模电06(频率响应).ppt

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1、4.7放大电路的频率响应4.7.1单时间常数RC电路的频率响应4.7.2BJT的高频小信号模型及频率参数4.7.3单级共射极放大电路的频率响应4.7.4单级共基极和共集电极放大电路的高频响应4.7.5多级放大电路的频率响应研究放大电路的动态指标（主要是增益）随信号频率变化时的响应。例：方波信号展开成傅里叶级数——直流分量其中——基波分量幅值——三次谐波分量幅值——基波角频率…1.2信号的频谱（自学）非正弦（余弦）波，可以转换为直流分量和各种频率的正弦（余弦）谐波分量之和§4.7放大电路的频率响应实际输入信号vi：非单一频率正弦波电路中有电抗性元件：L(接线)、C

2、(耦合、旁路、极间、接线等)vi的f（ω）不同X不同放大器对于不同f信号的AV·不同输出波形不能反映输入波形的形状失真AV不是常量，AV的幅值和相位（输入输出之间的相位差）均与输入信号的频率f有关。这种函数关系即称之为放大器的频率响应。放大电路的重要性能指标！一、频率响应的基本概念P15~191、频率响应与通频带（1）频率响应：AV·与f或ω的关系即：或——幅频响应——相频响应耦合电容CbcCbeCe极间电容旁路电容共同影响Av和f之间的关系以射极偏置电路为例：前几节分析时，假定vi是中频率的信号：于是，当电路参数一定时，AV=常数，Φ=180°（反相）CbcC

3、beCe⑵极间电容非常小，其Xc→∞——视为交流开路；⑴假定Cb1、Cb2、Ce足够大，对于vi的中等频率，Xc→0——视为交流短路；但是：当f很低时，Cb1、Cb2、Ce的容抗Xc很大，不能再视为短路，——即它们对放大器的低频特性有影响；CbcCbeCe当f很高时，极间电容Xc较小，不能再视为开路，——即它们对放大器的高频特性有影响；所以vi的频率很低或很高时，实际的增益AV与中频时不同，是多少？实验测得AV与频率之间关系如下：（频率特性曲线）中频区低频区高频区分三个区域：①中频区：中间平坦部分AV=AVM，Φ=－180°，且不随f的变化而变化。②低频区：由于

4、Cb1、Cb2、Ce的影响，AV↓，Φ超前中频相位。③高频区：由于极间电容的影响，AV↓，Φ滞后于中频相位。工程上规定：AV↓至所对应的频率，分别称为下限频率fL3dB点上限频率fH中频区低频区高频区（2）通频带：↑fH>>fLBω=fH–fL≈fH。又称带宽。2、幅度失真和相位失真：当vi频谱很广，而放大器的通频带又不够宽时，对于不同频率的信号不能得到同样的放大（幅度、相位）→vo波形与vi不同，发生变形——失真！由于放大器对不同f信号的放大效果不同，而产生的波形失真——频率失真AV·幅度失真：vo中不同f信号幅度的比例与放大前不同。相位失真：vo中不同f信号

5、的相位关系与放大前不同。其结果均使vo波形产生失真，基波二次谐波输入信号输出信号基波二次谐波幅度失真相位失真应当指出：频率失真是由于线性电抗元件引起的，是线性失真，应与BJT工作到饱和区或截止区引起的非线性失真区别！电压增益：功率增益：电流增益：3、用分贝数（对数单位）表示增益：AV用分贝数表示的优点：b.可采用对数坐标图绘制频率响应——扩展视野，缩短坐标。3、用分贝数（对数单位）表示增益：例：a.可将增益相乘变为相加；二、对数频率特性把幅频响应和相频响应分别绘制在两张半对数坐标纸上，横坐标——f（或ω），采用对数分度；纵坐标——以dB表示的AV或Φ，采用线性分

6、度。——称为对数频率响应，又称波特图。二、对数频率特性方法：①对于每一个频区，忽略次要因素，突出主要因素，找出近似的模拟等效电路，②求出的关系，分别在半对数坐标纸上绘制对数频率特性——波特图。用典型RC电路来模拟。对于中频区，等效电路即为H参数等效电路，那么，高频区和低频区呢？4.7.1单时间常数RC电路的频率响应1.RC低通电路的频率响应（电路理论中的稳态分析）RC电路的电压增益（传递函数）：则且令又电压增益的幅值（模）（幅频响应）电压增益的相角（相频响应）①增益频率函数RC低通电路——转折频率②频率响应曲线描述幅频响应1.RC低通电路的频率响应a.当时，——

7、一条与横轴平行的0dB线②频率响应曲线描述幅频响应1.RC低通电路的频率响应b.当时，——一条斜率为－20dB/十倍频程的斜线该斜线与0dB线相交于f=fH处。fH为转折频率最大误差-3dB②频率响应曲线描述幅频响应1.RC低通电路的频率响应c.当时，相频响应②频率响应曲线描述1.RC低通电路的频率响应——一条斜率为－45º/十倍频程的斜线相频响应②频率响应曲线描述1.RC低通电路的频率响应表示输出与输入的相位差∵则，高频时输出相位滞后于输入相位。最大误差发生在f=0.1fH和f=10fH处2.RC高通电路的频率响应RC电路的电压增益：幅频响应相频响应输出超前输

8、入RC高通电路4.7.2