非线性 射频通信电路课件.ppt

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1、2.6非线性器件的描述方法非线性器件大信号时会引起失真能完成频谱搬移各种功能1.用解析函数描述2.6.1非线性器件的描述方法------描述器件的伏安特性指数函数双极型晶体管饱和区----平方律场效应管差分放大器双曲正切函数2.幂级数描述代入特点:①呈非线性②系数与工作点有关在工作点处将伏安特性偏置决定工作点展开为幂级数3.分段折线描述适用条件:大信号输入二极管差分放大器2.6.2线性化参数适用条件:输入为小信号输入:输出:静态电流=信号电流线性电路不产生新的频率线性化参数-----跨导仅与工作点有关放大器增益与信号大小无关2.

2、7器件非线性的影响研究有源器件的非线性对线性放大器的影响分两种情况讨论只有一个有用信号输入有两个以上输入研究内容－－出现的现象、名称定义；衡量性能的指标。2.7.1输入端仅有一个有用信号1.谐波（harmonics）放大器输入现象:出现了谐波产生的原因－－器件非线性、信号幅度大大小－－与系数有关－－与工作点有关影响－－高次谐波被选频回路滤除输出电流2.增益压缩（GainCompression）特点：考虑对基波分量的影响（只考虑到三次方）基波信号电流：基波信号电流幅度：平均跨导：基波信号电流：基波增益：输出电流：线性非线性仅与放大

3、器工作点不仅与工作点有关有关而且与输入信号幅度有关跨导基波电流失真项常数与信号幅度有关增益非线性增益压缩线性增益压缩指标－－1dB压缩点增益压缩当＜0时，放大器增益随信号增大而减小线性增益与器件类型和放大器工作点有关增益1dB压缩点计算：2.7.2输入端有两个以上信号设输入两个信号：由于非线性结果：出现基波谐波－－被选频回路滤除组合频率－－在基频附近的无法滤除问题：对基波输出有什么影响？基波分量：(仅考虑到三次方）二次方产生的组合频率不在基频附近，被滤除不在基频附近，被滤除在基频附近三次方项产生的组合频率为1.堵塞（Blocki

4、ng）输入状况：输入的有用信号为弱信号，而另一个信号是强干扰信号。平均基波跨导一般有<0有用信号的跨导随干扰增大而减小增益随干扰信号增大而减小严重基波电流为零－－信号被堵塞指标－－强信号堵塞60dB～70dB有用信号基波简化（忽略增益压缩项）2.交叉调制（CrossModulation）输入情况:强干扰是调幅波幅度有用信号幅度干扰信号幅度交叉调制现象:干扰信号幅度转移到有用信号幅度上结果:当有用信号是调幅波时,解调后,会听到干扰台的串话音输出有用信号基波3.互相调制（Intermodulation）输入状况:两个输入信号的频率、

5、比较接近非线性输出电流组合频率、很接近基波，滤波器无法滤除特点:基波幅度三阶互调互调信号幅度互调失真衡量指标1.互调失真比——输出互调与输出基波之比设(即输入信号较小，可忽略增益压缩）互调失真电压幅度比:互调失真功率比:设：两信号输入幅度均为输出基波：输出互调：2.三阶互调截点(third-orderinterceptpoint)定义:三阶互调截点为三阶互调功率和基波功率相等的点由三阶截点dB与dBm某些量的两种表示自然表示dB表示①dB表示的量是无量纲的，是比值。②电压比的系数是20，功率比是10注意1.dB电压增益功率增益噪

6、声系数F=4——功率比当输入输出阻抗相同时,用dB表示的功率增益、电压增益数值相同dB(功率)10logdBWdBmdB（电压）dBVdBmVdBµV2.dBm与dBmV注意①dBm——对应功率dBmV——对应电压②电压、功率的系数不同表示的量有单位采用dB的优点将乘法运算变为加法GP1GP2注意①dB与dB可加减，但不能乘除②dBm与dBm不可相加，但可以相减，结果为dB③dB与dBm间可加减，结果为dBmGPPiPo例:已知一放大器的三阶互调截点,当输入功率求:在此输入功率下的互调失真比时,解:在三阶互调截点处由则互调失真比

7、用分贝表示当时,互调干扰在射频系统中出现的形式(接收)相邻信道1相邻信道2(发射的强信号)互调1dB压缩点与三阶截点的关系即增益压缩点的输入（或输出）电平要比三阶截点电平低约10dB均由器件的三次方引起2.7.3多级非线性级级联特性讨论:系统总的非线性与每一级的非线性关系两级公式:理解:1.当系统的每一级均有增益时，系统的总的三阶互调截点输入功率总是小于每一级的2.前级的增益越高,总系统的三阶互调输入功率越小