第五章频率特性-52课件

5.2 放大器的频率特性放大器的频率特性放大器电路中包含的非线性元件主要有：放大器电路中包含的非线性元件主要有：不同类型的电容的在不不同类型的电容的在不同频率下所呈现的容值同频率下所呈现的容值相差很大相差很大 耦合电容耦合电容旁路电容旁路电容结电容结电容引线分布电容引线分布电容5-2-1 放大器的低频响应放大器的低频响应单管共射放大电路的频率响应单管共射放大电路的频率响应Av 与与 f 无关；无关；与电路中电阻构成与电路中电阻构成 RC 高通电路；高通电路；高高频频段段：三三极极管管极极间间电电容容并并联联在在电电路路中中 Av 降低降低。中频段：中频段：各种电抗影响忽略各种电抗影响忽略低频段：低频段：隔直电容压隔直电容压降增大降增大 Av 降低降低构成构成 RC 低通电路低通电路共射极阻容耦合放大器电路共射极阻容耦合放大器电路低频小信号低频小信号等效电路等效电路电路简化电路简化 ：假设假设输入侧的简化：输入侧的简化：输入侧的等效电容：输入侧的等效电容：输出侧的简化：输出侧的简化：简化简化电路电路 ：低频增益低频增益:低频响应的转折频率低频响应的转折频率放大器的下限频率：放大器的下限频率：阻容耦合放大器的低频响应分析方法阻容耦合放大器的低频响应分析方法:（1）首先画出小信号等效电路并）首先画出小信号等效电路并进行简化；进行简化；（2）求）求（3）找到频率响应的转折频率，）找到频率响应的转折频率，取所有转折频率中值最大的一个取所有转折频率中值最大的一个作为作为静态工作点静态工作点例例5.2试求试求解：解：画低频小信号等效电路画低频小信号等效电路电路变换电路变换结论：结论：输出回路：诺顿输出回路：诺顿戴维南戴维南求频响表达式求频响表达式确定确定 f L（BW）5.2.2 放大器的高频响应放大器的高频响应（三极管的频率参数）（三极管的频率参数）1共发射极放大器的高频响应共发射极放大器的高频响应模型的引出模型的引出 1）晶体三极管的频率参数）晶体三极管的频率参数模型简化模型简化模型参数的获得模型参数的获得(1)2个电容个电容 f T 特征频率，查手册特征频率，查手册(2)2个电阻个电阻(3)互导互导gm 的的频率响应频率响应由由H H参数可知参数可知低频时低频时在有效频段内，在有效频段内，的幅频响应的幅频响应令令2）密勒定理和密勒电容）密勒定理和密勒电容（1）密勒定理）密勒定理利用密勒定理将跨接在输入输出利用密勒定理将跨接在输入输出端的阻抗单向化近似，可大大简化放端的阻抗单向化近似，可大大简化放大电路频率特性的分析大电路频率特性的分析 其对输入端、输出端的影响可用并接其对输入端、输出端的影响可用并接在输入端的在输入端的Y1(s)和和输出端的输出端的Y2(s)来等效来等效（2）密勒电容）密勒电容密勒电容密勒电容CM1：密勒倍增因子：密勒倍增因子：3）共发射极放大器的高频响应）共发射极放大器的高频响应例例5.3已知已知:分析过程：分析过程：求静态工作点求静态工作点画小信号等效电路画小信号等效电路(保留电容保留电容)f(Hz)Xc1X c b eX c b c 13185 6805M 318471M 10318.5 681M 31847M 10031.85 68.1M 3185M 1k3.2 6.81M 319M 10k0.32 681k 31.9M 100k0.032 68.1k 3.19M 1M3.2m 6.81k 319k 10M0.32m 681 32k 100M0.03m 68.1 3.2k 计算电容的电抗：计算电容的电抗：中频区中频区隔直电容短路（隔直电容短路（X 0）结电容开路（结电容开路（X ）低频区：低频区：（低频响应）（低频响应）隔直电容必须考虑隔直电容必须考虑结电容开路（结电容开路（X ）C f L BW 高频区：高频区：（高频响应）（高频响应）隔直电容短路（隔直电容短路（X 0）结电容必须考虑结电容必须考虑C f H BW 电路变换电路变换(a)R b=300k R s=500 密勒电容密勒电容CM密勒效应密勒效应(d)输出回路：诺顿输出回路：诺顿戴维南戴维南确定确定 f H、f L（BW）求频响表达式求频响表达式高频增益高频增益中频增益中频增益完整的频响表达式及波特图完整的频响表达式及波特图完整的频响表达式及波特图完整的频响表达式及波特图增益带宽积增益带宽积GBW：定义：定义：中频区增益与频带宽度乘积的绝对中频区增益与频带宽度乘积的绝对值值评价放大器性能的另一指标评价放大器性能的另一指标5.4 负反馈放大器的频率响应和稳定性负反馈放大器的频率响应和稳定性5.4.1 负反馈对放大电路频率特性的影响负反馈对放大电路频率特性的影响 引入负反馈会造成放大器引入负反馈会造成放大器中频增中频增益的减小益的减小，却能有效地，却能有效地拓展拓展放大器的放大器的带宽带宽。引入负反馈以后，放大器的通频带变为引入负反馈以后，放大器的通频带变为:5.4.2 负反馈放大电路的稳定性负反馈放大电路的稳定性1.负反馈放大电路自激振荡的条件负反馈放大电路自激振荡的条件1)自激振荡现象自激振荡现象 放大电路即使没有外加输入信号也放大电路即使没有外加输入信号也有输出信号，放大电路的这种状态称为有输出信号，放大电路的这种状态称为自激振荡。自激振荡。引入引入负负反馈反馈 正正反馈反馈?信号信号 f 结电容的结电容的RC低通电路低通电路 相位滞后相位滞后（附加相移附加相移 ）中频区的负反馈中频区的负反馈 高频区的高频区的正反馈正反馈噪声和干扰噪声和干扰 包含宽广的频率成分包含宽广的频率成分2)产生原因产生原因3)自激振荡条件自激振荡条件闭环增益闭环增益2.稳定工作条件稳定工作条件 当放大电路同时达到自激振荡的当放大电路同时达到自激振荡的振幅振幅条件和相位条件条件和相位条件时，电路才会自激。时，电路才会自激。负反馈放大电路稳定的判断方法负反馈放大电路稳定的判断方法稳定工作条件稳定工作条件一般要求一般要求幅值交界频率幅值交界频率相角交界频率相角交界频率稳定工作条件稳定工作条件