放大电路的频率响应.ppt

1.中频段3.高频段**4.5放大电路的频率特性[问题提出]前面所讲述的均以单一频率的正弦信号来研究，事实上信号的频率变化比较宽（例如声音信号、图象信号），对一个放大器，当Ui一定时，f变化Uo变化，即Au=Uo/Ui变化，换句话说：Au与f有关。为什么Au与f有关呢？什么是频率响应？频率响应：指放大器对不同频率的正弦信号的稳态响应。其表示方法：Av(f)Φ(f)其中Av(f)为幅频响应、Φ(f)为相频响应。vA=放大电路的频率特性包括两部分：幅度频率特性相位频率特性幅频特性是描绘输入信号幅度固定，输出信号的幅度随频率变化而变化的规律。即∣∣=∣∣=相频特性是描绘输出信号与输入信号之间相位差随频率变化而变化的规律。即这些统称放大电路的频率响应。幅频特性偏离中频值的现象称为幅度频率失真;相频特性偏离中频值的现象称为相位频率失真。放大电路的幅频特性和相频特性，也称为频率响应。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相移不同，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。幅频失真和相频失真是线性失真。产生频率失真的原因是:1.放大电路中存在电抗性元件，例如耦合电容、旁路电容、分布电容、变压器、PN结电容、分布电感等;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。电路中存在着电抗器件是影响频响的主要因素，研究频率响应实际上是研究电抗元件的存在，对放大器放大倍数的影响。当f低时，主要是耦合电容、旁路电容起作用。当f高时，主要是PN结电容起作用。补充：RC电路的频率响应RC低通电路RC高通电路RC低通电路RC低通电路如图所示。RC低通电路其电压放大倍数(传递函数)为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?fO|Au|10.707O–45??–90?fHf???RC低通电路的频率特性曲线波特图当时，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°。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。幅频特性的X轴和Y轴都是采用对数坐标,称为上限截止频率。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。RC高通电路式中 下限截止频率、模和相角分别为其电压放大倍数为：RC高通电路如图所示。???由此可做出如图所示的RC高通电路的近似频率特性曲线。f?10fL20lg|Au|=0dBf=fL20lg|Au|=20lg0.7071=-3dBf?0.1fL20lg|Au|=-20lgf/fLRC高通电路的近似频率特性曲线波特图小结（1）电路的截止频率决定于电容所在回路的时间τ常数，即决定了fL和fH。（2）当信号频率等于fL或fH放大电路的增益下降3dB，且产生+450或-450相移。（3）近似分析中，可以用折线化的近似波特图表示放大电路的频率特性。4.5.2．晶体管的高频等效模型1.晶体三极管的混合?型等效电路混合π模型这一模型中用代替，这是因为β本身就与频率有关，而gm与频率无关。(a)晶体管的结构示意图2、简化的混合?模型通常情况下，rce远大于c--e间所接的负载电阻，而rb/c也远大于Cμ的容抗，因而可认为rce和rb/c开路。(b)混合?模型混合?模型的简化(a)简化的混合?模型Cμ跨接在输入与输出回路之间，电路分析变