频率响应的一般概念.ppt

第一节频率响应的一般概念 幅频特性和相频特性 下限频率 上限频率和通频带 频率失真 波特图 高通电路和低通电路 下页 总目录 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 下页 上页 首页 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 下页 上页 首页 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 下页 上页 首页 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 下页 上页 首页 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 相频特性的横坐标采用对数坐标 纵坐标不取对数 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 下页 上页 首页 五 高通电路和低通电路 1 RC高通电路的波特图 时间常数 L RC 下页 上页 首页 最大误差5 710 最大误差3dB 450 十倍频 20dB 十倍频 下页 上页 首页 仿真 2 RC低通电路的波特图 时间常数 H RC 令 下页 上页 首页 最大误差3dB 最大误差5 710 20dB 十倍频 450 十倍频 最大误差5 710 上页 首页 仿真 第二节三极管的频率参数 共射截止频率 特征频率 共基截止频率 下页 总目录 下页 上页 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 首页 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 20lg 0 O 0 1f 10f f 450 900 下页 上页 首页 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 下页 上页 首页 二 特征频率 特征频率是三极管的一个重要参数 当f fT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 下页 上页 首页 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 下页 上页 首页 上页 三极管的频率参数也是选用三极管的重要依据之一 通常 在要求通频带比较宽的放大电路中 应该选用高频管 即频率参数值较高的三极管 如对通频带没有特殊要求 则可选用低频管 一般小功率三极管的f 值约为几十至几百千赫 高频小功率三极管的fT约为几十至几百兆赫 首页 第三节单管共射放大电路的频率响应 三极管的混合 型等效电路 阻容耦合单管共射放大电路的频率响应 直接耦合单管共射放大电路的频率响应 多级放大电路的频率响应 下页 总目录 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 下页 上页 首页 一 三极管的混合 型等效电路 rb c很大可忽略不计 Cb e发射结结电容 Cb c集电结结电容 gm跨导gmUb e受控源 下页 上页 首页 rbb rb e rbe gmUb e gmIbrb e Ib rbb rbe rb e Cb c可查到 混合 参数与h参数之间的关系 下页 上页 rbb rb e b b c e 首页 C Cb e 1 K Cb c 应用密勒定理将电路简化 将Cb c分别等效到输入回路和输出回路 下页 上页 首页 二 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 下页 上页 首页 1 中频段 其中 rb e rbe rb e rbe Ri Ri Ri Rs rb e rbe Ri Rs rb e rbe gmRc Ri Ri Rs rb e rbe gmRc Ri Ri Rs rbe Rc Ri Rb rbe 下页 上页 首页 2 低频段 下页 上页 首页 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 下页 上页 首页 下页 上页 首页 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 下页 上页 首页 仿真 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Cb c均小的高频三极管 下页 上页 首页 三 直接耦合单管共射放大电路的频率响应 1800 2700 fH 10fH 0 1fH 直接耦合单管共射放大电路的波特图 低频特性好 20dB 十倍频 下页 上页 首页 四 多级放大电路的频率响应 已知多级放大电路总的电压放大倍数是各个放大级电压放大倍数的乘积 多级放大电路总的相位移为 仿真 下页 上页 首页 上页 首页 课堂练习