模擬電路：第三章放大電路的頻率響應(yīng)

1、第三章 放大電路的頻率響應(yīng),3.1 頻率響應(yīng)的一般概念 3.2 三極管的頻率參數(shù) 3.3 單管共射放大電路的頻率響應(yīng) 3.4 多級(jí)放大電路的頻率響應(yīng),第一節(jié) 頻率響應(yīng)的一般概念,幅頻特性和相頻特性,下限頻率、上限頻率和通頻帶,頻率失真,波特圖,高通電路和低通電路,一、 幅頻特性和相頻特性,Aum,0.707Aum,fH,fL,BW,900,1800,2700,單管共射放大電路的頻率特性,幅頻特性,相頻特性,由于電抗性元件的作用， 使正弦波信號(hào)通過放大電路時(shí)， 不僅信號(hào)的幅度得到放大， 而且還將產(chǎn)生一個(gè)相位移。 此時(shí)，電壓放大倍數(shù)可表示如下,二、 下限頻率、上限頻率和通頻帶,Aum,0.707A

2、um,fH,fL,BW,900,1800,2700,單管共射放大電路的頻率特性,fL ：稱為下限頻率,fH ：稱為上限頻率,BW ：稱為通頻帶,Aum ：稱為中頻電壓放大倍數(shù),三、 頻率失真,由于放大電路通頻帶的寬度有一定限制， 因此，當(dāng)輸入信號(hào)的頻率升高或降低時(shí)， 電壓放大倍數(shù)的幅值可能減小， 同時(shí)，可能產(chǎn)生滯后或超前的相位移。 所以，當(dāng)輸入信號(hào)包含多次諧波時(shí)， 經(jīng)過放大電路放大以后，輸出波形可能產(chǎn)生頻率失真,由于不同諧波通過放大電路后產(chǎn)生的相位移不同， 造成uo波形產(chǎn)生的失真，稱為相頻失真。 頻率失真與非線性失真產(chǎn)生的原因不同。 頻率失真是由于放大電路對不同頻率的信號(hào)響應(yīng)不同而產(chǎn)生的； 而

3、非線性失真是由放大器件的非線性特性產(chǎn)生的,由于放大電路對不同諧波成分的放大倍數(shù)的幅值不同， 導(dǎo)致uo的波形產(chǎn)生的失真，稱為幅頻失真,四、 波特圖,在實(shí)際工作中，應(yīng)用比較廣泛的是對數(shù)頻率特性。 這種對數(shù)頻率特性又稱為波特圖。 所謂對數(shù)頻率特性是指： 繪制頻率特性時(shí)基本上采用對數(shù)坐標(biāo)。 幅頻特性的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)均采用對數(shù)坐標(biāo),相頻特性的橫坐標(biāo)采用對數(shù)坐標(biāo)，縱坐標(biāo)不取對數(shù),根據(jù)電壓放大倍數(shù)與頻率之間關(guān)系的表達(dá)式， 可以畫出放大電路的頻率特性曲線,五、 高通電路和低通電路,1. RC高通電路的波特圖,時(shí)間常數(shù)L = RC,最大誤差 5.710,最大誤差 3 dB,450/十倍頻,20dB /十倍頻,2

4、. RC低通電路的波特圖,時(shí)間常數(shù)H = RC,令,最大誤差 3 dB,最大誤差 5.710,20dB/十倍頻,450/十倍頻,最大誤差 5.710,第二節(jié) 三極管的頻率參數(shù),共射截止頻率,特征頻率,共基截止頻率,三極管的頻率參數(shù)描述三極管的電流放大系數(shù)對高頻信號(hào)的適應(yīng)能力。 在中頻時(shí)， 一般認(rèn)為三極管的基本上是一個(gè)常數(shù)。 當(dāng)頻率升高時(shí)，由于存在極間電容， 三極管的電流放大作用將被削弱,0是三極管低頻時(shí)的共射電流放大系數(shù),所以電流放大系數(shù)是頻率的函數(shù)，可以表示為,f是三極管的|值下降至0.7070時(shí)的頻率,f,f,20dB/十倍頻,20lg 0,O,0.1f,10f,f,450,900,一、共

5、射截止頻率,當(dāng) f = f時(shí),根據(jù)f的定義，所謂共射截止頻率，并非說明此時(shí)三極管已經(jīng)完全失去放大作用，而只是共射電流放大系數(shù)的幅頻特性下降了3dB,二、 特征頻率,特征頻率是三極管的一個(gè)重要參數(shù)， 當(dāng)f fT 時(shí)，三極管已失去放大作用， 所以，不允許三極管工作在如此高的頻率范圍,三、 共基截止頻率,f =（1+ 0 ）f,考慮三極管的極間電容后，其共基電流放大系數(shù)也是頻率的函數(shù),通常將 值下降為低頻時(shí)0的 0.707倍時(shí)的頻率定義為共基截止頻率，用符號(hào) f 表示,三極管的頻率參數(shù)也是選用三極管的重要依據(jù)之一。 通常，在要求通頻帶比較寬的放大電路中， 應(yīng)該選用高頻管，即頻率參數(shù)值較高的三極管。

6、如對通頻帶沒有特殊要求，則可選用低頻管。 一般小功率三極管的f值約為幾十至幾百千赫， 高頻小功率三極管的fT 約為幾十至幾百兆赫,第三節(jié) 單管共射放大電路的頻率響應(yīng),三極管的混合型等效電路,阻容耦合單管共射放大電路的頻率響應(yīng),直接耦合單管共射放大電路的頻率響應(yīng),多級(jí)放大電路的頻率響應(yīng),中頻段： 各種容抗的影響可忽略不計(jì)， 電壓放大倍數(shù)基本與頻率無關(guān)。 低頻段： 隔直電容構(gòu)成RC高通電路， 電壓放大倍數(shù)將降低。 高頻段： 極間電容構(gòu)成RC低通電路， 電壓放大倍數(shù)將降低,定性分析頻率響應(yīng),一、三極管的混合型等效電路,rbc 很大可忽略不計(jì)。 Cbe 發(fā)射結(jié)結(jié)電容。 Cbc 集電結(jié)結(jié)電容。 gm 跨

7、導(dǎo) gmUbe受控源,rbb + rbe = rbe,gmUbe = gm Ibrbe = Ib,rbb = rbe - rbe,Cbc可查到,混合參數(shù)與h參數(shù)之間的關(guān)系,rbb,rbe,b,b,c,e,C = Cbe +（1-K ） Cbc,應(yīng)用密勒定理將電路簡化,將Cbc分別等效到輸入回路和輸出回路,二、 阻容耦合單管共射放大電路的頻率響應(yīng),可將C2 和RL 看成是下一級(jí)的輸入端耦合電容和輸入電阻,先分別討論中頻、低頻和高頻時(shí)的頻率響應(yīng)， 然后綜合得到完整的波特圖,1. 中頻段,其中,rbe,rbe,Ri,Ri,Ri+ Rs,rbe,rbe,Ri+ Rs,rbe,rbe,gm Rc,Ri,Ri+ Rs,rbe,rbe,gm Rc,Ri,Ri+ Rs,rbe,Rc,Ri = Rb/ rbe,2. 低頻段,3. 高頻段,一般情況下，輸出回路的時(shí)間常數(shù)比輸入回路的小得多， 因此，輸出回路的電容可忽略不計(jì)。輸入回路可簡化,開路電壓,等效電阻,4. 完整的波特圖,20dB/十倍頻,900,2250,1350,1800,2700,fH,10fH,fL,0.1fH,0.1fL,10fL,阻容耦合單管共射放大電路的波特圖,20dB/十倍頻,5. 增益帶寬積,使通頻帶既寬，放大倍數(shù)又高, 首要問題是選用rbb 和Cbc 均小的高頻三極管,三、 直接耦合單管共射