需要澄清、重视的概念
. 双端口网络的负阻 209楼三个仿真都是针对双端口负阻网络的仿真,负阻因此对传输增益有贡献。晶体管是双端口器件,不论何种应用,没有输入控制,它就不产生输出。这意味着,前面揭示的负阻网络特性也适用于双端口器件的振荡器。这种振荡器应该作为双端口电路模型处理,应该具有传输增益。现有单端口振荡器模型在原理上是有缺陷的。 . 有源器件与负阻 有源器件,指具有放大能力的有源器件。 由209楼图1(a)负阻网络仿真特性(有限增益,负斜率相位曲线,正阻端口阻抗)可以联想到,具有相同的电路特性,放大器是含有负阻的。当阻值适当,器件的负阻是具有与有耗电阻相反功能的等效电阻。 负阻可以是隐性的,也可以是显性的。器件负阻功能的释放会受到外部电路的控制,例如放大倍数会受到控制,器件端口阻抗会呈现出正阻或者负阻。实践中,负反馈电路一般产生正阻端口阻抗;相反的,负阻端口阻抗将由正反馈电路产生。但是,并不是任何深度的正反馈都可以使端口呈现出负阻。 一个“有源器件具有负阻”的反证:任意组合的无源网络,无论如何也不可能具有放大能力,不可能无中生有地呈现出负阻。 . 负阻不产生信号 没有输入信号,放大器将空有放大能力,无法呈现放大功能。这是“负阻不产生信号”的一个证明。 同理,在振荡器中,没有输入信号,器件也不会有输出。即,振荡器中的负阻同样不产生信号。 现有理论(NRO)是建立在负阻产生信号的原理上的,原理因此有缺陷。 放大器有不外露的负阻,没有外部输入信号驱动,就没有输出;CC振荡器有源电路Zin有外露负阻,端接非谐振电感元件,该元件上就没有信号电压,电路也没有输出。这些都是负阻不产生信号的证明。有谐振电感产生的输出,即振荡器的输出,会掩盖负阻不产生信号的原理。 . 现有振荡器理论的矛盾
现有理论振荡器模型认为,输入信号是由反馈产生的,那产生反馈信号的原始输入来自哪里?来自噪声?那噪声是外来的,还是系统固有的?如果承认是外来的,那么模型就需要有外部信号输入端;如果是固有的,那模型就是非线性的(见115、117楼说明)。现有模型的矛盾在于,既没有外部信号输入端,又称系统是线性的,称起振分析是线性分析。 矛盾来自于缺乏本质性的分析。 . 增益变化与线性 本帖的仿真都是用线性仿真软件进行的线性仿真。 “系统增益是置端(termination)的函数”,这一原理在S’21(R01)线性仿真中已有清楚的体现。这种由置端变化引起增益变化的原理,与非线性并不存在着必然的联系。 同一个放大器,在50欧系统和75欧系统中的增益是不同的,放大器在两个系统中仍然可以都是线性的。增益不同的起因是衡量的参考改变了,如同用公制和英制称同一物体的重量,物体没变,重量的读数改变了。因此,并不能因为参考改变导致了增益的改变,就认为电路一定出现了非线性。判断电路是否是线性,要用是否出现了“达标的”非线性产物来衡量。 常见的非线性情况是,一个线性放大器在固定置端下,其增益的变化将由高输入、输出幅度引起,即由器件的非线性引起。 以上说明,电路的线性与否,应该由电路非线性产物是否达标来判定。这应该是固定和非固定置端电路线性度的判据,也应该是振荡是否为线性的判据。 思考:如果没有“线性下的增益变化”,如何解释线性仿真出现的增益变化? . 线性振荡器原理存在的合理性 实践中可以得到谐波产物为-30dBc、-40dBc、…-60dBc等渐近线性的原始振荡,因此有理由设想,渐近线性的极限是线性,线性极限应该存在一个理想的线性原理。尽管该原理难以被全部证实,这个设想的合理性也可以类比于“放大器的线性原理与其实践中有限线性关系”的合理性。 . 线性振荡器理论的意义 一是揭示起振过程中的原理;二是根据渐近线性、或者是渐近非线性的事实,在线性理论和非线性理论间搭起平滑过渡的桥梁。“桥梁”跨越的是正负阻重叠的区域,是不稳定现象发生的区域,该区域水深、油大。 |