通信电路原理ch

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1、笫4章非线性电路及其分析方法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4.2非线性电路的分析方法4.2.1非线性电路与线性电路分析方法的异同点4.2.2非线性电阻电路的近似解析分析4.3非线性电路的应用举例4.3.1C类谐振功率放大器4.3.2D类、E类功率放大器4.3.3倍频器4.3.4模拟相乘器4.3.5时变参量电路与变频器1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。非线性元件：元件值与加于元件两端的电压或电流大小有关。线性电路：线性电路是由线性元件构成的电路。输出输入关系用线性代数方程式或线性微分方程表示。线性电路的主要特征是具

2、有叠加性和均匀性。非线性电路：非线性电路中至少包含一个非线性元件。输出输入关系用非线性函数方程或非线性微分方程表示。非线性电路不具有叠加性与均匀性。非线性电路的重要特性:非线性电路的输出信号中将会产生输入信号中所没有的新的频率成分，也可能不再出现输入信号中原有的某些频率成分。非线性电路与线性电路分析方法的异同点：1、有关基尔霍夫定律；２、有关叠加性与均匀性；３、传输特性与系统和激励信号的关系；４、描述方程。非线性电阻性电路的近似解析分析幂级数分析法折线分析法2笫4章非线性电路及其分析方法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4.2非线性电路的

3、分析方法4.2.1非线性电路与线性电路分析方法的异同点4.2.2非线性电阻电路的近似解析分析4.3非线性电路的应用举例4.3.1C类谐振功率放大器4.3.2D类、E类功率放大器4.3.3倍频器4.3.4模拟相乘器4.3.5时变参量电路与变频器34.3非线性电路的应用举例非线性电路在通信电路中的应用,一般可归纳为以下三个方面:1、实现信号的功率放大；2、实现信号频谱的线性、非线性变换；3、实现时变参量电路；例：谐振功率放大器例：幅度调制、角度调制例：变频器4A类功放（导通角180度）输出信号为输入信号的线性函数，故又称为线性功率放大器。电路接成推挽形式的AB类和B类功放（导通角90度）也可以构

4、成线性功率放大器。线性功率放大器的负载是电阻性的，匹配网络是传输线变压器或其它非谐振电路，属宽带功放。C类功放（导通角小于90度）利用晶体管的非线性特性和选频电路的滤波特性实现功率放大，匹配网络是谐振电路，称为谐振功率放大器，是一种放大单频信号的放大电路，具有较高的效率。A类、B类和C类功放是减小电流导通角来提高效率的。D类和E类放大器主要特点是功率管处于开关状态。4.3.1C类谐振功率放大器射频功率放大器可以分为：54.3.1C类谐振功率放大器（续1）C类功放，仅在信号周期的部分时间呈线性关系，而其余时间为非线性关系。输出信号中，除含有有用输入信号成分外，还含有输入信号的各次谐波、交叉调制

5、成分，寄生干扰成分。C类功放放大器一般适于放大单频信号（如：载频）及关注频率而不是幅度的那些场合。C类功放的负载一般是阻抗性的，匹配网络是谐振电路，称为谐振功率放大器。C类功放中，功率管的电流导通时间小于半个周期。64.3.1C类谐振功率放大器（续2）功率放大器的主要性能指标：保证晶体管安全工作的前提下，关注工作频率、输出功率、效率、功率增益和非线性失真等。效率：A类B类实际上:非线性失真：对于线性功率放大器，非线性失真系数则成为重要的指标，如何降低功率放大器的非线性失真，是设计这类放大器时必须加以研究的问题。对于谐振功率放大器，它是利用晶体管的非线性特性和选频电路的滤波特性实现的。实际上:

6、C类是与流通角有关。74.3.1C类谐振功率放大器（续3）1、C类谐振功率放大器的工作原理2、C类谐振功率放大器的工作波形3、效率与电压利用系数及电流流通角的关系4、管外电路组成5、电路举例81、C类谐振功率放大器的工作原理下图所示是谐振功率放大器的电原理图。电路的静态工作点选择在接近截止点，或小于截止点的负偏置区。电路的特点：返回91、工作原理（续1）：折线分析法101、工作原理（续2）电路的工作过程如下：偏置电压为，以确定静态工作点。工作点往往处在截止区，静态时无集电极电流。当输入信号加入时，为足够大的数值，使集电极电流出现尖顶余弦脉冲，如折线图所示。利用4.3.2节关于折线分析法的结果

7、，可得出集电极电流的表示式为：集电极电流余弦脉冲可以展开成傅立叶级数：111、工作原理（续3）放大器的负载阻抗是频率的函数，谐振时，只有角频率为的电流分量可以在负载上建立余弦电压。将余弦脉冲基波分量分解系数的表示式，即代入上式，则可得谐振功率放大器输出电压的表示式谐振功率放大器激励电压是余弦电压，但基极电流和集电极电流只是余弦信号的一部分，称为余弦电流脉冲，而输出电压又是与激励电压同频的余弦电压。这是谐振功率