3、基本放大器高、低截止频率的估算
4、基本放大器的频率特性分析
§5-1 放大电路频率特性的基本概念
一、频率特性和通频带 1、什么叫频率特性 频率特性是指放大器放大倍数的数值以及输出信号和输入 信号的相位差随输入信号的频率而变化的函数关系。
Au ( j ) | Au ( j ) | e
j ( )
e
Re
Ce RL
RC // RL Aum gm R L rbe
2、低频段增益函数AuL（s）
放大器的AuL(s)由低频段的小信号模型导出， 耦合电容、旁路电容等大电容不能忽略， 而极间电容视为开路。
Rb1
C1
RC
VCC
C2
1 C1 高通电路 1 / C1 (1 ) / Ce
1 GB 2 ( RS rbb )Cbe
任何放大电路都有一个确定的通频带，我们在使用一个放大电路时 应了解其信号频率的适用范围；在设计放大电路时，应能满足信号频率 范围的要求。
§5-2 放大电路的复频域分析
分析放大电路频率特性的方法：分频段复频率分析法
分频段 ：将电路按低频段、中频段和高频段分别进行分析。
m m 1
xi(S) 线性网络 xO (S)
X O ( s ) bm s bm 1 s b1 s b0 H ( s) n n 1 X i ( s) an s an1 s a1 s a0
求出零点和极点后，上式可以表示为：
常数
零点
极点
( s z i) ( s z1 )( s z2 )( s zm ) i 1 K n H ( s) K ( s p1 )( s p2 )( s pn ) ( s pj )
uO ( s ) i 1 K n Au ( s ) ui ( s ) ( s p j )
j 1
(s z i)
m
（2）放大电路增益函数的特点
① 零点数目肯定不会大于极点数目。
（放大电路是可实现的线性时不变系统）
mn
② 所有极点都位于复平面的左半平面上。
（放大电路应该是稳定的系统）
幅频特性： Au ( ) | Au ( j ) | 放大电路对不同频率的信号呈现出不同的放大倍数和相位 差，以阻容耦合放大电路为例： 低频区增 中频区增 高频区增 －－放大倍数的幅值与频
益下降 益最高 益下降 率的关系。 仿真 VCC 信号 放大 相位差 R Rb1 C 相频特性： ( ) C2 频率 倍数 C1 －－输出信号与输入信号的 500Hz 相位差与频率的关系。 产生滞后 25 -105º 产生超前 相差约 RS 附加相移 Rb2 180 附加相移 + RL 30kHz 76 -180º uS C e Re
幅频特性的纵坐标： 60 20 0.1 -40 10 20lg|Au( )|(dB)
幅频特性
20lgA () (dB)
102 103
104 105 106 (rad/s)
相频特性
135 相频特性的纵坐标：
( )/°
10 102 103 104 105 106 (rad/s)
( ),线性刻度（º ）
③ 极点数目等于电路中“独立”电抗元件的数目。（P189）
二、高通电路和低通电路
1、高通电路
U Au o Ui
R 1 R j C

1 1 1 jRC
U i
U o
1 1 令 L ； RC
L 1 fL ； 2 2RC
Au
1
L 1 j
30MHz
44
-225º (4ห้องสมุดไป่ตู้ º )
2、阻容耦合放大电路的频率特性－－定性分析
ZC 1 / C
在中频范围： 大电容的容抗小，视为短路；小电容的容抗大， 视为开路。交流通路是一个纯阻性的电路，电路参数Au、Ri、 RO等均为与频率无关的常数。 在低频段： 耦合、旁路电容的容抗增大，分压作用增大，旁路 作用减弱，导致增益下降并产生超前附加相移。 低频段主要受耦合 高频段主要受三极管的 在高频段： 极间电容、分布电容等容抗减小，分流作用增大， 电容旁路电容影响 结电容或极间电容影响 而且β下降，导致增益下降并产生附加相移。 仿真

1 fL 1 j f

f j fL f 1 j fL
2、低通电路
1 U 1 j C o Au 1 Ui 1 jRC R j C
U i
U o
1 1 令 H ； RC
H 1 fH ； 2 2RC
1
Au
1
1 j H

f 1 j fH
rbb b ib R S R S R s + u u S u s
S
C Cbe 1 | Aum | Cbc
C' C'' Rb rbe i r b e b rce RC RL R R gmube C L e
1 | Aum | C Cbc | Aum |
j=1
m
m 2 2 2 1+ j / z | | 1 ( ) 1+ j / z ( ) 1 ( ) 1 ( ) i …… i z 1 z zm i=1 2 i=1 幅频特性： =A | A( ) | A A 0 n 00 n 2 2 2| ) ( ) …… 1+ / p |1 j/1 pj ( 1 (1+) j ( )j
低频区增 益下降
产生超前 附加相移
中频区增 益最高
高频区增 益下降
Rb1 C1
RC
VCC C2 CO
相差约 180
RS 产生滞后 + Rb2 Ci Re 附加相移 u S
Ce RL
3、通频带以及上、下限截止频率的概念
Au 0 Au 0 2
BW fL
在低频段和高频段，增益的幅值下 降至中频增益Au0的70.7%（即下降 3dB)时所对应的频率分别称为下限 截止频率和上限截止频率。 下限截止频率fL ，简称下限频率
在每个频段分析时，根据其工作特点抓住影响该频段的主要参 数对电路进行简化，得到各频段的微变等效电路。
复频率分析法 ：将电阻、电容、电感用复阻抗表示，得到各频
段增益的传输函数，进而得到频率特性，最后将三个频段的结 果综合起来就得到电路的全频段响应。
一、复频域中放大电路的传输函数
1、线性网络的复频域传输函数与频率特性 线性网络复频域传输函数的一般表达式
f L 0, BW f 0.7 f H
仿真 Rb1 RS + Rb2 Ci uS Re VCC BW
RC C2
CO
fH
RL
二、频率失真和增益带宽积
1、频率失真（线性失真）：
基波
二次谐波
幅频失真： 放大电路对输入信号不同频率
分量的幅值不是等同放大而产 生的输出波形失真。
相频失真： 放大电路对输入信号不同频率
j 1 m
m
j z i ) ( i 1 令S = j，系统的稳态频率响应：H ( j ) K n ( j p j )
j 1
2、放大电路的增益函数及其特点 对于放大器，增益就是放大器的传输函数， ui(s) （1）放大电路增益函数的通式：
放大器 uO (s) A（s）
0.1 -90
45
1、作图思路
（稳态响应）
( s z i ) A(s ) K n ( s pj )
m n
m
s j
( j z i) A( j) K n
变换为作图标准式
m
( j p j )
A( j )
A0
( 1+j/zi ) i=1
( 1+j/pj )
1 AuH ( jf ) Aum 1 j( f / f H )
4、全频段增益函数Au（s）
j( f / f L1 ) 1 Au ( jf ) Aum 1 j( f / f L1 ) 1 j( f / f H )
Au ( jf ) Aum
1 fL f (1 j )(1 j ) f fH
ib1 b C' c C2 RS R RC RS S Rb rr + be + be ib rce R RLR C L uS u uS ibRC S e
RS Rb2 + uS
Re
Ce RL
C1 b ib Rb
c
C2
rbe
Re
ib rce R R C L Ce e
j( f / f L1 ) j( f / f L2 ) AuL ( jf ) Aum 1 j( f / f L1 ) 1 j( f / f L2 )
3、高频段增益函数AuH（s）
AuH(s)由高频小信号模型导出，耦合、旁路 电容视为短路，极间电容不能忽略。
Rb1
RS Rb2 + Ci uS Re
RC
VCC
C2
b rbb RS uS r b e Rb ube C
+
Cbc
c
CO
Ce RL
b e
gmube rce RC RL e 低通电路 c
fH
上限截止频率fH ，简称上限频率 （也称为3dB截止频率、半功率点） 通频带BW（3dB带宽） ：
BW f 0.7 f H f L
4、直接耦合放大电路的频率特性－－定性分析
直接耦合放大器没有耦合或旁路电容，在低频段不会因大电容 上压降的增大而使电压放大倍数降低，也不会产生附加相移。
四、放大电路波特图的近似画法