放大電路的全頻帶增益特性分析

1、放大電路的全頻帶增益特性分析摘 要：本文運(yùn)用模擬電子技術(shù)課堂上所學(xué)知識，以及通過查閱資料文獻(xiàn)所獲得的知識，對常用放大電路的中頻增益、輸入電阻、輸出電阻、頻率特性等主要性能進(jìn)行分析和定量計(jì)算。運(yùn)用放大電路的高頻模型，通過對之流通路和交流通路的求解計(jì)算出放大電路的增益函數(shù)，并用Matlab畫出了該放大電路的幅度相應(yīng)和相位響應(yīng)，在Multisim軟件中進(jìn)行了模擬。關(guān)鍵字：放大電路；模擬The Characteristics Analysis Of The Whole Band Gain Amplifier CircuitAbstract: In this paper, we used the kno

2、wledge by learning the analog electronic technology in the classroom, and looked for the information on literature. We analyzed the common-used of the IF amplifier-growing, input resistance, output resistance, frequency characteristics. By useing the high-frequency amplifying circuit model of the ci

3、rculation road and the solution of the exchange pathway t,we calculated the amplifier-growing function, and used Matlab to draw the amplification circuit corresponding amplitude and phase response which were simulated in Multisim software. Key words: amplifier circuit；simulation1.放大電路頻率特性簡介 幅頻響應(yīng)曲線：

4、多種不同信號的比值描繪成的曲線，叫做幅頻響應(yīng)曲線。 相頻相應(yīng)： 信號通過系統(tǒng)之后的輸出信號的相位與它輸入時(shí)的信號的相位值差。 在放大電路中提到過通頻帶的概念。放大電路輸出信號的幅度和相位，會隨著信號頻率的變化發(fā)生變化，一般來說，在放大電路的低頻段與高頻段和中頻段相比，信號的幅度會下降，也會產(chǎn)生一定的相移。這就是放大電路的頻率特性，它分為幅頻特性和相頻特性兩方面。 幅頻特性是描繪輸入信號幅度固定，輸出信號的幅度隨頻率變化而變化的規(guī)律， 相頻特性是描繪輸出信號與輸入信號之間相位差隨信號頻率變化而變化的規(guī)律。這些統(tǒng)稱放大電路的頻率響應(yīng)。幅頻特性偏離中頻值的現(xiàn)象，稱為幅度頻率失真。相頻特性偏離中頻值的

5、現(xiàn)象，稱為相位頻率失真。 放大電路的幅頻特性和相頻特性，也稱頻率響應(yīng)。因放大電路對不同頻率成分信號的增益不同，從而使輸出波形產(chǎn)生失真，稱為幅度頻率失真簡稱幅頻失真。放大電路對不同頻率成分信號的相移不同，從而使輸出波形產(chǎn)生的失真，稱為相頻失真。幅頻失真和相頻失真是線性失真。 產(chǎn)生頻率失真的原因是放大電路中存在電抗性元件，例如耦合電容、旁路電容、分布電容、變壓器、分布電感等，并且三極管的電流放大系數(shù)也是頻率的函數(shù)。在研究頻率特性時(shí)，前面介紹的三極管的低頻小信號模型不再適用，而要采用高頻小信號模型。2 常用共集電極放大電路（CC）全頻帶特性分析圖2-1圖1中，RS=500，RB1=51k，RB2=2

6、0k，RE=2k，RL=2k，C1=C2=10F，晶體管的hfe=100，rbb=80，Cbc=10F，fT=200MHz，UBE=0.7V，VCC=12V。我們將以該實(shí)用電路為例，分析其中頻增益、輸入電阻、輸出電阻，并畫出該電路的波特圖。2.1 直流通路的求解圖2-1-1 直流通路因?yàn)镮B極小故UB 可以直接根據(jù)RB1和RB2分壓算得UB= VCC RB2 / ( RB1+ RB2) UB=3.38VUB= UBE + RE IBQ（1+hfe） 解得IBQ =0.013mA , ICQ = hfeIBQ=1.3mA , IEQ = IBQ（1+hfe）=1.313mAVCC= UCEQ +

7、RE IBQ（1+hfe） 解得UCEQ=9.374V 2.2交流通路的求解由題目所給，是共集電極電路，且是高頻模型，所以可以畫出如圖所示的交流等效電路圖 圖2-2-1由靜態(tài)工作點(diǎn)可求出：并且根據(jù)米勒定理，可以把be間和bc間的電容歸于和，這樣便可以繼續(xù)簡便地討論問題。于是可求：所以經(jīng)過米勒定理的變換后等效圖為圖2-2-2由等效電路圖可以求得，有兩個(gè)極點(diǎn)，即fH1和fH2。由他們所在的之路的電阻和電容可以求出相應(yīng)的頻率。 而在中頻的情況下，我們由常識可以知道：因?yàn)槭枪布姌O的電路所以放大增益。中頻時(shí)的等效電路圖： 圖2-2-3于是可以根據(jù)公式算出來放大增益的具體增益函數(shù)表達(dá)式即將相應(yīng)的兩個(gè)所求

8、頻率代入，即可得到。求出上面的表達(dá)式后，可以相應(yīng)的將它的波特圖畫出來，這里面應(yīng)該是一條從零點(diǎn)開始，經(jīng)過上升和下降然后最終保持不變的高通濾波器。下面我們再來看一下輸出電阻的求解: 所以2.3 用波特儀和Matlab模擬畫出放大電路的波特圖圖2-3-1 用波特儀測量波特曲線所得幅度響應(yīng)和相位響應(yīng)如圖所示圖2-3-2 放大電路的幅度響應(yīng)圖2-3-3 放大電路的相位響應(yīng)2.4 Matlab程序w=-8*pi:0.01:8*pi; b=25*10(-6),0; a=2.075*10(-9),1.08*10(-4),1; H=freqs(b,a,w); subplot(211) plot(w,abs(H);grid on xlabel(omega(rad/s),ylabel(|H(omega)|); title(H(s)的幅頻特性) subplot(212) plot(w,angle(H);grid on xlabel(omega(rad/s),ylabel(phi(omega); title(H(s)的相頻特性) sys=tf(b,a); bode(sys);grid on 3 參考文獻(xiàn)1、高吉祥主編高頻電子線路電子工業(yè)出版社 2003年2、曾興雯 劉乃安 陳健編高頻電路原理與分析（第三版）西安電子科技大學(xué)出版社