资源描述
3.12 放大电路的频率响应放大电路的频率响应3.12.13.12.1 频率响应的基本概念频率响应的基本概念3.12.33.12.3 放大器的低频响应放大器的低频响应3.12.23.12.2 单级共射放大器的高频响应单级共射放大器的高频响应3.12.43.12.4 多级放大电路的频率响应多级放大电路的频率响应1放 大电 路3-12-1 3-12-1 频率响应的基本概念频率响应的基本概念实际信号为正弦信号的叠加：实际信号为正弦信号的叠加：以前讨论电路的输入为正弦信号：以前讨论电路的输入为正弦信号：即：即：3.12 放大电路的频率响应放大电路的频率响应线性电路叠加原理叠加原理一、频率失真（线性失真）一、频率失真（线性失真）对对不不同同频频率率的的信信号号增增益益不同，产生的失真。不同，产生的失真。基波基波二次谐波二次谐波输入信号输入信号输出信号输出信号基波基波二次谐波二次谐波 幅度失真：幅度失真：3-12-1 3-12-1 频率响应的基本概念频率响应的基本概念放大倍数不同3一、频率失真（线性失真）一、频率失真（线性失真）对对不不同同频频率率的的信信号号产产生生相相移不同，引起的失真。移不同，引起的失真。基波基波二次谐波二次谐波输入信号输入信号输出信号输出信号基波基波二次谐波二次谐波相位失真：相位失真：3-12-1 3-12-1 频率响应的基本概念频率响应的基本概念相移不同4二、线性失真和非线性失真二、线性失真和非线性失真线线 性性失失 真真线线 性性元元 件件非线性非线性失失 真真非线性非线性元元 件件电阻、电容、电感电阻、电容、电感半导体器件半导体器件起因不同起因不同不产生新不产生新频率分量频率分量 产生新产生新频率分量频率分量结结 果果3-12-1 3-12-1 频率响应的基本概念频率响应的基本概念5幅度特性幅度特性相位特性相位特性传递函数传递函数频域频域三、不失真条件三、不失真条件3-12-1 3-12-1 频率响应的基本概念频率响应的基本概念6四、四、频率响应的特性及带宽定频率响应的特性及带宽定A.A.频率响应频率响应电压增益可表示为电压增益可表示为 在在输输入入正正弦弦信信号号情情况况下下，输输出出随随输输入入信信号号频频率率连连续续变变化化的的稳稳态态响应，称为放大电路的频率响应。响应，称为放大电路的频率响应。或写为或写为其中其中73dB 频率点频率点（半功率点）（半功率点）3dB 频率点频率点（半功率点）（半功率点）根据放大器所放大的信根据放大器所放大的信号不同，最大容许值有所不同。号不同，最大容许值有所不同。对于为人们感官所直接对于为人们感官所直接感受的信号，如人耳感受音响，感受的信号，如人耳感受音响，人眼感受光亮等当声或光的人眼感受光亮等当声或光的功率的变化不超过一倍时不功率的变化不超过一倍时不会给人造成以感觉上明显的变会给人造成以感觉上明显的变化。因此，人们确定化。因此，人们确定一个半功一个半功率点作为放大倍数下降的最大率点作为放大倍数下降的最大容许值。容许值。对于某些专用放大器，例如微波接力通信设备中的中频对于某些专用放大器，例如微波接力通信设备中的中频放大器，在信号占据的频率内，即放大器，在信号占据的频率内，即70MHz6MHz的频率范围内，的频率范围内，放大倍数的幅模变化只容许几个百分点。对相频特性的要求，放大倍数的幅模变化只容许几个百分点。对相频特性的要求，容许的时延差不得超过容许的时延差不得超过 1ns。四、四、频率响应的特性及带宽定频率响应的特性及带宽定8C.C.带宽带宽 其中其中普通音响系统放大电路的幅频响应普通音响系统放大电路的幅频响应高频区高频区中频区中频区低频区低频区3dB 频率点频率点（半功率点）（半功率点）3dB 频率点频率点（半功率点）（半功率点）四、四、频率响应的特性及带宽定频率响应的特性及带宽定 当信号频率降低或升高使得增益当信号频率降低或升高使得增益A(A()下降到中频增下降到中频增益益A A0 0 的的0.7070.707倍时对应的频率倍时对应的频率,分别称为增益的低端截止分别称为增益的低端截止频率频率f fL L和高端截止频率和高端截止频率f fH H3dB3dB带宽、带宽、半功率频带半功率频带9四、四、频率响应的特性及带宽定频率响应的特性及带宽定10E.频率响应的频率响应的描述方法描述方法波特图波特图四、四、频率响应的特性及带宽定频率响应的特性及带宽定11频率响应频率响应描述量描述量描述方法描述方法波特图波特图研究意义研究意义幅度失真幅度失真相位失真相位失真E.频率响应的频率响应的描述方法描述方法12高频区高频区中频区中频区低频区低频区E.频率响应的频率响应的描述方法描述方法大电容大电容小电容小电容纯电阻纯电阻13因因 值随频率升值随频率升高而降低，高频高而降低，高频下不能采用下不能采用 H 参数等效电路。参数等效电路。B EBCrbb rb erb cCb cCb eCb e：不恒定，不恒定，与工作状态有关与工作状态有关Cb c：几几 pF，限制，限制着放大器频带的展宽着放大器频带的展宽3-12-2 单级共射放大器的高频响应单级共射放大器的高频响应一、晶体管的频率参数和高频等效电路一、晶体管的频率参数和高频等效电路1、高频等效电路、高频等效电路混合混合型等效电路型等效电路re和rc较小而被忽略。14一、晶体管的频率参数和高频等效电路一、晶体管的频率参数和高频等效电路1、高频等效电路、高频等效电路混合混合型等效电路型等效电路a）、re和和rc较小而被忽略。较小而被忽略。b)、gm为跨导，它不随信号为跨导，它不随信号 频率的变化而变。频率的变化而变。B EBCrbb rb erb cCb cCb e15晶体管简化的高频等效电路晶体管简化的高频等效电路162、电流放大倍数的频率响应、电流放大倍数的频率响应从IEQ估算从手册查得17电流放大倍数的频率特性曲线电流放大倍数的频率特性曲线18 =0.707 0共发射极截止共发射极截止频率频率f f f o0.707 o1fTO3、晶体管的频率参数、晶体管的频率参数19共基共基 极截止极截止频率频率f 20特征频率特征频率 fT214、晶体管单级放大电路的高频特性晶体管单级放大电路的高频特性+UCCRCC1C2VoRL+RB1RB2RSVS1)中频特性中频特性C1、C2 可视为短路可视为短路极间电容可视为开路极间电容可视为开路22EBB Crbb rb eCb eCb cR LRSUSrbb EBB Crb eCb eR LCMRSUS密勒等效密勒等效单级放大器的高频特性单级放大器的高频特性(C1，C2 视为视为短路短路)23密密勒勒定定理理24由密勒定理得由密勒定理得25EBB Crbb rb eCb eCb cR LRSUSrbb EBB Crb eCb eR LCMRSUS密勒等效密勒等效(C1，C2 视为视为短路短路)在输出回路略去在输出回路略去 Cb cR L=RC/RL H=1/RCfH=1/2 RCCM=(1+gmR L)Cb c单级放大器的高频特性单级放大器的高频特性26Rt=(RS+r bb )/rb eCt=Cb e+CM=Cb e+(1+gmR L)Cb c结论：频率升高，结论：频率升高，Au 减小减小 输出相位滞后输出相位滞后rbb EBB Crb eCb eR LCMRSUS式中：式中：27BJT 一旦确定，一旦确定，带宽增益积基本为常数带宽增益积基本为常数(常数常数)增益带宽积增益带宽积G BW=283-12-3 单级放大器的低频特性单级放大器的低频特性+UCCRCC1C2TRL+RB1RB2RSUS1.中频特性中频特性C1、C2 可视为短路可视为短路极间电容可视为开路极间电容可视为开路293-123-12-3 单级放大器的低频特性单级放大器的低频特性+UCCRCC1C2VRL+RB1RB2RSUS2.低频特性：低频特性：极间电容视为开路极间电容视为开路耦合电容耦合电容 C1、C2 与电路中电阻串联与电路中电阻串联容抗不能忽略容抗不能忽略30R B rbe31存在电容存在电容C CE E时时+UCCRCC1C2TRL+RB1RB2RSUS32结论结论结论结论:频率降低频率降低,Aus 随之减小随之减小,输出比输入电压相位超前。输出比输入电压相位超前。333-112-4 场效应管放大器的高频响应场效应管放大器的高频响应1.场效应管的小信号等效模型场效应管的小信号等效模型343-112-4 场效应管放大器的高频响应场效应管放大器的高频响应2.共源极放大电路的高频响应共源极放大电路的高频响应353-112-4 场效应管放大器的高频响应场效应管放大器的高频响应36完整的单管共射放大电路的频率特性完整的单管共射放大电路的频率特性 将前面画出的单管共射放大电路频率特性的中频段将前面画出的单管共射放大电路频率特性的中频段、低频段和高频段画在同一张图上就得到了如图所示低频段和高频段画在同一张图上就得到了如图所示的的完整完整完整完整的频率特性（波特）图的频率特性（波特）图。共射电路完整波特图 实实际际上上，同同时时也也可可得得出出单单管管共共射射电电路路完完整整的的电电压压放放大大倍倍数数表表达达式式，即即:37共射放大电路的频率特性共射放大电路的频率特性f-180fHfL-225-270ffHfL-135-90（1）通频带：）通频带：（2 2）带宽）带宽-增益积：增益积：fbwAuO三极管一旦确定，带宽增益积基本为常数三极管一旦确定，带宽增益积基本为常数383-12-5 多极放大电路的频率响应多极放大电路的频率响应1.多级放大电路的增益多级放大电路的增益 前级的开路电压是下级的信号源电压前级的开路电压是下级的信号源电压 前级的输出阻抗是下级的信号源阻抗前级的输出阻抗是下级的信号源阻抗 下级的输入阻抗是前级的负载下级的输入阻抗是前级的负载393-12-4 多级放大器的多级放大器的频率响应频率响应 如果放大器由多级级联而成，那么，总增益如果放大器由多级级联而成，那么，总增益40完整的单管共射放大电路的频率特性完整的单管共射放大电路的频率特性411、多级放大器的上限频率多级放大器的上限频率fH 设单级放大器的增益表达式为42式中，|AUI|=|AUI1|AUI2|AUIn|为多级放大器中频增益。令432、多级放大器的下限频率多级放大器的下限频率fL 设单级放大器的低频增益为44 解得多级放大器的下限角频率近似式为若各级下限角频率相等，即L1=L2=Ln,则452.多级放大电路的频率响应多级放大电路的频率响应 多级放大电路的通频带比多级放大电路的通频带比 它的任何一级都窄它的任何一级都窄fABM AM A1 B14647p经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量pStudyConstantly,AndYouWillKnowEverything.TheMoreYouKnow,TheMorePowerfulYouWillBe写在最后感谢聆听不足之处请大家批评指导Please Criticize And Guide The Shortcomings结束语讲师：XXXXXX XX年XX月XX日
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