第5章放大電路的頻率響應(yīng)ppt課件

1、5.1 頻率呼應(yīng)概述頻率呼應(yīng)概述 5. 2 晶體管的高頻等效模型晶體管的高頻等效模型第五章第五章 5. 3 單管放大電路的頻率呼應(yīng)單管放大電路的頻率呼應(yīng) 5. 4 多級放大電路的頻率呼應(yīng)多級放大電路的頻率呼應(yīng) fOAum1. 1. 頻率特性頻率特性(f)ff )( A )(AAuu uAu( f ) 幅頻特性幅頻特性 ( f ) 相頻特性相頻特性0.707AumfOAuf L 下限截止頻下限截止頻率率 f H 上限截止頻率上限截止頻率 2. 頻帶寬度頻帶寬度(帶寬帶寬)BW(Band Width)BW = f H - f L f H5.1 頻率呼應(yīng)頻率呼應(yīng)概述概述fLfH5.1.1 頻率呼應(yīng)的

2、概念頻率呼應(yīng)的概念第五章第五章_+_CRRCCRRUUAu 1/j11 j/1 io ffL j11 令令 1/RC = L 那么那么 fL = 1/2 RC一、一、RC RC 高通電路的頻率特性高通電路的頻率特性1、電路、電路fL 稱為下限截止頻率稱為下限截止頻率,簡稱下限頻率簡稱下限頻率5.1.2 簡單簡單 RC 低通和高通電路的頻率特性低通和高通電路的頻率特性第五章第五章超前超前f/f arctan L )/(11 2L ffAu f 10 fL20lg|Au| = 0 dB 0 f = fL20lg|Au| = 20lg0.7071 = -3 dB 45 f 0.1 fL20lg|Au

3、| = -20lg f / fH 90 AU1 90450Off2. 頻率呼應(yīng)頻率呼應(yīng)幅頻特性幅頻特性相頻特性相頻特性第五章第五章二、二、RC 低通電路的頻率特低通電路的頻率特性性1. 電路電路RCoUiU j11 j /1j /1 ioRCCRCUUAu H j11ff 令令 1/RC = H那么那么 fH = 1/2 RCfH 稱為上限截止頻率稱為上限截止頻率,簡稱上限頻率簡稱上限頻率第五章第五章 90 0 H ；時時，uAff 45 0.707 21 H ；時時，uAfffO|Au |10.707O45 90 fHf幅頻特性幅頻特性相頻特性相頻特性2. 頻率呼應(yīng)頻率呼應(yīng) )/(11 2H

4、 ffAu H arctan f/f 滯后滯后 0 1 , 0 ；時時uAf第五章第五章例例 5.1.1求知一階低通電路的上限截止頻率。求知一階低通電路的上限截止頻率。0.01 F1 k1 k1/1 k0.01 FRCf 21HF01. 0k5 . 014. 321 kHz)(8 .31 例例 5.1.2知一階高通電路的知一階高通電路的 fL = 300 Hz，求電容，求電容 C。500 C2 kRfCL21 2500Hz30014. 321F)(212. 0 戴維寧定理等效戴維寧定理等效第五章第五章5.1.3 頻率特性的波特圖頻率特性的波特圖f / fH020lg|Au |/dB20045

5、90fH400.1 1 10 1000.1 1 10f / fH頻率特性頻率特性波特圖波特圖90 f0|Au |10.707045 fHf 3 dB 20 dB/十倍頻十倍頻 45/十倍頻十倍頻H/ arctan ff )/(11 2 HuffA 第五章第五章雙極型三極管雙極型三極管 物理模型物理模型1 1物理模型物理模型rbe- re歸算到基極回路的電歸算到基極回路的電阻阻 -發(fā)射結(jié)電容，也用發(fā)射結(jié)電容，也用C這一符號這一符號Cbe-集電結(jié)電阻集電結(jié)電阻rbc -集電結(jié)電容，也用集電結(jié)電容，也用C這一符號這一符號 Cbc rbb -基區(qū)的體電阻，基區(qū)的體電阻，b是假是假想的基區(qū)內(nèi)的一個點。想

6、的基區(qū)內(nèi)的一個點。 - 發(fā)射結(jié)電阻發(fā)射結(jié)電阻 re一、混合一、混合型高頻小信號模型高頻小信號模型型 5. 2 晶體管的高頻等效模型晶體管的高頻等效模型第五章第五章 高頻混合高頻混合型小信號模型電路圖型小信號模型電路圖2 2混合混合型微變等效電路型微變等效電路課本課本P215eCcbbCebUmgeb rbb r第五章第五章eCcbbCebUmgeb rbb r二、簡化的混合二、簡化的混合模型模型-忽略忽略rbc 、 rceBQTEQTebebbbbeIUIU)1( rrrrebbebebmbcIUUgIIr 據(jù)據(jù)mV26IUIgEQTEQebm r得得二、簡化的混合二、簡化的混合模型模型-忽略

7、忽略rbc 、 rce第五章第五章?lián)芾斩ɡ頁?jù)密勒定理 C)K1(C)K1(C C)K1(CCCC CCK1KCK1KCeCbbbbce(c)c(d)bb rbb reb reb r C CCebUmgebUmg單向化的混合單向化的混合模型模型第五章第五章CEUbcII 5.2.2 5.2.2 電流放大系數(shù)電流放大系數(shù)的頻率呼應(yīng)的頻率呼應(yīng))CC(21j1)CC(j1geb0ebebm rfffrr共發(fā)射極接法的截止頻率共發(fā)射極接法的截止頻率(beta cut off frequency)ebm0g r 中頻中頻eCcbbCebUmgeb rbb r1. 與頻率與頻率 f 的關(guān)系的關(guān)系第五章第五

8、章 = 0.707 0f 共發(fā)射極截止頻共發(fā)射極截止頻率率fT 特征頻率特征頻率 = 1可求得：可求得：)(21 Cbebeb CCrf fCCgf0cbebmT )(2 同樣可求得：同樣可求得：)(21 cbebe CCrf f)1 (0 可見：可見： fff T f f o o0.707 o1fTO課本課本P2172.2.的頻率呼應(yīng)曲線的頻率呼應(yīng)曲線第五章第五章RLRSRb+VCCRcsU cbbCbb rRceRSRLCRbsU eb rebUmgiU oU 5. 3 單管放大電路的頻率呼應(yīng)單管放大電路的頻率呼應(yīng)為了既可以闡明問題，又為了既可以闡明問題，又能簡化分析，采用右圖所能簡化分析

9、，采用右圖所示的共射根本放大電路示的共射根本放大電路 , ,以下圖為思索頻率呼應(yīng)的以下圖為思索頻率呼應(yīng)的簡化交流等效電路簡化交流等效電路第五章第五章)Rg(RRRRRRRARRRUUALbeebsiibeLsiiumsiisousmm rrr大電容大電容(C1, C2, Ce) 小電容小電容(C 等等)高頻段高頻段中頻段中頻段低頻段低頻段頻段頻段Xc=1/jwC小小大大0 (短路短路) (開路開路)0 XcXccbbbb rRceRSRLRbsU eb rebUmgiU oU 1. 中頻特性中頻特性第五章第五章2. 頻率特性：頻率特性：第五章第五章RLcbbCbb rRceRSCRbsU eb

10、 rebUmgiU oU CeRSRLCsU oU RCoU ebU cb戴維南等效電路戴維南等效電路)/RR;(URRRUUbeebbbbebeebbeebbissiiiSrrrrrrrr ebcmoURgU )RR(Rsbsbbeb/r/rCeRLCsU oU RCoU ebU cbSR 2. 頻率特性：頻率特性：第五章第五章第五章第五章ooebosebsssousUUUUUUUUUUA )CR(Rj1111CRj11ALcsusm )j1)(j1(1Aj11j11AHLHLusmusmffffffff ,f,f,f 2)CR(R21CR21LcLsH其中其中CeRLCsU oU RCoU

11、 ebU cbSR 2. 頻率特性：頻率特性： )j1)(j1 (1AAHLusmusffff)j1(1ALusmff usmusAA )j1 (1AHusmff 低頻低頻中頻中頻高頻高頻2. 頻率特性：頻率特性：1iS1L)CR(R21 fes2b1bbeeLe)C1RRR(R21 /r/f輸入耦合電容所確定的下限頻率為輸入耦合電容所確定的下限頻率為發(fā)射極旁路電容所確定的下限頻率為發(fā)射極旁路電容所確定的下限頻率為第五章第五章完好的單管共射放大電路的頻率特性完好的單管共射放大電路的頻率特性將前面畫出的單管共射放大電路頻率特性的中頻段將前面畫出的單管共射放大電路頻率特性的中頻段 、低頻段和高頻段

12、畫在同一張圖上就得到了如下圖低頻段和高頻段畫在同一張圖上就得到了如下圖的完好的頻率特性波特圖。的完好的頻率特性波特圖。 共射電路完好波特圖共射電路完好波特圖單管共射電路完好的電單管共射電路完好的電壓放大倍數(shù)表達式，壓放大倍數(shù)表達式， )j1)(j1 (1AAHLusmusffff第五章第五章增益帶寬積增益帶寬積( (常數(shù)常數(shù)) )結(jié)論：頻率升高，結(jié)論：頻率升高， Ausm Ausm 減小減小 輸出相位滯后輸出相位滯后 增益帶寬積為常數(shù)增益帶寬積為常數(shù) C)Rr (21AASbbHusmbwusmfffbw = fH - fL fH第五章第五章 假設(shè)放大器由多級級聯(lián)而成，那么，總增益假設(shè)放大器由

13、多級級聯(lián)而成，那么，總增益)()()()()()(A20)(A20)(A20)(A20)(A20)(A)(A)(A)(A)(Akn1kn21ukn1kun2u1uun1kukun2u1uufffffflgflgflgflgflgfffff 5. 4 多級放大電路的頻率呼應(yīng)多級放大電路的頻率呼應(yīng)第五章第五章5.4.1 多級放大器的上限頻率多級放大器的上限頻率fH 設(shè)單級放大器的增益表達式為設(shè)單級放大器的增益表達式為)(1 )(1)(1 A)(Aj1Aj1Aj1AAj1AA2Hn22H21HumuHnumn2H2um1H1umuHkfffffffffffff)f(ff)f(umkuk 則：則：第五

14、章第五章)ffarctan()ffarctan()ffarctan(fHn2H1H)( 式中，式中，|Aum|=|Aum1|Aum2|Aumn|為多級放為多級放大器中大器中頻增益。當頻增益。當f = fH時，時，2)(1 )(1)(1 2A)(A2HnH22HH21HHumu fffffff第五章第五章展開為：展開為：2)(12HkHn1k 高高次次項項ff2Hkn1kHf11 f忽略高次項：忽略高次項：2Hkn1kHf1111 .f修正：修正：5.4.2 多級放大器的下限頻率多級放大器的下限頻率fL 設(shè)單級放大器的低頻增益為設(shè)單級放大器的低頻增益為第五章第五章)(1 )(1)(1 A)(Aj1Aj1Aj1A)(Aj1A)(A2Ln22L21LumuLnumn1L2um1L1umuLkffffffffffffffffumkuk 則：則： 解得多級放大器的下限頻率近似式為解得多級放大器的下限頻率近似式為122)(1 n11LLn2L1Ln1k2Lk2