频谱的线性搬移电路共121页
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频谱的线性搬移电路ppt课件
2n
2
2n
2
2t
2n
3
2
上式也可以合并写成
iD g(t)uD gDK(2t)uD
(5―32) (5―33)
《高频电路原理与分析》
第5章 频谱的线性搬移电路
式中,g（t）为时变电导,受u2的控制;K（ω2t）为开 关函数,它在u2的正半周时等于1,在负半周时为零,即
K
(2t)
1
0
2n
2
2t
5.1.2 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
u2 )u12
1 n!
f
(n) (EQ
u2 )u1n
(5―11)
《高频电路原理与分析》
第5章 频谱的线性搬移电路
与式（5―5）相对应,有
《高频电路原理与分析》
第5章 频谱的线性搬移电路
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 《高频电路原理与分析》
第5章 频谱的线性搬移电路
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＝U2cosω2t,利用式（5―7）和三角函 数的积化和差公式
uD＝Eo+u1+u2）,式（5―30）可进一步写为
iD
g DuD 0
u2 0 u2 0
(5―31)
《高频电路原理与分析》
第5章 频谱的线性搬移电路
由于u2＝U2≥ cosω2t,则u2≥0对应于 2nπ-π/2≤ω2t≤2nπ+π/2,n=0,1,2,…,故有
第五章频谱的线性搬移电路资料
第五章 频谱的线性搬移电路
5.1 非线性电路的分析方法
5.1.1 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) f (UQ u1 u2 )
UQ为静态工作点，u1、u2为两个输入电压。将函数在UQ展开有：
i a0 a1(u1 u2 ) a2 (u1 u2 )2 an (u1 u2 )n
c os32t
3 4
a3U12U 2
c os21
2
t
3 4
a3U12U 2
c os21
2
t
3 4
a3U1
U
2 2
c os22
1 t
3 4
a3U1
U
2 2
c os22
1 t
5
模模 拟拟 电电 子子 线线 路路
第五章 频谱的线性搬移电路
除了基波分量外，产生了新的频率分量。
谐波分量 组合频率分量
21, 22 , 31, 32 , ...
1 2 , 1 22 , 21 2 , ...
频率分量特性
p1 q2
pqn
（p和q为包括零在内的正整数）
偶次频率分量（包括直流、偶次谐波、和p+q为偶数） 只和幂级数偶次项系数有关；奇次频率分量只和奇次项系
数有关。
m次频率分量，其振幅只和幂级数中m次项的系数有关。
• 所有的频率分量总是成对出现的： p1 q2
• 时变参量元件：非线性电阻的参量 i
（电导）取决于大信号，而与小信号
无关。若大信号是时变的，则元件的
参量（电导）也是时变的，称为时变
参量元件。
v
• 时变参量电路：含有时变参量元件的 电路称为时变参量电路，也可称为时
频谱的线搬移电路
50 200 150 2 1 350 200 150 2 1
电流中所含的频率分量
1,2,31,32,21 2,22 1
不能出现50 kHz和 350 kHz的频率成分
《高频电路原理与分析》第5源自 频谱的线性搬移电路5.1.2 线性时变电路分析法
i f u f EQ u1 u2
1,2 ,3,21,22 ,23,31,32 ,33, 1 2 ,2 3,3 1 21 2 ,21 3,22 3 22 1,23 1,23 2 1 2 3
《高频电路原理与分析》
第5章 频谱的线性搬移电路
例： 若非线性器件的伏安特性幂级数表示i=a0+a1u+a3u3 ,式中 a0、a1、a3是不为零的常数，信号u是频率为150 kHz和 200 kHz的两个正弦波，问电流中能否出现 50 kHz和 350 kHz的频率成分？为什么？
2.滤波器具有选频的功能，即从前级频率产生电路输出的 众多频谱中选出所需的频率，并且滤掉多余的频率成分
3.不同的功能电路对输入输出的频谱要求不同。
《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
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) u EQ u1 u2
i
an
用泰勒级a数n 展n开1!
d
n f (u dun
)
a0 a1(u1 u2 ) a2(u1 u2 )2 n
(u u )
n
1n0d n!
电流中所含的频率分量
1,2,31,32,21 2,22 1
不能出现50 kHz和 350 kHz的频率成分
《高频电路原理与分析》第5源自 频谱的线性搬移电路5.1.2 线性时变电路分析法
i f u f EQ u1 u2
1,2 ,3,21,22 ,23,31,32 ,33, 1 2 ,2 3,3 1 21 2 ,21 3,22 3 22 1,23 1,23 2 1 2 3
《高频电路原理与分析》
第5章 频谱的线性搬移电路
例： 若非线性器件的伏安特性幂级数表示i=a0+a1u+a3u3 ,式中 a0、a1、a3是不为零的常数，信号u是频率为150 kHz和 200 kHz的两个正弦波，问电流中能否出现 50 kHz和 350 kHz的频率成分？为什么？
2.滤波器具有选频的功能，即从前级频率产生电路输出的 众多频谱中选出所需的频率，并且滤掉多余的频率成分
3.不同的功能电路对输入输出的频谱要求不同。
《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
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) u EQ u1 u2
i
an
用泰勒级a数n 展n开1!
d
n f (u dun
)
a0 a1(u1 u2 ) a2(u1 u2 )2 n
(u u )
n
1n0d n!
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》
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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
第5章 频谱的线性搬移电路
i bnU1n cos n1t
n 0
(5―8)
《高频电路原理与分析》
第5章 频谱的线性搬移电路
下面我们再用一个稍微复杂一些的例子来说明幂级数分析法 的具体应用。
设非线性元件的静态特性曲线用下列三次多项式来表示：
i b0 b1 (u EQ ) b2 (u EQ ) b3 (u EQ )
1 2 , 1 2 , 1 22 , 1 22 ,21 2 ,21 2
（2）由于表示特性曲线的幂多项式最高次数等于三，所以 电流中最高谐波次数不超过三，各组合频率系数之和最高也 不超过三。一般情况下，设幂多项式最高次数等于n，则电流 中最高谐波次数不超过n； 若组合频率表示为： p 则有：
2
3
加在该元件上的电压为：
u EQ U1 cos 1t U 2 cos 2t
求出通过元件的电流 i(t)，再用三角公式将各项展开并整 理，得：
《高频电路原理与分析》
第5章 频谱的线性搬移电路
1 1 2 2 i b0 b2U1 b2U 2 返回1 2 2 3 3 3 2 返回2 (b1U1 b3U1 b3U1U 2 ) cos 1t 4 2 3 3 返回3 3 2 (b1U 2 b3U 2 b3U1 U 2 ) cos 2t 4 2 1 1 2 2 b2U1 cos 21t b2U 2 cos 22t 2 2 b2U1U 2 cos(1 2 )t b2U1U 2 cos(1 2 )t 1 1 3 3 b3U1 cos 31t b3U 2 cos 32t 4 4 3 3 2 b3U1 U 2 cos( 21 2 )t b3U12U 2 cos( 21 2 )t 4 4 3 3 2 2 b3U1U 2 cos(1 22 )t b3U1U 2 cos(1 22 )t 4 4
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。
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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，…。
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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
第十讲频谱的线性搬移
频谱搬移有两种类型： 线性搬移：振幅调制及其解调、混频，线性
搬移的示意图如图5-1(a)所示。
线性搬移
0
f
0
fc
f
图5-1(a) 线性频谱搬移示意图
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。
非线性搬移
0
f
0
fc
f
图5-1(b) 非线性频谱搬移示意图 图5-1 频谱搬移示意图
iD
I DSS
(1
UG
Us cosst )2 UP
I DSS
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
U
2 P
[UG
UP )2
2Us (UG
UP ) cosst
U
2 s
2
cos 2st]
可见, 输出电流中除了直流和ωs这两个输入信号频率 分量之外, 还产生了一个新的频率分量——2ωs。
例 5.2 已知晶体管基极输入电压为uB=UQ+u1+u2, 其中
当元器件正向偏置，且激励信号较小时，一般采用 指数函数分析法；
当元器件反向偏置，且激励信号较大，涉及器件的 导通、截至转化时，一般可采用开关函数法来进行分析；
当器件正偏，又有两个信号作用，并其中一个信号的 振幅大于另一个信号的振幅时，可用线性时变法来进行 分析。
下面分别介绍非线性电路的几种分析方法。
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
调制、解调、混频等电路都属于频谱搬移电路。 调制为频谱搬移过程：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。 解调为频谱搬移过程：从已调信号中取出所需的消息信 号。 混频为频谱搬移过程：将某一频率(或频段的信号变换到 另一频率或频段)。
第5章__频谱的线性搬移电路
2 2 g DU1 cos(3 2 1 )t g DU1 cos(3 2 1 )t 3 3 2 g DU1 cos( 2 1 )t
2 2 g DU1 cos(5 2 1 )t g DU1 cos(5 2 1 )t 5 5
代入式（5―33）有 ：
1 2 2 2 iD g D [ cos 2t cos 3 2t cos5 2t ]uD 2 3 5
(5―37)
第5章 频谱的线性搬移电路
若u1＝U1cosω1t，为单一频率信号，则有：
gD gD 2 iD U2 U1 cos 1t U 2 cos 2t g DU 2 cos 2 2t 2 2 3 2 2 g DU 2 cos 4 2t g DU1 cos( 2 1 )t 15 2 g DU1 cos( 2 1 )t gD
选频网络：滤除无用信号，输出所需频率信号。
第5章 频谱的线性搬移电路
5.1.2 线性时变电路分析法 对式（5―1）在EQ+u2点上对u1用泰勒级数展开，
有：
i f ( EQ u1 u2 ) f ( EQ u2 ) f ( EQ u2 )u1 1 (n) f ( EQ u2 )u1n n! 1 f ( EQ u2 )u12 (5―11) 2!
i f ( EQ u2 ) f ( EQ u2 )u1
(5―13)
第5章 频谱的线性搬移电路
分析：
时变系数：f(EQ+u2) , f /(EQ+u2)是u2的函数，
随时间而变化。
时变静态电流：I0(t)= f(EQ+u2)
时变电导：时变增益、时变跨导。
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
第5章 频谱的线性搬移电路
16
模 模
拟 电 子 线 路 拟 电 子 线 路
第五章 频谱的线性搬移电路
K (2t ) 1 2 2 2 cos2t cos32t cos52t 2 π 3π 5π 2 (－1)n 1 cos(2n 1)2t (2n－1)π
由以上分析可以看出，流过二极
（p和q为包括零在内的正整数） 偶次频率分量（包括直流、偶次谐波、和p+q为偶数）只 和幂级数偶次项系数有关；奇次频率分量只和奇次项系数 有关。
m次频率分量，其振幅只和幂级数中m次项的系数有关。
• 所有的频率分量总是成对出现的：
p1 q2 p1 q2
6
模 模
拟 电 子 线 路 拟 电 子 线 路
第五章 频谱的线性搬移电路
非线性分析
i I 0 g u1 u2 g u1 u2 g u1 u2
2 2
3 3
a0 a1 u1 u2 a2 u1 u2 a3 u1 u2
u1 U1 cos1t , u2 U 2 cos2t
(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的奇次谐波分量的组合频
率分量(2n+1)ω2±ω1 ，n=0，1， 2，…。
17
模 模
拟 电 子 线 路 拟 电 子 线 路
第五章 频谱的线性搬移电路
如果假定条件不满足： 1）若U2较小，不足以使二极管工作在大信号状态，二极 管特性的折线近似就是不正确的了，因而后面的线性时变 电路的等效也存在较大的问题; 2）若U2 >> U1不满足，等效的开关控制信号不仅仅是u2， 还应考虑u1的影响，这时等效的开关函数的通角不是固定 的π／2，而是随u1变化的; 3）分析中还忽略了输出电压uo对回路的反作用，这是由于 在U2>>U1的条件下，输出电压uo的幅度相对于u2而言，有 U2 >> Uo，若考虑uo的反作用，对二极管两端电压uD的影 响不大，频率分量不会变化，uo的影响可能使输出信号幅 度降低。
频谱的线性搬移电路
随着绿色环保理念的深入人心，低功耗、环保型的频谱的线性搬值
研究意义
频谱的线性搬移电路在通信、雷达、电子对抗等领域 具有广泛的应用价值。对频谱的线性搬移电路的研究 有助于深入理解信号处理和传输的基本原理，推动相 关领域的技术进步和创新。同时，频谱的线性搬移电 路的研究也有助于培养高水平的专业人才，为国家的 科技发展和社会进步做出贡献。
在音频处理中的应用
均衡器
音频处理中的均衡器利用频谱的线性搬移电路，对音频信号的特定频段进行提升或衰减， 以调整音频的音色和音量。
滤波器
音频滤波器用于滤除信号中的噪声或干扰，频谱的线性搬移电路可以将特定频段的信号进 行搬移或抑制。
效果器
在音乐制作和演出中，效果器用于给音频信号添加各种效果，如延时、混响等，频谱的线 性搬移电路用于实现各种音效处理。
02
频谱的线性搬移可以通过调频 （FM）和调相（PM）等方式实现。
频谱的线性搬移电路的重要性
在通信系统中，频谱的线性搬移电路 是实现信号传输的关键环节之一。
频谱的线性搬移电路的设计和实现对 于通信系统的性能和稳定性具有重要 意义。
通过频谱的线性搬移，可以将信号从低频段 搬移到高频段，或者将信号从高频段搬移到 低频段，从而实现信号在不同频段的传输和 接收。
软件实现方式
算法实现
通过编写算法在通用计算机上实现频谱的线性搬移，具有灵活性，但处理速度相 对较慢，且对计算机性能要求较高。
云计算平台
利用云计算平台的强大计算能力实现频谱搬移，可实现大规模并行处理，但需要 网络连接和数据传输。
频谱的线性搬移电路
04
的性能优化
提高频率响应
采用高性能的电子元件
选用具有低失真、低噪声、高稳定性的电子元件，如高品质 的电阻、电容、电感等，以减小电路中的非线性失真，提高 频率响应的准确性。
研究意义
频谱的线性搬移电路在通信、雷达、电子对抗等领域 具有广泛的应用价值。对频谱的线性搬移电路的研究 有助于深入理解信号处理和传输的基本原理，推动相 关领域的技术进步和创新。同时，频谱的线性搬移电 路的研究也有助于培养高水平的专业人才，为国家的 科技发展和社会进步做出贡献。
在音频处理中的应用
均衡器
音频处理中的均衡器利用频谱的线性搬移电路，对音频信号的特定频段进行提升或衰减， 以调整音频的音色和音量。
滤波器
音频滤波器用于滤除信号中的噪声或干扰，频谱的线性搬移电路可以将特定频段的信号进 行搬移或抑制。
效果器
在音乐制作和演出中，效果器用于给音频信号添加各种效果，如延时、混响等，频谱的线 性搬移电路用于实现各种音效处理。
02
频谱的线性搬移可以通过调频 （FM）和调相（PM）等方式实现。
频谱的线性搬移电路的重要性
在通信系统中，频谱的线性搬移电路 是实现信号传输的关键环节之一。
频谱的线性搬移电路的设计和实现对 于通信系统的性能和稳定性具有重要 意义。
通过频谱的线性搬移，可以将信号从低频段 搬移到高频段，或者将信号从高频段搬移到 低频段，从而实现信号在不同频段的传输和 接收。
软件实现方式
算法实现
通过编写算法在通用计算机上实现频谱的线性搬移，具有灵活性，但处理速度相 对较慢，且对计算机性能要求较高。
云计算平台
利用云计算平台的强大计算能力实现频谱搬移，可实现大规模并行处理，但需要 网络连接和数据传输。
频谱的线性搬移电路
04
的性能优化
提高频率响应
采用高性能的电子元件
选用具有低失真、低噪声、高稳定性的电子元件，如高品质 的电阻、电容、电感等，以减小电路中的非线性失真，提高 频率响应的准确性。
频谱的线性搬移电路PPT课件
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未来研究方向与挑战
针对频谱线性搬移电路中的关键 技术问题，如线性度、动态范围 和稳定性等，需要深入研究并寻
求突破。
探索新型的频谱线性搬移电路结 构和设计方法，以满足不断增长 的性能需求和多样化的应用场景。
解决频谱线性搬移电路在高温、 高湿、高震等恶劣环境下的稳定 性和可靠性问题，提高其环境适
应性。
02
频谱线性搬移电路的实现方式
模拟实现方式
01
02
03
模拟信号处理
通过模拟电子器件（如运 算放大器、滤波器等）对 信号进行线性变换，实现 频谱的搬移。
优点
实时性好、处理速度快、 精度高。
缺点
对器件参数敏感，容易受 到环境温度和电源电压的 影响，稳定性较差。
数字实现方式
数字信号处理
通过数字信号处理器（DSP）或 现场可编程门阵列（FPGA）等数
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
定义与工作原理
定义
频谱线性搬移电路是一种能够将 输入信号的频谱进行线性搬移的 电路，即将信号的频率按照一定 的比例进行上变频或下变频。
工作原理
频谱线性搬移电路通过改变信号 的频率，使其与系统的固有频率 相匹配，从而实现信号的传输、 处理或控制。
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW ERA
频谱的线性搬移电路ppt课
件
• 频谱线性搬移电路概述 • 频谱线性搬移电路的实现方式 • 频谱线性搬移电路的性能指标 • 频谱线性搬移电路的设计与优化 • 频谱线性搬移电路的发展趋势与展望
目录
CONTENTS
01
频谱的线性搬移电路
1
k 0,1,2,
g k 1
n0
nk 2 nk 1 (2n k ) 2nk 2 C2nk a2nkU 2 2
(5-19) k 0,1,2,
因此，线性时变电路输出信号的频率分量仅有非线性器件产
生的频率分量式(5-10)中p为0和1，q为任意数的组合分量，去
其它函数展开，也可以得到上述类似的结果。
第5章 频谱的线性搬移电路
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 ) 1 f ( EQ u2 ) f ( EQ u2 )u1 f ( EQ u2 )u12 2! 1 (n) f ( EQ u2 )u1n (5-11) n!
(5-4)
m 式中， C n n! / m! ( n m )! 为二项式系数，故
i
n0 m0
n
m nm m anCn u1 u2
(5-5)
第5章 频谱的线性搬移电路
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＝U1 cosω1t，代入式(5-2)，有
i
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EQ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
i a0 a1 (u1 u2 ) a2 (u1 u2 ) 2 an (u1 u2 ) n
n 0
式中，p和q是包括零在内的正整数，即p、q=0，1，2，…，我
们把p+q称为组合分量的阶数。其中p=1，q=1的频率分量(ω1， 1=|±ω1±ω2|)是由二次项产生的。在大多数情况下，其它分量 是不需要的。这些频率分量产生的规律是: 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
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