第4章 放大电路的频率响应 chd剖析

(3) 低通电路的波特图
•
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
1
f fH
2
当 f fH ,时， 20lg Au 20lg1 0 dB
f 当 f fH 时， 20lg Au 20lg
H
f
当 f fH 时， 20lg Au 20lg 2 3dB
fL f
（1）幅频响应：
j
jf
•
AuL
1
L j
fL
1 j f
L
fL
当f<<fL 时，
f
•
AuL
Leabharlann Baidu
fL
f
2
1
f fL
fL
当f>>fL 时，
f
•
AuL
fL
1
2
1
f fL
•
20lg AuL dB
3dB 0
0.1fL fL
10fL 100fL
f Hz
-20
20dB/十倍频程 -40
（a） L 90o
f Hz
-45o
-45O/十倍频程
-90o （b）
图5.4 R C 低通电路的频率响应
随着f的（a上）幅升频响，应 越来越小 （A•ubH）相频响应
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
45o
-45o/十倍频程
0o
0.01fL 0.1fL fL 10fL 100fL （b）
f Hz
随着f的下降，
•
AuL
越来越小
(2)相频响应：
L
arc tg
fL f
当f>>fH 时， H 0
当f<<fH 时， H 90
当f
=
fH
时， H
45O
可以利用RC高通电路来模 拟放大电路的低频响应。
•
2
20lg Au
20lg
1
fL f
则有：
当 f fL 时， 20lg Au 0 dB
当
f
fL 时， 20lg
A u
20 lg
fL f
20 lg
f fL
当 f fL 时， 20lg Au 20lg 2 3dB
对数幅频特性：
20lg Au / dB
实际幅频特性曲线：
0
0.1 fL fL 10 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？
4.1 频率响应概念
4.1.1 频率响应的概念 1.频率响应
•
Au
Uo ( j) Ui ( j)
2. 通频带
BW fH fL
中频区：各种电容的影响均忽略不计，(即耦合C和旁路C足 够大，1/ωc≈0，视为短路；PN结C足够小，1/ωc≈∞，视为 开路)Au基本上不随信号 频率而变化，保持常数。 低频区：耦合电容和E极旁路电容的影响（1/ωc≠0 ），使 Au下降； 高频区：极间电容和接线电容的影响（1/ωc≠0 ）， 使Au下降。
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？
（3）低通电路的波特图
20lg Au / dB
对数幅频特性：
0
0.1 fH fH 10 fH
f
3dB
20
20dB/十倍频
对数相频特性： 40
在高频段，
0.1 fH fH 10 fH
低通电路产生
0
0~ 90°的滞后
45º
5.71º
45º/十倍频
f
相移。
5.71º
90º
2. RC高通电路
+
+
•
Ui
C2 R2
3.幅度失真和相位失真
放大器使不同频率的信号得到不同的放大，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 。
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。
4.1.2 RC电路的频率响应 1. RC低通电路
20lg AuL dB
3dB 0
0.1fL fL
10fL 100fL
f Hz
-20
20dB/十倍频程 -40
（a） L 90o
45o
-45o/十倍频程
0o
0.01fL 0.1fL fL 10fL 100fL （b）
f Hz
随着f的增大， L 越来越小
(3) 高通电路的波特图
•
AUL
1
2
1
fL f
f
3dB
20
高通特性：
20dB/十倍频
40
图 5.1.3(a) 幅频特性
当 f ≥ fL(高频)， Au 1 当 f < fL (低频)， Au 1
R1
+
+
•
Ui
C1
•
Uo
_
_
图5.3 RC1低通电路
•
•
AuH
Uo
•
Ui
jC1
R1
1
jC1
1
1
jR1C1
时间常数τH=R1C1，令
1
H
（转折频率）
R1 C1
fH
H
2π
1
2π H
1 2πR1C1
•
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
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 。
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
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
随着（af）的幅频上响升应 （，b）相H频响越应 来越大
f fH
（1）幅频响应：
•
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
•
Uo
_
_
图5.5 RC高通电路
•
•
AuL
Uo
•
Ui
R2
R2
1
jC2
jR2C2 1 jR2C2
时间常数τL=R2C2，令
L
1
R2C2
（转折频率）
fL
L 2
1
2 L
1
2 R2C2
j
jf
•
AuL
L
1 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