第4章 放大电路的频率响应
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图5.6 R C 高通电路的频率响应 （a）幅频响应 （b）相频响应
随着f的下降，A•uH 越来越小
(2)相频响应：
L
arctg
fL f
当f>>fH 时， H 0
当f<<fH 时， H 90
R1
+
+
•
Ui
C1
•
Uo
_
_
图5.3 RC低通电路
1
•
•
AuH
U
•
o
Ui
jC1
R1
1
jC1
1
1
jR1C1
时间常数τH=R1C1，令
fH
H 2
1
2 H
1
2 R1C1
•
1
1
AuH 1 j
1 j
f
H
fH
•
幅频响应： AuH
1
2
1
f fH
相频响应：H
arc tg
f fH
（1）幅频响应：
放大倍数Au( f ) 与频率f的关系，称为幅频响应 。
相位差φ( f ) 相位差与频率f的关系，称为相频响应 。
放大电路的对数频率特性称为波特图。
2. 通频带
BW fH fL
Au 0.707AAuumm
fL
fH f Hz
图5.1 阻容耦合放大电路的幅频响应
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。
第4章 放大电路的频率响应
4.1 频率响应概述 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 集成运放的频率响应和频率补偿
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 。
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。
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
第五章
4.1.2 RC电路的频率响应
一、 高通电路
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。
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。
-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，
•
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
arc tg
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。
对数幅频特性：
Βιβλιοθήκη Baidu
20lg Au / dB
0
0.1 fH 3dB
fH 10 fH
f
20
20dB/十倍频
40
对数相频特性：
在高频段，
0.1 fH fH 10 fH
低通电路产生 0
f
0~ 90°的滞后 45º
5.71º
45º/十倍频
相移。
5.71º
90º
2. RC高通电路
+
+
C2
•
Ui
R2
•
Uo
_
_
图5.5 RC高通电路
本章教学时数： 6学时
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.如果放大电路的频率响应，应该怎么办？
•
•
AuL
Uo
•
Ui
R2
R2
1
jC2
jR2C2 1 jR2C2
时间常数τL=R2C2，令
fL
L 2
1
2 L
1
2 R2C2
j
jf
•
AuL
1
L j
fL
1 j f
L
fL
•
幅频响应：AuL
f
fL
2
1
f fL
相频响应：L
arc tg
fL f
（1）幅频响应：
j
jf
•
AuL
1
L j
fL
1 j f
L
fL
5.对于放大电路，通频带愈宽愈好吗？
6.为什么集成运放的通频带很窄？有办法展宽吗？
第五章
4.1 频率响应概念
4.1.1 频率响应的概念 1.频率响应
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 )
•
AuH
1
2
1
f fH
放大电路的对数频率特性称为波特图。
则有：
& 20lg Au 20lg
2
1
f fL
&
f fH , 20lg Au 20lg1 0 dB
&
f
f fH
20 lg Au 20 lg
H
f
& f fH 20lg Au 20lg 2 3dB
（3）低通电路的波特图
•
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
随着f的上升，H 越来越小
(3) 低通电路的波特图
•
AuH
1
2
1
f fH
当f<<fH 时，
•
AuH
1
1
2
1
f fH
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
当f<<fL 时，
f
•
AuL
fL
f
2
1
f fL
fL
当f>>fL 时，
f
•
AuL
fL
1
2
1
f fL
•
20lg AuL dB
3dB
0
-20
20dB /十倍频 程
-40
（a）
L
90o
0.01fL0.1fL
fL 10fL 100fL f H z
45o
-45o/十倍频程
（b）
0o 0.01fL0.1fL fL 10fL 100fL f H z
A u
UUOi
R
R
1
jC
1
1 1
jRC
令： fL
1 2RC
1
2 L f
j
Au
1
1 1
j L
1 1 fL jf
fL f
1 j fL
C
+
+
U i
R
U O
_
_
图 5.1.1（a)
模： A u
RC 高通电路
f
f L
f
2
1
f L
相角： 90 arctan( f )
f L
fL 称为下限截止频率
4.1.2 RC电路的频率响应 1. RC低通电路
随着f的下降，A•uH 越来越小
(2)相频响应：
L
arctg
fL f
当f>>fH 时， H 0
当f<<fH 时， H 90
R1
+
+
•
Ui
C1
•
Uo
_
_
图5.3 RC低通电路
1
•
•
AuH
U
•
o
Ui
jC1
R1
1
jC1
1
1
jR1C1
时间常数τH=R1C1，令
fH
H 2
1
2 H
1
2 R1C1
•
1
1
AuH 1 j
1 j
f
H
fH
•
幅频响应： AuH
1
2
1
f fH
相频响应：H
arc tg
f fH
（1）幅频响应：
放大倍数Au( f ) 与频率f的关系，称为幅频响应 。
相位差φ( f ) 相位差与频率f的关系，称为相频响应 。
放大电路的对数频率特性称为波特图。
2. 通频带
BW fH fL
Au 0.707AAuumm
fL
fH f Hz
图5.1 阻容耦合放大电路的幅频响应
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。
第4章 放大电路的频率响应
4.1 频率响应概述 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 集成运放的频率响应和频率补偿
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 。
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。
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
第五章
4.1.2 RC电路的频率响应
一、 高通电路
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。
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。
-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，
•
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
arc tg
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。
对数幅频特性：
Βιβλιοθήκη Baidu
20lg Au / dB
0
0.1 fH 3dB
fH 10 fH
f
20
20dB/十倍频
40
对数相频特性：
在高频段，
0.1 fH fH 10 fH
低通电路产生 0
f
0~ 90°的滞后 45º
5.71º
45º/十倍频
相移。
5.71º
90º
2. RC高通电路
+
+
C2
•
Ui
R2
•
Uo
_
_
图5.5 RC高通电路
本章教学时数： 6学时
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.如果放大电路的频率响应，应该怎么办？
•
•
AuL
Uo
•
Ui
R2
R2
1
jC2
jR2C2 1 jR2C2
时间常数τL=R2C2，令
fL
L 2
1
2 L
1
2 R2C2
j
jf
•
AuL
1
L j
fL
1 j f
L
fL
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幅频响应：AuL
f
fL
2
1
f fL
相频响应：L
arc tg
fL f
（1）幅频响应：
j
jf
•
AuL
1
L j
fL
1 j f
L
fL
5.对于放大电路，通频带愈宽愈好吗？
6.为什么集成运放的通频带很窄？有办法展宽吗？
第五章
4.1 频率响应概念
4.1.1 频率响应的概念 1.频率响应
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 )
•
AuH
1
2
1
f fH
放大电路的对数频率特性称为波特图。
则有：
& 20lg Au 20lg
2
1
f fL
&
f fH , 20lg Au 20lg1 0 dB
&
f
f fH
20 lg Au 20 lg
H
f
& f fH 20lg Au 20lg 2 3dB
（3）低通电路的波特图
•
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
随着f的上升，H 越来越小
(3) 低通电路的波特图
•
AuH
1
2
1
f fH
当f<<fH 时，
•
AuH
1
1
2
1
f fH
当f>>fH 时，
•
AuH
1
fH
2
1
f fH
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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
当f<<fL 时，
f
•
AuL
fL
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2
1
f fL
fL
当f>>fL 时，
f
•
AuL
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1
2
1
f fL
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20lg AuL dB
3dB
0
-20
20dB /十倍频 程
-40
（a）
L
90o
0.01fL0.1fL
fL 10fL 100fL f H z
45o
-45o/十倍频程
（b）
0o 0.01fL0.1fL fL 10fL 100fL f H z
A u
UUOi
R
R
1
jC
1
1 1
jRC
令： fL
1 2RC
1
2 L f
j
Au
1
1 1
j L
1 1 fL jf
fL f
1 j fL
C
+
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U i
R
U O
_
_
图 5.1.1（a)
模： A u
RC 高通电路
f
f L
f
2
1
f L
相角： 90 arctan( f )
f L
fL 称为下限截止频率
4.1.2 RC电路的频率响应 1. RC低通电路