第4章放大電路的頻率響應(yīng)

表示放大倍數(shù)的相位與頻率的關(guān)系，稱為相頻特性(PhaseFrequncy

—Response)。1.放大器的頻率特性一般情況下，放大器中的電抗元件或具有電抗效應(yīng)的器件，其電抗(主要是容抗)是輸入信號頻率的函數(shù)。因而，放大器的電壓放大倍數(shù)也是頻率的函數(shù)。其頻率特性(FrequencyResponse)可用下式表示一、放大器的通頻帶Au(f)表示電壓放大倍數(shù)的幅值與頻率的關(guān)系，稱為幅頻特性(AmplitudeFrequency—Response)。

+VCCRLRbRcC1C2RsUoUs+_+_單級阻容耦合共射極放大電路放大電路的頻率特性可以根據(jù)考慮電容影響的等效電路來計(jì)算?；蛲ㄟ^實(shí)驗(yàn)的辦法來測定。做一個實(shí)驗(yàn)。輸入信號分別為10mv，10kHz；10mv，10Hz；10mv，700kHz描繪出電路的幅頻特性曲線和相頻特性曲線，如圖所示。AuAum204060801001000101102103104105106-90°-180°-270°fL50fH1050f(Hz)f(Hz)φfbw

=fH－fL

中頻區(qū)下限截止頻率fL上限截止頻率fH通頻帶fbw（Δf）AuAum204060801001000101102103104105106-90°-180°-270°fL50fH1050f(Hz)f(Hz)φ相頻特性上，中頻區(qū)內(nèi)，φ=-180o

，表示輸出電壓與輸入反向。f<

fL

相移超前。f>fL

相移滯后。頻率失真：不能同等放大不同頻率的信號所引起的失真。大容量的耦合電容和旁路電容主要影響放大器的低頻特性。，大電容不能視為短路

，小電容更能視為開路NNPbcerb’crbb’reCb’cCb’e集電結(jié)發(fā)射結(jié)，大電容更能視為短路

，小電容不能視為開路單級阻容耦合共射極放大電路的頻率特性可以用下式來表示+-=HLumu11ffjffjAA&&(())晶體管的PN結(jié)電容和線路寄生

電容主要影響放大器的高頻特性。在描繪放大器的幅頻特性和相頻特性曲線時，通常f軸采用對數(shù)坐標(biāo)。放大倍數(shù)的幅值也采用分貝表示(即縱坐標(biāo)也用對數(shù)坐標(biāo))。放大倍數(shù)換算為分貝的公式為Au(dB)=20lgAu圖中在上下限截止頻率附近用折線表示實(shí)際的特性曲線。Au(dB)Aum20403dB1000101102103104105106-90°-180°-270°fL50fH1050f(Hz)f(Hz)φfHfL對數(shù)頻率特性2.單級阻容耦合共射放大電路的頻率特性+VCCRLRbRcC1C2RsUoUs+_+_單級阻容耦合共射極放大電路設(shè)Rb>>rbe可以計(jì)算出：⑴

單級阻容耦合共射放大電路的低頻特性低頻時，耦合電容C1和C2不能視為短路。頻率越低，電壓放大倍數(shù)越小。只考慮C1的單獨(dú)作用時的低頻特性只考慮C1的低頻等效電路RLRsC1rbeRc+-+_UiIbUsβIbUo+-⑴

單級阻容耦合共射放大電路的低頻特性輸入回路時間常數(shù)：只考慮C1的低頻等效電路RLRsC1rbeRc+-+_UiIbUsβIbUo+-⑴

單級阻容耦合共射放大電路的低頻特性幅頻特性用分貝表示的幅頻特性f>>fL10=f=fL1時，此項(xiàng)等于3f<<fL1⑴

單級阻容耦合共射放大電路的低頻特性取f=0.1fL1，Ausl1(dB)20lgAusm20dB20dB/十倍頻0.1fL1fL110fL1f(Hz)03dBφ0-90°-135°-180°f(Hz)-45°/十倍頻5.7°f>>fL1f=fL1時，此項(xiàng)等于45°⑴

單級阻容耦合共射放大電路的低頻特性f<<fL1時，此項(xiàng)等于-90°電容C2的單獨(dú)作用時的低頻特性只考慮C2的低頻等效電路RLRsC2rbeRc+-+_UiIbUsβIbUo+-Io代入得電容C2的單獨(dú)作用時的低頻特性只考慮C2的低頻等效電路RLRsC2rbeRc+-+_UiIbUsβIbUo+-Io電容C2所在的輸出回路的時間常數(shù)設(shè)則電容C1

、C2的共同作用下的低頻特性同時考慮電容C1、C2的影響：若fL1和fL2相差4倍以上，可近似地把較大的一個做為fL

。下限截止頻率fL可由下式計(jì)算：此時相當(dāng)高通濾波器！頻率較高時，兩個PN結(jié)電容Cb’c和Cb’e對流過PN結(jié)電阻的信號電流的分流作用不能忽略，從而使高頻段的電壓放大倍數(shù)降低。故不能視為開路耦合電容和旁路電容的容抗更小。故仍視為短路⑵

單級阻容耦合共射放大電路的高頻特性NNPbcerb’crbb’reCb’cCb’e集電結(jié)發(fā)射結(jié)晶體管內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖晶體管高頻混合π型等效電路，將b’-c間的電容用米勒定理折算到入/出端（參考清華教材）：⑵高頻特性crbb’Cb’crb’eCb’e+_Ub’eUbebgmUb’eeUce+_eb'12+晶體管高頻混合π型等效電路通常在放大區(qū)Cμ小，看成開路rbb’cCπrb’eCb’e+_Ub’eUbebgmUb’eeUce+_eb'12+Cμ簡化的高頻π型等效電路：rbb’crb’eCi+_Ub’eUbebgmUb’eeUce+_eb'+晶體管高頻混合π型等效電路晶體管高頻混合π型等效電路在中頻區(qū)，PN結(jié)電容均可看成開路。則電路為crbb’rb’e+_Ub’eUbebgmUb’eeUce+_eb'+Ucebecrbe+_IbUbeIcβIbe+－晶體管高頻混合π型等效電路crbb’rb’e+_Ub’eUbebgmUb’eeUce+_eb'+Ucebecrbe+_IbUbeIcβIbe+－單級阻容耦合共射放大電路的高頻特性rbb’crb’eCi+_Ub’eb+_eb'+RLRs+_UsUoRcgmUb’e單級阻容耦合共射放大電路的高頻特性幅頻特性f=fH，此項(xiàng)為3f<<fH單級阻容耦合共射放大電路的高頻特性全頻段的頻率特性φ0-90°-135°-180°f(Hz)-45°/十倍頻-225°-270°Ausl1(dB)20lgAusm20dB+20dB/十倍頻0.1fHfH10fHf(Hz)03dB0.1fLfL10fL當(dāng)f>>fH，f=10fHAusl1(dB)20lgAusm20dB-20dB/十倍頻0.1fHfH10fHf(Hz)03dB單級阻容耦合共射放大電路的高頻特性φ0-180°-225°-270°f(Hz)-45°/十倍頻5.7°相當(dāng)?shù)屯V波器3.多級放大電路的頻率特性多級放大電路的電壓放大倍數(shù)是各級電壓放大倍數(shù)的乘積，即：用分貝表示的幅頻特性為相頻特性為多級放大電路的對數(shù)幅頻特性相當(dāng)于各級對數(shù)幅頻特性的代數(shù)和。多級放大電路的相頻特性也是各級相頻特性的代數(shù)和。多級放大器的頻率特性同樣可以用實(shí)驗(yàn)的方法求出。如果已知各級的對數(shù)頻率特性，則只要把各級的頻率特性曲線的同一橫坐標(biāo)處的縱坐標(biāo)值疊加起來，就得到了總的頻率特性曲線。φ0-540°-180°f(Hz)-360°Ausl1(dB)20lgAumfHfH110fH1f(Hz)03dB-20dB/十倍頻fL1fL-40dB/十倍頻fbwfbw16dB0.1fH110fL10.1fL120lgAum1多級放大電路的頻率特性與單級放大電路的頻率特性相比，有如下特點(diǎn)：⑴兩級放大電路的通頻帶要比單級電路的通頻帶窄。fL＞fL1，fH＜fH1。

⑵

在