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1、第五章,放大電路的頻率響應(yīng),5.1 頻率響應(yīng)的一般概念,一、 幅頻特性和相頻特性,,,,,,,,,,Aum,0.707Aum,fH,fL,BW,-900,-1800,-2700,單管共射放大電路的頻率特性,幅頻特性,相頻特性,,,由于電抗性元件的作用， 使正弦波信號通過放大電路時， 不僅信號的幅度得到放大， 而且還將產(chǎn)生一個相位移。 此時，電壓放大倍數(shù)可表示如下：,二、 下限頻率、上限頻率和通頻帶,,,,,,,,,,Aum,0.707Aum,fH,fL,BW,-900,-1800,-2700,單管共射放大電路的頻率特性,fL ：稱為下限頻率,fH ：稱為上限頻率,BW ：稱為通頻帶,,,Aum
2、 ：稱為中頻電壓放大倍數(shù),三、 頻率失真,由于放大電路通頻帶的寬度有一定限制， 因此，當(dāng)輸入信號的頻率升高或降低時， 電壓放大倍數(shù)的幅值可能減小， 同時，可能產(chǎn)生滯后或超前的相位移。 所以，當(dāng)輸入信號包含多次諧波時， 經(jīng)過放大電路放大以后，輸出波形可能產(chǎn)生頻率失真。,由于不同諧波通過放大電路后產(chǎn)生的相位移不同， 造成uo波形產(chǎn)生的失真，稱為相頻失真。 頻率失真與非線性失真產(chǎn)生的原因不同。 頻率失真是由于放大電路對不同頻率的信號響應(yīng)不同而產(chǎn)生的； 而非線性失真是由放大器件的非線性特性產(chǎn)生的。,由于放大電路對不同諧波成分的放大倍數(shù)的幅值不同， 導(dǎo)致uo的波形產(chǎn)生的失真，稱為幅頻失真。,四、 波特圖
3、,在實(shí)際工作中，應(yīng)用比較廣泛的是對數(shù)頻率特性。 這種對數(shù)頻率特性又稱為波特圖。 所謂對數(shù)頻率特性是指： 繪制頻率特性時基本上采用對數(shù)坐標(biāo)。 幅頻特性的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)均采用對數(shù)坐標(biāo)。,根據(jù)電壓放大倍數(shù)與頻率之間關(guān)系的表達(dá)式， 可以畫出放大電路的頻率特性曲線。,在中頻區(qū)，由于耦合電容和射極旁路電容的容量較大，其等效容抗很小，可視為短路。另外，因三極管的結(jié)電容以及電路中的雜散電容很小，等效容抗很大，可視為開路。所以在中頻區(qū)，可認(rèn)為信號在傳輸過程中不受電容的影響，從而使電壓放大倍數(shù)幾乎不受頻率變化的影響，該區(qū)的特性曲線較平坦。 在低頻區(qū)，Au下降的原因主要是耦合電容C1和C2以及發(fā)射極旁路電容Ce的存
4、在。由于頻率降得很低，這些電容的容抗很大，使信號在這些電容上的壓降也隨之增加，因而減少了輸出電壓，導(dǎo)致低頻段Au的下降。,5.2 放大電路的頻率特性,在高頻區(qū)，由于三極管的極間電容和電路中的分布電容因頻率升高而等效容抗減小，對信號的分流作用增大，降低了集電極電流和輸出電壓，導(dǎo)致高頻段Au的下降。 在多級放大電路中，隨著級數(shù)的增加，總電壓放大倍數(shù)雖然提高了，其通頻帶變窄，且窄于任何一級放大電路的通頻帶。,5.2 放大電路的頻率特性,三極管的頻率參數(shù),三極管的頻率參數(shù)描述三極管的電流放大系數(shù)對高頻信號的適應(yīng)能力。 在中頻時,一般認(rèn)為三極管的基本上是一個常數(shù)。 當(dāng)頻率升高時，由于存在極間電容， 三極
5、管的電流放大作用將被削弱，,0是三極管低頻時的共射電流放大系數(shù)。,所以電流放大系數(shù)是頻率的函數(shù)，可以表示為：,,,,,,f,f ,-20dB/十倍頻,20lg 0,O,,0.1f ,10f ,f ,,,,,,,-450,-900,,一、共射截止頻率,當(dāng) f = f時，,根據(jù)f的定義，所謂共射截止頻率，并非說明此時三極管已經(jīng)完全失去放大作用，而只是共射電流放大系數(shù)的幅頻特性下降了3dB。,二、 特征頻率,特征頻率是三極管的一個重要參數(shù)， 當(dāng)f fT 時，三極管已失去放大作用， 所以，不允許三極管工作在如此高的頻率范圍。,三、 共基截止頻率,f =（1+ 0 ）f,考慮三極管的極間電容后，其共基電
6、流放大系數(shù)也是頻率的函數(shù)。,通常將 值下降為低頻時0的 0.707倍時的頻率定義為共基截止頻率，用符號 f 表示。,5.3 單管共射放大電路的頻率響應(yīng),中頻段： 各種容抗的影響可忽略不計， 電壓放大倍數(shù)基本與頻率無關(guān)。 低頻段： 隔直電容構(gòu)成RC高通電路， 電壓放大倍數(shù)將降低。 高頻段： 極間電容構(gòu)成RC低通電路， 電壓放大倍數(shù)將降低。, 定性分析頻率響應(yīng),阻容耦合單管共射放大電路的頻率響應(yīng),可將C2 和RL 看成是下一級的輸入端耦合電容和輸入電阻。,先分別討論中頻、低頻和高頻時的頻率響應(yīng)， 然后綜合得到完整的波特圖。,1. 中頻段,其中,=,rbe,,rbe,=,rbe,,rbe,Ri,R
7、i,Ri+ Rs,=,,rbe,,rbe,=,= -,Ri+ Rs,,rbe,,rbe,gm Rc,=,,Ri,= -,Ri+ Rs,,rbe,,rbe,gm Rc,Ri,= -,Ri+ Rs,,,rbe, Rc,Ri = Rb// rbe,2. 低頻段,3. 高頻段,一般情況下，輸出回路的時間常數(shù)比輸入回路的小得多， 因此，輸出回路的電容可忽略不計。輸入回路可簡化。,開路電壓：,等效電阻：,,4. 完整的波特圖,,,,20dB/十倍頻,,,,,,,,,,,,,,,,-900,-2250,-1350,-1800,-2700,fH,10fH,fL,0.1fH,0.1fL,10fL,阻容耦合單管共射放大電路的波特圖,,,-20dB/十倍頻,5. 增益帶寬積,使通頻帶既寬，放大倍數(shù)又高, 首要問題是選用rbb 和Cbc 均小的高頻三極管。,
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