1.小信号分析法的工程背景
小信号分析法是电子工程中分析非线性电路的一个重要方法。通常在电子电路中遇到的非线性电路,不仅有作为偏置电压的直流电源作用,同时还有随时间变动的输入电压作用。假设在任何时刻有, 则把称为小信号。分析此类电路,就可采用小信号分析法 。 2.小信号分析
在图1(a)所示电路中,直流电压源为偏置电压,电阻为线性电阻,非线性电阻 是电压控制型的,其伏安特性为, 图1(b)为其伏安特性曲线。小信号时变电压为, 且总成立。现在待求的是非线性电阻电压和电流。 (a) (b) 图1 非线性电路的小信号分析 首先应用列出电路方程 当时,即只有直流电压源单独作用时,负载线如上图17.11(b)所示,它与特性曲线的交点即的静态工作点。在的条件下,电路的解、必在工作点附近,所以可以近似地把、写为: 式中和是由于信号在工作点附近引起的偏差。在任何时刻,和相对于、都是很小的量。 考虑到给定非线性电阻的特性 , 从以上两式得: 由于很小,可以将上式右方在点附近用泰勒级数展开,取级数前面两项而略去一次项以上的高次项,则上式可写为 由于, 故从上式得 又因为 为非线性电阻在工作点处的动态电导,所以有: 由于在工作点处是一个常量,所以由小信号电压产生的电压和电流之间的关系是线性的。这样,式可改写为 但是, 故得 又因为在工作点处,有,代入上式,最后得
1) 求解非线性电路的静态工作点; 2) 求解非线性电路的动态电导或动态电阻; 3) 作出给定的非线性电阻在静态工作点处的小信号等效电路; 4) 根据小信号等效电路进行求解 。 |
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GMT+8, 2023-6-2 19:40