线性电子线路与非线性电子线路(1)
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第5章 非线性电路的一般的分析方法
三次谐波及组合频率： 1 22 , 1 22 ,21 2 ,21 2
b 的振幅均只与 b3 有关，而与 b0 、 2无关。 b b 直流成分均只与 b0 、 2有关，而与 b1、 3 无关。
二次谐波以及组合频率1 2 , 1 2 的振幅均只与 b2 有关， 而与 b1 、b3无关。
2 3
该幂级数各系数分别由下式确定，即：
b0 b 1 b2 b n f (U Q ) I 0 di u U Q g du 1 d 2i u U Q 2 du 2 1 d ni n! du n
i
Io
Q
0
UQ
u
u U Q
b0 I 0为静态工作点电流，b1 g是静态工作点处的电导， 即动态电阻r的倒数。
ex 1 x 若 则
i Is[
1 U Q U s cosst n ] n!U T
频率分析：
输入信号频率分量：直 流、s 输出信号频率分量： s，n＝0，2， n 1，
2、幂级数分析法
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。
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
非线性器件的频率变换作用
i k 2
1 2 V1m sin1 t V2m sin 2 t
n 1
可求得：ic I 00 I 0 n cosn1t [ g 0 g n cos n1t ]U m 2 cos2t
无线通信技术课件
六. 接收机组成（二）
6.低频放大器：由小信号放大器和功率放大器组成， 放大调制信号，向扬声器提供所需的推动功率。 超外差接收机：包括混频器，本机振荡，中频放大器 等组成。 为了加强大家对无线电信号接收原理的理解，下面 用动画对电视机接收情况作简单介绍。
七．其它通信系统
无论采用何种调制方式，发射机和接收机都包括上述 各模块，区别主要在于调制器和解调器上。 数字通信系统，其调制信号为数字信号，相应的调制 为数字调制。
1～10m
30～300MHz
10～1000cm
300～3000MHz
超高频 (UHF) 特高频 (SHF) 极高频 (EHF)
1～10cm
3～30GHz
1～10mm
30～300GHz
直线传播
3. 接收设备
接收是发射的逆过程
（ 1 ）接收天线：将空间传播到其上的电磁波 → 高频电振荡 （2）接收机：高频电振荡
本讲导航
教学内容
1.2 无线电通信系统（二）
1.3 收音机电路
1.4 非线性单元电路的任务功能、分析方法及其课程特点
教学目的
1．了解接收机的组成及其他通信系统 2．了解收音机的典型电路
3．了解非线性单元电路的任务功能、分析方法及其课程特点
教学重点
接收设备的功能、原理和组成
六. 接收机组成（一）
300～3000KHz
地波，天波
短波波段 (SW)
超短波波段 (VSW) 分米波波段 (USW) 厘米波波段 (SSW) 毫米波波段 (ESW)
10～100m
3～30MHz
高频 (HF)
甚高频(YHF)
天波，地波 直线传播 对流层散射 直线传播 散射传播 直线传播
非线性电子线路第一章
集电极效率 极限应用
c
4
POmax5PCM PO max14V(BR)CEO ICM
乙类推挽功率放大器中的匹配负载
《非线性电子线路》
12
第一章
4) 乙类推挽功率放大实用电路
非线性失真——交叉失真 交叉失真消除措施 单电源供电的互补推挽电路 准互补推挽电路 保护电路（过流、过压、过热） 自举电路
a. 整流输出电压平均值（Uo）
U oU L2 1 π2 0 π2 U 2sitn dt() 2π2U 20.9 U 2
b. 负载上的(平均)电流:
IL
0.9U 2 RL
c. 流过二极管的(平均)电流:
ID
1 2Io
0.45U2 RL
d.二极管承受的最大反向电压 URM 2U2
指标 —— 非线性失真系数
POn
PO
《非线性电子线路》
5
第一章
（二）功率管的选择
VMOS 垂直沟道功率MOS管 双扩散功率MOS管 IGBT 绝缘栅双极型功率三极管 达林顿管
《非线性电子线路》
6
第一章
（三） 功率管的应用
功率放大器的分类： 根据放大管集电极电流导通时间的 长短，功率放大器可分为甲类(或称为A类)，乙类(或称B 类)，丙类(或称C类)等。
功率合成电路
A
D
功率分配电路
A
D
Ra
Rd
Rd Rc
C
C
B
D
B
D
Rb
《非线性电子线路》
20
第一章
三 直流稳压电源
（一）稳压电源的组成
u1
整 u2 流 u3
滤 波 u4
非线性电子线路
线性频谱搬移 （混频、调幅、检波）
2） 频率变换
非线性频谱搬移（调频、鉴频、调相、鉴相）
五、非线性电子线路的功能 和分析方法（续）
2. 分析方法
1） 解非线性微分方程
2） 数值分析 3） 工程分析
图解法 解析法
幂级数分析法 指数函数分析法 折线近似分析法 线性时变系统分析法 差动特性分析法 开关函数分析法 矢量分析法
1. 通信系统的组成
信号源 发送设备 传输信道 接收设备 收信装置
2. 无线电通信发射机的组成框图
振荡器
倍频
高频 放大器
调制
话筒
调制信号 放大器
3. 无线电通信接收机的组成框图
高频 放大器
混频器
中频 放大器
振幅 检波器
本机 振荡器
低频 放大器
四、非线性器件的类型和基本特性
1. 类型
非线性电阻：二极管、三极管、场效应管
一、电子线路学科的分类
学科
模拟电子线路 脉冲数字电路
按分析方法分 按设备分(频率) 按需要(综合)分
线性 非线性 低频 高频 模拟Ⅰ 模拟Ⅱ
二、非线性电子线路的任务
研究与讨论各个单元电路的五个基本：
基本电路构成 基本电路特性 基本工作原理 基本分析方法 基本工程估算方法
三、非线性电子线路 在通信系统中的作用
非线性器件非线性电抗 Nhomakorabea非线性电容－变容二极管 非线性电感－铁氧体
四、非线性器件的类型和基本特性
2. 基本特性
1） 参数随输入激励信号变化 2） 特性的描述与控制量有关 3） 不满足线性叠加原理
五、非线性电子线路的功能 和分析方法
1. 功能
有输入信号控制（非谐振功放、谐振功放）
2） 频率变换
非线性频谱搬移（调频、鉴频、调相、鉴相）
五、非线性电子线路的功能 和分析方法（续）
2. 分析方法
1） 解非线性微分方程
2） 数值分析 3） 工程分析
图解法 解析法
幂级数分析法 指数函数分析法 折线近似分析法 线性时变系统分析法 差动特性分析法 开关函数分析法 矢量分析法
1. 通信系统的组成
信号源 发送设备 传输信道 接收设备 收信装置
2. 无线电通信发射机的组成框图
振荡器
倍频
高频 放大器
调制
话筒
调制信号 放大器
3. 无线电通信接收机的组成框图
高频 放大器
混频器
中频 放大器
振幅 检波器
本机 振荡器
低频 放大器
四、非线性器件的类型和基本特性
1. 类型
非线性电阻：二极管、三极管、场效应管
一、电子线路学科的分类
学科
模拟电子线路 脉冲数字电路
按分析方法分 按设备分(频率) 按需要(综合)分
线性 非线性 低频 高频 模拟Ⅰ 模拟Ⅱ
二、非线性电子线路的任务
研究与讨论各个单元电路的五个基本：
基本电路构成 基本电路特性 基本工作原理 基本分析方法 基本工程估算方法
三、非线性电子线路 在通信系统中的作用
非线性器件非线性电抗 Nhomakorabea非线性电容－变容二极管 非线性电感－铁氧体
四、非线性器件的类型和基本特性
2. 基本特性
1） 参数随输入激励信号变化 2） 特性的描述与控制量有关 3） 不满足线性叠加原理
五、非线性电子线路的功能 和分析方法
1. 功能
有输入信号控制（非谐振功放、谐振功放）
非线性电子线路教学设计
非线性电子线路教学设计一、引言非线性电子线路是电子工程中的重要领域之一，它涵盖了许多重要的电子元件和系统。
因此，非线性电子线路在电子工程学科中具有很高的重要性。
考虑到这一点，本教学设计将介绍如何教授非线性电子线路，使用合适的教学手段，方法，技术等等。
通过这种方式，学生可以更好地掌握非线性电子线路，并将其应用于实际电路设计中。
二、教学目标本教学设计旨在帮助学生在非线性电子线路的基础上建立更高级别的认知，学习线性电子线路的高级概念，如放大器，振荡器，电源，放大器等。
本课程还将帮助学生了解非线性电子线路分析的基础知识，例如电压和电流特性，器件参数和模型等等。
完成本课程后，学生将掌握以下技能：•详细的非线性电子线路知识•熟练掌握非线性电子线路的基本原理•能够应用所学的理论知识设计和制造非线性电子线路三、教学内容概述1.非线性电子线路基础•基础电子元件介绍，如二极管、三极管、场效应器件等•非线性电子线路基础概念，如电压、电流•基础非线性电子线路分析方法介绍2.非线性电子线路高级技术•放大器，包括BJT放大器、场效应管放大器、差分放大器等•振荡器，包括LC振荡器、RC振荡器、晶体振荡器等•电源，包括线性电源和开关电源等•放大器，包括B类、AB类、C类等四、教学方法在这门课程中，采用混合式教学方法，包括以下几种方式：1.课堂教学•教师通过演示实验、示意图、实物样品等方式来讲解课程内容•课程结束后，教师将提供参考资料并回答学生的问题2.独立学习•学生们通过参考资料来学习该课程的内容•学生将完成小测试来检查他们的理解情况3.小组讨论•教师将指导学生自主形成学习小组，共同研究与讨论课程中涉及到的问题•通过小组讨论，能够增强学生们的互动性与合作意识4.实验演示•在课程最后的阶段，我们会针对第一部分中学到的知识，进行相应的实验演示五、评测教学结束后，我们将通过以下方式评测学生的能力：1.课程测试与作业•期末考试•小测试•作业(数学分析作业)2.评价标准•学生的参与与互动•学生获得的课程成绩和学分六、教学资源我们为学生提供以下资源：1.相关教科书、教程及杂志2.专业老师的教学视频3.实验室设备在此教学设计中，我们将着重关注非线性电子线路教学的关键问题和策略，希望能更好的增强学生们的认知水平和实际操作能力。
非线性电子电路第一章绪论课件
对接收装置的要求：增益高，选择性好。
解决方案：
发射机和接收机借助线性和非线性电子线路对携有信 息的电信号进行变换和处理。除放大外，最主要有调制、 解调。
调制是远距离传输的基础。在通信系统中起着至关重要的作 用。它的主要技术作用是将基带信号变换成符合特定信道传输要 求的信号形式；同时，也是为在一个物理通路中传输多路信号 （实现信道多路复用）以及非线提性电高子电信路第号一章抗绪论干扰能力的技术基础。
书山有路勤为径
学海无崖苦作舟
非 线 性 电 子 电 路
非线性电子电路第一章绪论
先修课程
• 电路分析基础 • 线性电子电路 • 信号与系统等
非线性电子电路第一章绪论
1.1 非线性电子线路的作用
一、线性电子电路与非线性电子电路
电子器件严格讲是非线性的，但依使用条件不同，表现 的非线性程度不同。为此，有如下两种应用：
跟踪 fc。
可见，有用信号在不
同频率上进小行信放号大放大—器—超
实用通信系统的实现得依靠三个方面的技术支持：
传感器技术、信号处理技术、信号传输技术
非线性电子电路第一章绪论
进入框图
通信系统的基本模型
现代通信系统在传输信息的技术手段和方法上有了 显著的进步，但通信系统仍可概括地用下图来表示：
输入信息 输入变换器
发送设备
信道
接收设备
输出变换器
非线性电子电路第一章绪论
调为幅小信接号谐收振放机大器的，作组成框图为多：级固定调
用：选频（选有用抑制无
谐的小信号放
用信号）放大（有用信号
大器，作用： 放大中频信号。
解调，从 中频调幅 波还原所 传送的调 制信号。
产生频率为
fL =|fc + fI |(或 fL = fc - fI ) 的高频等幅
解决方案：
发射机和接收机借助线性和非线性电子线路对携有信 息的电信号进行变换和处理。除放大外，最主要有调制、 解调。
调制是远距离传输的基础。在通信系统中起着至关重要的作 用。它的主要技术作用是将基带信号变换成符合特定信道传输要 求的信号形式；同时，也是为在一个物理通路中传输多路信号 （实现信道多路复用）以及非线提性电高子电信路第号一章抗绪论干扰能力的技术基础。
书山有路勤为径
学海无崖苦作舟
非 线 性 电 子 电 路
非线性电子电路第一章绪论
先修课程
• 电路分析基础 • 线性电子电路 • 信号与系统等
非线性电子电路第一章绪论
1.1 非线性电子线路的作用
一、线性电子电路与非线性电子电路
电子器件严格讲是非线性的，但依使用条件不同，表现 的非线性程度不同。为此，有如下两种应用：
跟踪 fc。
可见，有用信号在不
同频率上进小行信放号大放大—器—超
实用通信系统的实现得依靠三个方面的技术支持：
传感器技术、信号处理技术、信号传输技术
非线性电子电路第一章绪论
进入框图
通信系统的基本模型
现代通信系统在传输信息的技术手段和方法上有了 显著的进步，但通信系统仍可概括地用下图来表示：
输入信息 输入变换器
发送设备
信道
接收设备
输出变换器
非线性电子电路第一章绪论
调为幅小信接号谐收振放机大器的，作组成框图为多：级固定调
用：选频（选有用抑制无
谐的小信号放
用信号）放大（有用信号
大器，作用： 放大中频信号。
解调，从 中频调幅 波还原所 传送的调 制信号。
产生频率为
fL =|fc + fI |(或 fL = fc - fI ) 的高频等幅
线性电子线路与非线性电子线
线性与非线性的定义
线性
在数学和物理中，线性关系指的是变量之间的关系是线性的，即它们满足一次方程的性质。在线性电 子线路中，电压和电流之间的关系可以用线性方程表示，即输出电压或电流与输入电压或电流成正比 。
非线性
与线性相反，非线性关系指的是变量之间的关系不是线性的，即它们不满足一次方程的性质。在非线 性电子线路中，电压和电流之间的关系不能用线性方程表示，即输出电压或电流与输入电压或电流不 成正比。
性能指标的比较
线性电子线路
线性电子线路的性能指标主要包括增益 、带宽、噪声系数等。由于其输出信号 与输入信号成正比关系，因此线性电子 线路具有较好的稳定性和可靠性。
VS
非线性电子线路
非线性电子线路的性能指标主要包括转换 函数、非线性失真系数、动态范围等。由 于其输出信号与输入信号之间存在复杂的 非线性关系，因此非线性电子线路具有较 大的动态范围和较高的灵敏度。
理和分析这些非正弦波信号。
05
CATALOGUE
未来发展趋势
线性电子线路的未来发展
集成化
随着微电子技术的不断进步，线 性电子线路将进一步向集成化方 向发展，实现更小体积、更高性
能的电路。
智能化
借助人工智能和机器学习技术， 线性电子线路将能够实现自适应 、自优化等功能，提高电路的性
能和稳定性。
绿色化
04
CATALOGUE
线性与非线性电子线路的比较
工作原理的比较
线性电子线路
线性电子线路是指其输出信号与输入信号成正比关系的电子 线路。在线性电子线路中，输出信号的幅度和相位与输入信 号的幅度和相位成正比关系。
非线性电子线路
非线性电子线路是指其输出信号与输入信号不成正比关系的 电子线路。在非线性电子线路中，输出信号的幅度、相位或 频率与输入信号的幅度、相位或频率之间存在非线性关系。
电子线路(高频部分)
串联谐振电路幅频与相频图
串联谐振电路讨论
• 1 .幅频特性围绕ω0两侧非严格对称 • 2.谐振时,在L 与C 上产生的电压均为Vs的 Qe倍,相位超前或滞后900 • 3.通频带BW0.7=f0/Qe • 4.Qe越大,回路对干扰的抑制能力越强 Qe= ω0L/(r+Rs+RＬ)= Q0/(1+Rs/r+RＬ/r) Q0 =ω0L/r为固有品质因素 Rs 与RＬ对电路的影响… Rs 与RＬ 减小， Qe提高
实际并联谐振回路
• Y(jω)=1/Rs+1/RL+jωC+1/(r+jωL) 谐振频率ω=ωP=ω0√1-(1/Q0)2 其中ω0 =1/√LC为回路自然谐振频率 Q0＝ ω0Ｌ/r为Ｌ的固有品质因素 即ωP＜ω0 当Q0足够大时(Q0＞10), ωP=ω0 一般实际情况都满足这种情况 此时，也等效为三个电阻与ＬＣ并联谐振 则ＲＰ＝Q02r＝ ω0２Ｌ２/r 这是重要的阻抗变换关系 Ｌ不变，Ｒ变
(2)并联谐振电路
• 导纳Y(jω)=1/Re+j(ωC-1/ωL) 其中Ｒe=Rp//Rs//RL V(jω)=Is(jω)Re/[1+jRe(ωC-1/ωL)] 当ω=ω0=1/√LC 回路电压最大,V与I同相 Ｖ0= Is(jω0)Re 有载品质因素: Qe= Ｒe/ω0L=ω0CRe= √C/L Re Ｖ(jω)=Ｖ0/(1+j§) §= Qe(ω/ ω0-ω0/ω) 则:幅频Ｖ(ω)=Ｖ0/√(1+§2) 相频φＶ(ω)=-arctan§ Qe=Q0/(1+Rp/ Rs+Rp/ RL) Q0 =Rp/ω0L为固有品质因素
3、不满足叠加原理
• 在分析非线性器件对输入信号的响应时， 不能采用线性器件中行之有效的 原理。
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绪论
§0-1 线性电子线路与非线性电子线路 §0-2 非线性电子线路在通信系统中的应用 一、 通信系统的框图
二、无线电信号的特点： 1 . 传递过程要处理的无线电信号类型 2 . 无线电信号的表示方法 ● 时域中用数学表达式 ● 频域中用频谱表示 无线电信号波长与频率满足 C
f
无 线 电 波 的 波 段 划 分 表
厘米波波 段(SSW)
1～10cm
3～30GHz
特高频 (SHF)
直线传播
中继通信，雷 达，卫星通信
毫米波波 段(ESW)
1～10mm
30～300GHz
极高频 (EHF)
直线传播
微波通信，雷 达
● 电磁波传播方式 ● 调制与解调概念
三、无线电通信调幅广播发射机、接收机组成与工作原理 ● 发射机框图
波段名称
波长范围
频率 范围
波段名 称
传播方式
长波波段 (LW)
1000～10000m
30～300KHz
低频 (LF)
地波
应用场合 远距离通信
中波波段 (MW)
100～1000m
300～3000KHz
中频 (MF)
地波，天波
广播，通信， 导航
短波波段 (SW)
10～100m
3～30MHz
高频 (HF)
● 接收机框图
四、非线性电子线路功能 1 . 实现能量转换的功能 2 . 实现频谱（或频率）变换的功能
§0-3 本课程特点与要求 一 . 特点 二 . 要求
下面请收看下页电视发射与接收系统的绪论视频（13分钟）
天波，地波
广播， 中距离通信
超短波波 段(VSW)
1～10m
30～300MHz
甚高频 (YHF)
直线传播 对流层散射
移动通信，电 视广播，调频 广播，雷达导， 航等
分米波波 段(USW)
10～1000cm
300～3000MHz
超高频 (UHF)
直线传播 散射传播
通信，中继通 信，卫星通信， 电视广播，雷 达
§0-1 线性电子线路与非线性电子线路 §0-2 非线性电子线路在通信系统中的应用 一、 通信系统的框图
二、无线电信号的特点： 1 . 传递过程要处理的无线电信号类型 2 . 无线电信号的表示方法 ● 时域中用数学表达式 ● 频域中用频谱表示 无线电信号波长与频率满足 C
f
无 线 电 波 的 波 段 划 分 表
厘米波波 段(SSW)
1～10cm
3～30GHz
特高频 (SHF)
直线传播
中继通信，雷 达，卫星通信
毫米波波 段(ESW)
1～10mm
30～300GHz
极高频 (EHF)
直线传播
微波通信，雷 达
● 电磁波传播方式 ● 调制与解调概念
三、无线电通信调幅广播发射机、接收机组成与工作原理 ● 发射机框图
波段名称
波长范围
频率 范围
波段名 称
传播方式
长波波段 (LW)
1000～10000m
30～300KHz
低频 (LF)
地波
应用场合 远距离通信
中波波段 (MW)
100～1000m
300～3000KHz
中频 (MF)
地波，天波
广播，通信， 导航
短波波段 (SW)
10～100m
3～30MHz
高频 (HF)
● 接收机框图
四、非线性电子线路功能 1 . 实现能量转换的功能 2 . 实现频谱（或频率）变换的功能
§0-3 本课程特点与要求 一 . 特点 二 . 要求
下面请收看下页电视发射与接收系统的绪论视频（13分钟）
天波，地波
广播， 中距离通信
超短波波 段(VSW)
1～10m
30～300MHz
甚高频 (YHF)
直线传播 对流层散射
移动通信，电 视广播，调频 广播，雷达导， 航等
分米波波 段(USW)
10～1000cm
300～3000MHz
超高频 (UHF)
直线传播 散射传播
通信，中继通 信，卫星通信， 电视广播，雷 达