非线性电路简介
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什么是非线性电路?非线性电路是电子电路中的一种常见类型,与线性电路相对。
所谓非线性电路,指的是电路中的电流电压关系不遵循线性关系,而是存在非线性的特性。
非线性电路可以用于实现一些特殊的功能,如放大、开关等。
本文将从三个方面介绍非线性电路的基本原理和应用。
一、非线性电路的基本原理1. 自反性质:非线性电路具有自反性质,即输入信号与输出信号之间存在着非线性的关系。
这主要是因为非线性元件的存在,如二极管、三极管等。
这些元件在工作过程中,其电流电压特性并不是直线关系,而是非线性特性。
2. 非线性度:非线性度是衡量非线性电路性能的重要指标。
它表示了非线性电路的输出信号与输入信号之间的非线性程度。
非线性度常用的衡量方法有谐波失真度和交互失真度等。
3. 非线性电路的特性:非线性电路具有非常丰富的特性,如整流、调制、振荡、混频等。
这些特性使得非线性电路在通信、无线电、音频、视频等领域有着重要的应用。
二、非线性电路的应用1. 混频:非线性电路在混频领域有着广泛的应用。
混频是指将两个或多个不同频率的信号进行混合,产生新的频率信号。
非线性元件具有抑制一阶频率的特性,因此可以将不同频率的信号进行混频处理,产生出更复杂的信号。
2. 调制:非线性电路在调制领域也有着重要的应用。
调制是将原始信号与载波信号进行叠加,以改变原始信号的频率、振幅或相位等。
非线性元件能够将原始信号和载波信号进行叠加,并产生出新的调制信号。
3. 振荡:非线性电路在振荡器中的应用也是非常重要的。
振荡器是一种能够产生稳定振荡信号的电路。
非线性元件的存在使得振荡器可以产生稳定的正弦波信号,用于无线通信、雷达、成像等领域。
三、非线性电路的优缺点1. 优点:非线性电路具有很多优点,如能够实现丰富的功能,具有较高的灵活性和可扩展性等。
另外,非线性电路还可以产生复杂的非线性效应,可以实现一些特殊的功能,如逻辑运算、模拟计算等。
2. 缺点:非线性电路也存在一些缺点,如工作过程中能量损耗较大、对环境干扰较敏感等。
第十七章非线性电路简介非线性元件中的电压和电流之间的关系是非线性的,有时不能用函数是来表示,要靠对应的曲线来表征其特征,这一特点是分析非线性电路的困难所在。
与线性电路的一个根本区别就是不能使用叠加定理和齐性定理。
但是分析非线性电路的基本依据仍然是KCL、KVL和元件的特性方程。
一、基本要求1、掌握非线性电阻元件的电特性;2、掌握含非线性电阻电路方程的建立;3、掌握非线性电路的计算方法—图解法和小信号分析法。
二、重点和难点重点:1. 非线性元件的特性;2. 非线性电路的小信号分析法;难点:非线性电阻电路方程的列写。
三、学时安排共计4学时四、基本内容§17.1 非线性电阻1.非线性电路在线性电路中, 线性元件的特点是其参数不随电压或电流而变化。
如果电路元件的参数随着电压或电流而变化, 即电路元件的参数与电压或电流有关, 就称为非线性元件, 含有非线性元件的电路称为非线性电路。
实际电路元件的参数总是或多或少地随着电压或电流而变化, 所以严格说来, 一切实际 电路都是非线性电路。
但在工程计算中,可以对非线性程度比较弱的电路元件做为线性元件来处理, 从而简化电路分析。
而对许多本质因素具有非线性特性的元件,如果忽略其非线性特性就将导致计算结果与实际量值相差太大而无意义。
因此,分析研究非线性电路具有重要的工程物理意义。
2.非线性电阻线性电阻元件的伏安特性可用欧姆定律来表示, 即Ri u =, 在 i u -平面上它是通过坐标原点的一条直线。
非线性电阻元件的伏安关系不满足欧姆定律, 而是遵循某种特定的非线性函数关系。
非线性电阻在电路中符号如图 17.1(a )所示 。
图 17.1(a) 图 17.1 (b) 图 17.1 (c)(1)电流控制型电阻: 非线性电阻元件两端电压是其电流的单值函数, 它的伏安特性可用下列函数关系表示:)(i f u =其典型的伏安特性如图17.1(b )所示 , 从其特性曲线上可以看到: 对于同一电压值, 与之对应的电流可能是多值的。