高频电子线路-第5章-非线性电路的一般的分析方法ppt课件.ppt

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1、 第5章 非线性电路 时变参量电路 变频器变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分一、概述一）、常用的无线电元件1、线性元件2、非线性元件3、时变参量元件二）、电子线路1、线性电子线路2、非线性电子线路3、时变参量电路变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分三）、电子线路的分析方法1、微分方程法线性电子线路常系数微分方程非线性电子线路非线性微分方程时变参量电路变系数微分方程2、工程近似分析法图解法：解析法

2、：变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分四）、非线性元件的特征1、特点（与线性电路比较）非线性，不满足叠加定理，具有频率变换功能。2、几个概念A、伏安特性曲线B、直流电阻C、动态电阻或交流电阻3、非线性元件的频率变换作用变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分非线性器件的频率变换作用ttsinsinV2kVtsinkVtsinkVitsinVtsinVki212m1m2222m1221m22m11m21

3、2变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分4、非线性电路不满足叠加定理ttsinsinV2kVtsinkVtsinkVi212m1m2222m1221m上式说明，电流中不仅含有输入信号的二次谐波，还出现了输入信号频率的组合频率分量（和频与差频）。叠加定理是线性电路分析的基础非线性电路不满足叠加定理是一个非常重要的概念。变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分五）、非线性分析方法五）、非线性分析方法指数函数

4、分析法、幂级数分析法、折线分析法指数函数分析法、幂级数分析法、折线分析法1、指数函数分析法、指数函数分析法) 1() 1(TUusukTqseIeIi为：晶体管的正向伏安特性iQ0QUu指数特性实际特性分析。工作状态的二极管特性指数函数法适于小信号变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分cos!1 22cos1cos221cos cos !1! 211222nssQTssssQQTsTsTQsssQnxtUUUntUtUUUUtUUUUIitUUuxnxxe则若，输出信号频率分量：流、输入信号频率分

5、量：直210nnss数学分析频率分析：变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分2、幂级数分析法、幂级数分析法)(ufi 数为非线性方程设非线性元件的特性函展开成幂级数：的各阶导数存在，则可若)(uf附近展开成泰勒级数：则可在，附近的各阶导数都存在在静态工作点若QQUUufi)(332210)()()(QQQUubUubUubbi将非线性电阻电路的输出输入特性用一个N阶幂级数近似表示，借助幂级数的性质，实现对电路的解析分析。332210uauauaai变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与

6、电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分该幂级数各系数分别由下式确定，即：QQQUunnnUuUuQduidnbduidbgdudibIUfb!121)(222100的倒数。即动态电阻，是静态工作点处的电导为静态工作点电流，rgbIb100i0QUoIQu变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分工作点的设置对幂级数的等效的处理1、工作点较高，可以当作线性电路来处理用直线代替线性电子线路，取前面的两项，可得：2、工作点在曲线的弯曲部分用抛物线代替选取前面的

7、三项，可得：)(QUugIi10 2210b )()(QQUuUugIi 如果输入信号的幅度很大，特性曲线的运用范围更宽，必须取三次项或者更高次项来进行逼近。变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分举例一举例一设非线性元件的静态特性曲线用下列三次多项式来表示：332210)()()(QQQUubUubUubbi加在该元件上的电压为：tUtUUummQ2211coscos求出通过元件的电流 i(t)，再用三角公式将各项展开并整理，得：变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从

8、而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分tVVbtVVbtVVbtVVbtVbtVbtVVbtVVbtVbtVbtVVbVbVbtVVbVbVbVbVbbimmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmm)2cos(43)2cos(43 )2cos(43)2cos(43 3cos413cos41 )cos()cos( 2cos212cos21 cos)2343( cos)2343( 2121212213212213212213212213232313132121221212222212122221332321122133131122221202121212121

9、212 2 3 3 2 2 :、出现的频率分量为变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分21212121212233221，各种组合频率：入频率及其谐波组成的；输、，、：输入频率的谐波中不曾有的新频率成分生了输入电压性，输出信号电流中产）由于特性曲线的非线（nqpqpnn，且组合频率为：；为则电流中谐波次数最高，为。若幂多项式最高次数超过，组合频率系数和也不次数为，故电流中谐波的最高最高次取的是）由于这里的幂多项式（213332可以看出规律可以看出规律：变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎

10、样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分例如，在上式中，基波振幅基波振幅均 与 有关，而与 、 无关。1b3b0b2b三次谐波及组合频率三次谐波及组合频率：的振幅均只与 有关，而与 、 无关。212121212 ,2 ,2,23b0b2b直流成分直流成分均只与 、 有关，而与 、 无关。0b2b1b3b二次谐波以及组合频率二次谐波以及组合频率 的振幅均只与 有关，而与 、 无关。2121,2b1b3b与偶次项系数无关。次项系数有关，的振幅只与幂级数的奇之和为奇数的组合频率次谐波及其系数项系数无关；同样，奇常数项）有关，与奇次次项系数（包括振幅均

11、只与幂级数的偶各种组合频率成分，其为偶数的偶次谐波及系数之和（）电流中的直流成分、（)qp 3变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分（4）m次谐波（直流成分可视为零次，基波可视为一次）以及系数之和等于m的各组合频率成分。其振幅只与幂级数中等于及高于m次的各项系数有关。例如，在上式中，直流成分与 、 都有关，而二次谐波以及组合频率为的各成分其振幅却只与 有关，而与 无关。0b2b2121,2b0b（5）所有组合频率都是成对出现的。例如，有 就一定有 ；有 就一定有 等。2121212212掌握以上规

12、律是重要的。我们可以利用这些规律，根据不同的要求，选用具有适当特性的非线性元件，或者选择合适的工作范围，以得到所需要的频率成分，而尽量减弱甚至消除不需要的频率成分。变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分3、折线分析法、折线分析法线近似。子伏安特性可用两段折当输入电压较大时，管)VV(0)VV()(BZBBZBcBZBEdciVgitnItItIIiscnmsmcsmccccos2coscos210ciBEv0BZVcgcit)(tvbt导通角：这里就是上一章的余弦分解系数变电站电气主接线是指变电站

13、的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分举例二举例二，移特性为平方律函数已知结型场效应管的转21PGSDSSDUuIi2cos2cos)(22)( cos1 cos22222tUtUUUUUUUIUtUUIiUtUUussspGSSpGpDSSpsSGDSSDGsSGGS电流为为栅极直流偏压，输出，其中解：设输入电压ss2、输出信号频率：直流、2121212122、，、则输出信号频率：直流，和若输入信号频率为分析其频率变换特性。变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接

14、线是电力系统接线组成中一个重要组成部分举例三举例三电流中的频率分量，求晶体管集电极输出，其中压为已知晶体管基极输入电tUutUuuuUummQB22211121coscos, 2 , 1 , 0 coscos)()()( )(2102221112122122110qpqptUutUuuuauuauuaaiUufimmnnCQBC、，可得频率分量表达式为变换，代入，再进行三角函数，将处展开：，用幂级数分析法在设晶体管转移特性为解：变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分总结：1、非线性的频率变换是依靠

15、是依靠乘法器来实现的。2、减小无用的高阶项的相乘可以减小无用的频率组合，提高信号的频谱分量的纯度。实践措施：1、从器件的特性考虑。选用平方律的器件或者选择工作点使其在工作特性上接近平方律。2、从电路考虑，采用多个非线性器件组成平衡电路，抵消无用的频率成份。3、从输入信号的大小进行考虑，有效的减小高次项的组合。变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分六）线性时变工作状态六）线性时变工作状态)()()()()()()()(110202112uUftguUftIutgtIuuUfuUfiuQQQQC，其中

16、化为：以上各次谐波分量，简很小，可忽略其二次及nQnQQQQCuuUfnuuUfuuUfuUfuuUfi2122121121121 )(!)(!)()()()( ：时变电导：时变静态电流，)()(0tgtI 晶体管在输入两个频率的信号时，如果其中的一个信号比另一个信晶体管在输入两个频率的信号时，如果其中的一个信号比另一个信号大得多时，可以认为晶体管的工作状态由大信号决定，故可以在大号大得多时，可以认为晶体管的工作状态由大信号决定，故可以在大信号处按照幂级数展开。例如：信号处按照幂级数展开。例如：变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线

17、是电力系统接线组成中一个重要组成部分性时变工作状态。将这种工作状态称为线随时间变化），所以变化，两者随但两者又随时间变化（可视为一种线性关系，与无关的参数，均为与与11220)()(uuuiutgtIc20211utgtIuuUfuUfiQQC)()()()(其中：)()()()(110uUftguUftIQQ它们都是u1的函数，u1是周期函数，故它们都是以u1的周期为周期的函数。变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分110000110011222111cos)( cos)()()(coscosc

18、osnnnnmQmmtnIItItnggtgtgtItUUtUutUu展开为付氏级数：也是周期性变化，与作用下，时，在周期性电压，输入电压tUtnggtnIIimnnnnc2211011000coscoscos可求得：211 nn，输出信号频率：直流、例如：可见：变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分为开关工作状态。称的控制。这种工作状态完全受期截止，半个周期导通，半个周，则晶体管用折线近似。设性可以振幅足够大，晶体管特若101uUuQ开关工作状态开关工作状态ci)(0tI0u202325u1ut

19、1t1202325)(tg02/2/32/51mUDggDg应用：变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分1、单向开关函数、单向开关函数t1202325)(11tK271其傅立叶展开式为：义为单向开关函数，将右图单向周期方波定tnntKnn11111) 12cos() 12(2) 1(21)(2121) 122nn（、频率分量：直流、)coscos)( )( )()()()(221111211121111120tUtUtKguutKgutKgtKugutgtIimmDDDDC输出电流中变电站电气主接

20、线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分例题例题4中的频率分量。，分析输出电流、已知为常数），、右图为差分对管，有2122211120coscos(CCmmiiitUutUuBABuAItUUtBUAiuxxthUUxtUUthBuAUuthIiiiTmmTmTmTCC11221111210212221122cos)cos()cos)(很小时，故有时，、，即有可用双曲正切函数逼近解：差分电流输出电流211、频率成分：1T2T1Ci2Citu10I2uou变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相

21、连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分)()cos() 12cos() 12(4) 1()()()(cos210),2122211111111121tKtBUAiutnntKtKtKtxthxmnn较大时故近似为双向开关函数趋近于周期性方波，可时，t1202325)(12tK2711大大减少。使得无用频率组合分量平衡抵消作用，由于两个相同晶体管的（、频率分量：211) 12) 12(nn变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分2、双差分电路构成的模拟相乘器、双差

22、分电路构成的模拟相乘器1cR2cR1R2R3R7T8T1T2T3T4T5T6T7Ci5Ci6Ci8Ci4Ci1Ci2Ci3CiCCCRRR21tvotvx tvyCCV TyTxCEEoVvthVvthRItv22若令则有ER tvthtvxx1EECIi7变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分相乘器的输出电压为： TyTxCEEoVvthVvthRItv22 如果 ， ，根据双曲函数的性质，TxVv2TyVv2可近似表示为：yxyxTCEEovKvvvVRIv241 在 与 的幅度较小时，相乘器

23、具有近似理想相乘的特性，并可在四个象限工作。yv 为了扩大 的线性范围，可用反双曲正切变换电路。xv 为了扩大 的线性范围，可用负反馈电路。 (增加 )yvxvER 模拟乘法器电路也可看作是时变参量电路的一种。则 可视为 的时变电压放大倍数。 KyvyyxovKvKvv变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分三、三、 混频电路混频电路sf）、）、定义：定义： 混频电路：又称变频电路，作用是将载频为混频电路：又称变频电路，作用是将载频为fs的已调的已调波波vs(t)不失真地变换为载频固定为不失真地变换

24、为载频固定为fI的已调波。的已调波。 vs(t)称称为中频信号，为中频信号， fI 称为中频（称为中频（IF）。）。suLuIuBP)(tupI中心频率为LfFfssfFfsIfFfIIfFfIIf中频可以是差频也可以是和频。中频可以是差频也可以是和频。输出后的信号是固定的中频频输出后的信号是固定的中频频率。率。变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分二）、混频电路的主要技术指标二）、混频电路的主要技术指标混频增益：混频增益是指混频器的输出中频信号功率混频增益：混频增益是指混频器的输出中频信号功率

25、和输入已调波信号功率和输入已调波信号功率 之比。之比。常用分贝表示，即：常用分贝表示，即：IPsP)(lg10dBPPGsIP 噪声系数：噪声系数：率比输出端中频信号噪声功率比输入端高频信号噪声功ooiinNSNSF/ 由于接收机整机噪声系数主要取决于前级电路的噪声性由于接收机整机噪声系数主要取决于前级电路的噪声性能，特别是在没有高频放大器的情况下，混频电路的噪能，特别是在没有高频放大器的情况下，混频电路的噪声系数对整机影响较大。声系数对整机影响较大。也可以用输出中频信号的幅度与输入信号的幅度的比值来表示：SMIMVCVVA变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而

26、完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分 混频压缩：是指混频器在线性运用条件下最大输入信号电平的混频压缩：是指混频器在线性运用条件下最大输入信号电平的量度。量度。 隔离度：是指混频器内部电路平衡的量度。各端口之间的泄漏隔离度：是指混频器内部电路平衡的量度。各端口之间的泄漏或馈通越小，隔离度就越高。本振信号功率高，其对输入信号或馈通越小，隔离度就越高。本振信号功率高，其对输入信号端口的串通危害最大端口的串通危害最大。sPdB1IP压缩电平dB1 当输入信号的功率较小时，混频增益为当输入信号的功率较小时，混频增益为定值，输出中频信号的功率随着输入信号的定值，输出中频信号的

27、功率随着输入信号的功率线性的增大，以后由于非线性，输出中功率线性的增大，以后由于非线性，输出中频信号的功率开始将趋于缓慢，直到比线性频信号的功率开始将趋于缓慢，直到比线性增长低增长低1db时对应的输出中频功率为时对应的输出中频功率为1db压压缩电平。缩电平。1db的对应的输入的信号功率是混频器动态的对应的输入的信号功率是混频器动态范围的上限电平。范围的上限电平。上限电平注意：注意：dbm的定义，高于的定义，高于1mW的分贝数。的分贝数。0dbm1mW变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分三）、常用

28、变频电路举例三）、常用变频电路举例1、三极管混频器、三极管混频器 下图所示是常用三极管混频器的几种基本形式。电路的共同特点是利用三极管转移特性的非线性实现频率变换的。Lvif(c)svsvif(a)Lvif(b)svLvif(d)svLv变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分svif(a)LvA、输入 阻抗大，需要的本振荡的输入功率小，有利于本振的起振。输入信号和振荡电路的耦合采用直接耦合，易产生相互牵引现象。四种电路的比较if(b)svLvB、分别从两个级输入相互的牵引小，对于本振电路的输入阻抗

29、小，不易过激励，振荡波形好。但是需要较大的本振激励电压变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分四种电路的优缺点C、d、两种电路的变频增益低，输入阻抗低，在输入较低的频率时，一般不采用，在较高的频率时，由于共基极截止频率比共射极截止频率高，在较高的频率时常采用这种电路。Lvif(c)svif(d)svLv变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分svifLv用幂级数分析法展开：和，晶体管转移特性为)()()(

30、)()(LCLSLLCBECvvgvvgvIvfi00ItngtgtggtgLnnLLcos2coscos)(0210 00coscosnLnsnLnCtngvtnIti混频电路的性能分析假定本振信号是大信号，输入信号是小信号，则：tnItItIIvILnnLLLCcoscoscos)(021002变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分为了得到这个结果，要求 曲线为直线。 含有频率 的输入信号频率成分 。sf)(0tvgs 需要的中频频率为 的信号。sLifff 输入信号频率 与本振信号频率的各次

31、谐波之间的组合频率。这些组合频率可能对变频器输出信号形成干扰。 sftgLcos1混频器输出信号频率：混频器输出信号频率： 00coscosnLnsnLnCtngvtnIti 频率为 的信号。Ln变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分)(tii)cos()cos(coscosttVgttVgsLsLsmssmL1121中频信号中频信号11112121gVIgtVgtVgtIismmmcIsmmcIsmImI混频跨导：量为：取下变频，中频电流分coscoscos变电站电气主接线是指变电站的变压器、输

32、电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分i)(tgtt000ig)(tvL混频跨导示意图混频跨导示意图)(tvL实际的变频跨导是非常复杂的，是g（t）的展开式的第一项g1的1/2。变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分晶体管的工作点跨导和变频跨导的关系maxg1gming0ggtBEvBEvt在线性的范围内221maxminmaxgggg220maxminmaxgggg在数字上，变频跨导为最大电导的1/4，晶体管作放大器时，工作点可以选择在

33、最大电导的附近，以得到较大得信号和功率增益，但是在混频时，变频跨导只有最大电导得1/4，故在混频时得电压增益和功率增益只有放大时得1/4和1/16。变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分理想混频电路性能理想混频电路性能： 混频器传输函数中只有混频器传输函数中只有 项，不含其它各项。项，不含其它各项。tgLcos1为了得到这个结果，要求为了得到这个结果，要求 曲线为直线。曲线为直线。BEvg 也即也即 曲线为一平方曲线。曲线为一平方曲线。BEcvi 工作在饱和区的工作在饱和区的MOSFET基本上具有

34、这样的特性，所以在基本上具有这样的特性，所以在混频电路中采用混频电路中采用MOSFET是有利的。是有利的。变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分实际的混频电路k36k1051kV12outp510p270p6800103cDG63p205/p205/1TR2TR3TR变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分2、二极管混频器、二极管混频器2Tr)(tvL)(tvs2iii)(tvs1iLR)(1tvD)(

35、2tvD1Tr2Tr1D)(tvL)(tvs)(tvs)(tvs2iii2D晶体管混频的优点：变频增益高，缺点是信号的范围小，组合频率成份多，干扰大。二极管混频的优缺点正好与上面的相反。二极管平衡混频器变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分电路分析：电路分析：NnnDntvati111)()(NnnDntvati122)()( tititi21若两个二极管特性相同并可用N阶幂级数表示，则它们的电流可分别表示为：输入信号电压：tVtvcsmscos)(本振电压：tVtvLLmLcos)(则二极管 两

36、端的电压分别为： tvtvtvtvtvtvsLDsLD212Tr)(tvL)(tvs2i)(tvs1iiiLR)(1tvD)(2tvD变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分 313212111tVtVatVtVatVtVaticcmLmccmLmccmLmcoscoscoscoscoscos 313212112tVtVatVtVatVtVaticcmLmccmLmccmLmcoscoscoscoscoscos 则在二极管平衡混频器的输出电流中：若在负载处接入选频电路，仅使频率为 的信号通过，即可完

37、成混频的作用。IcLLCCLnnn22、没有Lccnn) 12() 12(、含有 ttVVatVatititiCLCMMCCMcoscoscos1212142变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分如果在开关信号的作用下，可以用开关函数来进行分析)()(LSLLDLSLLDvvtKRrivvtKRri212121tVttRrvtKRriiSSMLLLDSLLDcos)coscos()(332221222221可见，混频器的输出信号分量为s, （2n1）L +s或（2n1）L s输出信号分量的频率分量

38、进一步减小。变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分二极管环形混频器1Tr2Tr1D)(tvL)(tvs)(tvs)(tvs2iii2D4D3D2Tr)(tvL)(tvs3iii)(tvs1iLR)(1tvD)(tvD3在输入信号的正半周可以等于效为变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分输入信号的负半周tVttRrvtKRriiSSMLLLDSLLDcos)coscos()(332221222231tV

39、ttRrvtKRriiSSMLLLDSLLDcos)coscos()(332221222224综合可得：输出的频率成份减少一个S了，有用信号的幅度提高了2倍。2Tr)(tvL)(tvs4iii)(tvs2iLR)(tvD2)(tvD4tVttRriiiiiSSMLLLDcos)coscos()()(3322243431变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分四、混频失真或干扰四、混频失真或干扰 1. 干扰哨声和寄生通道干扰干扰哨声和寄生通道干扰 （1）干扰哨声）干扰哨声 当混频器输入端作用着频率为当

40、混频器输入端作用着频率为f fc c的有用信号时，一般情的有用信号时，一般情况下，混频器件输出电流中将出现由下列频率通式表示的况下，混频器件输出电流中将出现由下列频率通式表示的众多组合频率分量众多组合频率分量 它们的振幅随着（它们的振幅随着（pq）的增大而迅速减小。这种情况）的增大而迅速减小。这种情况犹如混频器中存在着无数个变换通道，将犹如混频器中存在着无数个变换通道，将f fc c变换为变换为 f fpqpq 每一个变换通道由一对每一个变换通道由一对p和和q值及所取正、负号表示。其值及所取正、负号表示。其中只有一个变换通道（取中只有一个变换通道（取pq1）是有用的，它可将输）是有用的，它可将

41、输入信号频率变换为所需的中频（例如入信号频率变换为所需的中频（例如 f fI I=f=fL L-f-fc c ），而其余），而其余大量的变换通道都是无用的，其中有的还十分有害。大量的变换通道都是无用的，其中有的还十分有害。 cLqpqfpff，变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分四、混频失真或干扰四、混频失真或干扰 例如对应于某一对例如对应于某一对p和和q值的值的f fpqpq（除（除pq1以外），以外），若其值十分接近于中频，即若其值十分接近于中频，即 式中，式中，F为可听的音频频率，则在混频

42、器中，输入信为可听的音频频率，则在混频器中，输入信号除了通过号除了通过pq1的有用通道变换为中频信号以外，的有用通道变换为中频信号以外，还可通过还可通过p和和q满足上式的那些通道变换为接近于中频满足上式的那些通道变换为接近于中频的寄生信号。它们都将顺利地通过中频放大器。这样，的寄生信号。它们都将顺利地通过中频放大器。这样，收听者就会在听到有用信号声音的同时还听到由检波器收听者就会在听到有用信号声音的同时还听到由检波器检出的差拍信号（频率为检出的差拍信号（频率为F）所形成的哨叫声，故称这）所形成的哨叫声，故称这种干扰为混频器的干扰哨声。种干扰为混频器的干扰哨声。 FfqfpfcL变电站电气主接线

43、是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分四、混频失真或干扰四、混频失真或干扰 观察满足干扰哨声的频率关系式可见，它可分解为下列观察满足干扰哨声的频率关系式可见，它可分解为下列四个关系式四个关系式 若令若令f fI I=f=fL L-f-fc c，则上述四式中只有前两式有可能成立，则上述四式中只有前两式有可能成立，而后两式是无效的（因为后面两式是不可能接近而后两式是无效的（因为后面两式是不可能接近f fI I）。将前）。将前两式合并，便可得到产生干扰哨声的输入有用信号频率为两式合并，便可得到产生干扰哨声的输入有用信号

44、频率为 FfpfqfILcFfqfpfIcLFfqfpfIcLFfqfpfIcLpqFfpqpfIc1变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分四、混频失真或干扰四、混频失真或干扰 一般情况下，一般情况下，f fI IF，因而，上式可简化为，因而，上式可简化为 上式表明，若上式表明，若p和和q取不同的正整数，则会产生干扰哨声取不同的正整数，则会产生干扰哨声的输入有用信号频率有无限多个，并且其值均接近于的输入有用信号频率有无限多个，并且其值均接近于f fI I的整的整数倍或分数倍。实际上，任何一部接收机

45、的接收频段是有限数倍或分数倍。实际上，任何一部接收机的接收频段是有限的，例如，中波段广播收音机，它的接收频段为（的，例如，中波段广播收音机，它的接收频段为（5351605）kHz。因此，其中只有落在接收频段内的才会产生。因此，其中只有落在接收频段内的才会产生干扰哨声。干扰哨声。 Icfpqpf1变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分四、混频失真或干扰四、混频失真或干扰 由于组合频率分量电流的振幅总是随着（由于组合频率分量电流的振幅总是随着（pq）的增加）的增加而迅速减小，因而，其中只有对应于而迅速

46、减小，因而，其中只有对应于p和和q为较小值的输入为较小值的输入有用信号才会产生明显的干扰哨声，而对于有用信号才会产生明显的干扰哨声，而对于p和和q为较大值为较大值产生的干扰哨声一般可忽略。由此可见，只要将产生最强干产生的干扰哨声一般可忽略。由此可见，只要将产生最强干扰哨声的信号频率移到接收频段以外，就可大大减小干扰哨扰哨声的信号频率移到接收频段以外，就可大大减小干扰哨声的有害影响。例如，由式上面分析可知，对应于声的有害影响。例如，由式上面分析可知，对应于p0，q1的干扰哨声最强，相应的输入信号频率接近于中频，即的干扰哨声最强，相应的输入信号频率接近于中频，即 因此，为了避免这个最强的干扰哨声，

47、接收机的中频总因此，为了避免这个最强的干扰哨声，接收机的中频总是选在接收频段以外。例如，我国中波段广播接收机的中频是选在接收频段以外。例如，我国中波段广播接收机的中频规定为规定为465kHz465kHz。 Icff 变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分四、混频失真或干扰四、混频失真或干扰 （2）寄生通道干扰）寄生通道干扰 当接收机调谐在当接收机调谐在f fc c上，接收频率为上，接收频率为f fc c的信号时，本振频的信号时，本振频率应为率应为f fL L,且且f fI I= f= fL L-

48、f- fc c 。这时，若加到混频器输入端的频。这时，若加到混频器输入端的频率为率为f fN N的干扰信号，则混频器件输出电流中将出现由下列频的干扰信号，则混频器件输出电流中将出现由下列频率通式表示的众多组合频率分量。率通式表示的众多组合频率分量。 在上述众多通道中，若某些通道的在上述众多通道中，若某些通道的p和和q值及其所取的正、值及其所取的正、负号满足下列关系式负号满足下列关系式 nLqpqfpff，InLfqfpf变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分四、混频失真或干扰四、混频失真或干扰 则

49、干扰信号通过这些通道就能将其频率由则干扰信号通过这些通道就能将其频率由f fn n变换为变换为f fI I ，因而，它们就可以顺利地通过中频放大器，从而使收听者听因而，它们就可以顺利地通过中频放大器，从而使收听者听到该干扰的声音。通常将这种干扰称为寄生通道干扰。到该干扰的声音。通常将这种干扰称为寄生通道干扰。 由于受到由于受到f fI I= f= fL L- f- fc c的限制，因而产生寄生通道干扰的的限制，因而产生寄生通道干扰的频率关系式只有下列两式才能成立。频率关系式只有下列两式才能成立。 将它们合并，就得到能形成寄生通道干扰的输入干扰信将它们合并，就得到能形成寄生通道干扰的输入干扰信号

50、频率为号频率为 ILnInLfpfqffqfpfIcILnfqpfqpqffqpf1变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分四、混频失真或干扰四、混频失真或干扰 上式表明，上式表明， f fn n对称地分布在对称地分布在PfPfL Lq q的左右，并且与的左右，并且与PfPfL Lq q的间隔均为的间隔均为f fI Iq q。当。当f fL L一定，即接收机调谐于给定信号一定，即接收机调谐于给定信号频率频率f fc c时，混频器就能为频率满足上式的干扰信号提供寄时，混频器就能为频率满足上式的干扰信号