模电5-放大电路频率特性

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第五章 放大电路的频率特性,频率响应的一般概念，三极管混合,参数等效电路，放大器的频率特性分析。,本章主要内容：,返 回,前 进,1,5.1 频率特性概念,1放大器频率特性曲线,放大器的放大倍数与所放大信号的频率有关：频率较小、较大时，放大倍数均变小、且相位随之变化，只有当频率适中（中频）时放大倍数为一常量。如下式所示。,A,=,Ae,j,.,频率特性曲线如下所示。,2,下限频率f,L,上限频率f,H,通频带BW = f,H,- f,L,f,H,3,2放大器频率失真,当输入信号含有多个频率，不同频率信号放大倍数不同，可导致输出波形产生频率失真。,4,2,波特（Bode）图,波特图即对数频率特性图可以在较小的视野内反映较大的频率变化情况。,放大器的幅频特性曲线采用波特图：横坐标是频率的对数lgf、纵坐标是电压放大倍数对数的20倍20lgA,u,单位为分贝dB，而相频特性曲线纵坐标不采用对数。,（1）,波特图,5,2,波特（Bode）图,A,u,增大10倍，相应的20lgA,u,增加20dB；,A,u,增大1倍，相应的20lgA,u,约,增加6dB；,A,u,1，相应的20lgA,u,0；,A,u,1，相应的20lgA,u,0,。,（2）A,u,与20lgA,u,的关系,6,3,R,C,高通电路,7,R,C,高通电路波特图,（1）f,f,L,时，,20lgA,u,0dB；,（2）f,f,L,时，,20lgA,u,20lg(f/f,L,)；,（3）f=f,L,时，,20lgA,u,=3dB。,8,4,R,C,低通电路,9,R,C,低通电路波特图,(1),ff,H,时,A,u,1,20lgA,u,0dB,；,(2),ff,H,时,Auf,H,/f,20lgA,u,2,0lg,(f,H,/f),；,(3)f=f,H,时,Au0.707,20lgA,u,=,3dB,。,10,波特图规律小结,（1）幅频特性规律,由两条直线构成：平行于横轴的直线及一条斜线，具体为：,1/(1-jf/f,L,)的波特图为两条直线斜率为20dB/十倍频直线、平行水平轴的直线；1/(1+jf,H,/f)的波特图为两条直线平行水平轴的直线、斜率为20dB/十倍频直线。,上述二直线构成的波特图与实际幅频特性相比，最大误差为3dB，发生在f,L,或f,H,处。,11,波特图规律小结,（2）相频特性规律,由三条直线构成：平行于横轴的两条直线及一条斜线，具体为：,1/(1-jf/f,L,)的波特图为0、90两条平行水平轴的直线及斜率为45/十倍频的直线；1/(1+jf,H,/f)的波特图为0、90两条平行水平轴的直线及斜率为45/十倍频的直线。,上述三直线构成的波特图与实际相频特性相比，最大误差为5.71，发生在f,L,或f,H,处。,12,1的波特图,三极管的与频率有关，具体为,=,0,/(1+jf/f,),，,f,为三极管下降至,0.707,0,时的频率。,13,2几个频率参量,（1）共射截止频率f,下降至0.707,0,时的f值。,（2）特征频率f,T,下降至1时的f值。,（3）共基截止频率f,下降至0.707,0,时的f值。,（4）关系,f,T,=,0,f,f,=(1+,0,) f,f,f,T,f,14,5.2 晶体管的高频等效模型,1,三级管混合参数等效电路,三极管内部的实际体现。,（1）,混合参数等效电路,15,（2）简化,混合参数等效电路,r,b c,、r,ce,较大，可略去,。再用密勒定理变换，,得到,下,图所示的简化混合参数等效电路：,C,b,e,g,m,/(2f,T,) K=-g,m,R,C,16,（3）,参数等效电路,与h参数等效电路的对比,中低频时，电容影响忽略，简化混合参数等效电路即化为简化h参数等效电路：,r,b,e,=（1+）26/I,E,g,m,=/r,b,e,I,E,/26,17,5.4,单管放大电路的频率响应,放大电路如右图所示，其混合参数等效电路如下图所示：,18,（1）,中频特性,C,1,容抗较小看作短路；极间电容容抗较大看作开路,：,19,（2）,低频特性,略去,C和,（K-1）C,b,e,/K,低频段最大附加相移为+90,0,20,（3）高,频特性,电容C,1,可略去,，并用,戴维南定理将电路等效,为：,高频段最大附加相移为-90,0,21,（4）,频率特性波特图,全部频段的放大倍数可近似表示为：,(5.4.10),波特图如右所示,：,见课本例5.4.1,22,例:已知某放大电路电压增益的频率特性表达式为,(式中f的单位为Hz)试求该电路的上、下限频率，中频电压增益的分贝数，输出电压与输入电压在中频区的相位差。,解:,f,H,=100kHz,f,L,=10Hz,A,VM,=40dB,相位差为0.,23,5.5,多级放大电路的频率响应,多级放大倍数与各单级放大倍数关系为：,这种关系决定了多级放大器通频带比每一级的通频带都窄。,24,两级放大倍数与单级放大倍数波特图对比 。对两个具有相同频率特性的单管放大电路，f,L,1.56f,L1;,f,H,0.643f,H1,见课本243页例5.5.1,25,作业,思考题：5.4.1、5.5.1,习题：5.2、5.5,26,