第三章4 放大電路的頻率響應(yīng)

3.12

放大電路的頻率響應(yīng)3.12.1

頻率響應(yīng)的基本概念3.12.3

放大器的低頻響應(yīng)3.12.2

單級共射放大器的高頻響應(yīng)3.12.4

多級放大電路的頻率響應(yīng)13-12-1頻率響應(yīng)的基本概念

實(shí)際信號為正弦信號的疊加：以前討論電路的輸入為正弦信號：即：3.12

放大電路的頻率響應(yīng)2一、頻率失真（線性失真）對不同頻率的信號增益不同，產(chǎn)生的失真。基波二次諧波輸入信號輸出信號基波二次諧波幅度失真：3-12-1頻率響應(yīng)的基本概念放大倍數(shù)不同3一、頻率失真（線性失真）對不同頻率的信號產(chǎn)生相移不同，引起的失真?；ǘ沃C波輸入信號輸出信號基波二次諧波相位失真：3-12-1頻率響應(yīng)的基本概念相移不同4二、線性失真和非線性失真線性失真線性元件非線性失真非線性元件電阻、電容、電感半導(dǎo)體器件起因不同不產(chǎn)生新頻率分量

產(chǎn)生新頻率分量結(jié)果3-12-1頻率響應(yīng)的基本概念5幅度特性相位特性傳遞函數(shù)頻域三、不失真條件3-12-1頻率響應(yīng)的基本概念6四、

頻率響應(yīng)的特性及帶寬定A.頻率響應(yīng)電壓增益可表示為在輸入正弦信號情況下，輸出隨輸入信號頻率連續(xù)變化的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)，稱為放大電路的頻率響應(yīng)。或?qū)憺槠渲?3dB頻率點(diǎn)（半功率點(diǎn)）3dB頻率點(diǎn)（半功率點(diǎn)）

根據(jù)放大器所放大的信號不同，最大容許值有所不同。 對于為人們感官所直接感受的信號，如人耳感受音響，人眼感受光亮等．當(dāng)聲或光的功率的變化不超過一倍時(shí)．不會(huì)給人造成以感覺上明顯的變化。因此，人們確定一個(gè)半功率點(diǎn)作為放大倍數(shù)下降的最大容許值。 對于某些專用放大器，例如微波接力通信設(shè)備中的中頻放大器，在信號占據(jù)的頻率內(nèi)，即70MHz±6MHz的頻率范圍內(nèi)，放大倍數(shù)的幅模變化只容許幾個(gè)百分點(diǎn)。對相頻特性的要求，容許的時(shí)延差不得超過±1ns。四、

頻率響應(yīng)的特性及帶寬定8C.帶寬

其中普通音響系統(tǒng)放大電路的幅頻響應(yīng)高頻區(qū)中頻區(qū)低頻區(qū)3dB頻率點(diǎn)（半功率點(diǎn)）3dB頻率點(diǎn)（半功率點(diǎn)）四、

頻率響應(yīng)的特性及帶寬定

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fH3dB帶寬、半功率頻帶9D、增益帶寬積GB

定義：

GB=|AuI

·BW|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)

四、

頻率響應(yīng)的特性及帶寬定10E.頻率響應(yīng)的描述方法波特圖四、

頻率響應(yīng)的特性及帶寬定11頻率響應(yīng)描述量描述方法波特圖研究意義幅度失真相位失真E.頻率響應(yīng)的描述方法12高頻區(qū)中頻區(qū)低頻區(qū)E.頻率響應(yīng)的描述方法大電容小電容純電阻13因

值隨頻率升高而降低，高頻下不能采用H

參數(shù)等效電路。B

EBCrbb

rb

erb

cCb

cCb

eCb

e

：不恒定，與工作狀態(tài)有關(guān)Cb

c

：幾pF，限制著放大器頻帶的展寬3-12-2單級共射放大器的高頻響應(yīng)一、晶體管的頻率參數(shù)和高頻等效電路1、高頻等效電路混合π型等效電路re和rc較小而被忽略。14一、晶體管的頻率參數(shù)和高頻等效電路1、高頻等效電路混合π型等效電路a）、re和rc較小而被忽略。b)、gm為跨導(dǎo)，它不隨信號

頻率的變化而變。B

EBCrbb

rb

erb

cCb

cCb

e15晶體管簡化的高頻等效電路162、電流放大倍數(shù)的頻率響應(yīng)從IEQ估算從手冊查得17電流放大倍數(shù)的頻率特性曲線18

=0.707

0共發(fā)射極截止頻率—f

f

f

o0.707

o1fTO3、晶體管的頻率參數(shù)19共基極截止頻率—f

20特征頻率—

fT214、晶體管單級放大電路的高頻特性+UCCRCC1C2VoRL++RB1RB2RSVS?1)中頻特性C1、C2

可視為短路極間電容可視為開路22EBB

Crbb

rb

eCb

eCb

cR

LRS?US???rbb

EBB

Crb

eCb

eR

LCMRSUS????密勒等效單級放大器的高頻特性(C1，C2

視為短路)23密勒定理24由密勒定理得25EBB

Crbb

rb

eCb

eCb

cR

LRS?US???rbb

EBB

Crb

eCb

eR

LCMRSUS????密勒等效(C1，C2

視為短路)在輸出回路略去Cb

cR

L

=RC//RL

H=1/RCfH

=1/2

RCCM=(1+gmR

L

)Cb

c單級放大器的高頻特性26??????Rt

=(RS+r

bb

)//rb

eCt=Cb

e+CM=Cb

e+(1+gmR

L

)Cb

c結(jié)論：頻率升高，Au

減小輸出相位滯后rbb

EBB

Crb

eCb

eR

LCMRSUS????式中：27BJT一旦確定，帶寬增益積基本為常數(shù)(常數(shù))增益帶寬積G

BW=283-12-3單級放大器的低頻特性+UCCRCC1C2TRL++RB1RB2RSUS?1.中頻特性C1、C2

可視為短路極間電容可視為開路293-12-3單級放大器的低頻特性+UCCRCC1C2VRL++RB1RB2RSUS?2.低頻特性：極間電容視為開路耦合電容C1、C2與電路中電阻串聯(lián)容抗不能忽略30?????????R

B>>rbe??31存在電容CE時(shí)+UCCRCC1C2TRL++RB1RB2RSUS?32?????結(jié)論:頻率降低,Aus

隨之減小,輸出比輸入電壓相位超前。333-112-4場效應(yīng)管放大器的高頻響應(yīng)1.場效應(yīng)管的小信號等效模型343-112-4場效應(yīng)管放大器的高頻響應(yīng)2.共源極放大電路的高頻響應(yīng)353-112-4場效應(yīng)管放大器的高頻響應(yīng)36完整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、低頻段和高頻段畫在同一張圖上就得到了如圖所示的完整的頻率特性（波特）圖。

共射電路完整波特圖實(shí)際上，同時(shí)也可得出單管共射電路完整的電壓放大倍數(shù)表達(dá)式，即:37共射放大電路的頻率特性f-180°fHfL-225°-270°ffHfL-135°-90°（1）通頻帶：（2）帶寬-增益積：│fbw×AuO│三極管一旦確定，帶寬增益積基本為常數(shù)383-12-5多極放大電路的頻率響應(yīng)1.多級放大電路的增益?

前級的開路電壓是下級的信號源電壓?

前級的輸出阻抗是下級的信號源阻抗?

下級的輸入阻抗是前級的負(fù)載393-12-4

多級放大器的頻率響應(yīng)如果放大器由多級級聯(lián)而成，那么，總增益40完整的單管共射放大電路的頻率特性411、多級放大器的上限頻率fH

設(shè)單級放大器的增益表達(dá)式為42式中，|AUI|=|AUI1||AUI2|…|AUIn|