放大电路的频率响应()

放大电路的频率响应()第1页，课件共37页，创作于2023年2月4.1放大电路的频率性引言

4.1.2晶体管以及其单级放大电路的频率特性

4.1.3集成运算放大器高频参数及其影响

4.1.1简单RC低通和高通电路的频率特性第2页，课件共37页，创作于2023年2月fOAum1.幅频特性和相频特性Au(f)—幅频特性(f)—相频特性0.707AumfOAuf

L

—下限截止频率f

H

—上限截止频率2.频带宽度(带宽)BW(BandWidth)BW=f

H

-

f

L

f

H引言fLfH第3页，课件共37页，创作于2023年2月一、RC低通电路的频率特性4.1.1简单RC低通和高通电路的频率特性1.频率特性的描述RC•••••令1/RC=H则fH=1/2RC第4页，课件共37页，创作于2023年2月•滞后••••fO|Au

|10.707O–45–90

fHf幅频特性相频特性第5页，课件共37页，创作于2023年2月2.频率特性的波特图f/fH0•20lg|Au

|/dB–200–45–90fH–400.11101000.1110f/fH频率特性波特图•–90

f0|Au

|10.7070–45fHf–3dB–20dB/十倍频–

45/十倍频•第6页，课件共37页，创作于2023年2月二、RC高通电路的频率特性•••令1/RC=L则fL=1/2RC超前f10fL20lg|Au|=0dBf=fL20lg|Au|=20lg0.7071=-3dBf0.1fL20lg|Au|=-20lgf/fHRC••第7页，课件共37页，创作于2023年2月例4.1.1求已知一阶低通电路的上限截止频率。0.01F1k1k1//1k0.01F例5.1.2已知一阶高通电路的fL=300Hz，求电容C。500C2k戴维宁定理等效第8页，课件共37页，创作于2023年2月4.1.2晶体管及其单级放大电路的频率特性一、单级阻容耦合放大器的中频和低频特性+VCCRCC1C2VRL++RB1RB2RSUS•1.中频特性C1、C2

可视为短路极间电容可视为开路2.低频特性：极间电容视为开路耦合电容C1、C2与电路中电阻串联容抗不能忽略第9页，课件共37页，创作于2023年2月•••••••••结论:频率降低,Aus

随之减小,输出比输入电压相位超前。RB>>rbe••第10页，课件共37页，创作于2023年2月因值随频率升高而降低，高频下不能采用H

参数等效电路。二、单级放大器的高频性1.晶体三极管的混合型等效电路BEBCrbbrberbcCbcCbeCbe

：不恒定，与工作状态有关Cbc

：几pF，限制着放大器频带的展宽第11页，课件共37页，创作于2023年2月2.与频率f的关系=0.7070f

—共发射极截止频率fT

—

特征频率=1可求得：同样可求得：可见：ffo0.707o1fTO第12页，课件共37页，创作于2023年2月3.晶体管单级放大电路高频特性EBBCrbbrbeCbeCbcRLRS•US•••rbbEBBCrbeCbeRLCMRSUS••••密勒等效(C1，C2

视为短路)在输出回路略去CbcRL

=RC//RL

H=1/RtCtfH=1/2

RtCtCM=(1+gmRL)Cbc第13页，课件共37页，创作于2023年2月•••••••Rt

=(RS+r

bb

)//rbeCt=Cbe+CM=Cbe+(1+gmRL)Cbc增益带宽积G

BW=Aus0

fH(常数)结论：频率升高，Au

减小输出相位滞后

增益带宽积为常数第14页，课件共37页，创作于2023年2月三、完整的单管共射放大电路的频率特性将前面画出的单管共射放大电路频率特性的中频段、低频段和高频段画在同一张图上就得到了如图所示的完整的频率特性（波特）图。

共射电路完整波特图实际上，同时也可得出单管共射电路完整的电压放大倍数表达式，即第15页，课件共37页，创作于2023年2月，由上图可看出，画单管共射

放大电路的频率特性时，关键在于算出下限和上限截止频率和下限截止频率取决于低频时输入回路的时间数，由图可知：，其中，而同样，上限截止频率取决于高频时输入回路的时间常数；由图可知：

，第16页，课件共37页，创作于2023年2月其中因此，只要能正确的画出低频段和高频段的交流等效电路，算出输入回路的时间常数和，则可以方便的画出放大电路的频率特性图。对数幅频特性：在到之间，是一条水平直线；在时，是一条斜率为+20Db/十倍频程的直线；在时，是一第17页，课件共37页，创作于2023年2月条斜率为+20Db/十倍频程的直线；在时，是一条斜率为-20Db/十倍频程的直线。放大电路的通频带。相频特性：在时，；在时，；

在时，；第18页，课件共37页，创作于2023年2月而在f从到以及从到的范围内，相频特性都是斜率为十倍频程的直线。前面已经指出在画波特图时，用折线代替实际的曲线是有一定误差的。对数幅频特性的最大误差为3dB，相频特性的最大误差为，都出现在线段转折处。

第19页，课件共37页，创作于2023年2月如果同时考虑耦合电容

和，则可分别求出对应于输入回路和输出回路的两个下限截止频率这时，放大电路的低频响应，应具有两个转折频率。如果二者之间的比值在4~5倍以上，则可取较大的值作为放大电路的下限频率。第20页，课件共37页，创作于2023年2月否则，应该可以用其他方法处理。此时，波特图的画法要复杂一些。

如果放大电路中，晶体管的射极上接有射极电阻和旁路电容，而且的电容量不够大，则在低频时不能被看作短路。因而，由又可以决定一个下限截止频率。需要指出的是，由于在射极电路里，射极电流是基极电流

第21页，课件共37页，创作于2023年2月的倍，它的大小对放大倍数的影响较大，因此往往是决定低频响应的主要因素。4.1.3集成运算放大器高频参数及其响一、小信号频率参数f

/

Hz20lgAud(f)

/dBfHOfT01.开环带宽BWBW=

f

H第22页，课件共37页，创作于2023年2月2.单位增益带宽BWGBWG=

f

T运放闭环工作时，

带宽增益积=Aud

fHfH为开环增益下降3dB时的频率通用型集成运放带宽较窄(几赫兹)fT为开环增益下降至0dB(即Aud=1)时的频率带宽增益积

=1

f

T=

fT

=BWG=Aud

f

HBWG=AudBWf=0，使Auf=1，当Auf

降为0.707时，此时的频率即为fT。BWG=AufBWf如741型运放:Aud

=104，BW=7Hz，Auf

=10，则BWf=7kHz第23页，课件共37页，创作于2023年2月二、大信号频率参数1.转换速率SR输入输出A741为0.5V/s高速型SR>10V/s否则将引起输出波形失真例如：则：须使：SR>2fUomA741，Uom=10V最高不失真频率为8kHz第24页，课件共37页，创作于2023年2月2.全功率带宽BWP输出为最大峰值电压时不产生明显失真的最高工作频率三、高速宽带集成运放当

BWG>2MHz，BWP>20kHz，SR>6V/s选高速宽带运放第25页，课件共37页，创作于2023年2月4.2

多级放大器的频率响应如果放大器由多级级联而成，那么，总增益第26页，课件共37页，创作于2023年2月4.2.1多级放大器的上限频率fH

设单级放大器的增益表达式为第27页，课件共37页，创作于2023年2月式中，|AuI|=|AuI1||AuI2|…|AuIn|为多级放大器中频增益。令第28页，课件共37页，创作于2023年2月4.2.2多级放大器的下限频率fL

设单级放大器的低频增益为(5–69)(5–70)(5–71)(5–72)第29页，课件共37页，创作于2023年2月解得多级放大器的下限角频率近似式为若各级下限角频率相等，即ωL1=ωL2=…=ωLn,则第30页，课件共37页，创作于2023年2月第四章小结第31页，课件共37页，创作于2023年2月一、简单RC

电路的频率特性RC

低通电路RC••RC••RC

高通电路第32页，课件共37页，创作于2023年2月•–90°fO|Au

|10.707O–45°fHf•90°fO|Au

|10.707O45°fLf第33页，课件共37页，创作于2023年2月二、放大电路的高频特性BBC••ErbbrbeCbeCbc•1.晶体管混合型等效电路(了解)f