武汉理工大学模电07频响电信

武汉理工大学模电07频响电信第1页/共35页20127.1.1频率响应定义7.1.2频率失真与非线性失真7.1.3放大电路的耦合与幅频响应7.1.4截止频率与通频带7.1频率响应的基本概念第2页/共35页2012电压增益可表示为在输入正弦信号情况下，输出随输入信号频率连续变化的稳态响应，称为放大电路的频率响应。或写为其中－－幅频响应－－相频响应7.1.1频率响应定义第3页/共35页20121)幅度失真－－对不同频率的信号增益不同，产生的失真。基波二次谐波输入信号输出信号基波二次谐波7.1.2频率失真与非线性失真第4页/共35页20121)幅度失真－－对不同频率的信号增益不同，产生的失真。2)相位失真－－对不同频率的信号相移不同，产生的失真。7.1.2频率失真与非线性失真第5页/共35页2012由元器件非线性特性引起的失真。如：饱和失真、截止失真。非线性失真系数VO1基波分量VOK高次谐波分量正常波形失真波形3)非线性失真7.1.2频率失真与非线性失真第6页/共35页20121）放大电路的高频响应主要考虑BJT的极间电容，利用BJT的高频小信号等效模型分析。常用RC低通电路的频率响应模拟放大电路的高频响应,

由于放大电路中存在某些电抗元件，所以不同频率的信号输入时，电路的放大增益并不相同，它通常是频率的函数，这种函数关系就叫放大电路的频率特性。

2）放大电路的低频响应主要考虑放大电路的耦合电容、旁路电容，利用低频小信号等效电路分析。用RC高通电路的频率响应模拟放大电路的低频响应，7.1.3放大电路的耦合与幅频响应第7页/共35页20121）频率响应及带宽其中普通音响系统放大电路的幅频响应高频区低频区3dB频率点（半功率点）3dB频率点（半功率点）直流放大电路(直接耦合)的幅频响应与此有何区别？(下限频率为0的放大电路)中频区该图称为波特图纵轴：dB横轴：对数坐标上限频率下限频率－－带宽7.1.4截止频率与通频带第8页/共35页2012

采用“分频段法”。分别画出高、中、低频段的放大电路小信号等效电路。利用中频段的等效电路，求出电路的中频电压增益。利用低频段和高频段的等效电路，分别求出电路的下限截止频率和上限截止频率。2）放大电路的频率响应分析方法★典型的共射放大电路的频率响应7.1.4截止频率与通频带第9页/共35页20127.2对数频率响应----折线波特图第10页/共35页20127.3RC电路的频率响应1）RC低通电路的频率响应(1)RC电路的电压增益（传递函数）则且令又电压增益的幅值（模）（幅频响应）电压增益的相角（相频响应）用于模拟放大电路的高频响应第11页/共35页2012最大误差-3dB(2)频率响应曲线描述幅频响应－－0分贝水平线－－斜率为-20dB/十倍频程的直线fH为转折频率，同时也为上限频率幅频响应：用2条折线近似描述，f<fH时为一水平直线，f>fH时为一斜线，斜率为－20dB/十倍频程；7.3RC电路的频率响应第12页/共35页2012相频响应表示输出与输入的相位差说明：高频时，输出滞后输入因为所以相频响应：用3条折线近似描述，f<0.1fH时为一水平直线，0.1fH<f<10fH时为一斜线，斜率为－45o/十倍频程，f>10fH时为一水平直线7.3RC电路的频率响应第13页/共35页20122）RC高通电路的频率响应RC电路的电压增益：幅频响应相频响应输出超前输入用于模拟放大电路的低频频响应第14页/共35页20121）BJT的高频小信号建模①模型的引出rb'e---发射结电阻re归算到基极回路的电阻，几十折合为千欧级---发射结电容，几十～几百pF---集电结电阻，很大

100K～10M---集电结电容，2～10pF，手册中的Cobrbb'

---基区的体电阻，b'是假想的基区内的一个点；手册给出约50～300互导受控电流源及其内阻rce7.4单级放大器的高频响应第15页/共35页20121）BJT的高频小信号建模②模型简化混合型高频小信号模型7.4单级放大器的高频响应第16页/共35页2012又因为所以低频时，混合模型与H参数模型等效所以又rbe=rb+(1+)re(特征频率)从手册中查出。又有2）BJT高频小信号模型中元件参数值的获得7.4单级放大器的高频响应第17页/共35页20123)BJT的频率参数由H参数可知即根据混合模型得低频时所以当时，将c、e输出短路的频率响应7.4单级放大器的高频响应第18页/共35页2012——共发射极截止频率的幅频响应令则——特征频率0.707β0(3dB点)7.4单级放大器的高频响应第19页/共35页2012||0f03)BJT的频率参数的频率响应——下降为0.707

0(3dB点)时的频率——共基极截止频率0.7070(3dB点)7.4单级放大器的高频响应第20页/共35页20121）高频响应(1)型高频等效电路(2)单向化求密勒电容通过节点电流分析得：>>可以忽略称为密勒电容7.4单级放大器的高频响应第21页/共35页2012(2)电路简化7.4单级放大器的高频响应第22页/共35页2012由电路得电压增益频响其中中频即通带源电压增益上限频率(3)高频响应和fH7.4单级放大器的高频响应第23页/共35页2012电压增益频响对数幅频特性和相频特性为：(3)高频响应和fH-180°-225°-270°7.4单级放大器的高频响应第24页/共35页2012（4）增益-带宽积BJT一旦确定，带宽增益积基本为常数#

如何提高带宽？选用具有较小的rbb'、Cb'e、Cb'c的BJT仿真7.4单级放大器的高频响应第25页/共35页2012

解：模型参数为*例：设共射放大电路在室温下运行，其参数为：试计算它的低频电压增益和上限频率。7.4单级放大器的高频响应第26页/共35页2012

解：*例：设共射放大电路在室温下运行，其参数为：试计算它的低频电压增益和上限频率。低频电压增益为又因为所以上限频率为7.4单级放大器的高频响应第27页/共35页20122）低频响应主要取决于外接耦合、旁路电容7.5单级放大电路的低频响应第28页/共35页2012代入参数计算中频增益当则下限频率取决于即忽略Rb、Re的影响，基极回路总电容Ce是主要因素7.5单级放大电路的低频响应第29页/共35页20121）共基极放大电路的高频响应7.5单级放大电路的低频响应第30页/共35页2012列e点的KCL而所以电流增益为其中电压增益为其中特征频率忽略7.5单级放大电路的低频响应第31页/共35页2012*几个上限频率的比较的上限频率特征频率共基极上限频率共发射极上限频率共基极电路频带最宽，无密勒电容，常用于高频、宽频带、低输入阻抗的场合7.5单级放大电路的低频响应第32页/共35页20127.6多极放大电路的频率响应1）多级放大电路的增益•

前级的开路电压是下级的信号源电压•

前级的输出阻抗是下级的信号源阻抗•

下级的输入阻抗是前级的负载•

第一级的输入