模電放大電路頻率特性

模電放大電路頻率特性第1頁，共26頁，2023年，2月20日，星期五5.1頻率特性概念1．放大器頻率特性曲線放大器的放大倍數(shù)與所放大信號的頻率有關(guān)：頻率較小、較大時，放大倍數(shù)均變小、且相位隨之變化，只有當(dāng)頻率適中（中頻）時放大倍數(shù)為一常量。如下式所示。A

=

Aejφ

.頻率特性曲線如下所示。第2頁，共26頁，2023年，2月20日，星期五下限頻率fL

上限頻率fH通頻帶BW=fH-fL≈fH

第3頁，共26頁，2023年，2月20日，星期五2．放大器頻率失真當(dāng)輸入信號含有多個頻率，不同頻率信號放大倍數(shù)不同，可導(dǎo)致輸出波形產(chǎn)生頻率失真。第4頁，共26頁，2023年，2月20日，星期五2．波特（Bode）圖波特圖即對數(shù)頻率特性圖——可以在較小的視野內(nèi)反映較大的頻率變化情況。放大器的幅頻特性曲線采用波特圖：橫坐標(biāo)是頻率的對數(shù)lgf、縱坐標(biāo)是電壓放大倍數(shù)對數(shù)的20倍20lgAu——單位為分貝dB，而相頻特性曲線縱坐標(biāo)不采用對數(shù)。（1）波特圖第5頁，共26頁，2023年，2月20日，星期五2．波特（Bode）圖

Au增大10倍，相應(yīng)的20lgAu增加20dB；

Au增大1倍，相應(yīng)的20lgAu約增加6dB；

Au＞1，相應(yīng)的20lgAu＞0；

Au＜1，相應(yīng)的20lgAu＜0。

（2）Au與20lgAu的關(guān)系第6頁，共26頁，2023年，2月20日，星期五3．R

C高通電路第7頁，共26頁，2023年，2月20日，星期五R

C高通電路波特圖（1）f＞＞fL時，20lgAu≈0dB；（2）f＜＜fL時，20lgAu≈20lg(f/fL)；（3）f=fL時，20lgAu=－3dB。第8頁，共26頁，2023年，2月20日，星期五4．R

C低通電路第9頁，共26頁，2023年，2月20日，星期五R

C低通電路波特圖(1)f＜＜fH時,Au≈120lgAu≈0dB；(2)f＞＞fH時,Au≈fH/f20lgAu≈－20lg(fH/f)；(3)f=fH時,Au≈0.70720lgAu=－3dB。

第10頁，共26頁，2023年，2月20日，星期五波特圖規(guī)律小結(jié)（1）幅頻特性規(guī)律由兩條直線構(gòu)成：平行于橫軸的直線及一條斜線，具體為：

1/(1-jf/fL)的波特圖為兩條直線——斜率為20dB/十倍頻直線、平行水平軸的直線；1/(1+jfH/f)的波特圖為兩條直線——平行水平軸的直線、斜率為－20dB/十倍頻直線。上述二直線構(gòu)成的波特圖與實際幅頻特性相比，最大誤差為3dB，發(fā)生在fL或fH處。第11頁，共26頁，2023年，2月20日，星期五波特圖規(guī)律小結(jié)（2）相頻特性規(guī)律由三條直線構(gòu)成：平行于橫軸的兩條直線及一條斜線，具體為：

1/(1-jf/fL)的波特圖為0°、90°兩條平行水平軸的直線及斜率為－45°/十倍頻的直線；1/(1+jfH/f)的波特圖為0°、－90°兩條平行水平軸的直線及斜率為45°/十倍頻的直線。上述三直線構(gòu)成的波特圖與實際相頻特性相比，最大誤差為5.71°，發(fā)生在fL或fH處。第12頁，共26頁，2023年，2月20日，星期五1．β的波特圖三極管的β與頻率有關(guān)，具體為β=β0/(1+jf/fβ)，fβ為三極管β下降至0.707β0時的頻率。

第13頁，共26頁，2023年，2月20日，星期五2．幾個頻率參量（1）共射截止頻率fββ下降至0.707β0時的f值。（2）特征頻率fTβ下降至1時的f值。（3）共基截止頻率fαα下降至0.707α0時的f值。（4）關(guān)系

fT=β0

fβfα=(1+β0)fβfβ＜fT＜fα

第14頁，共26頁，2023年，2月20日，星期五5.2晶體管的高頻等效模型1．三級管混合π參數(shù)等效電路三極管內(nèi)部的實際體現(xiàn)。（1）混合π參數(shù)等效電路第15頁，共26頁，2023年，2月20日，星期五（2）簡化混合π參數(shù)等效電路

r′bc

、rce較大，可略去。再用密勒定理變換，得到下圖所示的簡化混合π參數(shù)等效電路：Cb’e≈gm/(2πfT)K=-gmRC

第16頁，共26頁，2023年，2月20日，星期五（3）π參數(shù)等效電路與h參數(shù)等效電路的對比中低頻時，電容影響忽略，簡化混合π參數(shù)等效電路即化為簡化h參數(shù)等效電路：rb’e=（1+β）26/IEgm=β/rb’e≈IE/26第17頁，共26頁，2023年，2月20日，星期五5.4單管放大電路的頻率響應(yīng)放大電路如右圖所示，其混合π參數(shù)等效電路如下圖所示：第18頁，共26頁，2023年，2月20日，星期五（1）中頻特性

C1容抗較小看作短路；極間電容容抗較大看作開路：第19頁，共26頁，2023年，2月20日，星期五（2）低頻特性略去C′和（K-1）Cb’e/K低頻段最大附加相移為+900第20頁，共26頁，2023年，2月20日，星期五（3）高頻特性電容C1可略去，并用戴維南定理將電路等效為：高頻段最大附加相移為-900第21頁，共26頁，2023年，2月20日，星期五（4）頻率特性波特圖全部頻段的放大倍數(shù)可近似表示為：

(5.4.10)波特圖如右所示：見課本例5.4.1第22頁，共26頁，2023年，2月20日，星期五例:已知某放大電路電壓增益的頻率特性表達(dá)式為(式中f的單位為Hz)試求該電路的上、下限頻率，中頻電壓增益的分貝數(shù)，輸出電壓與輸入電壓在中頻區(qū)的相位差。解:fH=100kHzfL=10HzAVM=40dB相位差為0.第23頁，共26頁，2023年，2月20日，星期五5.5多級放大電路的頻率響應(yīng)

多級放大倍數(shù)與各單級放大倍數(shù)關(guān)系為：

這種關(guān)系決定了多級放大器通頻帶比每一級的通頻帶都窄。第24頁，共26頁，2023年，2月20日，星期五

兩級放大倍數(shù)與單級放大倍數(shù)波特圖對