模拟电子技术基础教学课件 作者 王晓兰 电子课件 第4章 频率特性.ppt

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1、共78页第1页第4章放大电路的频率响应4.1频率响应概述4.2RC电路的频率响应4.3双极结型晶体管的高频等效模型4.4场效应晶体管的高频等效模型4.5单级放大电路的频率响应4.6多级放大器的频率响应共78页第2页4.1频率响应概述1）电子电路中要处理的信号一般不是单一频率，而是包含丰富的频率成份。例如心电信号、语音信号、图像信号等。2）放大电路中，由于耦合电容、器件极间电容的存在，电路的增益是信号频率的函数，这种函数称为频率响应或频率特性。3）放大电路中，信号的频率会从几赫兹到上百兆赫兹变化，而放大电路的增益可从几倍

2、到上百万倍。采用对数坐标系，就可在同一坐标系清晰地表达非常宽的变化范围。相位频率特性:()幅值频率特性:共78页第3页4.1频率响应概述常见放大电路的幅值频率特性如图按频率范围分为低频段中频段高频段幅值频率特性：横坐标轴以分度，纵坐标以分度。表示增益的幅值与频率的关系。相位频率特性：横坐标轴以分度，纵坐标以分度。表示增益的相位与频率的关系。这种频率特性在对数坐标系中的表达，称为Bode图。共78页第4页4.1频率响应概述低频段中频段高频段时增益比中频段增益降低了3dB，即增益是中频段增益的0.707倍。将和之间的频

3、率范围定义为放大电路增益的带宽，简称为放大电路的带宽和带宽是一个放大电路增益不损失地放大信号的频率范围.共78页第5页4.1频率响应概述4）在放大电路中，静态分析时，耦合电容、射极旁路电容可以看作开路，而在动态分析中，耦合电容、射极旁路电容可以看作短路。实际上，当电路中信号的频率从零向无穷大变化时，电路中的电容不可能从短路立即变为开路。5）而对双极结型晶体管和场效应管中存在的极间电容，我们在分析时没有考虑其带来的影响。共78页第6页4.1频率响应概述6）放大电路中的每一类电容，会对频率响应的某一频段产生影响。电路中的耦

4、合电容和旁路电容，主要影响放大电路的低频响应，而对高频响应的影响可以忽略；器件的极间电容，主要影响放大电路的高频响应，而对低频响应的影响可以忽略。6）为了简化分析，在不同的频段，寻找不同的等效电路，如低频等效电路、高频等效电路等，通过求该电路的传递函数和时间常数，求得电路的频率响应。7）本章将主要讨论电路中的耦合电容、旁路电容和三极管的结电容对电路响应带来的影响。共78页第7页4.1频率响应概述8）每一个具体的放大电路，只对特定频段的信号能够进行不失真的放大，因此，必须根据信号的频率范围，选择具有与之相应的频率特性的放

5、大电路，才能获得满意的放大效果。例如，一个音频信号的范围为，则为了使放大以后的信号完整地反映原有信号，所设计的放大电路的应小于而应大于。，共78页第8页4.2RC电路的频率响应双极型晶体管的结电容影响电路的高频响应，频率响应与RC低通电路相似。耦合电容影响电路的低频响应，频率响应与RC高通电路相似。RC低通电路的频率响应RC高通电路的频率响应共78页第9页4.2.1RC低通电路的频率响应1).电路的传递函数4.2RC电路的频率响应共78页第10页令:则:幅值频率特性:相位频率特性:4.2.1RC低通电路的频率响应共7

6、8页第11页2).波特图构成了放大电路频率响应的波特图，也称Bode图，以最初的提出者H.W.Bode命名。波特图包括两部分:幅值频率特性：横坐标轴以分度，纵坐标以分度。表示增益的幅值与频率的关系。相位频率特性：横坐标轴以分度，纵坐标以分度。表示增益的幅值与频率的关系。波特图包括两部分:幅值频率特性：横坐标轴以分度，纵坐标以分度。表示增益的幅值与频率的关系。相位频率特性：横坐标轴以分度，纵坐标以分度。表示增益的幅值与频率的关系。波特图包括两部分:幅值频率特性：横坐标轴以分度，纵坐标以分度。表示增益的幅值与频率的关系。相

7、位频率特性：横坐标轴以分度，纵坐标以分度。表示增益的幅值与频率的关系。波特图包括两部分:幅值频率特性：横坐标轴以分度，纵坐标以分度。表示增益的幅值与频率的关系。相位频率特性：横坐标轴以分度，纵坐标以分度。表示增益的幅值与频率的关系。4.2.1RC低通电路的频率响应共78页第12页2).波特图(a)幅值频率特性当f>>fH在该频段，幅值频率特性的渐近线为频率每变化10倍，幅值下降20dB的斜线，通常称该斜线的斜率为-20dB/dec；当f<

8、3页低频段和高频段的渐近线在处相交。当f=fHf=fH,称为转折频率，或-3dB频率。在f=fH处，渐近线与实际曲线的误差最大，为–3dB。低频段和高频段的渐近线在处相交。4.2.1RC低通电路的频率响应共78页第14页当f=fH：相位频率特性如图b)相位频率响应当f<>fH：相位频