模电5放大电路频率特性

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1、第五章放大电路的频率特性频率响应的一般概念，三极管混合Π参数等效电路，放大器的频率特性分析。本章主要内容：返回前进5.1频率特性概念1．放大器频率特性曲线放大器的放大倍数与所放大信号的频率有关：频率较小、较大时，放大倍数均变小、且相位随之变化，只有当频率适中（中频）时放大倍数为一常量。如下式所示。A=Aejφ.频率特性曲线如下所示。下限频率fL上限频率fH通频带BW=fH-fL≈fH2．放大器频率失真当输入信号含有多个频率，不同频率信号放大倍数不同，可导致输出波形产生频率失真。2．波特（Bode）图波特图即对数频率特性图——可以在较小的视野内反映较大的频率变化情况。放大器的幅频特性曲线采用波

2、特图：横坐标是频率的对数lgf、纵坐标是电压放大倍数对数的20倍20lgAu——单位为分贝dB，而相频特性曲线纵坐标不采用对数。（1）波特图2．波特（Bode）图Au增大10倍，相应的20lgAu增加20dB；Au增大1倍，相应的20lgAu约增加6dB；Au＞1，相应的20lgAu＞0；Au＜1，相应的20lgAu＜0。（2）Au与20lgAu的关系3．RC高通电路RC高通电路波特图（1）f＞＞fL时，20lgAu≈0dB；（2）f＜＜fL时，20lgAu≈20lg(f/fL)；（3）f=fL时，20lgAu=－3dB。4．RC低通电路RC低通电路波特图(1)f＜＜fH时,Au≈120lg

3、Au≈0dB；(2)f＞＞fH时,Au≈fH/f20lgAu≈－20lg(fH/f)；(3)f=fH时,Au≈0.70720lgAu=－3dB。波特图规律小结（1）幅频特性规律由两条直线构成：平行于横轴的直线及一条斜线，具体为：1/(1-jf/fL)的波特图为两条直线——斜率为20dB/十倍频直线、平行水平轴的直线；1/(1+jfH/f)的波特图为两条直线——平行水平轴的直线、斜率为－20dB/十倍频直线。上述二直线构成的波特图与实际幅频特性相比，最大误差为3dB，发生在fL或fH处。波特图规律小结（2）相频特性规律由三条直线构成：平行于横轴的两条直线及一条斜线，具体为：1/(1-jf/fL

4、)的波特图为0°、90°两条平行水平轴的直线及斜率为－45°/十倍频的直线；1/(1+jfH/f)的波特图为0°、－90°两条平行水平轴的直线及斜率为45°/十倍频的直线。上述三直线构成的波特图与实际相频特性相比，最大误差为5.71°，发生在fL或fH处。1．β的波特图三极管的β与频率有关，具体为β=β0/(1+jf/fβ)，fβ为三极管β下降至0.707β0时的频率。2．几个频率参量（1）共射截止频率fββ下降至0.707β0时的f值。（2）特征频率fTβ下降至1时的f值。（3）共基截止频率fαα下降至0.707α0时的f值。（4）关系fT=β0fβfα=(1+β0)fβfβ＜fT＜fα5

5、.2晶体管的高频等效模型1．三级管混合π参数等效电路三极管内部的实际体现。（1）混合π参数等效电路（2）简化混合π参数等效电路r′bc、rce较大，可略去。再用密勒定理变换，得到下图所示的简化混合π参数等效电路：Cb’e≈gm/(2πfT)K=-gmRC（3）π参数等效电路与h参数等效电路的对比中低频时，电容影响忽略，简化混合π参数等效电路即化为简化h参数等效电路：rb’e=（1+β）26/IEgm=β/rb’e≈IE/265.4单管放大电路的频率响应放大电路如右图所示，其混合π参数等效电路如下图所示：（1）中频特性C1容抗较小看作短路；极间电容容抗较大看作开路：（2）低频特性略去C′和（K

6、-1）Cb’e/K低频段最大附加相移为+900（3）高频特性电容C1可略去，并用戴维南定理将电路等效为：高频段最大附加相移为-900（4）频率特性波特图全部频段的放大倍数可近似表示为：(5.4.10)波特图如右所示：见课本例5.4.1例:已知某放大电路电压增益的频率特性表达式为(式中f的单位为Hz)试求该电路的上、下限频率，中频电压增益的分贝数，输出电压与输入电压在中频区的相位差。解:fH=100kHzfL=10HzAVM=40dB相位差为0.5.5多级放大电路的频率响应多级放大倍数与各单级放大倍数关系为：这种关系决定了多级放大器通频带比每一级的通频带都窄。两级放大倍数与单级放大倍数波特图对

7、比。对两个具有相同频率特性的单管放大电路，fL≈1.56fL1;fH≈0.643fH1见课本243页例5.5.1作业思考题：5.4.1、5.5.1习题：5.2、5.5