第三章 放大电路的频率特性(频率响应)

以单级阻容耦合放大电路（共射）为例： （1）中频区 flu＜f＜fH的区域称为中频区。 I （2）低频区 f＜fL的区域称为低频区。 C 1 （3）高频区 f＞fH的区域称为高频区 + + U
1
+ V CC
ie R b1 IB T ie R b2 Re Rc
+
B
C2 UE Ce
+
uO R L
I2
1、RC高通电路的波特图 RC高通电路的波特图 低频区的对数频率特性） （低频区的对数频率特性） 电路图见书159 159页 （电路图见书159页） 2、RC低通电路的波特图 RC低通电路的波特图 高频区的对数频率特性） （高频区的对数频率特性） 电路图见书161 161页 （电路图见书161页）
ui
│Au│ │Au0│ 0.7│Au0│
-
-
0
fL
fH
f
通频带： 二、 通频带： 表示放大电路对不同频率输入信号的响应能力 。 中频电压放大倍数A 下降到0 707A 中频电压放大倍数 Aum 。 下降到 0.707Aum 时 ， 相应的低 频频率和高频频率分别称为下限频率f 和上限频率f 频频率和高频频率分别称为下限频率 fl 和上限频率 fh。 fbw=fh-fL BW=fh-fl 重要技术指标之一。 见书156 156页 重要技术指标之一。 见书156页，相频特性 三、 频率失真 如果放大电路的通频带不够宽， 如果放大电路的通频带不够宽 ， 则对信号中各种 频率成分的放大倍数和附加相移会发生变化， 频率成分的放大倍数和附加相移会发生变化 ， 使输出 信号波形产生失真，通称频率失真。 信号波形产生失真，通称频率失真。 如果放大倍数的值随频率而变， 如果放大倍数的值随频率而变 ， 由此产生的波形 产生失真,通称幅频失真。 产生失真,通称幅频失真。 如果相位差的值随频率而变 由此产生的波形产生失真,通称相频失真。 ，由此产生的波形产生失真,通称相频失真。
3．4多极放大电路的频率响应 ． 多极放大电路的频率响应
一、 幅频特性和相频特性 Au=Au1*Au2*---*Aun 幅频20lgAu=20lgAu1+20lgAu2+。。。 。。。+20lgAun 幅频 。。。 相频ϕ ϕ ϕ 。。。 。。。+ϕ 相频ϕ=ϕ1+ϕ2+。。。 ϕn 多极放大电路的对数增益等于其各极对数增益的代 数和。 数和。多极放大电路总的相位移也等于其各极相位移的代 数和。 数和。 所以，绘制多极幅频，相频特性时， 所以，绘制多极幅频，相频特性时，只要在同一横坐 标下分别叠加起来就可以了。 标下分别叠加起来就可以了。 二、 多极放大电路的上限频率和下限频率
3．2 三极管的频率参数 ．
三极管电流放大系数β也是频率的函数， 三极管电流放大系数 也是频率的函数，主要 也是频率的函数 受结电容的影响。 受结电容的影响。 频率参数用来表示管子对不同频率信号的电 流放大能力。 流放大能力。 β=β0/1+（f/fβ） （ β0 是三极管低频时的共射电流放大系数 ， fβ为三 是三极管低频时的共射电流放大系数， 极管的β值下降至 值下降至0.707β0时的频率。 时的频率。 极管的 值下降至 电路图见书165页） （电路图见书 页
划分为三个区域 与无线信号频段划分含义不同）讨论： （与无线信号频段划分含义不同）讨论： 1、中频区 ： 是特性曲线的平坦部分 ， 在该区域 、 中频区：是特性曲线的平坦部分， 内电压放大倍数A 和相位差ϕ 内电压放大倍数 um和相位差ϕ（=-180 ）不随频率变 这时由于在此中频区范围内， 化 。 这时由于在此中频区范围内 ， C1 、 C2的容抗 的容抗 X’C 很小，可视为短路；而 Cbc和Cbe 的容抗 C很大 很小，可视为短路； 的容抗X” 可视为开路，均对信号无影响。 可视为开路，均对信号无影响。 2、 低频区 （ <几十赫兹 ） ： 这时 C 的容抗仍 几十赫兹） 这时X” 、 低频区（ 几十赫兹 很大，可忽略， 容抗随频率下降而变大， 很大，可忽略，X’C 容抗随频率下降而变大，承受了 一部分信号电压， 因此电压放大倍数随信号频率下 一部分信号电压 ， 降而减小。 高通电路，附加相移最大达90 降而减小。（高通电路，附加相移最大达 o）
一、 频率特性 如果用幅度不变、 如果用幅度不变、频率不断改变的正弦波信号加到放 大的输入端，则会发现输出电压u 大的输入端，则会发现输出电压u0的大小或电压放大倍数 随输入信号的频率而变。这种特性称幅频特性，同时， Au随输入信号的频率而变。这种特性称幅频特性，同时， 输出电压与输入电压之间的相位差ϕ 输出电压与输入电压之间的相位差ϕ也随输入信号的频率 而变，这种特性称为相频特性。二者之和称频率特性。 而变，这种特性称为相频特性。二者之和称频率特性。 放大电路对不同频率的正弦信号的稳态响应特性称为 频率特性（包括幅频和相频特性）或称频率响应。 频率特性（包括幅频和相频特性）或称频率响应。 即放大电路的电压放大倍数的值A 和相位差ϕ 即放大电路的电压放大倍数的值Au和相位差ϕ 均为频 率的函数,可表示为A 率的函数,可表示为Au=| Au | (f) ϕ(f) Au=Au(f) ϕ(f) | Au | (f)---- 幅频特性 ↑ (f)---(f)---ϕ(f)---- 相频特性
模拟电子线路
南通职业大学 电子工程系: 电子工程系:杨碧石
放大电路的频率特性（频率响应） 第三章 放大电路的频率特性（频率响应）
前面已经讨论了放大电路的上限截止频率、下限截止频率 和通频带的概念，这里将就此作进一步的讨论。
│Au│ │Au0│ 0.7│Au0│0Biblioteka fLfHf
3．1 频率（特性）响应的一般概念 ． 频率（特性）
3、高频区（大于几十千赫到几百千赫）：这 高频区（大于几十千赫到几百千赫）：这 ）： 容抗很小，忽略。 时X’C容抗很小，忽略。X”C 的容抗随频率升高而变 对信号电流起分流作用， 小，对信号电流起分流作用，因此电压放大倍数也 随频率增加而减小。（低通电路， 。（低通电路 随频率增加而减小。（低通电路，附加相移最大达 -90o）。 混合Л 一、 混合Л型等效电路 电路图见书169页图3.3.2) 169页图 (电路图见书169页图3.3.2) 二、单管共射电路的频率特性 电路图见书172页图3 172页图 (电路图见书172页图3.3.5) 1. 中频区： (电路图见书173页图3.3.6) 中频区： 电路图见书173页图3 173页图 2. 低频区： (电路图见书174页图3.3.7) 低频区： 电路图见书174页图3 174页图 3. 高频区：（电路图见书175页图3.3.8) 高频区： 电路图见书175页图3 175页图
前面已经讨论了放大电路的上限截止频率、下限截止频率 和通频带的概念，这里将就此作进一步的讨论。 频率响应，就是指放大电路对不同频率的 所谓放大电路的频率响应 频率响应 正弦信号的稳态响应 稳态响应。 稳态响应 同放大倍数等指标一样，频率响应也是放大电路的一项重 要特性，它用来衡量放大电路对不同信号频率的适应程度。 频率响应也称为频率特性 频率特性，频率特性包括幅频特性 幅频特性（即幅 频率特性 幅频特性 度.频率特性或增益.频率特性）和相频特性 相频特性（即相位-频率特性） 相频特性 为使问题简化，这里只讨论幅频特性。
3.3单管共射放大电路的频率响应
频率响应的定性分性： 频率响应的定性分性： 电路图见书168 168页 （电路图见书168页） 在阻容耦合的放大电路中，除了接有耦合电容 在阻容耦合的放大电路中， 之外，三极管还存在集电结电容（ C1、C2 之外，三极管还存在集电结电容（小功率 管为2 10皮法 皮法） 发射结电容（ 管为2到10皮法）、发射结电容（小功率管均为几 十到几百皮法） 十到几百皮法）。 由于容抗是频率的函数，在信号频率作用下， 由于容抗是频率的函数，在信号频率作用下， 起着不用的影响。 起着不用的影响。 放大电路的频率特性(见书156页图3 156页图 放大电路的频率特性(见书156页图3.1.1)
一、共射截止频率 定义： 707β 定义 ： 将 β 值下降至 0.707β0 时的频率定义为三 极管的共射截止频率， 表示。 极管的共射截止频率，用fβ 表示。 这里截止频率， 这里截止频率，并不意味着此时三极管已经完全失去 放大作用，而只是表示此时β已下降到中频时的70 70％ 放大作用，而只是表示此时β已下降到中频时的70％左右 或β的对数幅频特性下降了3dB。 的对数幅频特性下降了3dB。 特性频率f 二、 特性频率fT 定义： 值降为1时的频率称为特征频率f 定义：β值降为1时的频率称为特征频率fT。 重要参数， 三极管失去放大作用， fT 重要参数 ， f ＞ fT 时 ， 三极管失去放大作用 ， 不允 许三极管工作在如此高的频率范围。 许三极管工作在如此高的频率范围。 三、共基截止频率 共基组态中，低频时电流放大系数为α 共基组态中 ， 低频时电流放大系数为 α 。 当 f α 下 降为0 707时所对应的频率为共基截止频率 时所对应的频率为共基截止频率f 降为0.707时所对应的频率为共基截止频率fα。
四、波特图 用对极坐标来绘制放大电路的幅频特性和相频特 这种对数频頻率特性称为波特图。 性，这种对数频頻率特性称为波特图。 幅频： 横坐标是频率的对数lgf 幅频： 横坐标是频率的对数lgf 20lg 为对数增益，单位为分贝。 纵坐标为 20lg Au 为对数增益，单位为分贝。 相频： 纵坐标为放大倍数的相角，不取对数。 相频： 纵坐标为放大倍数的相角，不取对数。 采用对数极坐标的二个优点： 采用对数极坐标的二个优点： 拓宽视野： A、拓宽视野： 分析多级时方便： B、分析多级时方便：