非線性電子線路 期末知識總結(jié)

1、非線性電子線路 總復(fù)習(xí)（供同學(xué)們參考） 主講教師 2009年12月29日 1同學(xué)們好！ 又到期末了,非線性電子路即將進(jìn)入期終考試，考試內(nèi)容是整個學(xué)期的，請大家務(wù)必按教學(xué)大綱要求，特別大綱強(qiáng)調(diào)“掌握”的重要內(nèi)容，提前做好期末總復(fù)習(xí)的安排，一定要在全面掌握理解好基本概念的基礎(chǔ)上,應(yīng)具備用基本概念分析問題和解決問題的能力，做到融會貫通，這始終是本課程教學(xué)宗旨。2 主要內(nèi)容： 1. 無線電信號特點(diǎn)與傳播方式 2. 調(diào)幅廣播發(fā)射與接收的設(shè)備框圖與工作原理 3. 非線性電子線路的單元電路完成的功能 4. 非線性電子線路的分析方法緒論34-第一章 非諧振功率放大器- 內(nèi)容：一、非諧振功率放大器 1. 功率放

2、大器分類、及安全工作條件 2 .變壓器耦合甲類單管功率放大器（了解） 3. 變壓器耦合乙類推挽功放（了解） 4. 互補(bǔ)對稱的OTL電路（或OCL電路） 5. 帶高頻功率放大器和功率合成技術(shù) 6.例題舉例 二、丙類諧振功率放大器 1. 丙類諧振功率放大器工作原理 2. 能量估算 3. 工作狀態(tài)分析 4. 例題舉例重點(diǎn)掌握：1.OTL電路（或OCL電路）；寬帶高頻功率放大器（傳輸線變 壓器、魔T型網(wǎng)絡(luò)）和功率合成技術(shù)（功率合成與功率分配）；2.丙類諧振功率放大器工作原理與工作狀態(tài)分析；3.OTL電路（或 OCL電路）、丙類諧振功率放大器的能量估算方法。5 下面兩點(diǎn)值得注意！ a）該電路會產(chǎn)生交叉失

3、真； 必須在兩管基極間加入適當(dāng)?shù)恼珘?，即可克服交叉真?b）加入適當(dāng)正偏壓后，切不可再在基極下偏電阻 或者射極電阻 的兩端并上旁路電容。否 則又可能導(dǎo)致交叉失真出現(xiàn)。64.互補(bǔ)對稱的OTL電路（或OCL電路）（重點(diǎn)掌握） OTL原理電路及工作原理： 原理電路7OTL原理電路的工作原理(請自己復(fù)習(xí)) OTL原理電路存在四方面的缺點(diǎn)：a) 末前級與末級是直接耦合，導(dǎo)致工作點(diǎn)漂移b) 存在交叉失真c) 互補(bǔ)對稱大功率管難以選擇到d) 無法充分利用末級互補(bǔ)對稱管（注意：詳細(xì)分析見課堂分析或教材）8 實(shí)際準(zhǔn)互補(bǔ)對稱的OTL電路：電路：各元件作用：9 實(shí)際OTL電路的優(yōu)點(diǎn)： 克服工點(diǎn)漂移 采用恒壓偏置電

4、路 恒壓偏置電路 克服交叉失真。 用復(fù)合管替代了互補(bǔ)對稱管，克服了選管的困難。 引用自舉電路(自舉電路 )可以提高 管集電 極電壓振幅 ，從而實(shí)現(xiàn)了充分利用末級 互補(bǔ)對稱管的目的。（分析見教材或見例題6）10 能量估算： 每管11 電路(下圖為原理電路) 變成雙電源供電(正負(fù)源，并 ) 并去掉OTL電路中的輸出電容 ，點(diǎn)的電壓; 工作原理與OTL一樣; 能量估算式中電源電壓用 變; （注意：電源電壓由電路標(biāo)出的具體值確定， 切不可死背硬記）12實(shí)際OCL電路與實(shí)際OTL電路一樣具有四大優(yōu)點(diǎn)：克服工點(diǎn)漂移、采用恒壓偏置電路克服交叉失真、用復(fù)合管替代了互補(bǔ)對稱管，克服了選管的困難；引用自舉電路，充

5、分利用末級互補(bǔ)對稱管。13 5.寬帶高頻功率放大器和功率合成技術(shù)（重點(diǎn)掌握） 傳輸線變壓器 結(jié)構(gòu)：用傳輸線繞在磁環(huán)上構(gòu)成的變壓器稱為傳輸線變壓器。 性能：既具有傳輸線的上限頻率高，頻率覆蓋系數(shù)大，又具有變壓器隔離和阻抗變換的特點(diǎn)。14 討論前提條件：理想無耗，滿足端口電壓相等，流過傳 輸線上電流大小相等，方向相反。 常用的傳輸線變壓器有: 1:1倒相器; 1:1平衡不平衡變換器; m:1傳輸線變壓器; 1:m的傳輸線變壓器。 要求掌握:求傳輸線變壓器阻抗比 的方法, 以及求特性阻抗 的方法。15 功率合成技術(shù)： 用4:1傳輸線變壓器或1:1傳輸線變壓器構(gòu)成 混合網(wǎng)絡(luò)稱為魔T型網(wǎng)絡(luò)，它可以完成功

6、率的 合成和功率的分配。 4:1傳輸線變壓器構(gòu)成理想的魔T網(wǎng)絡(luò): 有四個端口: 每個端口對應(yīng)負(fù)載： 若4:1傳輸線變壓器特性阻抗為 ，16 理想魔T性能: 要求同學(xué)能用兩種理想魔T網(wǎng)絡(luò)，分別實(shí)現(xiàn)功率的三、四、六、八分配或功率的三、四、六、八合成；并能確定各端口負(fù)載電阻值。（請同自己復(fù)習(xí)并練習(xí)）17 6. 例題舉例： 舉例1：如下圖所示傳輸線變壓器，是已知18例題2 試求圖所示各傳輸線變壓器的阻抗比及各特性阻抗 ( 、 為已知) 19解：20例題5 單電源供電的互補(bǔ)對稱OTL電路如圖所示。已知負(fù)載電流振幅 管的 。試求：求，靜態(tài)時負(fù)載上求負(fù)載上所獲得的功率 電源供給的直流功率并求輸入信號的振幅。

7、 每管的管耗 及最大 管耗 放大器的效率 21 解: (1) (2) (3) (4) 靜態(tài)時22二、諧振功率放大器 1 . 丙類諧振功率放大器工作原理 電路：匹配負(fù)載為：。 23 丙類諧振功放負(fù)載是LC諧振回路(電抗性) LC諧振回路作用: 工作原理:它在正弦信號激勵下，基極與集電極電流均是一串余弦脈沖。集電極電壓是正弦波。 管外特性方程 其中：242. 能量估算:253. 工作狀態(tài)分析 丙類諧振功放若 確定,則工作狀態(tài) 被唯一確定了 分析 對工作狀態(tài)的影響的依 據(jù)是管外 特性方程。 26 負(fù)載特性： 定義：若 不變，放大器隨 變化的特 性，稱為負(fù)載特性。 分析結(jié)果：當(dāng) 不變時,若放大器原先工

8、作 在欠壓狀態(tài)，這時 從小 到大變化時, 、 及 工作點(diǎn) 都不變，則：放大器工作狀態(tài)從欠壓臨界過 壓; 值 從小大變化; 波形從一串余 弦脈沖變?yōu)?一串凹陷脈沖。27 畫出負(fù)載特性曲線： 臨界狀態(tài)輸出 對應(yīng)的 負(fù)載為最佳負(fù) 載 ，但 保證功率管在安全工作的條 件下, 輸出盡可能大的功率 和高的效率, 所以實(shí)際工作 中負(fù)載 一般選在 弱 過壓狀 態(tài)。28 集電極調(diào)制特性 定義：若 不變，放大器 隨 變化的特性。 分析結(jié)果：當(dāng) 不變時，若放大器原先工 作在過壓狀態(tài)，這時 從小到大變化時 ， 是 不變的，工作點(diǎn) 由左向右移。 則：放大器工作狀態(tài)從過壓臨介欠壓； 值從 小變大； 波形從一串凹陷脈沖一串

9、余弦脈沖。29 畫出集電極調(diào)制特性線： 由集電極調(diào)制特性曲可見： a）欲實(shí)現(xiàn)集電極調(diào)制， 放大器應(yīng)工作在過壓 狀態(tài)。 b）集電極調(diào)制特性是集 電極調(diào)幅原理依據(jù)。30 基極調(diào)制特性： 定義:若 不變,放大器隨 變化特性. 分析結(jié)果: 當(dāng) 不變,若放 大器原先工作在欠壓狀態(tài),這時 從小 變到大時, , ,工作點(diǎn) 從下向 上變。則:放大器工作狀態(tài)從欠壓臨界 過壓； 是從小變大； 波形是從 一串余弦脈沖一串凹陷脈沖。31 基極調(diào)制特性曲線 由特性曲線可見: a) 欲實(shí)現(xiàn)基極調(diào)制，應(yīng) 工作在欠壓區(qū)。 b) 基極調(diào)制是基極調(diào)幅 原理依據(jù)。32 放大特性： 定義: 若 不變，放大器隨 的變化特性. 分析結(jié)果

10、：當(dāng) 不變,若放大器 原先工作在欠壓狀態(tài)，這時 從小到大 變化時, , ,工作點(diǎn) 不變。 則:放大器工作狀態(tài)從欠壓臨界過壓； 是從小變大； 波形是從一串余弦 脈沖一串凹陷脈沖。33 放大特性曲線： 由特性曲線可見: a) 欲實(shí)現(xiàn)放大,應(yīng)工 作 在欠壓狀態(tài). b) 欲實(shí)現(xiàn)限幅,應(yīng)工 作在過壓狀態(tài).344 例題舉例 例題1諧振動功率放大器工作在欠壓,要求輸出功率 。已知 ， ， ，電流流通角 。試求：電源供給的功率 ,集電極效率 。35解： 因?yàn)? 所以 36 -第二章 正弦波振蕩器-內(nèi)容：振蕩器的工作原理包括起振條件、平衡條件、穩(wěn)定條件（三個條件缺一不可）2 LC正弦振蕩器（變壓器耦合LC振蕩器

11、、三點(diǎn)式振蕩器、改進(jìn)型三點(diǎn)式振蕩器、石英晶體振振蕩器）3 RC振蕩器(主要是文氏電橋振蕩器)4 例題舉例 重點(diǎn)： 掌握正弦振蕩器工作原理；掌握定性判斷各類型振蕩電路是否可能產(chǎn)生振蕩的方法；掌握求振蕩角頻率和正反饋系數(shù)的方法；掌握三點(diǎn)式振蕩電路振幅起振條件，計算電路參數(shù)；。37 -第二章 正弦波振蕩器- 振蕩器的工作原理包括三個條件： （缺一不可）起振條件 平衡條件 穩(wěn)定條件 38 2LC正弦振蕩器: 變壓器耦合LC正弦振蕩器: 瞬時極性判斷是否可能 振蕩,它取決正確同名端 能否起振,必須有足夠大 的耦合量 ，39 三點(diǎn)式振蕩器: 三點(diǎn)式振蕩器包括電容三點(diǎn)式振蕩器(考畢茲振蕩 器)和電感三點(diǎn)式振

12、蕩器(哈特萊振蕩器)及可控振 蕩器（振蕩回路中包含變?nèi)荻O管，即部分接入 的直接調(diào)頻振蕩器） 電路構(gòu)成原則(這是滿足相位平衡條件，即滿足正 反饋): 與射極相連為同性抗,不與射極相連為異性抗。若 與射極相連同是感抗,不與射極相連為容抗,則稱電 感三點(diǎn)式,反之為電容三點(diǎn)式。40 改進(jìn)型三點(diǎn)式振蕩器 (提高頻率穩(wěn)定性) ) 克拉潑振蕩器: 條件：但 不宜過小,否則可能導(dǎo)致停振，所以克拉潑振蕩器一般作為固定頻率的振蕩器.41) 西勒振蕩器: 條件： （因其中 是可調(diào)的）42晶體振蕩器: 石英晶體在振蕩電路中等效為電感或一根短路線。) 并聯(lián)型晶振 皮爾斯晶體振蕩器: 43 密勒晶體振蕩器: 當(dāng) 等效電

13、感三點(diǎn)式 中的一個電感 ) 串聯(lián)型晶振 電路一:44電路二: 當(dāng) ，JT等效電感 ,當(dāng)串聯(lián)諧振時,正反饋?zhàn)顝?qiáng)454 例題舉例例題1 根據(jù)振蕩器的相位平衡條件,試判斷下圖所示交流電路中,哪些可能產(chǎn)生振蕩,哪些不可能產(chǎn)生振蕩?若可能產(chǎn)生振蕩,則要說明是屬于哪種振蕩電路。abcd(a) 不能振蕩,不滿足三點(diǎn)式電路相位平衡條件 (b)可能振蕩, 呈容性, 呈感性,為電感三點(diǎn)式振蕩器 (c)可能振蕩, 呈感性, 為電容三點(diǎn)式振蕩器 (d)可能振蕩, 呈容性 為電容三點(diǎn)式 振蕩器46 【例題2 】如圖電容三點(diǎn)式振蕩器, 已知 L=0.5H,C1=51pF,C2=3300pFC3=12250pF,RL=5

14、gm=30ms,Cbe=20pF,Q0=80,試求能夠起振的頻率范圍.解題思路:先求滿足起振條件對振蕩角頻率的要求,再求滿足起振條件對回路總電容 的要求,并求出滿足起振條件的 值的要求,從而確定了電容 取值范圍, 最后即可確定能夠滿足起振條件的工作頻率范圍.解:47(大于此電容值不能起振)滿足條件,電路可以振蕩48起振的頻率范圍為： = (102.9179.2) rad/sec （或 ）49 - 第三章 模擬相乘器與混頻 -內(nèi)容： 1. 模擬相乘器（二極管平衡相乘器 、二極管環(huán)型相 乘器 、單差分對相乘器 、雙差分對相乘器 、三 差分對相乘器、集成模擬相乘器 ） 2. 混頻（二極管混頻、三極管

15、混頻、集成混頻 ） 3. 例題舉例重點(diǎn):要掌握各相乘器工作原理和分析方法；掌握三極管混頻 的工作原理和求變頻跨導(dǎo) 的方法；掌握用各相乘器 實(shí)現(xiàn)混頻（包括對AM波、DSB波、SSB波、FM波、PM 波的混頻）的電路及實(shí)現(xiàn)的條件；以及三極管混頻存在 組合頻率干擾問題。50 - 第三章 模擬相乘器與混頻 -1. 模擬相乘器 模擬相乘器是實(shí)現(xiàn)任意兩個模擬信號相乘的三端 口的非線性電子器件。傳輸方程為： 其中為兩個輸入信號，為相乘增益。 輸入信號電壓： 二極管開關(guān)工作。說明 為大信號控制，并對二極管相乘器：51可見二極管等效為 與開關(guān) K 串聯(lián)：， 開關(guān)K分為正向開關(guān)函數(shù)，還有反向開 及雙向開關(guān)函數(shù)正弦

16、信號還是余弦信號。同時有正弦型關(guān)函數(shù)與與余弦型區(qū)別，取決于信號是52 若為余弦信號，則： 若為正弦型的，則：53 二極管平衡相乘器 LC帶通濾波器中心頻率諧振在 上, 帶為 ; 同相加到 上, 反向加到 上; 二次級與 一次級均有中心抽頭，上下嚴(yán)格對 稱；輸出電流 為差動的 ;54例題3 設(shè)非線性其件器件靜態(tài)伏安特性如圖所示， ， 求變頻跨導(dǎo) 。 解： 則: 55 -第四章 振幅調(diào)制與解調(diào)-內(nèi)容： 1. 基本概念 2. 低電平振幅調(diào)制電路 3. 二極管串聯(lián)型峰值包絡(luò)檢波器 4. 同步檢波 5. 第五章例題舉例 重點(diǎn)： 應(yīng)掌握振幅調(diào)制與解調(diào)基本概念（振幅調(diào)制類型、 波 形、表示式、實(shí)現(xiàn)的方法、頻譜分析、頻帶寬 度、能量關(guān)系及傳送等；檢波的類型、各電路特 點(diǎn)及檢波性能分析等）； 熟練用各種相乘器