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文檔簡介
第五章放大電路的頻率特性頻率響應(yīng)的一般概念,三極管混合Π參數(shù)等效電路,放大器的頻率特性分析。本章主要內(nèi)容:返回前進模電5放大電路頻率特性共26頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第1頁!5.1頻率特性概念1.放大器頻率特性曲線放大器的放大倍數(shù)與所放大信號的頻率有關(guān):頻率較小、較大時,放大倍數(shù)均變小、且相位隨之變化,只有當頻率適中(中頻)時放大倍數(shù)為一常量。如下式所示。A
=
Aejφ
.頻率特性曲線如下所示。模電5放大電路頻率特性共26頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第2頁!下限頻率fL上限頻率fH通頻帶BW=fH-fL≈fH
模電5放大電路頻率特性共26頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第3頁!2.波特(Bode)圖
波特圖即對數(shù)頻率特性圖——可以在較小的視野內(nèi)反映較大的頻率變化情況。放大器的幅頻特性曲線采用波特圖:橫坐標是頻率的對數(shù)lgf、縱坐標是電壓放大倍數(shù)對數(shù)的20倍20lgAu——單位為分貝dB,而相頻特性曲線縱坐標不采用對數(shù)。(1)波特圖
模電5放大電路頻率特性共26頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第4頁!3.R
C高通電路模電5放大電路頻率特性共26頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第5頁!4.R
C低通電路模電5放大電路頻率特性共26頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第6頁!波特圖規(guī)律小結(jié)(1)幅頻特性規(guī)律由兩條直線構(gòu)成:平行于橫軸的直線及一條斜線,具體為:1/(1-jf/fL)的波特圖為兩條直線——斜率為20dB/十倍頻直線、平行水平軸的直線;1/(1+jfH/f)的波特圖為兩條直線——平行水平軸的直線、斜率為-20dB/十倍頻直線。上述二直線構(gòu)成的波特圖與實際幅頻特性相比,最大誤差為3dB,發(fā)生在fL或fH處。模電5放大電路頻率特性共26頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第7頁!1.β的波特圖三極管的β與頻率有關(guān),具體為β=β0/(1+jf/fβ),fβ為三極管β下降至0.707β0時的頻率。
模電5放大電路頻率特性共26頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第8頁!5.2晶體管的高頻等效模型1.三級管混合π參數(shù)等效電路
三極管內(nèi)部的實際體現(xiàn)。(1)混合π參數(shù)等效電路
模電5放大電路頻率特性共26頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第9頁!(3)π參數(shù)等效電路與h參數(shù)等效電路的對比中低頻時,電容影響忽略,簡化混合π參數(shù)等效電路即化為簡化h參數(shù)等效電路:rb’e=(1+β)26/IE
gm=β/rb’e≈IE/26
模電5放大電路頻率特性共26頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第10頁!(1)中頻特性
C1容抗較小看作短路;極間電容容抗較大看作開路:模電5放大電路頻率特性共26頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第11頁!(3)高頻特性
電容C1可略去,并用戴維南定理將電路等效為:高頻段最大附加相移為-900模電5放大電路頻率特性共26頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第12頁!例:已知某放大電路電壓增益的頻率特性表達式為(式中f的單位為Hz)試求該電路的上、下限頻率,中頻電壓增益的分貝數(shù),輸出電壓與輸入電壓在中頻區(qū)的相位差。解:fH=100kHzfL=10HzAVM=40dB相位差為0.模電5放大電路頻率特性共26頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第13頁!
兩級放大倍數(shù)與單級放大倍數(shù)波特圖對比。對兩個具有相同頻率特性的單管放大電路,fL≈1.56fL1;fH≈0.643fH1見課本243頁例5.5.1模電5放大電路頻率特性共26頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第14頁!2.放大器頻率失真當輸入信號含有多個頻率,不同頻率信號放大倍數(shù)不同,可導(dǎo)致輸出波形產(chǎn)生頻率失真。模電5放大電路頻率特性共26頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第15頁!2.波特(Bode)圖
Au增大10倍,相應(yīng)的20lgAu增加20dB;Au增大1倍,相應(yīng)的20lgAu約增加6dB;Au>1,相應(yīng)的20lgAu>0;Au<1,相應(yīng)的20lgAu<0。
(2)Au與20lgAu的關(guān)系模電5放大電路頻率特性共26頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第16頁!R
C高通電路波特圖(1)f>>fL時,20lgAu≈0dB;(2)f<<fL時,20lgAu≈20lg(f/fL);(3)f=fL時,20lgAu=-3dB。模電5放大電路頻率特性共26頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第17頁!R
C低通電路波特圖(1)f<<fH時,Au≈120lgAu≈0dB;(2)f>>fH時,Au≈fH/f20lgAu≈-20lg(fH/f);(3)f=fH時,Au≈0.70720lgAu=-3dB。
模電5放大電路頻率特性共26頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第18頁!波特圖規(guī)律小結(jié)(2)相頻特性規(guī)律由三條直線構(gòu)成:平行于橫軸的兩條直線及一條斜線,具體為:1/(1-jf/fL)的波特圖為0°、90°兩條平行水平軸的直線及斜率為-45°/十倍頻的直線;1/(1+jfH/f)的波特圖為0°、-90°兩條平行水平軸的直線及斜率為45°/十倍頻的直線。上述三直線構(gòu)成的波特圖與實際相頻特性相比,最大誤差為5.71°,發(fā)生在fL或fH處。模電5放大電路頻率特性共26頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第19頁!2.幾個頻率參量(1)共射截止頻率fββ下降至0.707β0時的f值。(2)特征頻率fTβ下降至1時的f值。(3)共基截止頻率fαα下降至0.707α0時的f值。(4)關(guān)系fT=β0
fβfα=(1+β0)fβfβ<fT<fα
模電5放大電路頻率特性共26頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第20頁!(2)簡化混合π參數(shù)等效電路
r′bc、rce較大,可略去。再用密勒定理變換,得到下圖所示的簡化混合π參數(shù)等效電路:
Cb’e≈gm/(2πfT)K=-gmRC
模電5放大電路頻率特性共26頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第21頁!5.4單管放大電路的頻率響應(yīng)放大電路如右圖所示,其混合π參數(shù)等效電路如下圖所示:模電5放大電路頻率特性共26頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第22頁!(2)低頻特性
略去C′和(K-1)Cb’e/K低頻段最大附加相移為+900模電5放大電路頻率特性共26頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第23頁!(4)頻率特性波特圖
全部頻段的放大倍數(shù)可近似表示為:
(5.4.10)波特圖如右所示:
見課本例5.4.1模電5放大電路頻率特性共26頁,您現(xiàn)在瀏覽的是第24頁!5.
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