单管放大电路频率特性课件

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,5,章 放大电路的频率特性,5.1,频率响应概述,5.2,晶体管的高频等效模型,5.3,场效应管的高频等效模型,5.4,单管放大电路的频率响应,5.5 多级放大电路的频率响应,重点掌握基本概念和基本规律,第5章 放大电路的频率特性5.1 频率响应概述重点掌握基本,1,5.1 频率响应概述,一、频率响应的概念,1、频率响应,幅度频率响应,相位频率响应,放大电路幅频响应和相频响应统称,放大电路的频率响应。,的,幅值,与,频率,的函数关系,幅频特性,的,相位,与,频率,的函数关系,相频特性,5.1 频率响应概述一、频率响应的概念1、频率响应幅度频率响,2,2、通频带,:,放大电路对不同频率信号的放大能力,耦合电容造成,三极管结电容造成,f,L,下限截止频率,f,H,上限截止频率,通频带：,放大倍数随频率变化曲线,幅频特性曲线,f,f,bw,=,f,H,f,L,2、通频带:放大电路对不同频率信号的放大能力耦合电容造成三,3,3、频率失真,幅频失真和相频失真总称,频率失真,，,线性失真,因放大电路对不同频率信号的,放大倍数,不同，使输出波形产生的失真,幅度频率失真,（幅频失真）,放大电路对不同频率信号的,相移,不同，使输出波形产生失真,相位频率失真,（相频失真）,3、频率失真 幅频失真和相频失真总称频率失真，线性失真 因放,4,二、分析方法,由,对数幅频特性,和,对数相频特性,两部分组成;,横轴,f,采用对数坐标,;,幅频特性的纵轴采用,20lg|,u,|,，,单位是分贝,(dB),;,相频特性的纵轴仍用,表示,。,用,近似折线,代替实际曲线,画出的频率特性曲线称为,波特图,，,是分析放大电路频率响应的重要手段。,波特图,二、分析方法 由对数幅频特性和对数相频特性两部分组成;用,5,1、,RC,低通电路,R,C,+,+,-,-,i,o,.,.,U,U,上限截止频率,1、RC低通电路RC+-io.UU上限截止频率,6,频率响应,RC,低通电路的波特图,频率响应RC低通电路的波特图,7,2、,RC,高通电路,R,C,+,+,-,-,i,o,.,.,U,U,下限截止频率,2、RC高通电路RC+-io.UU下限截止频率,8,频率响应,RC,高通电路波特图,频率响应RC 高通电路波特图,9,r,bb,-,基区体电阻,发射结电阻,r,be,-,可从手册中查出,5.2 晶体管的高频等效模型,一、混合型高频小信号模型,rbb-基区体电阻发射结电阻rbe-可从手册,10,5.2 晶体管的高频等效模型,集电结电阻,r,ce,-,-简化的混合,模型,r,bc,-,c、e间动态电阻,很大,一、混合型高频小信号模型,5.2 晶体管的高频等效模型集电结电阻rce-简,11,5.2 晶体管的高频等效模型,一、混合型高频小信号模型,C,-,集电结电容,C,-,发射结电容,可从手册中查出,数值较小,通过,特征频率,确定,-简化的混合,模型,5.2 晶体管的高频等效模型一、混合型高频小信号模型 C,12,5.2 晶体管的高频等效模型,一、混合型高频小信号模型,用 代替 ，这是因为,本身就与频率有关，而,g,m,与频率无关。,-简化的混合,模型,5.2 晶体管的高频等效模型一、混合型高频小信号模型用,13,单向化：,将C,等效,到输入回路与输出回路,密勒电容,单向化后的混合模型,简化的混合模型,单向化：密勒电容单向化后的混合模型简化的混合模型,14,单向化后的混合模型,实用模型,C,C,C,=,C,+,C,单向化后的混合模型实用模型C,f,f,T,0,f,当=1时对应的当20lg下降3dB时,因fT f,19,共基截止频率,共基放大电路可作为宽频带放大电路。,共基电流放大倍数：,共基截止频率共基放大电路可作为宽频带放大电路。共基电流放大倍,20,高频小信号模型,简化模型,5.3 场效应管高频等效模型,g-s间的等效电容:,d-s间的等效电容:,(可忽略),高频小信号模型简化模型 5.3 场效应管高频等效模型g-s间,21,适用于各种频率的,等效电路,一、单管共射放大电路的频率响应,共射放大电路,5.4 单管放大电路的频率响应,适用于各种频率的一、单管共射放大电路的频率响应共射放大电路5,22,将输入信号的频率范围分为三个频段考虑:,(1),中频段:,耦合电容视为短路,极间电容视为开路。,(2),低频段,:,耦合电容的容抗不能忽略,而极间电容视为开路。,(3),高频段,:耦合电容视为短路,而,极间电容的容抗不能忽略,。,将输入信号的频率范围分为三个频段考虑:(1)中频段:耦合,23,1、中频段,1、中频段,24,2、低频段,2、低频段,25,2、低频段,下限截止频率,2、低频段下限截止频率,26,幅频响应：,相频响应：,共射放大电路低频段的波特图,附加相移,：与中频段相比，低频段因电抗元件引起相移，最大附加相移为+90,o,幅频响应：相频响应：共射放大电路低频段的波特图附加相移,27,共射放大电路低频段的波特图,幅频响应：,相频响应：,共射放大电路低频段的波特图幅频响应：相频响应：,28,共射放大电路低频段的波特图,幅频响应：,相频响应：,共射放大电路低频段的波特图幅频响应：相频响应：,29,3、高频段,3、高频段,30,上限截止频率,3、高频段,上限截止频率3、高频段,31,幅频响应：,相频响应：,共射放大电路高频段的波特图,附加相移,：与中频段相比，高频段因电抗元件引起相移，最大附加相移为-90,o,幅频响应：相频响应：共射放大电路高频段的波特图附加相,32,幅频响应：,相频响应：,共射放大电路高频段的波特图,幅频响应：相频响应：共射放大电路高频段的波特图,33,幅频响应：,相频响应：,共射放大电路高频段的波特图,幅频响应：相频响应：共射放大电路高频段的波特图,34,4、完整的共射放大电路的频率响应,4、完整的共射放大电路的频率响应,35,改善低频特性,：,改善高频特性:,三极管一旦确定，增益带宽积基本为常数。,增益带宽积：,直接耦合,f,L,=0,f,H,C,(,R,),二、放大电路频率响应的改善和增益带宽积,改善低频特性：改善高频特性:三极管一旦确定，增益带宽积基本,36,多级放大电路：,一、多级总电压增益,对数形式：,高频：含多个C,，有多个低通电路，,低频：含多个C，有多个高通电路。,5.5多级放大电路的频率响应,多级放大电路：一、多级总电压增益对数形式：高频：含多个C,37,二、两级放大电路的波特图,二、两级放大电路的波特图,38,放大电路的下限频率高于任一级下限频率；,放大电路的上限频率低于任一级上限频率；,放大电路的级数越多，通频带越窄；,放大电路的通频带小于任一级通频带,结论,放大电路的下限频率高于任一级下限频率；放大电路的上限频率,39,三、多级放大电路总的上下限截止频率,下限频率:,上限频率:,当多级放大电路为两级，参数相同时：,三、多级放大电路总的上下限截止频率下限频率:上限频率:当,40,放大电路的,耦合电容,是引起,低,频响应的主要原因；,三极管的,结电容,和,分布电容,是引起放大电路,高,频响应的主要原因；,结论,增益和带宽是一对矛盾，因此把,增益带宽积,作为综合考察放大电路这两方面性能的一项重要指标。当晶体管选定后，增益带宽积基本,不变,。,为展宽频带，可选用,高频管,；还可采用,共基电路,。,放大电路的耦合电容是引起低频响应的主要原因；三极管的结电,41,