模拟电子技术基础 第六章 频率响应讲解
模拟电子技术课件第6章 放大电路的频率响应
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一、单管共射放大电路的频率分析
单管共射放大电路
高频响应
分析思路:
不需要考虑耦合电容的 影响—C1，C2，CE短路 需要考虑三极管的电容 效应—Cπ、C µ
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一、单管共射放大电路的频率分析
单管共射放大电路
低频响应
分析思路: 需要考虑耦合电容的影 响—C1，C2，CE 不需要考虑三极管的电 容效应—Cπ、C µ断路
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6.2 三极管的高频等效特性
一、晶体管的完整小信号模型
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二、单向化的高频等效模型
C （1 | Au |)Cμ
C μ C μ
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三、场效应管的高频等效模型
Cgs ' Cgs (1 Au )Cgd
Cds ' Cds Cgd
C2
RL Ce
＋输
出
uo
信 号
－
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高、低频信号对各种电容的影响
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i
一、频率失真
0
t
1、幅度失真
基波 10
Ui(t)
0 t
0 t
输入电压
二次 谐波
6
0
t
三次 谐波
3
0
t
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一、频率失真
1、幅度失真
Ui(t)
0
t
输入电压
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思考：中频增益的求解方法
Ausm
Ri Rs Ri
rb'e rbe
模电06(频率响应)
低频区
中频区
高频区
工程上规定： AV ↓至
AVM 2 0.707 AVM
3dB 点
所对应的频率，分别称为 下限频率fL
上限频率fH
（2）通频带： Bω=fH –fL≈fH。 又称带宽。 ↑ fH >>fL 低频区
中频区
高频区
2、幅度失真和相位失真：
当vi频谱很广，而放大器的通频带又不够宽时，对于 不同频率的信号不能得到同样的放大（幅度、相位）→ vo 波形与vi不同，发生变形——失真！ · 由于放大器对不同f 信号的放大效果 AV 不同，而产生的波 形失真——频率失真 幅度失真： vo中不同f 信号幅度的比例与放大前不同。
①形高频等效电路 根据密勒定理
C M1 ( 1 gm R )Cbc L
C M2 C bc
等效后断开了输入 输出之间的联系
4.7.3 单级共射极放大电路的频率响应 1. 高频响应
①形高频等效电路
C M1 ( 1 gm R )Cbc L
C M2 C bc
C M2 C M1
Vo ( s ) 1 / sC 1 AVH ( s ) Vi ( s ) R 1 / sC 1 sRC
又 则
s j j2πf
且令
AVH
Vo 1 Vi 1 j( f / fH )
1 fH 2πRC
——转折频率
1 1 ( f / fH )
2
RC低通电路
——一条与横轴平行的0dB线
1. RC低通电路的频率响应
②频率响应曲线描述
幅频响应
AVH 1 1 ( f / fH ) 2
b.当 f fH 时， f 10 fH
[工学]模电频率响应课件
![[工学]模电频率响应课件](https://img.taocdn.com/s3/m/a981c6dc0c22590102029da5.png)
( ) A U
1 1
L j
1 fL 1 j f
AV/dB
0 -20 -40 0.01fL 0.1fL φ 900 450 00 -3dB
高通电路
.
20dB/十倍频
fL 10fL 100fL
f
. 45度/十倍频
f
• 取对数幅频特性后，低通电 路可近似为以fH为拐点，频 率高于fH后，每上升10倍， 增益下降20dB，即对数幅 频特性在此区间可等效成斜 率为(-20dB／十倍频)的直 线。
-20
-10
-3.0
0
3.0
10
20
30
40
• 取对数幅频特性后，高通 电路可近似为以fL为拐点， 频率低于fL后，每下降10 倍，增益下降20dB，即对 数幅频特性在此区间可等 效成斜率为(20dB／十倍 频)的直线。
• 而高通电路的对数相频特 性可近似为以0.1fL和10fL 为拐点的三段直线近似， 频率在两个拐点之间，每 下降10倍，相移增加45°， 而在两个拐点之外的相移 保持不变。
3.1
频率响应概述
• 放大电路的频率响应是在输入正弦信号情况下，输出 随频率连续变化的稳态响应。 • 把增益的大小随频率变化的特性称为幅频特性，根据 这个特性描绘的曲线即为幅频特性曲线；把增益的相 角随频率变化的特性称为相频特性，根据这个特性描 绘的曲线即为相频特性曲线。幅频特性和相频特性统 称为频率特性，或叫做频率响应。
极点 零点 输入激励信号的拉氏变换
标尺 因子
( s z1 )(s z2 ) ( s zm ) A( s) H 0 ( s p1 )(s p2 ) ( s pn )
利用传递函数A(S) 进行稳态分析时，令s=jω，则 A(s) =A(jω)，它就是系统的频率特性，并据此画出系统的波 特图，确定相应的上下限频率。
模拟电子技术基础2 6 7章课后答案
说明稳压管DZ已经导通，假定不正确，V0=VZ=6V。
由于IZmin<IZ<IZmax，说明稳压管DZ已经导通，并且能正常工作。
（2）当负载开路时，稳压管中的电流等于限流电阻中的电流，即
>IZmax
稳压管将因功耗过大而损坏。
2-16在测试电流为28mA时稳压管的稳压值为9.1V，增量电阻为5Ω。求稳压管的VZO，并分别求电流为10mA和100mA时的稳压值。
解：（1）根据
其中
（2）如果流向负载的电流为1mA，则流过二极管的电流为
则
所以输出电压的变化为：
2-7在题2-7图所示电路中，设二极管为理想的，试判断图中各二极管是否导通，并求VAO值。
解：根据题意，电路中的二极管都是理想的。
（a）二极管D不通
（b）D导通
（c）D1导通，D2不通
（d）D1、D2均导通，则
（3）求该放大器的通频带 。
（4）放大器输入信号 时，是否会产生频率失真？请说明原因。
（5）放大器输入信号 时，是否会产生频率失真？请说明原因。
答：
（1）
（2） ，
（3）
（4）单一频率的信号，不会产生频率失真；
（5）不同频率信号的放大倍数不同，会产生频率失真
6-10已知某放大电路的的电压放大倍数为 。
（1）求解 ；
（2）画出波特图。
答：
6-11已知某放大电路的波特图如图P6-11所示，试写出电压放大倍数 的表达式。
图P6-11
答：
6-12阻容耦合放大器幅频特性如图P6-12，问：
图P6-12
（1）给放大器输入 ， 的正弦信号时，输出电压 为多少？
（2）给放大器输入 ， 的正弦信号时，输出电压 为多少？
童诗白《模拟电子技术基础》笔记和课后习题详解(放大电路的频率响应)
题 4.3 图
解：共射电路在中频带的相移为－180°，由波特图可看出中频放大倍数为 100，下限
频率为 1Hz 和 10Hz，上限频率为 250kHz。故电压放大倍数为：
Au
(1
1 jf
100 )(1 10)(1
jf
j
2.5
f 105
)
(1
jf
)(1
10 f 2 j f )(1 10
表 4-1-2 放大管高频等效电路
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三、单管放大电路的频率响应 1．频率响应 典型单管放大电路如图 4-1-1（a）所示，中频段交流等效电路如图（b），低频段如图 （c），高频段如图（d）。
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f
fL )(1 j
f
的折线化波特图如图 4-1-2 中
)
jf
fH
fL
fH
实线所示，虚线为实际曲线。
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图 4-1-2 单管共射放大电路折线化波特图 折线图中，截止频率为拐点，在截止频率处，增益与中频段相比下降 3dB，相移＋45° 或－45°。Βιβλιοθήκη 3．放大电路频率特性的改善•
•
（1）高频特性改善：一定条件下，增益带宽积|Aumfbw|或|Ausmfbw|约为常量。要改善高
频特性，首先选择截止频率高的放大管，然后选择参数，使 Cπ′所在回路等效电阻尽量小。
（2）低频特性改善：应采用直接耦合的方式。
四、多级放大电路的频率响应（见表 4-1-3）
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时间常数，从而降低下限频率。然而这种改善是很有限的，因此在信号频率很低的使用场合， 应考虑采用直接耦合方式。
（2）“带宽增益积”为中频放大倍数与通频带的乘积，即
晶体管选定后，增益带宽积近似常量。当 fH fL 时， fbw f H ，由此可知，fH r 的提高与|Ausm|的增大是相互矛盾的。改善高频特性的根本办法是选择 bb 和 Cob 均小的管
5.1 在图 5.1 所示电路中，已知晶体管的 rbb’、Cμ、Cπ，Ri≈rbe。 填空：除要求填写表达式的之外，其余各空填入①增大、②基本不变、③减小。 (1)在空载情况下，下限频率的表达式 fL= 。当 Rb 减小时，fL 将 ；当带上负载 电阻后，fL 将 。 (2)在空载情况下，若 b-e 间等效电容为 C’π，则上限频率的表达式 fH= ；当 Rs 为零 时，fH 将 ；当 Rb 减小时，gm 将 ，C’π将 ，fH 将 。
子，同时尽量减小 C 所在回路的总等效电阻。 （3）场效应管的增益带宽积为
场效应选定后，增益带宽积近似常量。因此，改善高频特性的根本办法是选择 Cgb 小
的管子并减小 rg 的阻值。
四、多级放大电路的频率响应 1．多级放大电路频率特性的定性分析 设N级放大电路各级的电压放大倍数分别为Aul，Au2，…，AuN，则电路电压放大倍数：
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2．低通电路
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低通电路及其频率响应如图 5.2 所示。
图 5.2 低通电路及其频率响应
设输出电压Uo 与输入电压Ui
之比为
Au
，下限截止频率
模拟电子技术基础知识点总结
模拟电子技术复习资料总结第一章半导体二极管一.半导体的根底知识1.半导体---导电能力介于导体和绝缘体之间的物质(如硅Si、锗Ge)。
2.特性---光敏、热敏和掺杂特性。
3.本征半导体----纯洁的具有单晶体构造的半导体。
4.两种载流子----带有正、负电荷的可移动的空穴和电子统称为载流子。
5.杂质半导体----在本征半导体中掺入微量杂质形成的半导体。
表达的是半导体的掺杂特性。
*P型半导体:在本征半导体中掺入微量的三价元素〔多子是空穴，少子是电子〕。
*N型半导体: 在本征半导体中掺入微量的五价元素〔多子是电子，少子是空穴〕。
6.杂质半导体的特性*载流子的浓度---多子浓度决定于杂质浓度，少子浓度与温度有关。
*体电阻---通常把杂质半导体自身的电阻称为体电阻。
*转型---通过改变掺杂浓度，一种杂质半导体可以改型为另外一种杂质半导体。
7. PN结* PN结的接触电位差---硅材料约为0.6~0.8V，锗材料约为0.2~0.3V。
* PN结的单向导电性---正偏导通，反偏截止。
8. PN结的伏安特性二. 半导体二极管*单向导电性------正向导通，反向截止。
*二极管伏安特性----同ＰＮ结。
*正向导通压降------硅管0.6~0.7V，锗管0.2~0.3V。
*死区电压------硅管0.5V，锗管0.1V。
3.分析方法------将二极管断开，分析二极管两端电位的上下:假设 V阳 >V阴( 正偏 )，二极管导通(短路);假设 V阳 <V阴( 反偏 )，二极管截止(开路)。
1〕图解分析法该式与伏安特性曲线的交点叫静态工作点Q。
2) 等效电路法➢直流等效电路法*总的解题手段----将二极管断开，分析二极管两端电位的上下:假设 V阳 >V阴( 正偏 )，二极管导通(短路);假设 V阳 <V阴( 反偏 )，二极管截止(开路)。
*三种模型➢微变等效电路法三.稳压二极管及其稳压电路*稳压二极管的特性---正常工作时处在PN结的反向击穿区，所以稳压二极管在电路中要反向连接。
模拟电子技术基础 第六章 频率响应讲解
1
jCb1
gm ( Rd
||
RL )
Rg Rg Rsi
1
1 1
j(Rd RL )Cb2
1
1 gm
jCs
1
1 1
j( Rsi Rg )Cb1
AVSL
gm (Rd
||
RL )
Rg Rg Rsi
1
1 1
j( Rd RL )Cb2
1
1 gm
jCs
1
1 1
j( Rsi Rg )Cb1
令
AVSM
gm (Rd
||
RL )
Rg Rg Rsi
通带内（中频）增益，与频率无关
f L1
2π( Rsi
1 Rg )Cb1
Cb1引起的下限截止频率
f L2
gm 2πCs
fL3
2π( Rd
1 RL )Cb2
Cs引起的下限截止频率 Cb2引起的下限截止频率
且 2πf
则
AVSL
AVSM
(Rc ||
rbe
RL )
rbe Rsi rbe
1
1 1
j(Rc RL )Cb2
1
1 1
j( Rsi rbe )C1
AVSL
Vo Vs
(Rc || RL )
rbe
rbe Rsi rbe
1
1 1
j(Rc RL )Cb2
1
1 1
j(Rsi
rbe )C1
令
AVSM
20lg|AV|/dB 低频区
(a)
幅频响应曲线，图b是相
频响应曲线。一般有 fH >> fL
0 fL
(完整版)模拟电子技术基础_知识点总结
模拟电子技术复习资料总结第一章半导体二极管一.半导体的基础知识1.半导体---导电能力介于导体和绝缘体之间的物质(如硅Si、锗Ge)。
2.特性---光敏、热敏和掺杂特性。
3.本征半导体----纯净的具有单晶体结构的半导体。
4. 两种载流子----带有正、负电荷的可移动的空穴和电子统称为载流子。
5.杂质半导体----在本征半导体中掺入微量杂质形成的半导体。
体现的是半导体的掺杂特性。
*P型半导体:在本征半导体中掺入微量的三价元素（多子是空穴，少子是电子）。
*N型半导体: 在本征半导体中掺入微量的五价元素（多子是电子，少子是空穴）。
6. 杂质半导体的特性*载流子的浓度---多子浓度决定于杂质浓度，少子浓度与温度有关。
*体电阻---通常把杂质半导体自身的电阻称为体电阻。
*转型---通过改变掺杂浓度，一种杂质半导体可以改型为另外一种杂质半导体。
7. PN结* PN结的接触电位差---硅材料约为0.6~0.8V，锗材料约为0.2~0.3V。
* PN结的单向导电性---正偏导通，反偏截止。
8. PN结的伏安特性二. 半导体二极管*单向导电性------正向导通，反向截止。
*二极管伏安特性----同ＰＮ结。
*正向导通压降------硅管0.6~0.7V，锗管0.2~0.3V。
*死区电压------硅管0.5V，锗管0.1V。
3.分析方法------将二极管断开，分析二极管两端电位的高低:若 V阳 >V阴( 正偏 )，二极管导通(短路);若 V阳 <V阴( 反偏 )，二极管截止(开路)。
1）图解分析法该式与伏安特性曲线的交点叫静态工作点Q。
2) 等效电路法➢直流等效电路法*总的解题手段----将二极管断开，分析二极管两端电位的高低:若 V阳 >V阴( 正偏 )，二极管导通(短路);若 V阳 <V阴( 反偏 )，二极管截止(开路)。
*三种模型➢微变等效电路法三. 稳压二极管及其稳压电路*稳压二极管的特性---正常工作时处在PN结的反向击穿区，所以稳压二极管在电路中要反向连接。
模电频率响应知识点总结
一、频率响应的概念频率响应是指电路对不同频率信号的处理能力，也可以理解为电路对频率变化的敏感程度。
在模拟电路中，频率响应通常指的是电路对正弦信号的频率特性，可以通过频率响应曲线来表示电路对不同频率信号的响应。
二、频率响应的参数1.增益：电路对不同频率信号的放大或衰减程度。
2.相位：输入信号与输出信号之间的相位差，通常用角度来表示。
3.带宽：频率响应曲线上的-3dB截止频率，该频率点对应的频率范围即为电路的带宽。
三、频率响应的表示1.频率响应曲线：是以频率为横轴，增益或相位为纵轴的曲线，可以直观地表示电路对不同频率信号的处理能力。
2.相频特性：是以频率为横轴，相位差为纵轴的曲线，可以表示电路对不同频率信号的相位特性。
四、常见的频率响应类型1.低通滤波器：能够通过低频信号，阻断高频信号，常用于消除噪声和滤波。
2.高通滤波器：能够通过高频信号，阻断低频信号，常用于截止直流分量和滤波。
3.带通滤波器：能够通过特定频率范围内的信号，阻断其他频率信号，常用于频率选择性放大和滤波。
4.带阻滤波器：能够阻断特定频率范围内的信号，通过其他频率信号，通常用于陷波和滤波。
五、频率响应分析方法1.频域分析：通过频率响应曲线和相频特性来分析电路对不同频率信号的处理能力，通常使用频域分析方法来得到电路的频率响应。
2.波特图分析：通过电路的传递函数来绘制波特图，可以直观地表示电路的频率响应特性。
3.极坐标图分析：通过极坐标图来表示频率响应曲线，可以直观地表示电路的增益和相位特性。
1.电路结构：不同电路结构对频率响应的影响不同，例如积分电路和微分电路的频率响应特性是不同的。
2.元件参数：电容和电感的数值大小会直接影响电路的频率响应，例如电容值越大，低频特性越好。
3.工作状态：电路工作状态的改变会导致频率响应的变化，例如放大器的工作状态会影响其频率响应的稳定性。
七、频率响应的应用1.滤波器设计：根据不同频率信号的需要，设计出对应的滤波器电路，用于信号处理和滤波。
《模拟电子技术基础》详细习题答案童诗白,华成英版,高教版)章 放大电路的频率响应题解
精品行业资料，仅供参考，需要可下载并修改后使用！第五章 放大电路的频率响应自 测 题一、选择正确答案填入空内。
（1）测试放大电路输出电压幅值与相位的变化，可以得到它的频率响应，条件是 。
A.输入电压幅值不变，改变频率B.输入电压频率不变，改变幅值C.输入电压的幅值与频率同时变化（2）放大电路在高频信号作用时放大倍数数值下降的原因是 ，而低频信号作用时放大倍数数值下降的原因是 。
A.耦合电容和旁路电容的存在B.半导体管极间电容和分布电容的存在。
C.半导体管的非线性特性D.放大电路的静态工作点不合适（3）当信号频率等于放大电路的f L 或f H 时，放大倍数的值约下降到中频时的 。
A.0.5倍B.0.7倍C.0.9倍 即增益下降 。
A.3dBB.4dBC.5dB（4）对于单管共射放大电路，当f ＝ f L 时，o U 与iU 相位关系是 。
A.＋45˚B.－90˚C.－135˚当f ＝ f H 时，o U 与iU 的相位关系是 。
A.－45˚ B.－135˚ C.－225˚ 解：（1）A （2）B ，A （3）B A （4）C C二、电路如图T5.2所示。
已知：V C C ＝12V ；晶体管的C μ＝4pF ，f T = 50MHz ，'bb r ＝100Ω, β0＝80。
试求解：（1）中频电压放大倍数smu A ； （2）'πC ；（3）f H 和f L ；（4）画出波特图。
图T5.2解：（1）静态及动态的分析估算：∥178)(mA/V2.69k 27.1k 27.1k 17.1mV26)1(V 3mA 8.1)1(Aμ 6.22c m bee b'i s ismTEQ m b be i e b'bb'be EQe b'c CQ CC CEQ BQ EQ bBEQCC BQ -≈-⋅+=≈=Ω≈=Ω≈+=Ω≈+=≈-=≈+=≈-=R g r r R R R A U I g R r R r r r I r R I V U I I R U V I u ββ（2）估算'πC ：pF1602)1(pF214π2)(π2μc m 'μTe b'0μπe b'0T ≈++=≈-≈+≈C R g C C C f r C C C r f πππββ（3）求解上限、下限截止频率：Hz14)π(21kHz 175π21567)()(i s L 'πH s b b'e b'b s b b'e b'≈+=≈=Ω≈+≈+=CR R f RC f R r r R R r r R ∥∥∥（4）在中频段的增益为dB 45lg 20sm ≈u A频率特性曲线如解图T5.2所示。
模拟电子技术基础(第四版)课件6.6 负反馈放大电路的稳定性 6.7.
对于多级放大电路，如果引入过深的负反馈，可能引
起自激振荡。
6.6.1 负反馈放大电路自激振荡产生的原因和条件
一、自激振荡产生的原因
放大电路的闭环放大倍数为：
A f
A 1 A F
在中频段， A F 0 在高、低频段，放大倍数
AX和i 反 馈X系i 数XFf
3.密勒效应补偿
利用密勒效应将补 偿电容、或补偿电 阻和电容跨接放大 电路的输入端和输 出端。
并具有450的相位裕度，
所以电路一定不会产生
自激振荡。
图6.6.3 简单滞后补偿前后基本放大 电路的幅频特性
2.RC滞后补偿
除了电容校正以外，还可以利用电阻、电容元件串 联组成的 RC 校正网络来消除自激振荡。
图 6.6.5 RC 校正网络
利用 RC 校正网络代替电容校正网络，将使通频带变 窄的程度有所改善。
0 AF
0
90° 180°
fo
f / HZ
fo
f / HZ
A F 1
(a)产生自激振荡
结论：当 f = f0 时，电路同时满足自激振荡的相位条 件和幅值条件，将产生自激振荡。
例2：
20lg A F / dB
60
40
由负反馈放大电路 A F 的波 20
特图可见，当 f = f0 ，相位
结论：
单级放大电路不会产生自激振荡；
两级放大电路当频率趋于无穷大或趋于零时，虽 然满足相位条件，但不满足幅值条件，所以也不 会产生自激振荡；
但三级放大电路，在深度负反馈条件下，对于某 个频率的信号，既满足相位条件，也满足幅值条 件，可以产生自激振荡。
6.6.3 负反馈放大电路稳定性的判断
《模拟电子技术基础(同济版)》教学教案(全)
《模拟电子技术基础(同济版)》教学教案(一)一、教学目标1. 让学生了解模拟电子技术的基本概念、原理和应用。
2. 使学生掌握晶体管、放大器、滤波器、振荡器等基本电路的分析方法。
3. 培养学生运用模拟电子技术解决实际问题的能力。
二、教学内容1. 模拟电子技术的基本概念1.1 模拟信号与数字信号1.2 模拟电路与数字电路2. 晶体管2.1 晶体管的结构与分类2.2 晶体管的放大作用2.3 晶体管的其他应用3. 放大器3.1 放大器的基本原理3.2 放大器的类型及特点3.3 放大器的分析方法4. 滤波器4.1 滤波器的基本原理4.2 滤波器的类型及特点4.3 滤波器的应用5. 振荡器5.1 振荡器的基本原理5.2 振荡器的类型及特点5.3 振荡器的应用三、教学方法1. 采用讲授法，系统地介绍模拟电子技术的基本概念、原理和应用。
2. 利用示教板、仿真软件等进行演示，帮助学生理解抽象的电路原理。
3. 引导学生进行课后练习，巩固所学知识。
4. 组织课堂讨论，鼓励学生提问、发表见解，提高学生的参与度。
四、教学资源1. 教材：《模拟电子技术基础(同济版)》2. 示教板：展示晶体管、放大器、滤波器、振荡器等电路原理。
3. 仿真软件：辅助分析电路性能，如Multisim、LTspice等。
4. 课件：用于课堂讲解和复习。
五、教学评价1. 平时成绩：考察学生的课堂表现、提问、讨论等参与程度。
2. 课后作业：检验学生对课堂所学知识的掌握情况。
3. 实验报告：评估学生在实验过程中的操作技能和分析能力。
4. 期末考试：全面测试学生对模拟电子技术基础知识的掌握。
《模拟电子技术基础(同济版)》教学教案(二)六、教学目标1. 让学生了解模拟电子技术的基本概念、原理和应用。
2. 使学生掌握晶体管、放大器、滤波器、振荡器等基本电路的分析方法。
3. 培养学生运用模拟电子技术解决实际问题的能力。
七、教学内容1. 模拟电子技术的基本概念1.1 模拟信号与数字信号1.2 模拟电路与数字电路2. 晶体管2.1 晶体管的结构与分类2.2 晶体管的放大作用2.3 晶体管的其他应用3. 放大器3.1 放大器的基本原理3.2 放大器的类型及特点3.3 放大器的分析方法4. 滤波器4.1 滤波器的基本原理4.2 滤波器的类型及特点4.3 滤波器的应用5. 振荡器5.1 振荡器的基本原理5.2 振荡器的类型及特点5.3 振荡器的应用八、教学方法1. 采用讲授法，系统地介绍模拟电子技术的基本概念、原理和应用。
(模拟电子技术基础教学课件)6.频率响应01
1
jCb2
gmVgs
由前两个方程得
gm V gsg1m1j1Cs RsiRgRg j1Cb1V s
6.3.1 共源放大电路的低频响应
1. 增益的传递函数 代入第3Байду номын сангаас方程得源电压增益
A V SL V V o s R L R dR L R dj1 C b2 g 1 m1j 1 C sR s iR g R gj1 C b1
1.5 放大电路的主要性能指标—频率响应
B.频率失真（线性失真）
没有新频率产生
幅度失真： 对不同频率的信号增
益不同，产生的失真。
相位失真： 对不同频率的信号相
移不同，产生的失真。
1.5 放大电路的主要性能指标—频率响应
5. 非线性失真
由元器件非线性特性
引起的失真。
I
非线性失真系数:
t O
Vo2k
2V S 1 ——三次谐波分量 π3
1.5 放大电路的主要性能指标—频率响应
A.频率响应及带宽
在输入正弦信号情况下，输出随输入信号频率连续变化的稳态 响应，称为放大电路的频率响应。
电压增益可表示为
AV(j)VVoi((jj))
V V oi((jj ))[o()i()]
或写为 A VA V() ()
. RL Vo
Rs
Cs
－
6.3.1 共源放大电路的低频响应
1. 增益的传递函数 定性讨论
Cb1 g ＋
输入回路
1
C b1
Rg上的电压
Rsi
. ＋ Vi Rg . Vs －
－
| Vgs |
. d Id
Cb2
＋
＋
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6.1 放大电路的频率响应 6.2 单时间常数RC电路的频率响应 6.3 共源和共射放大电路的低频响应 6.4 共源和共射放大电路的高频响应 6.5 共栅和共基、共漏和共集放大电路的高频响应 6.6 扩展放大电路通频带的方法 6.7 多级放大电路的频率响应 *6.8 单级放大电路的瞬态响应
0.1fL
fL
10fL 100fL
0
f/Hz
3dB
-20 20dB/十倍频
-40
0分贝水平线
当 f fL 时，
AVL
1 1 ( fL /
f )2
f
/
fL
20lg AVL 20lg( f / fL )
最大误差 -3dB
2. 频率响应曲线描述 20lg| AVL | /dB
相频响应 L arctan ( fL / f ) 当 f fL 时， L 0
6.2.1 RC高通电路的频率响应
1. 增益的传递函数
C1
AVL (s)
Vo (s) Vi (s)
R1
R1 1/
sC1
s s 1 / R1C1
又 s j j2πf
且令
fL
1 2πR1C1
则
AVL
Vo Vi
1 1 j( fL
/
f)
+
+
V i
R1
V o
RC 高通电路
电压增益的幅值（模） AVL
频率响应的分析方法
1、正弦稳态响应是分析频率响应的基本方法 2、工程上常采用分段分析的简化方法。即分别分析放大电路的低频响应、 中频（通频带）响应和高频响应，最后合成全频域响应。其中通频带内 的响应与频率无关，就是前两章放大电路性能指标的分析结果。 3、也可以用计算机辅助分析（如Spice等）的方法，获得放大电路精确 的频率响应曲线。
20lg|AV|/dB 低频区
(a)
幅频响应曲线，图b是相
频响应曲线。一般有 fH >> fL
0 fL
/
如果信号的所有频率成
0
份均落在通频带内，则
基本上不会出现频率失 (b)
真现象。
中频区（通频带） 3dB
带宽
高频区
fH
f / Hz
f / Hz
若已知信号的频率成份，要设计出满足要求的放大电路，最主要 的任务就是设计出频率响应的fH和fL。
本章讨论的主要内容
研究放大电路的动态指标（主要是增益）随信号频率变化时的响 应。具体包括： 1、频率响应的分析方法 2、影响放大电路频率响应的主要因素 3、如何设计出满足信号频带要求的放大电路 4、各种组态放大电路频率响应特点
6.2 单时间常数RC电路的 频率响应
6.2.1 RC高通电路的频率响应 6.2.2 RC低通电路的频率响应
1 1 ( fL / f )2
（幅频响应）
电压增益的相角 L arctan ( fL / f ) （相频响应）
2. 频率响应曲线描述 20lg| AVL | /dB
幅频响应 AVL
1 1 ( fL / f )2
当 f fL 时，
1
AVL
1 1 ( fL / f )2
20 lg AVL 20 lg1 0 dB
输入
放大电路
输出
前两章分析放大电路的性能指标时，是假设电路中所有耦合电容 和旁路电容对信号频率来说都呈现非常小的阻抗而视为短路；FET或 BJT的极间电容、电路中的负载电容及分布电容对信号频率来说都呈 现非常大的阻抗而视为开路。
放大电路典型的频率响应曲线
阻容耦合单级共源放大 电路的典型频率响应曲 线如图所示，其中图a是
短路。
+VDD
Rd
＋Cb2
＋ . Vs
－
. Vi Rg －
. d Id
Cb2
＋
＋
. Vgs
. gm Vgs
－ s
Rd
. RL Vo
Rs
Cs
－
Rsi
＋ vs
Cb1＋
Rg1 g
Rg2
d iD
T
B s
Rs
Cs
＋ vo RL －
Rg Rg1 || Rg2
－
－VSS
低频小信号等效电路
Cb1 g ＋
为简化分析，设低频区内，有
放大电路对不同频率信号产生不同响应的根本原因
1、电抗元件的阻抗会随信号频率的变化而变化。 2、放大电路中有耦合电容、旁路电容和负载电容，FET或BJT也存在 PN结电容，此外实际电路中还有分布电容。
因此，放大电路对不同频 率的输入信号具有不同的放大 能力，即增益是输入信号频率 的函数。
AV f ( )
1
Cs
Rs
则Rs可作开路处理
Cb1 g
. d Id
＋
Rsi
＋ . Vs －
. Vi Rg －
＋ . Vgs －
s
. gm Vgs
0.1fL
fL
10fL 100fL
0
f/Hz
3dB
当 f fL 时， L 90
-20
当 f fL 时， L 45
当0.1 fL f 10 fL 时，
-40
斜率为 45 / 十倍频的直线 L
因为 AV VVoi AV
90
所以 o i 表示输出与
45
输入的相位差。
20dB/十倍频 -45/十倍频
6.1 放大电路的频率响应
两个现实情况
1、需要放大的信号通常都包含许多频率成份。如话筒输出的语 音信号（20Hz～20kHz ），卫星电视信号（3.7～4.2GHz ）等。
2、放大电路中含有电抗元件或等效的电抗元件，导致对不同频 率的信号放大倍数和时延不同。若信号中不同的频率成份不能 被放大电路同等地放大（包括时延），则会出现失真现象（称 为线性失真或频率失真）。
f/Hz -45/十倍频
输出滞后输入
-90
6.3 共源和共射放大电路的低 频响应
6.3.1 共源放大电路的低频响应 6.3.2 共射放大电路的低频响应
6.3.1 共源放大电路的低频响应
1. 增益的传递函数
低频小信号等效电路
Cb1 g ＋
低频区内，电路中的耦合电容、 Rsi
旁路电容的阻抗增大，不能再视为
低频时，输出超前输入
0
f/Hz
6.2.2 RC低通电路的频率响应
1. 增益的传递函数
AVH (s)
Vo (s) Vi (s)
1 / sC 2 R2 1 / sC 2
1
1 sR2C 2
幅频响应
1 AVH 1 ( f / fH )2
相频响应 H arctan ( f / fH )
R2
+
+
V i
C2
V o
RC 低通电路
fH
1 2 πR2C 2
2. 频率响应曲线
R2
+
+
V i
C2
V o
20lg| AVH | /dB
0.01fH 0.1fH fH
10fH
0
f/Hz
3dB
-20 -20dB/十倍频
-40
RC 低通电路
H
幅频响应 AVH
1 1 ( f / fH )2
0
-45
相频响应 H arctan ( f / fH )