模電09(頻率響應)

1、4.7 放大電路的頻率響應放大電路的頻率響應 研究放大電路的動態(tài)指標（主要是增益）隨信研究放大電路的動態(tài)指標（主要是增益）隨信號頻率變化時的響應。號頻率變化時的響應。4.7 放大電路的頻率響應放大電路的頻率響應 實際輸入信號實際輸入信號vi ：非單一頻率正弦波非單一頻率正弦波電路中有電抗性元件：電路中有電抗性元件：L(接線接線)、C(耦合、旁路、極間、接線等耦合、旁路、極間、接線等)vi的的f（）不同不同 X不同不同放大器對于不同放大器對于不同f 信號的信號的 AV不同不同輸出波形不能反映輸入波形的形狀輸出波形不能反映輸入波形的形狀失真失真 AV不是常量，不是常量， AV的幅值和相位（輸入輸出

2、之間的相位差）的幅值和相位（輸入輸出之間的相位差）均與輸入信號的頻率均與輸入信號的頻率f有關。這種函數(shù)關系即稱之為有關。這種函數(shù)關系即稱之為放大器的放大器的頻頻率響應。率響應。放大電路的重要性能指標！放大電路的重要性能指標！一、頻率響應的基本概念一、頻率響應的基本概念 P15191、頻率響應與通頻帶、頻率響應與通頻帶（1）頻率響應：）頻率響應：AV與與 f 或或的關系的關系即：即：)()()(ffAfAVV )()()( VVAA或或)( fAV)( f 幅頻響應幅頻響應 相頻響應相頻響應耦合電容耦合電容CbcCbeCe極間電容極間電容旁路電容旁路電容共同影響共同影響Av和和f 之間的關系之間

3、的關系以射極偏置電路為例：以射極偏置電路為例：前幾節(jié)分析時，假定前幾節(jié)分析時，假定vi 是中頻率的信號：是中頻率的信號：于是，當電路參數(shù)一定時，于是，當電路參數(shù)一定時，AV=常數(shù)，常數(shù)，=180（反相）（反相）CjXc 1 beLcV)/(rRRA CbcCbeCe極間電容非常小，其極間電容非常小，其Xc 視為交流開路；視為交流開路；假定假定Cb1、Cb2、Ce足夠大，對于足夠大，對于vi 的中等頻率，的中等頻率，Xc0 視為交流短路；視為交流短路；但是：但是：當當f 很低時，很低時， Cb1、Cb2、Ce的容抗的容抗Xc很大，不能再視為短路，很大，不能再視為短路， 即它們對放大器的即它們對放

4、大器的低頻特性低頻特性有影響；有影響；CbcCbeCe當當f 很高時，極間電容很高時，極間電容Xc較小，較小，不能再視為開路，不能再視為開路， 即它們對放大器的即它們對放大器的高頻高頻特性特性有影響；有影響；CjXc 1 所以所以vi的頻率很低或很高的頻率很低或很高時，實際的增益時，實際的增益AV 與中頻時不與中頻時不同，是多少？同，是多少？實驗測得實驗測得AV與頻率之間關系如下：與頻率之間關系如下： （頻率特性曲線）（頻率特性曲線）中頻區(qū)中頻區(qū)低頻區(qū)低頻區(qū)高頻區(qū)高頻區(qū) 分三個區(qū)域：分三個區(qū)域：中頻區(qū)：中頻區(qū)：中間平坦部分中間平坦部分AV= AVM ，=180，且不隨且不隨f 的變化而變化。的

5、變化而變化。 低頻區(qū)：低頻區(qū)：由于由于Cb1、Cb2、Ce的影響，的影響， AV ，超前中頻相位。超前中頻相位。高頻區(qū)：高頻區(qū)：由于極間電由于極間電容的影響，容的影響， AV ，滯滯后于中頻相位。后于中頻相位。工程上規(guī)定：工程上規(guī)定： AV 至至所對應的頻率，分別稱為所對應的頻率，分別稱為下限頻率下限頻率fL3dB點點VMVMAA707. 02 上限頻率上限頻率fH中頻區(qū)中頻區(qū)低頻區(qū)低頻區(qū)高頻區(qū)高頻區(qū) （2）通頻帶：）通頻帶：fH fLB=fH fLfH。 又稱帶寬。又稱帶寬。2、幅度失真和相位失真：、幅度失真和相位失真： 當當vi頻譜很廣，而放大器的通頻帶又不夠?qū)挄r，對于頻譜很廣，而放大器的

6、通頻帶又不夠?qū)挄r，對于不同頻率的信號不能得到同樣的放大（幅度、相位）不同頻率的信號不能得到同樣的放大（幅度、相位） vo 波形與波形與vi不同，發(fā)生變形不同，發(fā)生變形失真！失真！ 由于放大器對不同由于放大器對不同f 信號的放大效果信號的放大效果 不同，而產(chǎn)生的波不同，而產(chǎn)生的波形失真形失真頻率失真頻率失真AV 幅度失真：幅度失真： vo中不同中不同f 信號幅度的比例與放大前不同。信號幅度的比例與放大前不同。相位失真：相位失真： vo中不同中不同f 信號的相位關系與放大前不同。信號的相位關系與放大前不同。其結(jié)果均使其結(jié)果均使vo 波形產(chǎn)生失真，波形產(chǎn)生失真，O t IO t O基波基波二次諧波二

7、次諧波輸入信號輸入信號輸出信號輸出信號基波基波二次諧波二次諧波幅度失真幅度失真相位失真相位失真 應當指出：應當指出： 頻率失真是由于線頻率失真是由于線性電抗元件引起的，是性電抗元件引起的，是線性失真線性失真，應與應與BJT工作到飽和區(qū)或截止區(qū)工作到飽和區(qū)或截止區(qū)引起的引起的非線性失真非線性失真區(qū)別！區(qū)別！電壓增益：電壓增益：功率增益：功率增益：)(20dBVVAiogV)(20dBIIAiogI)(10dBPPAiogP電流增益：電流增益：3、用分貝數(shù)（對數(shù)單位）表示增益：、用分貝數(shù)（對數(shù)單位）表示增益：AV用分貝數(shù)表示的優(yōu)點：用分貝數(shù)表示的優(yōu)點：21VVVAAA21202020VgVgVgA

8、AAb.可采用對數(shù)坐標圖繪制頻率響應可采用對數(shù)坐標圖繪制頻率響應擴展視野，縮短坐標。擴展視野，縮短坐標。3、用分貝數(shù)（對數(shù)單位）表示增益：、用分貝數(shù)（對數(shù)單位）表示增益：例：例：a.可將增益相乘變?yōu)橄嗉?；可將增益相乘變?yōu)橄嗉樱?. 多級放大電路的增益多級放大電路的增益)j ()j ()j (io VVAV )j ()j ()j ()j ()j ()j (-1)o(oo1o2io1 nnVVVVVV )j ()j ()j (21 VnVVAAA 前級的開路電壓是下級的信號源電壓前級的開路電壓是下級的信號源電壓 前級的輸出阻抗是下級的信號源阻抗前級的輸出阻抗是下級的信號源阻抗 下級的輸入阻抗是前級的負載下級的輸入阻抗是前級的負載4.7.5 多級放大電路的頻率響應多級放大電路的頻率響應2. 多級放大電路的頻率響應多級放大電路的頻率響應 多級放大電路多級放大電路的通頻帶比它的通頻帶比它的任何一級都的任何一級都窄。窄。（以兩級為例）（以兩級為例）則單級的上下限頻率處的增益為則單級的上下限頻