高频电子线路 第五章 频谱的线性搬移电路
合集下载
第5章 频谱的线性搬移电路
《高频电路原理与分析》
第5章 频谱的线性搬移电路
频谱搬移的数学模型 幂级数展开法和线性时变分析法 非线性器件 二极管、三极管、场效应管、集成模拟乘法器
《高频电路原理与分析》
第5章 频谱的线性搬移电路
5.1 非线性电路的分析方法
5.1.1 非线性函数的级数展开分析法
非线性器件的伏安特性
i f (u )
m 0
m m anCn u1n mu2n
i
m 0
n
an C u
m n m m n 1 2
m 0
m m anCn u1n mu2
u
第5章 频谱的线性搬移电路
1. 若u1＝U1cosω1t， u2=0，有
i
n 0
i a u cos tanU1n cos n1t a u a U n 1 n0
第5章 频谱的线性搬移电路
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
《高频电路原理与分析》
第5章 频谱的线性搬移电路
频谱搬移电路的分类 频谱的线性搬移——振幅调制与解调、混频、倍频 频谱非线性搬移——频率调制与解调、相位调制与解调
在EQ+u2上对u1用泰勒级数展开,有
i f EQ u2 f EQ u2 u1
若u1足够小,可忽略u1的二次方及其以上各次方项,则该式为
f EQ u2 I 0 t
时变静态电流
i f ( EQ u2 ) f ( EQ u2 )u1
f EQ u2 g t
e
x2 cos 2t
第五章频谱的线性搬移电路讲解
非线性器件，并选择静态工作点使其工作于接近平方律
的区域。
iD
I DSS (1
uGS VP
)2
iD / mA IDSS
8
6
4
－2
Q 2
－2
－1
VP
0 uGB
(a)
信息学院
结束
(1-10)
第五章 频谱的线性搬移电路
高频电路原理与分析
（2）从频谱搬移电路考虑，采用多个非线性器件组成平衡 电路，抵消一部分无用的组合频率分量。 （3）从输入信号的大小考虑，应减小输入信号的幅度，以 便有效地减小高阶相乘项产生的组合频率分量的强度。
i f (EQ u1 u2 )
f (EQ u2 ) f (EQ u2(1-12)
第五章 频谱的线性搬移电路
高频电路原理与分析
•
式中f(EQ+u2)是当输入信号u1=0时的电流，称
为时变静态电流或时变工作点电流，f′ (EQ+u2)称为
时变增益或时变电导。
•
所谓时变是指f(EQ+u2)和 f′ (EQ+u2)与u1无关，
• 为二项式系数，故
n
i
C
m n
u1n
m
u
m 2
n0 m0
• 令 u2 0 u1 U1 cos1t
i
anu1n
anU
n 1
c osn
1t
n0
n0
bnU
n 1
c os n1t
n0
信息学院
结束
(1-6)
第五章 频谱的线性搬移电路
高频电路原理与分析
• 结论：
• 1. 当单一频率信号作用于非线性器件时，在输出电 流中不仅包含了输入信号的频率分量ω1，而且还包含 了该频率分量的各次谐波分量n ω1（n=2，3，…）， 可用于倍频电路。
高频电子线路 第五章 1
高频电子线路
第5章
频谱的线性搬移电路
第一节
非线性电路的分析方法
为减小无用频率成分： 为减小无用频率成分： 选用具有平方律特性的场效应管。 选用具有平方律特性的场效应管。 采用平衡、补偿、负反馈等措施。 采用平衡、补偿、负反馈等措施。 适当限制输入信号的范围。 适当限制输入信号的范围。
高频电子线路
uD = u1 + u2
高频电子线路
第5章
频谱的线性搬移电路
第一节
非线性电路的分析方法
2、二极管特性的折线化 、
i 1 g D＝ r D
gD (uD −UP ) uD ≥ U p iD = uD < U p 0
u
0 Vp
3、u2对二极管的控制 已知,U2>>U1， 且U2>0.5V 已知 ，
∞
∞
n为偶数：常数项、2次谐波、4次谐波 …不大于 的偶次谐波的和。 为偶数：常数项、 次谐波 次谐波、 次谐波 不大于 的偶次谐波的和。 不大于n的偶次谐波的和 为偶数 n为奇数： 1次谐波、3次谐波 …不大于 的奇次谐波的和。 为奇数： 次谐波 次谐波、 次谐波 不大于 的奇次谐波的和。 不大于n的奇次谐波的和 为奇数
= a 0 + a1 (U 1m cos ω 1 t + U 2 m cos ω 2 t ) 2 1 + cos 2ω 1 t 2 1 + cos 2ω 2 t + a 2 U 1 m + U 2m 2 2 + U 1 m U 2 m [cos(ω 1 + ω 2 ) t + cos(ω 1 − ω 2 ) t ] +
高频电子线路
第5章
《高频电子线路》课件-05频谱的线性搬移电路
(2) 线性时变电路并非线性电路，而是非线性 电路在一定条件下的近似。
u1
线性时变 器件
滤波器
uo
u2
图5-3 线性时变电路完成频谱的搬移
《高频电子线路》
20
西华师范大学 陈亚军制作
第5章 频谱的线性搬移电路
5.2
二极管频率搬移电路的特点：电路简单、工作频带宽 等。 一、 单二极管电路
单二极管电路的原理电路如图5-4所示，输入信号u1 和控制信号（参考信号）u2相加作用在非线性器件二极 管上。图中用传输函数为H(j)的滤波器取出所需信号。
A、从非线性器件的特性考虑，使其非线性接近平方律特性。
B、从电路考虑，如采用多个电路组合成平衡电路，以抵消 部分无用成分。
C、从两个输入信号的大小配合上考虑。
《高频电子线路》
12
西华师范大学 陈亚军制作
第5章 频谱的线性搬移电路
二、 线性时变电路分析法 1、线性时变参数分析法的原理 对式（5-1）在EQ+u2上对u1用泰勒级数展开,有
根据我们所学知识，线性电路是不能产生新的频率成分 的（为什么？），因此要实现频谱搬移，必须使用非线性电 路，在非线性电路中，其核心是非线性器件。
线性电路的分析方法在非线性电路中是不适用的，它有 其特有的分析方法，主要有级数展开发和时变参数分析法等。
《高频电子线路》
4
西华师范大学 陈亚军制作
第5章 频谱的线性搬移电路
i f (EQ u1 u2 )
f (EQ
u2 )
f (EQ
u2 )u1
1 2!
f (EQ
u2 )u12
1 n!
f
(n) (EQ
u2 )u1n
(5-11)
u1
线性时变 器件
滤波器
uo
u2
图5-3 线性时变电路完成频谱的搬移
《高频电子线路》
20
西华师范大学 陈亚军制作
第5章 频谱的线性搬移电路
5.2
二极管频率搬移电路的特点：电路简单、工作频带宽 等。 一、 单二极管电路
单二极管电路的原理电路如图5-4所示，输入信号u1 和控制信号（参考信号）u2相加作用在非线性器件二极 管上。图中用传输函数为H(j)的滤波器取出所需信号。
A、从非线性器件的特性考虑，使其非线性接近平方律特性。
B、从电路考虑，如采用多个电路组合成平衡电路，以抵消 部分无用成分。
C、从两个输入信号的大小配合上考虑。
《高频电子线路》
12
西华师范大学 陈亚军制作
第5章 频谱的线性搬移电路
二、 线性时变电路分析法 1、线性时变参数分析法的原理 对式（5-1）在EQ+u2上对u1用泰勒级数展开,有
根据我们所学知识，线性电路是不能产生新的频率成分 的（为什么？），因此要实现频谱搬移，必须使用非线性电 路，在非线性电路中，其核心是非线性器件。
线性电路的分析方法在非线性电路中是不适用的，它有 其特有的分析方法，主要有级数展开发和时变参数分析法等。
《高频电子线路》
4
西华师范大学 陈亚军制作
第5章 频谱的线性搬移电路
i f (EQ u1 u2 )
f (EQ
u2 )
f (EQ
u2 )u1
1 2!
f (EQ
u2 )u12
1 n!
f
(n) (EQ
u2 )u1n
(5-11)
第五章 频谱的线性搬移
有用分量
2a2u1u2 a2U1U 2 cos 1 2 t a2U1U 2 cos 1 2 t
第 5章
16
频谱搬移通过提取两个信号的和频与差频实现。实现理想乘法 运算，减少无用组合频率数目和强度是重要目标。 (1)从非线性器件的特性考虑：选用具有平方律特性的场效应管； 选择器件工作特性接近平方律的区域。 (2)从电路考虑，采用平衡等措施，抵消无用分量，加强有用分量。 (3)从输入信号大小考虑，限制输入信号振幅，减小高阶项强度。
第五章 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
信息科学技术学院 电子信息科学与技术系
高频电子线路
第 5章
1
概述
频谱搬移电路：将输入信号进行频谱变换，获得具有所需 频谱的输出信号，分为线性搬移电路和非线性搬移电路。 线性搬移电路：频谱搬移前后的频率分量的比例关系不变。 例如：幅度调制与解调，混频电路等。
u1
非线性 器 件 u2
滤波器
滤除无 用分量
n
uo
有用 信号
信号i f u
a u
n 0 n
1
u2 包含频率组合分量为：
p ,q p1 q2
经滤波器滤除无用分量后，有用频率分量(和频与差频分量)为
1,1 1 2 ，此时p=q=1
该频率分量由二个信号的二次乘积项/交叉项产生：
f U Q u1 u2
式中， u 为加在非线性器件上的电压，其中 UQ 为 静态工作点， 用泰勒级数将上式在静态工作点UQ展开：
i a0 a1 u1 u2 a2 u1 u2 an u1 u2
第5章频谱的线性搬移电路资料
第5章 频谱的线性搬移电路
引言
前面在分析高频电路基础上介绍了: 1、高频放大器（小信号、功率） 2、正弦波振荡器
下面将介绍另一类电路：频率搬移与控制电路，包括： 1、线性搬移及应用（5、6章）:主要用于幅度调制与解调、
混频等 2、非线性搬移及应用（7章）：频率调制与解调、相位调
制与解调 3、反馈控制(8章）：包括AGC、AFC、APC(PLL)
《高频电子线路》
11
第5章 频谱的线性搬移电路
二、 线性时变电路分析法 1、线性时变参数分析法的原理 对式（5-1）在UQ+u2上对u1用泰勒级数展开,有
i f (UQ u1 u2 )
f
(UQ
u2 )
f
(UQ
u2 )u1
1 2!
f
(UQ
u2 )u12
1 n!
f
(n) (UQ
u2 )u1n
n
i
anCnmu1nmu2m
n0 m0
(5-5)
下面分别进行分析。
《高频电子线路》
6
第5章 频谱的线性搬移电路
2、只输入一个余弦信号时
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：
(5-6)
i anu1n anU1n cosn 1t
1、非线性函数的泰勒级数
非线性器件的伏安特性,可用下面的非线性函数来
表示:
i f (u)
(5-1)
式中,u为加在非线性器件上的电压。一般情况下,
u＝UQ+u1+u2,其中UQ为静态工作点,u1和u2为两个输入 电压。用泰勒级数将式（5-1）展开,可得
引言
前面在分析高频电路基础上介绍了: 1、高频放大器（小信号、功率） 2、正弦波振荡器
下面将介绍另一类电路：频率搬移与控制电路，包括： 1、线性搬移及应用（5、6章）:主要用于幅度调制与解调、
混频等 2、非线性搬移及应用（7章）：频率调制与解调、相位调
制与解调 3、反馈控制(8章）：包括AGC、AFC、APC(PLL)
《高频电子线路》
11
第5章 频谱的线性搬移电路
二、 线性时变电路分析法 1、线性时变参数分析法的原理 对式（5-1）在UQ+u2上对u1用泰勒级数展开,有
i f (UQ u1 u2 )
f
(UQ
u2 )
f
(UQ
u2 )u1
1 2!
f
(UQ
u2 )u12
1 n!
f
(n) (UQ
u2 )u1n
n
i
anCnmu1nmu2m
n0 m0
(5-5)
下面分别进行分析。
《高频电子线路》
6
第5章 频谱的线性搬移电路
2、只输入一个余弦信号时
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：
(5-6)
i anu1n anU1n cosn 1t
1、非线性函数的泰勒级数
非线性器件的伏安特性,可用下面的非线性函数来
表示:
i f (u)
(5-1)
式中,u为加在非线性器件上的电压。一般情况下,
u＝UQ+u1+u2,其中UQ为静态工作点,u1和u2为两个输入 电压。用泰勒级数将式（5-1）展开,可得
《高频电路原理与分析》教案05 频谱的线性搬移电路
第5章 频谱的线性搬移电路分为频谱的线性搬移电路和非线性搬移电路。
线性搬移电路：频谱结构不发生变化，如振幅调制与解调、混频。
非线性搬移电路：频谱结构也发生了变化。
频率调制与解调、相位调制与解调等电路5.1 非线性电路的分析方法有两种分析方法：1、级数展开分析2、线性时变分析5.1.1 非线性函数的级数展开分析法//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////补充：泰勒级数1、定理 （泰勒定理） 正次幂设函数在区域D 内解析，为D 内的一点，)(z f 0z R 为到D 的边界上各点的最短距离，则当时，可展开为幂级数0z R z z <−||0)(z f n n n R z z z f n C z z C z f n n )()(00||)(!100)(−========∑∞=<−=其中 n=0，1,2,… )(z f 在处的泰勒展开式是唯一的。
0z //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////非线性器件的伏安特性，可用下面的非线性函数来表示: i =f (u ) (5-1)式中, u 为加在非线性器件上的电压。
一般情况下, u ＝E Q +u 1+u 2,其中E Q 为静态工作点，u 1和u 2为两个输入电压。
展开成E Q 处的泰勒级数，可得∑∞=+=++++++++=02212122122110)( )()()(n n n n u u a u u a u u a u u a a i LL式中，a n(n =0，1，2，…)为各次方项的系数，由下式确定: )(!1)(!1Q )(QE f n du u f d n a n E u n n n === (5-3) 由于∑=−=+nm m m n m n nu u C u u 02121)( (5-4)式中，为二项式系数，故)!(!/!m n m n C m n −=∑∑=−∞==n m m m n m n n n u u C a i 0210 (5-5)以下分析， u 2=0情况，见p144作用在非线性器件上的两个电压均为余弦信号，即u 1＝U 1cos ω1t ，u 2＝U 2cos ω2t ，利若用式(5-7)和三角函数的积化和差公式)cos(21)cos(1cos cos x y x y x ++−=2y (5-9) 由式(5-5)不难看出，i 中将包含由下列通式表示的无限多个频率组合分量5.1.2 线性时变电路分析法对式(5-1)在 E Q +u 2上对i 用泰勒级数展开，有ωp,q =|±p ω1±q ω2|++=u u E f i 1Q )(L L +++++′′++′++=n n u u E f n u u E f u u E f u E f 12Q )(212Q 12Q 2Q 2)(!1 )(!21)()( 5-11 ―――――――――――――――――――――――――――由于5-5和5-11是等价的。
高频电子线路第5章 频谱线性搬移技术与电路
2
3
（1）外加单频率电压信号时 设外加电压为
u U 0 U m cost 得
2 m 2 3 m 3
i b0 b1U m cost b2U cos t b3U cos t
8
1 2 b0 b2U m 2
直流分量
3 3 (b1U m b3U m ) cos t 基波分量 4 1 2 二次谐波分量 b2U m cos 2t 2
0
为工作点处的电流
di b1 f (U 0 ) 为过静态工作点切线的斜率，即跨导 du u U 0
1 d i b2 f (U 0 ) 2 2! du
//
k 1 d i k bk f (U 0 ) k K ! du
2
u U 0
u U 0
如果取 U 0 0 即静态工作点选在原点，则
可以在静态工作点 U 0 处展开成幂级数(或称为泰勒级数)。
f /// (U 0 ) (u U 0 )3 3!
b0 b1 (u U 0 ) b2 (u U 0 ) 2 b3 (u U 0 ) 3
5
式中
/
b0 f (U 0 ) i u U
图5-1-3 求系数b的曲线
三次谐波分量
1 3 b3U m cos 3t 4
可见外加电压为
u U 0 U m cost
时，
流过二极管的电流中已产生了多种频率分量
9
设外加电压为 u U 0 U1m cos1t U 2m cos 2 t 1 3 3 2 2 3 i b0 b2 (U 1m U 2 m ) (b1U 1m b3U 1m U 1mU 22m ) cos 1t 4 2 2
3
（1）外加单频率电压信号时 设外加电压为
u U 0 U m cost 得
2 m 2 3 m 3
i b0 b1U m cost b2U cos t b3U cos t
8
1 2 b0 b2U m 2
直流分量
3 3 (b1U m b3U m ) cos t 基波分量 4 1 2 二次谐波分量 b2U m cos 2t 2
0
为工作点处的电流
di b1 f (U 0 ) 为过静态工作点切线的斜率，即跨导 du u U 0
1 d i b2 f (U 0 ) 2 2! du
//
k 1 d i k bk f (U 0 ) k K ! du
2
u U 0
u U 0
如果取 U 0 0 即静态工作点选在原点，则
可以在静态工作点 U 0 处展开成幂级数(或称为泰勒级数)。
f /// (U 0 ) (u U 0 )3 3!
b0 b1 (u U 0 ) b2 (u U 0 ) 2 b3 (u U 0 ) 3
5
式中
/
b0 f (U 0 ) i u U
图5-1-3 求系数b的曲线
三次谐波分量
1 3 b3U m cos 3t 4
可见外加电压为
u U 0 U m cost
时，
流过二极管的电流中已产生了多种频率分量
9
设外加电压为 u U 0 U1m cos1t U 2m cos 2 t 1 3 3 2 2 3 i b0 b2 (U 1m U 2 m ) (b1U 1m b3U 1m U 1mU 22m ) cos 1t 4 2 2
高频复习题 第5章 频谱的线性搬移电路
高频复习题第5章频谱的线性搬移电路(总19页)-本页仅作为预览文档封面，使用时请删除本页-第5章频谱的线性搬移电路本章与第六章整合，参见第六章第6章振幅调制、解调与混频自测题调制是。
调幅过程是把调制信号的频谱从低频搬移到载频的两侧，即产生了新的频谱分量，所以必须采用才能实现。
产生单边带信号的方法有和。
大信号检波器的失真可分为、、和。
大信号包络检波器主要用于信号的解调。
同步检波器主要用于和信号的解调。
混频器的输入信号有和两种。
变频电路功能表示方法有和两种。
为了抑制不需要的频率分量，要求输出端的带通滤波器的矩形系数。
思考题为什么调制必须利用电子器件的非线性特性才能实现它和小信号放大在本质上有什么不同之处写出图所示各信号的时域表达式,画出这些信号的频谱图及形成这些信号的方框图,并分别说明它们能形成什么方式的振幅调制。
图振幅检波器一般有哪几部分组成各部分作用如何下列各电路能否进行振幅检波图中RC为正常值,二极管为折线特性。
图变频作用是怎样产生的为什么一定要有非线性元件才能产生变频作用变频与检波有何相同点与不同点如图思所示。
设二极管的伏安特性均为从原点出发，斜率为g d的直线，且二极管工作在受u L控制的开关状态。
能否构成二极管平衡混频器求各电路输出电压u0的表示式。
图.某混频器的中频等于465KHz,采用低中频方案(f1=f s+f i)。
说明如下情况是何种干扰。
(1)当接收有用信号频率f L=500KHz时,也收到频率为f M=1430KHz的干扰信号。
(2)当接收有用信号频率为f s=1400kHz时,也会收到频率为f M=700kHz的干扰信号。
(3)当收听到频率为f s=930kHz的信号时,同时听到f M1=690KHz,f M2=810kHz两个干扰信号,一个干扰信号消失另一个也随即消失。
晶体三极管混频器,其转移特性或跨导特性以及静态偏压V Q、本振电压u L(t)如图思所示,试问哪些情况能实现混频哪些不能图什么是混频器的交调干扰和互调干扰怎样减小它们的影响已知混频器的伏安特性为i=a0+a1u+a2u2。
高频电子线路第5章 频谱的线性搬移电路
2014-4-16 14
开关函数K(ω2t) ：是周期函数，周期与u2的周期相同，可展开 为傅里叶级数。
1 2 2 2 K (2t ) cos2t cos32t cos52t 2 π 3π 5π 2 (－1) n 1 cos(2n 1)2t (2 n－1) π
nk n 2 n k 1 g k 1 ( 2n k ) 2 n k 2 C2 n k a2 n kU 2 ，k 0,1,2, 2 n 0
输出信号分量： ω=qω2，ω=|qω2 ±ω1|，其中q为任意整数。
2014-4-16 8
例1：已知晶体二极管可以用下面的指数函数逼近它的伏安特性。
2014-4-16
43; H(j) uo −
u2
i
gD
u
12
0
分析方法：用时变分析方法。 假定U1<<U2，则二极管工作状态由u2控制。如果忽略输出 电压uo的反作用，二极管可以用一个受u2控制的开关来等效。 u2 0 g DuD iD u2 0 0 假设u2 U 2 cos2t
n 1 n
n为偶数
n为奇数
i anU cos 1t bnU1n cos n1t , bn为an与 cosn 1t分解系数的乘积
n 0 n 0
输出电流频率分量：nω1，n=0，1，2，3，…。
2014-4-16 5
一般情况： u1=U1cosω1t， u2=U2cosω2t
g (t ) f ( EQ U 2 cos2t ) g0 g1 cos2t g2 cos 22t
gk 1 π f ( EQ U 2 cos2t ) cos k2td2t π π
开关函数K(ω2t) ：是周期函数，周期与u2的周期相同，可展开 为傅里叶级数。
1 2 2 2 K (2t ) cos2t cos32t cos52t 2 π 3π 5π 2 (－1) n 1 cos(2n 1)2t (2 n－1) π
nk n 2 n k 1 g k 1 ( 2n k ) 2 n k 2 C2 n k a2 n kU 2 ，k 0,1,2, 2 n 0
输出信号分量： ω=qω2，ω=|qω2 ±ω1|，其中q为任意整数。
2014-4-16 8
例1：已知晶体二极管可以用下面的指数函数逼近它的伏安特性。
2014-4-16
43; H(j) uo −
u2
i
gD
u
12
0
分析方法：用时变分析方法。 假定U1<<U2，则二极管工作状态由u2控制。如果忽略输出 电压uo的反作用，二极管可以用一个受u2控制的开关来等效。 u2 0 g DuD iD u2 0 0 假设u2 U 2 cos2t
n 1 n
n为偶数
n为奇数
i anU cos 1t bnU1n cos n1t , bn为an与 cosn 1t分解系数的乘积
n 0 n 0
输出电流频率分量：nω1，n=0，1，2，3，…。
2014-4-16 5
一般情况： u1=U1cosω1t， u2=U2cosω2t
g (t ) f ( EQ U 2 cos2t ) g0 g1 cos2t g2 cos 22t
gk 1 π f ( EQ U 2 cos2t ) cos k2td2t π π
第5章 频谱的线性搬移电路(第10次课)
《高频电路原理与分析》
第5章 频谱的线性搬移电路
5.3 差分对电路
5.3.1单差分对电路(4/10)
双端输出：
u0 uc 2 uc1 （U cc ic 2 RL） - (U cc ic1RL） u R（ RL I 0 tanh( ) L ic1 ic 2） 2U T
1 2 2 2 iD g D [ cos 2t cos 3 2t cos5 2t ]uD 2 3 5
《高频电路原理与分析》
第5章 频谱的线性搬移电路
5.2 二极管电路
5.2.1单二极管电路(6/7) 若u1＝U1cosω1t，则有
iD gD g g 2 U 2 D U1 cos 1t D U 2 cos 2t g DU 2 cos 22t 2 2 3 2 2 g DU 2 cos 42t g DU1 cos(2 1 )t 15 2 g DU1 cos(2 1 )t 2 2 g DU1 cos(32 1 )t g DU1 cos(32 1 )t 3 3 2 g DU1 cos(2 1 )t 2 2 g DU1 cos(52 1 )t g DU1 cos(52 1 )t 5 5
5.3 差分对电路
5.3.1单差分对电路(8/10) 3.差分对频谱搬移电路
u0 u i0 I 0 tanh( ) RL 2U T
线性通道： 非线性通道：
滤波回路： 大电阻Re:可削弱VT3的发 射结非线性电阻的作用。
《高频电路原理与分析》
第5章 频谱的线性搬移电路
5.3 差分对电路
5.3.1单差分对电路(9/10)
iL iL1 iL 2 i1 i2
高频电子线路 第五章 2
1 2 2 2 − co s ω 2t + c o s 3ω 2 t − c o s 5ω 2t + ⋅ ⋅ ⋅ 2 3π 5π π 2 c o s ( 2 n + 1)ω 2 t + ⋅ ⋅ ⋅ + ( − 1) n ( 2 n + 1)π =
K (ω 2 t − π ) = 1 − K (ω 2 t )
u B = u BE 3 + i E 3 Re − U CC
忽略u 忽略 BE3
I o (t ) = iE 3 = I0 = U CC Re U CC + u B u = I 0 (1 + B ) Re U CC
高频电子线路
第4章
正弦波振荡器
第三节
差分对电路
（2) 输出电流
uA io ( t ) = I 0 ( t ) th 2U T uB u A = I 0 1 + th U CC 2U T
四只二极管方向一致,组成一个环路, 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。 因此称为二极管环形电路。 u1＝U1cosω1t,
U
2
－ ＋ － ＋
u2＝U2cosω2t,
2
> > U 1;且 U
> 0 .5 V
－
u2控制二极管的导通。 控制二极管的导通。
u2＞0，VD1与VD2导通， VD3与VD4截止。 导通， 截止。 ， u2<0，VD1与VD2截止， VD3与VD4导通。 截止， 导通。 ，
高频电子线路
第4章
正弦波振荡器
第三节
差分对电路
3、频率分量 、
iL = 2gD[K (ω2t ) − K (ω2t − π )]u1 = 2gD K′(ω2t )u1
K (ω 2 t − π ) = 1 − K (ω 2 t )
u B = u BE 3 + i E 3 Re − U CC
忽略u 忽略 BE3
I o (t ) = iE 3 = I0 = U CC Re U CC + u B u = I 0 (1 + B ) Re U CC
高频电子线路
第4章
正弦波振荡器
第三节
差分对电路
（2) 输出电流
uA io ( t ) = I 0 ( t ) th 2U T uB u A = I 0 1 + th U CC 2U T
四只二极管方向一致,组成一个环路, 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。 因此称为二极管环形电路。 u1＝U1cosω1t,
U
2
－ ＋ － ＋
u2＝U2cosω2t,
2
> > U 1;且 U
> 0 .5 V
－
u2控制二极管的导通。 控制二极管的导通。
u2＞0，VD1与VD2导通， VD3与VD4截止。 导通， 截止。 ， u2<0，VD1与VD2截止， VD3与VD4导通。 截止， 导通。 ，
高频电子线路
第4章
正弦波振荡器
第三节
差分对电路
3、频率分量 、
iL = 2gD[K (ω2t ) − K (ω2t − π )]u1 = 2gD K′(ω2t )u1
第5章频谱的线性搬移电路-文档资料
i f(U Q + u 2 )+ f(U Q + u 2 )u 1
i ＝ I0(t) + g(t)u1 ：线性时变工作状态！
分析： 设u1＝U1cosω1t，u2＝U2cosω2t，
时变静态电时流变：偏置电压：U Q(t)U QU 2cos 2t
I0(t)f(U QU 2cos 2t) I0 0 I0 1 c o s 2 t I0 2c o s2 2 t
3
第5章 频谱的线性搬移电路
第一节 非线性电路的分析方法
一、 非线性函数的级数展开分析法
非线性器件的伏安特性：i = f ( u )（5-1）
设 u ＝ UQ+ u1 + u2
(5-1)式的泰勒级数展开：
UQ为静态工作点， u1 和 u2 为两个输入电压。
ia0a1(u1u2)a2(u1u2)2 an(u1u2)n
频率分量有:
(1) ω1; (2) 组合分量(2n＋1)ω2+ω1 ，n=0，1，2，…。 如何减少控制信号的泄漏？
保证电路的对称性！
21
第5章 频谱的线性搬移电路
如何保证电路的对称性?
(1) 选用特性相同的二极管; 用小电阻与二极管串接，使二极管等效正、反向电阻彼此接近。 (2) 变压器中心抽头要准确对称； 采用双线并绕法绕制变压器，并在中心抽头处加平衡电阻。 （3）要选择开关特性好的二极管，如热载流子二极管。
Cp,qcos(p1+q2)t
p q
组合频率有ω p, q=|±pω1±qω2|
这些组合频率分量产生的规律:
①凡是 p+q 为偶数的组合分量，均由幂级数中 n 为偶数且大
于等于 p+q 的各次方项产生的；
i ＝ I0(t) + g(t)u1 ：线性时变工作状态！
分析： 设u1＝U1cosω1t，u2＝U2cosω2t，
时变静态电时流变：偏置电压：U Q(t)U QU 2cos 2t
I0(t)f(U QU 2cos 2t) I0 0 I0 1 c o s 2 t I0 2c o s2 2 t
3
第5章 频谱的线性搬移电路
第一节 非线性电路的分析方法
一、 非线性函数的级数展开分析法
非线性器件的伏安特性：i = f ( u )（5-1）
设 u ＝ UQ+ u1 + u2
(5-1)式的泰勒级数展开：
UQ为静态工作点， u1 和 u2 为两个输入电压。
ia0a1(u1u2)a2(u1u2)2 an(u1u2)n
频率分量有:
(1) ω1; (2) 组合分量(2n＋1)ω2+ω1 ，n=0，1，2，…。 如何减少控制信号的泄漏？
保证电路的对称性！
21
第5章 频谱的线性搬移电路
如何保证电路的对称性?
(1) 选用特性相同的二极管; 用小电阻与二极管串接，使二极管等效正、反向电阻彼此接近。 (2) 变压器中心抽头要准确对称； 采用双线并绕法绕制变压器，并在中心抽头处加平衡电阻。 （3）要选择开关特性好的二极管，如热载流子二极管。
Cp,qcos(p1+q2)t
p q
组合频率有ω p, q=|±pω1±qω2|
这些组合频率分量产生的规律:
①凡是 p+q 为偶数的组合分量，均由幂级数中 n 为偶数且大
于等于 p+q 的各次方项产生的；
第5章 频谱的线性搬移电路1
iD = g D K (ω2t )(u1 + u2 )
2 2 1 2 = g D + cos ω 2t − cos 3ω 2t + cos 5ω 2t − ⋅ ⋅ ⋅ (U1 cos ω1t + U 2 cos ω2t ) 3π 5π 2 π
高频电子线路 ——第5章 频谱的线性搬移电路 第
高频电子线路 ——第5章 频谱的线性搬移电路 第
本章内容： 本章内容： 5.1 5.2 5.3 5.4 非线性电路的分析方法 二极管电路 差分对电路 其它频谱线性搬移电路 其它频谱线性搬移电路
高频电子线路 ——第5章 频谱的线性搬移电路 第
非线性电路的分析方法 5.1 非线性电路的分析方法
令u1＝U1cosω1t
iL = g DU1 cos ω1t + − 2
π
g DU1 cos(ω 2 + ω1 )t +
2
π
g DU1 cos(ω 2 − ω1 )t
2 2 g DU1 cos(3ω 2 + ω1 )t − g DU1 cos(3ω 2 − ω1 )t + ⋅⋅⋅ 3π 3π
频率分量： 输出电流i 中的频率分量 输出电流 L中的频率分量： ω1、 ω2±ω1 、（2n+1）ω2±ω1（n=1,2,3…） ） ）
时变偏置电压 线性时变
i ≈ f ( EQ + u2 ) + f ′( EQ + u2 )u1
时变工作 点电流 时变跨导
i = I 0 (t ) + g (t )u1
高频电子线路 ——第5章 频谱的线性搬移电路 第
u1＝U1cosω1t，u2＝U2cosω2t， ， ， EQ（t）=EQ+U2cosω2t 为周期性函数 ） 故I0（t）、g（t）也必为周期性函数 ） （） 用傅里叶级数展开
2 2 1 2 = g D + cos ω 2t − cos 3ω 2t + cos 5ω 2t − ⋅ ⋅ ⋅ (U1 cos ω1t + U 2 cos ω2t ) 3π 5π 2 π
高频电子线路 ——第5章 频谱的线性搬移电路 第
高频电子线路 ——第5章 频谱的线性搬移电路 第
本章内容： 本章内容： 5.1 5.2 5.3 5.4 非线性电路的分析方法 二极管电路 差分对电路 其它频谱线性搬移电路 其它频谱线性搬移电路
高频电子线路 ——第5章 频谱的线性搬移电路 第
非线性电路的分析方法 5.1 非线性电路的分析方法
令u1＝U1cosω1t
iL = g DU1 cos ω1t + − 2
π
g DU1 cos(ω 2 + ω1 )t +
2
π
g DU1 cos(ω 2 − ω1 )t
2 2 g DU1 cos(3ω 2 + ω1 )t − g DU1 cos(3ω 2 − ω1 )t + ⋅⋅⋅ 3π 3π
频率分量： 输出电流i 中的频率分量 输出电流 L中的频率分量： ω1、 ω2±ω1 、（2n+1）ω2±ω1（n=1,2,3…） ） ）
时变偏置电压 线性时变
i ≈ f ( EQ + u2 ) + f ′( EQ + u2 )u1
时变工作 点电流 时变跨导
i = I 0 (t ) + g (t )u1
高频电子线路 ——第5章 频谱的线性搬移电路 第
u1＝U1cosω1t，u2＝U2cosω2t， ， ， EQ（t）=EQ+U2cosω2t 为周期性函数 ） 故I0（t）、g（t）也必为周期性函数 ） （） 用傅里叶级数展开
高频电路原理与分析-第5章 频谱的线性搬移电路
《高频电路原理与分析》
第5章
频谱的线性搬移电路
二、频率变换的实现
1．倍频 令：v1= v2=Vcosωot 则：v3= KV2cos2ωot = (KV2)/2(1+ cos2ωot) 故：经带通滤波器（f'o =2fo, B越小越好) v= (KV2)/2cos2ωot
《高频电路原理与分析》
第5章
频谱的线性搬移电路
讨论： (1)输出含有基波分量(输入信号)、非线性作用产生的高次 谐波和组合频率分量。可实现倍频、混频、小信号调幅等。 (2)高次谐波的振幅与高次幂的α有关。 (3)直流分量与输入信号的振幅平方成正比。故：小信号检 波称为平方率检波。 (4) 乘法器作用下，组合分量成对出现。 3.参数α的求取（某些器件可查表） 先通过实验测取曲线的部分数据(足够的)，再联立方程求各项 系数。 例：参数α的求取 讨论： (1)展开项越多(取点多)，方程与曲线越接近。 (2)可通过改变工作点或输入信号幅度，来调整α（曲线）。
iD
输入信号：u 1 本地信号：u 2
小信号 大信号
u1
u2
H ( jω )
《高频电路原理与分析》
第5章
频谱的线性搬移电路
S(t)：0,1交替，幅度很大频率为ω1 的方波（或幅度很大的正 弦波） S(t)的付氏级数展开： S(t)=1/2+(2/π)cosω1t-(2/3π)cos3ω1t+... S(t-T/2)=1/2-(2/π)cosω1t+(2/3π)cos3ω1t-... S(t)=1时 v=v1 S(t)=0时 v=0 则：v(t)=v1(t)S(t)=v1(t)[1/2+(2/π)cosω1t-(2/3π)cos3ω1t+...] 含有乘积项：(2/π)v1(t)cosω1t 即实现乘法器功能。
第5章
频谱的线性搬移电路
二、频率变换的实现
1．倍频 令：v1= v2=Vcosωot 则：v3= KV2cos2ωot = (KV2)/2(1+ cos2ωot) 故：经带通滤波器（f'o =2fo, B越小越好) v= (KV2)/2cos2ωot
《高频电路原理与分析》
第5章
频谱的线性搬移电路
讨论： (1)输出含有基波分量(输入信号)、非线性作用产生的高次 谐波和组合频率分量。可实现倍频、混频、小信号调幅等。 (2)高次谐波的振幅与高次幂的α有关。 (3)直流分量与输入信号的振幅平方成正比。故：小信号检 波称为平方率检波。 (4) 乘法器作用下，组合分量成对出现。 3.参数α的求取（某些器件可查表） 先通过实验测取曲线的部分数据(足够的)，再联立方程求各项 系数。 例：参数α的求取 讨论： (1)展开项越多(取点多)，方程与曲线越接近。 (2)可通过改变工作点或输入信号幅度，来调整α（曲线）。
iD
输入信号：u 1 本地信号：u 2
小信号 大信号
u1
u2
H ( jω )
《高频电路原理与分析》
第5章
频谱的线性搬移电路
S(t)：0,1交替，幅度很大频率为ω1 的方波（或幅度很大的正 弦波） S(t)的付氏级数展开： S(t)=1/2+(2/π)cosω1t-(2/3π)cos3ω1t+... S(t-T/2)=1/2-(2/π)cosω1t+(2/3π)cos3ω1t-... S(t)=1时 v=v1 S(t)=0时 v=0 则：v(t)=v1(t)S(t)=v1(t)[1/2+(2/π)cosω1t-(2/3π)cos3ω1t+...] 含有乘积项：(2/π)v1(t)cosω1t 即实现乘法器功能。
高频电子线路 频谱的线性搬移电路
第5章 频谱的线性搬移电路
当两个信号作用于非 i a u bnU cos n1t 线性器件时，输出电 n 0 n 0 流中不仅有两个输入 n m n m m i anCn u1 u2 电压的频率分量，而 m 0 m 0 且存在着大量的频率 乘积项。
n n 1 n 1
i f ( EQ u1 u2 ) 1 2 f ( EQ u2 ) f ( EQ u2 )u1 f ( EQ u2 )u1 2! 1 (n) f ( EQ u2 )u1n n!
第5章 频谱的线性搬移电路
与式（5―5）相对应,有
u1 线性时变 器 件 u2
图5―3 线性时变电路完成频谱的搬移
滤波器
uo
第5章 频谱的线性搬移电路
5.2 二极管电路
5.2.1 单二极管电路 单二极管电路的原理电路如图 5―4所示,输入 信号 u1 和控制信号（参考信号） u2 相加作用 在非线性器件二极管上。 U2>> U1 且U2>0.5
n 0 n 0 n 0
单一频率信号作用于非线性器件,在输出电流
中有输入信号的频率分量还包含了该频率分 量的各次谐波分量(新的频率分量) 必须同时加两信号，才能完成频谱在频域上 的任意搬移。 u1称为输入信号(基带信号); u2称为参考信号(载波)。 频谱搬移电路一般有两个输入，一个输出， 是三端口网络。
式中
EQ u2 VT EQ
（5―22）
I 0 (t ) I s e di g (t ) du
I se e
VT
u2 VT
IQe
x2 cos 2t
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
凡是 p + q 为偶数的组合分量，均由幂级数中n 为偶数且 大于等于 p + q 的各次项产生的；
凡是 p + q 为奇数的组合分量，均由幂级数中n 为奇数且 大于等于 p + q 的各次项产生的；
当的幅度较小时，组和分量的强度随 p +q 的增大而减小。
结论：
①.当多个信号作用于非线性器件时，通过非线性 作用，输出端所含分量为：
结论：
① .倍频作用。在非线性器件的输入端加单一频率 信号时，输出端除了有输入信号频率之外，还有 输入信号的各次谐波—非线性电路的倍频作用。
②.平方律波作用。输出的直流分量1/2 C2U2，其 大小与正弦分量的振幅平方成正比关系—检出正 弦波的振幅变化。
B. 有两个输入信号作用的情况
如图5-2所示，若作用在非线性器件上的两
其以上各次方项,则该式化简为
i f (EQ u2 ) f (EQ u2 )u1
(5-13)
与u1无关的系数
u2都随时间变化
i I0(t) g(t)u1
（5-14)
考虑到 u1和 u2 都是余弦信号, u1＝U1cosω1t
u2
= U2cosω2t ,时变偏置电压 EQ(t）= EQ+U2cosω2t为一周期
u2)u12
1 n!
f
(n) (EQ
u2 )u1n
(5-11)
与式（5-5）相对应,有
f (EQ u2 ) anu22
n0
f (EQ u2 ) nanu2n1
n 1
f (EQ u2 ) 2! Cnm2anu2n2
n2
(5-12)
若u1 足够小,可以忽略式（5-11）中 u1 的二次方及
个电压均为余弦信号,即 u1＝U1cosω1t , u2＝
U2cosω2t , 利用式（5-7）和三角函数的积化和
差公式
cos x cos y 1 cos(x y) 1 cos(x y) (5-9)
2
2
pq p1 q2
(5-10)
u1
非线性 器件
滤波器
uo
u2
图5-2 非线性电路完成频谱的搬移 式（5-10）中，p + q—为组和分量的阶数。 可见，产生组合分量的规律是：
性搬移的示意图如图5-1（ａ）所示。
非线性搬移：频率调制及其解调、相位调
制及其解调。非线性搬移的示意图如图5-1（ｂ）
所示。
线性搬移
0
f
0
fc
f
非线性搬移
0
f
0
fc
f
图5-1 频谱搬移示意图
频谱变换电路的类型如图5-1（c）所示。本章
着重讨论频谱线性搬移的实现电路，为第六章打
下基础。而频谱非线性搬移电路将在第七章讨论。
n
(u1 u2 )n
Cnmu1nmu2m
m0
(5-4)
式中,Cmn=
n！／m！（n-m）！为二项式系数,故
n
i
anCnmu1n
u m m 2
(5-5)
m0 m0
A. 最简单的情况：令u2 = 0（只有一个输
入信号）且令u1＝U1cosω1t, 代入式（5-2）,有
i anu1n anU1n cos n1t
（2）. 从电路考虑—采用选频、滤波； （3）. 从输入信号的大小考虑—减小两输入信 号的幅度，使输出组合分量的强度减小。
5.1.2 线性时变电路分析法
对式（5-1）在EQ+ u2上对 u1 用泰勒级数展开,有
i f (EQ u1 u2)
f
(EQ
u2)
f
(EQ
u2)u1
1 2!
f
(EQ
{ 普通AM调制及解调电路
AM调制及解调电路 单边带幅度调制及解调电路
{ { { 频谱变调制及解调电路
倍频电路
变容二极管调频电路 FM调制电路 晶体管振荡器调频电路
{ 频谱非线搬移性电路
电抗管调频电路
{斜率鉴频器、相位鉴频器、比例鉴频器
FM波解调电路 移相乘积鉴频器、脉冲均值鉴频器
输入信号的各次谐波 pω1、qω2、rω3...； 输入信号频率的组合 ±pω1±qω2±rω3...； ②.只有很少的项完成某频谱搬移，大多数不需要， 得靠选频或滤波电路滤除。
③.大多频谱搬移用两个输入信号的乘积项。欲提 高输出信号的质量，应从三方面考虑：
（1）. 从非线性器件的特性考虑—采用平方律 器件；
锁相环鉴频器
5.1 非线性电路的分析方法
由先修课程可知，欲产生新的频率分量，必须 让信号通过非线性电路。非线性电路能完成频谱搬 移功能。非线性电路涉及的概念多，分析方法也不 同。非线性器件的主要特点是它的参数随电路中的 电流、电压变化，亦即器件的电流、电压并非线性 关系，那么，我们要探索非线性电路的分析方法。
n0
n0
1
cosn
x
1 2n
[Cnm / 2
1 ( n 1)
12 2n1
k 0
2
Cnk cos(n
k 0
Cnk cos(n 2k
2k )x
)
x
]
i bnU1n cos n1t
n0
n为偶数 n为奇数
(5-6) (5-7) (5-8)
上式中，bn为an和cosnω1t 的分解系数之积。
i a0 a1(u1 u2 ) a2(u1 u2 )2 an (u1 u2 )n
an (u1 u2 )n
n0
(5-2)
式中,an（n = 0,1,2,…）为各次方项的系数,由 下式确定:
an
1 d n f (u) n! dun
u EQ
1 n!
f n (EQ )
(5-3)
第五章 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 差分电路 5.4 其他频谱线性搬移电路
在通信系统中，频谱搬移电路是最基本的 单元电路。
调制：将某种消息信号寄载于载波上，从 而便于传输。改变高频载波的一个参数（如振 幅、频率、相位）就可实现这种调制。
解调：从已调信号中取出所需的消息信号。 混频：将某一频率（或频段的信号变换到 另一频率（或频段）。 调制、解调、混频等电路都属于频谱搬移 电路分两种类型： 线性搬移：振幅调制及其解调、混频，线
大多非线性器件的伏安特性，均可以幂级数、 超越函数和多段折线函数来逼近。
分析方法：幂级数展开法、线性时变电路分析法。
5.1.1 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:
i f (u)
(5-1)
式中,u 为加在非线性器件上的电压。一般情况下,
u＝EQ+u1+u2,其中E0为静态工作点,u1和u2为两个输 入电压。用泰勒级数将式（5-1）展开,可得
凡是 p + q 为奇数的组合分量，均由幂级数中n 为奇数且 大于等于 p + q 的各次项产生的；
当的幅度较小时，组和分量的强度随 p +q 的增大而减小。
结论：
①.当多个信号作用于非线性器件时，通过非线性 作用，输出端所含分量为：
结论：
① .倍频作用。在非线性器件的输入端加单一频率 信号时，输出端除了有输入信号频率之外，还有 输入信号的各次谐波—非线性电路的倍频作用。
②.平方律波作用。输出的直流分量1/2 C2U2，其 大小与正弦分量的振幅平方成正比关系—检出正 弦波的振幅变化。
B. 有两个输入信号作用的情况
如图5-2所示，若作用在非线性器件上的两
其以上各次方项,则该式化简为
i f (EQ u2 ) f (EQ u2 )u1
(5-13)
与u1无关的系数
u2都随时间变化
i I0(t) g(t)u1
（5-14)
考虑到 u1和 u2 都是余弦信号, u1＝U1cosω1t
u2
= U2cosω2t ,时变偏置电压 EQ(t）= EQ+U2cosω2t为一周期
u2)u12
1 n!
f
(n) (EQ
u2 )u1n
(5-11)
与式（5-5）相对应,有
f (EQ u2 ) anu22
n0
f (EQ u2 ) nanu2n1
n 1
f (EQ u2 ) 2! Cnm2anu2n2
n2
(5-12)
若u1 足够小,可以忽略式（5-11）中 u1 的二次方及
个电压均为余弦信号,即 u1＝U1cosω1t , u2＝
U2cosω2t , 利用式（5-7）和三角函数的积化和
差公式
cos x cos y 1 cos(x y) 1 cos(x y) (5-9)
2
2
pq p1 q2
(5-10)
u1
非线性 器件
滤波器
uo
u2
图5-2 非线性电路完成频谱的搬移 式（5-10）中，p + q—为组和分量的阶数。 可见，产生组合分量的规律是：
性搬移的示意图如图5-1（ａ）所示。
非线性搬移：频率调制及其解调、相位调
制及其解调。非线性搬移的示意图如图5-1（ｂ）
所示。
线性搬移
0
f
0
fc
f
非线性搬移
0
f
0
fc
f
图5-1 频谱搬移示意图
频谱变换电路的类型如图5-1（c）所示。本章
着重讨论频谱线性搬移的实现电路，为第六章打
下基础。而频谱非线性搬移电路将在第七章讨论。
n
(u1 u2 )n
Cnmu1nmu2m
m0
(5-4)
式中,Cmn=
n！／m！（n-m）！为二项式系数,故
n
i
anCnmu1n
u m m 2
(5-5)
m0 m0
A. 最简单的情况：令u2 = 0（只有一个输
入信号）且令u1＝U1cosω1t, 代入式（5-2）,有
i anu1n anU1n cos n1t
（2）. 从电路考虑—采用选频、滤波； （3）. 从输入信号的大小考虑—减小两输入信 号的幅度，使输出组合分量的强度减小。
5.1.2 线性时变电路分析法
对式（5-1）在EQ+ u2上对 u1 用泰勒级数展开,有
i f (EQ u1 u2)
f
(EQ
u2)
f
(EQ
u2)u1
1 2!
f
(EQ
{ 普通AM调制及解调电路
AM调制及解调电路 单边带幅度调制及解调电路
{ { { 频谱变调制及解调电路
倍频电路
变容二极管调频电路 FM调制电路 晶体管振荡器调频电路
{ 频谱非线搬移性电路
电抗管调频电路
{斜率鉴频器、相位鉴频器、比例鉴频器
FM波解调电路 移相乘积鉴频器、脉冲均值鉴频器
输入信号的各次谐波 pω1、qω2、rω3...； 输入信号频率的组合 ±pω1±qω2±rω3...； ②.只有很少的项完成某频谱搬移，大多数不需要， 得靠选频或滤波电路滤除。
③.大多频谱搬移用两个输入信号的乘积项。欲提 高输出信号的质量，应从三方面考虑：
（1）. 从非线性器件的特性考虑—采用平方律 器件；
锁相环鉴频器
5.1 非线性电路的分析方法
由先修课程可知，欲产生新的频率分量，必须 让信号通过非线性电路。非线性电路能完成频谱搬 移功能。非线性电路涉及的概念多，分析方法也不 同。非线性器件的主要特点是它的参数随电路中的 电流、电压变化，亦即器件的电流、电压并非线性 关系，那么，我们要探索非线性电路的分析方法。
n0
n0
1
cosn
x
1 2n
[Cnm / 2
1 ( n 1)
12 2n1
k 0
2
Cnk cos(n
k 0
Cnk cos(n 2k
2k )x
)
x
]
i bnU1n cos n1t
n0
n为偶数 n为奇数
(5-6) (5-7) (5-8)
上式中，bn为an和cosnω1t 的分解系数之积。
i a0 a1(u1 u2 ) a2(u1 u2 )2 an (u1 u2 )n
an (u1 u2 )n
n0
(5-2)
式中,an（n = 0,1,2,…）为各次方项的系数,由 下式确定:
an
1 d n f (u) n! dun
u EQ
1 n!
f n (EQ )
(5-3)
第五章 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 差分电路 5.4 其他频谱线性搬移电路
在通信系统中，频谱搬移电路是最基本的 单元电路。
调制：将某种消息信号寄载于载波上，从 而便于传输。改变高频载波的一个参数（如振 幅、频率、相位）就可实现这种调制。
解调：从已调信号中取出所需的消息信号。 混频：将某一频率（或频段的信号变换到 另一频率（或频段）。 调制、解调、混频等电路都属于频谱搬移 电路分两种类型： 线性搬移：振幅调制及其解调、混频，线
大多非线性器件的伏安特性，均可以幂级数、 超越函数和多段折线函数来逼近。
分析方法：幂级数展开法、线性时变电路分析法。
5.1.1 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:
i f (u)
(5-1)
式中,u 为加在非线性器件上的电压。一般情况下,
u＝EQ+u1+u2,其中E0为静态工作点,u1和u2为两个输 入电压。用泰勒级数将式（5-1）展开,可得