数分析法开关函数分析法+- -udidididRLrdusuo+- -+- -开关频率开关频率oRLVDusuo+- -+- -idid24 第十一讲第十一讲 非线性电路的分析方法非线性电路的分析方法7/25/2024 5:12 PM高频电子线路RLrdusuo+- -+- -开关频率开关频率oid25 第十一讲第十一讲 非线性电路的分析方法非线性电路的分析方法7/25/2024 5:12 PM高频电子线路26
