第4章 放大电路的频率响应
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1、第四章第四章 放大电路的频放大电路的频率特性率特性内容提要内容提要由于放大电路中存在着由于放大电路中存在着电抗器件电抗器件，使，使放大电路对放大电路对不同频率不同频率的输入信号的的输入信号的增增益量益量( (幅度及时延幅度及时延) )可能不同。可能不同。增益量因工作频率不同而改变的特性增益量因工作频率不同而改变的特性称为放大电路的称为放大电路的频率响应频率响应特性，简称特性，简称频率特性。频率特性。研究的问题：放大电路对输入信号研究的问题：放大电路对输入信号频频率率的适应程度，即输入信号频率对的适应程度，即输入信号频率对放放大倍数大倍数的影响。的影响。内容提要内容提要频率特性的分析方法频率特性
2、的分析方法晶体管参数的频率特性晶体管参数的频率特性放大电路的频率响应特性放大电路的频率响应特性本章包括：本章包括：tIvtIvtOvtOvooo幅度失真幅度失真相位失真相位失真4.1.1 频率特性的基本概念频率特性的基本概念一、幅度失真和相位失真一、幅度失真和相位失真将放大电路作为一个信号的线性传输将放大电路作为一个信号的线性传输系统：系统：( )X s：输入信号的拉式变换：输入信号的拉式变换( )Y s：输出信号的拉式变换：输出信号的拉式变换( )A s：系统传输函数：系统传输函数sj二、幅频特性和相频特性二、幅频特性和相频特性4.1.1 频频率率特特性性的的基基本本概概念念 时，系统的正弦
3、稳态频率响应：时，系统的正弦稳态频率响应：sj()()()( )jY jA jX jeA ( ):A幅频响应幅频响应( ): 相频响应相频响应二、幅频特性和相频特性二、幅频特性和相频特性4.1.1 频频率率特特性性的的基基本本概概念念中频段中频段低频段低频段高频段高频段三、工作频段、截止频率和通频带三、工作频段、截止频率和通频带4.1.1 频频率率特特性性的的基基本本概概念念三、工作频段、截止频率和通频带三、工作频段、截止频率和通频带4.1.1 频频率率特特性性的的基基本本概概念念低频段低频段使放大倍数使放大倍数数值数值下降的原因：下降的原因： 随着信号频率逐渐降低，随着信号频率逐渐降低，耦合
4、电容、耦合电容、旁路电容旁路电容等的容抗增大，使动态信等的容抗增大，使动态信号损失。号损失。高频段高频段使放大倍数使放大倍数数值数值下降的原因：下降的原因： 随着信号频率逐渐升高，晶体管随着信号频率逐渐升高，晶体管极极间电容间电容和和分布电容分布电容、寄生电容寄生电容等杂等杂散电容的容抗减小，使动态信号损散电容的容抗减小，使动态信号损失。失。主要参数：主要参数： fL、 fH、 fbw三、工作频段、截止频率和通频带三、工作频段、截止频率和通频带4.1.1 频频率率特特性性的的基基本本概概念念四、放大电路的理想频率特性四、放大电路的理想频率特性放大电路应对输入信号频谱范围内任放大电路应对输入信号
5、频谱范围内任何频率点的信号分量给予何频率点的信号分量给予同等量同等量的的幅幅度放大度放大和和同等量同等量的的时延时延：放大电路的放大电路的理想理想幅频特性是通频带幅频特性是通频带应覆盖输入信号的频谱范围且通频带应覆盖输入信号的频谱范围且通频带内的内的幅度增益幅度增益保持为一保持为一常数常数。放大电路的放大电路的理想理想相频特性是在输入相频特性是在输入信号的频谱范围内信号的频谱范围内相频特性相频特性为为线性线性。4.1.1 频频率率特特性性的的基基本本概概念念线性失真线性失真：包括幅度失真和相位失真。：包括幅度失真和相位失真。与输入信号的与输入信号的频率频率有关有关。非线性失真非线性失真：由放大
6、器的非线性特性而：由放大器的非线性特性而引起。引起。与输入信号的与输入信号的相对幅度相对幅度有关有关。四、放大电路的理想频率特性四、放大电路的理想频率特性4.1.1 频频率率特特性性的的基基本本概概念念4.1.2 频率特性的分析方法频率特性的分析方法一、波特图一、波特图即对数频率特性，横坐标是频率即对数频率特性，横坐标是频率f，采用采用对数对数坐标。坐标。对数幅频特性的纵坐标是电压放大倍数对数幅频特性的纵坐标是电压放大倍数幅值的对数幅值的对数 ，单位是，单位是分贝分贝(dB)(dB)20lgvA20lgvAvA(dB)(dB)0.01-400.1-200.707-310322610201004
7、01、一阶、一阶RC低低通网络通网络oi1111vHVAVjRCj 频率响应表达式频率响应表达式1 1=HRC 式式中中4.1.2 频频率率特特性性的的分分析析方方法法二、几种典型电路的波特图二、几种典型电路的波特图1 2HfRC 1()1/HA jj 21( )1 (/)HA 幅频特性：幅频特性：220lg( )20lg 1HA 4.1.2 频频率率特特性性的的分分析析方方法法1、一阶、一阶RC低低通网络通网络二、几种典型电路的波特图二、几种典型电路的波特图H一阶低通的幅频响应一阶低通的幅频响应4.1.2 频频率率特特性性的的分分析析方方法法21( )1 (/)HA 1、一阶、一阶RC低低通
8、网络通网络二、几种典型电路的波特图二、几种典型电路的波特图20lg( )0dBHA时， 20lg( )20lg,HHA 时， 20lg( )3dBHA 时，4.1.2 频频率率特特性性的的分分析析方方法法220lg( )20lg 1HA 1、一阶、一阶RC低低通网络通网络幅频特性幅频特性4.1.2 频频率率特特性性的的分分析析方方法法1、一阶、一阶RC低低通网络通网络二、几种典型电路的波特图二、几种典型电路的波特图( )arctanH 0.1( )0H 时，( )45H 时，10( )90H 时，4.1.2 频频率率特特性性的的分分析析方方法法相频特性：相频特性：1、一阶、一阶RC低低通网络通
9、网络从而可以用从而可以用三条三条直线构成的直线构成的折线折线来来近似近似表示其对数相频特性曲线。表示其对数相频特性曲线。二、几种典型电路的波特图二、几种典型电路的波特图高频段产生高频段产生负负9090度度滞后相移。滞后相移。 ( ) o0o45 o90 H0.1 H10 H 4.1.2 频频率率特特性性的的分分析析方方法法相频特性：相频特性：1、一阶、一阶RC低低通网络通网络45o/10倍频倍频二、几种典型电路的波特图二、几种典型电路的波特图oi/11/1/1/LvLVjRAVRj CjRCj 频率响应表达式频率响应表达式11 , 2LLfRCRC 式式中中 R C + - vi + - vo
10、 4.1.2 频频率率特特性性的的分分析析方方法法2、一阶、一阶RC高高通网络通网络二、几种典型电路的波特图二、几种典型电路的波特图2L1( )1()A 其模为：其模为： 20lg( )(dB)A 020 40 0.1L 10L L 高通网络的幅频响应高通网络的幅频响应多级多级2、一阶、一阶RC高高通网络通网络20dB/10倍频倍频二、几种典型电路的波特图二、几种典型电路的波特图90 -arctg()oL 相角为：相角为： ( ) o90 o45 o00.1L 10L L 相频特性相频特性2、一阶、一阶RC高高通网络通网络二、几种典型电路的波特图二、几种典型电路的波特图1122()11()()
11、()()()()()()()()( )nkkooiinnnjkkkkXjXjY jY jA jX jX jXjXjAjAe4.1.3 多级放大电路的多级放大电路的频率特性频率特性()(),1, ()okkikXjAjknXj11( )( )( )( )nkknkkAA 4.1.3 多多级级放放大大电电路路的的频频率率特特性性一、一、多级放大电路的幅频和相频特性多级放大电路的幅频和相频特性多级放大电路的通频带多级放大电路的通频带窄于窄于每一每一单级单级电电路的通频带，且级联的级数越多，通频路的通频带，且级联的级数越多，通频带就越窄。带就越窄。2221211111.1HHHHmffff222121
