線性電子線路第四章PPT

1、 差分放大器具有抑制零點(diǎn)漂移的作用，廣泛用于差分放大器具有抑制零點(diǎn)漂移的作用，廣泛用于集成電路的輸入級，是另一類基本放大器。集成電路的輸入級，是另一類基本放大器。4.44.4 差分放大器差分放大器4.4.1 電路結(jié)構(gòu)電路結(jié)構(gòu)由兩完全對稱的共發(fā)射極電路，經(jīng)射極電阻由兩完全對稱的共發(fā)射極電路，經(jīng)射極電阻REE耦合而成耦合而成采用正負(fù)雙電源供電：采用正負(fù)雙電源供電：VCC =|-VEE|一、電路結(jié)構(gòu)一、電路結(jié)構(gòu)零點(diǎn)漂移：零點(diǎn)漂移： vi =0=0時，輸出端靜態(tài)電壓的波動時，輸出端靜態(tài)電壓的波動 溫度溫度漂移漂移： 因溫度變化引起的漂移，簡稱因溫度變化引起的漂移，簡稱溫溫漂漂由兩完全對稱的共發(fā)電路，由

2、兩完全對稱的共發(fā)電路，經(jīng)射極經(jīng)射極 電阻電阻REE耦合而成。耦合而成。采用正負(fù)雙電源供電：采用正負(fù)雙電源供電：VCC =|-VEE|。具有兩種輸出方式：具有兩種輸出方式：雙端輸出、單端輸出雙端輸出、單端輸出一、電路結(jié)構(gòu)一、電路結(jié)構(gòu)二、抑制零漂的基本過程二、抑制零漂的基本過程D Dvo=D Dvo1-D Dvo2=0三、估算電路三、估算電路Q點(diǎn)點(diǎn)令令vi1=vi2=0，畫出電路直流通路，畫出電路直流通路VBQ1 = VBQ2= 0 0令令vi1=vi2=0， 直流通路直流通路2/EECQ2CQ1III EEEEBE(on)EERVVI 因此因此CCQ1CCCQ2CQ1RIVVV LCCLCCCL

3、CC/,RRRRRVRV 一、差模信號一、差模信號和共模信號和共模信號4.4.2 電路性能特點(diǎn)電路性能特點(diǎn) 差模信號：指大小相等、極性相反的信號差模信號：指大小相等、極性相反的信號表示為表示為 vi1 = - -vi2 = vid / 2其中：其中：vid = vi1 vi2 差模輸入電壓差模輸入電壓 共模信號：指大小相等、極性相同的信號共模信號：指大小相等、極性相同的信號表示為表示為 vi1 = vi2 = vic其中：其中：vic = (vi1 + vi2 ) / 2 共模輸入電壓共模輸入電壓說明：說明：任意信號均可分解為一對差模信號與一對共模任意信號均可分解為一對差模信號與一對共模 信號

4、之代數(shù)和。信號之代數(shù)和。 由由vid = vi1 vi 2 ，vid=-0.4V由由vic = (vi1 + vi2 ) / 2 ，vic=5V2222222121221211idiciiiiiidiciiiiivvvvvvvvvvvvvv 已知已知 vi1=4.8V,vi2=5.2V求差模和共模信號求差模和共模信號說明：說明：任意兩個信號，均可分解為差模信號與共模信號任意兩個信號，均可分解為差模信號與共模信號之代數(shù)和。之代數(shù)和。 證明：證明：二、差模信號下雙端輸入、雙端輸出方式二、差模信號下雙端輸入、雙端輸出方式 因電路兩邊完全對稱，因此差放分析的關(guān)鍵，就是因電路兩邊完全對稱，因此差放分析的

5、關(guān)鍵，就是如何在差模輸入與共模輸入時，分別畫出其對應(yīng)的如何在差模輸入與共模輸入時，分別畫出其對應(yīng)的交流交流通路通路，在此基礎(chǔ)上分析電路各項性能指標(biāo)。，在此基礎(chǔ)上分析電路各項性能指標(biāo)。分析步驟：分析步驟： 差模分析差模分析畫差模交流通路畫差模交流通路 計算計算Avd、Rid、Rod 共模分析共模分析畫共模交流通路畫共模交流通路 計算計算Avc、KCMR、Ric 根據(jù)需要計算輸出電壓根據(jù)需要計算輸出電壓 雙端輸出：雙端輸出： 計算計算vo單端輸出：單端輸出： 計算計算vo1 、 vo2二、差模下的雙二、差模下的雙- -雙方式雙方式 REE對差模視為短路對差模視為短路iC2 = ICQ - - ic

6、iC1 = ICQ + ic，iEE = iC1 + iC2 = 2ICQ（）直流電源短路接地直流電源短路接地（1 1）差模交流通路）差模交流通路在差模信號作用下在差模信號作用下差模信號經(jīng)差模信號經(jīng)REE沒有電壓降沒有電壓降視為短路視為短路（1 1）差模交流通路）差模交流通路REE短路后，有短路后，有二、差模下的雙二、差模下的雙- -雙方式雙方式整理后整理后rbeb bibiiioRCRL+ - -vod1+ - -vid1rce- + +- + +rbeb bibrceRCRLvod2vid2+_+_vidvod（2 2）小信號等效電路）小信號等效電路由圖，由回路電壓方程知滿足由圖，由回路電

7、壓方程知滿足 2121idididididid- vvvvvv ，)-(- ididididodododododod2122112121vvAvAvAvvvvvv ，二、差模下的雙二、差模下的雙- -雙方式雙方式vid1、vid2是差模信號，是差模信號， vod1、vod2 也是差模信號也是差模信號ebiiid1iid2id1iididrRivivvivR2221 1 1）差模輸入電阻）差模輸入電阻（3 3）差模性能指標(biāo)分析）差模性能指標(biāo)分析等效電路等效電路rbeb bibiiioRCRL+ - -vod1+ - -vid1rce- + +- + +rbeb bibrceRCRLvod2vid

8、2+_+_vidvod2 2）差模輸出電阻）差模輸出電阻)/(Cce1ood22RrRR 3 3）差模電壓增益）差模電壓增益e bLceCid1od1id2id1od2od1idodd)/( rRrRAvvvvvvvvAvvb b 122雙端輸出與基本共射相同，反相雙端輸出與基本共射相同，反相（3 3）差模性能指標(biāo)分析）差模性能指標(biāo)分析ebidrR2 Cce1ood22RrRR/ rbeb bibiiioRCRL+ - -vod1+ - -vid1rce- + +- + +rbeb bibrceRCRLvod2vid2+_+_vidvod差模性能指標(biāo)差模性能指標(biāo)e bLceCd)/(rRrRA

9、vb b 討論：討論：負(fù)載跨接負(fù)載跨接T1+- -+ - -VCCREEvi1voVEE+- -vi2RCRCT2RLRC+ - -vod1+ - -vid1RL2 2T1半電路差模交流通路半電路差模交流通路 可采用半電路分析可采用半電路分析 REE對差模視為短路對差模視為短路 RL中點(diǎn)中點(diǎn)視為視為交流地電位交流地電位，即每管負(fù)載為即每管負(fù)載為RL / 2 直流電源短路接地直流電源短路接地性能指標(biāo)性能指標(biāo)RC+ - -vod1+ - -vid1RL2 2T1半電路差模交流通路半電路差模交流通路 ebiiid1iididrRivivR2221 Cce1ood22RrRR/ ebLceCid1od

10、1idodd)/(rRrRvvvvAv222b b 除增益變化，其余沒有變化除增益變化，其余沒有變化ebidrR2 Cood/ RrRRce 1debLceCid1od1idod1d1)/( vvArRrRvvvvA2122 b bdebLceCid2od2idod2d2)/(vvArRrRvvvvA2122 b b雙端的雙端的1/2，反相，反相雙端的雙端的1/2，同相，同相vodrbeb bibiiioRCRL+ - -vod1+ - -vid1rce- + +- + +rbeb bibrceRCRLvod2vid2+_+_vid（4 4）差模下的雙）差模下的雙- -單方式單方式三、共模性能

11、分析三、共模性能分析 （1 1） 雙端輸入雙端輸出電路雙端輸入雙端輸出電路 每管發(fā)射極接每管發(fā)射極接2REE。iC2 = ICQ + iciC1 = ICQ + ic因因iEE = iC1 + iC2 = 2ICQ+ 2ic直流電源短路接地。直流電源短路接地。，REE上的共模電壓：上的共模電壓：2ic REE等效為等效為2REE（2 2）共模性能指標(biāo)分析）共模性能指標(biāo)分析（不計不計rce）1 iiic1iicicRivivR 共模輸入電阻共模輸入電阻共模輸出電阻（單管）共模輸出電阻（單管）共模電壓增益共模電壓增益0 icoc2oc1icoccvvvvvAv電路特點(diǎn)電路特點(diǎn))(EEebb b 1

12、2Rr雙端輸出電路雙端輸出電路利用對稱性利用對稱性抑制共模信號抑制共模信號說明：說明：利用對稱性抑制共模信號（溫漂）原理利用對稱性抑制共模信號（溫漂）原理 CQ2CQ1TII0 )(CQ2CQ1oVVV)(CCQ1CCCQ2CQ1RIVVV CRR oc（2） 雙端輸入單端輸出電路雙端輸入單端輸出電路T1+- -+ - -VCCREEvi1voVEE+- -vi2RCRCT2RL與雙端輸出電路的區(qū)別：僅在于對與雙端輸出電路的區(qū)別：僅在于對RL的處理上的處理上)(EEebiiicicb b 121RrRivR不變不變半電路共模交流通路半電路共模交流通路 RC+ - -voc1=voc+ - -v

13、ic1=vicT12REERLCoocRRR 11EELEEebLC1icocc1)()/(RRRrRRAvvAvv212 b bb bc2vA 單端輸出電路特點(diǎn)單端輸出電路特點(diǎn) 單端輸出是電路利用單端輸出是電路利用REE，抑抑制共模信號。制共模信號。 利用利用REE抑制共模信號原理：抑制共模信號原理： T1+- -+ - -VCCREEvi1voVEE+- -vi2RCRCT2RL 一般射極電阻一般射極電阻REE取值較大取值較大EELc1RRAv2 因此因此較小較小結(jié)論結(jié)論 無論電路采用何種輸出方式，差放都具有無論電路采用何種輸出方式，差放都具有 放大差模信號、抑制共模信號的能力。放大差模信

14、號、抑制共模信號的能力。D D D D D D D D D DD D )(TEBBEEC2C1vvvvii 、 D DD D D DD DB2B1C2C1iiii、差放性能指標(biāo)差放性能指標(biāo)歸納總結(jié)歸納總結(jié) Rid與電路輸入、輸出方式無關(guān)與電路輸入、輸出方式無關(guān) Rod與電路輸出方式有關(guān)與電路輸出方式有關(guān) Avd僅與電路輸出方式有關(guān)僅與電路輸出方式有關(guān)ebiid rRR221雙端輸出雙端輸出ceCood/rRRR221 單端輸出單端輸出ceCood1/ rRRR 1雙端輸出雙端輸出ebLvvd/rRRAACb b 1單端輸出單端輸出ebLvd2vd1rRAA2 b bLCceL/RRrR 其中其

15、中電路特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)對稱；性能：放大差模，抑制共模電路特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)對稱；性能：放大差模，抑制共模RL取決于具體連接方式取決于具體連接方式思考思考：差放兩管放大能力與單管共射相同，虧不？差放兩管放大能力與單管共射相同，虧不？一、差模輸入一、差模輸入 Avc僅與電路輸出方式有關(guān)。僅與電路輸出方式有關(guān)。雙端輸出雙端輸出0 icocvcvvA單端輸出單端輸出v1icoc1vc2vc1AvvAA EELRR2 1 iiic1iicicRivivR )(EEebb b 12Rr共模輸出電阻（單管）共模輸出電阻（單管）CocRR 二、共模輸入二、共模輸入 四、共模抑制比四、共模抑制比 KCMR是用來衡量差分放大器

16、對共模信號抑制能力的是用來衡量差分放大器對共模信號抑制能力的一項重要指標(biāo)，其值越大越好。一項重要指標(biāo)，其值越大越好。 （1） 定義定義 vcvdCMRAAKvcvdCMRAAK 雙端輸出電路雙端輸出電路單端輸出電路單端輸出電路EEmebEEEEebRgrRRRrRLL b bb b22可以采用提高可以采用提高IEE ，增大，增大REE提高提高KCMRTEQm/VIg vcvdCMR/AAK2 EQTebIVr）（b b 1 （2 ） 普通差放存在的問題普通差放存在的問題 （3 ）采用恒流源的差分放大器）采用恒流源的差分放大器REE KCMR 抑制零點(diǎn)漂移能力抑制零點(diǎn)漂移能力 但但I(xiàn)EE 為補(bǔ)償

17、，需增大為補(bǔ)償，需增大VEE, 不好不好T1VCCvi1voVEEvi2RCRCT2R1R2R3T33BE(on)EE212EE)(RVVRRRI3 221/EECQCQIII EEEE3BE(on)B3EE211B3VIRVVVRRRV 3將將REE改為恒流源后，對差模沒有影響，但對共模改為恒流源后，對差模沒有影響，但對共模信號其信號其2REE等效為等效為2Ro3后，卻增加得相當(dāng)?shù)亩嗪螅瑓s增加得相當(dāng)?shù)亩?（3 ）采用恒流源的差分放大器）采用恒流源的差分放大器T1VCCvi1voVEEvi2RCRCT2R1R2R3T3ebid rR2Cod2RR ebCvd2 rRA2b bo3CvcRRA2

18、2 )/(21e3b33ce3o3RRrRRrR 31b b其中其中o3mebo3CMRRgrRK b b很大很大 雙端輸出雙端輸出 單端輸出單端輸出 五、任意輸入時，輸出信號的計算五、任意輸入時，輸出信號的計算idvdodooovAvvvv 21其中其中idvd1icvc1od1oc1ovAvAvvv 1idd2icvc2od2oc2o2vAvAvvvv 其中其中i2i1idvvv 2i2i1icvvv ebLCvd)2/( rRRAb bebLceCvd2vd1)/( rRrRAA2b bEELceCvc2vc1/RRrRAA2 跨接跨接例：已知例：已知b b =100，vi i= =20

19、sin t(mV)，求，求vo o 解：解： （1）分析）分析Q點(diǎn)點(diǎn)mA./EECQ2CQ12502 IIImA./ )(EEEEBE(on)EE50 RVVI說明：說明：兩管兩管VCE不同不同T1VCCREEvivoVEERCRCT2RL22.6k 10k 10k 12V- -12V（2）分析）分析Avd2 、Avc2vi/2vi/2- + -vi/2vi/2+-+ -T1VCCREEvivoVEERCRCT2RL 將輸入信號分解為差模與將輸入信號分解為差模與共模的疊加，分析共模的疊加，分析21iidvv 22ivv id21iicvv 22iicvv 例：已知例：已知b b =100，vi

20、 i= =20sin t(mV)，求，求vo o（2）分析）分析Avd2 、Avc2vi/2vi/2- + -vi/2vi/2+-+ -T1VCCREEvivoVEERCRCT2RLii2i1idvvvv 22ii2i1icvvvv 04242122.)/(ebLC2id2od2idod2d2 rRRAvvvvAvvb b k.mV)(EQeb4102611Irb b11022./ EELCcvRRRA表達(dá)式與雙端輸入相同表達(dá)式與雙端輸入相同(mV)sin.icc2idd2o2otvAvAvvvv ）（228480 實(shí)際差分放大器，電路不可能做到完全對稱：實(shí)際差分放大器，電路不可能做到完全對稱

21、： 一、雙端輸出時的一、雙端輸出時的KCMRT1、T2兩管集電極電阻兩管集電極電阻RC不相等不相等或或T1、T2兩管的兩管的b b 及及VBE(on) )不對稱不對稱 例如例如產(chǎn)生誤差產(chǎn)生誤差理想情況理想情況od2od1vv oc2oc1vv vcvdCMR/ AAK實(shí)際情況：共模輸入信號也會產(chǎn)生的差模輸出實(shí)際情況：共模輸入信號也會產(chǎn)生的差模輸出d)-c(vd)-d(vCMR/ AAK 定義定義電路對稱性越好，電路對稱性越好，Av(c-d)越小，共模抑制比越大越小，共模抑制比越大 VIO產(chǎn)生原因：產(chǎn)生原因： 由兩管參數(shù)不對稱（如由兩管參數(shù)不對稱（如VBE(on)、IS、RC不等）引起失調(diào)不等）

22、引起失調(diào) 二、失調(diào)及其溫漂二、失調(diào)及其溫漂（1） 輸入失調(diào)電壓輸入失調(diào)電壓VIOT1T2實(shí)際差放實(shí)際差放+- -VO 0零輸入時零輸入時考慮為考慮為理想差放理想差放+- -VOVIO+- -vdOIOAVV 定義：定義：失調(diào)電壓失調(diào)電壓 加入加入VIO，零輸出，零輸出理想情況，零輸入時為零輸出理想情況，零輸入時為零輸出 IIO產(chǎn)生原因：產(chǎn)生原因：兩管兩管b b不等，造成不等，造成 ICQ1 ICQ2 （2） 輸入失調(diào)電流輸入失調(diào)電流IIOBQ2BQ1IOIII 定義：定義：失調(diào)電流失調(diào)電流兩管基極電流絕對值的差兩管基極電流絕對值的差I(lǐng)BQ：輸入基極電流，有時：輸入基極電流，有時也表示為也表示為

23、IIB（3 3）失調(diào)模型）失調(diào)模型T1T2- - +IBIBIIO2IIO2VIORSRS總輸入失調(diào)電壓總輸入失調(diào)電壓SIOIOSIOSIOIOIORIVRIRIVV 2121當(dāng)當(dāng)RS較大時：較大時：當(dāng)當(dāng)RS較小時：較小時：失調(diào)以失調(diào)以IIO為主，為減小為主，為減小VIO ，應(yīng)選，應(yīng)選IIO小的差放小的差放。失調(diào)以失調(diào)以VIO為主，為減小為主，為減小VIO ，應(yīng)選，應(yīng)選VIO小的差放小的差放；說明：該表達(dá)式為說明：該表達(dá)式為最不利最不利條件下的總輸入失調(diào)電壓條件下的總輸入失調(diào)電壓（4 4）調(diào)零電路）調(diào)零電路（發(fā)射極調(diào)零電路）（發(fā)射極調(diào)零電路）（集電極調(diào)零電路）（集電極調(diào)零電路） 調(diào)節(jié)電位器調(diào)節(jié)

24、電位器RW ，改變兩端發(fā)射極電位或集電極電阻，改變兩端發(fā)射極電位或集電極電阻，使靜態(tài)工作時雙端輸出電壓減小到零。使靜態(tài)工作時雙端輸出電壓減小到零。說明：調(diào)零電路可以克服失調(diào)，但不能消除溫漂說明：調(diào)零電路可以克服失調(diào)，但不能消除溫漂4.4.44.4.4差模傳輸特性差模傳輸特性（自學(xué)）（自學(xué)）4.5 4.5 電流源電路及其應(yīng)用電流源電路及其應(yīng)用直流狀態(tài)工作時，可提供恒定的輸出電流直流狀態(tài)工作時，可提供恒定的輸出電流 IO 交流工作時，具有很高輸出電阻交流工作時，具有很高輸出電阻RO，可作有源負(fù)載使用，可作有源負(fù)載使用 + - -VQ+vRiB恒定恒定iC外電路外電路（電流源電路）（電流源電路）+

25、- -VQR電流源電流源IO（直流狀態(tài)）（直流狀態(tài)）+ - -R電流源電流源ROv（交流狀態(tài)）（交流狀態(tài)） 電流源電路特點(diǎn)：電流源電路特點(diǎn)： 對電流源電路要求：對電流源電路要求：直流狀態(tài)工作時，要求直流狀態(tài)工作時，要求IO精度高、熱穩(wěn)定性好。精度高、熱穩(wěn)定性好。交流狀態(tài)工作時，要求交流狀態(tài)工作時，要求RO大（理想情況大（理想情況 RO）。）。利用利用iB恒定時，恒定時，iC接近恒流特性而構(gòu)成接近恒流特性而構(gòu)成 電流源電路原理：電流源電路原理：4.5.1 鏡像電流源電路鏡像電流源電路假設(shè)假設(shè)T1、T2兩管嚴(yán)格配對兩管嚴(yán)格配對一、基本鏡像電流源一、基本鏡像電流源T1VCCiC1RT2IRiC2=I

26、OvBE1 = vBE2 由于由于根據(jù)根據(jù)TBEVvSCeIi C2C1ii得知得知因此，稱因此，稱iC2是是iC1的鏡像。的鏡像。 參考電流參考電流RVVIBE(on)CCR 由于由于)(C1B1C1Rb b212 iiiI)(C2b b21 ib b/RC2O21 IiI因此因此RI 希望近似程度高，要求希望近似程度高，要求（b b2） 當(dāng)溫度變化時，受當(dāng)溫度變化時，受b b、VBE(on)的影響，的影響，IO熱穩(wěn)定性降低熱穩(wěn)定性降低 (1) (1) Io精度及熱穩(wěn)定性精度及熱穩(wěn)定性b b/RO21 II由由得知得知 當(dāng)當(dāng)b b 較小時，較小時，IO與與IR之間不滿足嚴(yán)格的鏡像關(guān)系，之間不

27、滿足嚴(yán)格的鏡像關(guān)系，IO精度降低。精度降低。由由RVVIBE(on)CCR 得知得知 對基本鏡像電流源的幾點(diǎn)說明對基本鏡像電流源的幾點(diǎn)說明（2 2）根據(jù)集成工藝的要求，電阻根據(jù)集成工藝的要求，電阻R不易做太大，不易做太大，IO只只能做到能做到mA量級。量級。 二、其它電流源（自學(xué)）二、其它電流源（自學(xué)）4.6 集成運(yùn)算放大器集成運(yùn)算放大器集成運(yùn)放是實(shí)現(xiàn)高增益放大功能的一種集成器件。集成運(yùn)放是實(shí)現(xiàn)高增益放大功能的一種集成器件。集成運(yùn)放性能特點(diǎn)集成運(yùn)放性能特點(diǎn)Av很大：（很大：（104 107 或或 80 140dB）Ri 很大：（幾很大：（幾k 105 M ）Ro很?。海◣资苄。海◣资?）靜態(tài)

28、輸入、輸出電位均為零。靜態(tài)輸入、輸出電位均為零。集成運(yùn)放電路符號集成運(yùn)放電路符號反相輸入端反相輸入端同相輸入端同相輸入端輸出端輸出端 集成運(yùn)放電路組成集成運(yùn)放電路組成輸入級輸入級中間增益級中間增益級輸出級輸出級偏置電路偏置電路采用改進(jìn)型采用改進(jìn)型差分放大器差分放大器采用采用1 12 2級有源負(fù)載級有源負(fù)載的共發(fā)射極電路的共發(fā)射極電路 采用射隨器或采用射隨器或互補(bǔ)對稱放大器互補(bǔ)對稱放大器采用電流源采用電流源一、頻率失真一、頻率失真 放大器的失真是指輸出信號不能重現(xiàn)輸入信號波放大器的失真是指輸出信號不能重現(xiàn)輸入信號波形的一種物理現(xiàn)象。形的一種物理現(xiàn)象。 失真類型失真類型頻率失真頻率失真瞬變失真瞬變

29、失真線性失真線性失真非線性失真非線性失真 通常放大器中含有電抗元件，在正弦信號激勵下通常放大器中含有電抗元件，在正弦信號激勵下，不同頻率呈現(xiàn)不同電抗，因而放大器增益應(yīng)為頻率，不同頻率呈現(xiàn)不同電抗，因而放大器增益應(yīng)為頻率的復(fù)函數(shù)：的復(fù)函數(shù)： )(Ae )()( jAjA 4.7 放大器的頻率響應(yīng)放大器的頻率響應(yīng)4.7.0 頻率響應(yīng)的基本概念頻率響應(yīng)的基本概念（1 1）幅度失真與相位失真）幅度失真與相位失真實(shí)際輸入信號含有眾多頻率分量，當(dāng)通過放大器時：實(shí)際輸入信號含有眾多頻率分量，當(dāng)通過放大器時：不同頻率信號呈現(xiàn)不同增益不同頻率信號呈現(xiàn)不同增益幅度失真幅度失真相位失真相位失真幅度失真與相位失真統(tǒng)稱

30、放大器的頻率失真。幅度失真與相位失真統(tǒng)稱放大器的頻率失真。不同頻率信號呈現(xiàn)不同相角不同頻率信號呈現(xiàn)不同相角由于頻率失真由線性電抗元件引起，故稱線性失真。由于頻率失真由線性電抗元件引起，故稱線性失真。注意：注意：線性失真不產(chǎn)生新的頻率成份。線性失真不產(chǎn)生新的頻率成份。一般音頻放大器的頻率失真主要指幅度失真。一般音頻放大器的頻率失真主要指幅度失真。視頻放大器的頻率失真則包括幅度失真與相位失真。視頻放大器的頻率失真則包括幅度失真與相位失真。（2 2）波特圖波特圖在半對數(shù)坐標(biāo)紙上描繪的頻率特性曲線即：在半對數(shù)坐標(biāo)紙上描繪的頻率特性曲線即：波特圖波特圖0f /Hz A( f )相相頻頻特特性性)(lg)

31、(dB AA20 增益分貝值增益分貝值通頻帶：通頻帶： LH.ffBW 70對應(yīng)上限頻率對應(yīng)上限頻率fH 、及及下限頻率下限頻率fL 。增益下降到增益下降到 時時mA210f /HzA( f )/dB幅幅頻頻特特性性線性刻度線性刻度AmAm2fHfL(dB)-lg2-102lg2031 用分貝表示用分貝表示 對數(shù)坐標(biāo)對數(shù)坐標(biāo) 對數(shù)坐標(biāo)對數(shù)坐標(biāo)線性刻度線性刻度（3 3）放大電路的三個頻段）放大電路的三個頻段中頻段：通頻帶以內(nèi)的區(qū)域中頻段：通頻帶以內(nèi)的區(qū)域特點(diǎn)：特點(diǎn)：放大器的增益、相放大器的增益、相角均為常數(shù)，不隨角均為常數(shù)，不隨頻率頻率f 變化變化0f /HzA( f )/dB幅幅頻頻特特性性(

32、 (線性刻度線性刻度) )AmAm2fHfL原因：耦合電容、旁路電容短路，原因：耦合電容、旁路電容短路， 晶體管極間電容開路，電路中沒有電抗元件晶體管極間電容開路，電路中沒有電抗元件0f /Hz A( f )相相頻頻特特性性VCCRCRB1vs+ - -RL+ - -voRB2RECERSC1C2高頻段：高頻段： f fH 的區(qū)域的區(qū)域頻率增大，增益減小并產(chǎn)生附加相移。頻率增大，增益減小并產(chǎn)生附加相移。 特點(diǎn)：特點(diǎn)：原因：原因：并聯(lián)在電路中的極間電容容抗并聯(lián)在電路中的極間電容容抗 分流分流 電電容不能視為開路容不能視為開路低頻段：低頻段： f fL 的區(qū)域的區(qū)域特點(diǎn)：特點(diǎn)：頻率減小，增益降低并

33、產(chǎn)生附加相移。頻率減小，增益降低并產(chǎn)生附加相移。原因：原因：串聯(lián)在電路中的串聯(lián)在電路中的耦合、旁耦合、旁電容容抗電容容抗 分壓分壓 電容不能視為短路電容不能視為短路VCCRCRB1vs+ - -RL+ - -voRB2RECERSC1C2 指放大脈沖信號時，電抗元件上的電壓或電流不能指放大脈沖信號時，電抗元件上的電壓或電流不能突變而引起的失真。突變而引起的失真。 二、瞬變失真二、瞬變失真RC+- -vi- -vo+vit10vot0.10.9tr 三、非線性失真三、非線性失真 非線性失真由非線性元件，如三極管等產(chǎn)生，它產(chǎn)非線性失真由非線性元件，如三極管等產(chǎn)生，它產(chǎn)生了新的頻率成份。生了新的頻率

34、成份。.1 一階電路的頻率響應(yīng)一階電路的頻率響應(yīng) CR+- -+- -vi(t)vo(t) 由圖，傳遞函數(shù)表達(dá)式由圖，傳遞函數(shù)表達(dá)式 ：piov/)()/()()()( jCjRCjjVjVjA 1111式中式中RC/P1 頻率特性表達(dá)式：頻率特性表達(dá)式：Pvj)j ( 11A幅值：幅值：211)()(Pv A2120)(lg)(PdBv A或或相角：相角：)arctan()(PA 一、低通電路一、低通電路- -30 p0.1 p10 pAv( )/dB - -200 p0.1 p10 p A( ) - - 45 - - 90 - - 5.7 繪制繪制漸近波特圖漸近波特圖：2PdB(120)l

35、g)(Av )arctan()(PA 根據(jù)根據(jù)可得幅頻波特圖可得幅頻波特圖可得相頻波特圖可得相頻波特圖漸近波特圖畫法：漸近波特圖畫法：幅頻幅頻 p 時時PdB lg20)(vA = = p p 時，時，延長兩條漸近線延長兩條漸近線相頻相頻oA)(0 0.1 10 10 p p oA)(90 = = p p 時，時，oA)(45 -20dB/十倍頻十倍頻-45 /十倍頻十倍頻 確定上限角頻率：確定上限角頻率：0 p0.1 p10 pAv( )/dB - -200 p0.1 p10 p A( ) - - 45 - - 90 - -20dB/十倍頻十倍頻- -45 /十倍頻十倍頻歸納一階因子漸近波特

36、圖畫法：歸納一階因子漸近波特圖畫法：幅頻漸近波特圖幅頻漸近波特圖：Pjj 11)(vA已知已知 自自0dB水平線出發(fā)，經(jīng)水平線出發(fā)，經(jīng) p轉(zhuǎn)折成斜率為（轉(zhuǎn)折成斜率為（20dB/十倍十倍頻）的直線。頻）的直線。相頻漸近波特圖：相頻漸近波特圖： 自自 0 水 平 線 出 發(fā) ， 經(jīng)水 平 線 出 發(fā) ， 經(jīng)0.1 p處轉(zhuǎn)折，斜率為處轉(zhuǎn)折，斜率為(45 /十倍頻十倍頻)，再經(jīng)，再經(jīng)10 p處轉(zhuǎn)折處轉(zhuǎn)折為為-90 的水平線。的水平線。dB(PdB3)1lg20)(2 vA因因 = = p p時時故故： H = p 二、二、RC 高通電路頻率響應(yīng)高通電路頻率響應(yīng) 由圖，傳遞函數(shù)表達(dá)式由圖，傳遞函數(shù)表達(dá)式

37、 ： jCjRRjVjVjAv/)()()()(pio 111式中式中RC1 P Pvj)j ( 11A幅值幅值：2120)(lg)(PdBv A相角相角：)arctan()( PA CR+- -+- -vi(t)vo(t)下限角頻率：下限角頻率：dB)(lg)(PdBv31202 A因因 = p時時， L = p0 p0.1 p10 p A( ) 45 90 繪制漸近波特圖：繪制漸近波特圖：2120)(lg)(APdBv )arctan()( PA 根據(jù)根據(jù)畫出幅頻波特圖畫出幅頻波特圖畫出相頻波特圖畫出相頻波特圖0 p0.1 p10 pAv( )/dB - -2020dB/十倍頻十倍頻- -

38、45 /十倍頻十倍頻幅頻漸近波特圖：幅頻漸近波特圖： p：0dB水平線；水平線； p：斜率為：斜率為(20dB/十倍十倍 頻）的直線。頻）的直線。相頻漸近波特圖：相頻漸近波特圖： 0.1 p： 90 的水平線。的水平線。 0.1 p 10 p ：0 水平線。水平線。三、多極點(diǎn)系統(tǒng)頻率響應(yīng)三、多極點(diǎn)系統(tǒng)頻率響應(yīng) 利用利用RC低通電路分析結(jié)果，得傳遞函數(shù)表達(dá)式低通電路分析結(jié)果，得傳遞函數(shù)表達(dá)式 ：)/)(/)(/()(p3p2p1I jjjAjAvv111式中式中332211111CRCRCR P3P2P1 C1R1+- -+- -vivoAv1C2R2Av2C3R3Av3 如圖所示的三級理想電壓放大器，如圖所示的三級理想電壓放大器，Ri ，Ro 0。試。試畫漸近波特圖，并求畫漸近波特圖，并求 H 。已知已知 R1 C1 R2 C2 R3 C3321IvvvvAAAA 頻率特性表達(dá)式：頻率特性表達(dá)式：222120120120