3 放大電路的頻率響應.ppt

3 9放大電路的頻率響應 3 1頻率響應的一般概念 3 2三極管的頻率參數(shù) 3 3單管共射放大電路的頻率響應 3 4多級放大電路的頻率響應 2 3 1頻率響應的一般概念 由于放大電路中存在電抗性元件 所以電路的放大倍數(shù)為頻率的函數(shù) 這種關系稱為頻率響應或頻率特性 3 1 1幅頻特性和相頻特性 電壓放大倍數(shù)的幅值和相角都是頻率的函數(shù) 即 3 典型的單管共射放大電路的幅頻特性和相頻特性 4 3 1 2下限頻率 上限頻率和通頻帶 fL 下限頻率 fH 上限頻率 BW 通頻帶 BW fH fL 5 3 1 3波特圖 放大電路的對數(shù)頻率特性稱為波特圖 6 一 RC高通電路的波特圖 令 7 則有 8 對數(shù)幅頻特性 實際幅頻特性曲線 幅頻特性 當f fL 高頻 當f fL 低頻 高通特性 且頻率愈低 Au的值愈小 低頻信號不能通過 最大誤差為3dB 發(fā)生在f fL處 9 對數(shù)相頻特性 相頻特性 誤差 在低頻段 高通電路產(chǎn)生0 90 的超前相移 10 二 RC低通電路的波特圖 RC波特圖 令 則 11 低通電路的波特圖 對數(shù)幅頻特性 對數(shù)相頻特性 在高頻段 低通電路產(chǎn)生0 90 的滯后相移 12 高通電路與低通電路的波特圖 高通電路低通電路 13 BJT的頻率參數(shù)用于描述管子對不同頻率信號的放大能力 常用的頻率參數(shù)有共射極截止頻率 與特征頻率 T等 在信號頻率不高時 我們把BJT的共射極電流放大系數(shù) 看作常數(shù) 但當信號頻率 較高時 實際上是頻率的函數(shù) 而在直流或低頻時的共射電流放大系數(shù)則是一個常數(shù) 用 o表示 3 2三極管的頻率參數(shù) 14 三極管 f 為值下降至時的頻率 0 低頻共射電流放大系數(shù) 15 對數(shù)幅頻特性 fT 20lg 0 對數(shù)相頻特性 0 1f 16 3 2 1共射極截止頻率f 值下降到0 707 0 即 時的頻率 當f f 時 值下降到中頻時的70 左右 或?qū)?shù)幅頻特性下降了3dB 17 3 2 2特征頻率fT 值降為1時的頻率 f fT時 三極管失去放大作用 f fT時 由式 得 18 3 2 3共基極截止頻率f 值下降為低頻 0時的0 707倍時的頻率 19 f 與f fT之間關系 因為 可得 20 說明 所以 1 f 比f 高很多 等于f 的 1 0 倍 f fT f 3 fT用得最多 其值越高表明BJT的高頻性能越好 21 在研究放大電路的頻率時 在高頻情況下 必須考慮BJT的結(jié)電容 集電極電流與基極電流不再成比例 也不同相 而是頻率的函數(shù) BJT的H參數(shù)模型僅用于解決低頻問題 已不再適用于高頻情形 所以需要建立BJT的高頻小信號模型 BJT的高頻小信號模型 22 密勒等效電路 23 時 當 由上分析可知 圖 a 與圖 b 是等效的 說明由結(jié)點1流出通過Z的電流等于由結(jié)點1流出通過Z1到達參考點0的電流 24 由BJT的結(jié)構(gòu)引出物理模型 晶體管結(jié)構(gòu)示意圖及混合 模型 25 根據(jù)密勒定理 高頻小信號等效電路可化簡為 26 3 3阻容耦合單管共射放大電路的頻率響應 將C2和RL看成下一級的輸入耦合電容和輸入電阻 27 利用混合 型等效電路分析共射放大電路的頻率響應 可以按低頻段 中頻段 高頻段三部分分別進行 然后將三段的結(jié)果組合起來就得到電路的頻率響應 單管共射放大電路及其等效電路 28 1 共射極放大電路的中頻響應 單管共射放大電路的中頻等效電路 在中頻區(qū) XC 1 wc 由于C的容量較大 則XC較小 可視為短路 而并聯(lián)的結(jié)電容容量很小 容抗很大 可視為開路 此電路不存在受頻率影響的元件和參數(shù) 電壓增益是個實數(shù) 與信號頻率無關 頻率特性平坦 前面講的微變等效電路及電路增益的計算均是指中頻區(qū)的情況 29 2 共射極放大電路的低頻響應 在低頻區(qū) 耦合電容C容量較大 不能再視為短路 而并聯(lián)的結(jié)電容 容抗很大 仍可視為開路 可求出低頻放大倍數(shù) 將輸出回路變?yōu)榇骶S南等效電路形式 可求出下限截止頻率 a 低頻等效電路 b 輸出回路的等效電路 30 3 共射極放大電路的高頻響應 a 高頻等效電路 b 輸入回路的等效電路 在高頻區(qū) 耦合電容C容量較大 可視為短路 而并聯(lián)的結(jié)電容 不可視為開路 可求出高頻放大倍數(shù) 將輸入回路變?yōu)榇骶S南等效電路形式 可求出上限截止頻率 31 單管共射放大電路的波特圖 將中低高頻區(qū)分別畫出的波特圖綜合起來就構(gòu)成了共發(fā)射極電路完整的頻