第5章__放大电路的频率响应

模拟电子技术基础 信息工程学院 电子信息教研室 第五章放大电路的频率响应 5 1频率响应概述 5 2晶体管的高频等效电路 5 4单管放大电路的频率响应 5 1频率响应概述 5 1频率响应概述 在放大电路中 放大倍数与信号频率的函数关系 称为频率响应或频率特性 一 频率响应的概念 二 高通电路 幅频特性 相频特性 频率特性 下限截止频率 三 低通电路 上限截止频率 幅频特性 相频特性 上限截止频率 四 波特图 对于放大电路 往往ui的频率范围广 放大倍数大 为了在同一坐标系中表示如此宽的变化范围 在画频率特性曲线时 常采用对数坐标 称为波特图 波特图的表示方法 幅频特性的横轴采用对数坐标 lgf 纵轴采用对数坐标 20lg 单位是分贝 dB 相频特性的横轴采用对数坐标 lgf 纵轴采用原坐标 折线化的近似波特图 20dB 十倍频 1 高通电路的波特图 2 低通电路的波特图 1 电路的截止频率决定于电容所在的回路的时间常数 2 当电路的频率等于下限频率或上限频率时 放大电路的增益下降3dB 且产生 45度或 45度的相移 3 近似分析中 可以用折线化的近似波特图表示放大电路的频率特性 1 2 3 5 2晶体管的高频等效电路 5 2 1晶体管的高频 参数 等效模型 很小 被忽略 5 2 1晶体管的高频 参数 等效模型 5 2晶体管的高频 参数 等效模型 低频段电流放大倍数 5 2 2晶体管电流放大倍数的频率响应 5 4单管放大电路的频率响应 在分析放大电路的频率响应时 往往将输入信号的频率范围分为高频 中频 低频段 中频段 极间电容Xc小 视为开路 耦合电容Xc大 视为短路 分析电路时可以不考虑两种电容的影响 低频段 极间电容Xc小 仍视为开路 可以不考虑其对电路的影响 但要考虑耦合电容的影响 高频段 主要考虑极间电容 而耦合 旁路电容 视为短路 可以不考虑其对电路的影响 5 4单管共射放大电路的频率响应 适应任何频率信号的等效电路 高频等效电路用三极管高频等效模型代替三极管 保留电路中的电容 其他部分画成交流通路 1 中频电压放大倍数Aum Ausm 短路 断路 中频电压放大倍数的计算与h参数交流等效电路法计算结果完全相同 2 低频电压放大倍数Aul Ausl 低频时开路 耦合电容C保留 低频电压放大倍数的计算是先确定耦合电容的等效电阻 求出下限截止频率fL 代入公式即可 fL的求法 R为从电容两端向外看的等效电阻 3 高频电压放大倍数Auh Aush 高频时考虑的影响 耦合电容短路 高频电压放大倍数的计算是先确定极间电容的等效电阻 求出上限截止频率fH 代入公式即可 fH的求法 R为从电容两端向外看的等效电阻 适用于任何频率信号的放大倍数式为 中频段 低频段 高频段 高通电路 存在下限截止频率 低通电路 存在上限截止频率 当fL f fH时 fL f趋于0 f fH也趋于0 Aus为中频放大倍数Ausm 当f接近fL时 f fH趋于0 Aus近似为Ausl 当f接近fH时 fL f趋于0 Aus近似为Aush 4 波特图 例1 已知某电路的波特图如图所示 1 电路的中频电压增益 dB 2 电路的下限频率fL Hz 上限频率fH kHz 3 电路的电压放大倍数的表达式 30 32 10 100 例2 电路如图 画出波特图 分析 1 确定中频放大倍数 例2 电路如图 画出波特图 分析 2 画出等效电路 例2 电路如图 画出波特图 例2 电路如图 画出波特图 分析 3 求下限截止频率fL 例2 电路如图 画出波特图 分析 4 求上限截止频率fH 例2 电路如图 画出波特图 分析 5 电压放大倍数 例2 电路如图 画出波特图 分析 6 波特图 例3 p243自测题一 选择正确答案填入空内 1 测试放大电路输出电压幅值与相位的变化 可以得到它的频率响应 条件是 A 输入电压幅值不变 改变频率B 输入电压频率不变 改变幅值C 输入电压的幅值与频率同时变化 2 放大电路在高频信号作用时放大倍数数值下降的原因是 而低频信号作用时放大倍数数值下降的原因是 A 耦合电容和旁路电容的存在B 半导体管极间电容和分布电容的存在 C 半导体管的非线性特性D 放大电路的静态工作点不合适 A B A 例3 p243自测题一 选择正确答案填入空内 3 当信号频率等于放大电路的fL或fH时 放大倍数的值约下降到中频时的 A 0 5倍B 0 7倍C 0 9倍即增益下降 A 3dBB 4dBC 5dB 4 对于单管共射放大电路 当f fL时 输出与输入相位关系是 A 45 B 90 C 135 当f fH时 输出与输入的相位关系是 A 45 B 135 C 225 B A C C 下集预告第六章放大电路中的反馈 小结 基本要求 掌握上 下限截止频率的求法 掌握波特图的画法 掌握单管共射电路的频率响应分析方法 作业 P254习题5 75 8题 1 高通电路 频率响应 fL f fL时放大倍数约为1 频率响应概述 频率响应概述 2 低通电路 频率响应 fH f fH时放大倍数约为1 频率响应概述 3 几个结论 电路低频段的放大倍数需乘因子 当f fL时放大倍数幅值约降到0 707倍 相角超前45 当f fH时放大倍数幅值也约降到0 707倍 相角滞后45 截止频率决定于电容所在回路的时间常数 电路高频段的放大倍数需乘因子 频率响应有幅频特性和相频特性两条曲线 放大电路的频率参数 在低频段 随