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      三極管非線性特性可以實現混頻倍頻的基本原理是什么

      時間:2019-08-03 22:02 來源:電工之家

      我們知道,三極管的c極電流受控于b極的電流。
      兩個信號的混頻是指這兩個信號的頻率相加,比如信號1的頻率是f1,信號2的頻率是f2,這兩個信號混頻之后產生的新的信號的頻率是f1+f2,根據傅立葉變換,在頻率域頻率相加,在時域是兩種信號的頻率相乘。
      比如信號1用三角函數表示為A1*sin(2*pi*f1*t),A1是信號1的幅度,f1是信號1的頻率,信號2用三角函數表示為A2*sin(2*pi*f2*t),A2是信號2的幅度,f2是信號2的頻率,混頻之后的信號用三角函數可以表示為A3*sin(2*(f1+f2)*t),混頻之后的頻率變成了f1+f2,當信號1和信號2頻率相同時,就可以實現倍頻。
      剛才說到c極電流受控于b極電流,那么我們可以表示為函數關系時,ic=f(ib),如果是只考慮三極管的線性控制,函數一次函數,表示為ic=k0+k1*ib如果考慮三極管的非線性,這個函數f可以用冪級數展開,ic=k0+k1*ib+k2*ib*ib+...這里的高次冪都很弱,快速衰減,我們只取一次和二次冪,
      得到:
      ic=k0+k1*ib+k2*ib*ib,
      當ib是由信號1和信號2產生時,也就是信號1和信號2同時加在b極,
      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)
      根據剛才所有,時域相乘,頻率域頻率相加的理論。
      我們知道,c極的電流此時有以下幾種頻率成分:
      f1,f2,2*f1,f1+f2,2*f2,我們讓C極設計成中心頻率是f1+f2的帶通濾波器,或者諧振在f1+f2,這樣其他頻率的信號可以被過濾,只保留混頻信號。
      實際上不但三極管可以混頻,二極管也可以混頻。
      本質在于三極管c極電流受b極電流的非線性控制,以及c極的諧振或者帶通濾波,能有效過濾出混頻信號。
      物理的美妙之處在于,通過近似,抓住主要矛盾,忽略必要矛盾,建立數學模型,之后就可以脫離物理進行數學的計算分析
      三極管非線性特性可以實現混頻倍頻的基本原理是什么

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