第五章频率特性-5.1.ppt

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1、第5章放大器的频率响应5.1频率响应的分析方法放大器的频率特性:放大器增益与输入信号频率之间的函数关系。实际放大电路中存在电抗、电容等元件（或其等效特性），使放大电路的放大倍数随输入信号的频率变化而变化，即放大倍数是输入信号频的率函数。频率特性的表达式：幅频特性相频特性频率特性曲线：1.频率响应的分析任务（1）频率响应表达式:（3）带宽BW、上限频率fH、下限频率fL（2）画出对数频率响应曲线2.为什么要研究频率响应原因1：实测表明Av是f的函数，对不同频率信号的放大程度不同。频率失真线性失真幅

2、度失真相位失真3.Av随f变化的原因放大电路中有电容、电感等电抗元件，其阻抗随f变化而变化隔直电容处理计算电容的电抗：（C1=20F）fXc1IbAv5.1.1频率响应的表示方法波特图半对数坐标中的频率特性曲线。幅频特性：相频特性：单位：分贝（dB）单位：度将幅频特性和相频特性曲线分别在两个坐标平面上表示出来。1.波特图（Bode）表示法半对数坐标:横轴：频率轴采用对数刻度;频率特性曲线图——波特图在极坐标上表示的频率特性。又称幅相图线性系统常系数线性微分方程：3.极、零图表示法

3、系统传输函数:（数学模型）将其分子分母进行因式分解：标尺因子：一阶系统二阶系统5.1.3几种简单线性系统的频率特性复阻抗：利用复阻抗的概念可以在无源电路中直接引用基尔霍夫定律。1.简单的传输特性传输特性1)一阶一零系统的Bode图传输函数2.一阶系统的频率特性曲线模量为极点频率用分贝表示:常数直线曲线（1）常数项（2）直线项曲线可用两段直线近似（3）曲线项与横轴重合的直线转折频率频率特性曲线Bode图的渐近线电路的转折频率，电路的上限截止频率。传输函数在转折频率处的幅值比渐近线的最大值小3dB。

4、Bode图渐近线的最大误差C1相当于开路，输出电压为零。高通系统频率很低时ω＜ωp1→信号被衰减C1被视为短路，利用分压关系，可得输出电压为ω＞ωp1→信号被传输且为恒值。高频时相频特性：传输函数的总相移→电容C1相当于开路，对电路没有影响→相位为零相位变化范围：2）一阶无零系统的Bode图电路的传输函数极点频率（转折频率）模量为频率特性曲线Bode图的渐近线（1）常数项（2）曲线项低通系统低频时C2相当于开路，根据分压关系，可得输出电压为:只有低频信号才能到达输出端，该电路为低通系统。高频时传

5、输函数的总相移为:→电容C2相当于开路，对电路没有影响→相位为零相位变化范围：电路的电压传输函数:3.短路和开路时间常数即:若C2＜＜C1且R1和R2在同一数量级上，则由C1和C2产生的Bode图转折频率的数量级不同。可分别考虑每一个电容的影响。当电路含有耦合电容和负载电容，且两个电容的容抗是不同的数量级时1)频率很低时与C1相关的时间常数是：负载电容C2可视为开路耦合电容C1可视为短路与C2有关的时间常数是：2)频率很高时电压传输函数的幅频特性Bode图低频端的转折频率或3dB频率是开路时间常

6、数的函数高频端的转折频率或3dB频率是短路时间常数的函数4.二阶系统设系统的频率特性函数为相频特性对数幅频特性对数幅频特性Bode图相频特性曲线低通高阶系统由n个无零一阶极点组成低通高阶系统频率特性频率特性函数为：各因子的转折频率：幅频特性：渐近幅频特性的直线斜率从-20dB/dec开始，每经过一个转折频率，直线斜率减小-20dB/dec；相频特性：高通高阶系统由n个零点在原点的一阶极点组成各因子的转折频率：高通高阶系统频率特性频率特性函数为：幅频特性：渐近幅频特性的直线斜率从-20dB/dec

7、开始，每经过一个转折频率，直线斜率减小-20dB/dec；相频特性：无零低通系统其上限频率上限频率：由n个零点在原点的高通高阶系统其上限频率下限频率：系统频率特性的转折点：系统的极点、零点