第四章放大电路的频率响应教材

随着f的上升，

AuH
越来越小
两条直线的交点f H称为转折频率。
(2)相频响应：
H
arctan
f fH
当f<<fH 时， H 0
当f>>fH 时，H 90
当f = fH 时， H 45O
可以利用RC低通电路来模 拟放大电路的高频响应。

20lg AuH dB 3dB


f fH

放大电路的对数频率特性称为波特图。
2
20 lg Au 20 lg
1

f fL

则有：当f fH ,时， 20lg Au 20lg1 0 dB
0
-20
-20dB/十倍频程
-40 （a）
H
0o
0.01fH 0.1fH fH 10fH 100fH
f Hz
f Hz
-45o
-45O/十倍频程
-90o
（b）
图5.4 R C 低通电路的频率响应 （a）幅频响应 （b）相频响应
随着f的上升，H 越来越小
(3) 低通电路的波特图

AuH
1
2
1

当f>>fH 时，

AuH
1
fH
2
1

f fH

f

20lg AuH dB 3dB
0
-20
-20dB/十倍频程
-40 （a）
H
0o
0.01fH 0.1fH fH 10fH 100fH
f Hz
f Hz
-45o
-45O/十倍频程
-90o
（b）
图5.4 R C 低通电路的频率响应 （a）幅频响应 （b）相频响应
1


AuH

Uo

Ui

jC1
R1
1
jC1
1
1
jR1C1

幅频响应： AuH
1
2
1



f fH

相频响应：H

arctan
f fH
（1）幅频响应：

AuH
1
2
1



f fH

当f<<fH 时，

AuH
1
1
2
1

f fH

ui
3.幅频失真和相频失真
O t
uo
(a)幅度失真 （a）O
t
uo
(b) 相位失真
（b）O
t
4.1.2 RC电路的频率响应
1. RC低通电路
R1
+
+

Ui
C1

Uo
_
_
时间常数τH=R1C1，令
fH
H 2

1
2 H

1
2 R1C1

AuH

1
1 j

1 1 j
f
H
fH
图5.3 RC低通电路
放大电路的电压放大倍数Au是频率的函数，这种 函数关系称为放大电路的频率响应或频率特性。

Au
Uo ( j) Ui ( j)

Au Au ( f )( f )
Au( f )表示电压放大倍数的模与频率f的关系，称为幅频响应
φ( f )表示放大电路输出电压与输入电压之间的相位差与频 率f的关系，称为相频响应
（a）幅频响应 （b）相频响应
2. 通频带

20 lg Au dB 3dB
如果采用对数坐标绘制频
0ຫໍສະໝຸດ Baidu
-20
率响应曲线，那么在波特图中，
放大器的下限频率fL和上限频
-40 （a）
率fH也就是中频电压增益下降
3dB时所对应的两个频率。
H
在实际当中，绘制波特图
90o
一般不需要用逐点描绘的方法 45o
来绘制曲线的，而是采用折线 0o

2. 通频带
20 lg Au dB
3dB
0
在绘制频率响应曲线时，常
常采用对数坐标，即幅频响
-20
20dB/十倍频称
-20dB/十倍频称
应和相频响应可分别绘在两 -40
张半对数坐标纸上。这种半
（a ）
0.1fL fL fH
0.1fH fH 10fH
f Hz
对数坐标图，就是横坐标的
频率采用对数分度（即用
近似的方法，这是工程上一种
-45o
既简便又实用的方法。后面我
-90o
们会结合绘制RC电路的频率响 （b）
20dB /十倍频称
-20dB /十倍频称
0.1fL fL
fH
0.1fH fH 10fH
f Hz
-45o/十倍频称
f Hz -45o/十倍频称
应（波特图）进行介绍。
图5.17 放大电路的频率响应
（a）幅频响应 （b）相频响应
第四章 放大电路的频率响应
第四章 放大电路的频率响应
4.1 频率响应的概念 4.2 晶体管的高频等效模型 4.3 场效应管的高频等效模型 4.4 单管放大电路的频率响应 4.5 多级放大电路的频率响应 4.6 放大电路的阶跃响应
本章重点和考点：
1、晶体管、场效应管的混合π模型。
2、单管共射放大电路混合π模型等效电路图、 频率响应的表达式及波特图绘制 。
3.幅频失真和相频失真
放大器不能使不同频率的信号得到同样的放大，使输出波形 产生失真，这种失真称为频率失真，又称为线性失真 。
频率失真又包括幅度失真和相位失真。
幅度失真：是由于放大器对不同频率信号的放大倍数不同 而引起输出波形产生的失真。
相位失真：是由于放大器对不同频率信号的相位移不同而 引起输出波形产生的失真。
H
lgf）,幅频特性的纵坐标
90o
为

20lg | Au |
，单位为分贝
45o
（dB），放大倍数用分贝作 0o
单位时，常称为增益。相频
特性的纵坐标仍为φ，不取
-45o
对数。这时得到的频率响应 -90o
曲线称为对数频率响应或波
（b ）
特图。
-45o/十倍频称
f Hz -45o/十倍频称
图5.17 放大电路的频率响应
本章讨论的问题：
1.为什么要讨论频率响应？如何制定一个RC网络的频 率响应？如何画出频率响应曲线？
2.晶体管与场效应管的h参数等效模型在高频下还适应吗？ 为什么？
3.什么是放大电路的通频带？哪些因素影响通频带？如何 确定放大电路的通频带？
4.对于放大电路，通频带愈宽愈好吗？
4.1 频率响应的概念
放大电路的对数频率特性称为波特图。
2. 通频带
Au Aum 0.707Aum
BW fH fL
fL
fH
f Hz
在中频区各种电容的影响均可以忽略不计，电压放大 倍数Au基本上不随信号频率而变化，保持常数。
在低频区，放大电路的耦合电容和发射极旁路电容的
影响不可忽略，会使放大倍数下降；
在高频区，此时三极管的极间电容和接线电容的影响不 可忽略，也会使放大倍数下降。
研究放大电路频率响应的必要性
由于放大电路中存在电抗性元件及晶体管极间电 容，所以电路的放大倍数为频率的函数，这种关系 称为频率响应或频率特性。
小信号等效模型只适用于低频信号的分析。 本章将引入高频等效模型，并阐明放大电路的上限 频率、下限频率和通频带的求解方法，以及频率响应 的描述方法。
频率响应的概念 1.频率响应与通频带