模擬電子技術(shù)簡明教程(第三版)第3章課件

第3章放大電路的頻率響應(yīng)教學(xué)內(nèi)容§3.1頻率響應(yīng)的一般概念§3.2三極管的頻率參數(shù)§3.3單管共射放大電路的頻率響應(yīng)§3.4多級放大電路的頻率響應(yīng)教學(xué)要求了解單管共射放大電路fL、fH與電路參數(shù)間的定性關(guān)系，熟悉波特圖的一般知識，以及多級放大電路與單管放大電路頻寬的定性關(guān)系?！?.1頻率響應(yīng)的一般概念3.1.1頻率特性頻率響應(yīng)（頻率特性）：放大電路對不同頻率信號的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)。

幅頻特性：電壓放大倍數(shù)的幅值與頻率的函數(shù)關(guān)系。相頻特性：電壓放大倍數(shù)的相角與頻率的函數(shù)關(guān)系。3.1.2下限頻率、上限頻率和通頻帶下限頻率fL：當(dāng)電壓放大倍數(shù)下降到0.707Au時(shí)，相應(yīng)的低頻頻率。上限頻率fH：當(dāng)電壓放大倍數(shù)下降到0.707Au時(shí)，相應(yīng)的高頻頻率。通頻帶：上限頻率和下限頻率之間的頻率范圍稱為通頻帶BW。BW=fH－fL3.1.3頻率失真幅頻失真：幅頻特性偏離中頻值的現(xiàn)象。因放大電路對不同頻率成分信號的增益不同，從而使輸出波形產(chǎn)生失真，稱為幅度頻率失真，簡稱幅頻失真。相頻失真：相頻特性偏離中頻值的現(xiàn)象。放大電路對不同頻率成分信號的相移不同，從而使輸出波形產(chǎn)生失真，稱為相位頻率失真，簡稱相頻失真。幅頻失真和相頻失真是線性失真。產(chǎn)生頻率失真的原因是:1.放大電路中存在電抗性元件。例如：耦合電容、旁路電容、分布電容、變壓器、分布電感等;2.三極管的()是頻率的函數(shù)。在研究頻率特性時(shí)，三極管的低頻小號模型不再適用，而要采用高頻小信號模型。3.1.4波特圖實(shí)際工程中常用的是波特圖（即對數(shù)頻率特性），其橫坐標(biāo)為頻率f，幅頻特性的縱坐標(biāo)，單位為分貝（dB);相頻特性的縱坐標(biāo)是相角φ，不取對數(shù)。（2）低通電路:信號頻率越低，輸出電壓越接近輸入電壓。

使輸出電壓幅值下降到70.7%，相位為±45o的信號頻率為截止頻率。（1）高通電路:信號頻率越高，輸出電壓越接近輸入電壓。3.1.5高通電路和低通電路上限頻率2、低通電路§3.2三極管的頻率參數(shù)當(dāng)20lgβ下降3dB時(shí),頻率f稱為共射截止頻率當(dāng)β=1時(shí)對應(yīng)的頻率稱為特征頻率fT，且有fT≈β0f在低頻和中頻段，;頻率升高時(shí)，值隨之下降，β是f的函數(shù)。一、共射截止頻率fβ—值下降到0.707β0

時(shí)的頻率。二、特征頻率fT—值下降為1

時(shí)的頻率。

f=fT時(shí)，＝1，20lg=0

f>fT時(shí)，<1,三極管失去放大作用?？汕蟪觯篺T≈β0

f三、共基截止頻率fα—值下降到0.707α0

時(shí)的頻率?！?.3單管共射放大電路的頻率響應(yīng)單管共射放大電路在低頻時(shí)耦合電容容抗大，不能忽略，隔直電容與放大電路的輸入電阻構(gòu)成一個(gè)RC高通電路；高頻時(shí)，極間電容并聯(lián)在電路中，構(gòu)成一個(gè)RC低通電路，產(chǎn)生0~-90°滯后的相移。3.3.1三極管的混合π型等效模型

gm為跨導(dǎo)，它不隨信號頻率的變化而變。阻值小阻值大連接了輸入回路和輸出回路1.混合π模型等效變換后電流不變2.混合π模型的單向化（使信號單向傳遞）

對于如圖所示的共射放大電路，下面分低、中、高三個(gè)頻段加以研究。3.3.2阻容耦合單管共射放大電路的頻率響應(yīng)共射放大電路1.中頻段所有的電容均可忽略。可用前面講的h參數(shù)等效電路分析。中頻電壓放大倍數(shù)：該電路有一個(gè)RC電路高通環(huán)節(jié)。其中Ri=Rb//rbe上下同除（Rs+Ri)有下限頻率：可推出低頻電壓放大倍數(shù)：因此，低頻時(shí)間常數(shù)為：fL越小，放大電路的低頻響應(yīng)越好。3.高頻段

在高頻段，耦合電容C1、C2可以可視為短路，三極管的極間電容不能忽略。這時(shí)要用混合π等效電路，用“密勒定理”將集電結(jié)電容單向化,并忽略C’’可簡化為下圖。將b’e左邊部分用戴維南定理等效，電路變?yōu)椋涸撾娐酚幸粋€(gè)RC電路低通環(huán)節(jié)上下同乘jωC’高頻時(shí)間常數(shù)為：有上限頻率：可推出高頻電壓放大倍數(shù)：C’↓→fH↑,∴選極間電容小的三極管4.完整的波特圖對數(shù)幅頻特性：中頻區(qū)：從fL到fH作一條高度為20lg|Ausm|的水平直線。低頻區(qū)：從fL開始，向左下方作一條斜率為20dB/十倍頻的直線。高頻區(qū)：從fH開始，向右下方作一條斜率為-20dB/十倍頻的直線。中頻區(qū)：從10fL到0.1fH作一條φ=-180°的水平直線。高頻區(qū)：f>10fH時(shí)，φ=-270°；

f=fH時(shí)，φ=-225°；0.1fH<f<10fH時(shí)，作一條斜率為-45°/十倍頻的水平直線。低頻區(qū)：f<0.1fL時(shí)，φ=-90°；

f=fL時(shí)，φ=-135°；0.1fL<f<10fL時(shí)，作一條斜率為-45°/十倍頻的水平直線。對數(shù)相頻特性：5.增益帶寬積增益帶寬積是指中頻電壓放大倍數(shù)與通頻帶的乘積。如欲得到一個(gè)通頻帶既寬，電壓放大倍數(shù)又高的放大電路，首要的問題是選用rbb’和Cb’c均小的高頻三極管。由上式可看出，三極管確定后，增益帶寬積即確定了。因此，當(dāng)電壓放大倍數(shù)增大時(shí)，通頻帶則會變窄。3.3.3直接耦合單管共射放大電路的頻率響應(yīng)在集成放大電路中，一般采用直接耦合的方式。其下限頻率fL=0,低頻段的頻率響應(yīng)好?！?.4多級放大電路的頻率響應(yīng)已知多級放大電路總的電壓放大倍數(shù)是各級的乘積。其對