模拟电子电路频率响应8讲课件.ppt

1、例例1：放大电路由下面两个放大电路组成。已知放大电路由下面两个放大电路组成。已知EC=15V，R1=100k，R2=33k ，RE1=2.5k，RC=5k，1=60，；，；RB=570k，RE2=5.6k，2=100，RS=20k ，RL=5k+ECR1RCC11C12R2CERE1uiriuoT1放大电路一放大电路一RB+ECC21C22RE2uiuoT2放大电路二放大电路二1.求直接采用放大电路一的放大倍数求直接采用放大电路一的放大倍数Au和和Aus。2.若信号经放大电路一放大后，再经射极输出器输出，求放若信号经放大电路一放大后，再经射极输出器输出，求放大倍数大倍数Au、ri和和ro。3.

2、若信号经射极输出器后，再经放大后放大电路一输出，求若信号经射极输出器后，再经放大后放大电路一输出，求放大倍数放大倍数Au和和Aus。+ECR1RCC11C12R2CERE1uiriuoT1RB+ECC21C22RE2uiuoT2ri =R1/R2/rbe =1.52 k(1)由于由于RS大，而大，而ri小，致使放大倍数降低；小，致使放大倍数降低；(2)放大倍数与负载的大小有关。例：放大倍数与负载的大小有关。例：RL=5k 时时,Au=-93；RL=1k 时时,Au=-31。662052152193.RrrAASiiuus1.求直接采用放大电路一的放大倍求直接采用放大电路一的放大倍数数Au和和A

3、us。+ECR1RCC1C2R2CERERLuiuousRSriT19311beLur RA2.若信号经放大电路一放大后，再经射极输出器输出，求放若信号经放大电路一放大后，再经射极输出器输出，求放大倍数大倍数Au、ri和和ro。usRSRB+ECC22RE2uoT2RLR1RCC11R2CERE1uiriT1rbe2=2.36 k rbe1=1.62 k ro1=RC=5 k k173122221EbeBiL R)(r/RrR731001557036265111/./.r/Rr/RR/Rr/RroBbeESBbeEo1856211735601111./r RAbeLu990112222.R)(

4、r R)(ALbeLu18399018521.AAAuuuk5211211.r/R/Rrrbeii讨论：讨论：带负载能力。带负载能力。2.输出不接射极输出器时的带负载能力：输出不接射极输出器时的带负载能力：RL=5k 时：时：Au=-93RL=1k 时：时：Au=-31即：当负载电阻由即：当负载电阻由5k 变为变为1k 时，放大倍数降低到原来的时，放大倍数降低到原来的92.3%放大倍数降低到原来的放大倍数降低到原来的30%RL=5 k 时：时：Au1=-185，Au2=0.99，ri2=173 k Au=Au1 Au2=-183RL=1 k 时：时：Au1=-174，Au2=0.97，ri2=

5、76 k Au=Au1 Au2=-1691.输出接射极输出器时的带负载能力：输出接射极输出器时的带负载能力：3.若信号经射极输出器后，再经放大后放大电路一输出，求若信号经射极输出器后，再经放大后放大电路一输出，求放大倍数放大倍数Aus。Au2=-93 ri2=1.52 k Au1=0.98 ri=101 k+ECR1RCC12R2CERE1riuoT1uiRBC21RE2T2usRS76201011019809321.RrrAAASiiuuus662052152193.RrrAASiiuus输入不接射极输出器时：输入不接射极输出器时：可见，输入接射极输出器可提高整个放大电路的放大倍数可见，输入

6、接射极输出器可提高整个放大电路的放大倍数Aus。2.8 放大电路的频率响应 研究的问题：信号频率对放大倍数的影响。研究的问题：信号频率对放大倍数的影响。主要参数：主要参数：f fL L、f fH H、BWBW 在低频段使放大倍数数值下降的原因：随着信号频在低频段使放大倍数数值下降的原因：随着信号频率逐渐降低，耦合电容、旁路电容等的容抗增大，率逐渐降低，耦合电容、旁路电容等的容抗增大，使动态信号损失。使动态信号损失。在高频段使放大倍数数值下降的原因：随着信号频在高频段使放大倍数数值下降的原因：随着信号频率逐渐升高，晶体管极间电容和分布电容、寄生电率逐渐升高，晶体管极间电容和分布电容、寄生电容等杂

7、散电容的容抗减小，使动态信号损失。容等杂散电容的容抗减小，使动态信号损失。1 基本概念基本概念（1）频率响应）频率响应放大器对不同频率的正弦信号的稳态响应。放大器对不同频率的正弦信号的稳态响应。VVVVAffAffAA)()()()(幅频响应幅频响应相频响应相频响应 幅频响应幅频响应 相频响应相频响应 幅频特性是描绘输入信号幅度幅频特性是描绘输入信号幅度固定，输出信号的幅度随频率变化固定，输出信号的幅度随频率变化而变化的规律。即而变化的规律。即=Aio/VV)(fA 相频特性是描绘输出信号与输入相频特性是描绘输出信号与输入信号之间相位差随频率变化而变化信号之间相位差随频率变化而变化的规律。即的

8、规律。即ioVVA (2)上限频率上限频率f fH H，下限频率下限频率f fL L，通频带，通频带BWBW其中其中上上限限频频率率Hf普通音响系统放大电路的幅频响应普通音响系统放大电路的幅频响应03dB20lg|AV|/dB带宽带宽2204060202 1022 1032 104f/HzfLfH高频区高频区中频区中频区低频区低频区下下限限频频率率Lf称称为为带带宽宽LHffBW HLH fBWff 时时，当当 直流放大电路的幅频响应直流放大电路的幅频响应与此有何区别？与此有何区别？3dB 频率点频率点（半功率点）（半功率点）3dB 频率点频率点（半功率点）（半功率点）VMVMAAfAfA70

9、7.02)()(HL对应的低频频率。VMVLAAf707.0对应的高频频率。VMVHAAf707.0（3 3）幅度失真、相位失真）幅度失真、相位失真放大电路对不同频率成分信号的增益不同，从而使输出波形产生失真，称为幅度频率失真，简称幅频失真。放大电路对不同频率成分信号的相移不同，从而使输出波形产生失真，称为相位频率失真，简称相频失真。幅频失真和相频失真是线性失真。(动画5-1)（4 4）分贝（）分贝（dBdB）2 2 三极管高频小信号模型三极管高频小信号模型 双极型三极管 物理模型（1）型等效电路rbe-re归算到基极回路的电阻 -发射结电容，也用C这一符号Cbe-集电结电阻rbc -集电结电

10、容，也用C这一符号 Cbc rbb-基区的体电阻，b是假想的基区内的一个点。高频混合型小信号模型电路混合混合型小信号模型型小信号模型gm：跨导混合混合模型的简化模型的简化和和单向化（使信号单向传递）单向化（使信号单向传递）cbMCRgC)1(LmcbMCkkC1 简化高频段微变等效电路 cbebCRgCC)1(Lm（2）参数获得m0e bgrTEeebeebcm1VIrVIVIg gm=IE/26mV38IC(mS)e bbe bbrrr（3）三极管频率参数)(211cbebeb0CCrfffj0bcceVII 的等效电路 0ce.VTfff、当=1时对应的频率称为特征频率fT，且有fT0f

11、当20lg下降3dB时,频率f称为共发射极接法的截止频率ffffffT对应频率：共基截止频率对应频率：特征频率对应频率：共射截止频率0T007.70107.703 单级共射放大电路的频率响应 CE接法基本放大电路 CE接法基本放大电路 全频段微变等效电路开路。短路，中频段：cbebeCCCCC,21开路。的影响，低频段：考虑cbebeCCCCC,21短路。的影响，高频段：考虑ecbebCCCCC,21放大电路频率响应的分析方法a.将放大电路分为中频、低频和高频三个工作区域。b.分别画出三个区域的微变等效电路。c.分别写出电路在三个区域频率响应的表达式。d.求出相应的参数AVM、fH和fL。e.

12、画出幅频和相频特性曲线。不同电容对电路性能的影响a.耦合电容、旁路电容较大，主要影响电路的低频性能。b.结电容、极间电容及分布电容等很小，主要影响电路的高频性能。画各个区域等效电路的原则a.低频区考虑耦合电容、旁路电容的作用。结电容、极间电容及分布电容视为开路。b.中频区耦合电容、旁路电容视为短路。结电容、极间电容及分布电容视为开路。c.高频区耦合电容、旁路电容视为短路。考虑结电容、极间电容及分布电容的作用。（1）单级共射放大电路的高频响应 CE接法基本放大电路 高频段小信号微变等效电路 高频响应、上限频率RCfrRRAffjAVVAHbeSLVMHVMSOVH21)/(1-上限频率令：则：2

13、VMVH)(1lg20lg20lg20HffAAHffarctan1800频率特性曲线（波特图频率特性曲线（波特图）放大电路的对数频率特性称为波特图。)/(1HVMSOVHffjAVVA arctg(Hff)RCfH21)/(11,1HSOVHVMffjVVAA则若2)(1lg20lg20)(HVHVHffAdBA共射放大电路高频响应特性曲线（波特图）增益增益-带宽积带宽积)1()(2LmcbebbbSLmHVMRgCCrRRgfA基本为常数 例题例题 解：解：模型参数为模型参数为设共射放大电路参数为：设共射放大电路参数为：，pF5.000MHz41001mA1001kcbT0CbbsCfIrR。k5cR试计算它的中频电压增益和上限频率，画波特图。试计算它的中频电压增益和上限频率，画波特图。ebr mgTEVImV26mA1S 038.0 m0g S 038.0001 k 6.2 ebCcbTm2 Cfg pF 8.14 MCcbcm)1(CRgpF 7.96 VMAcmRg ebbbseb rrRr51.133 C R)(bbs rReb/r k 77.0eb CMC pF 5.111 Hf中频电压增益为中频电压增益为又因为又因为所以上限频率为所以上限频率为RC 21MHz 85.1 Mlg20VA51.133lg20 dB 5.42