[1-放大电路的频率特性

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1、第三章放大电路的频率特性阐述频率特性的基本概念及复频域分析法，分析基本放大电路频率响应。7/19/20211北京航空航天大学202教研室3.1放大电路频率特性的基本概念3.1.1频率特性和通频带fH加入基本低通电路fL加入基本高通电路为什么是45度？为什么是3dB？7/19/20212北京航空航天大学202教研室放大电路频率特性音频信号f≈20HZ～20kHZ对音频放大器设计要求：fL≤20HZ；fH≥20kHZ放大电路按频率分低频段（0～fL）中频段（fL～fH）高频段（fH～∞）BW=fH－fL7/19/20213北京航空航天大学202教研室问题1：为什么放大电路会有频率响应？放大电路中存

2、在______大电容：耦合、旁路电容（如C1、C2和Ce)小电容：管子结电容、寄生电容和负载电容（如Cb’e、Cb’c、CL等），容抗与频率有关，故Vo大小和相位均与Vi频率有关。电压增益与频率有关，这就是频率响应。7/19/20214北京航空航天大学202教研室增益函数：阻容耦合放大电路的通频带：3.1.2频率失真和相位失真线性失真——输出波形较输入波形虽呈现失真，但输出波形中不含有输入信号中所没有的任何新的频率分量。频率（幅度）失真：对输入信号的各次谐波的放大倍数不同相位失真：对输入信号各次谐波的相移不成比例3.1.3放大电路的增益带宽积7/19/20215北京航空航天大学202教研室7/

3、19/20216北京航空航天大学202教研室3.2复频域分析法3.2.1复频域中的网络函数线性常系数微分方程描述线性时不变系统：将时间t的函数变换成复频率s=σ+jω的函数进行拉普拉斯变换：7/19/20217北京航空航天大学202教研室系统的复频域网络函数H(s)：微分方程（3.2.1）变换成代数方程式：得：因式分解后：7/19/20218北京航空航天大学202教研室3.2.2复频率s=σ+jω的物理意义非等幅正弦电流可写成：复频率s的实部σ表示电流幅度的变化规律，虚部jω表示电流的角频率。7/19/20219北京航空航天大学202教研室7/19/202110北京航空航天大学202教研室3.

4、2.3网络函数的零点、极点和零极图由式3.2.6可知，分子有理多项式的根Zi使H(S)=0称为零点分母有理多项式的根Pj使H(S)为无穷大，称为极点。将零点、极点显示在s平面——复平面上，称为H(s)的极点－零点图，简称零极图设某系统的网络函数是：7/19/202111北京航空航天大学202教研室零极图为：零点：z1＝0z2＝－σ2极点：p1＝－σ17/19/202112北京航空航天大学202教研室3.2.4系统波特图的近似绘法即：用分贝表示则：放大电路总的幅频和相频波特图等于各基本因子波特图的代数和7/19/202113北京航空航天大学202教研室3.2.4.1一阶极点和一阶零点设某放大电路

5、的中频电压增益为Avm，电压增益函数Av(S)可以表示为：可见一阶零点为Z1＝－ωz，一阶极点p1＝－ωp令s＝jω？则：7/19/202114北京航空航天大学202教研室表示成分贝形式：1.常数项Av(0)7/19/202115北京航空航天大学202教研室2.一阶零点因子3db7/19/202116北京航空航天大学202教研室3.一阶极点因子7/19/202117北京航空航天大学202教研室极、零点关系-关于横轴对称！7/19/202118北京航空航天大学202教研室4.总波特图思考题：当时？7/19/202119北京航空航天大学202教研室7/19/202120北京航空航天大学202教研室

6、结论（1）网络函数的每一个一阶零点因子（负实数）对相位的贡献是正的，最大为+90度，在ω＝ωz处为+45度，ω＝ωz就是幅频波特图的转折频率，在ω>ωz处对幅度的贡献是+20dB/十倍频或+6dB/倍频程。（2）网络函数的每一个一阶极点因子（负半轴）对相位的贡献是负的，最大为－90度，在ω＝ωp处为－45度，ω＝ωp就是幅频波特图的转折频率，在ω>ωz处对幅度的贡献是－20dB/十倍频或－6dB/倍频程。3db5.72度7/19/202121北京航空航天大学202教研室3.2.4.2在s平面坐标原点处的零点或极点设某电路网络函数为：零点因子的波特图：问题：能否通过<上节方法>平移得到？7/19

7、/202122北京航空航天大学202教研室3.2.4.2在s平面坐标原点处的极点设某电路网络函数为：极点因子的波特图：问题：画出其波特图？7/19/202123北京航空航天大学202教研室3.2.4.3二阶极点设某电路的网络函数：称为系统的阻尼系数是系统的非阻尼振荡频率当时：当时：当时：令s＝jω则：7/19/202124北京航空航天大学202教研室上式的幅频和相频特性分别为：从幅频特性曲线可以看