模擬電路第四章

1半導(dǎo)體器件2基本放大電路3集成運算放大電路4放大電路的頻率響應(yīng)5負反饋放大電路6信號處理與波形產(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U的幅度相位不變時，由于電容的存在，輸出信號UR的幅度和相位會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U幅度相位均無變化，僅頻率f增大時，電容電抗XC減小，UC減小,此時輸出信號UR的幅度增大，相位角改變，產(chǎn)生頻率響應(yīng)。

典型單級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，更多時候，頻率響應(yīng)會采用對數(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）波特圖由對數(shù)幅頻特性和對數(shù)相頻特性兩部分組成。（2）波特圖橫軸采用對數(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性4.4坦多引級放渡大電栽路的建頻率使特性在研園究單酬級共溜射放閑大電隨路的徐頻率煙特性劍時，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,C1,C'π均可忽略;低頻時,C1不可滔忽略,C'π看成斷路；高頻時,C1看短路,C'π不可幻玉忽略。1.中頻時單駛級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,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.低頻時單叼級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,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)克表達須式與R擾C高通電路憐一致,耦合電容濃影響下限動截止舍頻率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，低頻時單鹿級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.高頻時單見級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,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，高頻時單安級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)鍵愧點例1一個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時挺，電便壓放波大倍藍數(shù)降文為1勵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，報帶寬座為1語00割Hz謹(jǐn)?shù)?點05Hz鄙）第4章蘆頻桐率響承應(yīng)4.1慌頻雄率響鋒應(yīng)概達述4.2三級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喚多閘級放抽大電或路的優(yōu)頻率本特性4.4絨多件級放猴大電集路的治頻率鳳特性對于挨多級依放大汽電路羅的放灘大倍嗽數(shù)有汪：則多恒級放洪大電給路的姻頻率敲特性瞇表達齊式如胖下：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B/楚十倍萍頻經(jīng)過兩級放大治電路雀后，局其轉(zhuǎn)餡折頻紡率之教外增溜益變或為-4左0d世B/倉十倍狐頻經(jīng)過三級放大郊電路排后，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丹多極級放械大電趙路的槐頻率慰特性假定悅兩個撥完全憑一樣綢的電遷路級盟連Au=Au1*Au2fLifHiAuf10攻070穿.710隨00橋050連0070墊70fLfH84撫.1當(dāng)各術(shù)級放吐大電連路的轉(zhuǎn)折赴頻率敢相同答或很憂接近時，荷多級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。而對塘于多意級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，零有如租下結(jié)漠論：當(dāng)各界級放光大電盲路的下限千頻率火相同惡或很簡接近時，及多級辯放大悲電路遺的下躁限頻考率按謊下式賄計算獄：當(dāng)其安中一級西放大借電路轉(zhuǎn)的下限浩頻率遠大于其臺它各級裁的下頃限頻唯率時，則理多級潔放大窄電路紫的下限鼻頻率近似等于刺該級放大攝電路縱的下限析頻率。當(dāng)各拳級放農(nóng)大電司路的上限臥頻率陰相同雨或很串接近時，只多級慨放大板電路率的上臂限頻獄率按跳下式蜂計算：當(dāng)其夏中一級粉放大紅電路柄的上限既頻率遠小于其徒它各級程的上餃限頻套率時，則票多級珍放大僅電路爭的上限候頻率近似等于爽該級放大退電路糠的上限穴頻率。例3某電駁路的政各級霧均為威共發(fā)師射極殃放大胡電路每，其砌對數(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