第六章放大器的頻率響應(yīng)

第六章放大器的頻率響應(yīng)本次教學(xué)內(nèi)容如下:

§6.1、§6.2、§6.3

課后習(xí)題：6-1、6-6、6-7

--------------------------------------------§6.1頻率響應(yīng)（簡稱為頻響）的基本概念一、頻響問題的提出當(dāng)輸入信號的頻率f在中頻段時(shí)，有以下結(jié)論：增益A=當(dāng)輸入信號的頻率f從低頻變化到高頻時(shí)增益A=？上述問題的回答是在全頻段范圍內(nèi)，增益A=A（jf)

本次教學(xué)內(nèi)容如下:

§6.1、§6.2、§6.3

課后習(xí)題：6-1、6-6、6-7

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放大器的增益是輸入信號頻率的函數(shù)

放大器的頻率響應(yīng)實(shí)質(zhì)是放大器對正弦輸入信號的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)，用其頻率特性函數(shù)A（j)來描述。頻率特性函數(shù)A（j)定義為輸出信號的相量與輸入信號的相量之比。本章始終圍繞著如何確定一個(gè)放大器中頻段范圍的大小來展開討論的，也即A=常數(shù)的范圍，

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§6.1、§6.2、§6.3

課后習(xí)題：6-1、6-6、6-7

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放大器的中頻帶范圍稱為通頻帶。為什么對上述范圍感興趣？輸出波形發(fā)生畸變輸出波形縮小增益含義的推廣

其中

AV

電壓增益

Ar互阻增益

Ai電流增益

Ag互導(dǎo)增益二、觀察一組實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)條件：輸入信號Vi=Vimsint

Vim不變，改變

實(shí)驗(yàn)結(jié)論：

是低頻角頻率Vo縮小

是中頻角頻率Vo放大

是高頻角頻率Vo縮小實(shí)驗(yàn)表明：增益A=A（j)三、增益是頻率的函數(shù)的原因

以單級共E組態(tài)放大器為例說明

C1、C2、CE

F量級，稱為大電容

Cb’e

、Cb’cpF量級，稱為小電容1、中頻段

,大電容視為短路

小電容視為開路放大器的交流通路是阻性網(wǎng)絡(luò)增益A=常數(shù)2、低頻段，大電容不能視為短路

小電容更能視為開路

低頻段放大器的交流通路含有大電容，如下圖所示：

大電容的存在使低頻增益是頻率的函數(shù)3、高頻段

大電容更能視為短路

小電容不能視為開路高頻段放大器的交流通路含有小電容，如下圖所示:

小電容的存在使高頻增益是頻率的函數(shù)§6.2頻響指標(biāo)和頻率失真6.2.1頻率特性函數(shù)A(j)的描述定義:A(j)的極坐標(biāo)形式如下:

其中:

|A(j)|=A()~稱為幅頻特性

()~稱為相頻特性6.2.2頻率響應(yīng)特性指標(biāo)

電容耦合放大器的頻響特性曲線可定性描繪如下：

fL

和fH

的定義:

當(dāng)信號頻率降低或升高使得增益A()下降到中頻增益A0

的1/倍或0.707倍時(shí)對應(yīng)的頻率,分別稱為增益的低端截止頻率fL和高端截止頻率fH.

通頻帶f0.7=

fH

–fLfH

通頻帶的其他叫法：

3dB帶寬半功率頻帶6.2.3放大器的頻率失真一、頻率失真的含義也叫線性失真幅頻失真和相頻失真二、頻率失真與非線性失真的異同相同點(diǎn)：都表現(xiàn)為輸出波形發(fā)生畸變差異：頻率失真的輸出信號中不增加新的頻率成分非線性失真的輸出信號中增加了新的頻率成分三、增益帶寬積GB

定義：GB=|AO

·

f0.7|在一定的條件下

GB=常數(shù)

增益的提高是以犧牲帶寬為代價(jià)或者說

帶寬的擴(kuò)展是以犧牲增益為代價(jià)

§6.3放大器的增益函數(shù)A(S)

討論放大器增益函數(shù)的目的是為了直接根據(jù)放大器電路寫出其增益函數(shù)表達(dá)式,用簡便的方法確定放大器的通頻帶。6.3.1A(S)的一般表達(dá)式放大器是一個(gè)線性時(shí)不變系統(tǒng)Xo(t)

和Xi(t)之間的關(guān)系可用線性常微分方程描述：變換到頻域上，有

進(jìn)行多項(xiàng)式因式分解得

Zii=1,2,········m

叫零點(diǎn)

Pjj=1,2,3,······n叫極點(diǎn)

對于放大器系統(tǒng)，可直接用S代替j得到A(S)，稱為放大器的增益函數(shù)。零、極點(diǎn)的表示方法：6.3.2放大器A(S)的特點(diǎn)

具有線性時(shí)不變系統(tǒng)的特點(diǎn)：1、m

n（物理上可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的屬性）；2、所有Pj

(j=1,2,3,······n)位于S平面的“左開半平面”上，即Pj

(j=1,2,3,······n)是負(fù)實(shí)數(shù)或?qū)嵅繛樨?fù)的共軛復(fù)數(shù)對（穩(wěn)定系統(tǒng)具有的屬性）；3、n=電路中獨(dú)立元件的數(shù)目（實(shí)質(zhì)是獨(dú)立電容C的數(shù)目）如何計(jì)算電路中獨(dú)立電容的數(shù)目？考慮兩種特殊情況A（S）分別在高、中、低頻段獨(dú)自的特點(diǎn)1中頻段A(S)=Ao=常數(shù)低頻段m=n

Zi

(i=1,2,········m)和Pj

(j=1,2,3,······n)的數(shù)值較小高頻段m<n.(3)Zi

(i=1,2,········m)和Pj

(j=1,2,3,······n)的數(shù)值較大全頻段(1)

m<n(2)Zi

(i=1,2,········m)和Pj

(j=1,2,3,······n