第二章(4-2)非線性課件

2.6非線性器件的描述方法非線性器件大信號(hào)時(shí)會(huì)引起失真能完成頻譜搬移各種功能1.用解析函數(shù)描述2.6.1非線性器件的描述方法

------描述器件的伏安特性指數(shù)函數(shù)雙極型晶體管飽和區(qū)----平方律場(chǎng)效應(yīng)管2.6非線性器件的描述方法非線性器件大信號(hào)時(shí)會(huì)引起失真能完1差分放大器雙曲正切函數(shù)差分放大器雙曲正切函數(shù)22.冪級(jí)數(shù)描述代入特點(diǎn):

①

呈非線性

②

系數(shù)與工作點(diǎn)有關(guān)在工作點(diǎn)處將伏安特性偏置決定工作點(diǎn)展開為冪級(jí)數(shù)2.冪級(jí)數(shù)描述代入特點(diǎn):①呈非線性②33.分段折線描述二極管適用條件:大信號(hào)輸入3.分段折線描述二極管適用條件:大信號(hào)輸入4差分放大器差分放大器52.6.2線性化參數(shù)適用條件:輸入為小信號(hào)輸入:輸出:靜態(tài)電流=信號(hào)電流線性電路不產(chǎn)生新的頻率線性化參數(shù)-----跨導(dǎo)僅與工作點(diǎn)有關(guān)放大器增益與信號(hào)大小無關(guān)2.6.2線性化參數(shù)適用條件:輸入為小信號(hào)輸入:輸出:62.7器件非線性的影響

研究有源器件的非線性對(duì)線性放大器的影響分兩種情況討論只有一個(gè)有用信號(hào)輸入有兩個(gè)以上輸入研究?jī)?nèi)容－－出現(xiàn)的現(xiàn)象,名稱定義,衡量性能的指標(biāo)。2.7器件非線性的影響研究有源器件的非線性對(duì)線性放大器72.7.1輸入端僅有一個(gè)有用信號(hào)1.諧波（harmonics）

放大器輸入現(xiàn)象:出現(xiàn)了諧波產(chǎn)生的原因－－器件非線性、信號(hào)幅度大

大小－－與系數(shù)有關(guān)－－與工作點(diǎn)有關(guān)影響－－高次諧波被選頻回路濾除輸出電流

2.7.1輸入端僅有一個(gè)有用信號(hào)1.諧波（harmon82.增益壓縮（GainCompression）特點(diǎn)：考慮對(duì)基波分量的影響平均跨導(dǎo)：基波信號(hào)電流：基波增益：基波信號(hào)電流：（只考慮到三次方）基波信號(hào)電流幅度：輸出電流：2.增益壓縮（GainCompression）特點(diǎn)：考9線性非線性跨導(dǎo)基波電流失真項(xiàng)僅與放大器工作點(diǎn)不僅與工作點(diǎn)有關(guān)有關(guān)而且與輸入信號(hào)幅度有關(guān)常數(shù)與信號(hào)幅度有關(guān)增益線性10畫放大器的增益特性曲線放大器

（增益AV）VinVoutVinVoutAVVout=AVVin用對(duì)數(shù)坐標(biāo)表示用dB表示電壓——dBmV1mV是100mV是0dBmVAV畫放大器的增益特性曲線放大器VinVoutVinVo11非線性增益壓縮線性增益壓縮指標(biāo)－－1dB壓縮點(diǎn)增益壓縮當(dāng)＜0時(shí)，放大器增益隨信號(hào)增大而減小線性增益與器件類型和放大器工作點(diǎn)有關(guān)

非線性線性增益壓縮指標(biāo)－－1dB壓縮點(diǎn)增益壓縮當(dāng)＜122.7.2輸入端有兩個(gè)以上信號(hào)設(shè)輸入兩個(gè)信號(hào)：

由于非線性結(jié)果：出現(xiàn)基波諧波－－被選頻回路濾除組合頻率－－在基頻附近的無法濾除問題：干擾信號(hào)對(duì)有用信號(hào)的基波輸出有什么影響？2.7.2輸入端有兩個(gè)以上信號(hào)設(shè)輸入兩個(gè)信號(hào)：由于非線13基波分量：(僅考慮到三次方）二次方產(chǎn)生的組合頻率不在基頻附近，被濾除不在基頻附近，被濾除在基頻附近三次方項(xiàng)產(chǎn)生的組合頻率為基波分量：二次方產(chǎn)生的組合頻率不在基頻附近，被濾除不在基頻附141.堵塞（Blocking）

輸入狀況：輸入的有用信號(hào)為弱信號(hào)，而另一個(gè)信號(hào)是強(qiáng)干擾信號(hào)。

一般有<0有用信號(hào)的跨導(dǎo)隨干擾增大而減小增益隨干擾信號(hào)增大而減小嚴(yán)重基波電流為零－－信號(hào)被堵塞指標(biāo)－－強(qiáng)信號(hào)堵塞60dB～70dB平均基波跨導(dǎo)有用信號(hào)基波簡(jiǎn)化（忽略增益壓縮項(xiàng)）1.堵塞（Blocking）輸入狀況：輸入的有用信號(hào)153.互相調(diào)制（Intermodulation）

輸入狀況:兩個(gè)輸入信號(hào)的頻率、比較接近非線性輸出電流組合頻率、很接近基波，濾波器無法濾除特點(diǎn):三階互調(diào)基波幅度互調(diào)信號(hào)幅度3.互相調(diào)制（Intermodulation）輸入狀況:16互調(diào)干擾在射頻系統(tǒng)中出現(xiàn)的形式(接收)相鄰信道1相鄰信道2(發(fā)射的強(qiáng)信號(hào))互調(diào)互調(diào)干擾在射頻系統(tǒng)中出現(xiàn)的形式(接收)相鄰信道1相鄰信道2(17三階互調(diào)截點(diǎn)

(third-orderinterceptpoint)

定義:三階互調(diào)截點(diǎn)為三階互調(diào)功率和基波功率相等的點(diǎn)

互調(diào)失真衡量指標(biāo)三階互調(diào)截點(diǎn)(third-orderinterce18均由器件的三次方引起1dB壓縮點(diǎn)與三階截點(diǎn)的關(guān)系增益壓縮點(diǎn)的輸入電平要比三階截點(diǎn)電平低約10dB均由器件的三次方引起1dB壓縮點(diǎn)與三階截點(diǎn)的關(guān)系增益壓縮點(diǎn)的19①

dB表示的量是無量綱的，是比值。②

電壓比的系數(shù)是20，功率比是10注意1.dB電壓增益功率增益噪聲系數(shù)F=4——功率比當(dāng)輸入輸出阻抗相同時(shí),用dB表示的功率增益、電壓增益數(shù)值相同dB與dBm歸納某些量的兩種表示自然表示dB表示①dB表示的量是無量綱的，是比值。②電壓比的系數(shù)是20，20dB(功率)10logdBWdBmdB（電壓）dBVdBmVdBμV2.dBm與dBmV注意①dBm——對(duì)應(yīng)功率dBmV——對(duì)應(yīng)電壓②電壓、功率的系數(shù)不同表示的量有單位dB(功率)dBWdBmdB（電壓）dBVdBmVdBμV22