5-放大電路的頻率響應(yīng)課件

第五章放大電路的頻率響應(yīng)5.1頻率響應(yīng)概述5.2晶體管的高頻等效模型5.4單管放大電路的頻率響應(yīng)5.5多級(jí)放大電路的頻率響應(yīng)本章重點(diǎn)和考點(diǎn)：2、放大電路的頻率響應(yīng)特點(diǎn)，上下限頻率與哪些因素有關(guān)；1、熟練掌握頻率響應(yīng)的相關(guān)概念：幅頻響應(yīng)、相頻響應(yīng)、通頻帶、上下限頻率、波特圖、增益帶寬積；3、多級(jí)放大電路的頻率響應(yīng)特點(diǎn)。

5.1頻率響應(yīng)概述1.研究的問(wèn)題：放大電路對(duì)信號(hào)頻率的適應(yīng)程度，即信號(hào)頻率對(duì)放大倍數(shù)的影響。由于放大電路中耦合電容、旁路電容、半導(dǎo)體器件極間電容的存在，使放大倍數(shù)為頻率的函數(shù)。

其中,表示電壓放大倍數(shù)的模與頻率的關(guān)系曲線,稱(chēng)為放大電路的幅頻特性.

表示輸出電壓與輸入電壓之間的相位差與頻率的關(guān)系曲線,稱(chēng)為放大電路的相頻特性.其中普通音響系統(tǒng)放大電路的幅頻響應(yīng)高頻區(qū)中頻區(qū)AM低頻區(qū)3dB頻率點(diǎn)（半功率點(diǎn)）0.707AM單級(jí)共發(fā)射極基本放大電路的頻率特性的特點(diǎn)

該圖稱(chēng)為波特圖縱軸：dB橫軸：對(duì)數(shù)坐標(biāo)放大電路的對(duì)數(shù)頻率特性

將頻率特性的頻率坐標(biāo)改用對(duì)數(shù)分度電壓放大倍數(shù)用分貝(dB)為單位表示優(yōu)點(diǎn):1、壓縮坐標(biāo),擴(kuò)大視野

2、將放大倍數(shù)相乘化為相加研究放大電路頻率特性的意義

頻率失真（線性失真）--由于放大電路對(duì)不同頻率信號(hào)的放大倍數(shù)不同而產(chǎn)生的波形失真分為兩種情況:1、幅度失真：放大電路對(duì)不同頻率的信號(hào)增益不同，產(chǎn)生的失真。２、相位失真：放大電路對(duì)不同頻率的信號(hào)產(chǎn)生不同的相移所造成的輸出波形失真。輸入信號(hào)基波二次諧波輸出信號(hào)基波二次諧波２基本概念（1）RC低通電路的頻率響應(yīng)

信號(hào)頻率越低，輸出電壓越接近輸入電壓。（幅頻響應(yīng)）（相頻響應(yīng)）fH

稱(chēng)為上限截止頻率幅頻響應(yīng)0分貝水平線斜率為-20dB/十倍頻程的直線（1）RC低通電路的頻率響應(yīng)-20dB/十倍頻程最大誤差-3dB相頻響應(yīng)（1）RC低通電路的頻率響應(yīng)表示輸出與輸入的相位差高頻時(shí)，輸出滯后輸入-20dB/十倍頻程-45度/十倍頻程模擬放大電路的高頻響應(yīng)結(jié)論:RC低通電路,頻率越高，衰減越大，相移越大。（２）RC高通電路的頻率響應(yīng)

信號(hào)頻率越高，輸出電壓越接近輸入電壓。（幅頻響應(yīng)）（相頻響應(yīng)）fL

稱(chēng)為下限截止頻率20dB/十倍頻程-45度/十倍頻程模擬放大電路的低頻響應(yīng)（２）RC高通電路的頻率響應(yīng)

頻率愈低，增益的值愈小，低頻信號(hào)不能通過(guò)在低頻段，高通電路產(chǎn)生0~90超前相移。（3）幾個(gè)結(jié)論3當(dāng)f=fL時(shí)放大倍數(shù)幅值約降到0.707倍，相角超前45o；當(dāng)f=fH時(shí)放大倍數(shù)幅值也約降到0.707倍，相角滯后45o。2截止頻率決定于電容所在回路的時(shí)間常數(shù)1頻率響應(yīng)有幅頻特性和相頻特性?xún)蓷l曲線。3、放大電路的頻率參數(shù)

在低頻段，隨著信號(hào)頻率逐漸降低，耦合電容、旁路電容等的容抗增大，使動(dòng)態(tài)信號(hào)損失，放大能力下降。高通電路低通電路

在高頻段，隨著信號(hào)頻率逐漸升高，晶體管極間電容和分布電容、寄生電容等雜散電容的容抗減小，使動(dòng)態(tài)信號(hào)損失，放大能力下降。下限頻率上限頻率

5.2晶體管的高頻等效電路

1.

混合π模型：形狀像Π，參數(shù)量綱各不相同結(jié)構(gòu)：由體電阻、結(jié)電阻、結(jié)電容組成。rbb’：基區(qū)體電阻rb’e’：發(fā)射結(jié)電阻Cπ：發(fā)射結(jié)電容re：發(fā)射區(qū)體電阻rb’c’：集電結(jié)電阻Cμ：集電結(jié)電容rc：集電區(qū)體電阻因多子濃度高而阻值小因面積大而阻值小混合π模型：忽略小電阻，考慮集電極電流的受控關(guān)系

gm為跨導(dǎo)，它不隨信號(hào)頻率的變化而變。因在放大區(qū)iC幾乎僅決定于iB而阻值大因在放大區(qū)承受反向電壓而阻值大混合π模型：忽略大電阻的分流認(rèn)為rce和rb/c開(kāi)路混合π模型的單向化（即使信號(hào)單向傳遞）Cμ連接了輸入回路和輸出回路，引入了反饋，信號(hào)傳遞有兩個(gè)方向，使電路的分析復(fù)雜化。晶體管簡(jiǎn)化的高頻等效電路2.電流放大倍數(shù)的頻率特性曲線當(dāng)信號(hào)頻率發(fā)生變化時(shí)，電流放大系數(shù)β不是常量，而是頻率的函數(shù)。

f?共射截止頻率特征頻率共基截止頻率四、單管共射放大電路的頻率響應(yīng)適用于信號(hào)頻率從0～∞的交流等效電路中頻段：C短路，開(kāi)路。低頻段：考慮C的影響，開(kāi)路。高頻段：考慮的影響，C開(kāi)路。1.中頻電壓放大倍數(shù)帶負(fù)載時(shí)：耦合電容可認(rèn)為交流短路；極間電容可視為交流斷路。

結(jié)論：與利用簡(jiǎn)化h參數(shù)等效電路的分析結(jié)果一致。2.低頻電壓放大倍數(shù):定性分析考慮隔直電容的作用C與輸出電阻構(gòu)成一個(gè)RC高通電路2.

低頻電壓放大倍數(shù)2.低頻電壓放大倍數(shù)：低頻段頻率響應(yīng)分析中頻段20dB/十倍頻3.

高頻電壓放大倍數(shù)考慮并聯(lián)在極間電容的影響3.

高頻電壓放大倍數(shù)：高頻段頻率響應(yīng)分析4.

電壓放大倍數(shù)的波特圖全頻段放大倍數(shù)表達(dá)式：適用于信號(hào)頻率從0～∞的交流等效電路（3）幾個(gè)結(jié)論①電路低頻段的放大倍數(shù)需乘因子②當(dāng)f=fL時(shí)放大倍數(shù)幅值約降到0.707倍，相角超前45o；當(dāng)f=fH時(shí)放大倍數(shù)幅值也約降到0.707倍，相角滯后45o。③截止頻率決定于電容所在回路的時(shí)間常數(shù)電路高頻段的放大倍數(shù)需乘因子④頻率響應(yīng)有幅頻特性和相頻特性?xún)蓷l曲線。5.

帶寬增益積

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(wèn)題是選用rbb和Cbc均小的高頻三極管。必要時(shí)需采用共基電路。決定于管子參數(shù)約為常量,當(dāng)提高增益時(shí)，帶寬將變窄；反之，增益降低，帶寬將變寬。五、多級(jí)放大電路的頻率響應(yīng)：分析舉例

一個(gè)兩級(jí)放大電路每一級(jí)（已考慮了它們的相互影響）的幅頻特性均如圖所示。6dB3dBfLfH≈0.643fH1fL>fL1，fH<fH1，頻帶變窄！二、多級(jí)放大電路的頻率響應(yīng)

對(duì)于N級(jí)放大電路，若各級(jí)的下、上限頻率分別為fL1～fLn、fH1～fHn，整個(gè)電路的下、上限頻率分別為fL、

fH