放大电路的频率响应解读
三极管放大电路的频率响应
• GH=20lgAuH= 20lgAum-3dB • GL=20lgAuL= 20lgAum-3dB
• 故又称H点和L点为-3dB点，BW为-3dB带宽。
12
二、实际旳频率特征及通频带定义
• 中频区增益与通频带是放大器旳二个主要指标，而 且这两者往往又是一对矛盾旳指标，所以引进增益带宽 乘积来表征放大器旳性能：
16
三、RC电路旳频率响应
• 1、高通电路
• RC高通电路如图所示：
•
•
Au
UO
•
Ui
1 R R 1
jC
1 1
jRC
17
三、RC电路旳频率响应
• 式中为输入信号旳角频率，RC为回路旳时间常数，
令：
L
1 RC
1
fL
L 2
1
2
1
2RC
f
j
•
Au
1
1 L
1
1
f
L
1
fL jf
j
jf
fL
18
三、RC电路旳频率响应
• 上限截止频率ƒH定义为高频区放大倍数下降为中频区旳 1/2时所相应旳频率，即：
AuH
1 2
Aum
0.707 Aum
• 同理，下限截止频率ƒL为：
AuL
1 2
Aum
0.707 Aum
• 通频带为：
BW= ƒH- ƒL ƒH
11
二、实际旳频率特征及通频带定义
• 上、下限截止频率所相应旳H点和L点又称为半功率点 （因为功率与电压平方成正比）。
15
三、RC电路旳频率响应
• 与耦合电容相反，因为半导体管极间电容旳存在， 对信号构成了低通电路，即对于频率足够低旳信号相 当于开路，对电路不产生影响；而当信号频率高到一 定程度时，极间电容将分流，从而造成放大倍数旳数 值减小且产生相移。
放大电路频率响应
放大电路频率响应放大电路频率响应是指放大电路对输入信号频率的响应程度。
在实际应用中，我们通常会使用放大电路来放大特定频率范围内的信号。
因此，了解和研究放大电路的频率响应对于电子工程师来说至关重要。
1. 频率响应的定义放大电路的频率响应是指输出信号的幅度和相位与输入信号幅度和相位之间的关系。
频率响应通常以幅频特性和相频特性来描述。
幅频特性表示了放大电路在不同频率下的增益变化情况，而相频特性则表示了输出信号与输入信号之间的相位差随频率变化的情况。
2. 低频放大电路的频率响应低频放大电路通常是指对低频信号进行放大的电路，如音频放大器。
在低频范围内，放大电路的增益通常是比较高的，且相位差变化较小，可以近似认为是线性的。
因此，在低频范围内，放大电路的频率响应一般是比较平坦的。
这也是为什么音频放大器可以将输入信号的音频频率范围放大到可听的范围。
3. 高频放大电路的频率响应高频放大电路通常用于对高频信号进行放大，如射频放大器。
在高频范围内，放大电路的增益会随着频率的增加而下降，并且相位差也会随之变化。
这是因为高频信号的传输特性会受到电感、电容和电阻等因素的影响。
因此，在设计和应用高频放大电路时，需要考虑这些因素，以获得所需的频率响应。
4. 频率响应测量与分析为了准确测量和分析放大电路的频率响应，常用的方法包括频率响应曲线测量和Bode图分析。
在频率响应曲线测量中，会对放大电路输入不同频率的测试信号，然后测量输出信号的幅度和相位差。
通过将这些数据绘制成曲线，可以得到放大电路在不同频率下的频率响应特性。
而Bode图则将频率响应的幅度和相位差以对数坐标的形式绘制出来，更直观地反映了放大电路的频率响应情况。
总结：放大电路的频率响应对于实际应用具有重要意义。
了解放大电路的频率响应可以帮助我们选择适合的放大电路来满足特定的需求。
通过频率响应测量和分析，我们可以更好地研究和设计放大电路，以实现所需的频率响应特性。
放大电路中的频率响应分析
放大电路中的频率响应分析频率响应是指电路对不同频率信号的响应程度，它描述了一个电路在不同频率下的增益和相位关系。
在放大电路中，频率响应分析十分重要，可以帮助我们了解电路的放大特性及其在不同频率下的表现。
本文将对放大电路中的频率响应进行详细的分析和探讨。
1. 引言在电子电路设计中，信号的放大是一项基本且必要的技术。
而放大电路的频率响应对信号的增益和相位有着重要的影响。
了解和分析放大电路的频率响应可以帮助我们优化电路设计，达到更好的信号放大效果。
2. 频率响应的定义与意义频率响应是指电路对不同频率信号的放大或衰减程度。
可以用增益-频率特性曲线来描述。
频率响应分析有助于我们了解电路的放大范围和频率范围内的增益情况。
3. 放大电路中的频率响应特性不同类型的放大电路，其频率响应特性存在差异。
接下来我们将讨论常见的放大电路的频率响应特性。
3.1 集成放大器的频率响应集成放大器是一种常见的放大电路。
在低频范围内，集成放大器的增益较高，但在高频范围内会出现增益下降的情况。
这是因为集成放大器的极点和零点的存在。
3.2 增强型共射放大器的频率响应增强型共射放大器的频率响应特性会受到电容的影响。
输入和输出的电容以及内部电容会对频率响应产生影响，因此在高频范围内，增强型共射放大器的增益会下降。
4. 频率响应分析方法在分析放大电路的频率响应时，我们可以使用频谱分析或者特定频率点响应分析的方法。
频谱分析可以得到整个频率范围内的响应情况，而特定频率点响应分析则可以更详细地了解某个特定频率下的放大情况。
5. 频率响应优化策略为了优化放大电路的频率响应，我们可以采取一些策略。
比如使用补偿电容来提高高频增益，调整电容和电感的数值以改变频率响应特性等。
6. 实例分析在这一节中，我们将以具体的实例来分析和展示频率响应的影响。
通过实际的测量数据，我们可以更直观地观察到频率响应曲线的变化。
7. 结论频率响应是放大电路分析中的重要内容。
通过频率响应分析，可以帮助我们深入了解电路的放大特性和响应情况。
模电：放大电路的频率响应-用人话解释什么是频率响应
模电：放⼤电路的频率响应-⽤⼈话解释什么是频率响应⼀：1.什么是频率响应？⼀句话解释：频率响应就是频率和放⼤系数的关系。
由于⼀些元件的作⽤，信号的频率过⾼或者过低，都会导致这个放⼤电路的放⼤倍数改变，同时信号的相位也会改变，超前或者滞后。
在⼀个放⼤电路⾥，信号的频率会影对于任何⼀个具体的放⼤电路都有⼀个确定的通频带，因此在设计电路时，必须要⾸先了解信号的频率范围，以便使所设计的电路具有适应该信号频率范围的通频带。
响这个放⼤电路的放⼤系数。
这两者之间有⼀个函数关系。
2.耦合电容、下限频率、⾼通电路第⼀个问题：什么是耦合电容？耦合电容就是指的两个信号直接通过⼀个电容连接。
如图所⽰，电容连接在uo和ui之间。
在这样的连接⽅式之下，电容可以通过频率⾼的信号，当频率降低到⼀定程度后，将会阻⽌他的通过，导致放⼤倍数下降。
所以这样的电路是⼀个⾼通电路，可以通过⾼频率的信号，⽽频率的下限就是下限频率。
如图所⽰：3.同理，我们来讨论⼀下低通电路，极间电容，上限频率⾸先先解释⼀下极间电容：指的是两个电源电极（+，—）之间的电容。
如图：这样的连接⽅式导致了他只能通过低频率的信号，当频率慢慢增加到⼀个⾼频率的信号后，就会被截⾄。
因此，他有⼀个上限频率。
还有⼀个概念：传输特性。
指的是输出⽐上输⼊。
输出和输⼊的关系化简得到的式⼦：需要交代的是：Fl 和 Fh 分别指的是下限截⽌频率对应⾼通电路，反之亦然。
两者都是取的相位偏移45°时的值。
式⼦之间的R指的是从电容端⼝看进去的戴维南等效。
⼆：波特图⼀句话简单理解：波特图就是上⾯那两种图。
额外做了⼀点变换。
⾄于是什么变换？⾸先：上⾯的图是来⾃于Au 和 f 的函数式。
这个变换就是对这个函数左右两边取对数。
变换后的式⼦就是：把⼀个线性的变量，变成了对数。
可以看出，当f=fl 的时候，这个函数值肯定⼩于0, 算出来是3 当信号频率等于下限频率 fL 或上限频率 fH 时,放⼤电路的增益下降 3 dB,且产⽣+ 45°或 - 45°相移。
第五章 放大电路的频率响应
1 fH 2 RC
1 fL 2 RC
当信号频率等于上（下）限频率时，放大电路的 增益下降3dB，且产生±45°相移
近似分析时，可用折线化的波特图表示电路的频 率特性
一个电容对应的渐进线斜率为20dB/十倍频
简单 RC 电路的频率特性
Ui
•
R C
Uo
•
Ui
•
C R
Uo
•
RC 低通电路
RC 高通电路
Au
• |Au |
1 0.707
1 f 1 j fH
1 0.707
Au
1 fL 1 j f
|Au |
fL
f
•
O
fH f
f
O
O –45° –90°
90° 45° O
f
研究频率响应的方法 (1) 三个频段的划分 1) 中频区(段) 特点:Aus与f无关
与f无关
5.4 单管放大电路的频率响应
本节以单管共射电路为例，介绍频率响应的一般 分析方法。
5.4.1 单管共射放大电路的频率响应
1、画出全频段的微变等效电路
+VCC RB C1 + . Ui VT RL . Uo RC C2 + + . Ui _ RB rb′e
C1
rbb′ . gmUb'e Cπ′
C2 + RC . RL U o _
R
fL
L 1 1 下限截止频率 2 2 2 RC
Au பைடு நூலகம்
1
L 1 j
1 fL 1 jf
f j fL f 1 j fL
1、RC高通电路的频率响应
第3章 放大电路的频率响应
例2
已知某电路电压放大倍数为：
( f ) A 100 f (1 j 3 ) 2 10
画出其幅频波特图。
例3
已知某放大电路的波特图如图所示，填空：
| |A um
| （1）电路的中频电压增益 20 lg | A um
（2）电路的下限频率fL≈
| / dB 20 lg | A u
e U b e 为加在发射结上的电压； gmU be 表示发射结电压对集电 b e 引起 I c 的大 极电流的控制作用，其中，gm称为跨导，U 小，表示发射结电压转变为集电极电流的能力。 rb′c很大（集电极反偏），rce也很大，可视为开路。
二、混合 参数与 h 参数的关系
j ( f ) ( f ) ( f ) Au Au ( f ) e A u
电压放大倍数的幅值和相角都是频率的函数。
( f ) ：幅频特性 A u
( f )：相频特性
典型的单管共射放大电路的幅频特性和相频特性： Aum 0.707Aum BW O fL fH f f
小，低频信号不能通过。
对数相频特性 fL 由式 arctan( ) 可得，
f
f f L 时， 0; f f L 时， 90; f f L 时， 45
90º 45º 0
误差 5.71º 45º/十倍频
5.71º 0.1 fL fL 10 fL f
A u
135º 225º
0 90º
180º 270º 图 3.1.1
3.1.2
Aum 0.707Aum
A u
下限频率、上限频率和通频带
BW
图 3.1.1 放大电路在中频段的电压放大倍数为中频电压放大倍数。 下限频率fL ：电压放大倍数下降0.707Aum时相应的低频频率。 上限频率fH ：电压放大倍数下降0.707Aum时相应的高频频率。 通频带BW ：上限频率和下限频率之间的频率范围。即
放大电路的频率响应
20 lg A V (dB)
0dB ； 称之为波特图。 ①当 f 0.1 f H 时， 20 lg A V 3dB ； ②当 f f 时， 20 lg A
H V
20 dB ； ③当 f 10 f H 时， 20 lg A V
0.01fH
低通电路的相频特性曲线 fH 称之为上 f arctan 限截止频率 f H （上限频率） ①当f 0.1 f H 时， 0o； ②当f f H 时， 45o； ③当f 10 f L时， 90o
极间电容的存在，
耦合电容的存在，对
对信号构成了低通电
路，即对频率足够低
信号构成了高通电路，
即对频率足够高的信号
的信号相当于开路，
对电路不产生影响。
相当于短路，信号几乎
无损耗地通过。
U i
U o
U i
U o
一. 频率响应的基本概念
1.RC高通电路的频率响应 图中：
V i V o
1 AV ( ) 2 f 1 f H f ( ) arctan f H
幅频特性
相频特性
( ) A V
1 f 1 f H
2
幅频特性
f ( ) arctan f H
gm U be rbe UT 将 rbe 1 代 入 g m， 有 : IE I b
IE gm UT
3.确定混合π 模型的主要参数： 混合π模型
Cbc I Cbc
h参数模型 b
U ce
ib
ic βib
放大电路的频率响应
Ri
带负载时： Ausm
rb'e Ri [ g m ( Rc ∥ RL )] Rs Ri rbe
rb'e Ri ( g m Rc ) Rs Ri rbe
Ri Rb∥Rbe
空载时：
Ausmo
2. 低频电压放大倍数
高通电路
jf Au
Ausm Ausm ( j f f L ) Ausl 1 f L (jf ) 1 j f fL
2. 混合π模型的单向化（简化电路分析）
k
U ce
' g m RL
U b 'e
' Cμ (1 k )Cμ
k 1 同理可得，C Cμ k
'' μ
3. 晶体管简化的高频等效电路
为 么 考 什 不 虑
C？
'' μ
rbb'、Cμ可从手册查得
0 I b g mU b'e g m I b rb'e gm
场效应管的高频等效模型以及场效应管放大器的频率响应 同理分析可得!----请同学们自习之
本章要求：
1、理解概念及特性： 高通、低通电路，波特图，上限、下限频率，通频带。
2、单极电路的定性分析和定量计算，能画出波特图。
3、多级电路频响特性的定性分析。 4、能根据波特图求电路的频率参数和电压放大倍数。
0
rb'e
UT rb'e (1 0 ) I EQ
' ' Cπ Cπ Cμ
I EQ UT
二、场效应管的高频等效模型
' ' Cgs Cgs (1 g m RL )Cgd
多级放大电路的频率响应
稳定性判据
劳斯稳定判据
通过计算系统的极点和零点，判断系 统是否稳定。如果所有极点都位于复 平面的左半部分，则系统稳定。
奈奎斯特稳定判据
通过分析系统的频率响应，判断系统 是否稳定。如果系统的频率响应在所 有频率下都不产生负相角，则系统稳 定。
相位裕度的概念
相位裕度是衡量系统稳定性的一个重要参数，表示系统在特 定频率下相位滞后或超前的程度。
重要性及应用领域
重要性
频率响应决定了放大电路的应用 范围，良好的频率响应可以提高 信号质量，扩大电路的应用领域 。
应用领域
多级放大电路的频率响应在通信 、雷达、音频处理、控制等领域 有广泛应用。
02
多级放大电路的基本概念
放大电路的级联
多个放大电路按照一定的方式连接起来，形成一个整体，实现信号的逐级放大。 级联的方式可以是串联、并联或串并联混合。
详细描述
负载阻抗的大小决定了放大电路的输出阻抗匹配。当 负载阻抗与放大电路输出阻抗不匹配时，会产生信号 反射和能量损耗，导致频率响应的畸变。此外，负载 阻抗还会影响放大电路的带宽和稳定性。
总结词
环境因素对多级放大电路的频率响应具有重要影响。
详细描述
环境因素包括温度、湿度、电磁干扰等， 这些因素会影响放大电路中元件的参数 和性能，从而影响频率响应。例如，温 度变化会导致元件参数发生变化，进而 影响放大电路的增益和带宽。电磁干扰 会导致信号失真和噪声增加，影响频率 响应的稳定性。因此，在设计和应用多 级放大电路时，需要考虑环境因素的影 响，采取相应的措施进行优化和控制。
负反馈能够减小多级放大电路中的非 线性失真，提高信号的保真度，从而 改善频率响应。
扩展带宽
负反馈能够扩展多级放大电路的带宽， 使其在更宽的频率范围内保持稳定的 性能。
放大电路的频率响应
第五章
一,概述
放大电路的频率响应
在放大电路中, 在放大电路中,由于电抗元件以及晶体管极间 电容的存在,当输入信号的频率过低或过高时, 电容的存在,当输入信号的频率过低或过高时, 不但放大倍数的数值会变小,而且还将产生超前 不但放大倍数的数值会变小, 或滞后的相移.这说明放大倍数是信号频率的函 或滞后的相移.这说明放大倍数是信号频率的函 数,这种函数关系称为频率响应或频率特性. 这种函数关系称为频率响应或频率特性 频率响应或频率特性.
二,频率响应的基本概念
1. 高通电路 及频率响应
电路中耦合 电容, 电容,旁路 电容的影响. 电容的影响.
第5章
2. 低通电路 及频率响应
晶体管极间 电容, 电容,寄生 电容的影响. 电容的影响.
3. 波特图
第5章
用对数坐标画频率特性曲线.由对数幅频特 用对数坐标画频率特性曲线.由对数幅频特 和对数相频特性组成. 相频性组成 性和对数相频特性组成.
注意: 注意:
低频段A 下降且产生相移, 低频段Au下降且产生相移,主要受耦合电 旁路电容的影响. 容,旁路电容的影响. 高频段A 下降且产生相移, 高频段Au下降且产生相移,主要受晶体管 极间电容,电路中寄生电容的影响. 极间电容,电路中寄生电容的影响.
�
幅频 特性
相频 特性
图5.1.3 高通电路与低通电路的波特图
三,单管共射放 大电路的频 率响应
中频电压 放大倍数 单管共射放大电 路及其等效电路
通频带: 通频带: fbw=fH-fL, fL:下限截止频率 fH:上限截止频率
增益带宽积:中频增 增益带宽积: 益Ausm与通频带fbw的乘 积,即|Ausmfbw|.
放大电路的频率响应A
低频响应特性
低频增益
低频时放大电路的增益大小，通常 以电压放大倍数表示。低频增益决 定了电路对低频信号的放大能力。
相位偏移
低频信号通过放大电路后，输出信 号与输入信号之间的相位差。相位 偏移会影响信号的合成与处理。
噪声系数
低频时放大电路的噪声与输入 信号之间的比值，反映了电路 的噪声性能。
稳定性
低频时放大电路的工作稳定性，包 括输入输出阻抗、反馈系数等，影
放大电路频率响应的重要性
在通信、雷达、音频处理等领域，信 号的频率成分往往非常重要，因此放 大电路的频率响应对这些领域的应用 具有重要意义。
频率响应的好坏直接影响到信号的质 量和系统的性能，因此对放大电路的 频率响应进行研究和优化是必要的。
02
放大电路的基本原理
放大电路的组成
01
02
03
输入级
逼真。
通过选用适当的放大器件、 合理设计电路参数和采用适 当的反馈方法，可以改善放
大器的频率响应特性。
例如，采用多级放大电路、加 入滤波电路和调整反馈电阻等 元件参数，可以有效提升音频
放大器的性能。
无线通信系统中的放大电路频率响应设计
1
在无线通信系统中，信号的传输频率范围广泛， 因此对放大电路的频率响应要求较高。
2
为了确保信号的完整性和通信质量，需要对放大 电路的频率响应进行精确设计和优化。
3
这包括选择适当的放大器件、匹配电路元件参数 和采用适当的反馈策略，以满足不同频段信号的 放大需求。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
高频信号放大电路的频率响应特性分析
高频信号放大电路的频率响应特性分析对于通 信、雷达和微波等领域具有重要意义。
由于高频信号的传输特性和电路参数的变化规 律较为复杂，因此需要深入分析放大电路在不 同频率下的响应特性。
第4章 放大电路的频率响应讲解
4.1.1
Av
1 2
Avm
0
Avm BW
RB RC
VCC C2
频 率
f C1
T
特
fL
fH
vs
RL vo 性 的
f 0
基
b Ib
b'
rbb'
Vbe
Vb'e
rb'e
Cb'c
Cb'e g V m b'e
Ic c
rce Vce
本 概 念
e
三、工作频段、截止频率和通频带
A( j) Y ( j) A()e j()
本
X ( j)
概
A() : 幅频响应 () : 相频响应
念
三、工作频段、截止频率和通频带
4.1.1
Av 1 2 Avm
0
低频段
fL
Avm BW
中频段
f fH
频 高频段 率
特 性 的 基 本
概
念
f 0
三、工作频段、截止频率和通频带
2
1
H
析 方 法
二、几种典型电路的波特图
4.1.2
1、一阶RC低通网络
频
率
A()
1
特
1 ( / H )2
性 的
分
析
方
ωH
ω
法
一阶低通的幅频响应
4.1.2
1、一阶RC低通网络
频
20lg A() 20lg
1
H
2
率 特 性
H时， 20 lg A() 0dB
第5章 放大电路的频率响应
)
• 令
1 f H 2RC '
A
.
.
ush
A
.
.
usm
1 f 1+ j fH
20lg A
o
.
ush
=20lg f
A usm
20 lg 1 (
f
f
)2
H
180 arctg
f
H
四.波特图
A
.
us
A
.
j .
usm j ) fH fL f
f
.
.
Xc '
U b 'e
.
Ic
.
Xc . . U b 'e (1 K) (1 K) . X c c' (1 K)c (1 K )c U b 'e
.
.
. c' c (1 K)c
. (K 1) c'' . c K
26(mV) r b'e (1 ) IEQ (mA)
. . . .
A
.
usm
U U
.
o
U .U
i
b 'e
s
U U U (R ' R // R
s i b 'e L C
.
.
.
U
.
o
R R r
s i L
R
i
. r b ' e .(g
be
m
R' )
L
)
第15讲放大电路的频率响应
R rb'e ∥(rbb Rb ∥ Rs )
.
.
Au
RL Uo
1
Aush
U U
o s
U U
' s
s
U C'π
U
' s
U o U C'π
Ri rb'e Rs Ri rbe
j C'π
R
1
j C'π
(gm RL' )
A ush
U U
o s
Ausm 1 j f
fH
1
1
fH
2π
RC
' π
2π [rb'e ∥(rbb' Rb ∥ Rs )]C'π
e
(Re ∥ rbe
Rs ∥ Rb1 ∥ Rb2
1
)Ce
很小！
Cπ' [ rb'e ∥( rbb' Rs ∥ Rb1 ∥ Rb2 )]Cπ'
fL1 1 (2π1)
fL2 1 (2π 2 )
fL3 1 (2π e )
fH
1
(2
π
C
' π
)
Au Aum (1 jf
j3 f 3 fL1 fL2 fL3 fL1)(1 jf fL2)(1 jf fL3)(1 jf
3、高频电压放大倍数：高频段频率响应分析
A ush
U U
o s
Ausm 1 j f
fH
1 f H 2π [rb'e ∥ (rbb' Rb ∥ Rs )]C'π
20 lg
Aush
20lg Aum
第五章 放大电路的频率响应
第五章 放大电路的频率响应5．1 频率响应概述一、频率响应的定义1．定义我们已在2.1放大电路主要性能指标中“通频带”中，讲过频率响应的定义。
现重新定义。
由于放大电路中具有电抗元件（电容、电感）和晶体管、场效应管存在极间电容。
它们对输入信号中的不同频率成分所呈现的电抗不同，从而，使放大电路对输入的不同频率成分的放大倍数的数值和相移角不同，即放大电路的放大倍数与输入信号的频率有关。
为此，引入频率响应，定义如下：（放大）电路的放大倍数与信号频率之间的关系，称为（放大）电路的频率响应，又叫频率特性。
一般考查电压放大倍数。
即∙A u (f)=∣∙A u ∣(f)·∠ϕ u (f)2.幅频特性放大倍数的大小（模）与信号频率之间的关系∣∙A u ∣(f)，称为幅频特性。
3．相频特性放大倍数的相移角（输出电压与输入电压之间的相位差角）与信号频率之间的关系∠ϕ u (f)，称为相频特性。
二、RC 电路的频率响应1． RC 高通电路图5－1－1 RC 高通电路（1）电压放大倍数∙A u ＝i ∙∙U U o ＝∙∙+i i U C j 1R R U ω=C j 1R R ω+=RC j 111ω+式中ω为输入信号的角频率。
由式可见，ω不同时∙A u 的模∣∙A u ∣值不同，∙A u 的相移角ϕu 也不同。
整理上式：令τ＝RC ，ωL =τ1＝RC1，则f L =πω2L =RC 21π 将ωL 代入上式，得：∙A u ＝ωωj 11L+＝jf f 11L +＝jf f j -11L 2=f f j 11L -＝)f f j 1)(f f j -(1ff j 1L L L ++ ＝2L L )f f (1f f j1++＝2L )f f (11+＋j 2L L )f f (1f f + (2) 频率响应特性曲线① 幅频特性∣∙A u ∣＝22L L 22L ))f f (1f f ())f f (11(+++＝22L 2L ))ff (1()f f (1++ =2L )ff (11+ 由式可见，f 越低时∣∙A u ∣就越小；f 越高时∣∙A u ∣就越大；当f>>f L 时。
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1 Av 1 ( f
f0 fH
fH
)2
1 2RC
• 由以上公式可做出如图所示的RC低通电路的近似频 |Au | 1 率特性曲线： 0.707
Av 1 1 ( f fH )
2
f arctg(
) fH
O O –45 –90
fH f
f
f 0 时, Au 1 ； 0
U be
(b)混合 模型
混合 模型的简化 (a)简化的混合 模型
Cμ 跨接在输入与输出回路之间，电路分析变得相当复杂。 常将Cμ 等效在输入回路和输出回路，称为单向化。单向 化靠等效变换实现。
因为Cπ ＞＞ Cu ，且一般情况下。 Cu 的容抗远大于集电 // 极总负载电阻R／Ｌ，Cu 中的电流可忽略不计，得简化模 型图（C）。
当 f =fH 时，相频特性将滞后45°，并具有 -45/dec的斜率。在0.1 fH 和10 fH处与实际的相频 特性有最大的误差，其值分别为+5.7°和－5.7°。 这种折线化画出的频率特性曲线称为波特图，是 分析放大电路频率响应的重要手段。
RC高通电路
RC高通电路如图所示。 & 为： 其电压放大倍数 A v • • Uo R 1 Au • U i R 1 / j C 1 1/j RC 式中
U be
混合π模型
(a)晶体管的结构示意图
I b0 ，这是因为β本身 这一模型中用 g m V b'代替 e 就与频率有关，而gm与频率无关。
.
.
2、简化的混合 模型 通常情况下， rce远大于 c--e 间所接的负载 电阻，而 rb/c也远大于Cμ 的容抗，因而可 认为rce和rb/c开路。
小结
（1）电路的截止频率决定于电容所在回 路的时间τ 常数，即决定了fL和fH。
（2）当信号频率等于fL或fH放大电路的增益 下降3dB，且产生+450或-450相移。 （3）近似分析中，可以用折线化的近似波 特图表示放大电路的频率特性。
4.5.2．晶体管的高频等效模型 1. 晶体三极管的混合 型等效电路
1 1 L 。 RC
RC 高通电路
f j fL
下限截止频率、模和相角分别为
1 f0 fL 2RC
f 1 j fL
f / fL Av 90o arctg( f f ) L 1 ( f )2 fL
由此可做出如图所示的RC高通电路的近似频率特 性曲线。
f / fL Av f 1 ( )2 fL
补充：RC电路的频率响应
• RC低通电路 • RC高通电路
RC低通电路
RC低通电路如图所示。
R + . Vi C + . Vo -
其电压放大倍数(传递函数)为
1 1 jC & Au RC低通电路 1 1 j RC R jC & 的模、上限截止频率和相角分别为 式中 0 1 1 。 A v
•
1 f f H 时， Au 0.707； 45 2
•
f fH 时， Au 0 ； 90
•
RC低通电路的频率特性曲线
波特图
RC低通电路的频率特性曲线
幅频特性的X轴和Y轴都是采用对数坐标, fH 称为上限截止频率。当 f≥fH 时，幅频特性将以十 倍频20dB的斜率下降，或写成-20dB/dec。在 f =fH 处的误差最大，有－3dB。
这些统称放大电路的频率响应。
幅频特性偏离中频值的现象称为幅度频率失真; 相频特性偏离中频值的现象称为相位频率失真。
放大电路的幅频特性和相频特性，也称为 频率响应。因放大电路对不同频率成分信号的 增益不同，从而使输出波形产生失真，称为幅 度频率失真，简称幅频失真。放大电路对不同 频率成分信号的相移不同，从而使输出波形产 生失真，称为相位频率失真，简称相频失真。 幅频失真和相频失真是线性失真。
电路中存在着电抗器件是影响频响的主要因 素，研究频率响应实际上是研究电抗元件的存在， 对放大器放大倍数的影响。
当f低时，主要是耦合电容、旁路电容起作用。 当f高时，主要是PN结电容起作用。
产生频率失真的原因是: 1.放大电路中存在电抗性元件，例如 耦合电容、旁路电容、分布电容、变压 器、PN结电容、分布电感等; 2.三极管的()是频率的函数。 在研究频率特性时，三极管的低频小信号 模型不再适用，而要采用高频小信号模型。
放大电路的频率特性包括两部分： 幅频特性是描绘输入信号幅度 幅度频率特性
相位频率特性
固定，输出信号的幅度随频率变化 而变化的规律。即 &o / V &∣= &∣= ∣V ∣A f ( ) i
相频特性是描绘输出信号与输入 信号之间相位差随频率变化而变化 的规律。即 & ∠V &o ∠V &i f ( ) ∠A
4.5 放大电路的频率特性
[问题提出]
前面所讲述的均以单一频率的正弦信号来研 究，事实上信号的频率变化比较宽（例如声音信 号、图象信号），对一个放大器，当Ui 一定时，f 变化 Uo变化，即Au=Uo/Ui 变化，换句话说： Au与f有关。 为什么Au与f有关呢？什么是频率响应？ 频率响应：指放大器对不同频率的正弦信号 的稳态响应。其表示方法： & v = Av(f) Φ(f) A 其中 Av(f) 为幅频响应、Φ(f)为相频响应。
V ce 0的等效电路
// //
简化混合 模型的简化 (b)单向化后的混合 模型
简化混合 模型的简化 (C) 忽略C／／μ 的混合 模型
电流放大系数β的频响
从物理概念可以解释随着频率的增高,β 将下降。因为
& I & c & I b
& 0 V ce
Vce 0 是指在 VCE一定的条件下, 在等效电路中可将 CE间交流短路，
f 10 fL f = fL
f 90 arctg(
o
fL
)
20lg|Au| = 0 dB
0
20lg|Au| = 20lg0.7071 = 3 dB 20lg|Au| = 20lg f / fL
45
f 0.1 fL
90
波特图
RC高通电路的近似频率特性曲线