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。