1、第5章 頻譜的線性搬移電路 1/57第第5章頻譜的線性搬移電路章頻譜的線性搬移電路5.1 非線性電路的分析方法非線性電路的分析方法 5.2 二極管電路二極管電路 5.3 差分對(duì)電路差分對(duì)電路5.4 其它頻譜線性搬移電路其它頻譜線性搬移電路思考題與習(xí)題思考題與習(xí)題 第5章 頻譜的線性搬移電路 2/57兩種類型的兩種類型的頻譜變換電路頻譜變換電路 頻譜搬移電路頻譜搬移電路：將輸入信號(hào)的頻譜沿頻率軸搬移。：將輸入信號(hào)的頻譜沿頻率軸搬移。例：振幅調(diào)制、解調(diào)、混頻電路。例：振幅調(diào)制、解調(diào)、混頻電路。 特點(diǎn)：僅頻譜搬移，不產(chǎn)生新的頻譜分量。特點(diǎn)：僅頻譜搬移，不產(chǎn)生新的頻譜分量。 頻譜非線性變換電路頻譜非線

2、性變換電路：將輸入信號(hào)的頻譜進(jìn)行特定：將輸入信號(hào)的頻譜進(jìn)行特定 的非線性變換。的非線性變換。 例：頻率調(diào)制與解調(diào)電路。例：頻率調(diào)制與解調(diào)電路。 特點(diǎn)：產(chǎn)生新的頻譜分量。特點(diǎn)：產(chǎn)生新的頻譜分量。 第5章 頻譜的線性搬移電路 3/57本章重點(diǎn)：本章重點(diǎn)：1、討論頻譜線性搬移數(shù)學(xué)模型、討論頻譜線性搬移數(shù)學(xué)模型2、介紹頻譜線性搬移的實(shí)現(xiàn)電路、介紹頻譜線性搬移的實(shí)現(xiàn)電路 頻譜的搬移必須用非線性電路來(lái)完成，其核心頻譜的搬移必須用非線性電路來(lái)完成，其核心是非線性器件。是非線性器件。非線性電路的分析方法：非線性電路的分析方法：冪級(jí)數(shù)法冪級(jí)數(shù)法線性時(shí)變電路分析法線性時(shí)變電路分析法第5章 頻譜的線性搬移電路 4/

3、57第一節(jié)第一節(jié) 非線性電路的分析方法非線性電路的分析方法一、一、 非線性函數(shù)的級(jí)數(shù)展開(kāi)分析法非線性函數(shù)的級(jí)數(shù)展開(kāi)分析法非線性器件的伏安特性：非線性器件的伏安特性：i = f ( u ) UQ為靜態(tài)工作點(diǎn)，為靜態(tài)工作點(diǎn)，設(shè)設(shè) u UQ+ u1 + u2(5-1)式的泰勒級(jí)數(shù)展開(kāi)：式的泰勒級(jí)數(shù)展開(kāi)：2n0112212nnn12n 012aa (uu ) a (uu )a (uua (u) u ) iu1 和和 u2 為兩個(gè)輸入電壓。為兩個(gè)輸入電壓。Qn(n)nQnu U1 d f(u)1af(U )n! dun!nn 0m 0 imn-mmnn12a C uu（5-1）第5章 頻譜的線性搬移電路

4、 5/57n一、一、 非線性函數(shù)的級(jí)數(shù)展開(kāi)分析法非線性函數(shù)的級(jí)數(shù)展開(kāi)分析法nn12n 0n 0m 0(uu ) imn-mmnn12aC uu分析：分析：（1）u2=0，即只有一個(gè)輸入信號(hào)，即只有一個(gè)輸入信號(hào)， 令令u1U1 cos1t01101cosnnnnnnntUauai利用三角公式利用三角公式nn11n 0ib U cosnt 當(dāng)只加一個(gè)信號(hào)時(shí)，只能得到輸入信號(hào)頻率的基波分量當(dāng)只加一個(gè)信號(hào)時(shí)，只能得到輸入信號(hào)頻率的基波分量和各次諧波分量，但不能獲得任意頻率的信號(hào)，也不能完和各次諧波分量，但不能獲得任意頻率的信號(hào)，也不能完成頻譜在頻域上的任意搬移。成頻譜在頻域上的任意搬移。第5章 頻譜的

5、線性搬移電路 6/57分析：分析：（2）有兩個(gè)信號(hào)）有兩個(gè)信號(hào)u1和和u2作用于非線性器件作用于非線性器件一、一、 非線性函數(shù)的級(jí)數(shù)展開(kāi)分析法非線性函數(shù)的級(jí)數(shù)展開(kāi)分析法nn0m0 imn-mmnn12a Cuu利用三角函數(shù)利用三角函數(shù)積化和差公式積化和差公式設(shè)設(shè)u1U1cos1t，u2U2cos2tp qpqcos(pq)t i,12C+組合頻率有組合頻率有 p, q=|p1q2|結(jié)論：結(jié)論： 由于器件的非線性特性，其輸出端不僅包含了輸入信號(hào)由于器件的非線性特性，其輸出端不僅包含了輸入信號(hào)的頻率分量，還有輸入信號(hào)頻率的各次諧波分量以及輸入的頻率分量，還有輸入信號(hào)頻率的各次諧波分量以及輸入信號(hào)頻

6、率的組合分量。信號(hào)頻率的組合分量。第5章 頻譜的線性搬移電路 7/57分析：分析：（2）有兩個(gè)信號(hào)）有兩個(gè)信號(hào)u1和和u2作用于非線性器件作用于非線性器件一、一、 非線性函數(shù)的級(jí)數(shù)展開(kāi)分析法非線性函數(shù)的級(jí)數(shù)展開(kāi)分析法p qpqcos(pq)t i,12C+組合頻率有組合頻率有 p, q=|p1q2| 凡是凡是 p+q 為偶數(shù)為偶數(shù)的組合分量，均由冪級(jí)數(shù)中的組合分量，均由冪級(jí)數(shù)中 n 為偶數(shù)且大為偶數(shù)且大于等于于等于 p+q 的各次方項(xiàng)產(chǎn)生的；的各次方項(xiàng)產(chǎn)生的； 凡是凡是 p+q 為奇數(shù)為奇數(shù)的組合分量均由冪級(jí)數(shù)中的組合分量均由冪級(jí)數(shù)中 n 為奇數(shù)且大為奇數(shù)且大于等于于等于 p+q 的各次方項(xiàng)產(chǎn)

7、生的。的各次方項(xiàng)產(chǎn)生的。這些組合頻率分量產(chǎn)生的規(guī)律這些組合頻率分量產(chǎn)生的規(guī)律:nn12n 0n 0m 0(uu ) imn-mmnn12aC uu第5章 頻譜的線性搬移電路 8/57一、一、 非線性函數(shù)的級(jí)數(shù)展開(kāi)分析法非線性函數(shù)的級(jí)數(shù)展開(kāi)分析法 頻譜搬移電路必須具有頻譜搬移電路必須具有選頻功能。選頻功能。 大多數(shù)頻譜搬移電路所大多數(shù)頻譜搬移電路所需的是非線性函數(shù)展開(kāi)式中需的是非線性函數(shù)展開(kāi)式中的平方項(xiàng)，或者說(shuō)，是兩個(gè)的平方項(xiàng)，或者說(shuō)，是兩個(gè)輸入信號(hào)的乘積項(xiàng)。輸入信號(hào)的乘積項(xiàng)。(1) 從非線性器件的特性考慮。從非線性器件的特性考慮。(2) 從電路考慮。從電路考慮。(3) 從輸入信號(hào)的大小考慮。從

8、輸入信號(hào)的大小考慮。如何實(shí)現(xiàn)接近理想的乘法運(yùn)算？如何實(shí)現(xiàn)接近理想的乘法運(yùn)算？p qpqcos(pq)t i,12C+第5章 頻譜的線性搬移電路 9/57二、線性時(shí)變電路分析法二、線性時(shí)變電路分析法Q12f(Uuu )i2Q2Q21Q21(n)nQ211f(Uu ) f (Uu )uf (Uu )u.2!1f (Uu )u.n!若若u1足夠小足夠小Q2Q21if(U +u )+f (U +u ) unQ2n2n 0f(Uu ) a un 1Q2n2n 1f (Uu ) na u其中：其中：時(shí)變靜態(tài)電流時(shí)變靜態(tài)電流時(shí)變電導(dǎo)或跨導(dǎo)時(shí)變電導(dǎo)或跨導(dǎo)第5章 頻譜的線性搬移電路 10/57二、線性時(shí)變電路分

9、析法二、線性時(shí)變電路分析法Q12f(Uuu )iQ2Q21f(U +u )+f (U +u ) uii I0(t) + g(t)u1：線性時(shí)變工作狀態(tài)?。壕€性時(shí)變工作狀態(tài)！分析：分析：設(shè)設(shè)u1U1cos1t，u2U2cos2t，QQ22U (t) UU cost時(shí)變偏置電壓：時(shí)變偏置電壓：0Q22I (t)f(UU cost)Q22g(t) f (UU cost)00012022II costI cos2t 01222gg cost g cos2 t 時(shí)變靜態(tài)電流：時(shí)變靜態(tài)電流：時(shí)變電導(dǎo)或跨導(dǎo)：時(shí)變電導(dǎo)或跨導(dǎo)：第5章 頻譜的線性搬移電路 11/57二、線性時(shí)變電路分析法二、線性時(shí)變電路分析法線

10、性時(shí)變工作狀態(tài)！線性時(shí)變工作狀態(tài)！0Q2200012022I (t)f(UU cost)II costI cos2t Q2201222g(t)f (UU cost)gg costg cos2t 線性時(shí)變電路雖然線性時(shí)變電路雖然大大減少了組合頻率分大大減少了組合頻率分量的數(shù)目，但仍有大量量的數(shù)目，但仍有大量的不需要的頻率分量，的不需要的頻率分量，故需要用濾波器選出所故需要用濾波器選出所需的頻率分量。需的頻率分量。i I0(t) + g(t)u1線性時(shí)變電路完成頻譜的搬移線性時(shí)變電路完成頻譜的搬移頻率分量為頻率分量為 分量中只有分量中只有2的各次諧波分量的各次諧波分量和其與和其與1的組合分量。的組

11、合分量。第5章 頻譜的線性搬移電路 12/57例例1 一個(gè)晶體二極管一個(gè)晶體二極管,用指數(shù)函數(shù)逼近它的伏安特性用指數(shù)函數(shù)逼近它的伏安特性,即即 (521) 在線性時(shí)變工作狀態(tài)下在線性時(shí)變工作狀態(tài)下,上式可表示為上式可表示為 式中式中 將將u1=0時(shí)的電壓時(shí)的電壓代入代入i 得到得到將將u1=0時(shí)的電壓代時(shí)的電壓代入入i 求導(dǎo)求導(dǎo)得到得到第5章 頻譜的線性搬移電路 13/57第二節(jié)第二節(jié) 二二 極極 管管 電電 路路二極管電路的優(yōu)點(diǎn)：二極管電路的優(yōu)點(diǎn)：電路簡(jiǎn)單、噪聲低、組合頻率分量少、工作頻帶寬等。電路簡(jiǎn)單、噪聲低、組合頻率分量少、工作頻帶寬等。二極管電路的主要缺點(diǎn)：二極管電路的主要缺點(diǎn)：一、單

12、二極管電路一、單二極管電路無(wú)增益。無(wú)增益。輸入信號(hào)：輸入信號(hào)：u1控制信號(hào)：控制信號(hào)：分析：分析：u2 U2 cos2tU2 0.5 V，且有，且有 U2 U1忽略輸出電壓忽略輸出電壓 u0 對(duì)回路的反作用。對(duì)回路的反作用。二極管兩端的電壓二極管兩端的電壓 uD : uD= u1 + u2第5章 頻譜的線性搬移電路 14/57一、單二極管電路一、單二極管電路輸入信號(hào)：輸入信號(hào)：u1控制信號(hào)：控制信號(hào)：分析：分析：u2U2 cos2tU20.5 V，且有，且有U2U1uD= u1 + u2二極管伏安特性二極管伏安特性折線近似折線近似DDDpDDpg u uUi0 u Up 令令Up =0第5章

13、頻譜的線性搬移電路 15/57一、單二極管電路一、單二極管電路分析：分析：2D2D Dg u i0 u0u 0DD2Dig K(t)u2221 u0K(t)0 u 0 Dg(t)uuD= u1 + u2開(kāi)關(guān)函數(shù)開(kāi)關(guān)函數(shù)第5章 頻譜的線性搬移電路 16/57一、單二極管電路一、單二極管電路分析：分析：DD2Dig K(t)u2221 u0K(t)0 u U1且且若忽略輸出電壓的反作用，若忽略輸出電壓的反作用，則則uD1 、uD2：uD1 =u2 + u1 uD2 =u2u1電流電流i1、i2分別為：分別為：1D221i =g K(t)(uu )2D221i =g K(t)(uu ) i1、i2在

14、在T2次級(jí)產(chǎn)生次級(jí)產(chǎn)生的電流分別為的電流分別為: 1121L1iiNNi2221L2iiNNi第5章 頻譜的線性搬移電路 20/572 工作原理工作原理二、二極管平衡電路二、二極管平衡電路1D221i =g K(t)(uu )2D221i =g K(t)(uu )1121L1iiNNi2221L2iiNNi次級(jí)總電流：次級(jí)總電流：LL1L122iiiiiD212g K(t)u考慮考慮u1U1cos1tLD11D1D1D1D21211212122ig U cost g U cos()tg U cos()t22 g U cos()tg U cos()t3333 第5章 頻譜的線性搬移電路 21/5

15、72 工作原理工作原理二、二極管平衡電路二、二極管平衡電路頻率分量有頻率分量有: (1) 1; (2) 組合分量組合分量(2n1)2+1 ，n=0，1，2，。LD11D1D1D1D21211212122ig U cost g U cos()tg U cos()t22 g U cos()tg U cos()t3333 如何減少控制信號(hào)的泄漏？如何減少控制信號(hào)的泄漏？保證電路的對(duì)稱性！保證電路的對(duì)稱性！第5章 頻譜的線性搬移電路 22/57二極管橋式電路二極管橋式電路如何保證電路的對(duì)稱性如何保證電路的對(duì)稱性?(1) 選用特性相同的二極管選用特性相同的二極管; 用小電阻與二極管串接，使二極管等效正、

16、反向電阻彼此接近。用小電阻與二極管串接，使二極管等效正、反向電阻彼此接近。(2) 變壓器中心抽頭要準(zhǔn)確對(duì)稱；變壓器中心抽頭要準(zhǔn)確對(duì)稱；采用雙線并繞法繞制變壓器，并在中心抽頭處加平衡電阻。采用雙線并繞法繞制變壓器，并在中心抽頭處加平衡電阻。（3）要選擇開(kāi)關(guān)特性好的二極管，如熱載流子二極管。）要選擇開(kāi)關(guān)特性好的二極管，如熱載流子二極管。第5章 頻譜的線性搬移電路 23/57實(shí)際橋式電路實(shí)際橋式電路圖圖 5-8 二極管橋式電路二極管橋式電路二極管橋式電路二極管橋式電路第5章 頻譜的線性搬移電路 24/57三、二極管環(huán)形電路三、二極管環(huán)形電路u2正半周時(shí)：正半周時(shí)：u2負(fù)半周時(shí)：負(fù)半周時(shí)：負(fù)載負(fù)載RL

17、上產(chǎn)生的總電流：上產(chǎn)生的總電流：LL1L2iii第5章 頻譜的線性搬移電路 25/57三、二極管環(huán)形電路三、二極管環(huán)形電路負(fù)載負(fù)載RL上總電流：上總電流：LL1L2iii3D212ig K(t)( uu ) 4D212ig K(t)(uu )L234D21iii2g K(t)u 又：又：L1D21i2g K(t)uL1L2D122L= i+i2g u K(t)K(t)iD122g u K(t)得到：得到：第5章 頻譜的線性搬移電路 26/57負(fù)載負(fù)載RL上產(chǎn)生上產(chǎn)生 的總電流為：的總電流為：LD12L122g(t)iuiKLi三、二極管環(huán)形電路三、二極管環(huán)形電路2222n 124K(t)cos

18、t4cos3 t34cos5 t54 ( 1)cos(2n 1)t(2n 1) 第5章 頻譜的線性搬移電路 27/57負(fù)載負(fù)載RL上產(chǎn)生的總電流：上產(chǎn)生的總電流：2222n 12444K(t)costcos3tcos5t354 ( 1)cos(2n 1)t(2n 1) 當(dāng)當(dāng) u1=U1cos1t 時(shí)，時(shí)，L21D1D1D1D1D12122112D211144g U cos()tg U cos()t44 g U cos()tg U cos()t3344 g U cos()tg U cos()t535535 i雙向開(kāi)關(guān)函數(shù)：雙向開(kāi)關(guān)函數(shù)：輸出電流：輸出電流：分析電流成分：分析電流成分：LD12L1

19、22g(t)iuiKLi第5章 頻譜的線性搬移電路 28/57圖圖5 - 11 實(shí)際的環(huán)形電路實(shí)際的環(huán)形電路1、將每臂用兩個(gè)二極管并聯(lián)、將每臂用兩個(gè)二極管并聯(lián)解決二極管特性參差性問(wèn)題解決二極管特性參差性問(wèn)題1234第5章 頻譜的線性搬移電路 29/572、采用環(huán)形電路組件、采用環(huán)形電路組件解決二極管特性參差性問(wèn)題解決二極管特性參差性問(wèn)題雙平衡混頻器組件電原理圖雙平衡混頻器組件電原理圖雙平衡混頻器組件的外殼雙平衡混頻器組件的外殼第5章 頻譜的線性搬移電路 30/57例例 2 在圖在圖5-13的雙平衡混頻器組件的本振口加輸入信號(hào)的雙平衡混頻器組件的本振口加輸入信號(hào)u1，在中頻口加控制信號(hào)在中頻口加

20、控制信號(hào)u2，輸出信號(hào)從射頻口輸出。忽略輸出，輸出信號(hào)從射頻口輸出。忽略輸出電壓的反作用。電壓的反作用。 uD1=u1u2 uD2=u1+u2 uD3=u1 u2 uD4=u1+u2 i1=gDK(2t )uD1 i2=gDK(2t)uD2 i3=gDK(2t )uD3 i4=gDK(2t)uD41234D21 2()iiiiig Kt u 第5章 頻譜的線性搬移電路 31/57作 業(yè) 5-1 5-2 5-3第5章 頻譜的線性搬移電路 32/57第三節(jié)第三節(jié) 差差 分分 對(duì)對(duì) 電電 路路單差分對(duì)電路單差分對(duì)電路1. 電路電路雙差分對(duì)電路雙差分對(duì)電路一、單差分對(duì)電路一、單差分對(duì)電路兩個(gè)晶體管和兩

21、個(gè)電阻精密配對(duì)；兩個(gè)晶體管和兩個(gè)電阻精密配對(duì)；恒流源恒流源 I0 為對(duì)管提供射極電流；為對(duì)管提供射極電流；輸出方式可采用單端輸出，輸出方式可采用單端輸出， 也可采用雙端輸出。也可采用雙端輸出。兩管靜態(tài)工作電流相等兩管靜態(tài)工作電流相等2021IIIee第5章 頻譜的線性搬移電路 33/5721bebeuuu其中2. 傳輸特性傳輸特性c1ic2ioc2c1uuu雙端輸出：雙端輸出：CCc2LCCc1L(Ui R ) (Ui R )c1c2L(ii )R設(shè)設(shè)1、V2管的管的1， 則則 ic1ie1，ic2ie2be1be1TuquUkTc1ssiI eI eToc2uUIi1 eToc1uUIi1

22、ebe2be2TuquUkTc2ssiI eI e)1 ()1 ()(1221221021bebeTuuVcccccceiiiiiiI210cciiI第5章 頻譜的線性搬移電路 34/572. 傳輸特性傳輸特性oc2c1uuu雙端輸出：雙端輸出：c1c2L(ii )RL oTuR I tanh2U差動(dòng)輸出電流差動(dòng)輸出電流i 0與輸入電壓與輸入電壓u的關(guān)系式：的關(guān)系式：差分電流差分電流i0為觀察為觀察ic1,ic2隨輸入電壓的隨輸入電壓的u的變化規(guī)律，的變化規(guī)律，用用ic1-I0/2(靜態(tài)工作電流靜態(tài)工作電流)所以所以=RLi0TUuIi2tanh00第5章 頻譜的線性搬移電路 35/572.

23、傳輸特性傳輸特性分析：分析：1) ic1、ic2 、io與差模輸入電壓與差模輸入電壓u是非線是非線性關(guān)系，與恒流源性關(guān)系，與恒流源I0成線性關(guān)系。成線性關(guān)系。雙端輸出時(shí)，直流抵消，交流輸出加倍！雙端輸出時(shí)，直流抵消，交流輸出加倍！差分電流：差分電流：TUuIi2tanh00第5章 頻譜的線性搬移電路 36/57輸出電流輸出電流i 0與輸入電壓與輸入電壓u的關(guān)系式：的關(guān)系式：2. 傳輸特性傳輸特性分析：分析： 2) 輸入電壓很小時(shí)，傳輸特性近似為線性輸入電壓很小時(shí)，傳輸特性近似為線性關(guān)系，即工作在線性放大區(qū)。關(guān)系，即工作在線性放大區(qū)。當(dāng)當(dāng)|u|UT26 mV時(shí)，時(shí)， 3) 若輸入電壓很大，一般若

24、輸入電壓很大，一般 |u| 100 mV時(shí)，電路呈時(shí)，電路呈限幅狀態(tài)，兩管接近于開(kāi)關(guān)狀態(tài)。限幅狀態(tài)，兩管接近于開(kāi)關(guān)狀態(tài)。TUuIi2tanh00TTUuIUuIi22tanh000第5章 頻譜的線性搬移電路 37/572. 傳輸特性傳輸特性分析：分析：4) 小信號(hào)運(yùn)用時(shí)的跨導(dǎo)即為傳輸特性線性區(qū)小信號(hào)運(yùn)用時(shí)的跨導(dǎo)即為傳輸特性線性區(qū)的斜率，它表示電路在放大區(qū)輸出時(shí)的放大的斜率，它表示電路在放大區(qū)輸出時(shí)的放大能力。能力。omu0igu00TI20I2U 該式表明，該式表明，gm與與I0成正比。若成正比。若I0隨時(shí)間變化，隨時(shí)間變化，gm也隨時(shí)間也隨時(shí)間變化，成為時(shí)變跨導(dǎo)變化，成為時(shí)變跨導(dǎo)gm(t)。

25、 因此，可用控制因此，可用控制I0的辦法組成線性時(shí)變電路。的辦法組成線性時(shí)變電路。輸出電流輸出電流i 0與輸入電壓與輸入電壓u的關(guān)系式：的關(guān)系式：TUuIi2tanh00第5章 頻譜的線性搬移電路 38/575) 當(dāng)輸入差模電壓當(dāng)輸入差模電壓u=U1 cos1t 時(shí)，由傳輸特性時(shí)，由傳輸特性可得可得i o波形。波形。o113151o2111 ( )cos( )cos3( )cos5 ( )cos(21)nnIxtxtxtIxnt2. 傳輸特性傳輸特性ooTuiI tanh2U1TUxU系數(shù)系數(shù)第5章 頻譜的線性搬移電路 39/573. 差分對(duì)頻譜搬移電路差分對(duì)頻譜搬移電路線性通道：線性通道：非

26、線性通道：非線性通道：濾波回路：濾波回路：大電阻大電阻Re“長(zhǎng)尾偶電路長(zhǎng)尾偶電路” 可削弱可削弱V3的發(fā)射結(jié)的發(fā)射結(jié)非線性電阻的作用。非線性電阻的作用。TUuIi2tanh00第5章 頻譜的線性搬移電路 40/57差分對(duì)電路的可控通道有兩個(gè)：差分對(duì)電路的可控通道有兩個(gè)：一個(gè)為輸入差模電壓一個(gè)為輸入差模電壓,另一個(gè)為電流源另一個(gè)為電流源I0;故可把輸入信號(hào)和控制信號(hào)分別故可把輸入信號(hào)和控制信號(hào)分別控制這兩個(gè)通道?？刂七@兩個(gè)通道。由由 可知可知 i0與與I0為線性關(guān)系，為線性關(guān)系， 所所以以電流源電流源為為線性通道。線性通道。 i0與與u為非線性關(guān)系，為非線性關(guān)系， 所所以以差模輸入差模輸入為為非

27、線性通道。非線性通道。3. 差分對(duì)頻譜搬移電路差分對(duì)頻譜搬移電路第5章 頻譜的線性搬移電路 41/573. 差分對(duì)頻譜搬移電路差分對(duì)頻譜搬移電路Bbe3e3eEEuui RU0I (t)0e3I (t)i當(dāng)忽略當(dāng)忽略u(píng)be3后：后：EEBeeUuRRB0EEuI (1)UooTui (t)I tanh2U又：又：所以：所以：ooTui (t)I (t)tanh2UBAoEETuuI (1)tanhU2U差動(dòng)輸出電流差動(dòng)輸出電流時(shí)變恒流源電流時(shí)變恒流源電流第5章 頻譜的線性搬移電路 42/573. 差分對(duì)頻譜搬移電路差分對(duì)頻譜搬移電路BA0oEETuui (t)I (1)tanhU2U考慮考慮|

28、uA|26 mV時(shí)，有時(shí)，有BA0oEETuui (t)I (1)U2U因此，可以構(gòu)成頻譜線性搬移電路！因此，可以構(gòu)成頻譜線性搬移電路！第5章 頻譜的線性搬移電路 43/57二、二、雙差分對(duì)電路雙差分對(duì)電路I13ii + iII42ii + iB560Tuii =I tanh()2U0IIIiii第5章 頻譜的線性搬移電路 44/57二、雙差分對(duì)電路二、雙差分對(duì)電路0IIIiii01243i(ii )(ii )51AT2ui taiinh()2U64AT3ui taiinh()2UA056Tui(ii )tanh()2UB560Tuii =I tanh()2UI13ii + iII42ii +

29、 iAB00TTuuiI tanh()tanh()2U2U時(shí)變恒流源電流時(shí)變恒流源電流差動(dòng)輸出電流差動(dòng)輸出電流尾管查分對(duì)的差動(dòng)輸出電流尾管查分對(duì)的差動(dòng)輸出電流第5章 頻譜的線性搬移電路 45/57二、雙差分對(duì)電路二、雙差分對(duì)電路AB00TTuuiI tanh()tanh()2U2U 雙差分對(duì)的差動(dòng)輸出電流雙差分對(duì)的差動(dòng)輸出電流i0與兩個(gè)輸入電壓與兩個(gè)輸入電壓uA、uB之間之間均為非線性關(guān)系。均為非線性關(guān)系。當(dāng)當(dāng) u1=U1 cos1t ，u2=U2 cos2t 時(shí)，時(shí)，o02m 112n 1212m 0n 0iI(x )(x )cos(2m 1)tcos(2n 1)t （式中（式中，x1=U1

30、UT，x2=U2UT）第5章 頻譜的線性搬移電路 46/57二、雙差分對(duì)電路二、雙差分對(duì)電路AB00TTuuiI tanh()tanh()2U2U若若U1、U2 26 mV12o0TTuuiI2U2U0122TIu u4U當(dāng)當(dāng) u1=U1 cos1t ，u2=U2 cos2t 第5章 頻譜的線性搬移電路 47/57二、雙差分對(duì)電路二、雙差分對(duì)電路e2R當(dāng)每管的可忽略，當(dāng)每管的可忽略，bb re2e6be6e2e5be5B2121RiuRiuu若若Re2足夠大，滿足深反饋條件足夠大，滿足深反饋條件e5e6e2be5be61(ii )Ruu2Be5e6e21u(ii )R256e21(ii )R2

31、 接入負(fù)反饋電阻，接入負(fù)反饋電阻，V5和和V6的差動(dòng)輸出電流的差動(dòng)輸出電流近似與近似與uB成正比，而與成正比，而與I0的大小無(wú)關(guān)。的大小無(wú)關(guān)。第5章 頻譜的線性搬移電路 48/57B56e21u(ii )R2二、雙差分對(duì)電路二、雙差分對(duì)電路e2Re5e5e6e2Te6i1(ii )RU ln2i當(dāng)當(dāng)時(shí)時(shí)e5e60iiI又又uB的最大動(dòng)態(tài)范圍：的最大動(dòng)態(tài)范圍：220e2B0IRuIBA0e2T2uuitanhR2U第5章 頻譜的線性搬移電路 49/57二、雙差分對(duì)電路二、雙差分對(duì)電路uB的最大動(dòng)態(tài)范圍的最大動(dòng)態(tài)范圍:220e2B0IRuIBA0e2T2uuitanhR2Ve2R 施加反饋電阻后，

32、雙差分對(duì)電路工施加反饋電阻后，雙差分對(duì)電路工作在線性時(shí)變狀態(tài)或開(kāi)關(guān)工作狀態(tài)，因作在線性時(shí)變狀態(tài)或開(kāi)關(guān)工作狀態(tài)，因而特別適合作為頻譜搬移電路。而特別適合作為頻譜搬移電路。差動(dòng)輸出電流差動(dòng)輸出電流:第5章 頻譜的線性搬移電路 50/573、圖、圖5-20為為Mortorola MC1596內(nèi)部電路圖，它是以雙差分內(nèi)部電路圖，它是以雙差分電路為基礎(chǔ)，在電路為基礎(chǔ)，在Y輸入通道加入了反饋電阻，故輸入通道加入了反饋電阻，故Y通道輸入通道輸入電壓動(dòng)態(tài)范圍較大，電壓動(dòng)態(tài)范圍較大，X通道輸入電壓動(dòng)態(tài)范圍很小。通道輸入電壓動(dòng)態(tài)范圍很小。1、雙差分電路具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，有增益，不用變壓器，易、雙差分電路具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，

33、有增益，不用變壓器，易于集成化，對(duì)稱性精確，體積小等優(yōu)點(diǎn)，因而得到廣泛的于集成化，對(duì)稱性精確，體積小等優(yōu)點(diǎn)，因而得到廣泛的應(yīng)用。應(yīng)用。2、雙差分電路是集成模擬乘法器的核心。、雙差分電路是集成模擬乘法器的核心。 模擬乘法器種主要指標(biāo)有模擬乘法器種主要指標(biāo)有: 工作頻率、電源電壓、輸入工作頻率、電源電壓、輸入電壓動(dòng)態(tài)范圍、線性度、帶寬等。電壓動(dòng)態(tài)范圍、線性度、帶寬等。MC1596工作頻率高，常用做調(diào)制、解調(diào)和混頻。工作頻率高，常用做調(diào)制、解調(diào)和混頻。二、雙差分對(duì)電路二、雙差分對(duì)電路第5章 頻譜的線性搬移電路 51/57載波載波調(diào)制信號(hào)調(diào)制信號(hào)輸出輸出擴(kuò)展動(dòng)態(tài)范圍擴(kuò)展動(dòng)態(tài)范圍恒流源恒流源第5章 頻譜

34、的線性搬移電路 52/57第四節(jié)第四節(jié) 其它頻譜線性搬移電路其它頻譜線性搬移電路一、晶體三極管頻譜線性搬移電路一、晶體三極管頻譜線性搬移電路u1：輸入信號(hào)：輸入信號(hào)u2：參考信號(hào)：參考信號(hào)21UU且且cbecebeif(u , u )f(u )cbe12BBif(u )f(uuU )BB1= f U (t) + u 時(shí)變工作點(diǎn)：時(shí)變工作點(diǎn)：BB2BBU (t) = uU在時(shí)變工作點(diǎn)處作在時(shí)變工作點(diǎn)處作泰勒級(jí)數(shù)展開(kāi)：泰勒級(jí)數(shù)展開(kāi)：2cBBBB1BB1(n)nBB11ifU(t) f U(t)uf U(t)u21 fU(t)un!第5章 頻譜的線性搬移電路 53/57一、晶體三極管頻譜線性搬移電路一、晶體三極管頻譜線性搬移電路2cBBBB1BB