放大电路的频率响应.ppt

第五章,放大电路的频率响应,5.1频率响应的一般概念,一、幅频特性和相频特性,Aum,0.707Aum,fH,fL,BW,-900,-1800,-2700,单管共射放大电路的频率特性,幅频特性,相频特性,由于电抗性元件的作用，使正弦波信号通过放大电路时，不仅信号的幅度得到放大，而且还将产生一个相位移。此时，电压放大倍数可表示如下：,二、下限频率、上限频率和通频带,Aum,0.707Aum,fH,fL,BW,-900,-1800,-2700,单管共射放大电路的频率特性,fL：称为下限频率,fH：称为上限频率,BW：称为通频带,Aum：称为中频电压放大倍数,三、频率失真,由于放大电路通频带的宽度有一定限制，因此，当输入信号的频率升高或降低时，电压放大倍数的幅值可能减小，同时，可能产生滞后或超前的相位移。所以，当输入信号包含多次谐波时，经过放大电路放大以后，输出波形可能产生频率失真。,由于不同谐波通过放大电路后产生的相位移不同，造成uo波形产生的失真，称为相频失真。频率失真与非线性失真产生的原因不同。频率失真是由于放大电路对不同频率的信号响应不同而产生的；而非线性失真是由放大器件的非线性特性产生的。,由于放大电路对不同谐波成分的放大倍数的幅值不同，导致uo的波形产生的失真，称为幅频失真。,四、波特图,在实际工作中，应用比较广泛的是对数频率特性。这种对数频率特性又称为波特图。所谓对数频率特性是指：绘制频率特性时基本上采用对数坐标。幅频特性的横坐标和纵坐标均采用对数坐标。,根据电压放大倍数与频率之间关系的表达式，可以画出放大电路的频率特性曲线。,在中频区，由于耦合电容和射极旁路电容的容量较大，其等效容抗很小，可视为短路。另外，因三极管的结电容以及电路中的杂散电容很小，等效容抗很大，可视为开路。所以在中频区，可认为信号在传输过程中不受电容的影响，从而使电压放大倍数几乎不受频率变化的影响，该区的特性曲线较平坦。在低频区，Au下降的原因主要是耦合电容C1和C2以及发射极旁路电容Ce的存在。由于频率降得很低，这些电容的容抗很大，使信号在这些电容上的压降也随之增加，因而减少了输出电压，导致低频段Au的下降。,5.2放大电路的频率特性,在高频区，由于三极管的极间电容和电路中的分布电容因频率升高而等效容抗减小，对信号的分流作用增大，降低了集电极电流和输出电压，导致高频段Au的下降。在多级放大电路中，随着级数的增加，总电压放大倍数虽然提高了，其通频带变窄，且窄于任何一级放大电路的通频带。,5.2放大电路的频率特性,三极管的频率参数,三极管的频率参数描述三极管的电流放大系数对高频信号的适应能力。在中频时,一般认为三极管的基本上是一个常数。当频率升高时，由于存在极间电容，三极管的电流放大作用将被削弱，,0是三极管低频时的共射电流放大系数。,所以电流放大系数是频率的函数，可以表示为：,f,f,-20dB/十倍频,20lg0,O,0.1f,10f,f,-450,-900,一、共射截止频率,当f=f时，,根据f的定义，所谓共射截止频率，并非说明此时三极管已经完全失去放大作用，而只是共射电流放大系数的幅频特性下降了3dB。,二、特征频率,特征频率是三极管的一个重要参数，当ffT时，三极管已失去放大作用，所以，不允许三极管工作在如此高的频率范围。,三、共基截止频率,f=（1+0）f,考虑三极管的极间电容后，其共基电流放大系数也是频率的函数。,通常将值下降为低频时0的0.707倍时的频率定义为共基截止频率，用符号f表示。,5.3单管共射放大电路的频率响应,中频段：各种容抗的影响可忽略不计，电压放大倍数基本与频率无关。低频段：隔直电容构成RC高通电路，电压放大倍数将降低。高频段：极间电容构成RC低通电路，电压放大倍数将降低。,定性分析频率响应,阻容耦合单管共射放大电路的频率响应,可将C2和RL看成是下一级的输入端耦合电容和输入电阻。,先分别讨论中频、低频和高频时的频率响应，然后综合得到完整的波特图。,1.中频段,其中,=,rbe,rbe,=,rbe,rbe,Ri,Ri,Ri+Rs,=,rbe,rbe,=,=-,Ri+Rs,rbe,rbe,gmRc,=,Ri,=-,Ri+Rs,rbe,rbe,gmRc,Ri,=-,Ri+Rs,rbe,Rc,Ri=Rb/rbe,2.低频段,3.高频段,一般情况下，输出回路的时间常数比输入回路的小得多，因此，输出回路的电容可忽略不计。输入回路可简化。,开路电压：,等效电阻：,4.完整的波特图,20dB/十倍频,-900,-2250,-1350,-1800,-2700,fH,10fH,fL,0.1fH,0.1fL,10fL,阻容耦合单管共射放大电路的波特图,-20dB/十倍频,5.增益带宽积,使通频带既宽，放大倍数又高,首要问题是选用rbb和Cbc均小的高频三极管。,