電子技術(shù) 放大電路的頻率響應(yīng)

會(huì)計(jì)學(xué)1電子技術(shù)電子技術(shù) 放大電路的頻率響應(yīng)放大電路的頻率響應(yīng)4.1 4.1 4.1 4.1 頻率響應(yīng)的基本概念頻率響應(yīng)的基本概念頻率響應(yīng)的基本概念頻率響應(yīng)的基本概念由由于于放放大大電電路路中中存存在在電電抗抗性性元元件件，所所以以放放大大電電路路的的放放大大倍倍數(shù)數(shù)是是信信號(hào)號(hào)頻頻率率的的函函數(shù)數(shù)，這這種種函函數(shù)數(shù)關(guān)關(guān)系系稱(chēng)稱(chēng)為為頻頻率率響響應(yīng)應(yīng)或或頻率特性。頻率特性。4.1.1 4.1.1 4.1.1 4.1.1 研究放大電路頻率響應(yīng)的必要性研究放大電路頻率響應(yīng)的必要性研究放大電路頻率響應(yīng)的必要性研究放大電路頻率響應(yīng)的必要性 4.1.2 4.1.2 4.1.2 4.1.2 放大電路頻率特性的定性分析放大電路頻率特性的定性分析放大電路頻率特性的定性分析放大電路頻率特性的定性分析 電氣與電子工程學(xué)院第1頁(yè)/共72頁(yè)n n 由于放大電路中存在電抗性元件，當(dāng)信號(hào)頻率較高或較低時(shí)，不但由于放大電路中存在電抗性元件，當(dāng)信號(hào)頻率較高或較低時(shí)，不但由于放大電路中存在電抗性元件，當(dāng)信號(hào)頻率較高或較低時(shí)，不但由于放大電路中存在電抗性元件，當(dāng)信號(hào)頻率較高或較低時(shí)，不但放大倍數(shù)會(huì)變小，而且會(huì)產(chǎn)生超前或滯后的相移，使得放大電路對(duì)不同放大倍數(shù)會(huì)變小，而且會(huì)產(chǎn)生超前或滯后的相移，使得放大電路對(duì)不同放大倍數(shù)會(huì)變小，而且會(huì)產(chǎn)生超前或滯后的相移，使得放大電路對(duì)不同放大倍數(shù)會(huì)變小，而且會(huì)產(chǎn)生超前或滯后的相移，使得放大電路對(duì)不同頻率信號(hào)分量的頻率信號(hào)分量的頻率信號(hào)分量的頻率信號(hào)分量的放大倍數(shù)和相移都不同。放大倍數(shù)和相移都不同。放大倍數(shù)和相移都不同。放大倍數(shù)和相移都不同。n n當(dāng)輸入信號(hào)包含多次諧波時(shí)，經(jīng)過(guò)放大電路后，輸出信號(hào)不能當(dāng)輸入信號(hào)包含多次諧波時(shí)，經(jīng)過(guò)放大電路后，輸出信號(hào)不能當(dāng)輸入信號(hào)包含多次諧波時(shí)，經(jīng)過(guò)放大電路后，輸出信號(hào)不能當(dāng)輸入信號(hào)包含多次諧波時(shí)，經(jīng)過(guò)放大電路后，輸出信號(hào)不能重現(xiàn)輸入信號(hào)的波形，這就產(chǎn)生了重現(xiàn)輸入信號(hào)的波形，這就產(chǎn)生了重現(xiàn)輸入信號(hào)的波形，這就產(chǎn)生了重現(xiàn)輸入信號(hào)的波形，這就產(chǎn)生了頻率失真頻率失真頻率失真頻率失真 .4.1.1 4.1.1 4.1.1 4.1.1 研究放大電路頻率響應(yīng)的必要性研究放大電路頻率響應(yīng)的必要性研究放大電路頻率響應(yīng)的必要性研究放大電路頻率響應(yīng)的必要性 電氣與電子工程學(xué)院第2頁(yè)/共72頁(yè)(a)幅頻失真幅頻失真(b)相頻失真相頻失真電氣與電子工程學(xué)院第3頁(yè)/共72頁(yè)頻率失真頻率失真頻率失真頻率失真和和和和非線性失真非線性失真非線性失真非線性失真兩者在實(shí)質(zhì)上是不同的兩者在實(shí)質(zhì)上是不同的兩者在實(shí)質(zhì)上是不同的兩者在實(shí)質(zhì)上是不同的:n n（1 1 1 1）起因不同）起因不同）起因不同）起因不同：頻率失真是由電路中電抗性元件對(duì)：頻率失真是由電路中電抗性元件對(duì)：頻率失真是由電路中電抗性元件對(duì)：頻率失真是由電路中電抗性元件對(duì)不同信號(hào)頻率的響應(yīng)不同而引起，非線性失真由電不同信號(hào)頻率的響應(yīng)不同而引起，非線性失真由電不同信號(hào)頻率的響應(yīng)不同而引起，非線性失真由電不同信號(hào)頻率的響應(yīng)不同而引起，非線性失真由電路的非線性元件引起的。路的非線性元件引起的。路的非線性元件引起的。路的非線性元件引起的。n n（2 2 2 2）結(jié)果不同）結(jié)果不同）結(jié)果不同）結(jié)果不同：頻率失真只會(huì)使各頻率分量信號(hào)的：頻率失真只會(huì)使各頻率分量信號(hào)的：頻率失真只會(huì)使各頻率分量信號(hào)的：頻率失真只會(huì)使各頻率分量信號(hào)的比例關(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掉某些頻率分量信號(hào)。但非線性失真，會(huì)將正弦波變?yōu)榉钦也?，量信?hào)。但非線性失真，會(huì)將正弦波變?yōu)榉钦也?，量信?hào)。但非線性失真，會(huì)將正弦波變?yōu)榉钦也?，量信?hào)。但非線性失真，會(huì)將正弦波變?yōu)榉钦也?，它不僅包含輸入信號(hào)的頻率成分（基波），而且還它不僅包含輸入信號(hào)的頻率成分（基波），而且還它不僅包含輸入信號(hào)的頻率成分（基波），而且還它不僅包含輸入信號(hào)的頻率成分（基波），而且還產(chǎn)生許多新的諧波成分。產(chǎn)生許多新的諧波成分。產(chǎn)生許多新的諧波成分。產(chǎn)生許多新的諧波成分。電氣與電子工程學(xué)院第4頁(yè)/共72頁(yè)1.1.幅頻特性和相頻特性幅頻特性和相頻特性電壓放大倍數(shù)的幅值和相角都是頻率的函數(shù)。電壓放大倍數(shù)的幅值和相角都是頻率的函數(shù)。即即4.1.2 4.1.2 4.1.2 4.1.2 放大電路頻率特性的定性分析放大電路頻率特性的定性分析放大電路頻率特性的定性分析放大電路頻率特性的定性分析 電氣與電子工程學(xué)院第5頁(yè)/共72頁(yè)C1Rb+VCCC2Rc+Rs+中中頻頻段段：各各種種電電抗抗影影響響忽忽略略，Au 與與 f 無(wú)關(guān)；無(wú)關(guān)；低低頻頻段段：隔隔直直電電容容壓壓降降增增大大，Au 降降低低。與與電電路路中中電電阻構(gòu)成阻構(gòu)成 RC 高通電路；高通電路；高高頻頻段段：三三極極管管極極間間電電容容并并聯(lián)聯(lián)在在電電路路中中，Au 降降低低。而且，構(gòu)成而且，構(gòu)成 RC 低通電路。低通電路。2單管共射放大電路頻率特性的定性分析單管共射放大電路頻率特性的定性分析 電氣與電子工程學(xué)院第6頁(yè)/共72頁(yè)OffLfHBWAum0.707Aum-90-180-270 f0fL：下限頻率；：下限頻率；fH：上限頻率：上限頻率BW：通頻帶：通頻帶BW=fH-fL電氣與電子工程學(xué)院第7頁(yè)/共72頁(yè)4.2 4.2 RC低通和高通電路的頻率響應(yīng)低通和高通電路的頻率響應(yīng)4.2.1 4.2.1 4.2.1 4.2.1 RCRC低通電路的頻率響應(yīng)低通電路的頻率響應(yīng)低通電路的頻率響應(yīng)低通電路的頻率響應(yīng)4.2.24.2.24.2.24.2.2 RCRC高通電路的頻率響應(yīng)高通電路的頻率響應(yīng)高通電路的頻率響應(yīng)高通電路的頻率響應(yīng)電氣與電子工程學(xué)院第8頁(yè)/共72頁(yè)4.2.1 4.2.1 4.2.1 4.2.1 RCRC低通電路的頻率響應(yīng)低通電路的頻率響應(yīng)低通電路的頻率響應(yīng)低通電路的頻率響應(yīng)令令 ：則：則：+_ _+_ _C CR R1 1頻率特性的表達(dá)式頻率特性的表達(dá)式電氣與電子工程學(xué)院第9頁(yè)/共72頁(yè)2 2波特圖波特圖 則有：則有：(1)(1)幅頻特性幅頻特性 一條一條0dB0dB的直線的直線 斜率為斜率為-20dB/-20dB/十倍頻程的直線十倍頻程的直線 電氣與電子工程學(xué)院第10頁(yè)/共72頁(yè)對(duì)數(shù)對(duì)數(shù)幅頻特性：幅頻特性：0.1 fHfH 10 fHf0-20-403dB-20dB/十倍頻十倍頻當(dāng)當(dāng) f fH(低頻低頻)，當(dāng)當(dāng) f fH (高頻高頻)，低通特性：低通特性：且且頻頻率率愈愈高高，的的值值愈愈小小，高頻信號(hào)不能通過(guò)。高頻信號(hào)不能通過(guò)。最大誤差為最大誤差為 3 dB，發(fā)生在發(fā)生在 f=fH處處電氣與電子工程學(xué)院第11頁(yè)/共72頁(yè)fH 10 fH-455.715.71-45/十倍頻十倍頻-900.1 fH 0f 在在高高頻頻段段，低低通通電電路路產(chǎn)產(chǎn)生生0 90的滯后相移。的滯后相移。(2)(2)相頻特性相頻特性誤誤差差誤誤差差電氣與電子工程學(xué)院第12頁(yè)/共72頁(yè)例例例例4.2.14.2.14.2.14.2.1 電路如圖所示，試求該電路的上限截止頻率電路如圖所示，試求該電路的上限截止頻率電路如圖所示，試求該電路的上限截止頻率電路如圖所示，試求該電路的上限截止頻率f f f fH H H H 電氣與電子工程學(xué)院第13頁(yè)/共72頁(yè)4.2.24.2.2 RC高通電路的頻率響應(yīng)高通電路的頻率響應(yīng)+_ _+_ _C CR R令：令：1 1 1 1頻率特性的表達(dá)式頻率特性的表達(dá)式頻率特性的表達(dá)式頻率特性的表達(dá)式電氣與電子工程學(xué)院第14頁(yè)/共72頁(yè)則有：則有：2 2波特圖波特圖波特圖波特圖 (1)(1)幅頻特性幅頻特性 電氣與電子工程學(xué)院第15頁(yè)/共72頁(yè)對(duì)數(shù)幅頻特性：對(duì)數(shù)幅頻特性：實(shí)際幅頻特性曲線：實(shí)際幅頻特性曲線：當(dāng)當(dāng) f fL(高頻高頻)，當(dāng)當(dāng) f fT 時(shí)，時(shí)，三極管失去放大作用；三極管失去放大作用；f =fT 時(shí)，由式時(shí)，由式得：得：電氣與電子工程學(xué)院第29頁(yè)/共72頁(yè)因?yàn)橐驗(yàn)榭傻每傻?.共基截止頻率共基截止頻率 f 電氣與電子工程學(xué)院第30頁(yè)/共72頁(yè)說(shuō)明：說(shuō)明：所以：所以：1.f 比比 f 高很多，等于高很多，等于 f 的的(1+0)倍；倍；2.f fT f 3.低低頻頻小小功功率率管管 f 值值約約為為幾幾十十至至幾幾百百千千赫赫，高高頻頻小功率管的小功率管的 fT 約為幾十至幾百兆赫。約為幾十至幾百兆赫。電氣與電子工程學(xué)院第31頁(yè)/共72頁(yè)4.4 4.4 單管共射放大電路的頻率響應(yīng)單管共射放大電路的頻率響應(yīng) 4.4.1 4.4.1 4.4.1 4.4.1 阻容耦合共射放大電路的頻率響應(yīng)阻容耦合共射放大電路的頻率響應(yīng)阻容耦合共射放大電路的頻率響應(yīng)阻容耦合共射放大電路的頻率響應(yīng)4.4.2 4.4.2 4.4.2 4.4.2 放大電路頻率響應(yīng)的改善放大電路頻率響應(yīng)的改善放大電路頻率響應(yīng)的改善放大電路頻率響應(yīng)的改善4.4.3 4.4.3 4.4.3 4.4.3 其他電容對(duì)頻率特性的影響其他電容對(duì)頻率特性的影響其他電容對(duì)頻率特性的影響其他電容對(duì)頻率特性的影響電氣與電子工程學(xué)院第32頁(yè)/共72頁(yè)4.4.1 4.4.1 阻容耦合共射放大電路的頻率響應(yīng)阻容耦合共射放大電路的頻率響應(yīng) 將將 C2 和和 RL 看成下一級(jí)的輸入耦合電容和輸入電阻。看成下一級(jí)的輸入耦合電容和輸入電阻。4.4 4.4 4.4 4.4 單管共射放大電路的頻率響應(yīng)單管共射放大電路的頻率響應(yīng)單管共射放大電路的頻率響應(yīng)單管共射放大電路的頻率響應(yīng) 1 1阻容耦合共射放大電路的混合阻容耦合共射放大電路的混合型等效電路型等效電路 第33頁(yè)/共72頁(yè) 阻容耦合共射放大電路的混合阻容耦合共射放大電路的混合阻容耦合共射放大電路的混合阻容耦合共射放大電路的混合型等效電路型等效電路型等效電路型等效電路第34頁(yè)/共72頁(yè)2.2.中頻段中頻段中頻段中頻段C1 可認(rèn)為交流短路；極間電容可視為交流斷路可認(rèn)為交流短路；極間電容可視為交流斷路。(1)(1)中頻段等效電路中頻段等效電路由圖可得由圖可得電氣與電子工程學(xué)院第35頁(yè)/共72頁(yè)(2)(2)中頻中頻電壓放大倍數(shù)電壓放大倍數(shù)已知已知 ，則，則結(jié)結(jié)論論：中中頻頻電電壓壓放放大大倍倍數(shù)數(shù)的的表表達(dá)達(dá)式式，與與利利用用簡(jiǎn)簡(jiǎn)化化 h 參數(shù)等效電路的分析結(jié)果一致。參數(shù)等效電路的分析結(jié)果一致。電氣與電子工程學(xué)院第36頁(yè)/共72頁(yè)3.3.3.3.低頻段低頻段低頻段低頻段考慮考慮隔直電容隔直電容的作用，其等效電路：的作用，其等效電路：C1 與與 輸輸入入電電阻阻構(gòu)構(gòu)成成一一個(gè)個(gè) RC 高高通通電電路路式中式中 Ri=Rb /rbe電氣與電子工程學(xué)院第37頁(yè)/共72頁(yè)輸出電壓輸出電壓低頻電壓放大倍數(shù)低頻電壓放大倍數(shù)電氣與電子工程學(xué)院第38頁(yè)/共72頁(yè)低頻時(shí)間常數(shù)為：低頻時(shí)間常數(shù)為：下限下限(-3 dB)頻率為：頻率為：則則電氣與電子工程學(xué)院第39頁(yè)/共72頁(yè)4.高頻段高頻段考慮考慮并聯(lián)在極間電容并聯(lián)在極間電容的影響，其等效電路：的影響，其等效電路：由由于于輸輸出出回回路路時(shí)時(shí)間間常常數(shù)數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小小于于輸輸入入回回路路時(shí)時(shí)間間常常數(shù)數(shù)，故故可忽略輸出回路的結(jié)電容。并用戴維南定理簡(jiǎn)化。可忽略輸出回路的結(jié)電容。并用戴維南定理簡(jiǎn)化。電氣與電子工程學(xué)院第40頁(yè)/共72頁(yè)簡(jiǎn)化的高頻等效電路簡(jiǎn)化的高頻等效電路 C 與與 R 構(gòu)成構(gòu)成 RC 低通電路。低通電路。電氣與電子工程學(xué)院第41頁(yè)/共72頁(yè)高頻時(shí)間常數(shù)：高頻時(shí)間常數(shù)：上限上限(-3 dB)頻率為：頻率為：電氣與電子工程學(xué)院第42頁(yè)/共72頁(yè)5.5.5.5.完整完整完整完整的波特圖的波特圖的波特圖的波特圖繪制波特圖步驟：繪制波特圖步驟：1.1.根據(jù)根據(jù)電路參數(shù)計(jì)算電路參數(shù)計(jì)算 、fL 和和 fH；2.2.由由三段直線構(gòu)成幅頻特性。三段直線構(gòu)成幅頻特性。中頻段：中頻段：對(duì)數(shù)幅值對(duì)數(shù)幅值=20lg 低頻區(qū)：低頻區(qū)：f=fL開(kāi)始減小，作斜率為開(kāi)始減小，作斜率為 20 dB/十倍頻直線；十倍頻直線；高頻段：高頻段：f=fH 開(kāi)始增加，作斜率為開(kāi)始增加，作斜率為 20 dB/十倍頻直線。十倍頻直線。電氣與電子工程學(xué)院第43頁(yè)/共72頁(yè)n n中頻段中頻段中頻段中頻段：在：在：在：在1010f fL L至至至至0.10.1f fHH之間，作一條之間，作一條之間，作一條之間，作一條 的水平直線；的水平直線；的水平直線；的水平直線；n n低頻區(qū)：低頻區(qū)：低頻區(qū)：低頻區(qū)：當(dāng)當(dāng)當(dāng)當(dāng)f0.1f1010f fHH時(shí)，作一條時(shí)，作一條時(shí)，作一條時(shí)，作一條 的水平直線，的水平直線，的水平直線，的水平直線，n n 在在在在0.10.1f fHH至至至至1010f fHH之間，作一條斜率為之間，作一條斜率為之間，作一條斜率為之間，作一條斜率為-45-450 0/十倍頻程的直十倍頻程的直十倍頻程的直十倍頻程的直線。線。線。線。3.由五段直線構(gòu)成相頻特性。由五段直線構(gòu)成相頻特性。電氣與電子工程學(xué)院第44頁(yè)/共72頁(yè)幅頻特性幅頻特性fOfL-20dB/十倍頻十倍頻fH20dB/十倍頻十倍頻-270-225-135-180相頻特性相頻特性-9010 fL0.1fL0.1fH10 fHfO 電氣與電子工程學(xué)院第45頁(yè)/共72頁(yè)第46頁(yè)/共72頁(yè)(1)(1)(1)(1)計(jì)算中頻電壓放大倍數(shù)計(jì)算中頻電壓放大倍數(shù)計(jì)算中頻電壓放大倍數(shù)計(jì)算中頻電壓放大倍數(shù) 第47頁(yè)/共72頁(yè)(2)(2)(2)(2)估算估算估算估算下限頻率和上限頻率下限頻率和上限頻率下限頻率和上限頻率下限頻率和上限頻率第48頁(yè)/共72頁(yè)（3 3 3 3）計(jì)算）計(jì)算）計(jì)算）計(jì)算電壓放大倍數(shù)電壓放大倍數(shù)電壓放大倍數(shù)電壓放大倍數(shù) （4 4）畫(huà)波特圖畫(huà)波特圖電氣與電子工程學(xué)院第49頁(yè)/共72頁(yè)幅頻特性幅頻特性fOfL-20dB/十倍頻十倍頻fH20dB/十倍頻十倍頻-270-225-135-180相頻特性相頻特性-9010 fL0.1fL0.1fH10 fHfO 69Hz394000Hz電氣與電子工程學(xué)院第50頁(yè)/共72頁(yè)4.4.2 4.4.2 4.4.2 4.4.2 放大放大放大放大電路頻率響應(yīng)的改善電路頻率響應(yīng)的改善電路頻率響應(yīng)的改善電路頻率響應(yīng)的改善 n n1 1 1 1對(duì)放大電路頻率響應(yīng)的要求對(duì)放大電路頻率響應(yīng)的要求對(duì)放大電路頻率響應(yīng)的要求對(duì)放大電路頻率響應(yīng)的要求 n n為了減少頻率失真，放大電路的下限頻率為了減少頻率失真，放大電路的下限頻率為了減少頻率失真，放大電路的下限頻率為了減少頻率失真，放大電路的下限頻率f f f fL L L L要低于輸要低于輸要低于輸要低于輸入信號(hào)中的最低頻率分量，而入信號(hào)中的最低頻率分量，而入信號(hào)中的最低頻率分量，而入信號(hào)中的最低頻率分量，而f f f fH H H H要高于輸入信號(hào)中要高于輸入信號(hào)中要高于輸入信號(hào)中要高于輸入信號(hào)中的最高頻率分量。的最高頻率分量。的最高頻率分量。的最高頻率分量。n n2 2 2 2改善單級(jí)放大電路的低頻特性改善單級(jí)放大電路的低頻特性改善單級(jí)放大電路的低頻特性改善單級(jí)放大電路的低頻特性 n n(1)(1)(1)(1)需加大耦合電容及其回路電阻，以增大回路時(shí)間需加大耦合電容及其回路電阻，以增大回路時(shí)間需加大耦合電容及其回路電阻，以增大回路時(shí)間需加大耦合電容及其回路電阻，以增大回路時(shí)間常數(shù)常數(shù)常數(shù)常數(shù) n n(2)(2)(2)(2)采用直接耦合方式采用直接耦合方式采用直接耦合方式采用直接耦合方式 電氣與電子工程學(xué)院第51頁(yè)/共72頁(yè)3.3.3.3.增益增益增益增益帶寬積帶寬積帶寬積帶寬積中頻電壓放大倍數(shù)與通頻帶的乘積。中頻電壓放大倍數(shù)與通頻帶的乘積。Ri=Rb/rbe假設(shè)假設(shè) Rb Rs，Rb rbe；(1+gmRc)Cb c Cb e電氣與電子工程學(xué)院第52頁(yè)/共72頁(yè)說(shuō)明：說(shuō)明：式式很很不不嚴(yán)嚴(yán)格格，但但從從中中可可以以看看出出一一個(gè)個(gè)大大概概的的趨趨勢(shì)勢(shì)，即即選選定定放放大大三三極極管管后后，rbb 和和 Cb c 的的值值即即被被確確定定，增增益益帶帶寬寬積積就就基基本本上上確確定定，此此時(shí)時(shí)，若若將將放放大大倍倍數(shù)數(shù)提提高高若若干干倍倍，則則通通頻頻帶帶也也將將幾幾乎乎變變窄窄同同樣樣的的倍倍數(shù)。數(shù)。如如愈愈得得到到一一個(gè)個(gè)通通頻頻帶帶既既寬寬，電電壓壓放放大大倍倍數(shù)數(shù)又又高高的的放放大大電電路路，首首要要的的問(wèn)問(wèn)題題是是選選用用 rbb 和和 Cb c 均均小小的的高高頻頻三極管。三極管。電氣與電子工程學(xué)院第53頁(yè)/共72頁(yè) 求某個(gè)電容所決定的截止頻率，主要求出該電容求某個(gè)電容所決定的截止頻率，主要求出該電容求某個(gè)電容所決定的截止頻率，主要求出該電容求某個(gè)電容所決定的截止頻率，主要求出該電容所在回路的時(shí)間常數(shù)，然后求出其截止頻率。所在回路的時(shí)間常數(shù)，然后求出其截止頻率。所在回路的時(shí)間常數(shù)，然后求出其截止頻率。所在回路的時(shí)間常數(shù)，然后求出其截止頻率。4.4.3 4.4.3 其他電容對(duì)頻率特性的影響其他電容對(duì)頻率特性的影響 1 1 1 1耦合耦合耦合耦合電容電容電容電容C C2 2對(duì)頻率特性的影響對(duì)頻率特性的影響對(duì)頻率特性的影響對(duì)頻率特性的影響在中頻段和高額段，耦在中頻段和高額段，耦合電容合電容C2容抗很小，可容抗很小，可視為短路，故視為短路，故C2只影響只影響下限頻率。下限頻率。電氣與電子工程學(xué)院第54頁(yè)/共72頁(yè)等效電路等效電路電容電容C2所在回路的時(shí)間所在回路的時(shí)間常數(shù)為常數(shù)為電氣與電子工程學(xué)院第55頁(yè)/共72頁(yè)2 2 2 2射極旁路電容射極旁路電容射極旁路電容射極旁路電容C Ce e對(duì)頻率特性的影響對(duì)頻率特性的影響對(duì)頻率特性的影響對(duì)頻率特性的影響 在中頻段和高額段，在中頻段和高額段，Ce容抗容抗很小，可視為短路，當(dāng)頻率很小，可視為短路，當(dāng)頻率下降至下降至低頻段，其容抗不可低頻段，其容抗不可忽略。忽略。以以Ce兩端為端口，求解它兩端為端口，求解它所在回路的等效電阻所在回路的等效電阻R為為電氣與電子工程學(xué)院第56頁(yè)/共72頁(yè)3.3.3.3.直接耦合單管共射放大電路的頻率響應(yīng)直接耦合單管共射放大電路的頻率響應(yīng)直接耦合單管共射放大電路的頻率響應(yīng)直接耦合單管共射放大電路的頻率響應(yīng)fHfO-27010 fH-20dB/十倍頻十倍頻-1800.1fH-90fO 電氣與電子工程學(xué)院第57頁(yè)/共72頁(yè)4.5 4.5 多級(jí)放大電路的頻率響應(yīng)多級(jí)放大電路的頻率響應(yīng)4.5.14.5.14.5.14.5.1多級(jí)放大電路的幅頻特性多級(jí)放大電路的幅頻特性多級(jí)放大電路的幅頻特性多級(jí)放大電路的幅頻特性和相頻特性和相頻特性和相頻特性和相頻特性4.5.2 4.5.2 4.5.2 4.5.2 多級(jí)放大電路的截止頻率多級(jí)放大電路的截止頻率多級(jí)放大電路的截止頻率多級(jí)放大電路的截止頻率電氣與電子工程學(xué)院第58頁(yè)/共72頁(yè)4.5 4.5 4.5 4.5 多級(jí)放大電路的頻率響應(yīng)多級(jí)放大電路的頻率響應(yīng)多級(jí)放大電路的頻率響應(yīng)多級(jí)放大電路的頻率響應(yīng)4.5.14.5.14.5.14.5.1多級(jí)放大電路的幅頻特性多級(jí)放大電路的幅頻特性多級(jí)放大電路的幅頻特性多級(jí)放大電路的幅頻特性和相頻特性和相頻特性和相頻特性和相頻特性多級(jí)放大電路的電壓放大倍數(shù)：多級(jí)放大電路的電壓放大倍數(shù)：對(duì)數(shù)幅頻特性為：對(duì)數(shù)幅頻特性為：電氣與電子工程學(xué)院第59頁(yè)/共72頁(yè)多級(jí)放大電路的總相位移為：多級(jí)放大電路的總相位移為：兩級(jí)放大電路的波特圖兩級(jí)放大電路的波特圖fHfL幅頻特性幅頻特性fOfL1fH16 dB3 dB3 dBBW1BW一一 級(jí)級(jí)二二 級(jí)級(jí)電氣與電子工程學(xué)院第60頁(yè)/共72頁(yè)相頻特性相頻特性-270-360fL1fH1fO-540-180-450-90一一 級(jí)級(jí)二二 級(jí)級(jí)多多級(jí)級(jí)放放大大電電路路的的通通頻頻帶帶，總總是是比比組組成成它它的的每每一一級(jí)級(jí)的的通頻帶為窄。通頻帶為窄。第61頁(yè)/共72頁(yè)4.5.2 4.5.2 4.5.2 4.5.2 多級(jí)放大多級(jí)放大多級(jí)放大多級(jí)放大電路的截止頻率電路的截止頻率電路的截止頻率電路的截止頻率1 1 1 1上限頻率上限頻率上限頻率上限頻率 每級(jí)的上限頻率分別為每級(jí)的上限頻率分別為fH1，fH2，fHn當(dāng)當(dāng)f=fH時(shí)時(shí) 第62頁(yè)/共72頁(yè)在工程上可將高次項(xiàng)忽略在工程上可將高次項(xiàng)忽略 加上修正系數(shù)，則得加上修正系數(shù)，則得 電氣與電子工程學(xué)院第63頁(yè)/共72頁(yè) 如各級(jí)的上限頻率相差懸殊時(shí)，其中有一級(jí)比其他如各級(jí)的上限頻率相差懸殊時(shí)，其中有一級(jí)比其他各級(jí)都各級(jí)都低得多低得多，工程上低于，工程上低于5 5倍即可，那么，總的倍即可，那么，總的上限上限頻率就基本上等于這一級(jí)的上限截止頻率頻率就基本上等于這一級(jí)的上限截止頻率。如兩級(jí)放大電路的如兩級(jí)放大電路的 則放大電路總的上限頻率應(yīng)為則放大電路總的上限頻率應(yīng)為 如兩級(jí)放大電路由兩個(gè)具有如兩級(jí)放大電路由兩個(gè)具有相同頻率特性相同頻率特性的單管放的單管放大電路組成，則上限頻率為大電路組成，則上限頻率為 電氣與電子工程學(xué)院第64頁(yè)/共72頁(yè)如如兩兩級(jí)級(jí)放放大大電電路路由由兩兩個(gè)個(gè)具具有有相相同同頻頻率率特特性性的的單單管管放放大電路組成，則下限頻率為大電路組成，則下限頻率為2 2 2 2下限下限下限下限頻率頻率頻率頻率 如各級(jí)的下限頻率相差懸殊時(shí)，如其中有一級(jí)的下限如各級(jí)的下限頻率相差懸殊時(shí)，如其中有一級(jí)的下限頻率比其他各級(jí)都頻率比其他各級(jí)都高得多高得多，工程上大于，工程上大于5倍即可，倍即可，那么，那么，總的下限頻率就基本上等于這一級(jí)的下限截止頻率。總的下限頻率就基本上等于這一級(jí)的下限截止頻率。如兩級(jí)放大電路的如兩級(jí)放大電路的 則放大電路總的上限頻率應(yīng)為則放大電路總的上限頻率應(yīng)為 電氣與電子工程學(xué)院第65頁(yè)/共72頁(yè)例例例例4.5.14.5.1 放大電路的對(duì)數(shù)幅頻特性如圖所示。放大電路的對(duì)數(shù)幅頻特性如圖所示。放大電路的對(duì)數(shù)幅頻特性如圖所示。放大電路的對(duì)數(shù)幅頻特性如圖所示。(1)(1)求中頻電壓放大倍數(shù)；求中頻電壓放大倍數(shù)；求中頻電壓放大倍數(shù)；求中頻電壓放大倍數(shù)；(2)(2)求上、下限頻率求上、下限頻率求上、下限頻率求上、下限頻率f fL L、f fHH；(3)(3)當(dāng)當(dāng)當(dāng)當(dāng)f f=10=105 5HzHz，該放大電路的附加相移等于多少，該放大電路的附加相移等于多少，該放大電路的附加相移等于多少，該放大電路的附加相移等于多少？fH=104Hz(1)(1)(2)(2)(3)(3)第66頁(yè)/共72頁(yè)例例例例4.5.34.5.3 已知某電路的幅頻特性如圖所示已知某電路的幅頻特性如圖所示已知某電路的幅頻特性如圖所示已知某電路的幅頻特性如圖所示,試問(wèn)試問(wèn)試問(wèn)試問(wèn)(1)(1)該電路的耦合方式；該電路的耦合方式；該電路的耦合方式；該電路的耦合方式；(2)(2)該電路由幾級(jí)放大電路組成；該電路由幾級(jí)放大電路組成；該電路由幾級(jí)放大電路組成；該電路由幾級(jí)放大電路組成；(3)(3)當(dāng)當(dāng)當(dāng)當(dāng)f f=10=104 4HzHz時(shí)，附加相移約為多少時(shí)，附加相移約為多少時(shí)，附加相移約為多少時(shí)，附加相移約為多少?當(dāng)當(dāng)當(dāng)當(dāng)f f=10=105 5HzHz時(shí)，附加相時(shí)，附加相時(shí)，附加相時(shí)，附加相移約為多少移約為多少移約為多少移約為多少?(4)?(4)近似估算該電路的上限頻率近似估算該電路的上限頻率近似估算該電路的上限頻率近似估算該電路的上限頻率f fHH (1)直接耦合電路直接耦合電路(2)三級(jí)放大電路三級(jí)放大電路(3)當(dāng)當(dāng)f=104Hz時(shí)時(shí),附加相移約附加相移約為為1350 當(dāng)當(dāng)f=105Hz時(shí)時(shí)附加相移約為附加相移約為2700(4)第67頁(yè)/共72頁(yè)【本章小結(jié)本章小結(jié)本章小結(jié)本章小結(jié)】n n1.1.在放大電路的在放大電路的在放大電路的在放大電路的高頻區(qū)高頻區(qū)高頻區(qū)高頻區(qū)，影響頻率響應(yīng)的主要，影響頻率響應(yīng)的主要，影響頻率響應(yīng)的主要，影響頻率響應(yīng)的主要是三極管的極間電容是三極管的極間電容是三極管的極間電容是三極管的極間電容，其，其，其，其對(duì)高頻響應(yīng)的影響可用對(duì)高頻響應(yīng)的影響可用對(duì)高頻響應(yīng)的影響可用對(duì)高頻響應(yīng)的影響可用RCRC低通電路來(lái)模擬；低通電路來(lái)模擬；低通電路來(lái)模擬；低通電路來(lái)模擬；n n在放大電路的在放大電路的在放大電路的在放大電路的低頻區(qū)低頻區(qū)低頻區(qū)低頻區(qū)，影響頻率響應(yīng)的主要是，影響頻率響應(yīng)的主要是，影響頻率響應(yīng)的主要是，影響頻率響應(yīng)的主要是耦合電容和射極旁路電容耦合電容和射極旁路電容耦合電容和射極旁路電容耦合電容和射極旁路電容，它們對(duì)低頻響應(yīng)的影響可用它們對(duì)低頻響應(yīng)的影響可用它們對(duì)低頻響應(yīng)的影響可用它們對(duì)低頻響應(yīng)的影響可用RCRC高通電路來(lái)模擬。高通電路來(lái)模擬。高通電路來(lái)模擬。高通電路來(lái)模擬。電氣與電子工程學(xué)院第68頁(yè)/共72頁(yè)n n2.2.波特圖由對(duì)數(shù)幅頻特性和對(duì)數(shù)相頻特性組成，它們均以頻率為橫坐標(biāo)，波特圖由對(duì)數(shù)幅頻特性和對(duì)數(shù)相頻特性組成，它們均以頻率為橫坐標(biāo)，波特圖由對(duì)數(shù)幅頻特性和對(duì)數(shù)相頻特性組成，它們均以頻率為橫坐標(biāo)，波特圖由對(duì)數(shù)幅頻特性和對(duì)數(shù)相頻特性組成，它們均以頻率為橫坐標(biāo)，坐標(biāo)采用對(duì)數(shù)刻度。為了簡(jiǎn)化作圖，常用坐標(biāo)采用對(duì)數(shù)刻度。為了簡(jiǎn)化作圖，常用坐標(biāo)采用對(duì)數(shù)刻度。為了簡(jiǎn)化作圖，常用坐標(biāo)采用對(duì)數(shù)刻度。為了簡(jiǎn)化作圖，常用近似折線的方法近似折線的方法近似折線的方法近似折線的方法，可以得到放，可以得到放，可以得到放，可以得到放大電路的對(duì)數(shù)頻率特性。大電路的對(duì)數(shù)頻率特性。大電路的對(duì)數(shù)頻率特性。大電路的對(duì)數(shù)頻率特性。n n3.3.常用的頻率參數(shù)有常用的頻率參數(shù)有常用的頻率參數(shù)有常用的頻率參數(shù)有共射極截止頻率共射極截止頻率共射極截止頻率共射極截止頻率、特征頻率特征頻率特征頻率特征頻率、共基截止頻率。共基截止頻率。共基截止頻率。共基截止頻率。電氣與電子工程學(xué)院第69頁(yè)/共72頁(yè)n n4 4利用放大電路的混合利用放大電路的混合利用放大電路的混合利用放大電路的混合 型等效電路，將阻容耦合型等效電路，將阻容耦合型等效電路，將阻容耦合型等效電路，將阻容耦合單管共射放大電路簡(jiǎn)化為單管共射放大電路簡(jiǎn)化為單管共射放大電路簡(jiǎn)化為單管共射放大電路簡(jiǎn)化為三個(gè)頻段三個(gè)頻段三個(gè)頻段三個(gè)頻段：n n在在在在中頻區(qū)中頻區(qū)中頻區(qū)中頻區(qū)，可將各種電容的作用忽略；，可將各種電容的作用忽略；，可將各種電容的作用忽略；，可將各種電容的作用忽略；n n在在在在低頻區(qū)低頻區(qū)低頻區(qū)低頻區(qū)要考慮隔直電容要考慮隔直電容要考慮隔直電容要考慮隔直電容C C1 1的作用，而忽略三極管的作用，而忽略三極管的作用，而忽略三極管的作用，而忽略三極管極間電容極間電容極間電容極間電容CC的作用；的作用；的作用；的作用；n n在在在在高頻區(qū)高頻區(qū)高頻區(qū)高頻區(qū)，忽略隔直電容，忽略隔直電容，忽略隔直電容，忽略隔直電容C C1 1，考慮三極管極間電容，考慮三極管極間電容，考慮三極管極間電容，考慮三極管極間電容CC的作用。的作用。的作用。的作用。n n畫(huà)出放大電路的三個(gè)分頻段等效電路畫(huà)出放大電路的三個(gè)分頻段等效電路畫(huà)出放大電路的三個(gè)分頻段等效電路畫(huà)出放大電路的三個(gè)分頻段等效電路，分別分析本，分別分析本，分別分析本，分別分析本頻段的頻率響應(yīng)，放大電路電壓放大倍數(shù)的全頻域頻段的頻率響應(yīng)，放大電路電壓放大倍數(shù)的全頻域頻段的頻率響應(yīng)，放大電路電壓放大倍數(shù)的全頻域頻段的頻率響應(yīng)，放大電路電壓放大倍數(shù)的全頻域響應(yīng)響應(yīng)響應(yīng)響應(yīng)電氣與電子工程學(xué)院第70頁(yè)/共72頁(yè)n n5 5多級(jí)放大電路的對(duì)數(shù)增益為各級(jí)放大電路增益之多級(jí)放大電路的對(duì)數(shù)增益為各級(jí)放大電路增益之多級(jí)放大電路的對(duì)數(shù)增益為各級(jí)放大電路增益之多級(jí)放大電路的對(duì)數(shù)增益為各級(jí)放大電路增益之和，相位移也為各級(jí)放大電路相位移之和。在畫(huà)多和，相位移也為各級(jí)放大電路相位移之和。在畫(huà)多和，相位移也為各級(jí)放大電路相位移之和。在畫(huà)多和，相位移也為各級(jí)放大電路相位移之和。在畫(huà)多級(jí)放大電路的波特圖時(shí)，只要把各級(jí)放大電路在同級(jí)放大電路的波特圖時(shí)，只要把各級(jí)放大電路在同級(jí)放大電路的波特圖時(shí)，只要把各級(jí)放大電路在同級(jí)放大電路的波特圖時(shí)，只要把各級(jí)放大電路在同一橫坐標(biāo)下的對(duì)數(shù)增益和相位移分別疊加起來(lái)就可一橫坐標(biāo)下的對(duì)數(shù)增益和相位移分別疊加起來(lái)就可一橫坐標(biāo)下的對(duì)數(shù)增益和相位移分別疊加起來(lái)就可一橫坐標(biāo)下的對(duì)數(shù)增益和相位移分別疊加起來(lái)就可以了。以了。以了。以了。n n多級(jí)放大電路的通頻帶比各單級(jí)放大電路的通頻帶多級(jí)放大電路的通頻帶比各單級(jí)放大電路的通頻帶多級(jí)放大電路的通頻帶比各單級(jí)放大電路的通頻帶多級(jí)放大電路的通頻帶比各單級(jí)放大電路的通頻帶都要窄都要窄都要窄都要窄。當(dāng)各級(jí)放大電路的上限頻率（或下限頻率）。當(dāng)各級(jí)放大電路的上限頻率（或下限頻率）。當(dāng)各級(jí)放大電路的上限頻率（或下限頻率）。當(dāng)各級(jí)放大電路的上限頻率（或下限頻率）相近時(shí)，可采用式相近時(shí)，可采用式相近時(shí)，可采用式相近時(shí)，可采用式4.5.44.5.4和式和式和式和式4.5.54.5.5計(jì)算整個(gè)電路的上計(jì)算整個(gè)電路的上計(jì)算整個(gè)電路的上計(jì)算整個(gè)電路的上限頻率和或下限頻率；限頻率和或下限頻率；限頻率和或下限頻率；限頻率和或下限頻率；n n如如如如各級(jí)的上限頻率（或下限頻率）相差懸殊時(shí)各級(jí)的上限頻率（或下限頻率）相差懸殊時(shí)各級(jí)的上限頻率（或下限頻率）相差懸殊時(shí)各級(jí)的上限頻率（或下限頻率）相差懸殊時(shí)，上上上上限頻率中最低的上限頻率為整個(gè)電路總的上限頻率限頻率中最低的上限頻率為整個(gè)電路總的上限頻率限頻率中最低的上限頻率為整個(gè)電路總的上限頻率限頻率中最低的上限頻率為整個(gè)電路總的上限頻率，下限頻率中最高的下限頻率為整個(gè)電路總的下限頻下限頻率中最高的下限頻率為整個(gè)電路總的下限頻下限頻率中最高的下限頻率為整個(gè)電路總的下限頻下限頻率中最高的下限頻率為整個(gè)電路總的下限頻率。率。率。率。電氣與電子工程學(xué)院第71頁(yè)/共72頁(yè)