放大器的頻率響應(yīng)

1、第五章 放大器的頻率響應(yīng) 問題： 電容的隔直通交特性是理想的嗎？ BJT和FET的小信號模型在放大不同頻率的信號時都是適用的嗎？ 所有放大器增益輸入信號頻率的函數(shù) 放大器的增益與頻率之間的關(guān)系如圖5.1所示。概念： 低頻區(qū)(ffH)：增益隨頻率的增大也減??； 中頻區(qū)(fLffH)：增益近似與頻率無關(guān)。 下轉(zhuǎn)折頻率fL 上轉(zhuǎn)折頻率fH 轉(zhuǎn)折頻率:指的是增益下降到最大增益的0.707倍時所對應(yīng)的頻率。 頻帶寬度fBW=fH-fL 舉例音頻放大器：要求將頻率范圍在20Hzf20kHz之間的信號進行放大時，就要求放大器的fL20kHz，才能保證不失真地放大原信號。 分段分析法 一般地，放大電路中的每個

2、電容只對其頻率響應(yīng)曲線的一端影響大。因此可以采用相應(yīng)的等效電路分別應(yīng)用于低頻、中頻和高頻段的分析。 中頻段：等效電路與本書前面部分的情況一致。 耦合電容和旁路電容短路 晶體管電容開路 等效電路中沒有電容 增益表達式將不含頻率變量，即與頻率 和電容無關(guān)。低頻段： 等效電路：耦合電容和旁路電容包含于等效電路中，寄生電容、負載電容和晶體管內(nèi)部電容被視為開路。 增益表達式：包含耦合電容和旁路電容，以及頻率變量。在頻率趨近于中頻時，它也趨于中頻增益表達式。這是因為頻率趨近于中頻時，耦合電容和旁路電容趨近于短路。高頻段： 等效電路：耦合電容和旁路電容視為短路。等效電路包含晶體管內(nèi)部電容、寄生電容和負載電容

3、。 增益表達式：包含晶體管內(nèi)部電容，寄生電容和負載電容，以及頻率變量。在頻率趨近于中頻時，它將趨近于中頻增益表達式。這是因為頻率趨近于中頻時，雜散電容和晶體管內(nèi)部電容趨于開路。5.1 放大器的增益函數(shù)與轉(zhuǎn)折頻率 低頻或高頻等效電路： 電容：1/sC 電感: sL 增益是復(fù)頻率s的函數(shù)。 由于放大器的交流小信號等效電路時線性時不變的，系統(tǒng)函數(shù)（輸出信號與輸入信號之比）是兩個多項式之比分子、分母分別進行因式分解可以寫成 A(s)具有以下特點： 1.對于一個物理可實現(xiàn)的線性時不變的放大電路，其mm (5.7) 一般來說，零點頻率在無窮處或遠高于上轉(zhuǎn)折角頻率 ，而對大多數(shù)放大器等效電路而言，常常有一個

4、極點（如- ）的絕對值遠小于其他極點該極點- 稱主極點。 此時 可近似表示為上轉(zhuǎn)折頻率 就近似為 。 成為一階低通網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)函數(shù)。如果不存在主極點，則可仿照式（5.4）和式（5.5）的推導(dǎo)過程，可以確定 ，即 （5.8）由于零點遠大于極點，所以式（5.8）可進一步近似為 （5.9）如果為 主極點，則 ，與前面的分析一致。例5.2目的：確定放大器高頻增益的上轉(zhuǎn)折角頻率。 已知 求 。解：由式（5.8）可得 9800rad/s由式（5.9）可得 9701rad/s由主極點的概念可得 rad/s一般地，估算的上轉(zhuǎn)折角頻率 比精確計算的結(jié)果要大。 例5.3目的：由全增益公式求上、下轉(zhuǎn)折頻率 已知某放大器的電壓增益函數(shù)為 A（s） 求（1求 、 和 （2）下轉(zhuǎn)折頻率 、上轉(zhuǎn)折頻率和通頻帶 解：（1）A（s）有兩個零點，均在s0處，即頻率零處， 所以這兩個零點應(yīng)屬于 又因為 的零點數(shù)與極點數(shù)相等，所以 還應(yīng)包含絕對值最小的兩個極點，因此， 它滿足 1 剩下的極點應(yīng)屬于 ，根據(jù)式（5.7）， 它滿足 1 因此A（s）可表示為 A（s） 與A（s） 比較，可知 （2）由 可知，零點遠小于極點的絕對值，且存在主極點- 。所以可用主極點的概念