第11讲 多级放大电路
多级放大电路
建平县职业教育中心备课教案
课题
模块（单元）
项目（课）多级放大电路
授课班级11电子授课教师安森授课类型新授授课时数 2
教学目标知识目标多级放大电路的耦合方式及其特点、直接耦合放大电路静态工作点
的设置
能力目标两级阻容耦合电路的动态分析；
情感态度目标培养学生的学习兴趣，培养学生的爱岗敬业精神
教学核心教学重点1、多级放大电路的耦合方式及其特点、直接耦合放大电路静态工作
点的设置；
2、两级阻容耦合电路的动态分析；
教学难点直接耦合放大电路静态工作点的设置；
多级放大电路的动态分析方法；
思路概述
本讲以教师讲授为主。用多媒体演示直接耦合放大电路静态工作点的设置、两级阻容耦合电路的动态分析方法等，便于学生理解和掌握。启发讨论多级放大电路的耦合方式及其
特点。
教学方法读书指导法、演示法。
教学工具电脑，投影仪
教学过程
一、组织教学：师生互相问候，安全教育，上实训课时一定要听从老师的指挥，在实训室不要乱动电源。
二、复习提问：
三、导入新课：
1、单管放大电路的局限性和多级放大电路的提出
在实际应用中，一般对放大电路的性能有多方面的要求：如输入电阻大于2MΩ、电压放大倍数大于2000、输出电阻小于100Ω等，依靠单管放大电路的任何一种，都不可能同时满足要求。这时，就可以选择多个基本放大电路，并将它们合理连接，从而构成多级放大电路。
组成多级放大电路的每一个基本单管放大电路称为一级，级与级之间的连接称为级间耦合。
2、多级放大电路的基本耦合方式及其特点
1）直接耦合：耦合电路采用直接连接或电阻连接，不采用电抗性元件。直接耦合放大电路存在温度漂移问题，但因其低频特性好，能够放大变化缓慢的信号且便于集成，而得到越来越广泛的应用。但直接耦合电路各级静态工作点之间会相互影响，应注意静态工作点的稳定问题。
第11讲 互补输出级讲解
静态： T1、T2均截止，UB=UE=0。
动态： ① ui正半周，电流通路为：
+VCC→T1→RL→地， uo = ui ② ui负半周，电流通路为：
地→ RL → T2 → -VCC，uo = ui 两只管子交替工作，两路电源交替供电，双向跟随。
互补输出电路的交越失真 消除失真的方法：设置合适的静态工作点。
6. 单端输入、单端输出方式
为防干扰, 将信号源一端接地、负载一端接地。
此种方式Q点及
动态参数的分析计
算同双端输入、单
Rc
单端输出常将 不输出一端的
RC省掉。
+Vcc
端输出方式。
+
ui _
Rb1
u+
RL
o
_
T1 E
T2
Rb2
Re -Vcc
7、差分放大电路四种接法的比较
① 各种接法输入电阻相同：Ri 2(Rb rbe )
Rc1
+ uo _
+Vcc Rc2
Rb1
ui1
T1 E T2
iE1 iE2
Rb2
ui2
Re
iRe
-VEE
β=50， rbb,=300Ω,Rb=1kΩ ， Rc=10kΩ， Re=10kΩ， VCC=12V； VEE=6V
试求（1）静态工作点；（2）空载时差模放大倍数
第11讲 差分放大电路
1. 什么是零点漂移现象： 2. ΔuI＝0，ΔuO≠0的现象。
产生原因：温度变化，直流电源波动，元器件老化。 其中晶体管的特性对温度敏感是主要原因，故也称零 漂为温漂。 克服温漂的方法：引入直流负反馈，温度补偿。 典型电路：差分放大电路
二、长尾式差分放大电路的组成
差动放大电路是一种具有两个输入端且电路结构 对称的放大电路，其基本特点是只有两个输入端的输 入信号间有差值时才能进行放大，即差分放大电路放 大的是两个输入信号的差，所以称为差分放大电路或 者差动放大电路。
u u u / 2 I1 I2 Id
i B 1 i B2 i C 1 i C2 u C 1 u C2 u O 2 u C1
uId
Rb1 iB1
2 d–
+ u I
2 d–
Re
uI2
△iE1=－△ iE2，Re中电流不变，即Re 对差模信号无反馈作用。
由于电路的对称性，温度的变化对T1、T2两管组成的左
放大电路中的漂移电压，可见，差动放大电路利用电路对
称性抑制了零点漂移现象。
三、长尾式差分放大电路的分析 1. Q点 令uI1= uI2=0 晶体管输入回路方程：
+Vcc Rc1 Rb1 uI1 i B1 uc1 ic1 iE1 Re uo ic2 iE2 –VEE Rc2 uc2 Rb2 iB2 uI2
多级放大电路
6-4 多级放大电路与频率特性
1. 多级放大电路的级间耦合方式
2. 多级放大电路的性能指标
3. 阻容耦合放大电路的频率特性
6-4-1 多级放大电路的级间耦合方式
对级间耦合电路的基本要求：
1.对前后级静态工作点的影响尽量小。
2.保证信号的传输。
3.减少信号电压在耦合电路上的压降。
耦合方式：直接耦合、阻容耦合、变压器耦合。
1. 直接耦合
11b R 1
c R 2
c R CC
V 特点：
•传送交流信号，同时还传输直流信号•第一级放大电路会提高第二级放大电路的静态工作点，有可能使第二级输出信号产生饱和失真2 阻容耦合
两级之间通过耦合电容E s
特点：
•可以抑制零点漂移。
•各级电路的静态工作点相互独立, 便于设计和调试。•无法放大低频信号和直流信号。•在集成电路中，无法制造大电容。
u i o
U U 前级的输出信号即为后级输入信号
1o
对于n 级电压放大电路，其总电压放大倍数是各级电压放大倍数的乘积：
12u u u un
A A A A
多级放大电路的输入电阻即为第一级放大电路的输入电阻；
输出电阻即为最后一级放大电路的输出电阻。
50
1212150,10,1,10,80,9,10b c c e CC k R k R k R k R V V 电容都为
i v v 1b i 1
c i 2b i o v
A
u 实际应用中输入放大电路的信号往往是
A
的容抗较小可视为短路
三极管极间电容和电路分布式电容很小视为开路。12e u
A A
退出放大电路的频率特性
•当输入信号的频率高于某一数值后，三极管的β值将随频率的增加而减小•频率失真：
第11讲 多级放大电路
模拟电子技术
相频特性
模拟电子技术
哈尔滨工程大学
(4)全频段
Aus
AuSM fL f (1 j )(1 j ) f fH
模拟电子技术
哈尔滨工程大学
2、波特图（Bode）
采用对数坐标系
采用折线近似的方法画出的对数频率特性曲线
(1) 幅频特性：
横轴：f
单位HZ
纵轴：20lg|Àu| 单位dB (2) 相频特性： 横轴：f 单位HZ
模拟电子技术
哈尔滨工程大学
2、低频段--
f fL
的频率范围
耦合、旁路电容的容抗不可忽略，损耗一部分信号,
使放大倍数Àu下降，相移Φ超前。
下限截止频率
模拟电子技术
哈尔滨工程大学
3、高频段--
f fH 的频率范围
上限截止频率
晶体管的极间电容、接线电容 使信号旁路掉一部分； 晶体管的ß值也随频率升高而减小， 均使电压放大倍Àu数下降， 相移Φ滞后。
所不同的是在第一步只需计算 fL及fH两个要素就行了，无需 计算中频电压放大倍数AuSM。
知识点：多级放大电路-教学文稿.
I B1 IC1 / 9.9 uA
I C1 =
U B1 U BE Re1
UC1 UB2 Vcc IC1 Rc1 12 0.99 5.1 7.2 V
UCE1 Vcc IC1 ( Rc1 Re1 ) 12 0.99 7.8 4.6 V
二、知识准备
（三）多级放大器的分析
举例：两级放大电路如图示，求Q、Au、ri、ro
解：（2）求电压放大倍数 画微变等效电路
ib 1
+
b1
c1
ic1 i b 2
b2 c2
ic2
+
+
ui +
rbe1 Rb 1 Rb 2
e1
β ib 1 Rc1
rbe2
e2
βib 2
Rc2 uo Ro
+
+
Ri
二、知识准备
IC和IE的相互关系，列出方程组求解。如果电路中有特殊 电位点，则应以此为突破口，简化求解过程。
二、知识准备
（三）多级放大器的分析
2. 多级放大电路的动态分析
（1） 两级之间的相互影响
+ +
+
ui Ri
A1
Ri1
Ro 1 uo 1
+
uo 1 -
Ri2
第11-12讲_频率响应概述与晶体管的高频等效电路
低频段频率响应分析
1 20 lg Ausl 20 lg Ausm 20 lg 1 f Ausm ( jf f L ) Ausl fL 1 ( L )2 1 jf f L 2π ( Rc RL )C f f 中频段 -180 (90 arct an ) fL
若输入为vi1其差模输入电压vidi1共模输入电若输入为vi2其差模输入电压vidi2共模输入电若输入为vi1i2其差模输入电压vid模输入电压vic第十一讲频率响应与晶体管的高频等效电路一频率响应的基本概念二放大电路的频率参数三晶体管的高频等效电路四放大电路的频率响应五多级放大电路的频率响应一频率响应的基本概念研究的问题
2、全频电压放大倍数（增益）
3、电路的上限截止频率fH和下限截止频率fL
4、此电路是几级放大电路
五、多级放大电路的频率响应：
6dB 3dB
≈0.643fH1
fL fH
fL> fL1， fH< fH1，频带变窄！
2. 基本概念
（1）高通电路:信号频率越高，输出电压越接近输入电压。
Uo Au Ui
jRC 1 R 1 jRC jC R
（1）高通电路：频率响应
fL
Uo jRC Au U i 1 jRC
1 j f fL 令f L ，则 Au 2πRC 1 j f fL
多级放大电路
多级放大电路
概述 电流源
共发射极放大电路的组成及放大作用
共集电极电路和共基极电路
图解分析法
本章小结
微变等效电路分析法
图2.7.1 多级放大器框图
由于单级放大电路的放大倍数有限，不能满足实际的需要，因此实用的放大电路都是由多级组成的。通常可分为两大部分，即
压放大(小信号放大)和功率放大(大信号放大
)，如图2.7.1框图所示。前置级一般跟据信号源是电压源还是电流源来选定，它与中间
主要的作用是放大信号电压。中间级一般都用共发射极电路或组合电路组成。末级要求有一定的输出功率供给负载R L ，称为功率放器，一般由共集电极电路，或互补推挽电路，有时也用变压器耦合放大电路。
2.7.1. 级间耦合方式
在多级放大器中前置级的输入信号由信号源提供。前级的输出信号(电压或电流)加到后级的输入端所采用的方式称为耦合，通过
合电路使前后级联系起来。前级的输出信号就是后级的输入信号源，前级的输出电阻就是后级的信号源内阻，后级的输入电阻就是
级的负载电阻。耦合方式解决的是级与级之间如何连接的问题。对耦合方式的要求是不失真地、有效地传送信号。在多级放大器中通常采用的耦合方式有三种，即变压器耦合、阻容耦合和直接耦合。
变压器耦合放大电路
图2.7.2 变压器耦合多级放大器
变压器耦合放大电路如图2.7.2所示。它的特点是，各级工作点互相独立；通过变压器的阻抗变换作用，使级与级之间达到阻抗
配，以获得最大功率输出。缺点是体积大，笨重、价格高、频率响应差(高频段受线圈之间分布电容的影响，低频段受电感的影响不利于小型化，在低频小信号多级电压放大器中一般不采用。在功率放大器中，有时选用。
第三章 多级放大电路111
优 点 • 输出温度漂移比较小。
•容易实现阻抗变换。
• 各级放大器静态工作点独立。
缺 点 • 笨重，不便于作成集成电路。
• 不适合放大缓慢变化的信号。
第 3章
多级放大电路
优点： 1. 各级放大器的静态工作点相互独立，分别估算； 2.电路的分析、设计和调试方便； 3.可实现阻抗变换。
Au = Au1 Au2 58.3 (153.6) 8955
i b1
+
b1
c1
ic1 i b2
b2 c2
ic2
+
+
ui +
rbe1 Rb1 Rb2 Ri
e1
β ib1 Rc1
Ri2
rbe2
e2
βib2 Rc2 uo Ro
+
+
求输入电阻
Ri =Ri1 =rbe1 // Rb1 // Rb2 =2.55 k
主讲：物理与电子工程学院 周 功明
第 3章
多级放大电路
第三章 多级放大电路
§ 3.1 多级放大电路的耦合方式 § 3.2 多级放大电路的动态分析 § 3.3 直接耦合放大电路
结束
教学要求
重点：是多级放大电路的祸合方式及其特点,多级放 大电路的动态参数与组成它的各级电路的关系,差分 放大电路工作原理和静态工作点、差模放大倍数、 共模放大倍数、共模抑制比、输入电阻、输出电阻 的分析和估算,互补输出级的工作原理。 难点：是组成多级放大电路的各级电路的输入电阻 和输出电阻对多级放大电路动态参数的影响 ,单端输 出差分放大电路静态和动态的分析 ,为什么在直流信 号作用时的输出电压需用交流等效电路来分析等问 题。
《线性电子线路》课程知识点
《线性电子线路》课程知识点
第一章晶体二极管
半导体部分的概念:
1.半导体、本征半导体、杂质半导体的定义
2.什么是P型、N型半导体,其多数载流子和少数载流子分别是什么?
3.什么是PN结,PN结形成的三个过程是?
4.什么是PN结的单向导电性?
5.PN结的反向电流大小如何,与什么有关?(材料,温度)
6.PN结具有电容效应(PN结相当于存在一个容量很小的电容)
器件:
(一)二极管
1.什么是二极管?二极管的符号,主要特性是单向导电性(与PN结一样)
2.二极管端电压与流过它的电流的关系曲线(伏安特性曲线p24),曲线中几个不同段的理解
3.二极管在路分析时采用的模型(理想模型、折线模型、恒压模型)。(表示对包含二极管的电路进行分析时候,对复杂的二极管曲线可以进行简化替代(等效))
(二)稳压二极管
1.稳压二极管的符号,特性曲线(p19),为什么说稳压二极管具有稳压特性?
2.要使稳压管能够具备稳压功能其正确的连接是?对流过其电流的要求是?
(三)发光二极管
1.什么是发光二极管?
2.发光二极管正常点亮的时候参数为?(正向压降约1.5v 还与颜色和大小有光;正向电流5—8mA电流数值越大越亮,根据实际情况可调整)
3.什么是数码管?和发光二极管有何关系?
应用电路:
1.二极管整流电路(P30)
2.稳压管稳压电路(P31)
3.二极管或稳压二极管限幅电路(P34)
4.发光二极管作为指示灯的连接电路及限流电阻的估算。
分析方法:
1.包含二极管电路的分析方法
(先选定二极管模型,在电路中把二极管断开,分别计算其阳极和阴极的电位,判断二极管的导通与截止并套入相应模型对电路进行变更,根据节点电流和回路电压法计算电压或电流值)
阻容耦合多级放大电路讲解
Ib2 BC
rbe1
Ic1
rbe2
Ic2
•
Ui
R11 R12
E
RC2
Uo1 R21 R22
E
RC2
RL
•
Uo
多级阻容耦合放大器的电压放大倍数、输入电阻、 输出电阻的计算
Ib1 BC
rbe1
•
Ui
E
R11 R12
Ic1
U RC1
o1
第二级的 输入电阻
ri2
第一级的微变等效电路
ri= ri 1 = R11// R12// rbe1
RC1
C12
C11
RS u
us
i
RE
ui2
R12
RE1
RL
uo CE1
AV1=0.98
AV2=-93
ri=101 k
ri2=1.52 k
AVs=AV1 AV2
ri ri+RS
101 =(0.98)(-93) 101+20
=-76
用射极输出器作为输出级,构成两级放大器，可减小
放大器的输出电阻,提高带负载的能力
rbe=1.62 k AV载=-93 ri= R11// R12// rbe =1.52 k
ro= RC1 =5k
多级阻容耦合放大器的级联
R11 C11
多级放大电路基础知识教案解读
应用电子技术专业国家教学资源库
讲稿1：放大电路基础知识（2课时）
目标：
放大电路是模拟电子技术应用中最核心的电路之一，是构成各类放大电路的知识基础，有关放大电路的基础知识学习很重要。主要掌握放大电路的类型、性能指标参数估算、应用电路与产品。
讲解目录
1.放大电路电路类型..................... 学会比较、在比较中学习、了解各种类型放大电路的组成。
2.放大电路主要性能指标参数及测试............ 会
3.放大电路应用电路............................. 会
讲课要点
在实际的电子设备中，前置放大器的输入信号一般都是很微弱的，要将信号放大到足以推动负载，仅用单级放大是不可能实现的，必须使用多级放大。多级放大器由若干个单级放大器连接而成，这些单级放大器根据其功能和在电路中的位置，可划分为输入级、中间级和输出级，如图1-26所示。
1．级间耦合方式
放大器级与级之间的连接称为耦合。通过耦合将信号源或前级的输出信号不失真地传输到后级的输入端。耦合方式有阻容耦合、直接耦合和变压器耦合三种形式，前两种方式比较常用。如图1-26所示。
图 1-26 多级放大器框图
（1）阻容耦合
阻容耦合是利用电容和电阻作为耦合元件将前后两级放大电路连接起来。其中电容器称为耦合电容，典型的两级阻容耦合放大器如图1-27所示。图中的第一级的输出信号通过电容C2、R b2和第二级的输入端相连接。阻容耦合的优点是：前级和后级直流通路彼此隔开，各级的静态工作点相互独立，互不影响。这就给分析、设计和调试电路带来很大的方便。此外，阻容耦合还具有体积小、重量轻的优点，因此在多级交流放大电路中得到了广泛应用。
第11讲差分放大电路
六、差分放大电路的改进
1. 加调零电位器RW
+Vcc Rc Rb uI1 uo RW I –VEE Rc Rb uI2
1) RW取值应大些？还是小 些？ 2) RW对动态参数的影响？ 3) 若RW滑动端在中点，写 出Ad、Ri的表达式。
Ad
Rc
RW Rb rbe (1 ) 2
2 Rc Rc
1 [rbe (1 )2ro ] 2
2 Rc Rc
讨论一
若uI1=10mV，uI2=5mV，则uId=？ uIc=？
uId=5mV ，uIc=7.5mV
讨论二
1、uI=10mV，则uId=? uIc=? 2、若Ad=－102、KCMR＝103 用直流表测uO ，uO=?
Ri 2( Rb rbe )，Ro Rc
（1）T2的Rc可以短路吗？ （2）什么情况下Ad为“＋”？ （3）双端输出时的Ad是单端输出时的2倍吗？
2. 单端输入双端输出
+Vcc Rc Rb uI Re –VEE uo RL Rc Rb Rb uI
2
+Vcc Rc uo RL Rc Rb uI
3.3 差分放大电路
一、零点漂移现象及其产生的原因 二、长尾式差分放大电路的组成 三、长尾式差分放大电路的分析 四、差分放大电路的四种接法 五、具有恒流源的差分放大电路 六、差分放大电路的改进
多级放大电路
I C2
24 0 .96(10 0 .51 7 .5)V 6 .71V
(2) 计算 r i和 r 0 I b1
多级放大电路
微变等效电路 I I c1 b2
βI b 1
Ic2
βI b 2
+
rbe1 RB1 RE1
rbe2
RB1 RB 2
RE 2
多级放大电路
第三章 多级放大电路
前面讲过的基本放大电路,其电压放大倍数一般 只能达到几十～几百。然而在实际工作中,放大电路 所得到的信号往往都非常微弱,要将其放大到能推动 负载工作的程度,仅通过单级放大电路放大,达不到实 际要求,则必须通过多个单级放大电路连续多次放大, 才可满足实际要求。
多级放大电路
+24V
多级放大电路
第一级是射极输出器:
UCC UBE 24 0.6 I B1 mA 9.8 A μ RB1 (1 β ) RE1 1000 (1 50) 27
I E1 (1 ) I B1 (1 50) 0.0098mA 0 .49 mA
多级放大电路
Ib2
rbe2
RB1 RB 2
RE 2
Ic2
βI b 2
rbe1
RB1
βI b 1
+
Ui
第11讲多级放大电路的耦合方式及分析方法
1. 静态分析：阻容耦合；直接耦合
2. 动态分析
Au
U o U i
U o1 U i
U o2 U i2
U o U in
n Auj
j 1
Ri Ri1 Ro Ron
①计算Au1时，把Ri2作为RL1考虑 ②对电压放大电路的要求：Ri大， Ro小，Au的数值大， 最大不失真输出电压大。
第三章 多级放大电路
△ 分析举例
Ro
Au1
(R3 ∥ Ri2 ) rbe1
Au 2
(1＋2 ) (R6 ∥ RL ) rbe2 (1＋2 ) (R6 ∥ RL )
Au Auwk.baidu.com Au2
Ri2 R5 ∥[rbe2 (1 2 )( R6 ∥ RL )]
Ri R1 ∥ R2 ∥ rbe1
Ro
R6 ∥
R3 ∥ R5
第三章 多级放大电路
3.1.4 光电耦合 （1）光电耦合器及其传输特性
发光管D与光电管T相互绝缘地组合在一起，能有效抑制干扰。 D光∝iD(uD)； iC∝D光
返回
第三章 多级放大电路
（2） 光电耦合放大电路
iD
iC
|uO|∝iC∝D光∝iD∝uS
|uO|∝uS
第三章 多级放大电路
3.2 多级放大电路的动态分析
伏安特性
（3）选择合适稳压管Dz（合适Uz 值）代替Re。交流rz△u/△i非常 小，对Au影响小。
多级放大电路基础知识讲解
第二级输出电阻为： ro2 RC2 2.5 （kΩ）
第二级的输出电阻就是两级放大电路的输出电阻。
3．阻容耦合放大的频率特性和频率失真
Au
Aum 0.707Aum
通频带
fL
fH f
共发射级放大电路的幅频特性
中频段：电压放大倍数近似为常数。
低频段：耦合电容和发射极旁路电容的容抗增大，以 致不可视为短路，因而造成电压放大倍数减小。 高频段：晶体管的结电容以及电路中的分布电容等的 容抗减小，以致不可视为开路，也会使电压放大倍数 降低。
第二级：
U B2
R B22 RB21 RB22
U CC
10 20 10
12
4（V）
I C2
I E2
U B2 U BE2 RE2
4 0.7 2
1.65（mA）
U CE2
U CC
I B2 I C2
I C2 1.65（mA） 33（A）
(
R
C2
2
50 RE2 )
12
1.65
(2.5
rbe1
300 (1
1)
26 I E1
300 (1 50) 26 1.1
1500
(Ω) 1.5
(kΩ)
三极管 V2 的动态输入电阻为：
rbe2
300
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模拟电子技术
哈尔滨工程大学
第三节：放大电路的线性与非线性失真问题
模拟电子技术
哈尔滨工程大学
1.线性失真基本概念
由于放大电路中存在电抗元件(电容、电感等）， 所以在放大含有丰富频率成分的信号（如语音信号、 脉冲信号等）时，导致输出信号不能重现输入信号 的波形，这种在线性系统中产生的失真称为线性失真。 丰富频率成分的信号 电路中有电抗元件 输出畸变 线性失真
Φ= –180°。
模拟电子技术
哈尔滨工程大学
2、低频段-- f f L 的频率范围 耦合、旁路电容的容抗不可忽略， 损耗一部分信号,使放大倍数Àu下降， 相移Φ超前 ，最大超前90。
下限截止频率
模拟电子技术
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3、高频段-- f f H
的频率范围
上限截止频率
晶体管的极间电容、接线电容使信 号旁路掉一部分； 晶体管的ß值也随频率升高而减小， 均使电压放大倍Àu数下降，
模拟电子技术
哈尔滨工程大学
模拟电子技术
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已知某放大电路的幅频 特性如图所示，讨论下列问 题：
1. 2. 3. 4. 5. 6.
? A u
该放大电路为几级放大电路? 耦合方式? 在 f ＝104Hz 时，增益下降多少？附加相移φ’＝？ 在 f ＝105Hz 时，附加相移φ’≈？ 画出相频特性曲线； fH＝？
注意原点的值
在相频特性中，纵坐标必须 用附加相移ΔΦ表示。所谓 附加相移就是指除晶体管反 相(–180°)作用以外的相移。
图3-14 波特图的归一化画法 (a)幅频特性；(b)相频特性
模拟电子技术
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四、多级放大电路的频率特性
(一)多级放大电路的幅频特性与相频特性 如前所述，多级放大电路总的电压放大倍数为各单级放大倍 数的乘积，即 n Au Au1 Auc Aun A nk n=0,1,2… k 1 将上式取绝对值后再取对数，就可得到多级放大电路的对数 幅频特性。 20lg Au 20lg Au1 20lg Au 2 20lg Aun 20lg| Auk |
多级放大电路的总相移为
1 2 n k
k 1
n
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• 以上表达式中的 Auk 和 k 分别为第k级放大电路 的放大倍数和相移。 • 多级放大电路的对数增益等于各级对数增益之和， 而相移也是等于各级相移之和。 • 根据叠加原理，只要把各级特性曲线在同一横坐标 上的纵坐标相加，就可描绘出多级放大电路的幅频特 性与相频特性。
在fL与fH之间作一条LA=20lg|AuSM|的水平线
从fL向左作一条斜率为20dB/十倍频程的斜直线 从fH向右作一条斜率为－20dB/十倍频程的斜直线 三折线——幅频特性
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③相频特性： 10fL和0.1fH之间作一条Φ=－180°的水平直线 0.1fL向左作一条Φ= –90°的水平直线 10fH向右作一条Φ= –270°的水平直线 0.1fL至10fL 及0.1fH至10fH之间，作两条斜率为 –45°/十倍频程的直线
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全频段波特图 注意：
1、图上的“ss”符号 为任意延长符号； 2、图上的0dB只代表纵 坐标的坐标原点，不代 表横坐标的坐标原点。
波特图的一般画法 (a)幅频特性； (b)相频特性
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三、波特图画法总结：
1、一般画法： ①先求中频电压放大倍数AuSM 和fH 、fL ②幅频特性：
视作短路 起作用， C 起主要作用
高频段频响
A A uSH uSM
1 f 1 j fH
1 1 (
0
' ' C , C 在高频段 的容 抗使放大倍数的幅值下 降，且相位滞后。
幅频特性
A uSH AuSM
f 2 ) fH
f 相频特性 180 arctan fH
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下限频率的求法：
在低频段 C1 , C2 , Ce起作用，C1 起主要作用，因此用 C1 来计算 f L
1 1 fL 2R等效C1 2 ( RS ri )C1
上限频率取最大的一个
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(3)高频段
C1 , C2 , Ce
' ' C , C
f 2 ) 0 fH
f f H
时， 20lg 1 (
f f H时， 20lg 1 ( f ) 2 20lg f
fH
斜率为-20dB/十倍频程
fH
折线近似带来的误差不超过 3dB,发生在 fH处。
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高频段相频波特图
f 180 arctan fH
C1 起主要作用
AuSL
AuSM fL Us 1 j f
|A uSM | fL 2 1 ( ) f
0
Uo
1 下限频率 f L 2 ( RS ri )C1
幅频特性
AuSL
在低频段
C1 , C2 , Ce
相频特性
fL 180 arctan f
的容抗使放大倍数的幅 值下降，且相位超前。
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(二)多级放大电路的上限频率和下限频率 1.上限频率fH
可以证明，多级放大电路的上限频率和组成它的各 级上限频率之间的关系，由下面近似公式确定 1 1 1 1 1.1 2 2 fH f H 1 f H2 2 f Hn 其中，1.1为修正系数。一般级数越多，误差越小。 2.下限频率fL 计算多级放大电路的下限频率的近似公式为 2 f L 1.1 f L21 f L22 f Ln 其中，1.1也是修正系数。
0
f f f H时，arctg 90 , 270 fH f f f H时，arctg 0 , 180 fH
f f H时，arctg f 45 , 225 fH
这种折线的近似误差为
5.71o
斜率为-45°/十倍频程
发生在 0.1f H 和 10f H 处。
(2) 相频特性：
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3、幅频特性波特图（低频段） 20lg 2 3dB
20lg A 20lg 1 ( f L ) 2 20lg A uSL uSM f
f f f L时， 20lg 1 ( L )2 0 f
20lg 1 ( f f L时，
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多级放大电路的频率响应：分析举例
一个两级放大电路每一级（已考虑了它们的相 互影响）的幅频特性均如图所示。
20 lg A 20 lg A 40 lg A 20 lg A u u1 u2 u1
6dB 3dB
≈0.643fH1
fL
fH
fL> fL1， fH< fH1，频带变窄！
Aus
AuSM fL f (1 j )(1 j ) f fH
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2、波特图（Bode）的一般画法
采用对数坐标系
定义：采用折线近似的方法画出的对数频率特性曲线称为波 特图。 (1) 幅频特性： 横轴：取对数刻度lgf 纵轴：20lg|Àu| 单位:dB 横轴：取对数刻度lgf 纵轴：Φ（线性） 单位:度
注意折线化曲线的误差
fL 2 f f ) 0 20lg L 20lg f f fL
斜率为+20dB/十倍频程
折线近似带来的误差不超过 3dB,发生在 fL处。
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4、相频特性波特图（低频段）
lg f
fL 180 arctan f
0
fL f f L时，arctg 0, 180 f
fL f f L时，arctg 45, 135 f
fL 这种折线的近似误差为 f f L时，arctg 90 , 90 发生在 0.1f L 和 10f L 处。 f
斜率为-450/十倍频程
5.71o
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高频段幅频波特图
f 2 20lg A 20 lg A 20 lg 1 ( ) uSH uSM fH
1 （0.707） 2
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(四)增益带宽积 定义：放大电路的中频增益幅值和通频带乘积的绝对值，即 增益带宽积=
AusM fbW
1 2 ( RS rbb' )C
常量
由理论分析推导知
AusM fbW
可见，欲使增益带宽积大，必须选用 rbb' 及 C 小的高频管。 当管子选定后，增益带宽积大体上就一定了。因此，若把放 大倍数提高几倍，通频带也几乎变窄同样的倍数，即增益带 宽积为一个常数。
五折线——相频特性
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2. 归一化画法
AuS 1 哈尔滨工程大学 AuSM (1 j f L )(1 f ) f fH
波特图的一般画法
波特图的归一化画法
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2. 波特图归一化画法总结
注意原点的值
电压放大倍数表达式采用归一 化方法表示，即求下面的比值
AuS 1 AuSM (1 j f L )(1 f ) f fH
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把具有同样参数的两级 放大器串接起来，只要 把每级曲线的每一点的 纵坐标增加一倍，就得 到总的幅频特性和相频 特性曲线。 从曲线上可以看到，原 来对应每级下限3dB的 频率fL和fH，现在比中 频段要下降6dB。 结论：多级放大电路 下降的3dB的通频带， 总比组成它的每一级 的通频带要窄。 两级放大电路幅频特性与相频特性的合成 (a)幅频特性； (b)相频特性
I EQ rbe RL // RC 其中 p r ; g m r 26m v ; RL be be
180
在中频段放大倍数与频率无关，是实常数。
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(2)低频段
低频段频响：
C1 , C2 , Ce ' ' C , C
起作用， 其中 视作开路
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(二)中频段、低频段和高频段 当全面分析频率响应时，常分为三个频段进行： 中频段、低频段与高频段。
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1、中频段--在通频带以内的频率范围
各种容抗忽略不计；
fL f fH
通频带
Àu为常数，与频率无关AuM ；
无其他附加相移，
CE放大器为反相放大器，
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第二节 一、基本概念
放大电路的频率响应
(一)频率响应（频率特性） 放大电路对不同频率正弦信号的稳态响应
A A u u
(f) A u
放大电路的幅频特性 放大电路的相频特性
( f )
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图3-9 共射电路的频率响应 (a)共射基本放大电路； (b)幅频特性； (c)相频特性
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二、单级共射放大电路的频响分析
1.共射电路全频段频率响应
分三个频段分析： 中频段 低频段
高频段
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混合
参数等效电路
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(1)中频段
C1 , C2 , Ce
' ' C , C
视作短路 视作开路
AusM
ri pgm RL Rs ri
相移Φ滞后 ，最大滞后 90°。
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(三)下限频率fL、上限频率fH及通频带fbw 定义：当放大倍数下降到中频段的 时所对应的低频频率和高频频率分别为下限频率fL 和上限频率fH fL和fH这两个频率点也叫半功率频率点。 通频带fbw：上限频率fH和下限频率fL 之间的频率范围。 通频带的宽度表征放 大电路对不同频率输 入信号的响应能力， 是放大电路的重要技 术指标之一。
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上限频率的求法：
' ' 在高频段 C , C 起作用，C 起主要作用，因此用 C 来计算 f H
fH
1 2R等效C
R等效 ( RS // Rb rbb ) // rbe
下限频率取最小的一个
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(4)全频段频响
所不同的是在第一步只需计算 fL及fH两个要素就行了，无需 计算中频电压放大倍数AuSM。
中频段的幅频特性就是一条与 横坐标(0dB)相重合的水平线。
图3-14 波特图的归一化画法 (a)幅频特性；(b)相频特性
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2. 归一化画法
fL f f arctg fH arctg