【高频电子线路】[笔记]第1章 绪论
文章目录
- 1.1 电子线路的分类
- 1.2 线性与非线性电子线路
- 1.3 非线性电子线路的应用
- 1.4 本课程的要求
1.1 电子线路的分类
- 按工作频率
- 低频电子线路：工作频率低于300kHz
- 中频电子线路：工作频率在300kHz～6MHz。语音的电信号、生物电信号、地震电信号等
- 高频电子线路：工作频率在6MHz ～ 300MHz。广播、电视、短波通信等
- 微波电子线路：频率高于300MHz。卫星电视、微波中继通信、导航等
- 工作频率不同，对有源器件电性能的要求、电子线路的工艺结构也不尽相同
- 工作频率的提高
- 对有源器件的上限工作频率的要求也随之提高，器件本身的分布参量都会明显起来
- 集中参数电路->分布参数电路
- 电路的制作工艺：印刷电路板结构->微带集成电路结构
- 电路各级间的隔离、屏蔽，电源的馈给等随之发生明显的变化
- 按流通的信号形式
- 模拟电子线路：完成模拟信号的产生、放大、变换、处理和传输的电子线路
- 数字电子线路：完成数字信号的产生、放大、变换、处理和传输的电子线路
- 按集成度
- 集成电路：体积小、性能稳定、可靠性高、维修使用方便等优点
- 分立电路：高频、大功率电子线路还是以分立为主——频率响应和功率容量的限制
- 专用集成电路：重点在于集成电路芯片
- 按元件性质
- 线性性
- 线性电子线路：由线性元件组成的电子线路。用线性代数方程、线性微分方程或线性差分方程来描述
- 非线性电子线路：由非线性元件组成的电子线路。用非线性代数方程、非线性微分方程或非线性差分方程来描述
- 参数恒定性
- 恒定参数电子线路：由恒定参数元件组成的电子线路，描述方程的各项系数是恒定不变的
- 参变(时变)电子线路：含有时变参数元件的电子线路，描述方程的系数是变化的
- 线性性
- 本课程主要研究高频、模拟、非线性和时变电子线路
1.2 线性与非线性电子线路
- 线性与非线性指的是输入与输出关系
这一输入与输出关系是由它的内部结构状态（丙类）和它的外部输入（大信号）决定的 - 线性与非线性电子线路的不同
- 非线性电子线路不具有叠加性和均匀性，没有叠加定理
- 在稳定状态下，非线性电子线路输出变量中含有新的频率分量
- 处于非线性状态工作的有源器件，如晶体三极管、场效应管、运算放大器等，它们的输出响应与输入信号的大小和器件工作点的选取有关
- 描述非线性有源器件特性的参量有三种：
- 静态参量，也称为直流参量——设置与设计静态工作点
- 动态参量，也称为交流参量——设置下的动态特性
- 折合参量，也称为平均参量——频率相关的参量
- 晶体管在非线性状态下工作，它的跨导用直流跨导、交流跨导、平均跨导描述
- 直流跨导：静态工作点处的电流与电压之比（g0=ICQUBEQg_0=\dfrac{I_{CQ}}{U_{BEQ}}g0=UBEQICQ）
- 交流跨导：静态工作点处的电流增量与电压增量之比（gm=ΔiCΔuBE∣Qg_m=\dfrac{\Delta i_C}{\Delta u_{BE}}|_Qgm=ΔuBEΔiC∣Q）
- 平均跨导：电流谐波分量幅值与输入电压幅值之比（二次谐波的平均跨导：gc2=I2mUimg_{c2}=\dfrac{I_{2m}}{U_{im}}gc2=UimI2m）
- 非线性电子线路的数学描述是非线性方程
非线性微分方程的精确求解是一个难题，时至今日，二阶以上的非线性微分方程还没有实用的求解方法。在工程上一直沿用的是近似解法。随着计算技术的发展，二阶以下的非线性微分方程可以采用计算机数值解法，这种方法将会逐步走向实用。
1.3 非线性电子线路的应用
- 非线性电子线路广泛应用于无线电技术的各个领域，在通信方面的应用尤为突出
- 无线广播发送设备和接收设备框图中，振荡、倍频、功放、调制、混频、检波都是由非线性电子线路完成的，这些电路都是本课程研究的主要内容
1.4 本课程的要求
- 在掌握非线性电子线路原理的基础上，学会非线性电子线路的分析方法。各种电子线路归结起来都是有源器件与无源网络的结合
- 非线性电子线路目前采用的多是工程近似分析方法，近似都是有条件约束的
- 电子线路的研究，概括起来就是信号通过有源网络的传输和变换
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