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1、第五章 放大电路的频率响应第一节 单管放大电路的频率响应【教学目的】了解频率响应的基本概念、晶体管的高频等效模型；了解场效应管的高频等效模型；掌握单管放大电路的频率响应；【教学重点】 频率响应的基本概念、单管放大电路的频率响应；【教学难点】 混合型等效电路分析法：【教学方法及手段】 多媒体辅助教学；【课外作业】 5.2；【学时分配】 2学时；【自学内容】【教学内容】 1. 频率特性的概念;2. 三极管的频率参数、三极管混合参数型等效电路;3. 单管放大电路的频率特性。1.1频率特性的概念l 线性失真 l 频率响应对低频段, 由于耦合电容的容抗变大, 高频时1/c<<R, 可视为短路
2、, 低频段时1/C<<R不成立。我们定义: 当放大倍数下降到中频区放大倍数的0.707倍时, 即 时的频率称为下限频率fl。 对高频段, 由于三极管极间电容或分布电容的容抗较小, 低频段视为开路, 高频段处1/C较小, 此时考虑极间电容影响的等效电路如图3 - 1(b)所示。 当频率上升时,容抗减小, 使加至放大电路的输入信号减小, 输出电压减小, 从而使放大倍数下降。 同时也会在输出电压与输入电压间产生附加相移。同样我们定义: 当放大倍数下降到中频区放大倍数的0.707倍, 即Auh=(1 )Aum时的频率称为上限频率fh。 共发射极放大电路的电压放大倍数将是一个复数, 即，其中
3、幅度Au和相角都是频率的函数, 分别称为放大电路的幅频特性和相频特性。可用图 (a)和(b)表示。我们称上、 下限频率之差为通频带fbw, 即fbw=fh-fl。通频带的宽度, 表征放大电路对不同频率的输入信号的响应能力, 它是放大电路的重要技术指标之一。 1.2 RC电路的频率响应l RC低通电路Ø 频率响应 其中Ø 幅频响应波特图幅频响应可在波特图中用两条直线来近似描述：当 时用分贝表示为：当 时用分贝表示为此直线的斜率为20dB/十倍频程，它与零分贝线在 处相交。近似的幅频响应如图所示。Ø 相频响应可用三条直线来近似描述：（1）当 时，得一条 的直线。（2）
4、当 时，得一条 的直线。（3）当 时， 。由于当 或 时，相应可近似得 和 ，故在 和 之间，可用一条斜率为 /十倍频程的直线来表示。可画得相频响应图l RC高通电路的频率响应频率响应 令 则：幅频响应： 幅频响应：采用与低通电路同样的折线似方法，可画出高通电路的幅频和相频响应曲线图。1.3 三极管的频率参数 l 共发射极电流放大系数的截止频率f 将 值下降到0的0.707倍时的频率f定义为的截止频率。f=f时,l 共基极电流放大系数的截止频率f定义当 下降为中频0的0.707倍时的频率f为的截止频率。 f、f、 fT之间关系1.4三极管混合参数型等效电路 l 完整的混合型模型 l 简化的混合
5、型模型从b、e两端看进去, 跨接在b、c之间的电容C的作用, 和一个并联在b、e两端, 其电容值为 的电容等效。(密勒定理)。1.5 单管放大电路放大电路的频率特性l 共e极放大电路的频率特性 分成三个频段考虑，再进行综合(1) 中频段: 全部电容均不考虑, 耦合电容视为短路, 极间电容视为开路。 (2) 低频段: 耦合电容的容抗不能忽略, 而极间电容视为开路。 (3) 高频段: 耦合电容视为短路, 而极间电容的容抗不能忽略。 l 中频放大倍数Ausm 中频段等效电路l 低频放大倍数Ausl及波特图 将公式代入, 并令 当f=fl时, fl为下限频率。式可看出, 下限频率fl主要由电容C1所在
6、回路的时间常数l决定分别用模和相角来表示: 根据公式画对数幅频特性, 将其取对数, 得式中的第二项, 当f>>fl时故它将以横坐标作为渐近线；当f<<fl时低频段对数频率特性低频段的相频特性, 根据式可知, 当f>>fl时, 趋于0, 则-180° 当f<<fl时, 趋于90°, -90°当f=fl时, , =-135°。 这样可以分三段折线来近似表示低频段的相频特性曲线, 如图所示。 f10fl时, =-180°f0.1fl时, =-90°0.1flf10fl时, 斜率为-45
7、6;/10倍频程的直线。 l 高频电压放大倍数Aush及波特图 高频等效电路由等效电路可求得 由图可得用模和相角来表示高频段的对数幅频特性为 l 完整的频率特性曲线(波特图) 共射极基本放大电路的幅频和相频特性曲线 l 其它电容对频率特性的影响 耦合电容C2 射极旁路电容Ce 下限频率的等效电路输出端分布电容Co Ce对频率特性的影响第二节 多级放大电路的频率特性【教学目的】掌握多级放大电路的频率响应；了解集成运放的频率响应和频率补偿；了解频率响应和阶跃响应【教学重点】 多级放大电路频率响应的基本概念，基本分析与计算方法；【教学难点】 多级放大电路的频率响应计算方法；【教学方法及手段】 课堂面
8、授；【课外作业】 5.5 5.7【学时分配】 2学时；【自学内容】 频率响应和阶跃响应、集成运放的频率响应和频率补偿；【教学内容】1、 多级放大电路的频率响应的基本概念2、 多级放大电路的频率响应的基本分析与计算方法2.1 多级放大电路的通频带fbw 中频区时 在上、 下限频率处, 即fl=fl1=fl2, fh=fh1=fh2处, 各级的电压放大倍数均下降到中频区放大倍数的0.707倍, 即而此时的总的电压放大倍数为截止频率是放大倍数下降至中频区放大倍数的0.707时的频率。 所以, 总的截止频率fhfh1=fh2;flfl1=fl2。总的频带为2.2 上、下限频率的计算 l 上限频率： l
9、 下限频率：多级放大器中, 其中某一级的上限频率fhk比其它各级小很多, 而下限频率flk比其它各级大很多时, 则总的上、下限频率近似为【例】共e极放大电路如图所示, 设三极管的=100, rbe=6k, rbb=100, fT=100MHz, C=4pF。 (1) 估算中频电压放大倍数Ausm; (2) 估算下限频率fl; (3) 估算上限频率fh。 解 (1) 估算Ausm。 由公式(3 - 18)(2) 估算下限频率fl。电路中有两个隔直电容C1和C2以及一个旁路电容Ce, 先分别计算出它们各自相应的下限频率fl1、 fl2和fle。(3) 估算上限频率fh。高频等效电路如图所示。根据给定参数可算出 高频等效电路 输入回路的时间常数为输出回路的时间常数为 总的上限频率可由下式近似估算: 10 / 10文档可自由编辑打印
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