模电课件 20第五章 放大电路的频率特性(2)
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电子技术精品课程模拟电第5章 放大电路的频率响应 40页-PPT课件
1 (
f
)2
1 L fL 2 2 RC
fL arctg( ) f
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5.1.3 RC低通电路 1. 频率响应表达式：
第5章 放大电路的频率响应
R
1
. Av =
Vo
Vi
.
1 1 j RC
1 j
H
+ . Vi -
C
RC低通电路
+ . Vo -
1 式中 H RC
（Cπ）
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用
g m代替 V b' e
.
.
Ib
.
.
第5章 放大电路的频率响应
用 g m V代替 b' e 无关。
I b0 β 与频率有关，而g 与频率 ，因为 m
可画出混合π型高频小信号模型:
Cμ
（Cμ ）
（Cπ）
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2. 简化的混合π模型
Cμ
第5章 放大电路的频率响应
rb’c很大，可以忽略。 rce很大，也可以忽略。
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第5章 放大电路的频率响应
将Cμ 折合到输入和输出回路，条件是流过电容器Cμ 的电流不变。
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第5章 放大电路的频率响应
合并电容
很小去 掉!
简化的混合π模型
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3. 混合π参数gm 的估算
低频时， 混合π模型与H参数模型等效
第5章 放大电路的频率响应
r r r be b b b e
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5.2 三极管的高频等效模型
5.2.1 三极管的混合π型模型 1.物理模型(完整模型)
rbb' ---基区的体电阻，b'是假想的 基区内的一个点。 re --- 发射结电阻
《模拟电子技术》课件第5章放大电路的频率响应
中频增益或通 带源电压增益
f
H
1 2πRC
上限频率
②高频响应和上限频率
共射放大电路
A VSH A VSM 1
1 j( f
/
fH )
RC低通电路
A VH
1
1 j( f
/
fH )
频率响应曲线变化趋势相同
幅频响应
20l g|A VSH | 20l g|A VSM |
20lg
1
1 ( f / fH )2
最大误差 -3dB
1 fH 2 πRC
fH称转折频率，上限截止 频率（上限频率），AVH(s) 的极点频率。
10
2. 低频特性
---- RC高通电路
RC高通电路
RC电路的电压增益：
AVH
Vo Vi
R
R
1
j ωC
1
1 1
j 2 πfR C
令
fL
1 2 πR
C
AVH
Vo Vi
1
1 j(fL /
f)
gmV b'e rce—c-e间的动态电阻(约100kΩ)
Cbe --发射结电容
互导
gm
iC vBE
VCE
iC vBE
VCE
2.混合等效电路中各元件的讨论： 简化模型 rce RL 略去rce
rbc
1 jω Cbc
略 去rbc
混合型高频小信号模型
晶体管的混合Π型等效电路
3.混合型等效电路的获得 低频时，混合模型与H参数模型等价
β0
1 ( f / fβ )2
的相频响应 arctg f
fβ fβ ——共发射极截止频率
模拟电子技术(5.5)--第五章放大电路的频率特性-2
90° 45°
45 / 十倍频
0°
0.01fL 0.1fL fL 10fL
f
注意
jf / 1+ jf
fL / fL
= 1-
1 jfL
/
f
模 拟电子技术
结论：
(1) 画 RC 电路波特图的关键是求对数频率特 性的转折频率，即 fL 或 fH ，而它们的大小又 取决于电路的时间常数。
(2) 画复杂电路或系统的波特图，关键在于能
时间常数的估算
R1
R3
1 ）单个电容多个电 阻
+
+
ui
R2
R4
C uo
= RC = [R4 //(R3 + R1 // R2 )]C -
-
模 拟电子技术
2 ）单个电阻多个电
容
C1
+
ui
= RC = R(C1 + C2 ) -
C2
+ R uo
-
3 ）多个电阻多个电容
+ ui
= RC = (R1 // R2 )(C1 + C2 ) -
基极 B P N
发射极 E
— 集电区 集电结
— 基区 发射结
— 发射区
模 拟电子技术
r c 和 re 可以忽略不计 r bb--- 基区电阻几欧—几百欧 r be--- 发射结电阻与工作点 Q 有 r b关c--- 集电结电阻 一般在几兆
以上 , 可以看作无穷大
Cbc--- 集电结电容 可以用 C
R1
C1
+
R2
C2 uo
-
模 拟电子技术
例 2 画出下列频率响应函数的波特图
精品课件-放大电路的频率特性
（3）共基截止频率fα α下降至0.707α0时的f值。 （4）关系
fT =β0 fβ fα=(1+β0) fβ
fβ＜fT＜fα
2．阻容耦合单管放大器频率特性
放大电路如右图所示， 其混合π参数等效电路 如下图所示：
（1）中频特性
C1容抗较小看作 短路；极间电容容抗 较大看作开路：
（2）低频特性
放大电路的频率特性
1、频率响应的一般概念， 2、三极管混合Π 3、参数等效电路， 4、放大器的频率特性分析。
3.1 频率特性概念
1．放大器频率特性曲线
放大器的放大倍数与所放大信号的频率有关： 频率较小、较大时，放大倍数均变小、且相位 随之变化，只有当频率适中（中频）时放大倍 数为一常量。如下式所示。
Auc=（Uo1– Uo2）/Uic=0
Auc1=Uo1–/Uic≈- Ad/Ac 双端输出CMRR = Ad/Ac = Ad/0 = ∞ 单端输出CMRR1 = Ad1/Ac1 ≈ βRE /(RS+rie)
（5）带恒流源差动放大电路
静态分析：
UB≈﹣R1VCC/(R1 + R2)
fT =β0 fβ fα=(1+β0) fβ
fβ＜fT＜fα
3.3 单级放大器频率特性
1．三级管混合π参数等效电路 （1）混合π参数等效电路
三极管内部的实际体现。
（2）简化混合π参数等效电路
r′b c 、rce较大，可略去。再用密勒定理变换，得 到下图所示的简化混合π参数等效电路：
Cb’e≈gm/(2πfT)
K=-gmRC
（3）π参数等效电路与h参数等效电路的对比
中低频时，电容影响忽略，简化混合π参数等效电路 即化为简化h参数等效电路：
fT =β0 fβ fα=(1+β0) fβ
fβ＜fT＜fα
2．阻容耦合单管放大器频率特性
放大电路如右图所示， 其混合π参数等效电路 如下图所示：
（1）中频特性
C1容抗较小看作 短路；极间电容容抗 较大看作开路：
（2）低频特性
放大电路的频率特性
1、频率响应的一般概念， 2、三极管混合Π 3、参数等效电路， 4、放大器的频率特性分析。
3.1 频率特性概念
1．放大器频率特性曲线
放大器的放大倍数与所放大信号的频率有关： 频率较小、较大时，放大倍数均变小、且相位 随之变化，只有当频率适中（中频）时放大倍 数为一常量。如下式所示。
Auc=（Uo1– Uo2）/Uic=0
Auc1=Uo1–/Uic≈- Ad/Ac 双端输出CMRR = Ad/Ac = Ad/0 = ∞ 单端输出CMRR1 = Ad1/Ac1 ≈ βRE /(RS+rie)
（5）带恒流源差动放大电路
静态分析：
UB≈﹣R1VCC/(R1 + R2)
fT =β0 fβ fα=(1+β0) fβ
fβ＜fT＜fα
3.3 单级放大器频率特性
1．三级管混合π参数等效电路 （1）混合π参数等效电路
三极管内部的实际体现。
（2）简化混合π参数等效电路
r′b c 、rce较大，可略去。再用密勒定理变换，得 到下图所示的简化混合π参数等效电路：
Cb’e≈gm/(2πfT)
K=-gmRC
（3）π参数等效电路与h参数等效电路的对比
中低频时，电容影响忽略，简化混合π参数等效电路 即化为简化h参数等效电路：
模拟电子线路：第5章放大电路的频率特性
β0 =gmrb’e
为低频时的β
返回
（3）用gm V.代b'e 替
.
Ib
根据这一物理模型可以画出混合π型高频小信
号模型，如图所示。
高频混合π型小信号模型电路
这一模型中用 gm ub’e代替 ib0 ，这是因为β本身与 频率有关，而gm= β0/rb’e ， gm是与频率无关的0和rb’e 的比，因此gm与频率无关。
2 相频特性为三段折线组成：
f <0.1fL时，相频特性为90°的一条水平线；
f> 0.1fH
<10f f<L时10，fH时相,频相特频性特为性的为0斜°一率条-4水5°平/十线倍；频的斜线；
5.2 单级放大电路的频率响应
1 三极管混合π型高频小信号等效电路 2 单级共射放大电路的频率响应
返回
1 三极管混合π型高频小信号等效电路
fH
lgf
低通电路波特图的画法
1 低通电路幅频特性为 两条折线：
f <fH时，为0dB的一条水平线； f >fH时，为斜率为-20dB /十倍频的一条斜线；
2 相频特性为三段折线组成： f <0.1fH时，相频特性为0°的一条水平线； f > 10fH时，相频特性为-90°的一条水平线； 0.1fH < f <10fH时,相频特性为斜率-45°/十倍频的斜线；
（1）物理模型
（2）电流放大系数β的频响
（3）用
代替 •
gm Ub'e
.
Ib
（4）单向化
返回
（1）物理模型
混合π型高频小信号模型是通过三极管的物理 模型而建立的，三极管的物理结构如图
rbb' ---基区的体电阻，b'是假想的基区内的一个点。
为低频时的β
返回
（3）用gm V.代b'e 替
.
Ib
根据这一物理模型可以画出混合π型高频小信
号模型，如图所示。
高频混合π型小信号模型电路
这一模型中用 gm ub’e代替 ib0 ，这是因为β本身与 频率有关，而gm= β0/rb’e ， gm是与频率无关的0和rb’e 的比，因此gm与频率无关。
2 相频特性为三段折线组成：
f <0.1fL时，相频特性为90°的一条水平线；
f> 0.1fH
<10f f<L时10，fH时相,频相特频性特为性的为0斜°一率条-4水5°平/十线倍；频的斜线；
5.2 单级放大电路的频率响应
1 三极管混合π型高频小信号等效电路 2 单级共射放大电路的频率响应
返回
1 三极管混合π型高频小信号等效电路
fH
lgf
低通电路波特图的画法
1 低通电路幅频特性为 两条折线：
f <fH时，为0dB的一条水平线； f >fH时，为斜率为-20dB /十倍频的一条斜线；
2 相频特性为三段折线组成： f <0.1fH时，相频特性为0°的一条水平线； f > 10fH时，相频特性为-90°的一条水平线； 0.1fH < f <10fH时,相频特性为斜率-45°/十倍频的斜线；
（1）物理模型
（2）电流放大系数β的频响
（3）用
代替 •
gm Ub'e
.
Ib
（4）单向化
返回
（1）物理模型
混合π型高频小信号模型是通过三极管的物理 模型而建立的，三极管的物理结构如图
rbb' ---基区的体电阻，b'是假想的基区内的一个点。
模拟电子技术基础【ch05】放大电路的频率特性 培训教学课件
两级差动放大器的频率特性分析
1.低频电压增益; 2.通频带BW的估算;
多级放大器高、低截止频率的估算方法
两级差动放大器的频率特性分析
“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材
感谢观看
模拟电子技术基础(第4版)
放大电路的复频域分析法
放大电路增益函数的特点
2.在s平面坐标原点处零点或极点的波特图;
放大电路的复频域分析法
放大电路增益函数的特点
04
基本放大器高、低 截止频率的估算
基本放大器高、低截止频率的估算
主极点的概念
然而基本放大器的零、极点分布往往有以下特点：在低频段，其零点通常 比所有极点或部分极点在数值上要小得多；
RC电路的频率响应
RC高通电路的频率响应
RC电路的频率响应
RC低通电路的频率响应
图5-5为RC低通电路，所谓低通电路是指该电路主要用于通过低频或直流信号，而 阻止或抑制高频信号通过。
RC电路的频率响应
RC低通电路的频率响应
RC电路的频率响应
频率响应的一般性分析方法
通过对RC高通和低通电路的频率响应的分析，可以得到以下具有普遍意义的结论：
“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材
第五章
放大电路的频率特性
模拟电子技术基础(第4版)
01
放大电路频率特性 的基本概念
放大电路频率特性的基本概念
频率特性和通频带
1.RC阻容耦合放大器
放大电路频率特性的基本概念
频率特性和通频带
2.直接耦合放大器
放大电路频率特性的基本概念
频率特性和通频带
3.通频带
放大电路频率特性的基本概念
频率失真和增益带宽积
1.频率失真 频率失真也称为线性失真，它与非线性失真是两种产生原因完全不同的失真。
1.低频电压增益; 2.通频带BW的估算;
多级放大器高、低截止频率的估算方法
两级差动放大器的频率特性分析
“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材
感谢观看
模拟电子技术基础(第4版)
放大电路的复频域分析法
放大电路增益函数的特点
2.在s平面坐标原点处零点或极点的波特图;
放大电路的复频域分析法
放大电路增益函数的特点
04
基本放大器高、低 截止频率的估算
基本放大器高、低截止频率的估算
主极点的概念
然而基本放大器的零、极点分布往往有以下特点：在低频段，其零点通常 比所有极点或部分极点在数值上要小得多；
RC电路的频率响应
RC高通电路的频率响应
RC电路的频率响应
RC低通电路的频率响应
图5-5为RC低通电路，所谓低通电路是指该电路主要用于通过低频或直流信号，而 阻止或抑制高频信号通过。
RC电路的频率响应
RC低通电路的频率响应
RC电路的频率响应
频率响应的一般性分析方法
通过对RC高通和低通电路的频率响应的分析，可以得到以下具有普遍意义的结论：
“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材
第五章
放大电路的频率特性
模拟电子技术基础(第4版)
01
放大电路频率特性 的基本概念
放大电路频率特性的基本概念
频率特性和通频带
1.RC阻容耦合放大器
放大电路频率特性的基本概念
频率特性和通频带
2.直接耦合放大器
放大电路频率特性的基本概念
频率特性和通频带
3.通频带
放大电路频率特性的基本概念
频率失真和增益带宽积
1.频率失真 频率失真也称为线性失真，它与非线性失真是两种产生原因完全不同的失真。
放大电路的频率特性 (2)
RB C1 + . Ui -
+VCC
RC
C2
+
rbb′
VT
+
. RL Uo
. Ui
RB
_ -
. gmUb'e rbe Cπ′
C2 +
.
RC
RL Uo
_
2.中频区的频率响应 f≤fH f＞fL
(1). 微变等效电路
C1看作短路 C∏’看作开路
+
Rs
Uo
+
Us -
-1.频率特性源自Au Au ( f )( f )
Aum Au 0.707Aum
Au( f ) — 幅频特性
( f ) — 相频特性
O
fL
f L — 下限截止频率
O
f H — 上限截止频率
2. 频带宽度(带宽)BW(Band Width)
BW = f H - f L f H
fH
f
f
3．频率失真
通频带不够宽，而输入信号的频谱分布又很 广，那么输入信号的不同频率成分，就会得 不到同倍数的放大， 输出波形就会产生失真
幅频失真: 放大倍数模的不同所造成的失真.
相频失真 : 附加相移不同而造成的失真
两种失真总称频率失真
电路中由于线性的电抗元件， 叫做线性失真。
引起的频率失真 ，
4.波特图
表示
Cbe---发射结电容可以用C
来表示
r ce---输出电阻一般在几百K以上, 可以看作∞
gm
ic ub'e
gmUbe---发射结电压控制集电结电流
gm---跨导
gm
ic ub'e
放大电路频率特性PPT课件
其中：
C
C
1
1 K
得：
表明从c、e两端看进去， Cμ的作用并联在 c、e两端的电容 等效。即 ： C
C C 1第19K1页/共 63页
三极管的混合π型等效电路：
b
二者变换关系：
C C C
Ib b
rbb rbe
C
rbc C Ube
c Ic
gmUbe
rce
e 完整混合π型电路：
C 1 K C
第2页/共63页
3. 输入信号的频率 ：
输入信号往往不是单一频率的，而是多频率信号的叠加，如图所示。由 于放大电路存在各种电容,各种信号通过放大电路时，被放大的幅值和相位 移也是不同的。
ui 复合信号
基波 四次谐波 二次谐波
ωt
0
输入信号的合成
第3页/共63页
4. 幅频特性和相频特性
幅频特性 ： 指放大电路放大倍数的幅值与频率的关系。 相频特性 ： 指放大电路放大倍数的相位与频率的关系。
Ausm
Uo US
第23页/共63页
b rbb′ b′
RS
+
Ui
US–
Rb rb′ e Ub′e
c
IC
gmUb′ e
RC U0
中频段等效电路
Ui
U s ri Rs ri
ri Rb // rbb rbe
Ube
Ui rbe rbb rbe
p Ui
式中 p
rbe
rbb rbe
Uo
则得：
rb’e
Cπ
E
三极管电容效应
Cμ
rIb
B
Ube B′
bb′
rb’c
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A u ( j ) dB
20 lg
2
+40 原点零点过(1, 0)斜 2 20 lg 11 +30 20 lg A 20 lg 11 20 lg 每一极点后斜率 20 lg 1 率(+20dB/+倍频) 常数项20lgAu(0)dB平 20 lg 11 +20 每一零点后斜率4 . 5 (-20dB/+倍频) 20 lg 11 +10 直线 (+20dB/+倍频) 直线 行横轴的直线
画出波特图的方法
(1)把电压增益(传输函数)公式化成标准式
Au ( s ) K
s z1 s s p1 s
z 2
p 2
(2)把s=jω代入标准式，并把零、极点提到括 号前，化成
1 j 1 j z1 z2 1 j p1 模电课件 1 j p2
o 90 arctan ( ) 180
arctan
7
3 4 .5 1 10 11 j j j j 1 4 . 55 4. Au ( A u ( j j) ) j ( j 1) 1) 6 45 45000 1 )( 1 )( j (j 2012-8-9 模电课件 45 4500 45 4500
45
arctan
4 .5
4500
(4) 根据幅频特性公式画幅频特性曲线
20 lg 11 20 lg 20 lg
1 4 .5
2
20 lg
1 45 1 4500
2
(0dB/+倍频) 直线 (-20dB/+倍频) 直线 (+20dB/+倍频) 直线 (+40dB/+倍频)
6
s 1 96 . 2 10
6
有两个极点 ωp1= -4×106 rad / s
20 lg A uh ( ) dB
20lg100 40 30 20 10
- 2 0 dB/ 十倍频
3dB
ωp2= -96.2×106 rad/s
其幅频特性为 由于ωp1<<ωp2，故ωp2对BW A uh ( ) 20 lg 100 基本上无作用，称为非主极 2 2 点。而ωp1 对BW起主导作用， 20 lg 1 p 20 lg 1 p 称为主极点 1 2
o o ( ) 180 90 arctan
(-45 /+倍频)直线 原点零点(+90 极点的10p后(- 9090o)平行横轴直线 零点的10z后(+90o)平行横轴直线 极点的10p后(- )原点平行横轴直线
( )
-180o
180 90 arctan 4 .5 450 4.5 45 45 450 4500 45000 45×105 450 0.45 1 4.5 0.45 arctan arctan o -270
( s p1 )( s p2 )
当s→∞时， （即 1/sC→0）就意味着低频 模型中的大电容短路
lim A L ( s ) A o
s
C1 Rs
+ us -
Rb1
EC Rc C2 Cb’c Cb’e
RL
AL ( s)
K ( s z 1 )...( s z m ) ( s p 1 )...( s p n )
Ao K
2012-8-9
nm
模电课件
Rb2 Re
Ce
(2)画出放大器的高频段小信号微变等效电路 s z z
i i
m
m
忽略耦合、旁路电容等大电容，而不应忽略晶体 s p p 管内的结电容及极间分布电容（即小电容）
s 0 s 0 n n j j j 1 j 1
i i 1 n
m
A ( j )
dB
p
j j 1
Ao
A ( j )
dB
s
A( s)
2012-8-9
K ( s z 1 )...( s z m ) ( s p 1 )...( s p n )
n m n m
A L ( s ) K A0
kk
2012-8-9
模电课件
例： 设某电路的电压增益函数为
Au ( s ) 10 s ( 3 s 13 . 5 )
7
( 6 s 270 )( s 4500 )
试画出幅频波特图；中频增益Aum(dB)=?
解(1) A u ( s )
10 3 s ( s 4 . 5 )
Au ( j ) A u ( 0 )
2012-8-9
(3)写出幅频特性和相频特性的表达式
20 lg A ( )( dB )
20 lg A o 20 lg 1(
z1
) 20 lg
2
1(
z2
) 20 lg
2
1(
zm
)
2
20 lg
1(
p1
) 20 lg
2012-8-9 模电课件
(a) 在相频特性坐标找出零点的0.1z,z,10z和 极点的0.1p,p,10p位置 (b) 无原点零点或极点时 (i) 第一(非原点)的零点的0.1p或极点的0.1p 前是常数项 o 0o 平行横轴直线 纵轴原点取 o o
180
1 2
7 表达式是否是标准式？ j 10 3 4 . 5 j 1 (2)把s=jω代入标准式 7 4 .5 Au ( j ) 10 s ( 3 s 13 . 5 )
2012-8-9
A u ( s ) ( 1 )( j 1 ) 6 45 45000 j 模电课件 (6 45 s 270 )( s 4500 ) 4500
m
0
i
nm
AH ( s )
2012-8-9
Ao (1
(1 s / p1 )(1 s / p2 )
模电课件
s+ z1 ) / us Rb2 -
b’e
RL
Re
Ce
作业：P195
5.1 5.2 5.3
5.4, 5.6, 5.7 5.12
2012-8-9 模电课件
5．3 基本放大器高、低截止频率的估算
(ii) 每一零点的0.1z至10z斜率(+45o/+倍频) 直线 (iii) 每一极点的0.1p至10p斜率(- 45o /+倍频) 直线 2012-8-9 模电课件
(vi) 每一零点的10z后(+90o)平行横轴直线 (v) 每一极点的10p后(- 90o)平行横轴直线 (c)原点零点(+90o)原点平行横轴直线 极点(- 90o)平行横轴直线
s
f (ω )
lim A H ( s ) A o
s 0
f (ω )
A ( jw )
dB 高 频 响 应
模电课件
Ao
lim A H ( s ) 0
s
低 频 响 应 2012-8-9
lim A ( s ) 0
s
f (ω )
n m
s0 0
A(s ) K
z
A o lim A H ( s ) K
i 1
K
i 1
高频增益函数AH1 s lim H ( s ) (s) s/z A
当s→( s ) Ao （即 AH 0时， in 1 EC 1/sC→ ∞ ）就意味着高p 1 s / j C Rb1 Rc C2 1 频模型中的小电容开路 j 1 Cb’c 某电容耦合放大器的高频段模型存在两个独立小电 lim AH ( s ) Ao s 0 容，有一个零点z1，中频增益为Ao Rs C
(3)写出幅频特性和相频特性的表达式
幅频特性表达式
20 lg A ( )( dB )
1 4 .5
2
20 lg 11 20 lg 20 lg
20 lg 1 20 lg 45
2
1 4500
o
2
相频特性表达式
2
1(
p2
) 20 lg
2
1(
pn
)
2
o tg
tg
2012-8-9
1
1
(
z1
) tg
1
1
(
z2
) tg
1
1
(
zn
)
(
p1
) tg
(
p2
) tg
(
pn
)性曲线 (a) 在幅频特性坐标找出零点和极点的位置 (b)(无原点零点或极点时)第一零点或极点前 是常数项20lgAu(0)dB平行横轴的直线 (c) 每一零点后斜率(+20dB/+倍频) 直线 ,原点 零点过(1, 0) (d) 每一极点后斜率(-20dB/+倍频) 直线 ,原点 极点过(1, 0) (5) 根据相频特性公式画相频特性曲线
基本放大器的极点对截止频率fH、 fL 起决定作用
A ( j ) dB
20 lg
2
+40 原点零点过(1, 0)斜 2 20 lg 11 +30 20 lg A 20 lg 11 20 lg 每一极点后斜率 20 lg 1 率(+20dB/+倍频) 常数项20lgAu(0)dB平 20 lg 11 +20 每一零点后斜率4 . 5 (-20dB/+倍频) 20 lg 11 +10 直线 (+20dB/+倍频) 直线 行横轴的直线
画出波特图的方法
(1)把电压增益(传输函数)公式化成标准式
Au ( s ) K
s z1 s s p1 s
z 2
p 2
(2)把s=jω代入标准式，并把零、极点提到括 号前，化成
1 j 1 j z1 z2 1 j p1 模电课件 1 j p2
o 90 arctan ( ) 180
arctan
7
3 4 .5 1 10 11 j j j j 1 4 . 55 4. Au ( A u ( j j) ) j ( j 1) 1) 6 45 45000 1 )( 1 )( j (j 2012-8-9 模电课件 45 4500 45 4500
45
arctan
4 .5
4500
(4) 根据幅频特性公式画幅频特性曲线
20 lg 11 20 lg 20 lg
1 4 .5
2
20 lg
1 45 1 4500
2
(0dB/+倍频) 直线 (-20dB/+倍频) 直线 (+20dB/+倍频) 直线 (+40dB/+倍频)
6
s 1 96 . 2 10
6
有两个极点 ωp1= -4×106 rad / s
20 lg A uh ( ) dB
20lg100 40 30 20 10
- 2 0 dB/ 十倍频
3dB
ωp2= -96.2×106 rad/s
其幅频特性为 由于ωp1<<ωp2，故ωp2对BW A uh ( ) 20 lg 100 基本上无作用，称为非主极 2 2 点。而ωp1 对BW起主导作用， 20 lg 1 p 20 lg 1 p 称为主极点 1 2
o o ( ) 180 90 arctan
(-45 /+倍频)直线 原点零点(+90 极点的10p后(- 9090o)平行横轴直线 零点的10z后(+90o)平行横轴直线 极点的10p后(- )原点平行横轴直线
( )
-180o
180 90 arctan 4 .5 450 4.5 45 45 450 4500 45000 45×105 450 0.45 1 4.5 0.45 arctan arctan o -270
( s p1 )( s p2 )
当s→∞时， （即 1/sC→0）就意味着低频 模型中的大电容短路
lim A L ( s ) A o
s
C1 Rs
+ us -
Rb1
EC Rc C2 Cb’c Cb’e
RL
AL ( s)
K ( s z 1 )...( s z m ) ( s p 1 )...( s p n )
Ao K
2012-8-9
nm
模电课件
Rb2 Re
Ce
(2)画出放大器的高频段小信号微变等效电路 s z z
i i
m
m
忽略耦合、旁路电容等大电容，而不应忽略晶体 s p p 管内的结电容及极间分布电容（即小电容）
s 0 s 0 n n j j j 1 j 1
i i 1 n
m
A ( j )
dB
p
j j 1
Ao
A ( j )
dB
s
A( s)
2012-8-9
K ( s z 1 )...( s z m ) ( s p 1 )...( s p n )
n m n m
A L ( s ) K A0
kk
2012-8-9
模电课件
例： 设某电路的电压增益函数为
Au ( s ) 10 s ( 3 s 13 . 5 )
7
( 6 s 270 )( s 4500 )
试画出幅频波特图；中频增益Aum(dB)=?
解(1) A u ( s )
10 3 s ( s 4 . 5 )
Au ( j ) A u ( 0 )
2012-8-9
(3)写出幅频特性和相频特性的表达式
20 lg A ( )( dB )
20 lg A o 20 lg 1(
z1
) 20 lg
2
1(
z2
) 20 lg
2
1(
zm
)
2
20 lg
1(
p1
) 20 lg
2012-8-9 模电课件
(a) 在相频特性坐标找出零点的0.1z,z,10z和 极点的0.1p,p,10p位置 (b) 无原点零点或极点时 (i) 第一(非原点)的零点的0.1p或极点的0.1p 前是常数项 o 0o 平行横轴直线 纵轴原点取 o o
180
1 2
7 表达式是否是标准式？ j 10 3 4 . 5 j 1 (2)把s=jω代入标准式 7 4 .5 Au ( j ) 10 s ( 3 s 13 . 5 )
2012-8-9
A u ( s ) ( 1 )( j 1 ) 6 45 45000 j 模电课件 (6 45 s 270 )( s 4500 ) 4500
m
0
i
nm
AH ( s )
2012-8-9
Ao (1
(1 s / p1 )(1 s / p2 )
模电课件
s+ z1 ) / us Rb2 -
b’e
RL
Re
Ce
作业：P195
5.1 5.2 5.3
5.4, 5.6, 5.7 5.12
2012-8-9 模电课件
5．3 基本放大器高、低截止频率的估算
(ii) 每一零点的0.1z至10z斜率(+45o/+倍频) 直线 (iii) 每一极点的0.1p至10p斜率(- 45o /+倍频) 直线 2012-8-9 模电课件
(vi) 每一零点的10z后(+90o)平行横轴直线 (v) 每一极点的10p后(- 90o)平行横轴直线 (c)原点零点(+90o)原点平行横轴直线 极点(- 90o)平行横轴直线
s
f (ω )
lim A H ( s ) A o
s 0
f (ω )
A ( jw )
dB 高 频 响 应
模电课件
Ao
lim A H ( s ) 0
s
低 频 响 应 2012-8-9
lim A ( s ) 0
s
f (ω )
n m
s0 0
A(s ) K
z
A o lim A H ( s ) K
i 1
K
i 1
高频增益函数AH1 s lim H ( s ) (s) s/z A
当s→( s ) Ao （即 AH 0时， in 1 EC 1/sC→ ∞ ）就意味着高p 1 s / j C Rb1 Rc C2 1 频模型中的小电容开路 j 1 Cb’c 某电容耦合放大器的高频段模型存在两个独立小电 lim AH ( s ) Ao s 0 容，有一个零点z1，中频增益为Ao Rs C
(3)写出幅频特性和相频特性的表达式
幅频特性表达式
20 lg A ( )( dB )
1 4 .5
2
20 lg 11 20 lg 20 lg
20 lg 1 20 lg 45
2
1 4500
o
2
相频特性表达式
2
1(
p2
) 20 lg
2
1(
pn
)
2
o tg
tg
2012-8-9
1
1
(
z1
) tg
1
1
(
z2
) tg
1
1
(
zn
)
(
p1
) tg
(
p2
) tg
(
pn
)性曲线 (a) 在幅频特性坐标找出零点和极点的位置 (b)(无原点零点或极点时)第一零点或极点前 是常数项20lgAu(0)dB平行横轴的直线 (c) 每一零点后斜率(+20dB/+倍频) 直线 ,原点 零点过(1, 0) (d) 每一极点后斜率(-20dB/+倍频) 直线 ,原点 极点过(1, 0) (5) 根据相频特性公式画相频特性曲线
基本放大器的极点对截止频率fH、 fL 起决定作用
A ( j ) dB