下面讨论频率响应的改善和增益带宽积.ppt

* * 第4章 放大电路的频率特性 [问题提出] 前面所讲述的均以单一频率的正弦信号来研究，事实上信号的频率变化比较宽（例如声音信号、图象信号），对一个放大器，当Ui 一定时，f变化 Uo变化，即Au=Uo/Ui 变化，换句话说： Au与f有关。 为什么Au与f有关呢？什么是频率响应？ 频率响应：指放大器对不同频率的正弦信号 的稳态响应。其表示方法： Av(f) Φ(f) 其中 Av(f) 为幅频响应、Φ(f)为相频响应。 放大电路的频率特性包括两部分： 幅度频率特性 相位频率特性 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 而变化的规律。即 ∣ ∣= ∣ ∣= 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 的规律。即 这些统称放大电路的频率响应。 幅频特性偏离中频值的现象称为幅度频率失真; 相频特性偏离中频值的现象称为相位频率失真。 放大电路的幅频特性和相频特性，也称为频率响应。因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。 产生频率失真的原因是: 1.放大电路中存在电抗性元件，例如 耦合电容、旁路电容、分布电容、变压 器、PN结电容、分布电感等; 2.三极管的?(?)是频率的函数。 在研究频率特性时，三极管的低频小信号模型不再适用，而要采用高频小信号模型。 电路中存在着电抗器件是影响频响的主要因 素，研究频响实际上是研究电抗元件的存在，对 放大器放大倍数的影响。 当f低时，主要是耦合电容、旁路电容起作用。 当f高时，主要是PN结电容起作用。 4.1 RC电路的频率响应 4.2 双极型三极管的高频小 信号模型 4.3 共发射极接法放大电路 的频率特性 4.4 多级放大器的频率响应 4.1 RC电路的频率响应 4.1.1 RC低通电路 4.1.2 RC高通电路 4.1.1 RC低通电路 RC低通电路如图05. 01所示。 图05.01RC低通电路 其电压放大倍数(传递函数)为 由以上公式可做出如图05.02所示的RC低通电路的近似频率特性曲线： 图05.02 RC低通电路的频率特性曲线 　幅频特性的X轴和Y轴都是采用对数坐标, 称为上限截止频率。当 时，幅频特性将以十 倍频20dB的斜率下降，或写成-20dB/dec。在 处的误差最大，有－3dB。 当 时，相频特性将滞后45°，并具有 -45?/dec的斜率。在0.1 和10 处与实际的相频 特性有最大的误差，其值分别为+5.7°和－5.7°。 　 这种折线化画出的频率特性曲线称为波特图，是 分析放大电路频率响应的重要手段。 4.1.2 RC高通电路 其电压放大倍数 为： 式中 下限截止频率、模和相角分别为 RC高通电路如图05.03所示。 由此可做出如图05.04所示的RC高通电路的近似频率特性曲线。 图05.04 RC高通电路的近似频率特性曲线 4.2 双极型三极管的高频小信号模型 4.2.1.混合π型高频小信号模型 4.2.2 电流放大系数β的频响 4.2.1混合π型高频小信号模型 混合π型高频小信号模型是通过三极管的物理 模型而建立的，三极管的物理结构如图05.05所示。 rbe--- re归算到基极回路的电阻 ---发射结电容，也用C?这一符号 ---集电结电阻 ---集电结电容，也用C?这一符号 rbb ---基区的体电阻，b是假想的基区内的一个点。 图05.05 双极型三极管 物理模型 （1）物理模型 --- 发射结电阻 r e 根据这一物理模型可以画出混合π型高频小信号模型，如图05.06所示。 图05.