模擬電路第四章

1半導(dǎo)體器件2基本放大電路3集成運(yùn)算放大電路4放大電路的頻率響應(yīng)5負(fù)反饋放大電路6信號(hào)處理與波形產(chǎn)生電路7低頻功率放大電路8直流電源課程內(nèi)容

56學(xué)時(shí)3.5學(xué)分第4章頻率響應(yīng)4.1頻率響應(yīng)概述4.2三級(jí)管的高頻等效模型4.3單管共射放大電路的頻率特性4.4多級(jí)放大電路的頻率特性

3.1頻率響應(yīng)概述uiuouiuo放大器

放大電路的頻率響應(yīng)是指輸出隨頻率連續(xù)變化的穩(wěn)態(tài)(不隨時(shí)間的流逝而消失的)響應(yīng)。

（1）放大倍數(shù)（增益）的大?。ǚ担╇S頻率變化的特性稱為幅頻特性，根據(jù)這個(gè)特性描繪的曲線即為幅頻特性曲線。

（2）放大倍數(shù)（增益）的相角隨頻率變化的特性稱為相頻特性，根據(jù)這個(gè)特性描繪的曲線即為相頻特性曲線。

頻率響應(yīng)或頻率特性，是幅頻特性和相頻特性統(tǒng)稱。放大電路會(huì)產(chǎn)生頻率響應(yīng)的原因是電路中存在著電感電容這些阻抗會(huì)隨頻率變化的電抗元件。例如，在如下圖所示的電路網(wǎng)絡(luò)中：輸入信號(hào)U的幅度相位不變時(shí)，由于電容的存在，輸出信號(hào)UR的幅度和相位會(huì)隨著頻率的變化而變化。IURUCU

如下右圖所示，當(dāng)輸入電壓信號(hào)U幅度相位均無變化，僅頻率f增大時(shí)，電容電抗XC減小，UC減小,此時(shí)輸出信號(hào)UR的幅度增大，相位角改變，產(chǎn)生頻率響應(yīng)。

典型單級(jí)共射放大電路的幅頻和相頻特性圖如下所示：

為了工程上表示方便，更多時(shí)候，頻率響應(yīng)會(huì)采用對(duì)數(shù)坐標(biāo)。以這種方法表示的頻率特性圖被稱作是波特圖。波特圖

采用對(duì)數(shù)坐標(biāo)的幅頻特性和相頻特性圖統(tǒng)稱為波特圖。（1）波特圖由對(duì)數(shù)幅頻特性和對(duì)數(shù)相頻特性兩部分組成。（2）波特圖橫軸采用對(duì)數(shù)刻度lgf；幅頻特性的縱軸采用20lg|Au|，即增益表示，單位是分貝(dB);相頻特性的縱軸仍用φ表示。

為了能更好的理解放大電路的頻率響應(yīng)要領(lǐng)，有必要先分析單極無源RC電路的頻率響應(yīng)、波特圖。

無源RC電路的頻率響應(yīng)1.高通電路無源RC電路的頻率響應(yīng)1.高通電路（1）幅頻特性fL0.1fL0.01fLlgf20lg|Au|/dB0-40-2020dB/十倍頻10fL100fL.波特圖縱坐標(biāo)波特圖橫坐標(biāo)（2）相頻特性波特圖縱坐標(biāo)波特圖橫坐標(biāo)fL0.1fL0.01fL10fLφ90045000lgf.45度/十倍頻RC高通電路：有下限截止頻率fL，頻率越低，衰減越大，相移越大無源RC電路的頻率響應(yīng)1.低通電路無源RC電路的頻率響應(yīng)1.低通電路（1）幅頻特性波特圖縱坐標(biāo)波特圖橫坐標(biāo)0.1fHfH10fH-400-20-3dB-20dB/十倍頻.20lg|AU|/dBlgf（2煩）相仆頻特賺性波特眨圖縱坐標(biāo)波特段圖橫坐標(biāo)RC低通電豈路：有上限匯截止尼頻率fH，頻率越高，衰減越大，相移越大0.逮1fHfH10做fH00-4訓(xùn)50-9跳00.φ-4找5度壺/十夏倍頻lgf第4章游頻引率響等應(yīng)4.1剝頻眾率響待應(yīng)概匙述4.2三級(jí)管的高頻尼等效重模型4.3單管推共射放釀大電路的頻純率特濟(jì)性4.4坦多引級(jí)放渡大電栽路的建頻率使特性在研園究單酬級(jí)共溜射放閑大電隨路的徐頻率煙特性劍時(shí)，館電容即效應(yīng)萌不可草忽略率，需圣將三極傘管用混合撇π等效鋒模型代替骨，且耦合狡電容，不可簡(jiǎn)單熟看成短路，處檔理后謙的電燒路圖幣如下音所示券：混合π型等棍效電洽路中頻時(shí),C1,C'π均可忽略;低頻時(shí),C1不可滔忽略,C'π看成斷路；高頻時(shí),C1看短路,C'π不可幻玉忽略。1.中頻時(shí)單駛級(jí)共枕射放端大器嫌的頻棵率特賞性4.3單管鏈共射放挖大電路的頻拒率特姨性中頻時(shí),C1看成短路,C'π看成斷路好，均可忽略。中頻等效污電路銀放大鳥倍數(shù)與頻瓶率無席關(guān)其中2.低頻時(shí)單叼級(jí)共楚射放陡大器乏的頻兇率特壘性3.桑3單管車共射放靈大電路的頻詢率特貫性低頻時(shí),C1不可星忽略,C'π看成斷路饒，可忽略。其中低頻等效苗電路泡放大猛倍數(shù)克表達(dá)須式與R擾C高通電路憐一致,耦合電容濃影響下限動(dòng)截止舍頻率fL0.厘1fL0.匯01邊f(xié)L10腸fLφ-9鋪00-1分350-1爛800lg版f.fL0.權(quán)1fL0.爽01職fLlg艱f0-4朽0-2何0-3灣dB20神dB辮/十炮倍頻10糠fL10尊0fL.20暑lg|A/垃Aum|如前宏所述完，低頻時(shí)單鹿級(jí)共拌射放那大器線的波金特圖傳和RC高通電路一致蔥，如但下圖器所示欄（注減意波障特圖洞縱坐暢標(biāo)）：4.3單管旨共射放俊大電路的頻他率特抵性1.高頻時(shí)單見級(jí)共體射放闖大器吩的頻昆率特煌性4.3單管原共射放爬大電路的頻闊率特序性高頻時(shí),C1看成短路,可艙忽略治；C'π不可忽略。其中高頻等效吊電路夠放大磨倍數(shù)而表達(dá)摘式與R付C低通電路蝴一致，極錫間電斤容影響上限彎截止惑頻率如前處所述鏟，高頻時(shí)單安級(jí)共殖射放器大器撲的波愁特圖揭和RC低通電路一致扭，如且下圖命所示羞（注涂意波給特圖固縱坐請(qǐng)標(biāo)）把：4.3單管物共射放召大電路的頻乘率特蠶性-4懂00-2夕0-3甘dB-2比0d榆B/餡十倍團(tuán)頻0.榜1fHfH10溪fH-1澆800-2圈250-2京700.φ-4消5度在/十旦倍頻20最lg緞(A座/Aum)lg科flg齒fφ將中挨頻、制低頻聯(lián)和高蟻頻的憲放大尾倍數(shù)慌綜合褲，可絡(luò)得共啟發(fā)射翅極基它本放泳大電瀉路在喬全部巷頻率輸范圍勇內(nèi)放受大倍猾數(shù)的縱表達(dá)但式。圖4-16共射盾極放臨大電兇路的緊幅頻設(shè)和相以頻特榨性曲問線作圖糧關(guān)鍵愧點(diǎn)例1一個(gè)美單管渣放大雨電路稻的頻才率特工性，彩當(dāng)f=5吧kH等z、卸10干kH卸z、肯20司kH歸z、凳30霞kH征z、何40鼠kH蜜z時(shí)責(zé)，電膀壓放授大倍伸數(shù)均圍為1轎00肚，而牢當(dāng)f＝5俘00囑kH感z時(shí)挺，電便壓放波大倍藍(lán)數(shù)降文為1勵(lì)0。屯試問摘上限掩頻率原為多規(guī)大？解：厲當(dāng)f=5李kH袍z至40咽kH烘z時(shí)視，電趕壓放俗大倍里數(shù)均嘩為1喂00壟，即猜中頻嶄放大攀倍數(shù)托為1若00鄉(xiāng)豐，Gm=2閘0l組g(拆10窗0)桃=4源0d倍B當(dāng)f＝5企00犯kH見z時(shí)趨，電遵壓放透大倍擔(dān)數(shù)為猜10斑，G50辱0k=2吼0l跡g(耗10言)=架20催，恰緞好比健40碌dB喚下降岡了2詢0d把B。單管以放大藍(lán)電路昌的幅菠頻特事性在臭過fH后，f每上暑升1拒0倍冤，增刑益下因降2掠0d種B，縮慧即對(duì)艘數(shù)幅短頻特寺性此回區(qū)間注為（潑-2脂0d妖B/掩十倍扁頻）亭的直社線。所以fH=謹(jǐn)50壤0k趕Hz晨/1嫂0=條5泊0k淡Hz果。例2某放唯大電哲路的腐電壓濕放大辦倍數(shù)餓的復(fù)歷數(shù)表門達(dá)式影為（1日）中鏡頻電沉壓放汽大倍歉數(shù)為粉多少涉?（答2）枯轉(zhuǎn)折總頻率團(tuán)為多奪少?解：解：深（1道）中監(jiān)頻電漿壓放懸大倍則數(shù)為煌10姜0歇（2來）三車個(gè)轉(zhuǎn)持折頻雙率：乘轉(zhuǎn)折禾頻率一為2怨Hz風(fēng)，轉(zhuǎn)扶折頻返率二為1協(xié)00據(jù)Hz章，轉(zhuǎn)鉗折頻晉率三為1姑05Hz聽，報(bào)帶寬座為1語00割Hz謹(jǐn)?shù)?點(diǎn)05Hz鄙）第4章蘆頻桐率響承應(yīng)4.1慌頻雄率響鋒應(yīng)概達(dá)述4.2三級(jí)管的高頻沈等效慎模型4.3單管坦共射放傅大電路的頻充率特打性4.4喚多閘級(jí)放抽大電或路的優(yōu)頻率本特性4.4絨多件級(jí)放猴大電集路的治頻率鳳特性對(duì)于挨多級(jí)依放大汽電路羅的放灘大倍嗽數(shù)有汪：則多恒級(jí)放洪大電給路的姻頻率敲特性瞇表達(dá)齊式如胖下：根據(jù)六以上騙公式蛇，可姥以得夾到：經(jīng)過一級(jí)放大袋電路罪后，搏其轉(zhuǎn)覽折頻霉率之墾外增斃益變?yōu)?2竟0d競(jìng)B/楚十倍萍頻經(jīng)過兩級(jí)放大治電路雀后，局其轉(zhuǎn)餡折頻紡率之教外增溜益變或?yàn)?4左0d世B/倉(cāng)十倍狐頻經(jīng)過三級(jí)放大郊電路排后，旗其轉(zhuǎn)刺折頻戀率之釘外增棗益變怪為-6似0d穗B/竿十倍界頻以此夸類推4.4丹多極級(jí)放械大電趙路的槐頻率慰特性假定悅兩個(gè)撥完全憑一樣綢的電遷路級(jí)盟連Au=Au1*Au2fLifHiAuf10攻070穿.710隨00橋050連0070墊70fLfH84撫.1當(dāng)各術(shù)級(jí)放吐大電連路的轉(zhuǎn)折赴頻率敢相同答或很憂接近時(shí)，荷多級(jí)灑放大押電路腰的下限勒頻率希升高，上限樸頻率攤降低，總通物頻帶鴨變窄。而對(duì)塘于多意級(jí)放驕大電說路幅泉頻特填性的員上下邪限截描止頻側(cè)率、非通頻寶帶等檔其他喬關(guān)鍵亂點(diǎn)，零有如租下結(jié)漠論：當(dāng)各界級(jí)放光大電盲路的下限千頻率火相同惡或很簡(jiǎn)接近時(shí)，及多級(jí)辯放大悲電路遺的下躁限頻考率按謊下式賄計(jì)算獄：當(dāng)其安中一級(jí)西放大借電路轉(zhuǎn)的下限浩頻率遠(yuǎn)大于其臺(tái)它各級(jí)裁的下頃限頻唯率時(shí)，則理多級(jí)潔放大窄電路紫的下限鼻頻率近似等于刺該級(jí)放大攝電路縱的下限析頻率。當(dāng)各拳級(jí)放農(nóng)大電司路的上限臥頻率陰相同雨或很串接近時(shí)，只多級(jí)慨放大板電路率的上臂限頻獄率按跳下式蜂計(jì)算：當(dāng)其夏中一級(jí)粉放大紅電路柄的上限既頻率遠(yuǎn)小于其徒它各級(jí)程的上餃限頻套率時(shí)，則票多級(jí)珍放大僅電路爭(zhēng)的上限候頻率近似等于爽該級(jí)放大退電路糠的上限穴頻率。例3某電駁路的政各級(jí)霧均為威共發(fā)師射極殃放大胡電路每，其砌對(duì)數(shù)哄幅頻妖特性龜如圖討，試求解其上下厘限截釀止頻歷率fH和fL，以及她電壓虧放大