1、5 1 1频率响应概述 第五章放大电路的频率响应 耦合电容 极间电容 只讲CE 信号低频时 不能忽略耦合电容 分压 信号高频时 不能忽略极间电容 分流 幅频特性 放大电路放大倍数的幅值随频率变化的关系 相频特性 放大电路放大倍数的相位随频率变化的关系 5 1 2RC电路的频率响应 高通电路 耦合电容 令 则 时间常数 高通电路 下限截止频率 高通电路 相频图 幅频图 低通电路 极间电容 低通电路 上限截止频率 5 1 3波特图 高通电路 相频特性 幅频特性 20dB 十倍频 多级放大 用波特图的主要优点 各级放大电路相频图的叠加 各级放大电路幅频图的叠加 幅频特性 拐点fL 折线斜率20dB
2、十倍频相频特性 拐点0 1fL和10fL 折线斜率 45度 十倍频 近似波特图 高通电路 2 求出电路的时间常数ReqC Req为C两端的等效电阻 3 做出频响的近似波特图 步骤1 判断电路是高通电路 还是低通电路 高通电路 低通电路 5 2 1晶体管的高频等效模型 交流 晶体管结构示意图及完整的混合 模型 几十 几百pf Je扩散电容 2 10pf Jc势垒电容 密勒等效 密勒效应 小电容 大电容 晶体管简化高频模型 取中频时的值 很小可忽略 较大 先只考虑高频时极间电容的作用 取中频时的值 简化H参数交流模型 低中频段 和简化高频模型 全频段 1 电阻参数完全相同 2 两模型在低中频时等效
3、 低中频时的电流放大系数 高频跨导 图5 2 3的分析 5 2 2的频率响应 求全频段的 定义 低通 CE截止频率 上限 的截止频率 CE截止频率 特征频率 使的频率 高频管 的截止频率 CB截止频率 的截止频率 CE截止频率 已知 令 令 1 CB高频特性好于CE CB可做宽频带放大电路 3 已知 或 和 算出 按下式求出 2 随着频率的升高 当时 晶体管的放大能力 开始下降 当频率升高到其特征频率 晶体管已不能放大 阻容耦合放大电路的频率特性 1 单级放大电路的频率特性 C1 C2 Ce视为短路 极间电容可视为开路 1 中频段 中频段的微变等效电路 C1 C2 Ce不可视为短路 极间电容可
4、视为开路 2 低频段 低频段的微变等效电路 这里先只考虑C2的作用 C2 E RC 高通电路 1 高通电路 3 高频段 C1 C2 Ce可视为短路 极间电容的分流作用不可忽视 高频段的微变等效电路 注意 要先计算 取中频时的值 低通电路 1 低通电路 4 全频段 步骤1 先求 再求 代入上式 关键是求 2两端的等效电阻 两端的等效电阻 20dB 十倍频 20dB 十倍频 附加相移 附加相移为 附加相移为 fL2 fL2 fH fH f f 0 90 180 270 单级放大电路的频率特性 0 高频段 低频段 f2 f1 100 3dB带宽 假设 则 线性失真 截止和饱和失真 非线性失真 由于超
5、出了放大电路的通频带 频率失真 输出相比会产生失真 现在来分别考虑C1 Ce的作用 考虑C1的作用 高通电路 考虑Ce的作用 高通或低通电路 e RB R RL R Ce e 1 e Ce 低通电路 当C2 C1 Ce时 画近似波特图 1 单级CE放大 只有一个 但可能有几个 20dB 十倍频 20dB 十倍频 40dB 十倍频 60dB 十倍频 求附加相移 3 一个最终在高频段产生 20dB 十倍频 4 三个最终在低频段产生 60dB 十倍频 如最终在高频段产生 20ndB 十倍频 则表明是n级放大 6 附加相移为 附加相移为 附加相移为 附加相移为 单管CE增益带宽积 P239式5 4 1
6、5 0 fL1 fH1 0 fL2 fH2 0 fL1 fL fH1 fH 中频段两级阻容耦合放大电路总电压放大倍数幅值 在下限频率fL1 fL2处 总电压放大倍数下降为 故通频带变窄了 多级放大电路的频率特性 f f f 对一个n级放大电路 设组成它的各级放大电路的下限频率为 上限频率为 通频带为 设该n级放大电路的下限频率为 上限频率为 通频带为 则 设该三级放大电路的下限频率为 若组成它的各级放大电路的下限频率为 则 以三级放大电路为例 设该三级放大电路的上限频率为 设组成它的各级放大电路的上限频率为 则 设该三级放大电路的下限频率为 设组成它的各级放大电路的下限频率为 若则 以三级放大
7、电路为例 设该三级放大电路的上限频率为 设组成它的各级放大电路的上限频率为 若则 对由多个耦合电容 和旁路电容 组成的单级放大电路 先求出 再按式 5 5 5 求这单级放大电路的 所以 因一般 作业 5 4 5 4 5 6 5 5 5 7 5 6 5 16 5 12 5 8 5 7 5 17 5 13 T RC RB VCC C2 uo RL ui C1 求 写出fH fL表达式 全频带放大倍数表达式 已知 100 60 40 20 80 10 100 1000 10000 1 耦合方式 几级放大 fH fL 4 附加相移 讲疑难题 4 7 4 8 3 3 3 5 3 92 12 2 18 2 19