西安电子科技大学-模电课件-第7章--频率响应.ppt

《西安电子科技大学-模电课件-第7章--频率响应.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、7.1频率响应的基本概念7.2单级共射放大器的高频响应7.3共集、共基电路的高频响应7.6场效应管放大器的高频响应7.7放大器的低频响应7.8多级放大器的频率响应7.9建立时间tr与上限频率fH的关系第7章放大器的频率响应7.1频率响应的基本概念幅频特性曲线相频特性曲线7.1.1放大器的截止频率和通频带

2、Au(jf)

3、fHfL低频区高频区中频区0.707

4、AuI

5、

6、AuI

7、通频带BW0.707上限截止频率fH：当f=fH时，下限截止频率fL：当f=fL时，通频带BW0.707=fH－fL≈fH增益带宽积G·BW0

8、.707≈AuI·fH7.1.2线性失真及不失真条件一、线性（频率）失真我们知道，待放大的实际信号，如语音信号、电视信号等，都不是单频信号，而是由众多频率不同、相位不同的正弦量按特定比例叠加而成的复杂信号，即占有一定的频谱宽度。如果放大器对其不同频率分量的放大倍数和相移不同，则信号通过该放大器后，使各分量间的比例和相位关系发生改变，从而产生失真。这种失真称为线性（或频率）失真。为便于理解，下面用波形图加以说明。ω1和3ω1按3比1组合且初相为零ω1和3ω1按6比1组合但相位关系不变ω1和3ω1按3比1组合不变但初

9、相相反幅频失真相频失真1.振幅频率失真（幅频失真）：信号各频率分量间的相位关系保持不变，而各分量幅度大小的比例关系发生改变所产生的失真。根据图示的两种失真情况，线性失真可分为2.相位频率失真(相频失真)：信号各频率分量间幅度大小的比例关系保持不变，而各分量间的相位关系发生改变所产生的失真。必须强调，线性失真是针对多频信号而言的，对于单频正弦波则不存在线性失真问题。这两种失真往往同时出现，只是不同负载对其要求有所不同。实际中，通常对幅频失真更为关注。二.不产生线性失真的条件放大器满足什么条件才能避免产生线性失真呢？

10、显然，要求放大器的放大倍数与频率无关为一常数，同时，放大器对各频率分量的相移要与频率呈线性关系，即为此，其幅频和相频率特性如图示即实际上，这一条件既苛刻又无必要。因为实际信号的频带是有限的，即信号带宽为一有限值所以针对不同的输入信号，只需在信号的带宽内放大器满足上述条件即可。因此，实际放大器不产生线性失真的条件放宽为即二、线性失真和非线性失真的区别线性失真和非线性失真同样会使输出信号产生畸变，但两者有许多不同点：2.结果不同线性失真只会使信号各频率分量的比例关系和相位关系发生变化，甚至滤掉某些频率分量，但决不会产

11、生输入信号中所没有的新的频率分量。而非线性失真必定会产生输入信号中所没有的新的频率分量。1.起因不同线性失真由电路中的线性电抗元件引起；非线性失真由电路中的非线性元件引起(如晶体管或场效应管特性曲线的非线性等)。7.1.3放大器频率响应的表示方法——波特(Bode)图小信号放大器作为一种线性电路其响应有多种描述方法，如频域的传输函数、时域的阶跃响应参数等。通常放大器采用频域分析，这里着重说明的对数频率特性曲线表示法—波特图。下面分别通过放大器的高频响应和低频响应模型来说明波特图的作法。并总结出传输函数与波特图、电

12、路元件参数与频率特性参数之间的对应关系。一.高频响应模型及其波特图式中分别为电容开路(即中频)时的传输系数和极点频率。其中用jω代替s可得正弦传输函数这正是单极点高频响应的函数表示式。其幅频和相频特性分别为所谓波特图，就是在对数坐标上（即频率轴取对数，振幅和相位轴分别用分贝和度表示）绘制出的幅频和相频特性曲线。首先说明振幅波特图的画法。其中为图示水平直线第二项，当ω<ωp时当ω>ωp时即过渐近点ωp的折线，其斜率分别为0和-20dB/每十倍频程。-20dB/每十倍频程将两项对应曲线相加，即得幅频特性的渐近波特图。

13、-3dB-45o/每十倍频程-5.7o-90o+5.7o相位波特图的画法当ω<0.1ωp时当ω=ωp时当ω>10ωp时当0.1ωp>ω>10ωp时为一条过点(ωp，-45o)且斜率为-45o/每十倍频程的直线。将三段频率所对应的曲线合成，即得相频特性的渐近波特图。当信号通道并接有一个电容时，电路具有低通特性，其传输函数将产生一个极点，该极点频率即为上限截止频率：S=jω在该频率处传输系数减小到中频（电容开路）时的0.707倍（即-3dB）。随后，按-20dB/每十倍频程的速率衰减。与此同时，产生趋向-90o的滞后

14、相移，其速率为-45o/每十倍频程。在截止频率处，相移滞后45o。一般规律：其中，中频传输系数为电容开路时的传输系数。R=R1

15、

16、R2由并接电容产生的上限角频率等于并在该电容两端的等效总电阻与该电容乘积的倒数，即式中二.低频响应模型及其波特图式中分别为电容短路(即中频)时的传输系数和极点频率。与高频特性不同的是同时出现一个原点处的零点。其中用jω代替s可得正弦传输函数这正