模擬電子電路課件第5章

1第5章放大電路的頻率響應(yīng)25.1頻率響應(yīng)概述

在放大電路的通頻帶中給出了頻率特性的概念---

幅度頻率特性相位頻率特性這些統(tǒng)稱放大電路的頻率響應(yīng)。3例：某放大器的頻率響應(yīng)通頻帶(帶寬)::上限頻率:下限頻率4

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。放大電路對不同頻率成分信號的延時不同，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。放大器的輸入信號不是單一頻率的正弦信號一群不同頻率的信號通過濾波器產(chǎn)生的延時(群延時)幅頻失真和相頻失真是線性失真。5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;例：X=1/jc，在一定頻率范圍內(nèi)，大電容短路處理、小電容開路處理低頻和高頻時會產(chǎn)生較大誤差

2.三極管的()是頻率的函數(shù)。

在研究頻率特性時，三極管的低頻小信號模型不再適用，而要采用高頻小信號模型。6

幅頻特性的X軸和Y軸都是采用對數(shù)坐標(biāo),相頻特性的X軸采用對數(shù)坐標(biāo)。

這種折線化畫出的頻率特性曲線稱為波特圖，是分析放大電路頻率響應(yīng)的重要手段。一、波特圖7系統(tǒng)傳遞函數(shù)的頻率特性的表達(dá)式

波特圖的表達(dá)式：

幅頻特性(分貝)：小信號放大器是線性時不變系統(tǒng)8相頻特性：

幅頻特性及相頻特性都是各因子的代數(shù)和。作波特圖時，可以在圖上分別作出各因子的因子圖然后求代數(shù)和，則得到整個系統(tǒng)的波特圖。91.常數(shù)因子102.jω因子113.一階極點(diǎn)因子轉(zhuǎn)折點(diǎn)頻率12

當(dāng)時，幅頻特性將以十倍頻20dB的斜率下降，或?qū)懗?20dB/dec。在處的誤差最大，有－3dB。

當(dāng)時，相頻特性將滯后45°，并具有

-45/dec的斜率。在0.1和10處與實(shí)際的相頻特性有最大的誤差，其值分別為+5.7°和－5.7°。

134.一階零點(diǎn)因子14例：已知某放大電路的電壓增益頻率表達(dá)式為：

試畫出該電路的波特圖（包括幅頻特性和相頻特性）15上限頻率：16例：1718二、RC低通電路

RC低通電路其電壓放大倍數(shù)(傳遞函數(shù))為返回19

由以上公式可做出如圖所示的RC低通電路的近似頻率特性曲線：RC低通電路的頻率特性曲線上限截止頻率20三、RC高通電路

其電壓放大倍數(shù)為：式中 下限截止頻率、模和相角分別為返回21RC高通電路的近似頻率特性曲線

由以上公式可做出如圖所示的RC高通電路的近似頻率特性曲線：下限截止頻率221.混合π型高頻小信號模型

混合π型高頻小信號模型是通過三極管的物理模型而建立的，如圖所示（共發(fā)射極接法）。物理模型5.2晶體管的高頻等效模型23---集電結(jié)電阻rbb'---基區(qū)的體電阻，b'是假想的基區(qū)內(nèi)的一個點(diǎn)。rb'e---發(fā)射結(jié)電阻

表示三極管的正向控制作用管子輸出電阻

---發(fā)射結(jié)電容，也用C這一符號---集電結(jié)電容，也用C這一符號24簡化的低頻小信號混合等效電路

255.4共發(fā)射極放大器的頻響

一、共發(fā)放大器的低頻響應(yīng)

低頻區(qū)的小信號等效電路

262728回顧29303132

等效電路

是指在VCE一定的條件下（Q點(diǎn)上），在等效電路中可將CE間交流短路，于是可作出如圖等效電路。二、共發(fā)放大器的高頻響應(yīng)

（1）電流放大系數(shù)β的頻響33由此可求出共射接法交流短路電流放大系數(shù)。

34當(dāng)β=1時對應(yīng)的頻率稱為特征頻率fT，且有fT≈β0f

當(dāng)20lgβ下降3dB時,頻率f稱為共發(fā)射極接法的截止頻率β的幅頻特性和相頻特性曲線35當(dāng)f=fT時,有因fT>>f,所以,fT≈β0

f36（2）共發(fā)射極放大器高頻等效電路高頻混合π型小信號模型電路

這一模型中用代替，這是因?yàn)棣卤旧砭团c頻率有關(guān)，而gm與頻率無關(guān)37

由此可見gm是與頻率無關(guān)的0和rb’e的比，因此gm與頻率無關(guān)。若IE=1mA，gm=1mA/26mV≈38mS。gm稱為跨導(dǎo)，還可寫成

β0反映了三極管內(nèi)部，對流經(jīng)rb’e的電流的放大作用。是真正具有電流放大作用的部分，β0

即中頻時的β。38密勒定理39

密勒電容40簡化高頻小信號電路41戴維南等效回顧4243共發(fā)放大器的高頻區(qū)波特圖44三、全頻段小信號模型

共發(fā)射極接法基本放大電路從低頻到高頻的全頻段小信號模型，如右圖所示。CE接法基本放大電路全頻段微變等效電路45

設(shè)fL1＞fL2，可以畫出單級基本放大電路的波特圖46