《武汉理工大学模电幻灯片07频响电信》由会员分享，可在线阅读，更多相关《武汉理工大学模电幻灯片07频响电信（34页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、7.1 频率响应的基本概念,7.2 对数频率响应-折线波特图,7.3 RC电路的频率响应,7.4 单级放大器的高频响应,7.5 单级放大器的低频响应,7.6 多级放大器的频率响应,7 放大电路的频率响应(P164),基本要求: 1 了解频率响应基本概念，明确影响放大电路高、低频特性的元件； 2 掌握频率响应表达式，上限、下限截止频率，带宽等参数的分析,作业： 2(3.9.2), 7(3.9.4),20122019/4/24,电子技术精品课程-模拟电子技术基础,7.1.1 频率响应定义,7.1.2 频率失真与非线性失真,7.1.3 放大电路的耦合与幅频响应,7.1.4 截止频率与通频带,7.1
2、频率响应的基本概念,20122019/4/24,电子技术精品课程-模拟电子技术基础,电压增益可表示为,在输入正弦信号情况下，输出随输入信号频率连续变化的稳态响应，称为放大电路的频率响应。,或写为,其中,幅频响应,相频响应,7.1.1 频率响应定义,20122019/4/24,电子技术精品课程-模拟电子技术基础,1) 幅度失真,对不同频率的信号增益不同，产生的失真。,基波,二次谐波,输入信号,输出信号,基波,二次谐波,7.1.2 频率失真与非线性失真,20122019/4/24,电子技术精品课程-模拟电子技术基础,1) 幅度失真,对不同频率的信号增益不同，产生的失真。,2) 相位失真,对不同频率
3、的信号相移 不同，产生的失真。,7.1.2 频率失真与非线性失真,20122019/4/24,电子技术精品课程-模拟电子技术基础,由元器件非线性特性引起的失真。 如：饱和失真、截止失真。,非线性失真系数,VO1基波分量,VOK高次谐波分量,正常波形,失真波形,3) 非线性失真,7.1.2 频率失真与非线性失真,20122019/4/24,电子技术精品课程-模拟电子技术基础,1） 放大电路的高频响应,主要考虑BJT的极间电容，利用BJT的高频小信号等效模型分析。 常用RC低通电路的频率响应模拟放大电路的高频响应,由于放大电路中存在某些电抗元件，所以不同频率的信号输入时，电路的放大增益并不相同，它
4、通常是频率的函数，这种函数关系就叫放大电路的频率特性。,2） 放大电路的低频响应,主要考虑放大电路的耦合电容、旁路电容，利用低频小信号等效电路分析。 用RC高通电路的频率响应模拟放大电路的低频响应，,7.1.3 放大电路的耦合与幅频响应,20122019/4/24,电子技术精品课程-模拟电子技术基础,1）频率响应及带宽,其中,普通音响系统放大电路的幅频响应,高频区,低频区,直流放大电路(直接耦合)的幅频响应与此有何区别？ (下限频率为0的放大电路),中频区,该图称为波特图,纵轴：dB,横轴：对数坐标,上限频率,下限频率,带宽,7.1.4 截止频率与通频带,20122019/4/24,电子技术精
5、品课程-模拟电子技术基础,采用“分频段法”。 分别画出高、中、低频段的放大电路小信号等效电路。利用中频 段的等效电路，求出电路的中频电压增益。利用低频段和高频段 的等效电路，分别求出电路的下限截止频率和上限截止频率。,2） 放大电路的频率响应分析方法,典型的共射放大电路的频率响应,7.1.4 截止频率与通频带,20122019/4/24,电子技术精品课程-模拟电子技术基础,7.2 对数频率响应-折线波特图,20122019/4/24,电子技术精品课程-模拟电子技术基础,7.3 RC电路的频率响应,1）RC低通电路的频率响应,(1) RC电路的电压增益（传递函数）,则,且令,又,电压增益的幅值（
6、模）,（幅频响应）,电压增益的相角,（相频响应）,用于模拟放大电路的高频响应,20122019/4/24,电子技术精品课程-模拟电子技术基础,最大误差 -3dB,(2)频率响应曲线描述,幅频响应,0分贝水平线,斜率为 -20dB/十倍频程 的直线,fH为转折频率，同时也为上限频率,幅频响应：用2条折线近似描述，ffH时为一斜线，斜率为20dB/十倍频程；,7.3 RC电路的频率响应,20122019/4/24,电子技术精品课程-模拟电子技术基础,相频响应,表示输出与输入的相位差,说明：高频时，输出滞后输入,因为,所以,相频响应：用3条折线近似描述，f10fH时为一水平直线,7.3 RC电路的频
7、率响应,20122019/4/24,电子技术精品课程-模拟电子技术基础,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,输出超前输入,用于模拟放大电路的低频频响应,20122019/4/24,电子技术精品课程-模拟电子技术基础,1）BJT的高频小信号建模,模型的引出,rbe-发射结电阻re归算到基 极回路的电阻，几十折 合为千欧级,-发射结电容，几十 几百pF,-集电结电阻，很大 100K10M,-集电结电容，210pF，手册中的Cob,rbb -基区的体电阻，b是假 想的基区内的一个点； 手册给出约50300,互导,受控电流源,及其内阻rce,7.4 单级放大器的高频响
8、应,20122019/4/24,电子技术精品课程-模拟电子技术基础,1） BJT的高频小信号建模,模型简化,混合型高频小信号模型,7.4 单级放大器的高频响应,20122019/4/24,电子技术精品课程-模拟电子技术基础,又因为,所以,低频时，混合模型与H参数模型等效,所以,又 rbe= rb + (1+ ) re,(特征频率)从手册中查出。,又有,2）BJT高频小信号模型中元件参数值的获得,7.4 单级放大器的高频响应,20122019/4/24,电子技术精品课程-模拟电子技术基础,3)BJT的频率参数,由H参数可知,即,根据混合模型得,低频时,所以,将c、e输出短路,的频率响应,7.4
9、单级放大器的高频响应,20122019/4/24,电子技术精品课程-模拟电子技术基础,共发射极截止频率,的幅频响应,令,则,特征频率,0.7070 (3dB点),7.4 单级放大器的高频响应,20122019/4/24,电子技术精品课程-模拟电子技术基础,3)BJT的频率参数,的频率响应,下降为0.707 0 (3dB点)时的频率,共基极截止频率,0.7070 (3dB点),7.4 单级放大器的高频响应,20122019/4/24,电子技术精品课程-模拟电子技术基础,1）高频响应,(1)型高频等效电路,(2)单向化求密勒电容,通过节点电流分析得：,可以忽略,称为密勒电容,7.4 单级放大器的高
10、频响应,20122019/4/24,电子技术精品课程-模拟电子技术基础,(2)电路简化,7.4 单级放大器的高频响应,20122019/4/24,电子技术精品课程-模拟电子技术基础,由电路得,电压增益频响,其中,中频即通带源电压增益,上限频率,(3)高频响应和fH,7.4 单级放大器的高频响应,20122019/4/24,电子技术精品课程-模拟电子技术基础,电压增益频响,对数幅频特性和相频特性为：,(3)高频响应和fH,7.4 单级放大器的高频响应,20122019/4/24,电子技术精品课程-模拟电子技术基础,（4）增益-带宽积,BJT 一旦确定，,带宽增益积基本为常数,# 如何提高带宽？,
11、选用具有较小的rbb、Cbe、Cbc的BJT,仿真,7.4 单级放大器的高频响应,20122019/4/24,电子技术精品课程-模拟电子技术基础,解：,模型参数为,*例： 设共射放大电路在室温下运行，其参数为：,试计算它的低频电压增益和上限频率。,7.4 单级放大器的高频响应,20122019/4/24,电子技术精品课程-模拟电子技术基础,解：,* 例： 设共射放大电路在室温下运行，其参数为：,试计算它的低频电压增益和上限频率。,低频电压增益为,又因为,所以上限频率为,7.4 单级放大器的高频响应,20122019/4/24,电子技术精品课程-模拟电子技术基础,2）低频响应,主要取决于外接耦合
12、、旁路电容,7.5 单级放大电路的低频响应,20122019/4/24,电子技术精品课程-模拟电子技术基础,代入参数计算,中频增益,当,则,下限频率取决于,即,忽略Rb、Re的影响，基极回路总电容,Ce是主要因素,7.5 单级放大电路的低频响应,20122019/4/24,电子技术精品课程-模拟电子技术基础,1）共基极放大电路的高频响应,7.5 单级放大电路的低频响应,20122019/4/24,电子技术精品课程-模拟电子技术基础,列 e 点的KCL,而,所以电流增益为,其中,电压增益为,其中,特征频率,忽略,7.5 单级放大电路的低频响应,20122019/4/24,电子技术精品课程-模拟电
13、子技术基础,*几个上限频率的比较,的上限频率,特征频率,共基极上限频率,共发射极上限频率,共基极电路频带最宽，无密勒电容，常用于高频、宽频带、低输入阻抗的场合,7.5 单级放大电路的低频响应,20122019/4/24,电子技术精品课程-模拟电子技术基础,7.6 多极放大电路的频率响应,1） 多级放大电路的增益, 前级的开路电压是下级的信号源电压, 前级的输出阻抗是下级的信号源阻抗, 下级的输入阻抗是前级的负载, 第一级的输入电阻即是Ri,，最后一级的输出电阻就是Ro 。,20122019/4/24,电子技术精品课程-模拟电子技术基础,2) 多级放大电路的频率响应,（以两级为例）,则单级的上下限频率处的增益为,当两级增益和频带均相同时，,两级的增益为,即两级的带宽小于单级带宽,3.9.6 多极放大电路的频率响应,20122019/4/24,电子技术精品课程-模拟电子技术基础,
