放大器频率响应

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1、第六章放大器的频率响应§6.1知识点归纳一、基本知识·对放大器输入正弦小信号，则输出信号的稳态响应特性即放大器的频率响应。·在小信号条件下，且不计非线性失真时，输出信号仍为正弦信号。故可以用输出相量与输入相量之比即放大器的增益的频率特性函数来分析放大器的频率响应的特性。·，表示输出正弦信号与输入正弦信号的振幅之比。反映放大倍数与输入信号频率的关系，故称为增益的幅频特性，是输出信号与输入信号的相位差，它反映了放大器的附加相移与输入信号频率的关系，故称为增益的相频特性。·由相量法分析正弦稳定响应的知识可知

2、，是关于的有理分式。·放大器在低频段表现出增益的频率特性的原因是电路中的耦合傍路电容在频率很低时不能视为交流短路，使交流通路中有电抗元件，从而造成输出的幅度和附加相位与信号频率有关；放大器在高频段表现出增益的频率特性的原因是晶体管内部电抗效应在高频时必须考虑（如PN结电容的容抗不能再视为），使等效电路中存在电抗，造成输出与频率有关。·当信号频率降低（或升高）到使下降到中频段增益的倍时所对应的频率称为放大器的低频截止频率（或高频截止频率）。·放大器的通频带是定义为，又称3dB带宽。·当对放大器输入频带信

3、号，若输入信号频率的范围超过时，输出波形会因此发生畸变，此即放大器的频率失真。频率失真分为幅频失真和相频失真。前者是变化所致，后者是不是常数（或即不与成正比）所致。·频率失真与非线性失真的重要区别是：对于前者，输出信号没有新的频率分量，且只有输入频带信号时才有频率失真的问题。·在直角坐标系下画出的曲线称为幅频特性曲线；曲线称为相频特性曲线。二、放大器增益函数及特点*·将易以复频率S，则为放大器的增益函数（即传递函数）。·根据《信号与系统》课的理论，是零状态下输出的拉氏变换与输入拉氏变换之比。·物理可实

4、现系统的是关于S的有理分式。使分母为零的根称为的极点，使分子为零的根称为的零点，一个稳定系统的极点数n和零点数m，满足，且极点的实部为负数（或极点位于S的左半开平面上）。·放大器低频增益函数的，且中频增益，放大器高频增益函数的，且。·如果中某极点频率比其它极点和零点频率大10倍以上，则P为低频主极点。·如果中某个极点频率比其它极点、零点频率小10倍以上，则P为高频主极点。三、波特图——放大器对数频率特性曲线1．概念·波特图的频率轴按定刻度位置，但仍标示频率的值。对数频率轴的特点是每10倍频程相差一个单

5、位长度，且点在频率轴处。·幅频波特图的纵坐标按的分贝刻度，即所谓分贝线性刻度（图6-9a）。相频波特图的纵坐标仍按的角度刻度（图6-8b）。·波特图的优点是易于用渐近线方法近似作频率特性曲线。2．渐近线波特图绘法*·首先要判断是低频段还是高频段的频率特性函数（全频段另行讨论）。的通式为：若，则为；若，则为。1．低频波特图画法·将每个极零点因子化成以下形式（，）（1）画幅频波特图；在幅频特性平面上画出每个因子（包括中频增益）的幅频渐近线波特图，然后相加。每个因子对幅频波特图的贡献如下：·的贡献为，即一条

6、与无关的水平线；·极点因子在极点频率左侧贡献负分贝，斜率为20dB/dec。·零点因子在零点频率右侧贡献正分贝，斜率为dB/dec。（2）画相频波特图：在相频特性平面上画出每个因子（包括）的相频渐近线波特图，然后相加。每个因子的贡献如下：·，则对相频波特图贡献为0o。·，则对相频波特图贡献为。·极点因子，在频点的左而贡献正角度。在区间斜率为45o/dec。频点为45o，小于处保持90o。·零点因子在左侧贡献角度，在区间斜率为/dec；在频点处为45o（或），在0.1处为90o（或），小于0.1时保持9

7、0o（或），角度的符号与零点因子幅角的符号一致。2．高频波特图的画法将中每个极零点因子化成以下形式（，）（1）画幅频波特图画出每个因子（包括）对幅频波特图的贡献，然后相加，其规律如下：·贡献的分贝为，即一条与无关的水平线·极点因子在右侧贡献负分贝，斜率是dB/dec。·零点因子在右侧贡献正分贝，斜率是20dB/dec。（2）画出相频波特图画出每个因子对相频波特图的贡献，然后相加。其规律如下：·的贡献是0o（）或180o（）。·极点因子在右侧贡献负角度，斜率/dec；在时，贡献达到。·零点因子在0.1右

8、侧贡献角度，斜率为45o/dec（或/dec）。在时，贡献达到并保持90o（或）。角度符号与零点因子幅角的符号相同。本章复习题填空题第7题用图示方法全面总结了各个因子的波特图的画法。3．全频段波特图的绘制首先要识别中的高、低频极点和零点，然后将极、零点因子分别写成绘波图所需形式，再按前面两节的方法绘出波特图。四、基本放大器的和的估算1．的估算·画出放大器低频段交流通路和低频段小信号模型（模型中有耦合、傍路电容，）·求每个电容对应的短路时间常数。，其中是令