s6-4 小信号分析小信号分析是电子技术中常使用的一种分析方法。这里以图6-14(a)所示含隧道二极管的电路为例来加以说明。已知表示电路激励信号的时变电源us(t)=Ucosat和建立直流工作点用的直流电源U，求解电压u（t)和电流（t)。i(t)负载线i=g( u)Us/RR.Io+is(t)la切线0u0Uo!Usus(t)u(t)(b)(a)Uo+us(t)Us+us(t)-V图6-14小信号分析
§6－4 小信号分析 小信号分析是电子技术中常使用的一种分析方法。这 里以图6－14(a)所示含隧道二极管的电路为例来加以说明。 已知表示电路激励信号的时变电源uS (t)= Um cost和建立直 流工作点用的直流电源US，求解电压u(t)和电流i(t)。 图6－14 小信号分析
i(t)负载线i=g(u)Us/R.R.lo+is(t)91o切线大u00Uo!Usus(t)u(t)(b)(a)Uo+us(t)Us +us(t)列出含源线性电阻单口和隧道一极管的VCR方程为(6 -3)u(t) = Us +us(t) - Ri(t)(6- 4)i(t) = g(u(t)
列出含源线性电阻单口和隧道二极管的VCR方程为 = − = + − − ( ) { ( )} (6 4) ( ) ( ) ( ) (6 3) S S o i t g u t u t U u t R i t
i(t)负载线ig(u)Us/R.R.Io+is(t)OIo切线10u0Uo!Usus(t)u(t)(b)(a)Uo+us(t)Us+us(t)首先令u(t)=0，求直流电源单独作用时的电压电流在图6－14(b)上，通过(Us,0)和(0,U./R）两点作负载线，与隧道二极管特性曲线相交于Q点。此直流工作点的电压U。和电流I.满足以下方程(6-5)Uα=Us - R,Io
首先令uS (t)=0，求直流电源单独作用时的电压电流。 在图6－14(b)上，通过(US ,0)和(0,US /Ro ) 两点作负载线，与 隧道二极管特性曲线相交于Q点。此直流工作点的电压UQ 和电流IQ满足以下方程 (6 5) UQ =US − Ro I Q −
可以用改变U。和R数值的方法来改变直流工作点Q而改变电压U.和电流Ios再考虑时变电源us(t)=U.cosot的作用，它使得负载线随时间平行移动，工作点也将在隧道二极管特性曲线上移动，可以用作图的方法逐点画出输出电流电压的波形，如图6-14(b)所示。它们在直流分量U。和I的基础上增加了一个时变分量us(t)和i(t),其数学表达式为u(t) =U。 +u (t)(6 - 6a)(6 - 6b)i(t) = lo +i (t)
可以用改变US 和Ro数值的方法来改变直流工作点Q， 而改变电压UQ和电流IQ。 再考虑时变电源uS (t)= Um cost的作用，它使得负载线 随时间平行移动，工作点也将在隧道二极管特性曲线上移 动，可以用作图的方法逐点画出输出电流电压的波形，如 图6－14(b)所示。它们在直流分量UQ和IQ的基础上增加了 一个时变分量u (t)和i (t),其数学表达式为 ( ) ( ) (6 6b) ( ) ( ) (6 6a) Q Q = + − = + − i t I i t u t U u t δ δ
当输入信号的振幅较大时，这种图解分析法很直观，能看出直流偏置电源变化时，对输出波形的影响，适合于输入信号比较大的情况，称为大信号分析当输入信号的振幅很小时，其工作点在非线性电阻特性曲线的一个非常小的区域变动，输出电压电流的时变分量很小，而当我们对此时变分量的计算感兴趣时，可以用泰勒级数将it)在U.处展开，如下所示i(t)= lo +i(t)= g(U + us (t))dgus(t)+高次项= g(UQ)+duluo
当输入信号的振幅较大时,这种图解分析法很直观，能 看出直流偏置电源变化时，对输出波形的影响，适合于输 入信号比较大的情况，称为大信号分析。 当输入信号的振幅很小时，其工作点在非线性电阻特 性曲线的一个非常小的区域变动，输出电压电流的时变分 量很小，而当我们对此时变分量的计算感兴趣时，可以用 泰勒级数将i(t)在UQ处展开,如下所示 = + +高次项 = + = + ( ) d d ( ) { ( )} ( ) ( ) Q Q Q Q u t u g g U g U u t i t I i t δ U δ δ