電子線路非線性部分.ppt

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0 1引言 0 2非線性器件的基本特點(diǎn) 0 3 本課程的特點(diǎn) 0 4 思考題及參考答案 緒論 緒論一 課時安排 2學(xué)時二 授課方式 課堂教學(xué)三 重點(diǎn)難點(diǎn)1 非線性格電子線路的課程研究對象2 無線電發(fā)送設(shè)備的組成與原理3 無線電接收設(shè)備的組成與原理4 非線性器件的基本特點(diǎn)關(guān)于課程的說明 一 教學(xué)內(nèi)容及要求要求學(xué)生了解非線性電子線路課程的研究對象 掌握非線性器件的基本特點(diǎn) 掌握無線電發(fā)送接收設(shè)備的組成與原理 二 教學(xué)方法 首先 回顧線性電子線路的特點(diǎn) 分析方法 研究對象 從而引出非線性電子線路的研究對象 特點(diǎn) 強(qiáng)調(diào)二者的區(qū)別 然后重點(diǎn)介紹無線電的發(fā)送接收設(shè)備的組成及原理 最后對本課程的分析 討論范圍加以說明 給出思考題 0 1引言 線性電子線路概述一 非線性電子線路的定義 應(yīng)用電子器件的非線性來完成非線性未完成的各種功能 如振蕩 頻率變換等 的電路統(tǒng)稱為非線性電子線路 二 通信系統(tǒng)及分類a 通信 communication 一切將信息從發(fā)送者傳送到接收者的過程 b 通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)信息傳送過程的系統(tǒng) c 分類 有線通信系統(tǒng) 利用導(dǎo)線傳送信息 無線通信系統(tǒng) 利用電磁波傳送信息 光纖通信系統(tǒng) 利用光導(dǎo)纖維傳送信息 三 術(shù)語1 無線系統(tǒng)的組成方框圖 圖0 1 12 術(shù)語 換能器 將發(fā)送者提供的信息變換為電信號 發(fā)射機(jī) 將電信號變換為足夠強(qiáng)度的高頻振蕩 發(fā)射天線 將高頻電振蕩變換為電磁波 向傳輸媒質(zhì)輻射 3 電磁波的傳輸方式圖0 1 2 中 長波 沿地面?zhèn)鞑?短波 靠電離層傳播 超短波 沿空間直線傳播 30MHz 表0 1無線電波的頻 波 劃分 4 載波調(diào)制方式 什么叫調(diào)制 由攜有信息的電信號去控制高頻振蕩信號的某一參數(shù) 使該信號按照電信號的規(guī)律而變化的一種處理方式 調(diào)制信號 攜有信息的電信號 載波信號 未調(diào)制的高頻振蕩信號 已調(diào)波 經(jīng)過調(diào)制后的振蕩信號 振幅調(diào)制 調(diào)幅 受控的參數(shù)是高頻信號的振幅 相應(yīng)的已調(diào)波信號稱為調(diào)幅波信號 頻率調(diào)制 相位調(diào)制 受控的參數(shù)是高頻振蕩的頻率 相位 統(tǒng)稱為調(diào)角 調(diào)頻波 調(diào)相波 統(tǒng)稱為調(diào)角波 解調(diào) 是調(diào)制的逆過程 是將已調(diào)波信號變換為攜有信息的電信號 數(shù)字調(diào)制 調(diào)制信號為數(shù)字信號 三 采用調(diào)幅方式的中波廣播發(fā)射機(jī)組成方框圖 1 振蕩器 產(chǎn)生高頻振蕩信號 2 高頻放大器 包括倍頻器 多級調(diào)諧放大器 包括倍頻器 放大振蕩信號 并倍頻到載波頻率且提供足夠的載波頻率 3 調(diào)制信號放大器 低頻放大器 前幾級為低頻小信號放大器 用來放大微音器 話筒 變換來的電信號 后幾級為功放 用來提供足夠功率的調(diào)制信號 4 振幅調(diào)制器 實(shí)現(xiàn)調(diào)制功能將輸入的載波信號和調(diào)制信號變換為所需的調(diào)幅波信號 然后加到發(fā)射天線上去 四 調(diào)幅方式的無線電廣播接收機(jī)組成方框圖1 高頻放大器 小信號諧振放大器 放大天線上感生的有用信號 抑制天線上感生的干擾信號 2 混頻器 將高頻已調(diào)波 不失真的變換為中頻已調(diào)波不失真地變換為中頻已調(diào)波 為接收機(jī)的中頻 或 為本振信號 3 本機(jī)振蕩器 產(chǎn)生或的高頻信號 注 由于為定值 而可變 所以也應(yīng)可調(diào)且必須使它正確跟蹤 我國采用中頻465kHz 4 中頻放大器 放大固定中頻調(diào)幅信號 5 振幅檢波器 實(shí)現(xiàn)解調(diào) 將中頻調(diào)幅信號變換成反映傳送信息的調(diào)制信號 6 低頻放大器 由小信號放大及功率放大器組成 放大調(diào)制信號 問揚(yáng)聲器提供所需的推動功率 0 2非線性器件的基本特點(diǎn)一 線性器件特性的參數(shù)1 直流電導(dǎo) 靜態(tài)電流 p7圖0 2 1定義 伏安特性曲線上任一點(diǎn)與原點(diǎn)之間連線 OQ 的斜率 0 2 1 注 是 或 的非線性函數(shù) 2 交流電導(dǎo) 增量電導(dǎo) 微變量電導(dǎo) g 定義 伏安特性曲線上任一點(diǎn)上的斜率或近似為該點(diǎn)上增量電流與增量電壓之比 0 2 2 g是3 平均電導(dǎo) 定義 當(dāng)器件兩端加上余弦電壓時 器件電流由于非線性所致為非線性函數(shù) 其傅立葉展開式為 0 2 3 則平均電導(dǎo)就是基波電流振幅與外加電壓振幅的比值 注 是 或 和的非線性函數(shù) 結(jié)論 非線性器件的參數(shù)適應(yīng)用場合的不同而定 直流電導(dǎo) 直流分析 時變增量電導(dǎo) 頻率變換電路 平均電導(dǎo) 功率放大及振蕩電路 二 非線性器件特性的控制變量 分析非線性器件響應(yīng)特性時 必須注明它的控制變量 控制變量不同 描述非線性器件的函數(shù)也不同 例如1 二極管 指數(shù)函數(shù) 對數(shù)函數(shù) 2 隧道二極管為壓控器件 直流電導(dǎo) 交流電導(dǎo)g可正可負(fù) 這是非線性器件與線性器件的又一區(qū)別 三 不滿足疊加原理設(shè)非線性器件的特性為 則當(dāng)時 例 0 2 5 小結(jié) 分析非線性電子線路的性能時 必須根據(jù)實(shí)際工作情況選用不同參數(shù) 非線性器件的描述與控制變量有關(guān) 并且可能出現(xiàn)負(fù)值參數(shù) 非線性器件分析不滿足疊加原理 0 3 本課程的特點(diǎn)1 求解電路時需解非線性方程 工程估算法 2 不僅要了解具體功能電路的工作原理 更重要的是掌握各種功能之間的內(nèi)在聯(lián)系 3 學(xué)習(xí)本課程必須高度重視實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié) 堅持理論聯(lián)系實(shí)際 并且隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展 特別是集成電路的飛速發(fā)展 要不斷補(bǔ)充 更新教學(xué)內(nèi)容 0 4 思考題及參考答案1 為什么在無線電通信中要使用 載波 發(fā)射 其作用是什么 答 由于需要傳送的信息轉(zhuǎn)變成電信號以后 其占有的頻率成分基本上是低頻范圍 將這些低頻范圍的電信號直接發(fā)射出去 有兩個不可克服的缺點(diǎn) 一是無選擇性 相互干擾 不能實(shí)現(xiàn)多路通信 二是電信號頻率低無線天線尺寸太大 為此采用對載波進(jìn)行調(diào)制的發(fā)送方式就能較好地解決這兩個缺點(diǎn) 選用高頻載波作為運(yùn)載信息的信號 由于頻率高 天線尺寸小 另外 不同的電臺 采用不同的載波 就很容易實(shí)現(xiàn)多路通信 2 無線電通信中為什么要采用 調(diào)制 與 解調(diào) 各自的作用是什么 答 調(diào)制 是發(fā)射機(jī)的主要功能 所謂調(diào)制是將所需傳送的基帶信號加載到載波信號上去 以調(diào)幅波 調(diào)相波或調(diào)頻波的形式通過天線輻射出去 解調(diào) 是接收機(jī)的重要功能 所謂解調(diào)是將接收到的已調(diào)波的原調(diào)制信號取出來 例如從調(diào)幅波的振幅變化中取出原調(diào)制信號 從調(diào)相波的瞬時相位變化中取出原調(diào)制信號 從調(diào)頻波的瞬時頻率變化中取出原調(diào)制信號