清华版模电课件-第5章-频率响应10.ppt

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1、第5章放大电路的频率响应本章重点：1、与频率响应相关的基本概念2、具有一个RC环节电路的截止频率（fL、fH）的求解方法，波特图的画法3、晶体管的高频等效电路5、多级放大电路频率响应与单级电路频率响应间的关系4、单管放大电路的频率响应本章讨论的问题:1.为什么要研究放大电路的频率响应？2.如何测定一个RC网络的频率响应？怎样画出频率特性曲线？3.晶体管的h参数等效模型在高频信号下还适用吗？4.什么是放大电路的通频带？哪些因素响应通频带？5.如何确定放大电路的通频带？5.1频率响应概述一、频率响应的概念三、简单RC电路的频率

2、响应二、放大电路的频率参数四、波特图一、频率响应的概念Au(f)—幅频响应（特性）(f)—相频响应（特性）频率响应（特性）------放大电路对信号频率的适应程度，即信号频率对放大倍数的影响，也就是Au与f的关系。为什么Au与f有关呢？------由于放大电路中有耦合电容、旁路电容、半导体器件极间电容以及线路间分布电容的存在，使放大倍数为频率的函数。频率响应什么是频率响应？一、频率响应的概念2.频率失真幅频失真和相频失真总称频率失真----线性失真因放大电路对不同频率信号的放大倍数不同，使输出波形产生的失真－－幅度频率失

3、真（幅频失真）放大电路对不同频率信号的相移不同，使输出波形产生失真－－相位频率失真（相频失真）一、频率响应的概念2.频率失真（举例）二、放大电路的频率参数在低频段，随着信号频率逐渐降低，耦合电容、旁路电容等的容抗增大，使动态信号损失，放大能力下降。在高频段，随着信号频率逐渐升高，晶体管极间电容和分布电容、寄生电容等杂散电容的容抗减小，使动态信号损失，放大能力下降。二、放大电路的频率参数----通频带、上限截止频率、下限截止频率耦合电容造成三极管结电容造成fL下限截止频率fH上限截止频率ffbw=fH–fL中频电压放大倍数通

4、频带放大倍数随频率变化曲线——幅频特性曲线三、简单RC电路的频率响应RC高通电路的频率响应高通电路----信号频率越高，输出电压越接近输入电压。频率特性：RC高通电路的频率响应三、简单RC电路的频率响应•90fO

5、Au

6、10.707O45fLf幅频特性相频特性•••2.RC低通电路的频率特性低通电路----信号频率越低，输出电压越接近输入电压。三、简单RC电路的频率响应频率特性：2.RC低通电路的频率特性三、简单RC电路的频率响应•••fO

7、Au

8、10.707O–45–90fHf幅频特性相频特性•几个结论①电路

9、低频段的放大倍数需乘因子②当信号频率等于fL或fH时，放大倍数幅值约降到0.707倍，而且产生45º的相移；③电路截止频率决定于电容所在回路的时间常数，即电路高频段的放大倍数需乘因子④频率响应有幅频特性和相频特性两条曲线。四、波特图由对数幅频特性和对数相频特性两部分组成;横轴f采用对数坐标;幅频特性的纵轴采用20lg

10、Àu

11、，单位是分贝(dB);相频特性的纵轴仍用表示。为简单起见，常用近似折线代替实际曲线画出的波特图称为近似波特图，是分析放大电路频率响应的重要手段。RC高通电路的波特图四、波特图对数幅频特性为：相频特性不

12、变：频率特性•90fO

13、Au

14、10.707O45fLfRC高通电路的波特图f10fL20lg

15、Au

16、=0dBf=fL20lg

17、Au

18、=20lg0.707=-3dBf0.1fL20lg

19、Au

20、=20lgf/fLf/fLO•20lg

21、Au

22、/dB–20O4590–400.11100.1110f/fL四、波特图+20dB/十倍频–3dB波特图–45/十倍频四、波特图高通电路的波特图在时，是一条斜率为+20dB/十倍频程的直线；在时，是一条0dB的水平直线；在近似分析中，可用折线化的近似波特图来描述放大电路的频率

23、特性。在对数幅频特性中，由两段直线近似，以截止频率fL为拐点：在对数相频特性中，由三段直线近似，以截止频率0.1fL和10fL为拐点：当时，用的直线近似；当时，用的直线近似；当时，φ随f线性下降，当f=fL时。四、波特图对数幅频特性为：2.RC低通电路的波特图相频特性不变：•–90f0

24、Au

25、10.7070–45fHf频率特性四、波特图2.RC低通电路的波特图f/fH0•20lg

26、Au

27、/dB–200–45–90fH–400.11101000.1110f/fH波特图f0.1fH20lg

28、Au

29、=0dBf=fH

30、20lg

31、Au

32、=20lg0.707=-3dBf10fH20lg

33、Au

34、=-20lgf/fH–3dB–20dB/十倍频–45/十倍频四、波特图低通电路的波特图在时，是一条斜率为-20dB/十倍频程的直线；在对数幅频特性中，由两段直线近似，以截止频率fH为拐点：在时，是一条0dB水平直线。在对数相频特