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【电子教案--模拟电子技术】第四章放大电路的频率响应
模 拟电子技术
Rt = (RS + r bb )//rbe Ct = Cbe + CM = Cb e+(1 + gmRL ) Cbc
增益带宽积 G BW = Aus0 fH 1
gm RL (常数)
2 Ct ( RS rbb )
•
Aus0
U• o U• s
- gm RL rbe RS rbb rbe
BW
H
L
相频特性:在 10 f f 0.1 f 时, -180 ;
L
H
在
f 0.1 f L
在
f 10 f H
时, -90 ;
时, -270 ;
模 拟电子技术
而在f从 到 以及从 到 的范围内, 相频特性都是斜率为 - 45 /十倍频程的直线。 前面已经指出在画波特图时,用折线代替实际 的曲线是有一定误差的。对数幅频特性的最大 误差为3dB,相频特性的最大误差为 5.71 , 都出现在线段转折处。
模 拟电子技术
如果同时考虑耦合电容
C 1
和
C 2
,则可分别求出
对应于输入回路和输出回路的两个下限截止频率
f L1
2 R
1
R
C
S
i
1
f L2
2
R
1 R
C
C
L
2
这时,放大电路的低频响应,应具有两个转折
频率。如果二者之间的比值在4~5倍以上,则
可取较大的值作为放大电路的下限频率。
模 拟电子技术
否则,应该可以用其他方法处理。此时,波特图
L
2 L1
2 L1
2 Ln
若各级下限角频率相等,即ωL1=ωL2=…=ωLn,则
[1 (L1 )2 ]n 2 L
L
L1
1
2n -1
模 拟电子技术
第 四章 小结
模 拟电子技术
一、简单 RC 电路的频率特性
•R
Ui
C
•
U
o
RC 低通电路
A u
1 1 j
f
fH
•
Ui
C R
•
Uo
RC 高通电路
500 C
2fL R
1
2 k
2 3.14 300 Hz 2500
0.212 (F)
模 拟电子技术
4.1.2 晶体管及其单级放大电路的频率特性
一、单级阻容耦合放大器的中频和低频特性
RB1 C1 +
RS U• S
RB2
1. 中频特性
RC
+VCC +C2
C1、C2 可视为短路 极间电容可视为开路
90
模 拟电子技术
例 4.1.1 求已知一阶低通电路的上限截止频率。
1 k
戴维宁定理等效
1 k 0.01 F
1//1 k 0.01 F
fH
1 2RC
1 2 3.14 0.5 k 0.01 F
31.8 (kHz)
例 5.1.2 已知一阶高通电路的 fL = 300 Hz,求电容 C
。
1
C
-arctan f / fH
滞后
f 0 时,
•
Au
1 ; 0
f fH 时,Au•
1 0.707; -45
2
f fH 时,Au• 0 ; -90
模 拟电子技术
2. 频率特性的波特图
A•u
1 1 ( f / fH )2
|A•u |
1 0.707
20lg|A• u |/dB
- arctan f / fH
AuI 2
[1 ( H )2 ][1 ( H )2 ] [1 ( H )2 ] 2
H1
H 2
Hn
模 拟电子技术
4.2.2 多级放大器的下限频率fL
设单级放大器的低频增益为
Auk
(
j
)
1
AuIk
- j Lk
(5–69)
Au
(
j
)
1
AuI 1
- j L1
1
AuI 1
- j
L
2
1
AuIn
- j
fL
U•i
C R
U•o 令 1/RC = L则 fL = 1/2RC
f
A u
1 1 ( fL / f )2
arctan f L / f 超前
f 10 fL 20lg|Au| = 0 dB
0
f = fL
20lg|Au| = 20lg0.7071 = -3 dB 45
f 0.1 fL 20lg|Au| = -20lg f / fH
A u Au ( f ) ( f )
Aum 0.707Aum
Au
Au( f ) — 幅频特性
( f ) — 相频特性
O
fL
f L — 下限截止频率
O
f H — 上限截止频率
2. 频带宽度(带宽)BW(Band Width)
BW = f H - f L f H
fH
f
f
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4.1.1 简单 RC 低通和高通电路的频率特性
模 拟电子技术
第四章
放大电路的频率响应
4.1 放大电路的频率性
4.2多级放大器的频率响应
小结
模 拟电子技术
4.1 放大电路的频率性
引言 4.1.1 简单RC低通和高通电路的频率特性
4.1.2 晶体管以及其单级放大电路的频率特性
4.1.3 集成运算放大器高频参数及其影响
模 拟电子技术
引言Βιβλιοθήκη 1.幅频特性和相频特性LL
s
i
1
R R r r
i
B
bb'
be
而同样,上限截止频率取决于高频时输入回路的
时间常数 ;由图可知:
H
H
RC
,
模 拟电子技术
其中
f 1 2
H
H
因此,只要能正确的画出低频段和高频段的交流等
效电路,算出输入回路的时间常数 L
和
H
,
则可以方便的画出放大电路的频率特性图。
对数幅频特性:在
V
R
L
Aus
- RL
rbe Rs
Aus0
-180
2. 低频特性:极间电容视为开路
耦合电容 C1、C2 与电路中电阻串联容抗不能忽略
模 拟电子技术
C1 I•b
I•c C2
C1 I•b
RS
•
US
rbe
R'B
I•b RC
RS RL •
US
•
Ui
rbe
I•o C2
RC
•
U o
Ib RC
RL
AR•uBs
A u
1-
1 j
fL
f
模 拟电子技术
|A•u |
1 0.707
|A• u |
1 0.707
O
fH
f
O
fL
B rbb
B Cb
C
•
US
R
S
U• be rbe
c
Cb
e
gmU• be
RL
U•o(C1,RCL2=视R为C /短/ R路L )
B rbb
E 密勒等效
B
C
CM= (1 + gmRL ) Cbc
•
US
RS U• be
rbe Cb
CM
gmU•be
RL
U•o
在输出回路略去 Cbc
H = 1/RtCt
eE
fH = 1/2 RtCt
一、RC 低通电路的频率特性
1. 频率特性的描述
•R
•
Ui
C Uo
•
Au
U• o U• i
1/ j C R 1/ j C
1
1
j RC
1 1 j
f
fH
令 1/RC = H
则 fH = 1/2RC
模 拟电子技术
|A• u |
1 0.70 7
O
O –45 –90
幅频特性
fH f f
相频特性
A•u
1 1 ( f / fH )2
2. 单位增益带宽 BWG BWG = f T f T 为开环增益下降至 0 dB(即Aud = 1)时的频率
带宽增益积= 1 f T= f T = BWG = Aud f H
BWG = Aud BW 运放闭环工作时, BWG = Auf BWf
如 741 型运放: Aud = 104,BW = 7 Hz,Auf = 10,
实际上,同时也可得出单管共
射电路完整的电压放大倍数表
达式, 即
共射电路完整波特图
A A
us
usm 1 j f
jf f L
f 1 j f
f
L
H
模 拟电子技术
由上图可看出,画单管共射 放大电路的频率特性
时,关键在于算出下限和上限截止频率
f L
和
f H
,
下限截止频率取决于低频时输入回路的时间数
,由图可知: R R C ,其中,
f到 L
f H
之间,20lg A us
20lg A usm
是一条水平直线;在 f f 时,是一条斜率为 L
+20Db/十倍频程的直线;在
f
f H
时,是一
模 拟电子技术
条斜率为+20Db/十倍频程的直线;在
f