模拟电子技术基础 第4版 习题及答案 第4章放大电路的频率响应和噪声答案.doc

第4章放大电路的频率响应和噪声答案

已知某放大器的幅频特性如题4.1图所示。

试说明该放大器的中频增益、上限频率fH和下限频率fL、通频带BW。

10

10

102

103

104

105

106

107

10

20

30

40

0

题4.1图

f/Hz

20lg(Au)dB

当和时，输出信号有无失真？是何种性质的失真？分别说明之。

解：(1)由题图4.1可得：中频增益为40dB，即100倍，fH=106Hz,fL=10Hz（在fH和fL处，增益比中频增益下降30dB），。

(2)当时，其中f=104Hz的频率在中频段，而的频率在高频段，可见输出信号要产生失真，即高频失真。

当时，f=5Hz的频率在低频段，f=104Hz的频率在中频段，所以输出要产生失真，即低频失真。

某放大电路电压增益的渐近波特图如题4.2图所示。设中频相移为零。

(1)写出Au(jf)频率特性的表达式。

(2)求f=107Hz处的相移值。

(3)求下限频率fL的值。

(4)求f=100Hz处实际的dB值。

(5)求f=10Hz和f=105Hz的相移值。

1

1

10

102

103

104

105

106

20

40

60

0

题4.2图

f/Hz

20lg(Au)dB

107

解:(1)中频放大倍数为103，高频有一个极点频率为105Hz，一个零点频率为106Hz，低频有两个极点频率均为102Hz，两个零点频率均为10Hz。所以

(2)f=107Hz处的相移为零

φ0.4已知某晶体管电流放大倍数的频率特性波特图如题4.3图所示，试写出β的频率特性表达式，分别指出该管的ωβ、ωT各为多少？并画出其相频特性的近似波特图。

φ

0.4

-45ω/Mrad/s0

-45

ω/Mrad/s

0

-90

-90

(b)

题4.3图

其相频特性的近似波特图如图4.3(b)所示。

某一放大器的中频增益为AuI=40dB，上限频率为fH=2MHz，下限频率fL=100Hz，输出不失真的动态范围为Uopp=10V。输入下列信号时会产生什么失真？

（1）、ui(t)=0.1sin(2π×104t)(V)

（2）、ui(t)=10sin(2π×3×106t)(mV)

（3）、ui(t)=10sin(2π×400t)+10sin(2π×106t)(mV)

（4）、ui(t)=10sin(2π×10t)+10sin(2π×5×104t)(mV)

（5）、ui(t)=10sin(2π×103t)+10sin(2π×107t)(mV)

解：（1）输入信号为单一频率正弦波，所以不存在频率失真问题。但由于输入信号幅度较大（为0.1V）,经100倍的放大后峰峰值为0.1×2×100＝20V，已大大超过输出不失真动态范围（UOPP=10V）,故输出信号将产生严重的非线性失真（波形出现限幅状态）。

（2）输入信号为单一频率正弦波，虽然处于高频区，但也不存在频率失真问题。又因为信号幅度较小，为10mV,经放大后峰峰值为100×2×10＝2V，故也不出现非线性失真。

(3)输入信号两个频率分量分别为10Hz及1MHz，均处于放大器的中频区，不会产生频率失真，又因为信号幅度较小（10mV）,故也不会出现非线性失真。

（4）输入信号两个频率分量分别为10Hz及50KHz，一个处于低频区，而另一个处于中频区，故经放大后会出现低频频率失真，又因为信号幅度小，叠加后放大器也未超过线性动态范围，所以不会有非线性失真。

（5）输入信号两个频率分量分别为1KHz和10MHz，一个处于中频区，而另一个处于高频区，故信号经放大后会出现高频频率失真。同样，由于输入幅度小。不会出现非线性频率失真。

已知某晶体管在ICQ=2mA，UCEQ=5V时,,UA=-100V,试计算该管的高频混合π型参数，并画出高频混合π型模型。

解：混合参数的计算：

混合π型模型如题4.5图所示。

+

+

b

gmUb’e

rb’e

rbb’

Cb’c

Cb’e

rce

c

e

题4.5图

电路如题4.6图(a)所示，已知晶体管的

。

试画出电路的高频等效电路。

利用密勒近似求上限频率fH。

+

+

VCC

Uo

+

RB

500k

RC

2k

RE

RL

2k

C110F

RS

0.9k

C210

(a)

+

RS

Us

RB

rbb’

Ub’e

Cb’e

Cb’c

gmUb’e

RC//RL

+

Uo

+

rb’e

(b)

题4.6图

Us

10F

解：(1)高频等效电路如题4.6图(b)所示：

利用密勒近似，将Cb’c折算到输入端，即

单级共源电路的交流通路如题4.7图(a)