Отклик нелинейной цепи на гармонический входной сигнал

Как уже отмечалось ранее, существенно упростить анализ процессов в нелинейной радиоэлектронной цепи удаётся при её теоретическом представлении последовательно соединёнными безынерционным нелинейным элементом и линейной цепью – фильтром. Проанализируем физические процессы, протекающие в нелинейной цепи (рис.3), при воздействии на вход безынерционного нелинейного элемента гармонического сигнала и постоянного напряжения смещения .

Рис.3. Схема цепи с нелинейным элементом

Используя ВАХ нелинейного элемента и проведя несложные графические построения, найдём аналитическую запись форму тока в радиоэлектронной цепи в зависимости от фазового угла (рис.4).

Вследствие нелинейности характеристики форма тока на выходе становится несинусоидальной. Причину этого искажения гармонического колебания можно пояснить следующим образом.

Рис.4. График процессов в нелинейном элементе

Так как ток и напряжение связаны линейной зависимостью , а крутизна ВАХ на разных участках неодинаковая (имеет нелинейный характер), то равным приращениям напряжения соответствуют неравные приращения тока.

Поскольку функция тока обладает периодичностью, то её можно представить тригонометрическим рядом Фурье:

...................... (6)

Здесь , – амплитуды постоянной и гармонических составляющих.

Спектр тока в цепи с НЭ при степенн й аппроксимации