放大电路的动态分析放大电路的频率特性

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。

教案放大电路的基本分析方法第一章：放大电路概述1.1 放大电路的定义解释放大电路的基本概念强调放大电路在电子技术中的重要性1.2 放大电路的分类介绍放大电路的常见类型，如放大器、振荡器等分析不同类型放大电路的特点和应用1.3 放大电路的基本组成介绍放大电路的基本组成部分，如电源、输入电阻、输出电阻等强调各个部分在放大电路中的作用和重要性第二章：放大电路的静态分析2.1 静态分析的基本概念解释静态分析和动态分析的区别强调静态分析在放大电路中的重要性2.2 直流静态分析介绍直流静态分析的基本方法分析放大电路的直流工作点选择和稳定性2.3 交流静态分析介绍交流静态分析的基本方法分析放大电路的交流信号传输和响应特性第三章：放大电路的动态分析3.1 动态分析的基本概念解释动态分析和静态分析的区别强调动态分析在放大电路中的重要性3.2 瞬态分析介绍瞬态分析的基本方法分析放大电路在瞬态过程中的响应特性和稳定性3.3 稳态分析介绍稳态分析的基本方法分析放大电路在稳态过程中的信号传输和响应特性第四章：放大电路的频率特性分析4.1 频率特性分析的基本概念解释频率特性分析的含义和重要性强调放大电路在不同频率下的行为差异4.2 放大电路的频率特性介绍放大电路的频率特性的基本方法分析放大电路在不同频率下的增益和相位响应4.3 放大电路的带宽设计介绍放大电路的带宽设计方法和技巧强调带宽设计对放大电路性能的影响和重要性第五章：放大电路的误差分析和补偿5.1 误差分析的基本概念解释误差分析的含义和重要性强调放大电路中误差来源和影响因素5.2 放大电路的误差分析方法介绍放大电路的误差分析的基本方法分析放大电路中的静态误差、动态误差和温度误差等5.3 放大电路的补偿方法介绍放大电路的补偿方法和技巧强调补偿对放大电路性能的改善和稳定性的重要性第六章：放大电路的实际问题分析6.1 热噪声分析解释热噪声的产生原因及其对放大电路的影响介绍热噪声分析的基本方法6.2 闪烁噪声分析解释闪烁噪声的产生原因及其对放大电路的影响介绍闪烁噪声分析的基本方法6.3 非线性失真分析解释非线性失真产生的原因及其对放大电路的影响介绍非线性失真分析的基本方法第七章：放大电路的测试与调整7.1 放大电路的测试方法介绍放大电路的测试方法，如直流参数测试、交流参数测试等强调测试方法在放大电路调试中的重要性7.2 放大电路的调整技巧介绍放大电路调整的基本方法及技巧强调调整对放大电路性能的影响和重要性7.3 放大电路的性能评估介绍放大电路性能评估的基本方法分析评估结果对放大电路性能改进的指导意义第八章：放大电路的设计与应用实例8.1 放大电路的设计流程介绍放大电路设计的基本流程，如需求分析、电路设计、仿真与测试等强调设计流程在放大电路开发中的重要性8.2 放大电路应用实例分析分析放大电路在不同应用领域的实例，如音频放大器、无线通信放大器等强调应用实例在放大电路实际应用中的作用和重要性8.3 放大电路的优化与改进介绍放大电路优化与改进的方法和技巧强调优化与改进对放大电路性能提升的必要性第九章：放大电路的故障诊断与维修9.1 放大电路故障诊断的基本方法介绍放大电路故障诊断的基本方法，如观测法、信号注入法等强调故障诊断方法在放大电路维护中的重要性9.2 放大电路常见故障分析与维修分析放大电路常见故障的原因及其维修方法强调维修对放大电路正常运行的保障作用9.3 放大电路的可靠性提升介绍放大电路可靠性提升的方法和技巧强调可靠性提升对放大电路长期稳定运行的意义第十章：放大电路的未来发展趋势10.1 放大电路技术的发展趋势分析放大电路技术的未来发展趋势，如集成电路、新型材料等强调技术发展趋势对放大电路行业的影响和重要性10.2 放大电路应用领域的拓展分析放大电路在不同应用领域的拓展情况，如物联网、等强调应用领域拓展对放大电路市场需求的影响和重要性10.3 放大电路产业的机遇与挑战分析放大电路产业面临的机遇与挑战，如市场竞争、政策法规等强调应对策略对放大电路产业可持续发展的重要性重点和难点解析一、放大电路的分类及特点理解不同类型放大电路的原理和应用分析放大电路的优缺点二、放大电路的基本组成了解放大电路各组成部分的作用掌握各个元件参数对电路性能的影响三、静态分析和动态分析的方法学会静态和动态分析的基本步骤理解放大电路的工作点和频率响应四、频率特性分析分析放大电路的截止频率和带宽掌握滤波器和补偿技术五、误差分析和补偿方法识别放大电路中的主要误差源学会误差分析和补偿的技术六、实际问题分析探讨放大电路中的噪声问题和失真分析理解非线性失真的影响和测试方法七、测试与调整技巧学习放大电路的测试方法和参数掌握调整技巧以优化电路性能八、设计与应用实例分析分析实际应用中的放大电路设计探讨放大电路在不同领域的应用案例九、故障诊断与维修学习放大电路的故障诊断方法掌握维修技巧以提高电路可靠性十、未来发展趋势探讨放大电路技术的未来发展方向分析新兴应用领域对放大电路的影响本教案围绕放大电路的基本分析方法展开，从放大电路的基本概念、分类、组成到静态和动态分析，再到频率特性、误差分析、测试与调整、设计应用实例、故障诊断与维修，展望未来发展趋势。

放大电路分析基础在我们的生活中，经常会把一些微弱的信号放大到便于测量和利用的程度。

这就要用到放大电路，它是我们这门课程的重点。

放大的基础就是能量转换。

在学习时我们把这一章的课程分为六节，它们分别是：§2、1 放大电路工作原理§2、2 放大电路的直流工作状态§2、3 放大电路的动态分析§2、4 静态工作点的稳定及其偏置电路§2、5 多级放大电路§2、6放大电路的频率特性§2、1放大电路工作原理我们知道三极管可以通过控制基极的电流来控制集电极的电流，来达到放大的目的。

放大电路就是利用三极管的这种特性来组成放大电路。

我们下面以共发射极的接法为例来说明一下。

一：放大电路的组成原理放大电路的组成原理（应具备的条件）（1）：放大器件工作在放大区（三极管的发射结正向偏置，集电结反向偏置）（2）：输入信号能输送至放大器件的输入端（三极管的发射结）（3）：有信号电压输出。

判断放大电路是否具有放大作用，就是根据这几点，它们必须同时具备。

例1：判断图（1）电路是否具有放大作用不满足条件（1），所解：图（1）a不能放大，因为是NPN三极管，所加的电压UBE以不具有放大作用。

图（1）b具有放大作用。

二：直流通路和交流通路在分析放大电路时有两类问题：直流问题和交流问题。

（1）直流通路：将放大电路中的电容视为开路，电感视为短路即得。

它又被称为静态分析。

（2）交流通路：将放大电路中的电容视为短路，电感视为开路，直流电源视为短路即得。

它又被称为动态分析。

例2：试画出图（2）所示电路的直流通路和交流通路。

解：图（2）所示电路的直流通路如图（3）所示：交流通路如图（4）所示：§2、2 放大电路的直流工作状态这一节是本章的重点内容，在这一节中我们要掌握公式法计算Q点和图形法计算Q点在学习之前，我们先来了解一个概念：什麽是Q点？它就是直流工作点，又称为静态工作点，简称Q点。

2、3 放大电路的动态分析一：图解法分析动态特性1.交流负载线的画法解：画微变等效电路.u o.i u解：交流负载线的特点：必须通过静态工作点交流负载线的斜率由R"L表示(R"L=Rc//R L) 交流负载线的画法（有两种）：（1）先作出直流负载线，找出Q点；作出一条斜率为R"L 的辅助线，然后过Q点作它的平行线即得。

（此法为点斜式）（2）先求出U C E坐标的截距（通过方程U"C C=U C E+I C R"L）连接Q点和U"C C点即为交流负载线。

（此法为两点式）例1：作出图（1）所示电路的交流负载线。

已知特性曲线如图（2）所示，Ucc=12V，Rc=3千欧，R L=3千欧，Rb=280千欧。

解：（1）作出直流负载线，求出点Q。

（2）求出点U"cc。

U"cc=Uce+IcR"L=6+1.5*2=9V （3）连接点Q和点U"cc即得交流负载线（图中黑线即为所求）二．放大电路的非线性失真作为对放大电路的要求，应使输出电压尽可能的大，但它受到三极管非线性的限制。

当信号过大或者工作点选择不合适，输出电压波形将产生失真。

由于是三极管非线性引起的失真，所以称为非线性失真。

1．由三极管特性曲线非线性引起的失真这主要表现在输入特性的起始弯曲部分，输出特性的间距不匀当输入又比较大时，就会使Ib、Uce和Ic的正负半周不对称，即产生非线性失真。

如图（1）所示2.工作点不合适引起的失真（1）工作点Q点设置偏高会产生饱和失真若工作点Q点设置偏高，虽然基极动态电流ib为不失真的正弦波，但是由于在输入信号正半周，靠近峰值的某段时间内晶体管进入了饱和区，导致集电极动态电流iC产生顶部失真，集电由于输出电压v o与R c上电压的变化相位相反，极电阻Rc上的电压波形必然随之产生同样的失真。

从而导致v由于晶体管进入饱和区工作而产生的失真现象称为饱和失o波形产生底部失真，此种真。

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。