非线性电子电路第一章绪论课件
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非线性电路分析解析ppt课件
则称函数关系f所描述的系统为线性系统。
5
非线性电路中至少包含
一个非线性元件，它的输出 输入关系用非线性函数方程 v + 或非线性微分方程表示，右 –
图所示是一个线性电阻与二
极管组成的非线性电路。
Di
i
ZL
0
V0 v
二极管电路及其伏安特性
二极管是非线性器件，ZL为负载，V是所加信号 源，幅度不大。设非线性元件的函数关系为i = f
所表征的电流。如果根据叠加原理，电流i应该是v1和 v2分别单独作用时所产生的电流之和，即
i
kv
2 1
kv
2 2
kV12m
sin2 1t
kV22m
sin2 2t
（6）
i kV12m sin2 1t kV22m sin2 2t 2kV1mV2m sin1t sin2t
（4）
18
i
kv
2 1
kv
28
(4) m次谐波(直流成分可视作零次、基波可 视作一次)以及系数之和等于m的各组合频 率成分，其振幅只与幂级数中等于及高于 m次的各项系数有关。例：直流成分与b0 、 b2都有关，而二次谐波及组合频率为1 + 2与1 - 2的各成分其振幅只与b2有关， 而与b0无关。
29
(5) 因为幂级数展开式中含有两个信号的相 乘项，起到乘法器的作用，因此，所有 组合频率分量都是成对出现的，如有1 + 2就一定有1 – 2，有21 – 2，就 一定有21 + 2，等等。
31
信号较大时，所有实际的非
线性元件，几乎都会进入饱和
ic
如右图所示半导体二 i
i
极管的伏安特性曲线。当 (a)
某一频率的正弦电压作
5
非线性电路中至少包含
一个非线性元件，它的输出 输入关系用非线性函数方程 v + 或非线性微分方程表示，右 –
图所示是一个线性电阻与二
极管组成的非线性电路。
Di
i
ZL
0
V0 v
二极管电路及其伏安特性
二极管是非线性器件，ZL为负载，V是所加信号 源，幅度不大。设非线性元件的函数关系为i = f
所表征的电流。如果根据叠加原理，电流i应该是v1和 v2分别单独作用时所产生的电流之和，即
i
kv
2 1
kv
2 2
kV12m
sin2 1t
kV22m
sin2 2t
（6）
i kV12m sin2 1t kV22m sin2 2t 2kV1mV2m sin1t sin2t
（4）
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i
kv
2 1
kv
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(4) m次谐波(直流成分可视作零次、基波可 视作一次)以及系数之和等于m的各组合频 率成分，其振幅只与幂级数中等于及高于 m次的各项系数有关。例：直流成分与b0 、 b2都有关，而二次谐波及组合频率为1 + 2与1 - 2的各成分其振幅只与b2有关， 而与b0无关。
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(5) 因为幂级数展开式中含有两个信号的相 乘项，起到乘法器的作用，因此，所有 组合频率分量都是成对出现的，如有1 + 2就一定有1 – 2，有21 – 2，就 一定有21 + 2，等等。
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信号较大时，所有实际的非
线性元件，几乎都会进入饱和
ic
如右图所示半导体二 i
i
极管的伏安特性曲线。当 (a)
某一频率的正弦电压作
非线性电路课件
Chapter 6 Diode Mixers检波器的灵敏度要受到二极管和放大器的噪声的影响，在低调制频率上,噪声和频率成反比（称1/f noise). 在频率足够高时，白噪声（white -noise)成为主要噪声波，采用外差式电路可以改善1/f噪声，从而提高纹波接收机的灵敏度。
在上图中，纹波信号首先和本振在非线性电路中混频，产生一个中频信号，在进行放大，该中频信号频率选择远高于1MHZ,从而可以避免1/f噪声，混频器和检波器相比，灵敏度更高，但代价是混频电路更复杂以及需要本振源。
二极管混频器使用的频率范围十分广泛，在较低频率（<20GHZ),有价格适中的双平衡混频器，在毫米波频段，有单端混频器，本章主要讨论微波毫米波二极管混频器设计中涉及的一些问题。
6.1 Mixer Diodes目前二极管混频器均采用肖特二极管做混频元件，硅二极管价格低廉，砷化镓二极管变频损耗低，噪声性能好，工作频率高。
6.1.1 Mixer-Diode Types一，Chip Diode二，Beam-lead Devices P 319 Fig 6.1三，Packaged Diodes p 320 Fig 6.2四，Flip chip and leadless Devices五，Monolithic Devices6.1.2 混频二极管模型下图为肖特基势垒二极管电路模型。
它由非线性电阻（用受控电流源Ij(v)表示），非线性结电容Cj 的串连电阻Rs (设为线性）组成，其结电流电压特性为，()(1)qvkTj s I v I eη=-j I ：反向饱和电流，q ：电子电荷 K:波尔兹曼常数，η：理想化因子。
它表示理想/I V 特性1η=和实际特性 1.05 1.25η=的差别。
T ：绝对温度。
结的增量电导为：()()()qvj kT i S j dI v q g v I e dv kTq I v kTηηη==≈当kTvqη时，上述近似成立，由于？？的25kTmV qη=，其结电容特性为：()(1)j j r C C v v φ=-0j C ：零偏压结电容φ：扩散电位r ：是一个常数（均匀掺杂的二极管，0.5r =）二极管的优值固数是截止频率，它可由二极管的直流式低频测量加以计算：12c S j f R C π=频率高时，为了实现低的高频损耗，应尽量减小Rs 和Cjo,但两者的增减是矛盾的。
安徽建筑大学 非线性电子线路复习资料
（e）
L1
C
C
（f）
（f）
25
分析：
L3
c
b
e L1
L2
（a）
C2
b
c e
C1
C3
（b）
（a）X ce 为感抗，X be 为感抗，X bc 为 L3C 串联谐振回路，可等效为三种情况。当
f f0 1 2π L3C 时，X bc 相当于短路 C （较小的纯电阻）；当 f f0 时，X bc等
效为感抗；当 f f0 时，X bc等效为容抗。 可见，只有当 f f0 时，X ce 、X be为感
5
丙类高频功率放大器的负载特性、调制 特性（基极调幅、集电极调幅）等 丙类高频功率放大器的实际线路（馈电 原则，改正电路错误） 高频功率放大器与高频小信号放大器的 比较
6
第 4 章 正弦波振荡器
振荡器的功能 反馈型LC振荡器的原理（与放大器的区别； 选频网络的作用；反馈振荡器的（相位、 振幅）起振条件、平衡条件、稳定条件） 反馈型LC振荡器（互感耦合振荡器、电容 三点式振荡器、电感三点式振荡器）
（4）c
Po P
5904 7516.8
78.5%
（5）Rp
Ucm I c 1m
16 0.738
21.68
22
例6 某谐振功率放大器，VBB= － 0.2V，UBZ=0.6V，饱和临界 线的斜率gcr=0.4S，VCC=24V，Rp=50 ，Ubm=1.6V，Po=1W。 试求集电极电流最大值 ICM，输出电压振幅U cm ，集电极效率 c ，并判断放大器工作于什么状态。
1
5
+
Is Rs C
2 3
RL Uo
4
《非线性电路》课件
状态空间法
通过建立和求解状态方程，分析系统的动态 行为和稳定性。
05
非线性电路的仿真 技术
电路仿真软件介绍
Multisim
一款功能强大的电路仿真软件， 适用于模拟和数字电路的仿真， 特别适合非线性电路的仿真。
PSPICE
由MicroSim公司开发的一款电路 仿真软件，适用于模拟和混合信 号电路的仿真。
LTSpice
一款专门用于模拟电路仿真的软 件，具有强大的分析功能和直观 的用户界面。
仿真步骤与技巧
建立电路模型
根据非线性电路的原理图，在仿真软件中建立相应的电路模型。
设置仿真参数
根据需要，设置适当的仿真参数，如时间步长、仿真类型（稳态或瞬态）等。
运行仿真
设置好参数后，运行仿真，观察仿真结果。
分析仿真数据
04
非线性电路的稳定 性分析
稳定性定义
稳定性定义
一个电路在受到扰动后能够回到原来的平衡状态，则称该电路是 稳定的。
平衡状态
电路中各元件的电压、电流和功率达到一种相对静止的状态。
扰动
任何能使电路状态发生变化的外部作用，如电源电压波动、元件参 数变化等。
稳定性判据
1 2
劳斯稳定判据
通过计算系统的传递函数，确定系统稳定性的判 据。
非线性电路在各领域的应用前景
在通信领域，非线性电路可用于信号 处理、调制解调和光通信等方面，提 高通信系统的性能和稳定性。
在生物医学领域，非线性电路可用于 生理信号处理、医学影像和生物信息 等方面，为生物医学研究和临床应用 提供新的工具和方法。
在能源领域，非线性电路可用于电力 电子、电机控制和可再生能源转换等 方面，提高能源利用效率和系统稳定 性。
《非线性电路》PPT课件
24
4.5 晶体管混频器
1、电路分析
本振信号 v是0 (t一) 个大信号，使得晶 体管工作在非线性状态；但真正的信 号是小信号 ，v所s (以t) 图上 、 ab a、b a都b可 以看成线性。对于 而vs言(t)， 晶体管工作在线性状态。
可见随着 v发0 (t生) 变化，各线段的斜 率(跨导)将随着 的频v0率(t)( )发生周0 期性的变化。因此晶体管对于输入信 号而言是一个时变线性器件。
1 2 1 2
vs ) S (t) vs ) S (t)
vi RLi1 R
rd
vs
S(t)
RL RL rd
vsm
cos
s
t
(
1 2
2
cos 0t
2
3
cos 30t
)
29
4.6 二极管混频器
1、平衡混频器
二极管混频器的输出信号：
vi
RL RL
rd
则可展开成泰勒级数：
i b0 b1 v V0 b2 v V0 2 b3 v V0 3
b0 f v vV0 I0
——工作点处的电流
b1
f v vV0
di dv
g ——工作点处的动态电导
vV0
8
2、非线性电路分析法
⑴ 幂级数分析法
分析步骤：
★ 确定特性曲线的近似表达式。——越精密，特性曲线的 工作范围越大，但级数的项数取得越多；
中iC只有频率为 的电i 流分量才是所需要的，称为中频电
流分量 ： ii
ii
1 2
g1Vsm
cos(0
s )t
Iim
cos it
Iim
1 2
g1Vsm
4.5 晶体管混频器
1、电路分析
本振信号 v是0 (t一) 个大信号，使得晶 体管工作在非线性状态；但真正的信 号是小信号 ，v所s (以t) 图上 、 ab a、b a都b可 以看成线性。对于 而vs言(t)， 晶体管工作在线性状态。
可见随着 v发0 (t生) 变化，各线段的斜 率(跨导)将随着 的频v0率(t)( )发生周0 期性的变化。因此晶体管对于输入信 号而言是一个时变线性器件。
1 2 1 2
vs ) S (t) vs ) S (t)
vi RLi1 R
rd
vs
S(t)
RL RL rd
vsm
cos
s
t
(
1 2
2
cos 0t
2
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cos 30t
)
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4.6 二极管混频器
1、平衡混频器
二极管混频器的输出信号：
vi
RL RL
rd
则可展开成泰勒级数：
i b0 b1 v V0 b2 v V0 2 b3 v V0 3
b0 f v vV0 I0
——工作点处的电流
b1
f v vV0
di dv
g ——工作点处的动态电导
vV0
8
2、非线性电路分析法
⑴ 幂级数分析法
分析步骤：
★ 确定特性曲线的近似表达式。——越精密，特性曲线的 工作范围越大，但级数的项数取得越多；
中iC只有频率为 的电i 流分量才是所需要的，称为中频电
流分量 ： ii
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第一章-绪论(现代电子技术与应用)PPT课件
7 2021/3/12
1.2 现代电子信息系统主要技术指标
五、响应速度 ▪ 被测对象的信号频率越来越高，而且动态测量和快
速控制是现代电子仪器发展的方向，这就要求处理 电路有较快的响应速度，以便进行实时测量和控制。 ▪ 如果电路的响应速度太低，会导致信号失真和回路 振荡等现象，使测量精度减低或控制系统不稳定。
8 2021/3/12
1.3 现代电子信息系统设计方法
一、总体方案设计 ▪ 处理器选择。处理器主要类型有单片机、DSP、
CPLD/FPGA、ARM和嵌入式计算机主板等。 ▪ 软件、硬件功能分配。为降低产品成本和提高系统
可靠性和稳定性，尽量考虑用软件实现系统的功能。 在实时性要求高的场合下考虑选择硬件实现方式。 ▪ 低功耗设计。尽量采用低电压供电方式和低功耗电 子元件。 ▪ 信号传输方式。有线通讯方式具有信号传输可靠、 传输速度快等特点，但在布线困难和有线方式使用 不便等场合下，考虑采用无线通讯方式。
10 2021/3/12
1.3 现代电子信息系统设计方法
三单元电路设计 ▪ 模拟电路的设计需要计算电路参数、选择元器件。。若单元
电路采用高集成度芯片，则单元电路的指标主要由芯片的性 能决定，电阻和电容等元件参数根据单元电路的指标要求和 集成芯片使用手册确定。 ▪ 数字电路的实现可以采用数字集成芯片或可编程器件。可编 程器件的设计依靠VHDL和Verilog等硬件描述语言以及可编 程器件编程环境。 ▪ 考虑到电阻噪声的影响和导线电阻存在等因素，电阻值不能 选择太大和太小，一般在几百欧以上到几兆欧以下。还要考 虑电阻功率和其电感量大小。 ▪ 电容选择主要考虑信号的频带范围和电容标称值，还要考虑 其耐压、泄漏电阻和极性要求。
现代电子技术及应用
1.2 现代电子信息系统主要技术指标
五、响应速度 ▪ 被测对象的信号频率越来越高，而且动态测量和快
速控制是现代电子仪器发展的方向，这就要求处理 电路有较快的响应速度，以便进行实时测量和控制。 ▪ 如果电路的响应速度太低，会导致信号失真和回路 振荡等现象，使测量精度减低或控制系统不稳定。
8 2021/3/12
1.3 现代电子信息系统设计方法
一、总体方案设计 ▪ 处理器选择。处理器主要类型有单片机、DSP、
CPLD/FPGA、ARM和嵌入式计算机主板等。 ▪ 软件、硬件功能分配。为降低产品成本和提高系统
可靠性和稳定性，尽量考虑用软件实现系统的功能。 在实时性要求高的场合下考虑选择硬件实现方式。 ▪ 低功耗设计。尽量采用低电压供电方式和低功耗电 子元件。 ▪ 信号传输方式。有线通讯方式具有信号传输可靠、 传输速度快等特点，但在布线困难和有线方式使用 不便等场合下，考虑采用无线通讯方式。
10 2021/3/12
1.3 现代电子信息系统设计方法
三单元电路设计 ▪ 模拟电路的设计需要计算电路参数、选择元器件。。若单元
电路采用高集成度芯片，则单元电路的指标主要由芯片的性 能决定，电阻和电容等元件参数根据单元电路的指标要求和 集成芯片使用手册确定。 ▪ 数字电路的实现可以采用数字集成芯片或可编程器件。可编 程器件的设计依靠VHDL和Verilog等硬件描述语言以及可编 程器件编程环境。 ▪ 考虑到电阻噪声的影响和导线电阻存在等因素，电阻值不能 选择太大和太小，一般在几百欧以上到几兆欧以下。还要考 虑电阻功率和其电感量大小。 ▪ 电容选择主要考虑信号的频带范围和电容标称值，还要考虑 其耐压、泄漏电阻和极性要求。
现代电子技术及应用
《高频电子技术(第2版)》电子教案 课程思政PPT 第 1 章 绪 论
第1章 绪论
通信与通信系统 无线电波段的划分与无线电波的传播 非线性电子线路的基本概念 思政目标：中国精神是兴国强国之魂 本章小结
1.1通信与通信系统
主要要求：
掌握通信系统的基本组成及各组成部分的作用 了解调幅广播通信系统的基本组成及各组成部 分的作用 了解数字通信系统的基本组成及各组成部分的 作用 理解通信系统中为何要采用调制技术
数字调制：用数字基带信号对高频正弦波进行的调制
用数字基带信号去控制高频信号的振幅，称为振幅键控 ASK 频率，称为频率键控 FSK 相位，称为相位键控 PSK
数字通信系统抗干扰、抗噪声能力强，易利用计算机进 行处理。
六、通信系统的基本单元电路
高频小信号放大电路、高频功率放大电路、振荡电路、
调制电路、解调电路、混频器、倍频器、低频放大电路
模拟通信系统 数字通信系统 广播通信系统 电视通信系统
接收者 如电话 接收者 如广播、电视 接收者 如对讲
一、重精神是中华民族的优秀传统
道德理想，也称人格理想，指人们在做人方面所向往和追求 的目标。道德与信念密切相关，它是靠内在的信念和社会舆 论来维系的，人的良心就是一种道德信念的形式。一个人认 为自己应具有什么样的道德品质，形成什么样的人格形象， 学习什么样的理想人格，这是人们在道德修养方面的理想追 求。追求高尚的理想人格，使自己富有人格的魅力，成为一 个为社会所需要、为他人所喜欢的人，既是事业成功的关键， 又是生活幸福的根本。
一、通信系统的基本组成
通信： 发送者与接收者之间的信息传递 通信系统：利用电信号或光信号实现信息传递的系统
信源
已调信号
调制 (高频信号) 解调
输入 发送 变换器 设备
信道
接收 设备
通信与通信系统 无线电波段的划分与无线电波的传播 非线性电子线路的基本概念 思政目标：中国精神是兴国强国之魂 本章小结
1.1通信与通信系统
主要要求：
掌握通信系统的基本组成及各组成部分的作用 了解调幅广播通信系统的基本组成及各组成部 分的作用 了解数字通信系统的基本组成及各组成部分的 作用 理解通信系统中为何要采用调制技术
数字调制：用数字基带信号对高频正弦波进行的调制
用数字基带信号去控制高频信号的振幅，称为振幅键控 ASK 频率，称为频率键控 FSK 相位，称为相位键控 PSK
数字通信系统抗干扰、抗噪声能力强，易利用计算机进 行处理。
六、通信系统的基本单元电路
高频小信号放大电路、高频功率放大电路、振荡电路、
调制电路、解调电路、混频器、倍频器、低频放大电路
模拟通信系统 数字通信系统 广播通信系统 电视通信系统
接收者 如电话 接收者 如广播、电视 接收者 如对讲
一、重精神是中华民族的优秀传统
道德理想，也称人格理想，指人们在做人方面所向往和追求 的目标。道德与信念密切相关，它是靠内在的信念和社会舆 论来维系的，人的良心就是一种道德信念的形式。一个人认 为自己应具有什么样的道德品质，形成什么样的人格形象， 学习什么样的理想人格，这是人们在道德修养方面的理想追 求。追求高尚的理想人格，使自己富有人格的魅力，成为一 个为社会所需要、为他人所喜欢的人，既是事业成功的关键， 又是生活幸福的根本。
一、通信系统的基本组成
通信： 发送者与接收者之间的信息传递 通信系统：利用电信号或光信号实现信息传递的系统
信源
已调信号
调制 (高频信号) 解调
输入 发送 变换器 设备
信道
接收 设备
电路原理绪论PPT课件
国内习惯的归类与统称
各学科领域
国外习惯的归类与统 称
电气工程
电力工程
控制工程
通信工程
电气工程
信息科学与技术
电子工程
(或电子信息科学与技术)
……
计算机科学与技术
计算机科学 计算机工程
统称：电气工程与信息科学 统称：电气工程与计算机科学
（或电气电子信息科学）
（简称EECS、ECE）
四、电路都有哪些作用？
• 处理能量
– 电能的产生、传输、分配……
• 处理信号
– 电信号的获得、变换、放大……
五、电路原理的后续课程
电路原理
信号与系统
模拟电子线路
电力电子技术
(关注大功率)
通信电路
(关注高频段)
数字电子线路
微电子技术
(集成芯片设计)
公共 基础
专门 技术
电力系统
控制系统
通信系统
信号处理系统* 计算机系统
(能量传输与处理)(信号反馈与处理) (信号传输与处理)
x 1
T
x(t) dt
T0
返回目录
1.5 电路用于能量处理
一、 功率（power） 单位时间内电场力所做的功。
p dw , u dw , i dq
dt
dq
dt
p dw dw dq ui dt dq dt
功率的单位名称：瓦[特] 符号：W （Watt， 瓦特； 1736 –1819 ， British） 能量的单位名称： 焦[耳] 符号：J （Joule，焦耳； 1818 – 1889， British）
例
I 10V
A I1
10
B I2
电路中电流 I 的大小为1A, 其方向为从A流向B。 （此为电流的实际方向）
电子线路(非线性部分)课件
魔T网络构成的功率 合成电路
Ra
Po1 A
+
vS1
-
C
D
Rc
Rd
Rb
+
vS2
-
B
Po2
同相合 成端
反相合 成端
vS1＝ vS2 时，合成功率从C端输出 vS1＝－ vS2 时，合成功率从D端输出
魔T网络构成的功率 分配电路
将魔T网络功率合成器中的输入与输出端
交换，即可构成功率分配器
若信号从C端输入，A、B 端可获得相位相同的信号
2i
Rs
＋
+v
－
-
i
＋
＋
v R L 2v
－ －
i
ZC v/i
RL
2v i
2ZC
v1 1 Ri 2i2ZC4RL 1:4阻抗变换器
三、用传输线变压器构成的魔T混合网络
ia
＋A
va
－
＋v － i
－
i
vb ic Rc
＋
＋v －
C
B
ib
D'
＋ id vd
－
id
D'
＋D
vd Rd
－
ia
＋A
va
I2
＋
Rs
＋
VS －
V1 C
－
C
C
C
C
V 2 RL
－
I1 L
L
L
L I2
传输线特性阻抗
ZC
L C
传输线特性阻抗
ZC
L C
一般情况下，传输线上各点的电流、电压不相等
孙肖子版模拟电子电路及技术基础课件第1章
加一输测出试电电阻压RU.oo的，定算义出和电计压算U. o方引法起如的图输1出.4电.5所流示I.o，，则在输出端
Ro
Uo Io
US 0
RL
(1.4.5)
第一章 绪论
图1.4.5 Ro的定义及计算方法
第一章 绪论
图1.4.6 Ro的测量方法
第一章 绪论
图1.4.6给出Ro的测量电路。信号源给放大器施加幅度和 频率合适的交流信号输入。在放大器的输出端接一个已知的
第一章 绪论
图1.2.2 (a)滤波器；(b)均衡器；(c)直流稳压电源；(d)扩音器
第一章 绪论
1.3分析与综合(设计)
“分析”是计算给定系统对各种输入的响应并确定 它们的性质的过程。分析过程就是一个找出系
统特性的过程。分析的途径有所不同，但答案和特 性往往是惟一的，如图1.3.1(a)所示。
第一章 绪论
正如毕查德·拉扎维(美)教授所说的那样，“好的模拟 电路设计需要直觉、严密和创新。
作为模拟电路设计者，必须以工程师的眼光快速而直觉 地理解一个大的电路，以数学家的智慧量化那些在电路中难
结构。”
第一章 绪论
1.4.2 放大器是模拟信号处理中最重要的、也是最基本的部件。
放大电路不仅具有独立地完成信号放大的功能，而且也是其 他模拟电路，如振荡器、滤波器、稳压器、调制解调器的基
Ai
Io Ii
(输出电压与输入电压之比) (1.4.1a)
(输出电流与输入电流之比) (1.4.1b)
互阻放大倍数 Ar
Ar
Uo Ii
()
(输出电压与输入电流之比) (1.4.1c)
互导放大倍数
Ag
Ag
Io (1/ ) (输出电流与输入电压之比)
电子技术基础课件——非线性元件
此外，芯片的进步还表现在运算速度上。
时钟频率决定着芯片完成一次运算的速度。
目前，高性能微处理器运算速度高达每秒近10亿次。
§1.4.1半导体的基本知识
导体、半导体和绝缘体
导体：自然界中很容易导电的物质称为导体，金属 一般都是导体。
绝缘体：有的物质几乎不导电，称为绝缘体，如橡 皮、陶瓷、塑料和石英。
半导体：另有一类物质的导电特性处于导体和绝缘 体之间，称为半导体，如锗、硅、砷化镓 和一些硫化物、氧化物等。
半导体的导电机理不同于其它物质，所以它具有 不同于其它物质的特点。例如：
• 当受外界热和光的作用时，它的导电能 力明显变化。
• 往纯净的半导体中掺入某些杂质，会使 它的导电能力明显改变。
半导体二极管
第一章 第二部分 非线性元件
半导体二极管和三极管
1。二极管部分： 从二极管的主要用途出发了解其单向导电的机理， 在电子电路中它主要用作开关，由此弄清为何它能单 向导电？为使其有良好的开关作用，应具备何种工作 条件？结合它的外特性去理解。 2。稳压管部分： 从稳压管的主要作用是稳压这点出发了解其性能特点， 并结合其外特性了解应具备何种工作条件才能使其稳 压？ 3。三极管部分： 模拟电路中三极管的主要作用是放大，数字电路中三 极管的主要作用是开关，由此了解为何能放大？结合 其外特性了解应具备哪些条件才能使其放大？
3. 反向电流 IR
指二极管加反向峰值工作电压时的反向电 流。反向电流大，说明管子的单向导电性 差，因此反向电流越小越好。反向电流受 温度的影响，温度越高反向电流越大。硅 管的反向电流较小，锗管的反向电流要比 硅管大几十到几百倍。
一、基本结构
PN 结加上管壳和引线，就成为半导体二极管。
点接触型
时钟频率决定着芯片完成一次运算的速度。
目前，高性能微处理器运算速度高达每秒近10亿次。
§1.4.1半导体的基本知识
导体、半导体和绝缘体
导体：自然界中很容易导电的物质称为导体，金属 一般都是导体。
绝缘体：有的物质几乎不导电，称为绝缘体，如橡 皮、陶瓷、塑料和石英。
半导体：另有一类物质的导电特性处于导体和绝缘 体之间，称为半导体，如锗、硅、砷化镓 和一些硫化物、氧化物等。
半导体的导电机理不同于其它物质，所以它具有 不同于其它物质的特点。例如：
• 当受外界热和光的作用时，它的导电能 力明显变化。
• 往纯净的半导体中掺入某些杂质，会使 它的导电能力明显改变。
半导体二极管
第一章 第二部分 非线性元件
半导体二极管和三极管
1。二极管部分： 从二极管的主要用途出发了解其单向导电的机理， 在电子电路中它主要用作开关，由此弄清为何它能单 向导电？为使其有良好的开关作用，应具备何种工作 条件？结合它的外特性去理解。 2。稳压管部分： 从稳压管的主要作用是稳压这点出发了解其性能特点， 并结合其外特性了解应具备何种工作条件才能使其稳 压？ 3。三极管部分： 模拟电路中三极管的主要作用是放大，数字电路中三 极管的主要作用是开关，由此了解为何能放大？结合 其外特性了解应具备哪些条件才能使其放大？
3. 反向电流 IR
指二极管加反向峰值工作电压时的反向电 流。反向电流大，说明管子的单向导电性 差，因此反向电流越小越好。反向电流受 温度的影响，温度越高反向电流越大。硅 管的反向电流较小，锗管的反向电流要比 硅管大几十到几百倍。
一、基本结构
PN 结加上管壳和引线，就成为半导体二极管。
点接触型
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对接收装置的要求：增益高，选择性好。
解决方案：
发射机和接收机借助线性和非线性电子线路对携有信 息的电信号进行变换和处理。除放大外，最主要有调制、 解调。
调制是远距离传输的基础。在通信系统中起着至关重要的作 用。它的主要技术作用是将基带信号变换成符合特定信道传输要 求的信号形式；同时，也是为在一个物理通路中传输多路信号 （实现信道多路复用）以及非线提性电高子电信路第号一章抗绪论干扰能力的技术基础。
书山有路勤为径
学海无崖苦作舟
非 线 性 电 子 电 路
非线性电子电路第一章绪论
先修课程
• 电路分析基础 • 线性电子电路 • 信号与系统等
非线性电子电路第一章绪论
1.1 非线性电子线路的作用
一、线性电子电路与非线性电子电路
电子器件严格讲是非线性的，但依使用条件不同，表现 的非线性程度不同。为此，有如下两种应用：
跟踪 fc。
可见，有用信号在不
同频率上进小行信放号大放大—器—超
实用通信系统的实现得依靠三个方面的技术支持：
传感器技术、信号处理技术、信号传输技术
非线性电子电路第一章绪论
进入框图
通信系统的基本模型
现代通信系统在传输信息的技术手段和方法上有了 显著的进步，但通信系统仍可概括地用下图来表示：
输入信息 输入变换器
发送设备
信道
接收设备
输出变换器
非线性电子电路第一章绪论
调为幅小信接号谐收振放机大器的，作组成框图为多：级固定调
用：选频（选有用抑制无
谐的小信号放
用信号）放大（有用信号
大器，作用： 放大中频信号。
解调，从 中频调幅 波还原所 传送的调 制信号。
产生频率为
fL =|fc + fI |(或 fL = fc - fI ) 的高频等幅
振荡信号。fL 可调，并能
调制的必要性：
对有线通信来说是可能的，如基带信号在有线信道内可直接 传输，称基带传输（如常用的实线电话、有线广播）。这种传 输系统简单，但应用场合有限，实际上，大量的通信系统都是 建立在各种调制基础上的。
对无线通信来必须经过调制才能进行信息传输。原因有二：
① 减小天线的尺寸。 音频范围：20 Hz ~ 20 kHz，若
振幅或频率或相位，使其随调制信号的规律而变化的一种处理方 式。因而又分为振幅调制（简称调幅）、频率调制（简称调频）、 相位调制（简称调相）。
脉冲调制：属于数字调制，即先用信号去控制脉冲序列中
各脉冲参数，然后再利用这已调的脉冲序列去对载波进行调制。
返回 非线性电子电路第一章绪论
调制的必要性
思考：不经调制能否进行信息传输？
调制
所谓调制：就是将要传送的电信号（即携带有信息的信号，
一般频率较低，称调制信号）装载到高频振荡上，用电信号去控制 高频振荡信号（象运载信息的工具一样，称载波信号）的某一参数， 使这一参数按照电信号的变化规律而变化的一种处理方式。
调制的方法：连续波（即正弦波）调制和脉冲调制。
连续波调制：就是用调制信号去控制载波（即正弦波）的
发射 100 Hz，波长 = c /f = 3 000 km，天线至少几百千米。
需减少波长，提高发射频率。
② 选台。将不同电台发送的信息分配到不同频率的载 波信号上，使接收机可选择特定电台的信息而抑制其他电 台发送的信息和各种干扰。
非线性返电回子电调路第制一器章绪论 调制
返回发、接设备
调幅发射机的组多级成小信：号谐振放大器，放大
线性电路：对信号进行处理时，尽量使用器件特性的 线性部分。电路基本是线性的，但存在不希望有的失真。
非线性电路：对信号进行处理时，使用了器件特性的 非线性部分，利用器件的非线性完成振荡、频率变换等功 能。
通信电子电路主要对通信系统中的基本组成电路的基本 组成、基本分析方法及电路的设计方法等进行分析讨论。而 这些基本组成电路几乎都是非线性电路，因而又称非线性电 子电路。
产生 fosc 的高 频振荡信号，
振荡信号，使频率倍增至 fc， 并提供足够大的载波功率。
几十 kHz 以上。
多级放大器，前几级为小 信号放大器，放大微音器 的电信号；后几级为功放， 提供功率足够的调制信号。非线性电子电路第一章绪论
实现调幅功能，将 输入的载波信号和 调制信号变换为所 需的调幅波信号， 并加到天线上。
通信电子电路主要研究通信系统中发送设备和接收 设备中的一些基本组成电路，并对这些电路的基本组 成、基本原理、基本分析方法进行讨论。下面我们用 一具有典型意义的无线电调幅广播信号的发送和接收 过程来阐明各部分电子线路的作用，以便对通信电子 电路和通信系统的内容有一初步的认识。
非线性电子电路第一章绪论
返回
② 接收机： 高频电振荡 还 原 电信号 ③ 换能器：将电信号还 原 所传送信息
(3) 传输媒体——电磁波非线性电子电路第一章绪论
无线通信系统存在问题及解决方案
无线通信存在的问题：
(1)接收信号微弱 电磁波 长 距 离 接收天线
(2)存在干扰 例如其他电台的发射信号，各种工业、医学装 置辐射电磁波，大气层、宇宙固有的电磁干扰等。
无线通信系统
发送设备和接收设备
发送设备的作用是完成各种功能，如调制、滤波、 发射等，使信号变化成符合特定信道传输的形式。
接收设备的作用是从信道中取出已调信号并进行各 种处理，如放大、解调等，以便恢复原基带信号。 （由于信道中的噪声和干扰的存在，接收设备所恢复的基带信号与原基带
信号必然会存在差异。这一差异称为失真。）
无线通信系统 组成：发射装置 + 接收装置 + 传输媒体
(1) 发射装置
① 换能器：将被发送的 信息变换为电信号。例： 话筒将声音变为电信号。
② 发射机：将换能器
输出的电信号变为强度 足够的高频电振荡。
图ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ无线通信系统的组成
③ 天线：将高频电振荡变成电磁波向传输媒质辐射。
(2) 接收装置 接收是发射的逆过程。 ① 接收天线：将从空间接收的电磁波 高频电振荡。
非线性电子电路第一章绪论
二、非线性电子线路在通信系统中的应用
通信的目的：为了传输信息。 通信：就是将信息从发送者送到接收者的信息传输过程； 通信系统：就是能实现将信息从发送者送到接收者的信 息传输系统.如：
(1)有线通信系统：利用导线传送信息 (2)无线通信系统：利用电磁波传送信息 (3)光纤通信系统：利用光导纤维传送信息
解决方案：
发射机和接收机借助线性和非线性电子线路对携有信 息的电信号进行变换和处理。除放大外，最主要有调制、 解调。
调制是远距离传输的基础。在通信系统中起着至关重要的作 用。它的主要技术作用是将基带信号变换成符合特定信道传输要 求的信号形式；同时，也是为在一个物理通路中传输多路信号 （实现信道多路复用）以及非线提性电高子电信路第号一章抗绪论干扰能力的技术基础。
书山有路勤为径
学海无崖苦作舟
非 线 性 电 子 电 路
非线性电子电路第一章绪论
先修课程
• 电路分析基础 • 线性电子电路 • 信号与系统等
非线性电子电路第一章绪论
1.1 非线性电子线路的作用
一、线性电子电路与非线性电子电路
电子器件严格讲是非线性的，但依使用条件不同，表现 的非线性程度不同。为此，有如下两种应用：
跟踪 fc。
可见，有用信号在不
同频率上进小行信放号大放大—器—超
实用通信系统的实现得依靠三个方面的技术支持：
传感器技术、信号处理技术、信号传输技术
非线性电子电路第一章绪论
进入框图
通信系统的基本模型
现代通信系统在传输信息的技术手段和方法上有了 显著的进步，但通信系统仍可概括地用下图来表示：
输入信息 输入变换器
发送设备
信道
接收设备
输出变换器
非线性电子电路第一章绪论
调为幅小信接号谐收振放机大器的，作组成框图为多：级固定调
用：选频（选有用抑制无
谐的小信号放
用信号）放大（有用信号
大器，作用： 放大中频信号。
解调，从 中频调幅 波还原所 传送的调 制信号。
产生频率为
fL =|fc + fI |(或 fL = fc - fI ) 的高频等幅
振荡信号。fL 可调，并能
调制的必要性：
对有线通信来说是可能的，如基带信号在有线信道内可直接 传输，称基带传输（如常用的实线电话、有线广播）。这种传 输系统简单，但应用场合有限，实际上，大量的通信系统都是 建立在各种调制基础上的。
对无线通信来必须经过调制才能进行信息传输。原因有二：
① 减小天线的尺寸。 音频范围：20 Hz ~ 20 kHz，若
振幅或频率或相位，使其随调制信号的规律而变化的一种处理方 式。因而又分为振幅调制（简称调幅）、频率调制（简称调频）、 相位调制（简称调相）。
脉冲调制：属于数字调制，即先用信号去控制脉冲序列中
各脉冲参数，然后再利用这已调的脉冲序列去对载波进行调制。
返回 非线性电子电路第一章绪论
调制的必要性
思考：不经调制能否进行信息传输？
调制
所谓调制：就是将要传送的电信号（即携带有信息的信号，
一般频率较低，称调制信号）装载到高频振荡上，用电信号去控制 高频振荡信号（象运载信息的工具一样，称载波信号）的某一参数， 使这一参数按照电信号的变化规律而变化的一种处理方式。
调制的方法：连续波（即正弦波）调制和脉冲调制。
连续波调制：就是用调制信号去控制载波（即正弦波）的
发射 100 Hz，波长 = c /f = 3 000 km，天线至少几百千米。
需减少波长，提高发射频率。
② 选台。将不同电台发送的信息分配到不同频率的载 波信号上，使接收机可选择特定电台的信息而抑制其他电 台发送的信息和各种干扰。
非线性返电回子电调路第制一器章绪论 调制
返回发、接设备
调幅发射机的组多级成小信：号谐振放大器，放大
线性电路：对信号进行处理时，尽量使用器件特性的 线性部分。电路基本是线性的，但存在不希望有的失真。
非线性电路：对信号进行处理时，使用了器件特性的 非线性部分，利用器件的非线性完成振荡、频率变换等功 能。
通信电子电路主要对通信系统中的基本组成电路的基本 组成、基本分析方法及电路的设计方法等进行分析讨论。而 这些基本组成电路几乎都是非线性电路，因而又称非线性电 子电路。
产生 fosc 的高 频振荡信号，
振荡信号，使频率倍增至 fc， 并提供足够大的载波功率。
几十 kHz 以上。
多级放大器，前几级为小 信号放大器，放大微音器 的电信号；后几级为功放， 提供功率足够的调制信号。非线性电子电路第一章绪论
实现调幅功能，将 输入的载波信号和 调制信号变换为所 需的调幅波信号， 并加到天线上。
通信电子电路主要研究通信系统中发送设备和接收 设备中的一些基本组成电路，并对这些电路的基本组 成、基本原理、基本分析方法进行讨论。下面我们用 一具有典型意义的无线电调幅广播信号的发送和接收 过程来阐明各部分电子线路的作用，以便对通信电子 电路和通信系统的内容有一初步的认识。
非线性电子电路第一章绪论
返回
② 接收机： 高频电振荡 还 原 电信号 ③ 换能器：将电信号还 原 所传送信息
(3) 传输媒体——电磁波非线性电子电路第一章绪论
无线通信系统存在问题及解决方案
无线通信存在的问题：
(1)接收信号微弱 电磁波 长 距 离 接收天线
(2)存在干扰 例如其他电台的发射信号，各种工业、医学装 置辐射电磁波，大气层、宇宙固有的电磁干扰等。
无线通信系统
发送设备和接收设备
发送设备的作用是完成各种功能，如调制、滤波、 发射等，使信号变化成符合特定信道传输的形式。
接收设备的作用是从信道中取出已调信号并进行各 种处理，如放大、解调等，以便恢复原基带信号。 （由于信道中的噪声和干扰的存在，接收设备所恢复的基带信号与原基带
信号必然会存在差异。这一差异称为失真。）
无线通信系统 组成：发射装置 + 接收装置 + 传输媒体
(1) 发射装置
① 换能器：将被发送的 信息变换为电信号。例： 话筒将声音变为电信号。
② 发射机：将换能器
输出的电信号变为强度 足够的高频电振荡。
图ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ无线通信系统的组成
③ 天线：将高频电振荡变成电磁波向传输媒质辐射。
(2) 接收装置 接收是发射的逆过程。 ① 接收天线：将从空间接收的电磁波 高频电振荡。
非线性电子电路第一章绪论
二、非线性电子线路在通信系统中的应用
通信的目的：为了传输信息。 通信：就是将信息从发送者送到接收者的信息传输过程； 通信系统：就是能实现将信息从发送者送到接收者的信 息传输系统.如：
(1)有线通信系统：利用导线传送信息 (2)无线通信系统：利用电磁波传送信息 (3)光纤通信系统：利用光导纤维传送信息