模拟电子线路：2-6放大器的频率响应.ppt

频率响应是衡量放大电路对不同频率输入信号响应能力的一项技术指标2.6 放大器的频率响应全频段小信号等效电路全频段小信号等效电路因为电子电路中要处理的信号常常不是单一频率的，而是具有一定的频谱输入不同频率的正弦信号，放大电路的增益便成为频率的函数在输入正弦信号情况下，放大倍数随频率连续变化的稳态响应频率响应频率响应放大倍数表示为频率的函数：幅频特性相频特性一、基本概念描绘放大倍数的幅度随频率变化而变化的规律描绘输出信号与输入信号之间相位差随频率变化的规律横坐标采用对数，纵坐标采用等分，的坐标做出的频率特性的单位为分贝(dB), 的单位是度（o）波特图3dB 低频区中频区高频区为放大器的上限角频率 为放大器的下限角频率 为放大器的下限频率，为放大器的上限频率 带宽 如果输入信号的频率超出中频区，输出信号将产生失真，这种失真叫频率失真频率失真包括相频失真和幅频失真波特图是频率特性的一种画法，在电子技术领域输入信号频率的变化范围很大，为了把大范围的频率在一张图上表示出来，H.W.Bode提出用对数坐标系，作图时采用折线的近似画法来画频率特性图，这种频率特性图称为波特图2.6.1 波特图一、复频域分析方法一、复频域分析方法 小信号放大器传递函数为：令：分子多项式有m个解:Z1，Z2，Zm分母多项式有n个解:P1，P2，Pn mn另，则就是系统的频率特性：模模用分贝分贝作为单位：相角相角幅幅频频频频和相和相频频频频都可看成各个因子的代数和。

都可看成各个因子的代数和)lg(10.)lg(10)lg(10.)lg(10lg20)(lg2022212222120nmPPZZHA+-+-+=wwwww)(.)()()(.)()()(1211112111nmPtgPtgPtgZtgZtgZtgwwwwwwwj-+-+-=-整个系统的波特图 = 各因子的波特图的代数和1、常数因子 （与频率无关） =0)(lg20)(0wjwH20lgA幅频特性相频特性二、不同因子近似波特图画法二、不同因子近似波特图画法2 j因子幅频特性相频特性90o2020dB/10倍频3、一阶零点因子 =+=-ZZtg20lgAwwwjwww122)(1lg20)(幅频特性：221lg20)(Z20lgAwww+=以上两条直线相交于处 wzwoZZZo90)(,1045)(0)(,1.0=wjwwwjwwwjww当，当当Z-arctgwwwj)(=相频特性：三、举例三、举例例1、某放大电路的电压增益频率表达式为：，画出该系统的频率特性 解：例2、已知某放大电路的电压增益频率表达式为：试求：(1) 画出电路的波特图波特图 (2) 该电路的上、下限频率上、下限频率和 (3) 该电路的中频增益分贝数中频增益分贝数 )101)(1001 (1001008fjfjfjAV+=(1)画波特图波特图先将表达式化为因子的型式先将表达式化为因子的型式)101)(1001 (1001008fjfjfjAV+=j因子两个一阶极点因子VOA (2) (3) 例3、某系统的传递函数为：解：先将传递函数变为频率特性表达式：，画出该系统的波特图练：已知某放大电路的电压增益频率表达式为： 试画出该电路的波特图（包括幅频特性和相频特性）上限频率：例4：某放大电路的电压增益频率表达式为：画出该系统的频率特性首先将该频率表达形式化为标准形式： 例2.6.2 求如图所示电路频率特性的表达式，并做出波特图。

解： SRRR+ppjwwww+1j)j (wASRRR+ppjwwww+1j)j (wA2.6.3 共发射极放大器的频响全全频频段段小小信信号号等等效效电电路路三个频率段内电路的分析 在中频区中频区中：耦合电容、旁路电容视为交流短路，晶体管的结电容视为交流开路 在低频区低频区中：要考虑耦合电容耦合电容和旁路电容旁路电容对放大器指标的影响，晶体管的结电容在低频区更可以视为交流开路 在高频区高频区中：要考虑晶体管结电容晶体管结电容对放大器指标的影响，耦合电容和旁路电容可以视为交流短路1、 中频响应中频段时，耦合电容和旁路电容可视为短路，杂散电容和结电容可看成开路，微变等效电路中无电容2 共发放大器的低频响应 影响放大器低频响应的电容主要是耦合电容耦合电容 、 和旁路电容旁路电容 1C2CEC放大器的低频区的小信号等效电路 40db/十倍频20db/十倍频2 共发放大器的高频响应耦合电容和旁路电容可以视为交流短路，只考虑三极管的结电容共射极放大器的高频等效电路中频增益上限频率完整的频率完整的频率特性曲线特性曲线下限频率增益带宽积增益带宽积: :多级放大电路的频率响应对于多级放大电路其幅频特性为相频特性为画多级放大电路的波特图，只要将各单级放大电路的幅频特性波特图相叠加，相频特性波特图相叠加即可对于多级放大电路的上限频率和下限频率上限频率近似公式下限频率近似公式另外，当某级的上限频率比其他各级小得多时（一般在5倍以上），总的上限频率近似等于该级的上限频率。

当某级的下限频率比其他各级大得多时（一般在5倍以上），总的下限频率近似等于该级的下限频率几点结论：1.放大电路的耦合电容是引起低频响应的主要原因，下限截止频率主要由低频时间常数中较小的一个决定；2.三极管的结电容和分布电容是引起放大电路高频响应的主要原因，上限截止频率由高频时间常数中较大的一个决定；3.若电压放大倍数增加，上限截止频率就下降，通频带变窄增益和带宽是一对矛盾，所以常把增益带宽积作为衡量放大电路性能的一项重要指标4.共基组态放大电路由于输入电容小，所以共基组态放大电路的上限截止频率比共射组态要高许多。