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模拟电子技术简明教程(第三版)第3章

上限频率fH:当电压放大倍数下降到0.707Au时, 相应的高频频率。
通频带:上限频率和下限频率之间的频率范围 称为通频带BW。
BW=fH-fL
3.1.3 频率失真
幅频失真:幅频特性偏离中频值的现象。 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。
相频失真:相频特性偏离中频值的现象。 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、分布电感等;
2.三极管的()是频率的函数。
§ 3.2 三极管的频率参数
在低频和中频段, 0 ;频率升高时, 值
随之下降,β 是f 的函数。
0
1 j f f
当20lgβ下降3dB时,频率f 称为共射截止频率
当β=1时对应的频率称为 特征频率fT,且有fT≈β0f
一、共射截止频率fβ — 值下降到0.707β0
时的频率。 二、特征频率fT — 值下降为1 时的频率。
3.1.1 频率特性
频率响应(频率特性):放大电路对不同频 率信号的稳态响应。
幅频特性:电压放大倍数的幅值与频率的函 数关系。
相频特性:电压放大倍数的相角与频率的函 数关系。
阻容耦合共射放大电路的频率特 性
3.1.2 下限频率、上限频率和通频带
下限频率fL:当电压放大倍数下降到0.707Au时, 相应的低频频率。
RC
rbe
2. 低频段
在低频段,三极管的极间电容可视为开路,耦合电容
C1、C2不能忽略。 方便分析,现在只考虑C1,将C2归入第二级。画出低频等 效电路如图所示。
该电路有 一个RC电路高通环节。
U be
Ri Rs Ri
1
jC1

rbe rbe
U
s
其中Ri=Rb//rbe
U o
gmUbe Rc
高频时,极间电容并 联在电路中,构成一 个RC低通电路,产 生0~-90°滞后的相 移。
3.3.1 三极管的混合π型等效模型
1. 混合π模型
阻值小
阻值大
gm为跨导,它不随信 号频率的变化而变。
连接了输入回路 和输出回路
2.混合π模型的单向化(使信号单向传递)
ICμ
U b'e U ce X Cμ
(1)高通电路:信号频率越高,输出电压越接近输入电压。
.
.
I
Uo
U
o
超前U
,当
i
f
0时;
. Ui
Uo 0,Uo超前Ui 90。
(2)低通电路:信号频率越低,输出电压越接近输入电压。
. I
. Ui . Uo
U
o滞后U
,当
i
f
时;
Uo 0,Uo滞后Ui 90。
使输出电压幅值下降到70.7%,相位为±45º的信号频率为 截止频率。
在研究频率特性时,三极管的低频小 号模型不再适用,而要采用高频小信号模 型。
3.1.4 波特图
实际工程中常用的是波特图(即对数频率 特性),其横坐标为频率f,幅频特性的纵坐
标 20 lg Au ,单位为分贝(dB);相频特性的纵
坐标是相角 ,不取对数。
阻容耦合放大电路波特图
3.1.5 高通电路和低通电路
因此,低频时间常数为: L (Rs Ri )C1
有下限频率:
fL
2
(Ri
1
Rs )C1
可推出低频电压放大倍数:
AusL
Ausm 1 1 j
fL
f
fL越小,放大电路的低频响应越好。
低频段频率响应分析
中频段 20dB/十倍频
20
lg
Ausl
20 lg Ausm
20 lg
1 ( fL )2 f
1、高通电路
下 限 频 率
2、低通电路
上 限 频 率
高通 电路
结电容
低通 电路
下限频率
上限频率
在低频段,随着信号频率逐渐降低,耦合电容、旁路 电容等的容抗增大,使动态信号损失,放大能力下降。
在高频段,随着信号频率逐渐升高,晶体管极间电容和
分布电容、寄生电容等杂散电容的容抗减小,使动态信号 损失,放大能力下降。
3.3.2 阻容耦合单管共射放大电路的 频率响应
对于如图所示的共射放大电路,下面分低、中、 高三个频段加以研究。
共射放大电路
1 .中频段
所有的电容均可忽略。可用前面讲的h参数等效电路 分析。 中频电压放大倍数:
A usm
U O U S
Ri RS Ri
rbe rbe
gm RC
Ri RS Ri
180 (90 arctan
f )
fL
f fL时,20 lg Ausl 20 lg Ausm
f fL时,20 lg Aus 下降3dB, 135
f fL时,f 每降低10倍,20 lg Ausl 下降20dB; f 0 时,Aus 0, 90。
3. 高频段
(1 k) U b'e X Cμ
k gm RL'
等效变换后电流不变
X C 'μ
U b'e ICμ
1
X Cμ gm RL'
Cμ' (1 gm RL' )Cμ
同理可得,Cμ''
k
k
1

3.混合π模型的主要参数
C
rbe
(1
)
UT I EQ
Ic gmUbEQ UT
第3章
放大电路的 频率响应
教学内容
§3.1 频率响应的一般概念 §3.2 三极管的频率参数 §3.3 单管共射放大电路的频率响应 §3.4 多级放大电路的频率响应
教学要求
了解单管共射放大电路fL、fH与电路参数
间的定性关系,熟悉波特图的一般知识, 以及多级放大电路与单管放大电路频宽 的定性关系。
§ 3.1 频率响应的一般概念
Ri
Rs Ri
1
jC1
• rbe rbe
gm RcU s
上下同除 (Rs+Ri)
Ri Rs Ri

rbe rbe
gm Rc
1
1 1
U s
j(Rs Ri )C1
Ri Rs Ri
• rbe rbe
gm Rc
1
j
1 1
U s
C1(Rs Ri )
AusL
U U
o s
Ausm 1
j
1 1
C1(Rs Ri )
f=fT时, =1,20lg =0 f>fT时, <1,三极管失去放大作用。
可求出: fT≈β0 f 三、共基截止频率fα — 值下降到0.707α0
时的频率。 f (1 0 ) f
f fT f
§3.3 单管共射放大电路的频率响应
单管共射放大电路在 低频时耦合电容容抗 大,不能忽略,隔直 电容与放大电路的输 入电阻构成一个RC 高通电路;
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