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1、1,第 5 章 放大电路的频率响应,2,5.1 频率响应概述,在放大电路的通频带中给出了频率特性的概念- 幅度频率特性 相位频率特性,这些统称放大电路的频率响应。,3,例：某放大器的频率响应,通频带(带宽):,:上限频率 :下限频率,4,因放大电路对不同频率成分信号的增益不同，从而使输出波形产生失真，称为幅度频率失真，简称幅频失真。 放大电路对不同频率成分信号的延时不同，从而使输出波形产生失真，称为相位频率失真，简称相频失真。,放大器的输入信号不是单一频率的正弦信号,一群不同频率的信号通过滤波器产生的延时(群延时),幅频失真和相频失真是线性失真。,5,产生频率失真的原因是: 1.放大电路中存在
2、电抗性元件，例如 耦合电容、旁路电容、分布电容、变压 器、分布电感等;,例：X=1/jc， 在一定频率范围内，大电容短路处理、小电容开路处理 低频和高频时会产生较大误差,2.三极管的()是频率的函数。 在研究频率特性时，三极管的低频小信号模型不再适用，而要采用高频小信号模型。,6,幅频特性的X轴和Y轴都是采用对数坐标, 相频特性的X轴采用对数坐标。,这种折线化画出的频率特性曲线称为波特图，是分析放大电路频率响应的重要手段。,一、波特图,7,系统传递函数的频率特性的表达式,波特图的表达式：,幅频特性(分贝)：,小信号放大器是线性时不变系统,8,相频特性：,幅频特性及相频特性都是各因子的代数和。作
3、波特图时，可以在图上分别作出各因子的因子图然后求代数和，则得到整个系统的波特图。,9,1.常数因子,10,2. j因子,11,3. 一阶极点因子,转折点频率,12,当 时，幅频特性将以十倍频20dB的斜率下降，或写成-20dB/dec。 在 处的误差最大，有3dB。,当 时，相频特性将滞后45，并具有 -45/dec的斜率。在0.1 和10 处与实际的相频 特性有最大的误差，其值分别为+5.7和5.7。,13,4. 一阶零点因子,14,例：已知某放大电路的电压增益频率表达式为： 试画出该电路的波特图（包括幅频特性和相频特性）,15,上限频率：,16,例：,17,18,二、RC低通电路,RC低通
4、电路,其电压放大倍数(传递函数)为,返回,19,由以上公式可做出如图所示的RC低通电路的近似频率特性曲线：,RC低通电路的频率特性曲线,上限截止频率,20,三、RC高通电路,其电压放大倍数 为：,式中 下限截止频率、模和相角分别为,返回,21,RC高通电路的近似频率特性曲线,由以上公式可做出如图所示的RC高通电路的近似频率特性曲线：,下限截止频率,22,1.混合型高频小信号模型,混合型高频小信号模型是通过三极管的物理 模型而建立的，如图所示（共发射极接法）。,物理模型,5.2 晶体管的高频等效模型,23,-集电结电阻,rbb -基区的体电阻，b是假想的基区内的一个点。,表示三极管的正向控制作用
5、,管子输出电阻,-发射结电容，也用C这一符号,-集电结电容，也用C这一符号,24,简化的低频小信号混合 等效电路,25,5.4 共发射极放大器的频响,一、共发放大器的低频响应,低频区的小信号等效电路,26,27,28,回顾,29,30,31,32,等效电路,是指在VCE一定的条件下（Q点上），在等效电路中可将CE间交流短路，于是可作出如图 等效电路。,二、 共发放大器的高频响应,（1）电流放大系数的频响,33,由此可求出共射接法交流短路电流放大系数。,34,当=1时对应的频率称为 特征频率fT，且有fT0f,当20lg下降3dB时,频率f 称为共发射极接法的截止频率,的幅频特性和相频特性曲线,
6、35,当 f = fT 时, 有,因fT f ,所以, fT 0 f,36,（2）共发射极放大器高频等效电路,高频混合型小信号模型电路,这一模型中用 代替 ，这是因为本身就与频率有关，而gm与频率无关,37,由此可见gm是与频率无关的0和rbe的比，因此gm与频率无关。若IE=1mA，gm=1mA/26mV38mS。,gm称为跨导，还可写成,0反映了三极管内部，对流经rbe的电流 的放大作用。 是真正具有电流放大作用的部分，0 即中频时的。,38,密勒定理,39,密勒电容,40,简化高频小信号电路,41,戴维南等效,回顾,42,43,共发放大器的高频区波特图,44,三、全频段小信号模型,共发射极接法基本放大电路从低频到高频的全频段小信号模型，如右图所示。,CE接法基本放大电路,全频段微变等效电路,45,设fL1fL2，可以画出单级基本放大电路的波特图,46,结论：,1.放大电路的耦合电容是引起低频响应的主要原因，下限截止频率主要由低频时间常数中较小的一个决定。,2.三极管的结电容和分布电容是引起放大电路高频响应的主要原因，上限截止频率由高频时间常数中较大的一个决定。,47,界限频率的估算,四、多级放大器的频率响应,
