模拟电子技术基础 第六章 频率响应讲解

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一、单管共射放大电路的频率分析
单管共射放大电路
高频响应
分析思路:
不需要考虑耦合电容的 影响—C1，C2，CE短路 需要考虑三极管的电容 效应—Cπ、C µ
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一、单管共射放大电路的频率分析
单管共射放大电路
低频响应
分析思路: 需要考虑耦合电容的影 响—C1，C2，CE 不需要考虑三极管的电 容效应—Cπ、C µ断路
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6.2 三极管的高频等效特性
一、晶体管的完整小信号模型
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二、单向化的高频等效模型
C （1 | Au |)Cμ
C μ C μ
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三、场效应管的高频等效模型
Cgs ' Cgs (1 Au )Cgd
Cds ' Cds Cgd
C2
RL Ce
＋输
出
uo
信 号
－
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高、低频信号对各种电容的影响
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i
一、频率失真
0
t
1、幅度失真
基波 10
Ui(t)
0 t
0 t
输入电压
二次 谐波
6
0
t
三次 谐波
3
0
t
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一、频率失真
1、幅度失真
Ui(t)
0
t
输入电压
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思考：中频增益的求解方法
Ausm
Ri Rs Ri
rb'e rbe

低频区
中频区
高频区
工程上规定： AV ↓至
AVM 2 0.707 AVM
3dB 点
所对应的频率，分别称为 下限频率fL
上限频率fH
（2）通频带： Bω=fH –fL≈fH。 又称带宽。 ↑ fH >>fL 低频区
中频区
高频区
2、幅度失真和相位失真：
当vi频谱很广，而放大器的通频带又不够宽时，对于 不同频率的信号不能得到同样的放大（幅度、相位）→ vo 波形与vi不同，发生变形——失真！ · 由于放大器对不同f 信号的放大效果 AV 不同，而产生的波 形失真——频率失真 幅度失真： vo中不同f 信号幅度的比例与放大前不同。
①形高频等效电路 根据密勒定理
C M1 ( 1 gm R )Cbc L
C M2 C bc
等效后断开了输入 输出之间的联系
4.7.3 单级共射极放大电路的频率响应 1. 高频响应
①形高频等效电路
C M1 ( 1 gm R )Cbc L
C M2 C bc
C M2 C M1
Vo ( s ) 1 / sC 1 AVH ( s ) Vi ( s ) R 1 / sC 1 sRC
又 则
s j j2πf
且令
AVH
Vo 1 Vi 1 j( f / fH )
1 fH 2πRC
——转折频率
1 1 ( f / fH )
2
RC低通电路
——一条与横轴平行的0dB线
1. RC低通电路的频率响应
②频率响应曲线描述
幅频响应
AVH 1 1 ( f / fH ) 2
b.当 f fH 时， f 10 fH

( ) A U
1 1
L j

1 fL 1 j f
AV/dB
0 -20 -40 0.01fL 0.1fL φ 900 450 00 -3dB
高通电路
.
20dB/十倍频
fL 10fL 100fL
f
. 45度/十倍频
f
• 取对数幅频特性后，低通电 路可近似为以fH为拐点，频 率高于fH后，每上升10倍， 增益下降20dB，即对数幅 频特性在此区间可等效成斜 率为(-20dB／十倍频)的直 线。
-20
-10
-3.0
0
3.0
10
20
30
40
• 取对数幅频特性后，高通 电路可近似为以fL为拐点， 频率低于fL后，每下降10 倍，增益下降20dB，即对 数幅频特性在此区间可等 效成斜率为(20dB／十倍 频)的直线。
• 而高通电路的对数相频特 性可近似为以0.1fL和10fL 为拐点的三段直线近似， 频率在两个拐点之间，每 下降10倍，相移增加45°， 而在两个拐点之外的相移 保持不变。
3.1
频率响应概述
• 放大电路的频率响应是在输入正弦信号情况下，输出 随频率连续变化的稳态响应。 • 把增益的大小随频率变化的特性称为幅频特性，根据 这个特性描绘的曲线即为幅频特性曲线；把增益的相 角随频率变化的特性称为相频特性，根据这个特性描 绘的曲线即为相频特性曲线。幅频特性和相频特性统 称为频率特性，或叫做频率响应。
极点 零点 输入激励信号的拉氏变换
标尺 因子
( s z1 )(s z2 ) ( s zm ) A( s) H 0 ( s p1 )(s p2 ) ( s pn )
利用传递函数A(S) 进行稳态分析时，令s=jω，则 A(s) =A(jω)，它就是系统的频率特性，并据此画出系统的波 特图，确定相应的上下限频率。

>VZ
说明稳压管DZ已经导通，假定不正确，V0=VZ=6V。
由于IZmin<IZ<IZmax，说明稳压管DZ已经导通，并且能正常工作。
（2）当负载开路时，稳压管中的电流等于限流电阻中的电流，即
>IZmax
稳压管将因功耗过大而损坏。
2-16在测试电流为28mA时稳压管的稳压值为9.1V，增量电阻为5Ω。求稳压管的VZO，并分别求电流为10mA和100mA时的稳压值。
解：（1）根据
其中
（2）如果流向负载的电流为1mA，则流过二极管的电流为
则
所以输出电压的变化为：
2-7在题2-7图所示电路中，设二极管为理想的，试判断图中各二极管是否导通，并求VAO值。
解：根据题意，电路中的二极管都是理想的。
（a）二极管D不通
（b）D导通
（c）D1导通，D2不通
（d）D1、D2均导通，则
（3）求该放大器的通频带 。
（4）放大器输入信号 时，是否会产生频率失真？请说明原因。
（5）放大器输入信号 时，是否会产生频率失真？请说明原因。
答：
（1）
（2） ，
（3）
（4）单一频率的信号，不会产生频率失真；
（5）不同频率信号的放大倍数不同，会产生频率失真
6-10已知某放大电路的的电压放大倍数为 。
（1）求解 ；
（2）画出波特图。
答：
6-11已知某放大电路的波特图如图P6-11所示，试写出电压放大倍数 的表达式。
图P6-11
答：
6-12阻容耦合放大器幅频特性如图P6-12，问：
图P6-12
（1）给放大器输入 ， 的正弦信号时，输出电压 为多少？
（2）给放大器输入 ， 的正弦信号时，输出电压 为多少？