電子線(xiàn)路課件：第5章 放大電路的頻率特性

1、第5章 放大器的頻率響應(yīng) 在前幾章里我們對(duì)線(xiàn)性放大器的分析都假設(shè)耦合電容和旁路電容對(duì)交流信號(hào)相當(dāng)于短路，對(duì)直流電壓相當(dāng)于開(kāi)路。 還假設(shè)三極管是理想的，輸出信號(hào)可立即響應(yīng)輸入信號(hào)。但是，半導(dǎo)體三極管和場(chǎng)效應(yīng)管的內(nèi)部電容會(huì)影響頻率響應(yīng)。 本章的主要目的是確定由于電路電容和三極管內(nèi)部電容引起的放大器的頻率響應(yīng)。 5.1 頻率響應(yīng)的分析方法 5.1.1 頻率響應(yīng)的表示方法增益函數(shù)應(yīng)為頻率的復(fù)函數(shù) 幅頻特性:增益的幅值與頻率 的關(guān)系。 相頻特性:增益的相位與頻率 的關(guān)系。5.1.1 頻率響應(yīng)的表示方法 例：直接耦合放大器的頻率特性 fL05.1.1 頻率響應(yīng)的表示方法 線(xiàn)性系統(tǒng)頻率特性表征的方法常 1.

2、 波特圖（Bode）表示法波特圖：在半對(duì)數(shù)坐標(biāo)中描繪的頻率特性曲線(xiàn)。所謂半對(duì)數(shù)坐標(biāo)是指頻率軸采用對(duì)數(shù)刻度，而幅值A(chǔ)（）（用dB表示）和相位（用度表示）都采用線(xiàn)性刻度。2. 奈奎斯特圖（Nyquist）表示法 奈奎斯特圖又稱(chēng)幅相圖，這是一種在極坐標(biāo)上表示頻率特性的方法。當(dāng)角頻率從零變化到無(wú)窮大時(shí)，矢量A（j）端點(diǎn)的軌跡就是放大器的頻率特性曲線(xiàn)。 5.1.1 頻率響應(yīng)的表示方法 線(xiàn)性系統(tǒng)頻率特性表征的方法常3. 極、零圖表示法 波特圖、奈奎斯特圖都是在頻域上表示頻率特性的方法，而極、零圖則是在復(fù)頻域（s域）上表示線(xiàn)性系統(tǒng)頻率特性的另一種方法。在s域分析中，借助系統(tǒng)函數(shù)（傳輸函數(shù)）在s平面極點(diǎn)、零點(diǎn)

3、分布的研究，可以簡(jiǎn)明、直觀地給出系統(tǒng)響應(yīng)的許多規(guī)律。本章將利用系統(tǒng)傳輸函數(shù)表示式的零、極點(diǎn)概念研究系統(tǒng)的頻率響應(yīng)特性，繪制波特圖。 5.1.2 線(xiàn)性系統(tǒng)頻率特性分析法 任何一個(gè)線(xiàn)性系統(tǒng)，當(dāng)它的輸入端作用一個(gè)輸入量（激勵(lì)函數(shù)）x(t)時(shí)，它的輸出量（響應(yīng)函數(shù)）y(t)與x(t)之間的關(guān)系，都可以用下面的常系數(shù)線(xiàn)性微分方程來(lái)表示： 式中，a0、a1、an和b0、b1、bm是取決于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和參數(shù)的常數(shù)。此方程可用拉氏變換法求解。s是復(fù)頻率： Sj5.1.2 線(xiàn)性系統(tǒng)頻率特性分析法系統(tǒng)的傳輸函數(shù)：輸出量的拉普拉斯變換與輸入量的拉普拉斯變換之比 是分子多項(xiàng)式等于零的根，叫零點(diǎn)； 是分母多項(xiàng)式等于零即特征

4、方程的根，叫做極點(diǎn)； 叫做標(biāo)尺因子。n階m零系統(tǒng)5.1.2 線(xiàn)性系統(tǒng)頻率特性分析法將系統(tǒng)傳輸函數(shù)的極點(diǎn)（用表示）和零點(diǎn)（用表示）表示在復(fù)平面s上，就是該系統(tǒng)的極零圖。一個(gè)極零圖應(yīng)于一個(gè)系統(tǒng)，并確定了其傳輸函數(shù)。 按照分母的階數(shù)不同，可以對(duì)線(xiàn)性系統(tǒng)分類(lèi)。例如分母是一階多項(xiàng)式則系統(tǒng)稱(chēng)為一階線(xiàn)性系統(tǒng)，分母是二階多項(xiàng)式則系統(tǒng)稱(chēng)為二階線(xiàn)性系統(tǒng)，以此類(lèi)推。5.1.2 線(xiàn)性系統(tǒng)頻率特性分析法可以證明：一個(gè)穩(wěn)定的線(xiàn)性系統(tǒng)，其極點(diǎn)只能位于極零圖的左半平面，而且極點(diǎn)只能是負(fù)實(shí)數(shù)或?qū)嵅繛樨?fù)的共軛復(fù)數(shù)。 5.1.3 幾種簡(jiǎn)單線(xiàn)性系統(tǒng)的頻率特性為正實(shí)數(shù)1.簡(jiǎn)單的傳輸函數(shù)一階無(wú)零函數(shù)式中A0=Hp2，2=1p2一階一零函

5、數(shù)（零點(diǎn)在原點(diǎn)）式中，AHH，11/p1為正實(shí)數(shù)5.1.3 幾種簡(jiǎn)單線(xiàn)性系統(tǒng)的頻率特性1（R1R2）C15.1.3 幾種簡(jiǎn)單線(xiàn)性系統(tǒng)的頻率特性式中的時(shí)間常數(shù)為2（R1/R2）C25.1.3 幾種簡(jiǎn)單線(xiàn)性系統(tǒng)的頻率特性2. 一階系統(tǒng)的頻率特性曲線(xiàn) 1（R1R2）C12（R1/R2）C25.1.3 幾種簡(jiǎn)單線(xiàn)性系統(tǒng)的頻率特性 (1)一階一零系統(tǒng)的Bode圖1（R1R2）C1s用j代替，則有 5.1.3 幾種簡(jiǎn)單線(xiàn)性系統(tǒng)的頻率特性 (1)一階一零系統(tǒng)相頻特性圖可以通過(guò)復(fù)數(shù)的模和幅角之間的關(guān)系獲得。5.1.3 幾種簡(jiǎn)單線(xiàn)性系統(tǒng)的頻率特性(1)一階一零系統(tǒng)5.1.3 幾種簡(jiǎn)單線(xiàn)性系統(tǒng)的頻率特性 (1)一

6、階一零系統(tǒng)5.1.3 幾種簡(jiǎn)單線(xiàn)性系統(tǒng)的頻率特性 (1)一階一零系統(tǒng)5.1.3 幾種簡(jiǎn)單線(xiàn)性系統(tǒng)的頻率特性 (1)一階一零系統(tǒng)在高頻時(shí)，C1被視為短路，利用分壓關(guān)系，可得輸出電壓為 當(dāng)頻率很低時(shí)，C1相當(dāng)于開(kāi)路，輸出電壓為零。該電路稱(chēng)高通系統(tǒng)。p1，信號(hào)被衰減；p1信號(hào)被傳輸且為恒值。 5.1.3 幾種簡(jiǎn)單線(xiàn)性系統(tǒng)的頻率特性 (1)一階一零系統(tǒng) 所以，傳輸函數(shù)的總相移為 結(jié)論： RC高通電路的頻率響應(yīng)-一階一零系統(tǒng)傳遞函數(shù)：頻率響應(yīng)表達(dá)式:幅頻響應(yīng)相頻響應(yīng)轉(zhuǎn)折頻率5.1.3 幾種簡(jiǎn)單線(xiàn)性系統(tǒng)的頻率特性2）一階無(wú)零系統(tǒng)的Bode圖 5.1.3 幾種簡(jiǎn)單線(xiàn)性系統(tǒng)的頻率特性2）一階無(wú)零系統(tǒng) 低頻時(shí)，

7、C2相當(dāng)于開(kāi)路，根據(jù)分壓關(guān)系，可得輸出電壓為 隨著頻率的升高，C2的容抗減小并趨于零，只有低頻信號(hào)才能到達(dá)輸出端,電路稱(chēng)為低通系統(tǒng)。 5.1.3 幾種簡(jiǎn)單線(xiàn)性系統(tǒng)的頻率特性2）一階無(wú)零系統(tǒng)相頻特性：結(jié)論： RC低通電路的頻率響應(yīng)一階無(wú)零系統(tǒng)幅頻響應(yīng)相頻響應(yīng)傳遞函數(shù)：（一階）則取（變換到頻域）令（轉(zhuǎn)折頻率時(shí)間常數(shù)對(duì)應(yīng)的頻率）小結(jié)：一階一零 一階無(wú)零 則5.1.3 幾種簡(jiǎn)單線(xiàn)性系統(tǒng)的頻率特性 (舉例說(shuō)明） 例：R11k，R210k，C11F，C23pF，求電路的轉(zhuǎn)折頻率以及Bode圖中的最大幅值。 解：1（R1R2）C1 1.1102s5.1.3 幾種簡(jiǎn)單線(xiàn)性系統(tǒng)的頻率特性 (舉例說(shuō)明） 2（R1

8、/R2）C2 2.73109s 轉(zhuǎn)折頻率為最大幅值仍為0.909或0.828dB。5.1.3 幾種簡(jiǎn)單線(xiàn)性系統(tǒng)的頻率特性(3.短路和開(kāi)路時(shí)間常數(shù))C1影響低頻響應(yīng)，C2影響高頻響應(yīng)。若C2C1且R1和R2在同一數(shù)量級(jí)上，則由C1和C2產(chǎn)生的Bode圖轉(zhuǎn)折頻率的數(shù)量級(jí)不同,分別考慮每一個(gè)電容的影響。5.1.3 幾種簡(jiǎn)單線(xiàn)性系統(tǒng)的頻率特性(3.短路和開(kāi)路時(shí)間常數(shù))頻率很低時(shí)，可以將負(fù)載電容C2視為開(kāi)路。開(kāi)路時(shí)間常數(shù):1（R1R2）C1 頻率很高時(shí),可以將耦合電容視為短路短路時(shí)間常數(shù)2（R1/R2）C2 5.1.3 幾種簡(jiǎn)單線(xiàn)性系統(tǒng)的頻率特性(3.短路和開(kāi)路時(shí)間常數(shù))例：R11k，R210k，C11

9、F，C23pF。求該電路的轉(zhuǎn)折頻率和帶寬。 解：C2比C1約小6個(gè)數(shù)量級(jí)，因此可以分別討論每個(gè)電容的影響。開(kāi)路時(shí)間常數(shù)1（R1+R2）C11.1102s 短路時(shí)間常數(shù)為2（R1/R2）C22.73109s 5.1.3 幾種簡(jiǎn)單線(xiàn)性系統(tǒng)的頻率特性(3.短路和開(kāi)路時(shí)間常數(shù)) BWfHfL58.3MHz14.5Hz58.3MHz解：續(xù)5.1.3 幾種簡(jiǎn)單線(xiàn)性系統(tǒng)的頻率特性 4. 二階系統(tǒng) 例：描述二階低通系統(tǒng)的漸近Bode圖。設(shè)系統(tǒng)的傳輸函數(shù)為 解：令sj，則系統(tǒng)的頻率特性函數(shù)為5.1.3 幾種簡(jiǎn)單線(xiàn)性系統(tǒng)的頻率特性 （ 4. 二階系統(tǒng) ） 第一項(xiàng)為常數(shù)項(xiàng)40dB，第二項(xiàng)為通過(guò)轉(zhuǎn)折角頻率106rad

10、/s， 斜率為20dB/10倍頻的漸近線(xiàn)，第三項(xiàng)為通過(guò)轉(zhuǎn)折頻率2106rad/s， 斜率為20dB/10倍頻的漸近線(xiàn)，合成之后的Bode圖在第二個(gè)轉(zhuǎn)折頻率之后，曲線(xiàn)則以40dB/10倍頻的斜率下降。 （續(xù)）相應(yīng)的幅頻特性5.1.3 幾種簡(jiǎn)單線(xiàn)性系統(tǒng)的頻率特性 （ 4. 二階系統(tǒng) ）而對(duì)于相頻特性，由于傳輸函數(shù)為二階無(wú)零系統(tǒng)，即m0（m為零點(diǎn)個(gè)數(shù)），n2（n為極點(diǎn)個(gè)數(shù)），在頻率趨于無(wú)窮時(shí)，其附加相移趨于180 相頻特性為5.1.3 幾種簡(jiǎn)單線(xiàn)性系統(tǒng)的頻率特性（一階、二階函數(shù)的討論 ）1）采用漸近作圖法描繪的波形圖與實(shí)際的頻率特性有一定的偏差，如一階無(wú)零低通系統(tǒng)，在極點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)折角頻率Hp上，它

11、的漸近線(xiàn)與實(shí)際特性的偏差恰好為3dB，這在工程上是允許的。 2)在具體作Bode圖時(shí)，首先應(yīng)區(qū)分系統(tǒng)是低通系統(tǒng)，還是高通系統(tǒng)。 （1）對(duì)于低通系統(tǒng)，若它的傳輸函數(shù)A（s）由n個(gè)無(wú)零一階極點(diǎn)因子組成，各因子的轉(zhuǎn)折角頻率從小到大的順序?yàn)閜1、p2pn，則頻率特性函數(shù)的表示式為 5.1.3 幾種簡(jiǎn)單線(xiàn)性系統(tǒng)的頻率特性（一階、二階函數(shù)的討論 ） 頻率特性函數(shù)的表示式為 其中A0H/p1p2pn為0時(shí)的值。 5.1.3 幾種簡(jiǎn)單線(xiàn)性系統(tǒng)的頻率特性（一階、二階函數(shù)的討論 ） 在作該系統(tǒng)幅頻特性的Bode圖，曲線(xiàn)由20lgA0的水平線(xiàn)出發(fā)，轉(zhuǎn)折角頻率由小到大，每經(jīng)過(guò)一個(gè)轉(zhuǎn)折頻率，漸近線(xiàn)的下降速率增加20dB

12、/10倍頻直到pn，漸近線(xiàn)的下降速率增加到20ndB/10倍頻為止。 上限頻率可按定義來(lái)求若極點(diǎn)頻率從小到大的順序排為p1p2pn，當(dāng)p11/4p2以下，則p1為系統(tǒng)的主極點(diǎn)頻率。其系統(tǒng)的上限頻率主要取決于主極點(diǎn)頻率p1。5.1.3 幾種簡(jiǎn)單線(xiàn)性系統(tǒng)的頻率特性（一階、二階函數(shù)的討論 ）相頻特性圖，曲線(xiàn)由0的水平線(xiàn)出發(fā)，通過(guò)0.1p1后開(kāi)始下降，下降速率取決于各因子的相頻特性下降段的重疊情況。有兩個(gè)因子下降段重疊，則曲線(xiàn)的下降速率為- 10倍頻；若有三個(gè)因子下降段重疊，則曲線(xiàn)下降段的速率為 10倍頻。以此類(lèi)推，直到10pn，曲線(xiàn)呈現(xiàn)n90的水平線(xiàn)為止。 5.1.3 幾種簡(jiǎn)單線(xiàn)性系統(tǒng)的頻率特性（一

13、階、二階函數(shù)的討論 ）畫(huà)幅頻特性Bode圖時(shí)，曲線(xiàn)自AH(dB)水平線(xiàn)出發(fā)，按照轉(zhuǎn)折角頻率由大到小的順序，每經(jīng)過(guò)一個(gè)轉(zhuǎn)折角頻率，漸近線(xiàn)的下降速率增加20dB/10倍頻，直到pn時(shí)，漸近線(xiàn)的下降速率為20ndB/10倍頻為止。相頻特性Bode圖自n90的水平線(xiàn)出發(fā)，最后以0水平線(xiàn)結(jié)束。 （2）對(duì)于高通系統(tǒng)5.1.3 幾種簡(jiǎn)單線(xiàn)性系統(tǒng)的頻率特性（一階、二階函數(shù)的討論 ）對(duì)于二階或更高階的線(xiàn)性系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，由于它存在多個(gè)極點(diǎn)和零點(diǎn)，其中對(duì)系統(tǒng)的頻率特性起決定作用的那些極點(diǎn)和零點(diǎn)，分別稱(chēng)為主極點(diǎn)和主零點(diǎn)。 若極點(diǎn)頻率從大到的順序?yàn)閜1p2pn，當(dāng)p14p2以上時(shí)，則p1為主極點(diǎn)角頻率。p2、p3、pn為非

14、主極點(diǎn)角頻率。那么系統(tǒng)的下限頻率近似等于主極點(diǎn)角頻率，Lp1。而在集成電路中，一般都采用直接耦合的多級(jí)放大器，它的下限角頻率趨于零。 AV隨 f 變化的原因放大電路中有電容、電感等電抗元件，其阻抗隨f 變化而變化RbviRcRL固定偏流共射極放大電路C1前面的分析中，隔直電容處理為: 直流開(kāi)路;交流短路計(jì)算電容的電抗：（C1=20F）f Xc11Hz796210Hz796.2 100Hz79.621kHz7.96210kHz0.796100kHz0.081MHz0.008f 100Hz Xc1 與rbe = 863 不能短路f 100Hz Xc1 rbe5.2 放大器的頻率特性 分段簡(jiǎn)化法，即

15、將討論的頻率范圍分為中頻段、低頻段、高頻段三個(gè)區(qū)域。中頻段:結(jié)電容、引線(xiàn)電容（其容量很?。┑瓤梢曌鏖_(kāi)路，而 其它電容（如耦合電容、旁路電容等）因容量較大， 可視作短路。因此在這個(gè)頻段放大器是純阻電路，其 增益與頻率無(wú)關(guān)，附加相移為零。高頻段和低頻段:容抗元件不可忽略，使電路的增益與頻率相 關(guān)，并出現(xiàn)附加相移，下面我們就這兩種情況 分別加以討論。 5.2.1 放大器的低頻響應(yīng) 放大器的低頻響應(yīng)主要取決于外接電容，如隔直（耦合）電容和射極旁路電容。5.2.1 放大器的低頻響應(yīng) 首先做一些合理的近似，使電路進(jìn)一步簡(jiǎn)化: 假設(shè) 遠(yuǎn)大于放大電路本身的輸入阻抗;假設(shè)的Ce的值足夠大，即其容抗XCe遠(yuǎn)小于R

16、e，即 5.2.1 放大器的低頻響應(yīng) 因?yàn)樯錁O電流是基極電流的(1+）倍，因此把Ce折合到基極后的容抗為 對(duì)輸出回路基本不存在折算問(wèn)題5.2.1 放大器的低頻響應(yīng) 該電路為零點(diǎn)在原點(diǎn)的二階高通系統(tǒng)，有兩個(gè)轉(zhuǎn)折頻率fL1和fL2，極點(diǎn)頻率為 如果fL1、fL2的比值在四倍以上，則可取較大的值作為fL。 舉例1：畫(huà)低頻小信號(hào)等效電路求靜態(tài)工作點(diǎn)電路變換(a) Re XCe = 32 ( f =100Hz)(b) Rb = 25k Ri(a),(b) 2條假設(shè)突出考察Ce的影響(c) Ce 折算(c) 輸出回路：諾頓戴維南結(jié)論：Ce是決定低頻響應(yīng)的 主要因素中頻增益則確定 f H、f L （BW）求

17、頻響表達(dá)式問(wèn)題？5.2.1單級(jí)放大電路的低頻響應(yīng)分析舉例2：分析過(guò)程：求頻響表達(dá)式確定 f L （BW）畫(huà)波特圖求靜態(tài)工作點(diǎn)畫(huà)小信號(hào)等效電路（保留電容）電路變換過(guò)程：(a) Rb rbe 開(kāi)路(b) 輸出回路：諾頓戴維南求頻響表達(dá)式下限頻率取決于即更精確的關(guān)系：確定 f H、f L （BW）畫(huà)波特圖1)BJT的頻率參數(shù)ceeb高頻混合型電路模型ceb5.2.2 放大器的高頻響應(yīng)1共發(fā)射極放大器的高頻響應(yīng)ceb在模型的有效頻率范圍內(nèi)，有共發(fā)射極截止頻率-20dB/十倍頻程下降到1（0dB）時(shí)對(duì)應(yīng)的頻率fT為晶體管的特征頻率此時(shí)，稱(chēng)為晶體管共基極截止頻率既有上述三個(gè)頻率參數(shù)都是晶體管的固有參數(shù)，它

18、們?cè)谠u(píng)價(jià)晶體三極管高頻性能上是等價(jià)的。 有：2)密勒定理和密勒電容網(wǎng)絡(luò)傳輸函數(shù)流過(guò)Y(s)的電流為：其中即Y(s) 對(duì)輸入端的影響可以用并接在輸入端的Y1(s)來(lái)等效。同理，對(duì)輸出端，流入的電流為：即Y(s) 對(duì)輸出端的影響可以用并接在輸出端的Y2(s)來(lái)等效。其中(1）密勒定理2）密勒電容按照密勒定理可將其單向近似 共發(fā)射極基本放大電路的混合型等效電路如圖跨接在輸入輸出端之間 Cbc 、Cbe很小，所以上式可以近似為：CM1 與Cbe并聯(lián)得到其中很小，可忽略密勒電容密勒倍增因子5.2.2 放大器的高頻響應(yīng) 1共發(fā)射極放大器的高頻響應(yīng) 3）共發(fā)射極放大器的高頻響應(yīng)該系統(tǒng)是一階無(wú)零系統(tǒng)，即為一低

19、通系統(tǒng)，上限頻率: 5.2.2 放大器的高頻響應(yīng) (共發(fā)射極放大器的高頻特性）1)要有效增大fH和GBW，必須選用 和 ?。碊小）和T高的晶體管;增益帶寬積(GBW):中頻區(qū)增益與頻帶寬度乘積的絕對(duì)值。對(duì)于共發(fā)射極放大器2)一旦管子選定后，則盡可能減小 以減小Rt ，增加 ，但 的提高最終受到管子特征頻率 的限制。 1、 單級(jí)放大電路的高頻響應(yīng)分析舉例1：已知:分析過(guò)程：求靜態(tài)工作點(diǎn)畫(huà)小信號(hào)等效電路(保留電容)電路變換(a) Rb=300k Rs =500(b) 用密勒定理對(duì)Cbc作等效拆分(c) 從Cbe向左做戴維南等效(d) 輸出回路：諾頓戴維南確定 f H、f L （BW）fH =求頻

20、響表達(dá)式中頻增益完整的頻響表達(dá)式及波特圖中頻增益5.2.2 放大器的高頻響應(yīng) 1）共集電極放大電路的高頻響應(yīng) 由于 很小，其容抗會(huì)遠(yuǎn)于 可忽略 2.共集、共基極放大電路的高頻響應(yīng)5.2.2 放大器的高頻響應(yīng) (共集電極放大器的高頻特性）5.2.2 放大器的高頻響應(yīng) (共集電極放大器的高頻特性）Rt等于從電容Cbe兩端看入電路的等效電阻即Rt是 和 的并聯(lián)電阻值。5.2.2 放大器的高頻響應(yīng) (共集電極放大器的高頻特性） 這是一個(gè)一階一零系統(tǒng)，且 ，也是一低通系統(tǒng)在三極管選定后，減小Rs可以提高fH，由于不存在密勒倍增因子，共集電極放大電路的上限頻率比共發(fā)射極放大電路高得多。 將Rt的值代入5.

21、2.2 放大器的高頻響應(yīng) 2）共基極放大電路的高頻特性 5.2.2 放大器的高頻響應(yīng) (共基極放大器的高頻特性） 對(duì)Ie(s)而言，eb間的電路可等效為re與 的并聯(lián)，對(duì)輸出端而言，它是受控電流源的激勵(lì)信號(hào)5.2.2 放大器的高頻響應(yīng) (共基極放大器的高頻特性）這是一個(gè)二階無(wú)零系統(tǒng)，其上限角頻率取p1、p2中最小的一個(gè)。由于p1接近，而Cbc很小，p2也很高，因此共基極放大器的上限頻率是三種基本放大電路中最高的。共基極放大電路的fH最高，沒(méi)有密勒倍增效應(yīng)外，是共基極放大器為理想的電流放大器,上限頻率會(huì)受到負(fù)載電容的限制。 5.2.3 多級(jí)放大器的頻率響應(yīng) 例1: A1，A2，A3為理想電壓放大

22、器的增益，即放大器的輸入電阻無(wú)窮大，輸出電阻為零，并為純阻放大器，且已知R1C1R2C2R3C3，試畫(huà)出漸近波特圖，并求上限頻率。 解：先求傳輸函數(shù)，由于有三個(gè)極點(diǎn)，故 5.2.3 多級(jí)放大器的頻率響應(yīng) 幅頻特性自Am的水平線(xiàn)出發(fā)經(jīng)p1轉(zhuǎn)折到斜率為-20dB10倍頻的直線(xiàn)，經(jīng)p2轉(zhuǎn)折到斜率為-40dB10倍頻的直線(xiàn)，即每經(jīng)過(guò)一極點(diǎn)頻率，斜率增加20dB10倍頻5.2.3 多級(jí)放大器的頻率響應(yīng) 相頻特性自0延伸到-270。 5.2.3 多級(jí)放大器的頻率響應(yīng) 放大器上限角頻率就是下列方程的解p1就是該三階系統(tǒng)的主極點(diǎn)角頻率，其它兩個(gè)為非主極點(diǎn)角頻率，則該低通系統(tǒng)的上限角頻率為Hp15.2.3 多級(jí)

23、放大器的頻率響應(yīng) 例2：阻容耦合放大器， 則Lp15.3 寬頻帶放大電路 擴(kuò)展頻帶的方法一般可分為三類(lèi)：一、利用負(fù)反饋：犧牲增益來(lái)?yè)Q取更寬的頻帶；二、補(bǔ)償法：利用電容電感元件對(duì)放大器的高頻特性進(jìn)行補(bǔ)償，在不損失增益的情況下擴(kuò)展放大器的頻帶；三、在多級(jí)放大器中采用不同組態(tài)電路的組合，互相取長(zhǎng)補(bǔ)短，從而展寬頻帶。 5.3 寬頻帶放大電路5.3.1 補(bǔ)償法 1. 電感補(bǔ)償1）并聯(lián)電感補(bǔ)償5.3 寬頻帶放大電路5.3.1 補(bǔ)償法 1. 電感補(bǔ)償2）串聯(lián)電感補(bǔ)償3）串并聯(lián)綜合補(bǔ)償5.3 寬頻帶放大電路2電容補(bǔ)償 5.3 寬頻帶放大電路5.3.2 組合電路 共集共發(fā)電路 共發(fā)共基電路因第一級(jí)共發(fā)電路的等效

24、負(fù)載很小，因此密勒倍增因子就小 相當(dāng)于 源電阻小，也可以有效提高共發(fā)電路的5.3 寬頻帶放大電路由上述分析也可以看出，在組合放大器中將共發(fā)電路接在后級(jí)的低阻輸入節(jié)點(diǎn)上或?qū)⒐舶l(fā)電路接在前級(jí)低阻輸出結(jié)點(diǎn)上，都有助于整個(gè)放大器提高帶寬。 5.4 負(fù)反饋放大器的頻率響應(yīng)和穩(wěn)定性5.4.1 負(fù)反饋對(duì)放大電路頻率特性的影響反饋系數(shù)是與頻率無(wú)關(guān)的實(shí)數(shù)（高通系統(tǒng)）5.4 負(fù)反饋放大器的頻率響應(yīng)和穩(wěn)定性5.4.2 負(fù)反饋放大電路的穩(wěn)定性 1. 負(fù)反饋放大電路自激振蕩的條件 說(shuō)明放大電路即使沒(méi)有外加輸入信號(hào)也有輸出信號(hào)，放大電路的這種狀態(tài)稱(chēng)為自激振蕩。當(dāng)放大電路同時(shí)達(dá)到自激振蕩的振幅條件和相位條件時(shí)，電路才會(huì)自激

25、。 如果在某頻率處有振幅條件:相位條件:5.4 負(fù)反饋放大器的頻率響應(yīng)和穩(wěn)定性5.4.2 負(fù)反饋放大電路的穩(wěn)定性2. 負(fù)反饋放大電路的穩(wěn)定工作條件 5.4 負(fù)反饋放大器的頻率響應(yīng)和穩(wěn)定性5.4.2 負(fù)反饋放大電路的穩(wěn)定性 為正值，且其值越大，放大器越穩(wěn)定。在工程上， 大于45即認(rèn)為電路是穩(wěn)定的。遠(yuǎn)離自激程度兩種表示方法:增益裕量:其中 為相角交界頻率。 其值越大放大器就越穩(wěn)定。 相位裕量:5.4.2 負(fù)反饋放大電路的穩(wěn)定性 3在A(j)波特圖上判別放大器的穩(wěn)定性 A（g）1B的交點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的角頻率就是g，滿(mǎn)足T（g）1（0dB線(xiàn)），然后通過(guò)g作一垂線(xiàn)，與相頻特性曲線(xiàn)的交點(diǎn)來(lái)確定此時(shí)的相位裕量，依

26、據(jù)是否大于45來(lái)判別電路是否穩(wěn)定。 5.4.2 負(fù)反饋放大電路的穩(wěn)定性 在漸近波特圖上穩(wěn)定性的判別: 只要該水平線(xiàn)與幅頻特性曲線(xiàn)的交點(diǎn)在p1和p2兩個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)頻率之間，即在p1p2之間，則可以保證相位裕量的絕對(duì)值大于45，即電路是穩(wěn)定的。反之，若該交點(diǎn)落在轉(zhuǎn)折點(diǎn)頻率p2p3之內(nèi)，電路就不穩(wěn)定了。 5.5 放大器的相位補(bǔ)償技術(shù) 高增益的多級(jí)放大器在應(yīng)用時(shí)都要加較深的反饋，以保證有良好的特性。在這種級(jí)數(shù)多、附加相移大、增益高、反饋深的情況下，電路很容易產(chǎn)生自激振蕩。為了解決這個(gè)問(wèn)題，往往在電路的適當(dāng)?shù)胤郊尤胙a(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)，改變電路原有的頻率特性，破壞它的自激振蕩條件，使放大器在閉環(huán)情況下能穩(wěn)定地工作。這種方法稱(chēng)為放大器的相位補(bǔ)償。 5.5 放大器的相位補(bǔ)償技術(shù) 5.5.1 簡(jiǎn)單電容補(bǔ)償技術(shù) 簡(jiǎn)單電容補(bǔ)償是一種最簡(jiǎn)單的滯后補(bǔ)償技術(shù)，它是將一只補(bǔ)償電容并接在集成運(yùn)放中產(chǎn)生第一個(gè)極點(diǎn)頻率的節(jié)點(diǎn)上，使第一個(gè)極點(diǎn)角頻率自 降低到 。 5.5 放大器的相位補(bǔ)償技術(shù)5.5