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1、2.8 2.8 非线性器件在频谱搬移中的应用非线性器件在频谱搬移中的应用非线性器件非线性器件引起线性放大器失真引起线性放大器失真能能完成频谱搬移功能完成频谱搬移功能谐波、组合频率谐波、组合频率增益压缩、互调失真增益压缩、互调失真什么是频谱搬移?什么是频谱搬移?1.两信号混频两信号混频混频混频滤波器滤波器或或2.调制调制调制调制滤波器滤波器3.解调解调解调解调低通滤波器低通滤波器同步信号同步信号结论:结论:频谱搬移是产生两信号的频谱搬移是产生两信号的和频和频与(或)与(或)差频差频理想的频谱搬移电路乘法器理想的频谱搬移电路乘法器频谱搬移的频谱搬移的特点:特点:被搬移的信号被搬移的信号频谱结构频谱
2、结构不不发生发生变化变化非线性器件实现频谱搬移非线性器件实现频谱搬移非线性器件的非线性器件的二次方项二次方项就可就可实现实现两信号的两信号的相乘相乘解决方法:解决方法:(1 1)从器件的特性考虑从器件的特性考虑 采用采用平方律平方律特性特性无高次项无高次项(2 2)从电路考虑采用从电路考虑采用平衡电路结构平衡电路结构形式形式-抵消干扰抵消干扰(3 3)从输入电压的大小考虑,采用从输入电压的大小考虑,采用线性时变工作线性时变工作状态状态 三次方及三次方以上的各高次方项产生的三次方及三次方以上的各高次方项产生的组合频率组合频率 对频谱搬移来说都是对频谱搬移来说都是干扰干扰 其中其中由于由于存在问题
3、:存在问题:非线性器件用于频谱搬移的非线性器件用于频谱搬移的最大问题最大问题是是组合频率太多组合频率太多线性时变工作状态线性时变工作状态对对什么而言是线性什么而言是线性?什么是时变什么是时变?工作条件:工作条件:频谱搬移的两个输入信号频谱搬移的两个输入信号 一个是小信号,一个是大信号一个是小信号,一个是大信号在在时变工作点展开时变工作点展开静态偏置静态偏置大大信号信号时变偏置时变偏置时变偏置时变偏置时变工作点时变工作点在在时变工作点展开时变工作点展开现现工作点工作点是随是随 时变时变的,所以的,所以 也是随也是随 时变的时变的 时变的含义时变的含义:展开项的系数展开项的系数 随大信号变化随大信
4、号变化的变化频率与大信号的变化频率与大信号 的频率的频率 相同相同小小信号信号时变偏置时变偏置代入:代入:得:得:时变时变静态电流静态电流(静态与小信号静态与小信号 无关无关)时变时变跨导跨导 将输入信号将输入信号 转变为输出电流的能力转变为输出电流的能力 最最重要的两个系数重要的两个系数当当 与与 均是非线性时均是非线性时,可以展开为可以展开为:重复重复频率频率均是大信号频率均是大信号频率为什么是线性为什么是线性?特点特点:仅仅包含小信号包含小信号 的线性项的线性项,不不含含 的谐波的谐波线性是对线性是对小信号小信号 而言而言忽略忽略 二次方以上各项二次方以上各项(很小很小)对对输出电流输出电流频谱搬移功能频谱搬移功能频谱频谱:()()()频谱搬移频谱搬移干扰频率:干扰频率:、以上的以上的组合频率组合频率成分成分 线性时变工作的优点线性时变工作的优点:干扰频率中减少了小信号:干扰频率中减少了小信号 的的