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模拟电子线路模电频率特性

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模拟电子技术(5.9)--第五章放大电路的频率特性-6

模拟电子技术(5.9)--第五章放大电路的频率特性-6

AuI 2 1+ j
H1
H 2
AuIn 1+ j
Hn
Au ( j)
=
AuI [1+ ( )2 ][1+ ( )2 ]�[�1+�( )2 ]
H1
H 2
Hn
模 拟电子技术
( j ) = arctan( ) arctan( ) arctan( )
g
m
RL'

A&um

矛盾
当提高增益时 ，带宽将变窄； 反之，增益降低 ，带宽将变宽。
模 拟电子技术
定量分析 :
fH =
根据
A&usm
=
Ri Rs +
Ri

rb'e rbe
1
2π [rb'e∥(∥rbb' + RB Rsπ)]C '
[gm (Rc
∥
RL )]
Cπ' Cπ + (1+ gm RL' )Cμ
n
= 20lg Au( j) k =1 n
( j) = 1( j) + 2( j) + + k = k ( j) k =1
模 拟电子技术
一个两级放大电路每一级（已考虑了它们 的相互影响）的幅频特性均如图所示。
20 lg A&u = 20 lg A&u1 + 20 lg A&u2 = 40 lg A&u1
H1
H 2
Hn
Au ( jH ) =
AuI 2
[1 + ( H )2 ][1 + ( H )2 ] [1 + ( H )2 ] = 2

第四章_频率特性

第四章_频率特性
f L1 1 = ； 2π( RS + rbe )C1
f L2 1 = 2π( RC + RL )C2
《模拟电子技术基础》 模拟电子技术基础》
4.2.2、单级放大器的高频特性 1. 晶体三极管的混合 π 型等效电路
C
因 β 值随频 率升高而降 低，高频下 不能采用 H B 参数等效电 路。
rb′′c
1 kΩ Ω 1 kΩ Ω
戴维宁定理等效
0.01 µF
1//1 kΩ Ω 0.01 µF
1 1 fH = = = 31.8 (kHz) 2πRC 2 × 3.14× 0.5 kΩ × 0.01 µF
例2 已知一阶高通电路的 fL = 300 Hz，求电容 C ， 。 1 C= 500 Ω C 2πfL R 1 2 kΩ Ω = 2 × 3.14× 300 Hz × 2500Ω = 0.212 (µF)
f
BW
= f − f
H
L
L
。
H
相频特性：在 10 f ≤ f ≤ 0.1 f 相频特性： 在 在
f ≤ 0.1 f
f ≥ 10 f
L
时，ϕ = − 180 ；
o
时，ϕ = −90 ；
o
H
时，ϕ = −270 ；
o
《模拟电子技术基础》 模拟电子技术基础》
而在f从
到
以及从
o
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 ± 5.71o ， 都出现在线段转折处。
fH
f f
《模拟电子技术基础》 模拟电子技术基础》

模拟集成电路频率特性1

模拟集成电路频率特性1

引入二个极点，没有直馈通路，没有零点
in
CGS
CSB Rs
//
gm
1 gmb
1
out CDB CGD RD 1
AV
1
gm g
m
gmb RD gmb RS
1
1
CGS CSB gm gmb 1 Rs
s 1 CGD
1
CDB RDs
共栅级
若计入沟道长度调制效应，输入输出结点不是“孤立”的。 输入阻抗与输出结点有关，很难把极点和结点对应。
R2
1 gm
, R1
Rs
1
gm , L
CGS s gm
Rs
1
gm
若源跟随器的前级输出阻抗很
大，则源跟随器的输出阻抗表
现出电感现象。带大电容负载
时，阶跃响应为减幅震荡。
共栅级
若忽略沟道长度调制效应，输入输出结点是“孤立” 的，易达到宽带。
CD : CDB CGD Vb 交流接地
CS : CSB CGS
差动对
可分别讨论差分信号和共模信号的频率特性。
① 对于双端输出的对称差动对
可采用半边电路等效，则频率特 性和共源级相同。
例如: 输入结点有密勒项
1 gmRD CGD
可以近似得到：
BW 1
2RDCL
GBW
AV
BW
gm
2CL
② 共模频率特性 如果只考虑 gm ，则可利用差分对公式
差动对
AV ,CM
一般情况下，电路作为缓冲器， Rs很大，输出阻抗随频率上升而 增加。
源跟随器
输出阻抗的电感等效：
输出阻抗可写为：
Zout
1 RsCGS s CGS s gm

模拟电子技术14放大电路的频率特性

模拟电子技术14放大电路的频率特性

Ri
rb'e rbe
1
jRC
1
'
(gmR'L )
jRC '
Ausm
1
1
jRC '
Ausm 1 1 j
f
fH
1
fH 2RC'
幅频特性和相频特性
20
lg
Aush
20 lg Ausm
20 lg
1 ( f )2 fH
-180 - tg-1
f fH
f fH时，20 lg Aush 下降3dB， -225；
可见共基截止频率远大于共射 截止频率，故共基放大电路常 作为宽频带放大电路。
共基截止频率
8.3.4 晶体管的频率参数
f
共射截止频率
β 0
1 j f
f
2
1 r b'e (C
C )
f
f 共基截止频率
fT 特征频率
使 1时的频率为fT fT f 0 f
Cob (Cμ ) 集电结电容
8.4 单管共射放大电路的频率响应
从物理概念可以解释随着频率增加，β将
下降。
Ic Ib
U ce 0
Uce=0是指一定条件下，在等效电路中可将c-e间 交流短路，得到等效电路如下图所示。
因为K=-gmR’L=0，所以C’π=Cπ+Cμ。
由
Ib
U
b'e
[
1 rb'e
+
j(Cπ
Cμ
)]
U
b'e
(
1 rb'e
+
jC 'π
)
Ic gmU b'e U b' e jCμ gmU b'e

模拟电子技术(5)--放大电路的频率特性

模拟电子技术(5)--放大电路的频率特性
是 ，最小的电路是 ；电压放大倍数数值最大的电路是 是 ；若能调节 Q 点，则最大不失真输出电压最大的电路是 同相的电路是 。
；输出电阻最大的电路 ；低频特性最好的电路 ；输出电压与输入电压
+VCC
8.2kΩ 3.3kΩ
C1+ +
ui 3kΩ _
VT1 3.6kΩ
VT2
+ C2
VT3 + C3
2kΩ
C．为正弦波
D．不会产生失真
7．测试放大电路输出电压幅值与相位的变化，可以得到它的频率特性，条件是（ ）。
A．输入电压幅值不变，改变频率 B．输入电压频率不变，改变幅值
C．输入电压的幅值与频率同时变化 D．输入电压的幅值与频率都不变化
8．电路如图 T5.2.8 所示。已知：晶体管的 、rbb' 、C 、fβ' 均相等，所有电容的容量均
R
+. U_o
R + U. i _
C
+. U_o
(a)
(b)
图 T5.1.7
8．某放大电路的波特图如图 T5.1.8 所示，则中频电压增益 20lg | Ausm |
dB ；
Ausm
；电压放大倍数 Au
；电路的下限频率 fL = ，上限截止频率 fH = ；
当 f 105 Hz 时，附加相移为 ；该电路为 级放大电路。
60dB； 103 ；
A u

1
103
j
10 f
1

j
f 10
4
1
j
f 10
5

；10Hz； 104 Hz ； 135 ，
两级。 9．（1）共基放大电路，共集放大电路； 共射放大电路，共集放大电路； 共射放大电路，共射放大电路； （2）(b)，(a)；(c)，(a)；(c)，(b)；(c)，(b)。 5.2 选择题 1．某放大器频率特性为： f L 60 Hz， fH 60 kHz。下列输入信号中，产生线性失真的

模拟电路：5-1、5-2 放大电路的频率特性

模拟电路：5-1、5-2 放大电路的频率特性

2,RC阻容耦合放大器的频率特性 , 阻容耦合放大器的频率特性 VCC 结论: 中频区的电压增益最高,相位差约为180 结论:1,中频区的电压增益最高,相位差约为180°. RC 电路中的C1, , 通常为微 电路中的 ,C2,Ce通常为微 Rb1 180° C2 法拉数量级——大电容; ,由于极间电容和耦合电容的影响, 大电容; 由于极间电容和耦合电容的影响, 法拉数量级 大电容 在高频区和低频区, 2,在高频区和低频区 C1 晶体管的极间电容C ,同时会产生附加的相移. 晶体管的极间电容 i,CO通常为 电压增益要下降, 电压增益要下降 同时会产生附加的相移. CO 皮法拉量级——小电容; 小电容; 皮法拉量级 小电容 RS Rb2 + 在中频范围: 在中频范围: Z = 1/ ωC Ci C Ce RL uS Re 大电容的容抗小,可以忽略; 大电容的容抗小,可以忽略;小 电容的容抗大,可以视为开路. 电容的容抗大,可以视为开路. 交流通路可认为是一个纯阻性的电路, 交流通路可认为是一个纯阻性的电路, 等均为与频率无关的常数. 求出的电路参数Au,Ri,RO等均为与频率无关的常数. 仿 真 在低频段: 在低频段: C1,C2容抗↑, 容抗↑ , 容抗 不能忽略它们对输入输出信号的分压作用 Ce容抗↑, 容抗↑ 对发射极电阻的旁路作用减弱. 容抗 对发射极电阻的旁路作用减弱. 同时产生附加的相移. 同时产生附加的相移. 下降, 以上都将导致Au下降, 在高频段: 在高频段: i,CO容抗↓, C 容抗↓ 对输入,输出信号的分流作用↑, 对输入,输出信号的分流作用↑ 同时, 导致A 下降,同时产生附加的相移. 同时,f ↑→ β ↓, 导致 u下降,同时产生附加的相移.
K:常数; :常数; 称为零点 零点. 称为零点. 分子有理多项式的根Zi使H(s)=0, ,

模电5-2讲解

模电5-2讲解

模拟电子技术
Ausl
A usm 1 j fL
f
Aush
A usm 1 j f
fH
180 arctan( fL / f ) 180 0 arctan f / fH
4、单管共射放大电路的总电压放大倍数
模拟电子技术 P235 图5.4.5 单管共射放大电路的波特图
注意十倍频的位置
fH
1
2RC
1
10 f
fH
H
2
•
20 lg
Aum 10
•
Aum 20
dB
模拟电子技术 图5.4.2 单管共射放大电路的中频等效电路
1. 中频特性
模拟电子技术
2. 低频特性：
高通电路，超前
图5.4.3 单管共射放大电路的低频等效电路
极间电容视为开路，耦合电容 C 不能忽略
Ausl
A usm 1 j fL /
±450，得 “
|A•u |
1 0.707
线”。 20lg|A• u |/dB
0.1 1 10 100
0 –20
f
/ –
f3H
dB
0
fH
0 –45
–90
频率特性
–40
f
f
0 –45
fH
0.1 1 10
–90
波特图
– 20 dB/十倍频 f / fH
– 45/十倍频
A u
1 1 j
f
fH
当f 10 fH时
A u 20lg
1
1
10 f
fH
H
2
20lg0.1 20
模拟电子技术
晶体管的混合π模型的简化

模拟电子技术(5.5)--第五章放大电路的频率特性-2

模拟电子技术(5.5)--第五章放大电路的频率特性-2

90° 45°
45 / 十倍频
0°
0.01fL 0.1fL fL 10fL
f
注意
jf / 1+ jf
fL / fL
= 1-
1 jfL
/
f
模 拟电子技术
结论：
(1) 画 RC 电路波特图的关键是求对数频率特 性的转折频率，即 fL 或 fH ，而它们的大小又 取决于电路的时间常数。
(2) 画复杂电路或系统的波特图，关键在于能
时间常数的估算
R1
R3
1 ）单个电容多个电 阻
+
+
ui
R2
R4
C uo
= RC = [R4 //(R3 + R1 // R2 )]C -
-
模 拟电子技术
2 ）单个电阻多个电
容
C1
+
ui
= RC = R(C1 + C2 ) -
C2
+ R uo
-
3 ）多个电阻多个电容
+ ui
= RC = (R1 // R2 )(C1 + C2 ) -
基极 B P N
发射极 E
— 集电区 集电结
— 基区 发射结
— 发射区
模 拟电子技术
r c 和 re 可以忽略不计 r bb--- 基区电阻几欧—几百欧 r be--- 发射结电阻与工作点 Q 有 r b关c--- 集电结电阻 一般在几兆
以上 , 可以看作无穷大
Cbc--- 集电结电容 可以用 C
R1
C1
+
R2
C2 uo
-
模 拟电子技术
例 2 画出下列频率响应函数的波特图

模拟电子技术基础【ch05】放大电路的频率特性 培训教学课件

模拟电子技术基础【ch05】放大电路的频率特性 培训教学课件
两级差动放大器的频率特性分析
1.低频电压增益; 2.通频带BW的估算;
多级放大器高、低截止频率的估算方法
两级差动放大器的频率特性分析
“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材
感谢观看
模拟电子技术基础(第4版)
放大电路的复频域分析法
放大电路增益函数的特点
2.在s平面坐标原点处零点或极点的波特图;
放大电路的复频域分析法
放大电路增益函数的特点
04
基本放大器高、低 截止频率的估算
基本放大器高、低截止频率的估算
主极点的概念
然而基本放大器的零、极点分布往往有以下特点：在低频段，其零点通常 比所有极点或部分极点在数值上要小得多；
RC电路的频率响应
RC高通电路的频率响应
RC电路的频率响应
RC低通电路的频率响应
图5-5为RC低通电路，所谓低通电路是指该电路主要用于通过低频或直流信号，而 阻止或抑制高频信号通过。
RC电路的频率响应
RC低通电路的频率响应
RC电路的频率响应
频率响应的一般性分析方法
通过对RC高通和低通电路的频率响应的分析，可以得到以下具有普遍意义的结论：
“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材
第五章
放大电路的频率特性
模拟电子技术基础(第4版)
01
放大电路频率特性 的基本概念
放大电路频率特性的基本概念
频率特性和通频带
1.RC阻容耦合放大器
放大电路频率特性的基本概念
频率特性和通频带
2.直接耦合放大器
放大电路频率特性的基本概念
频率特性和通频带
3.通频带
放大电路频率特性的基本概念
频率失真和增益带宽积
1.频率失真 频率失真也称为线性失真，它与非线性失真是两种产生原因完全不同的失真。

模拟电子技术(5.4)--第五章放大电路的频率特性-1

模拟电子技术(5.4)--第五章放大电路的频率特性-1
合电容和旁路电容所
产生的容抗不可忽略 , 使输出电压下降， 所以 Au 下降
0.707Aum
0 φ
90º 135º 180º 225º 270º
Aum fL
f fH
f
模 拟电子技术
3). 高频区 ( 段 )
特点 :Au 与 f 有关 (f 增大 Au 下降 , 与 f
原有因关: )由晶体管的极
|Au|
与 f 无关
φ 90º
135º
原因 : 不考虑电路中 180º
电容的影响
225º
270º
Aum fL
f fH
f
模 拟电子技术
2). 低频区 ( 段 )
特点 :Au 与 f 有关 (f 下降 Au 也下降 , 与频率有关 )
|Au|
原因 : 由于 C1 和 C2 的 存在 在频率比较低时，耦
模 拟电子技术
5.1.1 放大电路频率响应的基本概 念
一 . 频率响
应A u Au ( f ) ( f )
Au( f ) — 幅频特 性( f ) — 相频特 性
模
1) . 中 频 区 ( 段 ) 0.707Aum
特点 :Au 与 f 无关 0
一、 RC 低通电路的频率特
性1. 频率特性的描述
U•i R C U•o
A•u UU•• oi

1/ j C R 1 / j C
1 1 j RC
1 1 j / H
1 1 j f / fH
令 1/RC = H
则 C
fH = 1/2R
模 拟电子技术
|A• u |
f
3dB
20
20dB/ 十倍

模电5放大电路频率特性

模电5放大电路频率特性
.
A = Aejφ
频率特性曲线如下所示。
下限频率fL 上限频率fH 通频带BW = fH - fL≈fH
2．放大器频率失真
当输入信号含有多个频率，不同频率信号放大倍数不 同，可导致输出波形产生频率失真。
2．波特（Bode）图
（1）波特图 波特图即对数频率特性图——可以在较小的 视野内反映较大的频率变化情况。
1/(1-jf/fL)的波特图为两条直线——斜率为20dB/十 倍频直线、平行水平轴的直线；1/(1+jfH/f)的波特图 为两条直线——平行水平轴的直线、斜率为－20dB/ 十倍频直线。
上述二直线构成的波特图与实际幅频特性相比，最 大误差为3dB，发生在fL或fH处。
波特图规律小结
（2）相频特性规律
Hale Waihona Puke （1）中频特性C1容抗较小看作 短路；极间电容容抗 较大看作开路：
（2）低频特性
略去C′和 （K-1）Cb’e/K
低频段最大附加相移为+900
（3）高频特性
电容C1可略去， 并用戴维南定理将 电路等效为：
高频段最大附加相移为-900
（4）频率特性波特图
全部频段的放大倍 数可近似表示为：
(5.4.10)
Au 增 大 1 倍 ， 相 应 的 20lgAu 约 增 加 6dB；
Au＞1，相应的20lgAu＞0； Au＜1，相应的20lgAu＜0。
3．R C高通电路
R C高通电路波特图
（1）f＞＞fL时， 20lgAu≈0dB； （2）f＜＜fL时， 20lgAu≈20lg(f/fL)； （3）f=fL时， 20lgAu=－3dB。
波特图如右所示：
见课本例5.4.1
• 例:已知某放大电路电压增益的频率特性表达式

模拟电子技术(5.8)--第五章放大电路的频率特性-5

模拟电子技术(5.8)--第五章放大电路的频率特性-5

RL
分别考虑C1、C2、Ce、Cπ' 所确定的截止频率。
C2 、 Ce 短路C，π' 开路 ，求 t1 = (Rs + Rb1 ∥ Rb2 ∥ rbe )C1
出C1 、 Ce 短路C，π' 开路，求 t 2 = (Rc + RL )C2
出 C1
、
C2
短 路 ，Cπ'
开路，求出t e
=
(Re
∥
rbe
+
模 拟电子技术
三、 放大电路频率的改善和增益带 1. 对放大电路频率宽响积应的要 求 只有在通频带的范围内 , 放
大电路的电压放大倍数才有不变 的幅值和相位，才能对不同频率 的信号进行同样的放大。否则就 要产生频率失真。
频率失真又分为：“幅值 失真”和“相位失真”
频率响应的要求是：
放大电路的fL 要低于输入信号中的最低
-270º
A&u
=
(1 -
-31.6
j
10 f
)(1
+
j
f 105
)
模 拟电子技术
例
5
某放大电路的频率响应表达式为
A&u
=
(1 +
j
- 20 jf
f 5
)

(1
+
j
f 104
)
A&u
=
(1 -
j
A&um
fL f
)(1
+
jf
j
f fH
)
（ 1 ）中频电压放大倍数、上、 下限转折频率各为多少 ? （ 2 ）画出波特图
模 拟电子技术

模拟电子线路(模电)频率特性

模拟电子线路(模电)频率特性
精品课件
一、 RC低通电路
R
传递函数为：
+
.
Au
U o Ui
1j1RC11j
f
fH
Ui -
+
C
. Uo
-
式中：
fh
1 1 2RC 2
上限截止频率（上边频）
模： Au
1 1 ( f fH)2
频 率
Au(d)b20 log1(f fH)2
特 性
曲
相 角：
arctgf(fH)
精品课件
线
▪ 绘制渐近波特图
H 2 ( C d s C 'g) d r d (/s R /'L ) C d R s 'L
而输入回路的高频时间常数为
H 1R s(C g sC 'gd )R sC 'gs 式C '中 g sC g sC 'gd C d,sR s为信号 ,所源 H 以 2 内 H 。 1 阻
精品课件
于是可得场效应三极管的简化高频小 信号模型，如图所示。
Au(s)(g1m ssC bC 'b c'c)R'R L'L R'LRC//RL
Cb’c很小 gm Cb'c
R'LC 1b'c
Au(s)gmR'L
gmR'L1
CCM M12
gmR'LCb'c Cb'c
场效应三极管高频小信号模型
(a) 场效应三极管高 频小信号模型
(b) 单向化高频小信号模型
精品课件
（扩大视野）
dB(decibel):分贝 优Au点(d：b)1=、20乘lo→gA加u

Multisim2001实现放大电路频率特性的仿真测试

Multisim2001实现放大电路频率特性的仿真测试
图２
图４
低频频率响应的仿真测试
Ｍｕｌｔｉｓｉｍ２００１ 仿真分析法中的参数扫描分析（Ｐａｒａｍｅｔｅｒ Ｓｗｅｅｐ Ａｎａｌｙｓｉｓ），可以将电路中某些元器件的参数在一定的取 值范围内变化时，对电路交流频率特性的影响描绘在同一坐标 系中，更方便地测试元器件参数的变化对放大器频率特性的影 响。在输入频率较低时，放大电路的耦合电容Ｃ１、旁路电容Ｃ３ 对放大电路的频率特性是有影响的，下面以旁路电容Ｃ（３ 电容 量为 １μＦ、２２μＦ 时）对放大电路的频率特性的影响为例，利 用参数扫描分析（Ｐａｒａｍｅｔｅｒ Ｓｗｅｅｐ Ａｎａｌｙｓｉｓ），对放大电路的频 率特性进行仿真测试。方法如下：
启动Ｓｉｍｕｌａｔｅ菜单中Ａｎａｌｙｓｅｓ下的Ｐａｒａｍｅｔｅｒ Ｓｗｅｅｐ Ａｎａｌｙｓｉｓ 命令，弹出 Ｐａｒａｍｅｔｅｒ Ｓｗｅｅｐ对话框，在 Ｐａｒａｍｅｔｅｒ Ｓｗｅｅｐ对话框 中，单击 Ａｎａｌｙｓｉｓ Ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ按钮，设置扫描元件、参数及扫描 方式：
Ｓｗｅｅｐ Ｐａｒａｍｅｔｅｒ［扫描参数］ ：Ｄｅｖｉｃｅ Ｐａｒａｍｅｔｅ（ｒ 元件参数）， Ｄｅｖｉｃｅ［元器件种类］ ：Ｃａｐａｃｉｔｏｒ（电容），Ｎａｍｅ［元器件标号］ ： ｃｃ３，Ｐａｒａｍｅｔｅｒ ［扫描元器件的参数］ ：Ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ（电容量），
在分压偏置共射极放大电路中晶体管的基极和集电极之间 并联一个小电容 ＣＰ，如图 ８所示。
参照“低频频率响应的仿真测试”中的测试方法，可测试 得到晶体管的极间电容ＣＰ对放大电路高频频率特性的影响曲线 图，如图 ９ 所示。
从上述的的仿真测试过程和结果可以看到：利用 Ｍｕｌｔｉｓｉｍ２００１ 仿真分析方法对电路的性能指标进行仿真测 试，关键在于仿真测试方法和仿真测试参数的选定，且测量 结果以图形形式显示，非常直观，测量方法简洁，而且还可 以利用 Ａｎａｌｙｓｉｓ Ｇｒａｐｈｓ 窗口中的Ｓｈｏｗ／Ｈｉｄｅ Ｌｅｇｅｎｄ 或Ｓｈｏｗ／ Ｈｉｄｅ Ｃｕｒｓｏｒｓ 工具按钮，便可详细地分析、讲解仿真测量的 曲线，也可以将测量得到的图形结果输出到 Ｅｘｃｅｌ 或 Ｍａｔｈ Ｃａｄ 中进行分析，更适合于电路性能指标分析、实验分析显 示及电类专业的学习和教学。◆

模电课件19第五章放大电路的频率特性

模电课件19第五章放大电路的频率特性

系2统020/5的/19 稳态响应
模电课件
集总参数元件电阻R、电感L和电容C对应的阻抗分别 为R、jωL、1/jωC，称为复数阻抗
RL C R jωL 1/jωC R SL 1/SC
复数阻抗 变换阻抗
2020/5/19
模电课件
5.2放大电路的复频域分析法
3Ｈ．(s传)分输子函有数理多的项零式点的，根极→点H和(s)=零0→极零图点→ “o”表
幅频特性表达式
20lg A( )(dB)
20lg Ao 20lg
1 ( )2 20lg
z1
1 ( )2 20lg
z2
1 ( )2
zm
20lg 1 ( )2 20lg 1 ( )2 20lg 1 ( )2
2020/5/19
p1
模p电2 课件
pn
m
j zi
Au( j) dB
20lg Au (0)
0 ( ) 0o
( )
幅频波特图
ω 0o
ω
相频波特图
( )
Au ( )
0()
20lg Au (0)
arctan Z
20lg
Au
1
jz
2
Aa2u0r(l0cg)ta111njjp p2 Zp
20lg 1 20lg0.707 3dB
2
20lg 2 3dB
z
2 2
z
2 m
p12 p22 pn2
(1
2
z12
)(1
2
z22
)
(1
2
z
2 m
)
(1
2
p12
)(1
2
p22

模拟电子技术基础第4章频率特性课件

模拟电子技术基础第4章频率特性课件
7）本章将主要讨论电路 中的耦合电容、旁路电容 和三极管的结电容对电路 响应带来的影响。
共78页第5页
4.1 频率响应概述
8）每一个具体的放大电路，只对特定频段的信号能够进 行不失真的放大，因此，必须根据信号的频率范围，选 择具有与之相应的频率特性的放大电路，才能获得满意 的放大效果。 例如，一个音频信号的范围为20HZ f 20KHZ，则为了使 放大以后的信号完整地反映原有信号，所设计的放大电路
11 1
RC S
A ( j) 1 1 1
U
f
1 L 1 j L 1 j L
j
f
Low-pass network. 共78页第21页 high-pass network.
4.3 双极结型晶体管的高频等效模型
4.3.1 双极结型晶体管的混合Π型等效模型 4.3.2 双极结型晶体管混合Π型等效模型的主要参数 4.3.3 双极结型晶体管电流放大系数β的频率响应 4.3.4 双极结型晶体管混合Π型等效模型的单向化处理
为– 3dB。
共78页第12页
4.2.1 RC低通电路的频率响应
b) 相位频率响应
arctg( f / fH )
当 f<<fH ：相位频率特性的渐近线为0°的直线。 当 f>>fH ：相位频率特性的渐近线为-90°的直线
当 f=fH ： arctg( f / fH ) 450
相位频率特性如图
j
f
1
幅值频率特性： AU ( j) 1 ( fL )2
f
相位频率特性： arctg( fL / f )
fL
1
2 RC
共78页第16页
4.2.2 RC高通电路的频率响应
2). 波特图

模拟电子技术(5.7)--第五章放大电路的频率特性-4

模拟电子技术(5.7)--第五章放大电路的频率特性-4
C1 看作短 路
U sﾢ
Ri Rs
Ri
ﾢ
rbﾢe rbbﾢ
rbﾢe
U s
R rbﾢe //[rbbﾢ (RB // Rs )]
模 拟电子技术
(2) 写出 AusH 的表达式
U o - gmUbﾢe Rc
U bﾢe

U
ﾢ
s
R 1
1 ﾢ J C ﾢ
J C ﾢ
AusH
U o - gmUbﾢe Rc
Ubﾢe

Ri Rs
Ri
ﾢ
rbﾢe rbbﾢ rbﾢe
U s
Ri RB //(rbbﾢ rbﾢe )
模 拟电子技术
Ausm

U U
o s
-
Ri Rs Ri
ﾢ
rbﾢe rbbﾢ rbﾢe
gm Rc
(3). 写出表达式的模和相位
| Ausm | UUos
模 拟电子技术
U be

Rs

Ri Ri
1 j C1

rbe rbe
U s
输出电压
C1
Rs + Us+~ U i
b rbb b
c
+
+
Rb Ube rbe
Rc
gmU be
U o
U o - gmU be Rc
-
e

-
Ri Rs Ri

rbe rbe
gm Rc

Ri Rs Ri
ﾢ
rbﾢe rbbﾢ
rbﾢe
gm Rc
j -1800
模 拟电子技术
2. 低频区的频率响应 f≤fL
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▪ 绘制渐近波特图：
根据
A v()dB 2l0 g1(P)2
A()arc taP n)(
画出幅频波特图 画出相频波特图
渐近波特图画法：
Av( )/dB
✓幅频
0.1p p 10p
0
<<p 时， >>p 时， =p 时， ✓相频
A AAvvv((( )))dddB B B023dd0BlBgP
即极间电容开路、耦合旁路电容短路。 高频段： f > fH 的区域
特点： 频率增大，增益减小并产生附加相移。 原因： 极间电容容抗 分流 不能视为开路。 低频段： f < fL 的区域 特点： 频率减小，增益降低并产生附加相移。 原因： 耦、旁电容容抗 分压 不能视为短路
▪ 幅度失真与相位失真 实际输入信号含有众多频率分量，当通过放大器时：
AUo/Ui f
相频特性是描绘输出信号与输入 信号之间相位差随频率变化而变化 的规律。即
∠ A ∠ U o∠ U i f()
阻容耦合放大的频率特性和频率失真
Au Aum 0.707Aum
通频带
fL
fH f
共发射级放大电路的幅频特性
中频段：电压放大倍数近似为常数。 低频段：耦合电容和发射极旁路电容的容抗增大，以致不可视为短路，因而造成电压 放大倍数减小。 高频段：晶体管的结电容以及电路中的分布电容等的容抗减小，以致不可视为开路， 也会使电压放大倍数降低。
一、 RC低通电路 二、 RC高通电路
一、 RC低通电路
R
传递函数为：
+
+
.
Au
U o Ui
1 1
1jRC 1j
f
fH
Ui -
.
C
Uo
-
式中：
fh
1 1 2RC 2
上限截止频率（上边频）
模：
Au
1 1 ( f fH)2
频 率
特
性
Au(d)b20 log1(f fH)2
曲 线
相
角： arctgf(fH)
一般认为, f < 0.1 fH 即为 f << fH ；f > 10 fH 即为 f >> fH 。 幅频特性 在 f<<fH 时为一条与横轴重合的直线， 在 f>>fH 时为一条斜率为－20dB/10倍频程的直线； 相频特性 在 f<<fH 时为一条与横轴重合的直线， 在 0.1fH <f<10fH 时为一条斜率为－45˚/10倍频程的直线， 在 f>>fH 时为一条等于－90˚的直线。
45/十倍频)，再经10p处转折为-90的水平线 。
- 45
-45/十倍频
- 90
▪ 确定上限角频率：
H =p
因 =p时，
A v()dB 2l0 g1(P)2 3 dB
二、 RC高通电路
传递函数为：
Au
U o Ui
jRC 1 1jRC 1j fL
f
式中：
fL
1 1 2RC 2
下限截止频率（下边子渐近波特图画法：
已知
Av(j)
1
1jP
✓幅频渐近波特图：
Av( )/dB
0.1p p 10p
0
自0dB水平线出发，经p转折成斜率为（–
20dB/十倍频）的直线。
-20
-20dB/十倍频
A( )
✓相频渐近波特图：
0.1p p 10p
0
自0水平线出发，经0.1p处转折，斜率为(–
线性失真 （组合失真）
产生原因: 1.放大电路中存在电抗性元件，例如
耦合电容、旁路电容、分布电容等;
设计电路时，要合适选择耦合电容和旁路电容
2.三极管的()是频率的函数。 低频小信号模型不再适用
▪ 频率特性的三个频段 中频段：通频带以内的区域
特点： 放大器的增益、相角均为常数，不随f 变化。 原因： 所有电抗影响均可忽略不计。
-3
-20 -20dB/十倍频
A( )
0.1p p 10p
<0.1p 时，
A()0o
0 - 5.7
>10p 时， =p 时，
A( )90o - 45 -45/十倍频 A()45o - 90
低通滤波器的渐近线 Bode 图 在 f＝fH 处幅频特性渐近线有3dB 的最大误差，在其它频率上的误差均小于3dB。
波特图（Bode） 半对数坐标
特点：
折线化
对数分度 （扩大视野）
dB(decibel):分贝
Au(db)=20logAu
优点：1、乘→加 2、人耳对声能的辨别能力与其对数成正比
Au: 10 102 103 10-1 10-2 Au(db): 20 40 60 -20 -40 -3
12
频率失真
幅频失真 相频失真
频）的直线。
Av( )/dB
0.1p p 10p
0
-20
20dB/十倍频
✓相频渐近波特图：
<0.1p： -90的水平线。 0.1p<<10p ： 斜率为(–45/十倍频)的直线。 >10p ：0水平线。
A( ) 90 45
-45/十倍频
0
0.1p p 10p
• 频率特性小结： 复频域与频域， • 1， 低通电压传递函数(相对于高频等效电路）
模拟电子线路模电频率特性
放大器输入信号
一. 概述
频率范围：
音频——话音：300-3400Hz ——音乐：20-15KHz
视频——图象：0-6MHz
一、频率响应：放大器对不同频率信号的稳态响应
二、频率特性
幅度频率特性 相位频率特性
幅频特性是描绘输入信号幅度
固定，输出信号的幅度随频率变化
而变化的规律。即
模：
Au
1 1 ( fL f )2
频 率 特
Au(d)b20 log1(fLf)2
性 曲 线
相
角： 90oarctfgfL ()
▪ 绘制渐近波特图：
根据
A v()dB 2l0 g1(P)2
A()arc tP a n)(
画出幅频波特图 画出相频波特图
✓幅频渐近波特图：
>p：0dB水平线； <p：斜率为(20dB/十倍
若不同频率信号呈现不同增益 若不同频率信号呈现不同相角
幅度失真与相位失真统称放大器的频率失真。 一般音频放大器的频率失真主要指幅度失真。 视频放大器的频率失真则包括幅度失真与相位失真。 由于频率失真由线性电抗元件引起，故称线性失真。 注意：线性失真不产生新的频率成份。
幅度失真 相位失真
RC电路的频率响应
s j
A u(s)U U o i((s s))R 1 Cs11 ps 1 p
R C
p
1 RC
2
f
称为极点角频率。
Au
U o Ui
1j1RC11j
f
fH
2， 高通电压传递函数（相对于低频等效电路）
Au(s)U Uo i((ss))ss1 ssp
RC
p
1 RC
2
f
Au
U o Ui
jRC 1 1jRC 1j fL