文档介绍：放大电路的频率响应
单时间常数RC电路的频率响应
BJT的高频小信号模型及频率参数
单级共射极放大电路的频率响应
单级共基极和共集电极放大电路的高频响应
多级放大电路的频率响应
研究放大电路的动态指标(主要是增益)随信号频率变化时的响应。
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前面的讨论:低频电路
耦合电容和旁路电容:直流时认为是开路,交流是短路
BJT极间电容-开路
实际信号包含有一定的频率范围
音乐:20Hz~20KHz
视频信号:DC-
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引言:前面讨论的都是放大器输入单一频率正弦波的情况,实际上,放大器输入的信号都有一定的频谱,即vi含有多种频率成分,它们在放大器中的传输情况如何呢?
由于电路中有电抗性元件(L、C,包括极间电容等)
对于不同
的f 或ω
X不同
放大器对于不同f 信号的
AV
·
不同
输出波形不能反映输入波形的形状
失真
放大器对于不同频率正弦信号的稳态响应
——放大器的频率响应(特性)
——亦是放大电路的重要指标!
放大电路的频率响应
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一、频率响应的基本概念
1、频率响应与通频带
(1)频率响应:放大器的
AV
·
~
f(ω)
的关系
即:
或
——幅频响应
——相频响应
以射极偏置电路为例:
耦合电容
Cbc
Cbe
Ce
极间电容
旁路电容
如何处理呢?
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前面分析时,
⑴假定Cb1、Cb2、Ce足够大,对于vi 的频率,Xc→0
——视为交流短路;
⑵认为极间电容非常小,其Xc→∞
——视为交流开路;
于是,当电路参数一定时,AV=常数,Φ=180°(反相)
——是ω或f 的函数
当f很低时, Cb1、Cb2、Ce的容抗很大,不能再视为短路, ——即它们对放大器的低频特性有影响;
而极间电容,则是f 越高,容抗越小,不能再视为开路,
——即它们对放大器的高频特性有影响;
但实际上,
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实验测得频率特性曲线如下:
中频区
低频区
高频区
分三个区域:
①中频区:中间平坦部分
AV= AVM ,Φ=-180°,
且不随f 的变化而变化。
②低频区:由于Cb1、Cb2、Ce的影响, AV ↓,Φ超前中频相位。
③高频区:由于极间电容的影响, AV ↓,Φ滞后于中频相位。
工程上规定: AV ↓至
所对应的频率,分别称为
下限频率fL
3dB点
上限频率fH
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(2)通频带:
↑
fH >>fL
> fH的频率范围——高频区
< fL的频率范围——低频区
2、幅度失真和相位失真:
当vi频谱很广,而放大器的通频带又不够宽时,对于不同频率的信号不能得到同样的放大(幅度、相位)→ vo 波形发生变形——失真!
由于放大器对不同f 信号的放大效果不同,而产生的波形失真——频率失真
AV
·
又分为:
幅度失真: vo中不同f 信号振幅的比例与放大前不同。
相位失真: vo中不同f 信号的相位关系与放大前不同。
Bω=fH –fL≈fH 又称带宽。
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其结果均使vo 波形产生失真,
基波
二次谐波
输入信号
输出信号
基波
二次谐波
幅度失真
相位失真※
频率失真是由于线性电抗元件引起的,是线性失真,应与BJT工作到饱和区或截止区引起的非线性失真区别!
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电压增益:
功率增益:
电流增益:
AV用分贝数表示的优点:
;
——扩展视野,缩短坐标。
3、用分贝数(对数单位)表示增益:
例:
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二、对数频率特性
把幅频响应和相频响应分别绘制在两张半对数坐标纸上,
如何绘制?
方法:①对于每一个频区,忽略次要因素,突出主要因素,找出近似的模拟等效电路,
②求出的关系,分别在半对数坐标纸上绘制对数频率特性——波特图。
对于中频区,等效电路即为H参数等效电路,
那么,高频区和低频区呢?
工程上采用折线近似,而不用逐点描迹。
横坐标——f (或ω),采用对数分度;
纵坐标——以dB表示的AV或Φ,采用线性分度。
——称为对数频率响应,又称波特图。
用典型RC电路来模拟。
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