15第5章 放大电路频率响应-多级放大电路的频率响应

,*,模拟,电子技术基础,北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院,主讲：赵建辉,第五章 放大电路的频率响应（,2,节课）,5.1,频率响应概述,5.2,晶体管高频等效模型,5.3 FET,等效模型,5.4,单管共射放大电路频率响应,5.5,多级放大电路频率响应,5.6,集成运放的频率响应与补偿,5.7,频率响应与阶跃响应,第,5,章 放大电路的频率响应,本节课,内容,5.,放大电路的频率响应,重点,：频率响应的理解,难点,：,1.,高频等效模型,2.,高频特性分析,3.,高、低特征频率的计算,重点难点,复习,一,.,单级放大电路,频率响应,分析方法,具体分析时,通常分成,三个频段,考虑,:,(1),中频段,:,电容均不考虑,耦合电容,视为短路,极间电容,视为开路。,(2),低频段,:,考虑耦合电容（不忽略）,极间电容视为开路（忽略）,(3),高频段,:,耦合电容视为短路,考虑极间电容（不能忽略）。,这样求得三个频段的频率响应,然后再进行综合。可使,分析过程简,单明了,且有助于从,物理概念,上来理解各个参数对频率特性的影响。,共射基本放大电路的幅频和相频特性曲线,二,.,放大电路,频率响应,描述,以单级放大电路为例,:,上限频率：极间电容回路,（,f,H,),等效,低通,滤波,下限频率：耦合电容回路,（,f,L,),等效,高通,滤波,通 频 带：,f,bw,=,f,H,-f,L,带宽设计：适当选取,单级,最大相移,+90,o,（超前）,拐点,f,L,处相移,45,o,。,三,.,低频,/,高频,响应描述（,波特图,-,对数幅相频特性,）,单级,最大相移,-90,o,（滞后）,拐点,f,H,处相移,-45,o,。,四,.,放大电路,增益带宽积,恒定（普遍性）,上式表明：,BJT,选定后，,增益带宽积基本确定,（普遍性）,增加带宽,，选用,r,bb,小和,C,ob,小的管子，减小,C,所在回路的总体电阻（如：共基接法）,牺牲增益可以扩展带宽（,增益带宽互换性,）,带宽,并不是越大越好,，根据需要设计,/,选择。,（,5.4.15,）,1.,多级,放大电路频率响应如何分析？,2.,与那些,参数,有关（极间电容,/,耦合回路）？,3.,与单级放大电路频响的,联系,？,4.,多级放大频响会带来那些,问题,（,稳定性,）？,5.,如何对频率响应进行,补偿,（超前,/,滞后补偿）？,问题的提出：,5.5,多级放大电路的频率响应,1.,多级放大电路含有,多个,放大管，等效电路中含有多个,C,或,Cgs,决定了存在多个,低通,电路。,2.,多级,阻容,耦合电路含有多个耦合电容或者傍路电容,决定了存在多个,高通,回路,关系：高通,/,低通电路频率响应的,串联（相乘）,5.5.1,多级放大电路频率响应,定性,分析,电压放大倍数,：（串联,）,注意：,放大倍数,复数,，,是,信号频率,的函数,对数幅,-,频和相,-,频特性：,各级放大倍数之,总和,各级相移之,总和,以两级放大电路为例：,显然：增益变大，,带宽减小。,对,N,级放大电路：,则：总放大电路,增益变大，带宽减小，多个,拐点,各级放大倍数：,各级下限频率：,各级上限频率：,放大倍数：,下限频率：,上限频率：,总 带 宽：,5.5.2,截止频率的,定量估算,一,.,下限频率：,二,.,上限频率：,注：,当某级,下,（上）限频率远远,高,（低）于其他,下,（上）限频率时，则放大电路,下,（上）限频率决定于该级,下,（上）限频率。,变大,变小,例题：,5.5.1:,如图，求放大电路上、下限频率及电压放大倍数：,下限频率：一个拐点，,20dB/Dec,说明存在,一个,耦合电容影响下限频率。,上限频率：一个拐点，,-60dB/Dec,说明影响高频的有,三级,放大，每级上限频率均相同：,2*10,5,Hz,。,例题：,5.5.1:,如图，求多级,共射,放大电路上、下限频率及电压放大倍数：,电压放大倍数,：,因此：,公式,(5.5.9),例题：,5.6,(P245),已知某电路放大倍数：,试求,:,画出波特图。,解：,已知,两级,共射放大电路的电压放大倍数,:,求：（,1,）？,f,L,？,f,H,?,（,2,）,画出波特图。,解：,例题：,5.7,波特图：,5.6,集成运放的频率响应与频率补偿,频率补偿,4.3.1 F007,内部电路图,特点：,高增益，低带宽，,多拐点（相移大）,。,1.,直接耦合：,f,L,=0,2.,多级放大：增益高,(10,5,),，,f,H,小,（几,-,几十,Hz,）,3.,集成电路应用,反馈,拓展带宽，,而且必须进行,频率补偿,5.6.1,集成运放,的频率响应,集成运放频率响应：,单位增益带宽,f,c,（,0dB,）,自激振荡,条件：,存在,f,0,使得：,f,o,f,c,而且,f,0,处,相对,中频段,附加相移,达,/,超,180,o,60dB,处相移达到,180,o,.,显然不满足,稳定条件,思路,：改变频率响应，破坏,自激,条件。,使,f,0,远离,f,c,5.6.2,集成运放,的频率补偿,稳定裕度,：,(,f,c,内均稳定,),一,.,滞后补偿,牺牲带宽,减小附加相移,补偿电路,图,5.6.4/,图,5.6.5,二,.,超前补偿,不牺牲带宽，补偿相移,补偿电路,图,5.6.6,相位超前抵消一级滞后网络,0dB,带宽内，,只有,2,个拐点,，,f,无穷大时对应相移最大,180,o,满足稳定条件。,分别从,频域,和,时域,描述电路系统的动态特性，具有内在联系。,5.7,频率响应与阶跃响应,作业,P,：,245,5.25.5,5.16,5.18,