测试放大电路的幅频特性

2.4 放大电路的频率特性由于放大电路中存在电抗元件（如管子的极间电容，电路的负载电容、分布电容、耦合电容、射极旁路电容等），使得放大器可能对不同频率信号分量的放大倍数和相移不同。

耦合电容和旁路电容影响放大器的低频特性；晶体管的结电容和分布电容影响放大器的高频特性。

而且它们的容抗随频率变化，故当输入信号幅值固定而信号频率不同时，放大电路的输出电压相对于输入电压的幅值和相位都将发生变化。

幅频特性：电压放大倍数的模|A u |与频率 f 的关系。

相频特性：输出电压相对于输入电压的相位移 ϕ 与频率 f 的关系。

O0.707 A A A u ￡￡￡￡￡(b)相频特性图29 放大电路的幅频特性和相频特性一．幅频特性：1. 在中频段++SE bI β图30 中频段放大电路的微变等效电路由于耦合电容和发射极旁路电容的容量较大，故对中频段信号的容抗很小，可视作短路。

三极管的极间电容和导线的分布电容很小，可认为它们的等效电容C O 与负载并联。

由于C O 的电容量很小，它对中频段信号的容抗很大，可视作开路。

所以，在中频段可认为电容不影响交流信号的传送，放大电路的放大倍数与信号频率无关而保持定值，输入电压与输出电压反向。

(前面所讨论的放大倍数及输出电压相对于输入电压的相位移均是指中频段的)2. 在低频段：++SE bI β图31 低频段放大电路的微变等效电路由于信号的频率较低，耦合电容和发射极旁路电容的容抗较大，其分压作用不能忽略即不能把它们视为短路，如图31所示。

以至实际送到三极管输入端的电压比输入信号要小，故放大倍数降低，即电压放大倍数的模随频率的降低而减小，输出电压与输入电压的相移也发生变化，并使产生越前的相位移（相对于中频段），不再保持180°的关系。

所以，在低频段放大倍数降低和相位移越前的主要原因是耦合电容和发射极旁路电容的影响。

当放大倍数降到中频段电压放大倍数时所对应得频率L f 为通频带的下限频率。

返回＞＞第三章 放大电路的频率特性通常，放大电路的输入信号不是单一频率的正弦信号，而是各种不同频率分量组成的复合信号。

由于三极管本身具有电容效应，以及放大电路中存在电抗元件(如耦合电容和旁路电容)，因此，对于不同频率分量，电抗元件的电抗和相位移均不同，所以，放大电路的电压放大倍数A u 和相角φ成为频率的函数。

我们把这种函数关系称为放大电路的频率特性。

§1频率特性的一般概念一、频率特性的概念以共e 极基本放大电路为例，定性地分析一下当输入信号频率发生变化时，放大倍数将怎样变化。

在中频段，由于电容可以不考虑，中频A um 电压放大倍数基本上不随频率而变化。

ο180=ϕ，即无附加相移。

对共发射极放大电路来说，输出电压和输入电压反相。

在低频段，由耦合电容的容抗变大，电压放大倍数A u 变小，同时也将在输出电压和输入电压间产生相移。

我们定义：当放大倍数下降到中频率放大倍数的0.707倍时，即2umul A A =时的频率称为下限频率f l 对于高频段。

由于三极管极间电容或分布电容的容抗在低频时较大，当频率上升时，容抗减小，使加至放大电路的输入信号减小，输入电压减小，从而使放大倍数下降。

同时也会在输出电压与输入电压间产生附加相移。

同样我们定义：当电压放大倍数下降到中频区放大倍数的0.707倍时，即2umuh A A =时的频率为上限频率f h 。

共e 极的电压放大倍数是一个复数，ϕ<=•u u A A其中，幅值A u 和相角ϕ都是频率的函数，分别称为放大电路的幅频特性和相频特性。

我们称上限频率与下限频率之差为通频带。

l h bw f f f -=表征放大电路对不同频率的输入信号的响应能力，它是放大电路的重要技术指标之一。

二、线性失真由于通频带不会无穷大，因此对于不同频率的信号，放大倍数的幅值不同，相位也不同。

当输入信号包含有若干多次谐波成分时，经过放大电路后，其输出波形将产生频率失真。

由于它是电抗元件产生的，而电抗元件又是线性元件，故这种失真称为线性失真。

实验报告简要分析及参考答案以下为简要分析，答题时请详细规范作答——实验一仪器的使用P178：交流毫伏表的使用（1）将信号发生器输出值与毫伏表测量值相比较，得到的结论是：信号发生器输出的电压是用峰峰值表示的，而毫伏表测量的电压是用有效值表示的，正弦波峰峰值电压是有效值电压的（2）用毫伏表的MANU和AUTO模式测量信号发生器的输出电压，其不同之处是：用MANU 模式测量时要把量程旋钮置于合适的量程才能显示正确的测量电压；AUTO模式则自动显示测量电压。

P178：思考题1．因为交流毫伏表的电压测量范围为100U A～300V，它能感应并测量仪器周围很微弱的干扰信号，所以交流毫伏表一接通电源显示屏上就有数码显示。

2．图（a）：（1）调节触发方式选择开关在AUTO状态；（2）调节垂直位移旋钮在适当的位置；（3）调节亮度旋钮在适当的位置。

图（b）：（1）T/DIV旋钮不要置于X-Y显示方式；（2）扫描时间选择旋钮的扫描频率不要选得太高，图（c）：调节聚焦和垂直位移旋钮在适当的位置。

3．示波器的红夹子应于毫伏表测试线上的红夹子相接，示波器的黑夹子应于毫伏表的黑夹子相接。

如果互换使用将引入干扰，产生较大的测量误差，甚至不能测量。

原因参阅课本P10。

实验二元件的识别与测量P1804.（2）用两手抓住表笔捏紧电阻两端测量其阻值,相当于把人体的电阻与所测电阻并联，所测电阻越大，影响越大，测量值越小。

P1816（2）用×100Ω档测出的阻值小，而用×1KΩ档测出的阻值大。

因为万用表不同的欧姆档流出的电流不同，×100Ω档时流出的电流大，×1KΩ档时流出的电流小。

当用不同的欧姆档测量同一只二极管时，由于二极管是非线性元件，等效电阻不是一个固定值，其值随电流的改变而改变，所以当用不同的量程测其正、反向电阻值时，测量值也不同。

P183：思考题用×1档电流大，×10k档电压大，都容易烧坏晶体管。

实验：两级放大及频率特性一、实验目的1、学会测试放大器的幅频响应2、验证两级放大器的电压放大倍数与单级放大倍数的关系3、比较两级放大器和单级放大器的通频带二、测试方法1、幅频响应（幅频特性）的测试（见实验指导书P16；5））2、通频带的测试1）保持输入信号不变，改变输入信号频率，找出最大输出幅度U o,计算出0.707U o 。

2）增大信号频率至输出幅度为0.707U o ，则对应的频率为上限频率f H ；然后减小信号频率至输出幅度为0.707U o ，对应的频率则为下限频率f L 。

通频带： BW ＝ƒH －ƒL三、实验内容•一）将两级放大器连接好，接通直流电源。

•1、调试Q 点 •第一级：调节R W ，使I C =2mA •第二级：调节R W ，使I C =2.5mA •2、测电压放大倍数（R L =2.4k Ω）• 输入信号f=1kHz ，Ui ≈2mV ，保证输出不失真。

测量Uo1和Uo ，记入表一。

表一3、测幅频响应（幅频特性） （R L =2.4k Ω）输入信号Ui ≈2mV ，保证输出不失真。

保持Ui 不变改变信号频率测量对应的Uo ，记入表二。

表二U o1 U o A u1 A u2 A u f (Hz) 10 30 50 60 70 80 200 500 1k Uo Au f(Hz) 4k 6k 8k 10k 12k 150k k k Uo Au4、求出通频带：BW= f H - f L二）测单级放大器的通频带•断开第二级放大器，接R L1=2.4kΩ，输入信号U i≈10mV，保证输出不失真。

注意保持U i不变，改变信号频率，找出f H1和f L1。

•通频带：BW1= f H 1- f L1。

四、实验总结•1、整理实验数据，填入表格，计算放大倍数，并验证多级放大倍数与单级放大倍数的关系。

•2、画出两级放大器的幅频特性曲线，并求出上、下限频率和通频带。

•3、比较单级和两级放大器的上、下限频率和通频带的关系。

测试放大电路的幅频特
性
标准化管理处编码[BBX968T-XBB8968-NNJ668-MM9N]
测试放大电路的幅频特性
课程名称：测试放大电路的幅频特性
实验目的：掌握放大电路幅频特性的测量方法，总结和验证放大器的放大倍数与信号频率的关系。

实验器材：单管共射极放大电路板，模拟电路实验箱，万用表，交流毫伏表，信号源，示波器。

实验地点：模拟电子技术实验室
实验步骤：（电路如图）
1、应用信号源、示波器和万用表，调节静态工作点至最大输出不失真。

2、应用交流毫伏表，调节信号频率、兼顾调节Us幅度，在Uo不失真前提下测量出Uom.
3、逐渐下调信号频率f至
Uo = ，测量出下限频率f
L
4、逐渐上调信号频率f至
Uo = ，测量出上限频率f
H
5、计算出通频带宽度f
BW = f
H
-f
L
6、画出所测单管共射极放大器的幅频特性曲线
实验总结：分析总结出放大器放大倍数与信号频率的关系，以及通频带的意义。

实验1 单调谐回路谐振放大器实验步骤1．单调谐回路谐振放大器幅频特性测量测量幅频特性通常有两种方法，即扫频法和点测法。

扫频法简单直观，可直接观察到单调谐放大特性曲线，但需要扫频仪。

本实验采用点测法，即保持输入信号幅度不变，改变输入信号的频率，测出与频率相对应的单调谐回路揩振放大器的输出电压幅度，然后画出频率与幅度的关系曲线，该曲线即为单调谐回路谐振放大器的幅频特性。

步骤如下：（1）1K02置“off“位，即断开集电极电阻1R3，调整1W01使1Q01的基极直流电压为2.5V左右，这样放大器工作于放大状态。

高频信号源输出连接到单调谐放大器的输入端（1P01）。

示波器CH1接放大器的输入端1TP01，示波器CH2接单调谐放大器的输出端1TP02，调整高频信号源频率为6.3MHZ （用频率计测量），高频信号源输出幅度（峰——峰值）为200mv （示波器CH1监测）。

调整单调谐放大器的电容1C2，使放大器的输出为最大值（示波器CH2监测）。

此时回路谐振于6.3MHZ。

比较此时输入输出幅度大小，并算出放大倍数。

（2）按照表1-2改变高频信号源的频率（用频率计测量），保持高频信号源输出幅度为200mv（示波器CH1监视），从示波器CH2上读出与频率相对应的单调谐放大器的电压幅值，并把数据填入表1-2。

表1-2（3）以横轴为频率，纵轴为电压幅值，按照表1-2，画出单调谐放大器的幅频特性曲线。

3．观察静态工作点对单调谐放大器幅频特性的影响。

顺时针调整1W 01（此时1W 01阻值增大），使1Q 01基极直流电压为1.5V ，从而改变静态工作点。

按照上述幅频特性的测量方法，测出幅频特性曲线。

逆时针调整1W 01（此时1W 01阻值减小），使1Q 01基极直流电压为5V ，重新测出幅频特性曲线。

可以发现：当1W 01加大时，由于I CQ 减小，幅频特性幅值会减小，同时曲线变“瘦”（带宽减小）；而当1W 01减小时，由于I CQ 加大，幅频特性幅值会加大，同时曲线变“胖”（带宽加大）。

放大电路的频率特性为了便于讨论，都假定了输入信号vi是单一频率的正弦波，而实际工作中所要放大的信号并不是单一频率的正弦波。

如电视信号中的图像信号，其频率包括了6～6MHz范围内各种频率重量。

由于放大电路中电抗元件的存在，放大电路对不同频率重量的信号放大力量是不相同的，而且不同频率重量的信号通过放大电路后还会产生不同的相移。

因此，衡量放大电路放大力量的放大倍数也就成为频率的函数。

放大电路的电压放大倍数与频率的关系称为幅频特性,输出信号与输入信号的相位差与频率之间的关系称为相频特性。

两者统称频率特性。

由于电抗元件的电抗是频率的函数，随着频率的变化而变化。

如电路中的耦合电容和射极旁路电容，在频率较低时，其容抗较大，它们对沟通信号不能视为短路，这就必需考虑其容抗对电路的影响。

在分析放大电路的频率特性时，通常采纳频率分段法进行分析，即将放大电路的工作频率范围划分为低频、中频和高频三个频段，分别求出各频段中的频率特性，然后综合求得完整的频率特性。

放大电路的频率特性中有三项性能指标，它们是：图 1 放大电路的频率特性（a）幅频特性（b）相频特性1．下限频率在低频段，放大电路的电压放大倍数降到中频段电压放大倍数Avo的0.707Avo时的频率值叫做下限频率fL，如图1（a）所示。

引起低频段电压放大倍数下降的缘由主要是输入耦合电容、输出耦合电容和射极旁路电容，对低频信号形成较大的衰减，从而使电压放大倍数下降。

2．上限频率在高频段，放大电路的电压放大倍数降到中频段电压放大倍数Avo的0.707Avo时的频率值叫做上限频率fH，如图1（a）所示。

引起高频段电压放大倍数下降的缘由主要是三极管的极间电容和放大电路的输入电路和输出电路的分布电容，将高频信号旁路，从而使电压放大倍数下降。

3．通频带在频率特性的中频段，放大电路的各种电容对沟通信号的影响均可以忽视，因此电压放大倍数Avo基本不变。

这个频率带宽B ＝fH －fL，称B为通频带。