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模电课件ppt第3章-频率响应

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模电频率响应ppt

模电频率响应ppt

低频等效电路
低频等效电路放大 倍数表达式与RC高
通电路一致
20lg(A/Aum)
0
、 -3dB
RC高通电路
A usl
1 Ausm
1 j
fl
f
1
φ
fl 2 ( Rs ri )C1
-20
20dB/十倍频
-40
-900 -1350
、
-1800
0、01fL0、1fL fL 10fL 100fL f
0、01f0L、
( )
arctan
f fH
相频特性
➢ 低通电路得幅频特性曲线
20 lg AU () 20 lg
1
f fH
2
dB
RC低通电路
AU ()
1
1
j H
1
1
j
f fH
(a)当f 0.1 fH时，AU () 0dB； AU/dB
(b)当f fH时，AU () 3dB； 0 -3dB
(c)当f 10 fH时，AU () 20dB； -20
-450
RC低通电路
AU ()
1
1
j H
1
1
j
f fH
0、1fH fH 10fH f
、-45度/十倍频
-900
RC低通电路:频率越高, 衰减越大,相移越大
波特图
• 采用对数坐标得幅频特性与相频特性图 称为波特图。
• 波特图由对数幅频特性与对数相频特性 两部分组成
• 横轴采用对数刻度lgf,幅频特性得纵轴 采用20lg|Au|表示,单位就是分贝(dB);相 频特性得纵轴仍用φ表示。
上限频
率
• 1、什么叫频率响应,它包括哪两个 部分？

模电第三章

模电第三章

.
[例3.3.1]
5.
Ausm
'
增益带宽积
| Ausm BW || Ausm f H |
fH 1 2R 'C '
.
.

rb 'e Ri g m RC Rs Ri rbe
C Cb 'e (1 g m RC )Cb'c
rb 'e Ri 1 | Ausm f H | g m RC RS Ri rbe 2R 'C '
(2) 特征频率fT |β|的值下降为1时的频率定义为三极管 的特征频率fT fT 0 f (3)共基截止频率fα |α|的值下降到0.707α0时的频率定义 为三极管的共基截止频率fα f (1 0 ) f 三者的关系: f fT f
3.3 单管共射放大电路的频率响应 定性分析: 在低频段，由于隔直电 容的电抗增大，信号在电 容上的压降也增大，电压 放大倍数将降低,并产生超 前的附加相位移. 在高频段，三极管的极 间电容并联在电路中，将 使电压放大倍数降低。并 产生滞后的附加相位移.
拓宽视野，在较小的坐标
范围内表示宽广频率范围的变化情况。
3.1.5 高通电路和低通电路 1、高通电路
Au
. .
Uo Ui

R 1 R j C

1 fL 1 j f
Au
.
1 fL 1 f
2
fL arctg f ( RS rb 'b )Cb 'e
3.3.3 直接耦合单管共射放大电路的频率响应 直接耦合放大电路的下限频率fL =0, 在 高频段其电压放大倍数仍将下降。

模电：放大电路的频率响应-用人话解释什么是频率响应

模电：放大电路的频率响应-用人话解释什么是频率响应

模电：放⼤电路的频率响应-⽤⼈话解释什么是频率响应⼀：1.什么是频率响应？⼀句话解释：频率响应就是频率和放⼤系数的关系。

由于⼀些元件的作⽤，信号的频率过⾼或者过低，都会导致这个放⼤电路的放⼤倍数改变，同时信号的相位也会改变，超前或者滞后。

在⼀个放⼤电路⾥，信号的频率会影对于任何⼀个具体的放⼤电路都有⼀个确定的通频带，因此在设计电路时，必须要⾸先了解信号的频率范围，以便使所设计的电路具有适应该信号频率范围的通频带。

响这个放⼤电路的放⼤系数。

这两者之间有⼀个函数关系。

2.耦合电容、下限频率、⾼通电路第⼀个问题：什么是耦合电容？耦合电容就是指的两个信号直接通过⼀个电容连接。

如图所⽰，电容连接在uo和ui之间。

在这样的连接⽅式之下，电容可以通过频率⾼的信号，当频率降低到⼀定程度后，将会阻⽌他的通过，导致放⼤倍数下降。

所以这样的电路是⼀个⾼通电路，可以通过⾼频率的信号，⽽频率的下限就是下限频率。

如图所⽰：3.同理，我们来讨论⼀下低通电路，极间电容，上限频率⾸先先解释⼀下极间电容：指的是两个电源电极（+，—）之间的电容。

如图：这样的连接⽅式导致了他只能通过低频率的信号，当频率慢慢增加到⼀个⾼频率的信号后，就会被截⾄。

因此，他有⼀个上限频率。

还有⼀个概念：传输特性。

指的是输出⽐上输⼊。

输出和输⼊的关系化简得到的式⼦：需要交代的是：Fl 和 Fh 分别指的是下限截⽌频率对应⾼通电路，反之亦然。

两者都是取的相位偏移45°时的值。

式⼦之间的R指的是从电容端⼝看进去的戴维南等效。

⼆：波特图⼀句话简单理解：波特图就是上⾯那两种图。

额外做了⼀点变换。

⾄于是什么变换？⾸先：上⾯的图是来⾃于Au 和 f 的函数式。

这个变换就是对这个函数左右两边取对数。

变换后的式⼦就是：把⼀个线性的变量，变成了对数。

可以看出，当f=fl 的时候，这个函数值肯定⼩于0, 算出来是3 当信号频率等于下限频率 fL 或上限频率 fH 时,放⼤电路的增益下降 3 dB,且产⽣+ 45°或 - 45°相移。

清华模电数电课件第14讲频率响应概述

清华模电数电课件第14讲频率响应概述

0
f
-20 20dB/十倍频
-40
当 f fL 时，
| Au | 1
当 f fL 时，
| Au | f / fL
20lg | Au | 20lg( f / fL)
20 lg | Au | 20 lg1 0 dB
f 0.1 fL | Au | 0.1
20 lg | Au | 20dB
f 0.01 fL | Au | 0.01
（1）高通电路:信号频率越高，输出电压越接近输入电压。
.
.
I
Uo
. Ui
Uo超前Ui，当 f 0 时；Uo 0，Uo超前Ui 90。
Au
U o U i
1
R
R
jRC 1 jRC
jC
（1）高通电路：频率响应
Au
U o U i
jRC 1 jRC
令f L
1 2πRC
，则Au
j 1
f j
f
fL fL
斜率为 -20dB/十倍频程 的直线
f fH
| Au | 0.707
最大误差 -3dB
20 lg | Au | 3dB
相频响应
20 lg | AU （| dB ）
arctg( f fH )
0
-20
当 f fH 时， 0
-40
当 f fH 时， 90
当 f fH 时， 45
0°
fL
f>>fL时放大 倍数约为1
Au
f fL 1 ( f fL)2
90 arctan( f fL )
（2）低通电路:
信号频率越低，输出电压越接近输入电压。
. I
当

模拟电子技术-模电-[08]频率响应

模拟电子技术-模电-[08]频率响应

三、共射电路的频率特性
三、频率特性－折线模型
三、共射电路－低频等效
三、共射电路－中频等效
三、共射电路－高频等效
三、共射电路－高频等效
其它
其它内容见书
(a)
一、频率响应的概念
放大电路的频率特性就是研究电路增 益和信号相位（输出信号与输入信号之间 的相位差）随频率的变化规律，分别称为 幅频特性和相频特性。
一、频率响应的概念
R1 1k
R
Vo
SP1 1M
+
Vs
C1 2u
C
RC低通电路
一、频率响应的概念
R1 1k Vo
SP1 1M
+
Vs
C1 2u
一、频率响应的概念
[08] 放大电路的频率响应
学习重点
频率响应的概念 BJT的高频小信号模型 共射电路的频率特性
引入 － 不同频率的信号
引入 － 混合信号
引入 － 混合信号的频谱
引入 － 不同频率信号作用
实际信号往往包含了大量的频率成分（例 如，音频信号的频率范围约是20Hz～20kHz）， 这就存在一个问题：不同频率信号作用时，放 大电路是否能够表现出一样的放大能力？
R1 1k Vo
SP1 1M
+
Vs
C1 2u
一、频率响应的概念Vo的频 谱
一、频率响应的概念
棕色：Vs的频谱
红色：Vo的频谱
一、频率响应的概念
RC电路的幅频特性
一、频率响应的概念
高频截止频率 81.23Hz
一、频率响应的概念
C 2u
C
Vo
SP1 1M
+
Vs

电路电路的频率响应PPT课件

电路电路的频率响应PPT课件

R
o
0
XC(
)
o
0
–/2
R2 X 2 幅频 特性 相频 特性
Z(jω)频响曲线
第9页/共40页
返回 上页 下页
Z(jω)频响曲线表明阻抗特性可分三个区域描述：
容性区
ω0
X ( j) 0 (jω) 0
R Z( j) lim Z( j)
0
电阻性
ω0
X ( j) 0 (jω) 0
电源向电路输送电阻消耗的功率，电阻功率达最大。
Q UI sin QL QC 0
QL ω0LI02 ,
QC
1
ω0C
I
2 0
0 LI02
注意 电源不Leabharlann 电路输送LC无功。电感中的无功与电 + 容中的无功大小相等，互 _ 相补偿，彼此进行能量交
Q R
P
换。
第13页/共40页
返回 上页 下页
(5) 谐振时的能量关系
L U0 I0Z I0 RC
③支路电流是总电流的Q倍，设R<<L
IL
IC
U
0 L
U0C
•
IC
I0
IL IC U /0L 1 0L Q
•
U
I0 I0 U (RC / L) 0RC R
•
IL IC QI0 I0
IL
第25页/共40页
返回 上页 下页
11.5 波特图
对电路和系统的频率特性进行分析时，为了直
90 tan1( 2) tan1( 10)
第26页/共40页
返回 上页 下页
因此对数模（单位分贝）
H dB
20 lg10 20 lg

模电第三章之 放大电路的频率响应

模电第三章之 放大电路的频率响应

C1 + +
+
+
3.3.1 混合 型等效电路
一、混合 型等效电路cBiblioteka brbcrbb
+
b
Ib U be rb b
b
C bc
Ic c
+
gmU be
b
rbe
U be
rbe
C be
e
U ce
(a)三极管结构示意图
e
(b)等效电路
特点：（1）体现了三极管的电容效应 . .
10 f
f
图 3.2.1 的波特图
3.2.1 共射截止频率 f
值下降到 0.707 (即 1 0 )时的频率。 0 2
当 f = f 时，
1 0 0.707 0 2
20 lg 20 lg 0 - 20 lg 2 20 lg 0 - 3(dB )
对数幅频特性：
20 lg Au / dB
实际幅频特性曲线：
0.1 fL fL 10 fL f
0 3dB -20
高通特性：
-20dB/十倍频
-40
当 f ≥ fL(高频)，
幅频特性
Au 1
图 3.1.4(a)
当 f < fL (低频)， Au 1
且频率愈低，Au 的值愈小，
最大误差为 3 dB， 发生在 f = fL处
2
-20 lg 1 f L 20 lg Au f
2
则有：
当 f f L 时， Au 0 dB 20lg
f f 当 f f L 时， lg Au -20 lg L 20 lg 20 f fL

74_模拟电子技术基础频率响应

74_模拟电子技术基础频率响应

且
则
其中 第1项是与频率无关旳通带内源电压增益 后两项分别是2个与6.2节RC高通电路相同旳低频响应。
可见共射放大电路旳低频响应是由2个RC高通电路共同作 用旳成果。其中fL1与Cb1和Ce两个电容有关。
为简朴起见，假设2个下限截止频率fL1和fL2之间相距较远（ 4倍以上），能够只考虑起主要作用旳截止频率旳影响。例如有 fL1 > 4 fL2，则上式简化为
1. 增益旳传递函数
低频小信号等效电路
Rb=（Rb1 || Rb2）远不小于R′i
R′i
定性讨论 输入回路
ω↓
和
↑
↓
输入回路构成旳是RC高通电路
输出回路 ω↓
↑
↓
输出回路也是高通电路
由电路可列出方程
由第2个方程得
其中
代入第1个方程得源电压增益
令
通带内（中频）增益，与频率无关
由Cb1和Ce引起旳 下限截止频率 Cb2引起旳下限截止频率
fH >> fL
假如信号旳全部频率成 份均落在通频带内，则 基本上不会出现频率失 真现象。
若已知信号旳频率成份，要设计出满足要求旳放大电路，最主要 旳任务就是设计出频率响应旳fH和fL。
频率响应旳分析措施
1、正弦稳态响应是分析频率响应旳基本措施 2、工程上常采用分段分析旳简化措施。即分别分析放大电路旳低频响应、 中频（通频带）响应和高频响应，最终合成全频域响应。其中通频带内 旳响应与频率无关，就是前两章放大电路性能指标旳分析成果。 3、也能够用计算机辅助分析（如Spice等）旳措施，取得放大电路精确 旳频率响应曲线。
6.4.4 共射放大电路旳高频响应
1. 高频等效电路
6.4.4 共射放大电路旳高频响应

模电第三章

模电第三章
f 20dB/十倍频 f
3.高频电压放大倍数 A ush
U i
第3章 放大电路的频率响应
R U' s
b'
U be
rbe Ri U rbe U U i s s rbe rbe Rs Ri
. Au RL . Uo
+
1 U U U U rbe jC Ri o s b e o Aush ) ( g m RL U s U s U s U be Rs Ri rbe R 1 jC r R 1 b e i ) ( g m RL A ush Rs Ri rbe 1 jRC
令 fL
1 2RC
1 fL 1 f
A u
fL
A u
2
90 ac tan
f fL
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
1 U 1 Au o jC U 1 1 jRC i R jC

令
A usl
r Ri ) be ( g m RL Rs Ri rbe 1
1 fL 2 ( Rc RL )C

jf fL 1 Ausm Ausl Ausm jf f 1 1 L fL jf
第3章 放大电路的频率响应
A Ausl usm f 1 L jf
－20dB/十倍频
5.71
注意折线化曲线的误差
f 20 lg 20 lg 0 20 lg 1 f f arctan f ，单位 采用对数坐标系，横轴为lg f，可开阔视野；纵轴为 20 lg 为“分贝” （dB），将 “ 乘除 ” 运算转换成 “ 加减 ” 运算。

模拟电子技术基础简明教程(第三版)第三章放大电路的频率响应精品PPT课件

模拟电子技术基础简明教程(第三版)第三章放大电路的频率响应精品PPT课件

其中fH是一个重要的频率点，称为上限截止频率。
15
第一节 频率响应的一般概念
2. RC高通电路
C
（1）频率响应表达式：
+
+
AUU O Ui
R1R /jC1j/1RC
ui
－
R
uo
-
令：
1
fL 2RC
幅频响应：
则：
A U
Uo
Ui
1 1 j
fL f
│AU│
1
1( fL f )2
相频响应： arctg(fL f )
四、 频率失真
由于放大电路通频带的宽度有限， 当输入信号包含有较高频率或较低频率成份时， 放大倍数不同、相移不同， 由此引起输出信号失真，称为频率失真
可分为：幅频失真与相频失真
9
第一节 频率响应的一般概念
幅频失真： 由于放大电路对不同谐波成分的放大倍数的幅值不同， 导致uO的波形产生的失真，称为幅频失真。
f fH | AU |0.70720 lg|AU|3dB
2l0 g |A U | 2l0 g fH /(f) 最大误差 -3dB
14
第一节 频率响应的一般概念
相频响应
20lg| AU（ | dB）
arctgf(fH)
0
-20
当f fH时， 0
-40
当f fH时， 90
当f fH时，45
0°
当 0.fH 1f10 fH时 ，-45°
二、 幅频特性和相频特性
由于电抗性元件的作用，
|Au |
使正弦波信号通过放大电路时， Aum 不仅信号的幅度得到放大， 0.707Aum
BW
而且还将产生一个相位移。

第三章 放大电路的频率特性(频率响应)PPT课件

第三章 放大电路的频率特性(频率响应)PPT课件
1. 中频区： (电路图见书173页图3.3.6) 2. 低频区： (电路图见书174页图3.3.7) 3. 高频区：（电路图见书175页图3.3.8)
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3、高频区（大于几十千赫到几百千赫）：这时 X’C容抗很小，忽略。X”C 的容抗随频率升高而 变小，对信号电流起分流作用，因此电压放大倍数 也随频率增加而减小。（低通电路，附加相移最大 达-90o）。 一、 混合Л型等效电路 (电路图见书169页图3.3.2) 二、单管共射电路的频率特性 (电路图见书172页图3.3.5)
以单级阻容耦合放大电路（共射）为例：
（1）中频区 flu＜f＜fH的区域称为中频区。
（2）低频区 （3）高频区 Nhomakorabeaf＜fL的区域称为低频区。 f＞fH的区域称为高频区 +
C1
+
ui
│Au│
-
I1
ie
R b1
UB IB T
Rc
+
C2
+ VCC
+
I2
ie UE
R b2 R e
uO R L
Ce
-
│Au0│
一、 频率特性 如果用幅度不变、频率不断改变的正弦波信号加到放大 的输入端，则会发现输出电压u0的大小或电压放大倍数 Au随输入信号的频率而变。这种特性称幅频特性，同时， 输出电压与输入电压之间的相位差也随输入信号的频率 而变，这种特性称为相频特性。二者之和称频率特性。 放大电路对不同频率的正弦信号的稳态响应特性称为频 率特性（包括幅频和相频特性）或称频率响应。 即放大电路的电压放大倍数的值Au和相位差 均为频 率的函数,可表示为Au=| Au | (f) (f) Au=Au(f) (f) | Au | (f)---- 幅频特性 ↑ (f)---- 相频特性
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对数相频特性
由式 arctan( fL ) 可得，
f
误差
90º
5.71º
f fL 时， 0; f fL 时， 90; f fL 时， 45
-45º/十倍频 45º
5.71º
0 0.1 fL fL 10 fL
f
图 3.1.4(b) 相频特性
在低频段，高通电路产生 0 ~ 90° 的超前相移。
j L
f
模： Au
1
1
fL f
2
相角： arctan( fL )
f
Au
1
1
fL f
2
20lg Au -20lg
1
fL f
2
则有：
当 f fL 时， 20lg Au 0 dB
当
f
fL 时， 20lg
A u
-20 lg
fL f
20 lg
f fL
当 f fL 时， 20lg Au -20lg 2 -3dB
f > fT 时， 1，三极管失去放大作用；
f fT 时，由式
得：
0
1；
1
fT f
2
fT 0 f
3.2.3 共基截止频率 f 值下降为低频 0 时 的 0.707 时的频率。
0
1 j f f
f 与 f 、 fT 之间关系：
因为
1
，
0
1 j f f
0
0
可得
1 1
j
f / f
f
3dB
-20
-20dB/十倍频
-40
对数相频特性：
在高频段， 0
低通电路产生
-45º
0~ 90°的滞后
相移。
-90º
0.1 fH fH 10 fH
f
5.71º
-45º/十倍频
5.71º
图 3.1.6 低通电路的波特图
3.2 三极管的频率参数
三极管
0
1 j f f
0 ：低频共射电流放大系数；
二、混合 参数与 h 参数的关系
低频时，不考虑极间电容作用，混合 等效电路
和
b
h
参数等效电路相仿，即：
Ib b
Ic c
b
Ib
Ic c
rbb
rbe
gmU be
rbe
Ib
e
e
图 3.3.1 混合 参数与 h 参数之间的关系
对数幅频特性：
20lg Au / dB
实际幅频特性曲线：
0
0.1 fL fL 10 fL
f
3dB
-20
高通特性：
20dB/十倍频
-40
图 3.1.4(a) 幅频特性
最大误差为 3 dB， 发生在 f = fL处
当 f ≥ fL(高频)， Au 1 当 f < fL (低频)， Au 1
且频率愈低，Au 的值愈小， 低频信号不能通过。
二、 RC 低通电路的波特图
R
1
A u
jC
R 1
1
1 jRC
jC
+
+
U i
C
U O
_
_
图 3.1.5 RC 波特图
令
：
fH
1
2 H
1 2RC
则： A u
1
1 jH
1 1 j
f
fH
A u
1
1
f fH
2
-arctan
f fH
20lg Au / dB
对数幅频特性：
0
0.1 fH fH 10 fH
f ：为
值下降至
1 2
0
时的频率。
0 ；
1
f f
2
-arctan
f f
2
20 lg 20 lg 0 - 20 lg
1 f f
对数幅频特性
20lg / dB
20lg 0
-20dB/十倍频
O
对数相频特性
0 -45º
f
f
fT
0.1f
10 f
f
-90º
图 3.2.1 的 波 特 图
而且，构成 RC 低通电路。
3.3.1 混合 型等效电路
一、混合 型等效电路
rbc
c
rbc
rbb
C bc
b
b
rbe
C be
b Ib U be b
+ rbb U be rbe Cbe
Cbc Icc +
gmU be
U ce
e e
(a)三极管结构示意图
(b)等效电路
图 3.3.1 混合 型等效电路
A u
0.01 0.1 0.707 1 2 2 10 100
20 lg A u - 40 - 20 - 3 0 3 6 20 40
一、RC 高通电路的波特图
A u
UUOi
R
R
1
jC
+
U i
1
1 1
jRC
_ 图 3.1.2
C
+
R
U O
_
RC 高通电路
令：
fL
1 2RC
1
2 L
A u
1
1 1
1 1- j fL
0
1 0
1 j
f
1 j f / f
(1 0 ) f
与 0 比较，可知
1 j f f
0
1
0 0
f (1 0 ) f
说明：
因为： 0
1
0
0
，
f
(1
0)
f
所以：
1. f 比 f 高很多，等于 f 的 (1 + 0) 倍；
2. f < fT < f
3. 低频小功率管 f 值约为几十至几百千赫，高频小 功率管的 fT 约为几十至几百兆赫。
第三章 放大电路的频率响应
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
3.1 频率响应的一般概念
由于放大电路中存在电抗性元件，所以电路的放大倍 数为频率的函数，这种关系称为频率响应或频率特性。
3.1.1 幅频特性和相频特性
3.3 单管共射放大电路的频率响应
定性分析：
中频段：各种电 抗影响忽略，Au 与 f 无关；
低频段： 隔直 电容压降增大， Au 降低。与电路中电阻
Rb
C1 +
Rs +
U S
+
~
U i
Rb
--
Rc
+VCC
C2
++
U O
Rc
-
构成 RC 高通电路；
图 3.3.1 单管共射放大电路
高频段：三极管极间电容并联在电路中， Au 降低。
Aum Au
0.707Aum
BW
O
fL
fH
f
图 3.1.1
fL ：下限频率； fH ：上限频率 BW ：通频带
BW = fH - fL
3.1.3 频率失真
(a)幅频失真
(b)相频失真
图 3.1.2 频率失真
3.1.4 波特图
放大电路的对数频率特性称为波特图。
表 3 - 1 A u 与 20 lg A u 之间的对应关系
3.2.1 共射截止频率 f
值下降到 0.707 0 (即
1 2
0
)时的频率。
当 f = f 时，
1 2
0
0.707 0
20lg 20lg0 - 20lg 2 20lg0 - 3(dB)
值下降到中频时的 70% 左右。或对数幅频特 性下降了 3 dB。
3.2.2 特征频率 f T
值降为 1 时的频率。
电压放大倍数的幅值和相角都是频率的函数。 即
A u A u ( f ) ( f )
A u ( f )：幅频特性
( f )： 相 频 特 性
典型的单管共射放大电路的幅频特性和相频特性 Aum Au
0.707Aum
BW
O
fL
0 - 90º
-180º
-270º
fห้องสมุดไป่ตู้fH
f
图 3.1.1
3.1.2 下限频率、上限频率和通频带