高頻第5章頻譜的線性搬移電路

1、第5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5.1 非線性電路的分析方法 圖圖51 頻譜搬移電路頻譜搬移電路（a）頻譜的線性搬移）頻譜的線性搬移;（b）頻譜的非線性搬移）頻譜的非線性搬移 0f(a)0ffc0f(b)0ffc 5.1.1 非線性函數(shù)的級(jí)數(shù)展開分析法非線性函數(shù)的級(jí)數(shù)展開分析法 非線性器件的伏安特性非線性器件的伏安特性,可用下面的非線性函數(shù)來表示可用下面的非線性函數(shù)來表示: 式中式中, u為加在非線性器件上的電壓。一般情況下為加在非線性器件上

2、的電壓。一般情況下, uEQ+u1+u2，其中，其中EQ為靜態(tài)工作點(diǎn)，為靜態(tài)工作點(diǎn)，u1和和u2為兩個(gè)輸入電壓。為兩個(gè)輸入電壓。( )if u(51) EbEcu2u1f0icuEQ+u1+u2，其中，其中EQ為靜態(tài)工作點(diǎn)，為靜態(tài)工作點(diǎn)，u1和和u2為兩個(gè)輸入電為兩個(gè)輸入電壓。用泰勒級(jí)數(shù)將式（壓。用泰勒級(jí)數(shù)將式（51）展開）展開,可得可得( )if u(51)2011221212120()()()()nnnnniaa uua uua uua uu(52) EbEcu2u1f0ic 式中式中,an（n=0,1,2,）為各次方項(xiàng)的系數(shù)）為各次方項(xiàng)的系數(shù),由下式確定由下式確定:(53) (54)(5

3、5) 式中，式中，Cmn=n!/m!(n-m)! 為二項(xiàng)式系數(shù)為二項(xiàng)式系數(shù),故故 2011221212120()()()()nnnnniaa uua uua uua uu(52) )(!1)(!1Q)(QEfnduufdnanEunnnnmmmnmnnuuCuu02121)(nmmmnmnnnuuCai0210 先來分析一種最簡單的情況。令先來分析一種最簡單的情況。令u2=0,即只有即只有一個(gè)輸入信號(hào)一個(gè)輸入信號(hào),且令且令u1U1cos1t,代入式（代入式（52）,有有(56) (57) 110cosnnnibUnt(58) 01101cosnnnnnnntUauai )2cos(21 )2c

4、os(21cos)1(21011202/為奇數(shù)為偶數(shù)nxknCnxknCCxnkknnnkknnnnn圖圖52 非線性電路完成頻譜的搬移非線性電路完成頻譜的搬移 非線性器 件濾波器u1uou2 若作用在非線性器件上的兩個(gè)電壓均為余弦信號(hào)若作用在非線性器件上的兩個(gè)電壓均為余弦信號(hào),即即u1U1cos1t , u2U2cos2t。1211cos coscos()cos()22p qxyxyxypq (59) (510) 得得要實(shí)現(xiàn)乘法運(yùn)算，應(yīng)從三個(gè)方面考慮要實(shí)現(xiàn)乘法運(yùn)算，應(yīng)從三個(gè)方面考慮: （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)

5、的大小考慮。）從輸入信號(hào)的大小考慮。 利用式（利用式（57）和三角函數(shù)的積化和差公式）和三角函數(shù)的積化和差公式nmmmnmnnnuuCai0210 5.1.2 線性時(shí)變電路分析法線性時(shí)變電路分析法 對(duì)式對(duì)式 在在EQ+u2上對(duì)上對(duì)u1用泰勒級(jí)數(shù)展開用泰勒級(jí)數(shù)展開,有有12222121( )21()1()()()2!1()!QQQQnnQif Euuf EufEu ufEu ufEu un(511) ( )if u與式（與式（55）相對(duì)應(yīng)）相對(duì)應(yīng),有有(55) (512)022Q )(nnnuauEf1122Q )(nnnunauEf ! 2 )(2222Q nnnnnnuaCuEfnmmmnm

6、nnnuuCai0210 若若u1足夠小足夠小,可以忽略式（可以忽略式（511）中）中u1的二次方及的二次方及其以上各次方項(xiàng)其以上各次方項(xiàng),則上式化簡為則上式化簡為221()()QQif EufEu u(513) 01( )( )iI tg t u（514) 可表示為：可表示為：12222121( )21()1()()()2!1()!QQQQnnQif Euuf EufEu ufEu ufEu un 考慮考慮u1和和u2都是余弦信號(hào)，都是余弦信號(hào)，u1U1cos1t，u2U2cos2t，時(shí)變偏置電壓時(shí)變偏置電壓EQ（t）=EQ+U2cos2t，為一周期性函數(shù)，為一周期性函數(shù),故故I0（t）、）

7、、g（t）也必為周期性函數(shù)）也必為周期性函數(shù),可用傅里葉級(jí)數(shù)展開可用傅里葉級(jí)數(shù)展開,得得（515）(516) 01( )( )iI tg t utItIItUEftI2022010022Q02coscos)cos()(tgtggtUEftg2221022Q2coscos)cos()(221()()QQif EufEu u兩個(gè)展開式的系數(shù)可直接由傅里葉系數(shù)公式求得兩個(gè)展開式的系數(shù)可直接由傅里葉系數(shù)公式求得0022212222022222221(cos)21(cos)cos1,2,3,1(cos)21(cos)cos1,2,3,QkQQkQIf EUt dtIf EUtktdtkgfEUt dtg

8、fEUtktdtk(517) (518) 也可從式（也可從式（511）中獲得）中獲得2102222102112222201,0,1,2,2(2),0,1,2,2nn kkn kn kn knnn kkn kn kn knICaUknkgnkCaUk 頻率分量為頻率分量為2的各次諧波分量及其與的各次諧波分量及其與1的頻率組合分量為：的頻率組合分量為：(520) 01( )( )iI tg t u代入代入tItIItUEftI2022010022Q02coscos)cos()(tgtggtUEftg2221022Q2coscos)cos()(2q21q 頻率分量為頻率分量為2的各次諧波分量及其與的

9、各次諧波分量及其與1的頻率組合分量為：的頻率組合分量為：(520) tItIItUEftI2022010022Q02coscos)cos()(tgtggtUEftg2221022Q2coscos)cos()(2q21q 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(1)TTuuVVesiI eI e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(521) （522） 式中式中(523) (524)QQ2222TTT2coscos0ssQ( )eeeeEuUEtxtVVVI tIIIgQ=IQ/VTQQ222TTT22Q2c

10、oscosssQTTd( )eeeedEuUEtxtVVVu EuIIig tguVV01( )( )iI tg t uuEQ+u1+u22222cos02221cos222()2()cos1()cos2xtnnxtnexxntxentdt(526)是第一類修正貝塞爾函數(shù)。因而是第一類修正貝塞爾函數(shù)。因而00222102221( )()2()cos( )()2()cosQnnQnnI tIxxntg tgxxnt(527) 01( )( )iI tg t up,q =|p1q2| p=0、1圖圖53 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 線性時(shí)變器 件濾波器u1uou25.2

11、二極管電路二極管電路 5.2.1 單二極管電路單二極管電路 單二極管電路的原理電路如圖單二極管電路的原理電路如圖54所示所示,輸入信號(hào)輸入信號(hào)u1和和控制信號(hào)（參考信號(hào)）控制信號(hào)（參考信號(hào)）u2相加作用在非線性器件二極管上。相加作用在非線性器件二極管上。H(j)u1u2uoVDiD 圖圖54 單二極管電路單二極管電路 忽略輸出電壓忽略輸出電壓uo對(duì)回路的反作用對(duì)回路的反作用,這這樣樣,加在二極管兩端的電壓加在二極管兩端的電壓 uD為為12Duuu（528）二極管可等效為一個(gè)受控開關(guān)二極管可等效為一個(gè)受控開關(guān),控制控制電壓就是電壓就是uD 。有。有0DDDpDDpg uuViuV(529) H(

12、j)u1u2uoVDiD 由前已知由前已知,U2U1,而而uDu1+u2,可進(jìn)一步認(rèn)為二極管的通可進(jìn)一步認(rèn)為二極管的通斷主要由斷主要由u2控制控制,可得可得220DDpDpg uuViuV(530) 一般情況下一般情況下, Vp 較小較小,有有U2 Vp ,可令可令Vp=0(也可在也可在電路中加一固定偏置電壓電路中加一固定偏置電壓E0 ,用以抵消用以抵消Vp,在這種情況下，在這種情況下，uDE0+u1+u2）,式（式（530）可進(jìn)一步寫為）可進(jìn)一步寫為22000DDDg uuiu (531) 圖55 二極管伏安持性的折線近似uti0u(a)u0(b)iVpgDrD1u0(c)igDSucgD(

13、t)gD(1/rD)(d) 由于由于u2U2 cos2t ,則則u20對(duì)應(yīng)于對(duì)應(yīng)于 2n-/22t2n+/2 ,n=0,1,2,故有故有 222222302222DDDg untnintn(532) 上式也可以合并寫成上式也可以合并寫成2( )()DDDDig t ug Kt u(533) 式中式中, g（t）為時(shí)變電導(dǎo)）為時(shí)變電導(dǎo),受受u2的控制的控制; K（2t）為開關(guān)函數(shù)）為開關(guān)函數(shù),它在它在u2的正半周時(shí)等于的正半周時(shí)等于1,在負(fù)半周時(shí)為零在負(fù)半周時(shí)為零,即即22212222()302222ntnKtntn(534) 如圖如圖56所示所示,這是一個(gè)單向開關(guān)函數(shù)。由此可見這是一個(gè)單向開關(guān)

14、函數(shù)。由此可見,在前面的假設(shè)條件下在前面的假設(shè)條件下,二極管電路可等效一線性時(shí)變電二極管電路可等效一線性時(shí)變電路路,其時(shí)變電導(dǎo)其時(shí)變電導(dǎo)g（t）為）為2( )()Dg tg Kt（535） 圖56 u2與K（2t）的波形圖 2t02t012t)u2 K（2t）是一周期性函數(shù)）是一周期性函數(shù),其周期與控制信號(hào)其周期與控制信號(hào)u2的周期相同的周期相同,可用一傅里葉級(jí)數(shù)展開可用一傅里葉級(jí)數(shù)展開,其展開式為其展開式為2222121222()coscos3cos52352( 1)cos(21)(21)nKttttntn (536) 代入式代入式2221222coscos3cos5235DDDigtttu

15、(537) 2( )()DDDDig t ug Kt u有有21uuuD其中其中(538) 2221222coscos3cos5235DDDigtttutUgtUgtUgtUgtUgtUgtUgtUgtUgtUgUgi)5cos(52 )5cos(52 )3cos(32 )3cos(32)cos(2 )cos(24cos52 2cos32 cos2cos2121D121D121D121D121D121D22D22D22D11D2DD121122coscosDuuuUtUt 由上式可以看出由上式可以看出,流過二極管的電流流過二極管的電流iD中的頻率分量有中的頻率分量有:（1）輸入信號(hào)）輸入信號(hào)u

16、1和控制信號(hào)和控制信號(hào)u2的頻率分量的頻率分量1和和2;（2）控制信號(hào)）控制信號(hào)u2的頻率的頻率2的偶次諧波分量的偶次諧波分量;（3）由輸入信號(hào)）由輸入信號(hào)u1的頻率的頻率1與控制信號(hào)與控制信號(hào)u2的奇次諧波分的奇次諧波分量的組合頻率分量量的組合頻率分量(2n+1)21 , n=0,1,2,。tUgtUgtUgtUgtUgtUgtUgtUgtUgtUgUgi)5cos(52 )5cos(52 )3cos(32 )3cos(32)cos(2 )cos(24cos52 2cos32 cos2cos2121D121D121D121D121D121D22D22D22D11D2DD 5.2.2 二極管平

17、衡電路二極管平衡電路 1電路電路 圖圖57（a）是二極管平衡電路的原理電路。它是由兩個(gè)性）是二極管平衡電路的原理電路。它是由兩個(gè)性能一致的二極管及中心抽頭變壓器能一致的二極管及中心抽頭變壓器T1、T2接成平衡電路的。接成平衡電路的。 圖57 二極管平衡電路 2工作原理工作原理 與單二極管電路的條件相同與單二極管電路的條件相同,二極管處于大信號(hào)工作狀態(tài)二極管處于大信號(hào)工作狀態(tài),即即U20.5V。這樣。這樣,二極管主要工作在截止區(qū)和線性區(qū)二極管主要工作在截止區(qū)和線性區(qū),二極管二極管的伏安特性可用折線近似。的伏安特性可用折線近似。U2U1,二極管開關(guān)主要受二極管開關(guān)主要受u2控制?？刂?。若忽略輸出電

18、壓的反作用若忽略輸出電壓的反作用,則加到兩個(gè)二極管的電壓則加到兩個(gè)二極管的電壓uD1、uD2為為 uD1=u2+u1 uD2=u2-u1 （539） 由于加到兩個(gè)二極管上的控制電壓由于加到兩個(gè)二極管上的控制電壓u2是同相的是同相的,因此兩個(gè)因此兩個(gè)二極管的導(dǎo)通、截止時(shí)間是相同的二極管的導(dǎo)通、截止時(shí)間是相同的,其時(shí)變電導(dǎo)也是相同的。其時(shí)變電導(dǎo)也是相同的。由此可得流過兩管的電流由此可得流過兩管的電流i1、i2分別為分別為111221212221( )()()( )()()DDDDig t ug Kt uuig t ug Kt uu（540）i1、i2在在T2次級(jí)產(chǎn)生的電流分別為次級(jí)產(chǎn)生的電流分別為

19、: (541) 1121L1iiNNi2221L2iiNNi 但兩電流流過但兩電流流過T2的方向相反的方向相反,在在T2中產(chǎn)生中產(chǎn)生的磁通相消的磁通相消,故次級(jí)總電流故次級(jí)總電流 iL應(yīng)為應(yīng)為1212212()LLLLDiiiiiig Kt u(542)(543)將式（將式（540）代入上式）代入上式,有有考慮考慮u1U1cos1t , 代入上式可得代入上式可得1112112112112122coscos()cos()22cos(3)cos(3)33LDDDDDig Utg Utg Utg Utg Ut(544) 111221212221( )()()( )()()DDDDig t ug Kt

20、 uuig t ug Kt uu（540） 當(dāng)考慮當(dāng)考慮RL的反映電阻對(duì)二極管電流的影響時(shí)的反映電阻對(duì)二極管電流的影響時(shí),要用要用包含反映電阻的總電導(dǎo)來代替包含反映電阻的總電導(dǎo)來代替gD。如果。如果T2次級(jí)所接負(fù)次級(jí)所接負(fù)載為寬帶電阻載為寬帶電阻,則初級(jí)兩端的反映電阻為則初級(jí)兩端的反映電阻為4RL。對(duì)。對(duì)i1、i2各支路的電阻為各支路的電阻為2RL。此時(shí)用總電導(dǎo)。此時(shí)用總電導(dǎo)12DLgrR(545) 圖圖58 二極管橋式電路二極管橋式電路 u1Bu2u1T1(a)RLT2R2L1L1u2R1uo(t)Ec EcRLCLuo(t)ieRe(b)A21()ABuKt u（546） 5.2.3二極管

21、環(huán)形電路二極管環(huán)形電路 1基本電路基本電路圖圖59（a）為二極管環(huán)形電路的基本電路。與二極管平衡電）為二極管環(huán)形電路的基本電路。與二極管平衡電路相比路相比,只是多接了兩只二極管只是多接了兩只二極管VD3和和VD4,四只二極管方向一四只二極管方向一致致,組成一個(gè)環(huán)路組成一個(gè)環(huán)路,因此稱為二極管環(huán)形電路。因此稱為二極管環(huán)形電路。圖59 二極管環(huán)形電路 2工作原理工作原理 二極管環(huán)形電路的分析條件與單二極管電路和二極管平二極管環(huán)形電路的分析條件與單二極管電路和二極管平衡電路相同。平衡電路衡電路相同。平衡電路1與前面分析的電路完全相同。根據(jù)圖與前面分析的電路完全相同。根據(jù)圖59（a）中電流的方向）中電

22、流的方向,平衡電路平衡電路1和和2在負(fù)載在負(fù)載RL上產(chǎn)生的總電上產(chǎn)生的總電流為流為 iL=iL1+iL2=(i1-i2)+(i3-i4) （547）iL=iL1+iL2=(i1-i2)+(i3-i4) （547）2221212()2()2LDDTig Ktug Ktu （548）12D1Lu) t(Kg2i221212()()2()LDDigKtKtug Kt u221212()()2()LDDigKtKtug Kt u(549） 圖圖510 環(huán)形電路的開關(guān)函數(shù)波形圖環(huán)形電路的開關(guān)函數(shù)波形圖 2t02t012t)u2(t)2t012t )2t012t)1由此可見由此可見K（2t ）、）、K（2

23、t -）為單向開關(guān)函數(shù)）為單向開關(guān)函數(shù),K（2t）為）為雙向開關(guān)函數(shù)雙向開關(guān)函數(shù),且有且有2222210()()()10uKtKtKtu（550） （551）2t02t012t)u2(t)2t012t )2t012t)122()()1KtKt由此可得由此可得K（2t-）、）、K(2t）的傅里葉級(jí)數(shù)）的傅里葉級(jí)數(shù):222222()1()1222coscos3cos52352( 1)cos(21)(21)nKtKttttntn (552) (553) 22222212()()()444coscos3cos5354( 1)cos(21)(21)nKtKtKttttntn 當(dāng)當(dāng)u1=U1cos1t時(shí)時(shí)

24、, 12112112112112112144cos()cos()44cos(3)cos(3)3344cos(5)cos(5)55LDDDDDDig Utg Utg Utg Utg Utg Ut(554) 在平衡電路的基礎(chǔ)上，又消除了在平衡電路的基礎(chǔ)上，又消除了u1的基波，且輸出的幅度的基波，且輸出的幅度增加了兩倍。增加了兩倍。221212()()2()LDDigKtKtug Kt u圖圖511 實(shí)際的環(huán)形電路實(shí)際的環(huán)形電路圖512 雙平衡混頻器組件的外殼和電原理圖13572468(a)T1VD4VD1VD2VD35678LO1F34RF12(b)T25.3 差分對(duì)電路差分對(duì)電路 5.3.1 單

25、差分對(duì)電路單差分對(duì)電路 1.電路電路 基本的差分對(duì)電路如圖基本的差分對(duì)電路如圖514所示。圖中兩個(gè)晶體管所示。圖中兩個(gè)晶體管和兩和兩 個(gè)電阻精密配對(duì)（這在集成電路上很容易實(shí)現(xiàn)）。個(gè)電阻精密配對(duì)（這在集成電路上很容易實(shí)現(xiàn)）。Ec Ecube2ube1uDAuoABie2ie1V1V2RLRLic1ic2I000120()()22eeIIiiIII (555) Ec Ecube2ube1uDAuoABie2ie1V1V2RLRLic1ic2I02. 傳輸特性傳輸特性 設(shè)設(shè)1 ,V2管的管的1，則有，則有ic1ie1 ，ic2ie2 ，可得晶體管的，可得晶體管的集電極電流與基極射極電壓集電極電流與基

26、極射極電壓 ube的關(guān)系為的關(guān)系為 112212bebeTbebeTuquVKTcssuquVKTcssiI eI eiI eI e(556) 112212bebeTbebeTuquVKTcssuquVKTcssiI eI eiI eI e(556) 由式由式(555)，有，有12121()012221(1)bebebebeTTTTuuuuVVVccsscuVcIiiI eI eieie(557) (558) (558) Ec Ecube2ube1uDAuoABie2ie1V1V2RLRLic1ic2I0Te1oc2VuIiTe1oc1VuIi(560) (561) (562) Hyperbo

27、lic tangentT0000c1T2tanh222221 euVIIIIuiV00c1Ttanh222IIuiV00c20c1Ttanh222IIuiIiVT0c21 euVIiT0c11euVIi 雙端輸出的情況下有雙端輸出的情況下有(563) 可得等效的差動(dòng)輸出電流可得等效的差動(dòng)輸出電流 io 與輸入電壓與輸入電壓u的關(guān)系式的關(guān)系式( 5 64) Ec Ecube2ube1uDAuoABie2ie1V1V2RLRLic1ic2I0Tooc12tanh22VuIIiTooc22tanh22VuIIioc2c1cc2Lcc1LLc1c2LoT()()()tanh2uuuEi REi RuR

28、 iiR IVoc1c2oTtanh2uiiiIV圖圖515 差分對(duì)的傳輸特性差分對(duì)的傳輸特性00c1Ttanh222IIuiV00c2Ttanh222IIuiVoc1c2oTtanh2uiiiIV（1）ic1、ic2和和 io與差模輸入電壓與差模輸入電壓u是非線性關(guān)系是非線性關(guān)系雙曲正切雙曲正切函數(shù)關(guān)系函數(shù)關(guān)系,與恒流源與恒流源I0成線性關(guān)系。雙端輸出時(shí)成線性關(guān)系。雙端輸出時(shí),直流抵消直流抵消,交流交流輸出加倍。輸出加倍。 （2）輸入電壓很小時(shí)）輸入電壓很小時(shí),傳輸特性近似為線性關(guān)系傳輸特性近似為線性關(guān)系,即工作即工作在線性放大區(qū)。這是因?yàn)楫?dāng)在線性放大區(qū)。這是因?yàn)楫?dāng)|x|100mV時(shí)時(shí),電路

29、呈現(xiàn)限幅狀態(tài)電路呈現(xiàn)限幅狀態(tài),兩管接近于開關(guān)狀態(tài)兩管接近于開關(guān)狀態(tài),因此因此,該電路該電路可作為高速開關(guān)、限幅放大器等電可作為高速開關(guān)、限幅放大器等電路。路。（4）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）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)的放大能力它表示電路在放大區(qū)輸出時(shí)的放大能力, 000202omuTiIgIuV(565) o0Ttanh2uiIV0iouu0ttio0 (5）當(dāng)輸入差模電壓）當(dāng)輸入差模電壓u=U1cos1t時(shí)時(shí),由傳輸特性可得由傳輸特性可得 io波形波形,如圖如圖516。其所含頻率分量可由。其所含頻率分量可由tanh（u/2VT）的傅

30、里葉級(jí)數(shù)）的傅里葉級(jí)數(shù)展開式求得展開式求得,即即圖圖516 差分對(duì)作放大時(shí)差分對(duì)作放大時(shí) io 的輸出波形的輸出波形Too2tanhVuIi(566) (567) 由差模電壓由差模電壓u=U1cos1t 令令x=U1/2VT的傅里葉級(jí)數(shù)展開式的傅里葉級(jí)數(shù)展開式Too2tanhVuIi1112o151311oo)12cos()( 5cos)(3cos)(cos)()(nntnxItxtxtxIti11112d)12cos(cos2tanh1)(ttntxxn 3. 差分對(duì)頻譜搬移電路差分對(duì)頻譜搬移電路 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

31、一個(gè)另一個(gè)為電流源為電流源I0;故可把輸入信號(hào)和控制信號(hào)分別控制這兩個(gè)通道。故可把輸入信號(hào)和控制信號(hào)分別控制這兩個(gè)通道。圖圖517 差分對(duì)頻譜搬移電路差分對(duì)頻譜搬移電路 H(j)H(j)EcuA EcuBV3V1V2uoReToo2tanhVuIi33Bbeeeeuui REH(j)H(j)EcuA EcuBV3V1V2uoRe0300000( )(1)( )( )tanh()(1)tanh()22( )(1)2eeBBeeeeeABAoTeTBAoeTEEuuI tiIIRRERuuui tI tIVEVuui tIEV忽略3beu 5.3.2 雙差分對(duì)電路雙差分對(duì)電路 雙差分對(duì)頻譜搬移電路

32、如圖雙差分對(duì)頻譜搬移電路如圖518所示。它由三個(gè)基本所示。它由三個(gè)基本的差分電路組成的差分電路組成,也可看成由兩個(gè)單差分對(duì)電路組成。也可看成由兩個(gè)單差分對(duì)電路組成。V1、V2、V5組成差分對(duì)電路組成差分對(duì)電路,V3、V4、V6組成差分對(duì)電路組成差分對(duì)電路,兩兩個(gè)差分對(duì)電路的輸出端交叉耦合。個(gè)差分對(duì)電路的輸出端交叉耦合。EcV2V1V4V3V6V5RLuouAuBI0i1i2i3i4i6i5i1RLi2io= iI iII = (i1+ i3) - (i2+ i4) = (i1 - i2) - (i4- i3) （572）ToLc2c1LLc1cLc2cc1c2o2tanh)()()(VuIRi

33、iRRiERiEuuu125436565600tanh()2tanh()2()tanh()2tanh()2tanh()tanh()22ATATAoTBTABoTTuiiiVuiiiVuiiiVuiiIVuuiIVV(573) (574) (575) （576） EcV2V1V4V3V6V5RLuouAuBI0i1i2i3i4i6i5i1RLi2io= iI iII = (i1+ i3) - (i2+ i4)= (i1 - i2) - (i4- i3) 當(dāng)當(dāng)u1=U1cos1t，u2=U2cos2t 時(shí)時(shí),代入式（代入式（576）有）有2112121200()()cos(21)cos(21)oo

34、mnmniIxxmtnt (577) 120122224ooTTTuuIiIu uVVV(578) TBTA0o2tanh2tanhVuVuIi圖圖519 接入負(fù)反饋時(shí)的差分對(duì)電路接入負(fù)反饋時(shí)的差分對(duì)電路V5Re2V6ie5ie6I0uB55265256552111222Bbeeebeeebebeeeeuui Rui RuuiiR式中，式中，ube5 - ube6=VTln（ie5/ie6），因此上式可表示為），因此上式可表示為 55626556265625621ln()21()ln211()()22eBTeeeeeeeeTeBeeeeiuViiRiiiiRViuiiRii R(580) (5

35、81) (582) 112212bebeTbebeTuquVKTcssuquVKTcssiI eI eiI eI e參考參考V5Re2V6ie5ie6I0uB 考慮到考慮到ie5ie6=I0,則由式（則由式（582）可知）可知,為了保證為了保證ie5和和ie6大于零大于零,uB的最大動(dòng)態(tài)范圍為的最大動(dòng)態(tài)范圍為00222222tanh()22()BeBAoeToABeIuIRuuiRViKt uR(583) (584)(585) )V2utanh()ii (iR)ii (21uTA65o2e65B由由和和得得V9500500V7VEE(8 V)6.8 k514500V8MC159632RyV6V

36、514uy810uxV1V2V3V4RcRc3.9 k3.9 kVCC( 12 V)126uoic3ic4ic6ic5ic2ic1iaib圖圖520 MC1596的內(nèi)部電路的內(nèi)部電路5.4 其它頻譜線性搬移電路其它頻譜線性搬移電路 5.4.1 晶體三極管頻譜線性搬移電路 EbEcu2u1f0ic圖521 晶體三極管頻譜搬移原理電路 5.4.1 晶體三極管頻譜線性搬移電路晶體三極管頻譜線性搬移電路 可將可將ic表示為表示為1212113( )11()()( )1( )( )( )211( )( )3!cbebbcbbbnnbbif uf uuEf E tuif E tf E t ufE t uf

37、E t ufE t un在時(shí)變工作點(diǎn)處在時(shí)變工作點(diǎn)處,將上式對(duì)將上式對(duì)u1展開成泰勒級(jí)數(shù)展開成泰勒級(jí)數(shù),有有（586） (587) EbEcu2u1f0ic 圖522（a）給出了icube曲線,同時(shí)畫出了Ic0（t）波形,其表示式000012022( )( )01222( )coscos2()( )( )coscos2bebbebcccccbebuEtuEtbebemmmmItIItItdidf uf E tdudugtggtgt(588) (589) （590） 式中式中,gm0是是gm（t）的平均分量（直流分量）的平均分量（直流分量）,它不一定是直流它不一定是直流工作點(diǎn)工作點(diǎn) Eb處的跨導(dǎo)。處的跨導(dǎo)。gm1是是gm（t）中角頻率為）中角頻率為2分量的振幅分量的振幅時(shí)