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三极管非线性特性可以实现混频倍频的基本原理

时间:2019-08-07 16:11来源:未知 作者:admin 点击:
我们知道,三极管的c极电流受控于b极的电流。 两个信号的混频是指这两个信号的频率相加,比如信号1的频率是f1,信号2的频率是f2,这两个信号混频之后产生的新的信号的频率是f1+f2,

我们知道,三极管的c极电流受控于b极的电流。
两个信号的混频是指这两个信号的频率相加,比如信号1的频率是f1,信号2的频率是f2,这两个信号混频之后产生的新的信号的频率是f1+f2,根据傅立叶变换,在频率域频率相加,在时域是两种信号的频率相乘。
比如信号1用三角函数表示为A1*sin(2*pi*f1*t),A1是信号1的幅度,f1是信号1的频率,信号2用三角函数表示为A2*sin(2*pi*f2*t),A2是信号2的幅度,f2是信号2的频率,混频之后的信号用三角函数可以表示为A3*sin(2*(f1+f2)*t),混频之后的频率变成了f1+f2,当信号1和信号2频率相同时,就可以实现倍频。
刚才说到c极电流受控于b极电流,那么我们可以表示为函数关系时,ic=f(ib),如果是只考虑三极管的线性控制,函数一次函数,表示为ic=k0+k1*ib如果考虑三极管的非线性,这个函数f可以用幂级数展开,ic=k0+k1*ib+k2*ib*ib+...这里的高次幂都很弱,快速衰减,我们只取一次和二次幂,
得到:
ic=k0+k1*ib+k2*ib*ib,
当ib是由信号1和信号2产生时,也就是信号1和信号2同时加在b极,
得到:
ic=k0+k1*IB1*sin(2*pi*f1*t)+k1*IB2*sin(2*pi*f2*t)+k2*IB2*IB2*sin(2*pi*f1*t)*sin(2*pi*f1*t)+2*k2*IB1*IB2*sin(2*pi*f1*t)*sin(2*pi*f2*t)+k2*sin(2*pi*f2*t)*sin(2*pi*f2*t)
根据刚才所有,时域相乘,频率域频率相加的理论。
我们知道,c极的电流此时有以下几种频率成分:
f1,f2,2*f1,f1+f2,2*f2,我们让C极设计成中心频率是f1+f2的带通滤波器,或者谐振在f1+f2,这样其他频率的信号可以被过滤,只保留混频信号。
实际上不但三极管可以混频,二极管也可以混频。
本质在于三极管c极电流受b极电流的非线性控制,以及c极的谐振或者带通滤波,能有效过滤出混频信号。
物理的美妙之处在于,通过近似,抓住主要矛盾,忽略必要矛盾,建立数学模型,之后就可以脱离物理进行数学的计算分析
三极管非线性特性可以实现混频倍频的基本原理

(责任编辑:admin)
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