第五章频谱线性搬移电路

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1、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15.1非线性电路的分析方法（a）频谱的线性搬移（b）频谱的非线性搬移25.1.1非线性函数的级数展开分析法非线性器件的伏安特性,可用下面的非线性函数来表示:一般情况下,u＝EQ+u1+u2。其中EQ为静态工作点,u1和u2为两个输入电压。用泰勒级数展开,可得3an（n=0,1,2,…）为各次方项的系数,由下式确定:Cmn=n!/m!(n-m)!故4令u2=0,即只有一个输入信号,且令u1＝U1cosω1t,则n为奇数

2、n为偶数5若作用在非线性器件上的两个电压均为余弦信号,即u1＝U1cosω1t,u2＝U2cosω2t675.1.2线性时变电路分析法如果U2〉〉U1，在EQ+u2上对u1用泰勒级数展开,有8忽略u1的二次方及其以上各次方项,则9考虑u1和u2都是余弦信号,u2＝U2cosω2t,时变偏置电压EQ（t）=EQ+U2cosω2t,为一周期性函数，故I0（t）、g（t）也必为周期性函数,可用傅里叶级数展开,得10两个展开式的系数可直接由傅里叶系数公式求得11125.2二极管电路5.2.1单二极管电路输入信号u1和控制信号（参考

3、信号）u2相加作用在非线性器件二极管上。1314忽略输出电压u。对回路的反作用,这样,加在二极管两端的电压uD为二极管可等效为一个受控开关,控制电压就是uD。有1516由前已知,U2>>U1,而uD＝u1+u2,可进一步认为二极管的通断主要由u2控制,可得17181920若u1＝U1cosω1t,为单一频率信号,代入上式有21由上式可以看出,流过二极管的电流iD中的频率分量有:（1）输入信号u1和控制信号u2的频率分量ω1和ω2;（2）控制信号u2的频率ω2的偶次谐波分量;（3）由输入信号u1的频率ω1与控制信号u2的奇次

4、谐波分量的组合频率分量（2n+1）ω2±ω1,n=0,1,2,…。225.2.2二极管平衡电路1．电路二极管平衡电路的原理电路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。2324i1、i2在T2次级产生的电流分别为:25但两电流流过T2的方向相反,在T2中产生的磁通相消,故次级总电流iL应为考虑u1＝U1cosω1t,代入上式可得26当考虑RL的反映电阻对二极管电流的影响时,要用包含反映电阻的总电导来代替gD。如果T2次级所接负载为宽带电阻,则初级两端的反映电阻为4RL。对i1、i2各支路的电阻为2RL

5、。此时用总电导27285.2.3二极管环形电路1．基本电路与二极管平衡电路相比,只是多接了两只二极管VD3和VD4,四只二极管方向一致,组成一个环路,因此称为二极管环形电路。2930313233由此可得K（ω2t-π）、K’(ω2t）的傅里叶级数:34当u1=U1cosω1t时,35实际的环形电路365.3差分对电路5.3.1单差分对电路1.电路37双端输出的情况下有38当输入差模电压u=U1cosω1t时,将tanh（u/2VT）傅里叶级数有39差分对频谱搬移电路40415.3.2双差分对电路4243当u1=U1cosω

6、1t,u2=U2cosω2t时,代入当u1,u2均为小信号时有445.4其它频谱线性搬移电路5.4.1晶体三极管频谱线性搬移电路45可将ic表示为在时变工作点处,将上式对u1展开成泰勒级数,有4647一般情况下，由于U1《U2，通常可以不考虑高次项ic=Ic0(t)+gm(t)u148三极管电路中的时变电流49三极管电路中时变跨导505.4.2场效应管频谱线性搬移电路场效应管转移特性iD～uGS近似为平方律关系,结型场效应管表示式为5152