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1、主要内容链接,3.7 放大电路的频率响应 1. 频率响应基本概念 2. RC电路的频率响应 3. BJT管的高频小信号模型 4. BJT管共射电流放大系数的频率响应 5. 单级放大电路的频率响应 6. 多级放大电路的频率响应 7. FET的高频小信号模型,1. 频率响应基本概念 放大电路中具有电容、电感等电抗元件，因此放大电路的输出信号会随输入信号的频率而改变。,第五章 放大电路的频率响应 （教材1.2节和3.7节内容）,放大电路的频率响应指的是，在输入正弦信号情况下，输出随频率连续变化的稳态响应。 具体的说，放大电路的增益和输入信号频率之间的函数关系称为该电路的“频率响应”或“频率特性”。,
2、Av()： 表示电压增益的模和信号角频率之间的关系，称为幅频响应。 ()： 表示输出信号与输入信号的相位差和信号角频率之间的关系，称为相频响应。 幅频响应和相频响应合称频率响应。,幅频和相频响应示意图,幅频响应曲线,相频响应曲线,(1) 幅频响应的基本参数,由于放大电路对不同频率输入信号的幅频响应不一样而导致输出信号波形产生的失真，称为幅度失真。,(2) 幅度失真,由于放大电路对不同频率输入信号的相频响应不一样而导致输出信号波形产生的失真，称为相位失真。,(3) 相位失真,幅度失真和相位失真总称为频率失真，属于线性失真。,(1) RC低通电路的频率响应,2. RC电路的频率响应,(a) 幅频响
3、应,-20dB/十倍频程,转折频率,RC低通电路幅频响应示意图,RC低通电路的上限频率,(b) 相频响应,-45/十倍频程,RC低通电路相频响应示意图,(2) RC高通电路的频率响应,RC高通电路幅频和相频响应示意图,fL是转折频率，也是下限频率,3. BJT管的高频小信号模型,(1) 模型的引出,rbb：基区体电阻，即rbe=rb+(1+)re中的rb，50300,rbe：发射结电阻，即rbe=rb+(1+)re中的re，几十欧，但折算到基极后为(1+)re,Cbe：发射结电容，有时用C表示，几十几百皮法,rbc：集电结电阻，100k10M Cbc：集电结电容，有时用C表示，210pF,(2
4、) 模型的简化,混合型高频小信号模型,将rbc和rce作开路处理,(3) 模型中参数的获取,rbe：发射结电阻，即rbe=rb+(1+)re中的re，几十欧，但折算到基极后为(1+)re,小 结,4. BJT管共射电流放大系数的频率响应,(1) 的表达式,(2) 的频率响应,的幅频响应示意图,-20dB/十倍频程,-20dB/十倍频程,转折频率，又称三极管共发射极截止频率，是三极管接成共发射极电路时所允许的最高工作频率。,(3) 特征频率,在选择三极管时，应使管子的特征频率f T比实际工作频率高出35倍,(4) 特征频率和Cbe的关系,(1) 共射极接法,5. 单级放大电路的频率响应,为了研究
5、放大电路的频率响应，在画放大电路交流通路时先保留电路中所有的电容，并将三极管用高频小型号模型替代，然后分高、中、低三个频段对电路进行化简。,(a) 高频段频率响应,将全频段小信号模型中的Cb1、Cb2和Ce短路， Cbe、Cb c保留，即获得电路的高频段交流等效电路。,. 高频小信号模型的单向化,令： CM=(1+gmRL)Cbc则从图中标有黑色圆圈的端点向右看，电路可由CM等效， CM称为密勒电容,. 单向化后的高频等效电路,. 高频等效电路中所有参数的确定,. 高频增益,应用戴维南等效定理：,高频段源电压增益表达式,电路在中频段的源电压增益，是一个和频率无关的函数,电路的上限频率,. 高频
6、段幅频和相频响应示意图,(b) 中频段频率响应,将Cb1、Cb2和Ce短路，Cbe、Cb c开路，即获得电路的中频段交流等效电路。,中频段源电压增益表达式,(c) 低频段频率响应1,将Cb1、Cb2和Ce保留， Cbe、Cb c开路，即获得电路的低频段交流等效电路。,. 电路的简化,. 低频增益,低频响应有两个转折频率fL1、fL2，其下限频率的确定参看多级放大电路,低频段源电压增益表达式1,电路的两个下限频率,. 低频段频率响应2,如果电路属于多级放大电路的一级，则将Cb1保留；Cb2和负载电阻放到下一级放大电路考虑；并设Ce较大可作短路处理； Cbe、Cb c开路，即获得电路的低频段交流等
7、效电路。,低频段源电压增益表达式2,. 低频段幅频和相频响应示意图,(e) 完整的单级共射放大电路的频率特性,放大电路的全频段频率特性可用下式表示：,幅频响应：,相频响应：,幅频响应,-20dB/十倍频程,20dB/十倍频程,20dB/十倍频程,-20dB/十倍频程,相频响应,-45/十倍频程,-45/十倍频程,-45/十倍频程,-45/十倍频程,总 结,作单级放大电路的全频段频率特性，需要确定AVSM、fL和fH 放大电路的耦合电容和旁路电容是引起低频响应的主要原因 三极管的结间电容是引起高频响应的主要原因 放大电路的全频段频率特性可用下式表示：,放大电路的增益带宽积,如果电路的信号源和晶体
8、管均确定了，则其GBP为固定值，若增大电路的通频带，则电路的放大倍数会下降。 要使电路的GBP高，应选用rbb和Cbc都很小的高频管。,(2) 共基极接法,高频段，电路的时间常数近似为： (Rs/rbe/gm-1) Cbe 比共射极接法小，其fH比共射极接法大。所以共基极接法频带宽，适用于高频、宽频带、低输入阻抗的场合,6. 多级放大电路的频率响应,将各级放大电路的波特图画在同一张图上，然后将对应于同一频率的各级纵坐标值叠加，就得到多级放大电路的总波特图,例 题,作幅频响应图,35,55,20dB/十倍频程,40dB/十倍频程,20dB/十倍频程,40dB/十倍频程,作相频响应图,45/十倍频
9、程,90/十倍频程,45/十倍频程,45/十倍频程,90/十倍频程,45/十倍频程,多级放大电路上限和下限频率估算,多级放大电路的增益虽然提高了，但其通频带却比任何一级都窄。,7. FET的高频小信号模型,FET的高频小信号模型是在低频模型的基础上增加了三个极间电容构成的，其中Cgs、Cgd一般在10pF以内，Cds一般不到1pF。,FET高频小信号简化模型,由于FET的Cgs比BJT的C大，故电路的fH小，高频特性比BJT差。,示意图1,返回,作 业,150页：3.7.6 151页：3.7.3 3.7.4,设一放大电路的频率响应可用下式表示：,试画出该电路的幅频和相频响应图，并指出输入信号频率为100Hz时，输出信号和输入信号的相位差以及它们的幅度之比。,
