放大電路的頻率響應()

放大電路的頻率響應()第1頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月4.1放大電路的頻率性引言

4.1.2晶體管以及其單級放大電路的頻率特性

4.1.3集成運算放大器高頻參數(shù)及其影響

4.1.1簡單RC低通和高通電路的頻率特性第2頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月fOAum1.幅頻特性和相頻特性Au(f)—幅頻特性(f)—相頻特性0.707AumfOAuf

L

—下限截止頻率f

H

—上限截止頻率2.頻帶寬度(帶寬)BW(BandWidth)BW=f

H

-

f

L

f

H引言fLfH第3頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月一、RC低通電路的頻率特性4.1.1簡單RC低通和高通電路的頻率特性1.頻率特性的描述RC?????令1/RC=H則fH=1/2RC第4頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月?滯后????fO|Au

|10.707O–45–90

fHf幅頻特性相頻特性第5頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月2.頻率特性的波特圖f/fH0?20lg|Au

|/dB–200–45–90fH–400.11101000.1110f/fH頻率特性波特圖?–90

f0|Au

|10.7070–45fHf–3dB–20dB/十倍頻–

45/十倍頻?第6頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月二、RC高通電路的頻率特性???令1/RC=L則fL=1/2RC超前f10fL20lg|Au|=0dBf=fL20lg|Au|=20lg0.7071=-3dBf0.1fL20lg|Au|=-20lgf/fHRC??第7頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月例4.1.1求已知一階低通電路的上限截止頻率。0.01F1k1k1//1k0.01F例5.1.2已知一階高通電路的fL=300Hz，求電容C。500C2k戴維寧定理等效第8頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月4.1.2晶體管及其單級放大電路的頻率特性一、單級阻容耦合放大器的中頻和低頻特性+VCCRCC1C2VRL++RB1RB2RSUS?1.中頻特性C1、C2

可視為短路極間電容可視為開路2.低頻特性：極間電容視為開路耦合電容C1、C2與電路中電阻串聯(lián)容抗不能忽略第9頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月?????????結(jié)論:頻率降低,Aus

隨之減小,輸出比輸入電壓相位超前。RB>>rbe??第10頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月因值隨頻率升高而降低，高頻下不能采用H

參數(shù)等效電路。二、單級放大器的高頻性1.晶體三極管的混合型等效電路BEBCrbbrberbcCbcCbeCbe

：不恒定，與工作狀態(tài)有關(guān)Cbc

：幾pF，限制著放大器頻帶的展寬第11頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月2.與頻率f的關(guān)系=0.7070f

—共發(fā)射極截止頻率fT

—

特征頻率=1可求得：同樣可求得：可見：ffo0.707o1fTO第12頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月3.晶體管單級放大電路高頻特性EBBCrbbrbeCbeCbcRLRS?US???rbbEBBCrbeCbeRLCMRSUS????密勒等效(C1，C2

視為短路)在輸出回路略去CbcRL

=RC//RL

H=1/RtCtfH=1/2

RtCtCM=(1+gmRL)Cbc第13頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月???????Rt

=(RS+r

bb

)//rbeCt=Cbe+CM=Cbe+(1+gmRL)Cbc增益帶寬積G

BW=Aus0

fH(常數(shù))結(jié)論：頻率升高，Au

減小輸出相位滯后

增益帶寬積為常數(shù)第14頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月三、完整的單管共射放大電路的頻率特性將前面畫出的單管共射放大電路頻率特性的中頻段、低頻段和高頻段畫在同一張圖上就得到了如圖所示的完整的頻率特性（波特）圖。

共射電路完整波特圖實際上，同時也可得出單管共射電路完整的電壓放大倍數(shù)表達式，即第15頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月，由上圖可看出，畫單管共射

放大電路的頻率特性時，關(guān)鍵在于算出下限和上限截止頻率和下限截止頻率取決于低頻時輸入回路的時間數(shù)，由圖可知：，其中，而同樣，上限截止頻率取決于高頻時輸入回路的時間常數(shù)；由圖可知：

，第16頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月其中因此，只要能正確的畫出低頻段和高頻段的交流等效電路，算出輸入回路的時間常數(shù)和，則可以方便的畫出放大電路的頻率特性圖。對數(shù)幅頻特性：在到之間，是一條水平直線；在時，是一條斜率為+20Db/十倍頻程的直線；在時，是一第17頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月條斜率為+20Db/十倍頻程的直線；在時，是一條斜率為-20Db/十倍頻程的直線。放大電路的通頻帶。相頻特性：在時，；在時，；

在時，；第18頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月而在f從到以及從到的范圍內(nèi)，相頻特性都是斜率為十倍頻程的直線。前面已經(jīng)指出在畫波特圖時，用折線代替實際的曲線是有一定誤差的。對數(shù)幅頻特性的最大誤差為3dB，相頻特性的最大誤差為，都出現(xiàn)在線段轉(zhuǎn)折處。

第19頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月如果同時考慮耦合電容

和，則可分別求出對應于輸入回路和輸出回路的兩個下限截止頻率這時，放大電路的低頻響應，應具有兩個轉(zhuǎn)折頻率。如果二者之間的比值在4~5倍以上，則可取較大的值作為放大電路的下限頻率。第20頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月否則，應該可以用其他方法處理。此時，波特圖的畫法要復雜一些。

如果放大電路中，晶體管的射極上接有射極電阻和旁路電容，而且的電容量不夠大，則在低頻時不能被看作短路。因而，由又可以決定一個下限截止頻率。需要指出的是，由于在射極電路里，射極電流是基極電流

第21頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月的倍，它的大小對放大倍數(shù)的影響較大，因此往往是決定低頻響應的主要因素。4.1.3集成運算放大器高頻參數(shù)及其響一、小信號頻率參數(shù)f

/

Hz20lgAud(f)

/dBfHOfT01.開環(huán)帶寬BWBW=

f

H第22頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月2.單位增益帶寬BWGBWG=

f

T運放閉環(huán)工作時，

帶寬增益積=Aud

fHfH為開環(huán)增益下降3dB時的頻率通用型集成運放帶寬較窄(幾赫茲)fT為開環(huán)增益下降至0dB(即Aud=1)時的頻率帶寬增益積

=1

f

T=

fT

=BWG=Aud

f

HBWG=AudBWf=0，使Auf=1，當Auf

降為0.707時，此時的頻率即為fT。BWG=AufBWf如741型運放:Aud

=104，BW=7Hz，Auf

=10，則BWf=7kHz第23頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月二、大信號頻率參數(shù)1.轉(zhuǎn)換速率SR輸入輸出A741為0.5V/s高速型SR>10V/s否則將引起輸出波形失真例如：則：須使：SR>2fUomA741，Uom=10V最高不失真頻率為8kHz第24頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月2.全功率帶寬BWP輸出為最大峰值電壓時不產(chǎn)生明顯失真的最高工作頻率三、高速寬帶集成運放當

BWG>2MHz，BWP>20kHz，SR>6V/s選高速寬帶運放第25頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月4.2

多級放大器的頻率響應如果放大器由多級級聯(lián)而成，那么，總增益第26頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月4.2.1多級放大器的上限頻率fH

設(shè)單級放大器的增益表達式為第27頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月式中，|AuI|=|AuI1||AuI2|…|AuIn|為多級放大器中頻增益。令第28頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月4.2.2多級放大器的下限頻率fL

設(shè)單級放大器的低頻增益為(5–69)(5–70)(5–71)(5–72)第29頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月解得多級放大器的下限角頻率近似式為若各級下限角頻率相等，即ωL1=ωL2=…=ωLn,則第30頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月第四章小結(jié)第31頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月一、簡單RC

電路的頻率特性RC

低通電路RC??RC??RC

高通電路第32頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月?–90°fO|Au

|10.707O–45°fHf?90°fO|Au

|10.707O45°fLf第33頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月二、放大電路的高頻特性BBC??ErbbrbeCbeCbc?1.晶體管混合型等效電路(了解)f