《模擬電子線路》全套PPT課件

《模擬電子線路》全套PPT課件,模擬電子線路,模擬,電子線路,全套,PPT,課件 第四章第四章 放大電路的頻率響應(yīng)放大電路的頻率響應(yīng)14.1 頻率響應(yīng)和頻率失真頻率響應(yīng)和頻率失真（1）待放大的信號不一定是單一頻率的，而是有）待放大的信號不一定是單一頻率的，而是有一定的頻率范圍。如公眾電話網(wǎng)語音信號頻帶寬一定的頻率范圍。如公眾電話網(wǎng)語音信號頻帶寬的：的：300 3400 Hz；視頻信號：；視頻信號：25Hz6MHz。（2）實(shí)際的放大器中存在電抗元件（管子的極間）實(shí)際的放大器中存在電抗元件（管子的極間電容：電容：Cbe，Cbc，以及電路的耦合電容，分布電，以及電路的耦合電容，分布電容引線電感等）使得放大器對不同頻率的信號放容引線電感等）使得放大器對不同頻率的信號放大倍數(shù)和延遲時(shí)間不同。大倍數(shù)和延遲時(shí)間不同。前幾章的討論中，我們把放大器的增益看作前幾章的討論中，我們把放大器的增益看作是與頻率無關(guān)的參量，但實(shí)際上：是與頻率無關(guān)的參量，但實(shí)際上：由此產(chǎn)生的波形畸變稱為由此產(chǎn)生的波形畸變稱為頻率失真頻率失真，屬于，屬于線性失真線性失真。2頻率失真頻率失真，屬于，屬于線性失真線性失真。振幅頻率失真：振幅頻率失真：由于放大倍數(shù)隨頻率變化而引起由于放大倍數(shù)隨頻率變化而引起的失真。（對不同諧波的放大能力不同）的失真。（對不同諧波的放大能力不同）相位頻率失真：相位頻率失真：放大器對不同頻率分量信號的延放大器對不同頻率分量信號的延遲不同所引起的失真。遲不同所引起的失真。3圖圖 4.1.1 頻率失真現(xiàn)象頻率失真現(xiàn)象（a）待放大的信號）待放大的信號 （b）振幅頻率失真）振幅頻率失真 （c）相位頻率失真）相位頻率失真 4比較點(diǎn)比較點(diǎn)線性失真線性失真非線性失真非線性失真不不同同點(diǎn)點(diǎn)起起因因由電路中的線性電抗元件由電路中的線性電抗元件引起（如引起（如L、C）由電路中的由電路中的非線性元件非線性元件（如：三極（如：三極管）引起管）引起結(jié)結(jié)果果只會(huì)使各頻率分量信號的只會(huì)使各頻率分量信號的比例關(guān)系和時(shí)間關(guān)系發(fā)生比例關(guān)系和時(shí)間關(guān)系發(fā)生變化，或?yàn)V掉某些頻率分變化，或?yàn)V掉某些頻率分量的信號，但量的信號，但不會(huì)產(chǎn)生新不會(huì)產(chǎn)生新的頻率分量信號的頻率分量信號能產(chǎn)生新的能產(chǎn)生新的頻率分量的頻率分量的信號信號相相 同同 點(diǎn)點(diǎn) 使輸出信號產(chǎn)生畸變使輸出信號產(chǎn)生畸變線性失真與非線性失真的比較線性失真與非線性失真的比較54.1.1 幅頻響應(yīng)和幅頻失真幅頻響應(yīng)和幅頻失真(a)理想幅頻特性理想幅頻特性 b）直接耦合放大電路的幅頻特性）直接耦合放大電路的幅頻特性 6上限頻率上限頻率fH：為高頻區(qū)放大倍數(shù)下降為中頻區(qū)的為高頻區(qū)放大倍數(shù)下降為中頻區(qū)的0.707時(shí)所對應(yīng)的頻率。時(shí)所對應(yīng)的頻率。下限頻率下限頻率fL：為低頻區(qū)放大倍數(shù)下降為中頻區(qū)的為低頻區(qū)放大倍數(shù)下降為中頻區(qū)的0.707時(shí)所對應(yīng)的頻率。時(shí)所對應(yīng)的頻率。7通頻帶通頻帶BW：BW=fH-fLfH 表征放大器的線表征放大器的線性失真許可范圍內(nèi)的信號頻帶寬度。性失真許可范圍內(nèi)的信號頻帶寬度。8增益頻帶積增益頻帶積中頻區(qū)增益中頻區(qū)增益AuI與通頻帶與通頻帶BW是放大器的兩個(gè)是放大器的兩個(gè)重要重要指標(biāo)指標(biāo)，希望兩者越大越好，但兩者往往又是一對，希望兩者越大越好，但兩者往往又是一對矛盾矛盾的指標(biāo)，所以又引進(jìn)增益頻帶積來表征放大的指標(biāo)，所以又引進(jìn)增益頻帶積來表征放大器的性能。器的性能。94.1.2 相頻響應(yīng)和相頻失真相頻響應(yīng)和相頻失真圖圖 4.1.3 相頻特性相頻特性10為什么不直接是常數(shù)？為什么不直接是常數(shù)？114.1.3 波特圖波特圖12其中其中1314當(dāng)當(dāng)ffL時(shí)時(shí) 0沒有相移沒有相移 當(dāng)當(dāng)f=fL時(shí)時(shí) =45o，滯后，滯后45o 當(dāng)當(dāng)fRi)rbebrbbRsUsrceRCRLUo.beRLCbcCbecUbegm.圖圖4.3.1 共射放大器及其高頻小信號等效電路共射放大器及其高頻小信號等效電路34密勒定理以及高頻等效電路的單向化模型密勒定理以及高頻等效電路的單向化模型rbebrbbRsUsrceRCRLUo.beRLCbcCbecUbegm.35密勒定理以及高頻等效電路的單向化模型密勒定理以及高頻等效電路的單向化模型rbebrbbRsUsrceRCRLUo.beRLCbcCbecUbegm.其中其中 36 其中其中37 38(b)進(jìn)一步的進(jìn)一步的簡化等效電路簡化等效電路 用戴維南等效進(jìn)一步簡化電路：用戴維南等效進(jìn)一步簡化電路：Ube gm RLUo.Us.RsCiUbe.39高頻增益表達(dá)式及上限頻率高頻增益表達(dá)式及上限頻率Ube gm RLUo.Us.RsCiUbe.40其中其中rbe brbb RsUsrceRCRLUo.beRLCbcCbe cUbegm.41圖圖4.3.3 共射放大器的高頻響應(yīng)共射放大器的高頻響應(yīng)(a)幅頻特性；幅頻特性；(b)相頻特性相頻特性(c)幅頻特性波特圖；幅頻特性波特圖；(d)相頻特性波特圖相頻特性波特圖 42二、共射放大器的低頻響應(yīng)二、共射放大器的低頻響應(yīng)圖圖4.3.4電路電路43圖圖4.3.4 阻容耦合共射放大器及其低頻等效電路阻容耦合共射放大器及其低頻等效電路 低頻等效電路低頻等效電路44圖圖4.3.4 阻容耦合共射放大器及其低頻等效電路阻容耦合共射放大器及其低頻等效電路 簡化低頻等效電路簡化低頻等效電路45式中式中 464748式中式中考慮考慮C2 對低頻響應(yīng)的影響對低頻響應(yīng)的影響49令令同時(shí)考慮同時(shí)考慮C1、CE、C2 對低頻響應(yīng)的影響對低頻響應(yīng)的影響50同時(shí)考慮高頻響應(yīng)和低頻響應(yīng)同時(shí)考慮高頻響應(yīng)和低頻響應(yīng)51 4.4 場效應(yīng)管放大電路的頻率響應(yīng)場效應(yīng)管放大電路的頻率響應(yīng) 4.4.1 場效應(yīng)管的高頻小信號等效電路場效應(yīng)管的高頻小信號等效電路 圖圖 4.4.1 場效應(yīng)管的高頻等效電路場效應(yīng)管的高頻等效電路524.4.2 共源放大電路的頻率響應(yīng)共源放大電路的頻率響應(yīng)534.4.2 共源放大電路的頻率響應(yīng)共源放大電路的頻率響應(yīng)544.4.2 共源放大電路的頻率響應(yīng)共源放大電路的頻率響應(yīng)55共源放大電路的共源放大電路的低頻低頻響應(yīng)響應(yīng)56 4.5 多級放大電路的頻率響應(yīng)多級放大電路的頻率響應(yīng)(一一)多級放大電路的幅頻特性與相頻特性多級放大電路的幅頻特性與相頻特性 如前所述，多級放大電路總的電壓放大倍數(shù)為各單級放如前所述，多級放大電路總的電壓放大倍數(shù)為各單級放大倍數(shù)的乘積，即大倍數(shù)的乘積，即 將上式取絕對值后再取對數(shù)，就可得到多級放大電路的將上式取絕對值后再取對數(shù)，就可得到多級放大電路的對數(shù)幅頻特性。對數(shù)幅頻特性。多級放大電路的總相移為多級放大電路的總相移為57以上表達(dá)式中的以上表達(dá)式中的 和和 分別為第分別為第k級放級放大電路的放大倍數(shù)和相移。多級放大電路的大電路的放大倍數(shù)和相移。多級放大電路的對對數(shù)增益數(shù)增益等于各級對數(shù)增益之和，而等于各級對數(shù)增益之和，而相移相移也是等也是等于各級相移之和。于各級相移之和。根據(jù)疊加原理，只要把各級特性曲線在根據(jù)疊加原理，只要把各級特性曲線在同一橫坐標(biāo)上的縱坐標(biāo)相加，就可描繪出多級同一橫坐標(biāo)上的縱坐標(biāo)相加，就可描繪出多級放大電路的幅頻特性與相頻特性。放大電路的幅頻特性與相頻特性。58兩級放大電路幅頻特性曲線與相頻特性曲線的合成兩級放大電路幅頻特性曲線與相頻特性曲線的合成(a)幅頻特性；幅頻特性；(b)相頻特性相頻特性59(二二)多級放大電路的上限頻率和下限頻率多級放大電路的上限頻率和下限頻率 1.1.上限頻率上限頻率fH H 多級放大電路的上限頻率和組成它的各級上多級放大電路的上限頻率和組成它的各級上限頻率之間的關(guān)系，由下面近似公式確定限頻率之間的關(guān)系，由下面近似公式確定 60(二二)多級放大電路的上限頻率和下限頻率多級放大電路的上限頻率和下限頻率 2.2.下限頻率下限頻率fLfL計(jì)算多級放大電路的下限頻率的近似公式為計(jì)算多級放大電路的下限頻率的近似公式為 61作作 業(yè)業(yè)4.14.362