笫4章 非线性电路及其分析方法
4.1 非线性电路的基本概念与非线性元件
4.1.1 非线性电路的基本概念电路是若干无源元件或(和)有源元件的有序联结体。
1、从元件角度:
线性元件:元件的值与加于元件两端的电压或电流大小无关。例如:R,L,C。
非线性元件:元件的值与加于元件两端的电压或电流大小有关。例如:晶体管的,变容管的结电容。
时变参量元件:元件的参数按一定规律随时间变化时。例如:变频器的变频跨导。
实际上,绝大多数物理器件,作为线性元件工作是有条件的,或者是近似的。
2、从电路角度:
线性电路:线性电路是由线性元件构成的电路。它的输出输入关系用线性代数方程式或线性微分方程表示。线性电路的主要特征是具有叠加性和均匀性。
非线性电路:非线性电路中至少包含一个非线性元件,它的输出输入关系用非线性函数方程(非线性代数方程或超越方程)或非线性微分方程表示。非线性电路不具有叠加性与均匀性。这是它与线性电路的重要区别。
由于非线性电路的输出输入关系是非线性函数关系,当信号通过非线性电路后,在输出信号中将会产生输入信号所没有的频率成分,也可能不再出现输入信号中的某些频率成分。
这是非线性电路的重要特性。
时变参量电路:若电路中仅有一个参量受外加信号的控制而按一定规律变化时,称这种电路为参变电路,外加信号为控制信号。例如:模拟相乘器与变频器。
4.1.2 非线性元件的特性工作特性是非线性(大信号工作状态)。
具有频率变换作用(产生新频率)。
不满足叠加原理。
1、工作特性的非线性常用的非线性元件有半导体二极管、双极型半导体三极管、各类场效应管和变容二极管等。
它们的特性曲线的函数关系大体上可分为指数函数和幂函数两大类。前者在先修课程中已有介绍。
变电容半导体二极管(简称变容管)的工作原理和特性。
4.2 非线性电路的分析方法
4.2.1 非线性电路与线性电路分析方法的异同点
4.2.2 非线性电阻电路的近似解析分析
4.3 非线性电路的应用举例
4.3.1 C类谐振功率放大器
4.3.2 D类和E类功率放大器
4.3.3 倍频器
4.3.4 跨导线性回路与模拟相乘器
4.3.5 时变参量电路与变频器