5章 放大电路的频率响应题解
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第五章 放大电路的频率响应
5.1 某放大电路中V
A 的对数幅频特性如图题5.1所示。(1)试求该电路的中频电压增益VM
A ,上限频率H
f ,下限频率L f ;(2)当输入信号的频率L f f =或H
f
f =时,该电
路实际的电压增益是多少分贝?
图题5.1
解:(1)由图题5.1可知,60lg 20=VM A ,3lg =VM A 。
310=VM A 即为中频增益。
上、下限频率分别为Hz f H 810=和Hz f L 210=。 (2)实际上L f f =或H
f
时,电压增益降低dB 3(半功率点),即实际电压增益为
dB 57360=-。
5.2 已知某电路的波特图如图题5.2所示,试写出u
A 的表达式。
图题 5.2
解: 设电路为基本共射放大电路或基本共源放大电路。
)
10
j 1)(10j 1( 3.2j )10j 1)(j 101(3255f f f A f f A u
u
++-≈++-≈ 或 5.3 已知某放大电路电压增益的频率特性表达式为
)
10
1)(101(10
1005f j f j f
j
A V ++=
(式中f 的单位为Hz )
试求:该电路的上、下限频率,中频电压增益的分贝数,输出电压与输入电压在中频区的相位差。
解:上下限频率分别为Hz f H 5
10=和Hz f L 10=,中频增益100=VM A ,转化为分贝数:dB A VM 40220100lg 20lg 20=⨯==,VM A 为实数,故i V ,0V 相位差为0。
5.4 一放大电路的增益函数 )
102(11
10210
)(6⨯+⋅
⨯+=ππs s s
s A
试绘出它的幅频响应的波特图,并求出中频增益,下限频率L f 和上限频率H
f 以及增
益下降到1时的频率。
解:由拉氏变换可知,f j S π2=
故电压增益:2
102211
1022210)(⨯+⋅
⨯+=πππππf j f j f j f A V
6
10
11
10110f j f j +⋅-=
于是,Hz f L 10=,Hz f H 610=,10=VM A ,波特图如图解5.4所示。 1=A
时,Hz f 610<<,1100110
101102
=+=-≈f
f j A ,Hz f 1= Hz f 10≥时,1)10
(110101102
66
=+=
-≈f f
j
A
,MHz Hz f 10107=≈
所以增益下降到1时,频率分为1Hz 或10MHz 。
图解5.4
5.5 电路如图题 5.5所示。已知:晶体管的β、'bb r 、C μ均相等,所有电容的容量均相等,静态时所有电路中晶体管的发射极电流I E Q 均相等。定性分析各电路,将结论填入空内。
图题 5.5
(1)低频特性最差即下限频率最高的电路是 ; (2)低频特性最好即下限频率最低的电路是 ; (3)高频特性最差即上限频率最低的电路是 ; 解:(1)(a ) (2)(c ) (3)(c )
5.6 电路如图题5.6所示,所知BJT 的50=β,Ω=k r be 72.0。(1)估算电路的下限
频率;(2)若mV V im 10=,且L f f =,则?=om V ,0V 与i
V 间的相位差是多少?
图题5.6 图解5.6
解:Ω=>>Ω≈==k r k K K R R R be b b b 72.082.2027//91//21,于是
Ω=>>100s b R R
因为交流电路中,b R 相当于断路,电容1C ,)1(β+⋅e C 串联,于是)1(//1β+=e C C C 所以,)
1(//)(21
1βπ++=
e be s L C C r R f
Hz
C C C C r R e e
be s 39250
511105150110)72.01.0(21
)
1()
1()(21
63
11=⨯+⨯⨯⨯⨯
⨯+=
+++⋅⋅+=
-πββπ
(2)中频时,11672
.01
.5//5.250//-≈Ω-=-=k r R R A be L e VM
β 当L f f =时,82)116(707.0707.0-≈-⨯==VM
VL A A 此时
mV V A V iM VL O M 82010)116(707.0-=⨯-⨯=⋅=
相位差: 1352
1-⋅=--=e A
j A A VM VM VL
,故0V ,i V 相位差 135-。
5.7 在图题5.5(b )所示电路中,若要求C 1与C 2所在回路的时间常数相等,且已知r b e =1k Ω,则C 1:C 2=? 若C 1与C 2所在回路的时间常数均为25ms ,则C 1、C 2各为多少?下限频率f L ≈? 解:(1)求解C 1:C 2
因为 C 1(R s +R i )=C 2(R c +R L )
将电阻值代入上式,求出 C 1 : C 2=5 : 1。