第三章 放大电路的频率特性
本章研究输入信号的频率不同时，对放大电路电压放大倍数的不同影响及线性失真问题。着重分析电路参数对放大电路通频带的影响。
本章内容：
3.1 频率特性的一般概念
3.2 三极管的频率特性
3.3 共发射极放大电路的频率特性
3.4 多级放大电路的频率特性
本章要点：
1. 放大电路频率特性的概念
2. 三极管的频率参数
3. 电路参数对放大电路通频带的影响
4. 多级放大电路的通频带与级数的关系
电子课件三: 放大电路的频率特性
课时授课教案
一 授课计划
批 准 人： 批准日期：
课 序： 7 授课日期： 授课班次：
课 题： 第三章 第3.1节 频率特性的一般概念
目的要求：1. 了解信号频率对电压放大倍数的影响。
2. 了解放大电路产生线性失真的原因。
3. 掌握影响放大电路通频带的因素。
重 点： 影响放大电路通频带的因素
难 点： 线性失真
教学方法
手 段： 结合电子课件讲解
教 具： 电子课件、计算机、投影屏幕
复习提问： 1. 电容和电感元件的阻抗与频率的关系？
2. 何谓三极管的PN结结电容？
课堂讨论： RC滤波电路的特性？
布置作业：
课时分配：
课堂教学环节 复习提问 新课讲解 课堂讨论 每课小结 布置作业
时间分配（分钟） 8 75 10 5 2
二 授课内容
3.1 频率特性的一般概念
3.1.1 频率特性的概念
下面以共发射极放大电路为例进行分析。
当输入信号的频率不同时，不仅放大电路电压放大倍数的模不一样，而且输入电压与输出电压的相位关系（简称相移）也不一样。
关于通频带，3dB带宽，三阶截点和1dB压缩点，截止频率，频率范围，带宽，特征频率（中心频率），截止频率和增益（db)
1.通频带
通频带用于衡量放大电路对不同频率信号的放大能力。由于放大电路中电容、电感及半导体器件结电容等电抗元件的存在，在输入信号频率较低或较高时，放大倍数的数值会下降并产生相移。通常情况下，放大电路只适用于放大某一个特定频率范围内的信号。
如图所示为某放大电路的幅频特性曲线。
f1-f2之间为通频带
下限截止频率fL：在信号频率下降到一定程度时，放大倍数的数值明显下降，使放大倍数的数值等于0.707倍的频率称为下限截止频率fL。
上限截止频率fH：信号频率上升到一定程度时，放大倍数的数值也将下降，使放大倍数的数值等于0.707倍的频率称为上限截止频率fH。
通频带fbw：fL与fH之间形成的频带称中频段，或通频带fbw。
fbw＝fH－fL
或者定义为：
在信号传输系统中,系统输出信号从最大值衰减3dB的信号频率为截止频率,上下截止频率之间的频带称为通频带,用BW表示
通频带越宽，表明放大电路对不同频率信号的适应能力越强。
"通频带" 英文：passband; transmission bands; pass band;
2. 3dB带宽
3dB--指的是比峰值功率小3dB（就是峰值的50％）的频谱范围的带宽；
6dB--同上，6dB对应的是峰值功率的25％。
3dB带宽指幅值等于最大值的二分之根号二倍时对应的频带宽度幅值的平方即为功率，平方后变为1/2倍，在对数坐标中就是 -3dB的位置了，也就是半功率点了，对应的带宽就是功率在减少至其一半以前的频带宽度，表示在该带宽内集中了一半的功率。
3. 关于三阶截点和1dB压缩点
1dB压缩点(P1dB)是输出功率的性能参数。压缩点越高意味着输出功率越高。P1dB是指与在很低的功率时相比增益减少1dB时的输入(或输出)功率点。三阶截取点(IP3)是表示线性度或失真性能的参数。IP3越高表示线性度越好和更少的失真。
1 实验一 元件特性的示波测量法
一、实验目的
1、学习用示波器测量正弦信号的相位差。
2、学习用示波器测量电压、电流、磁链、电荷等电路的基本变量
3、掌握元件特性的示波测量法，加深对元件特性的理解。
二、实验任务
1、 用直接测量法和李萨如图形法测量RC移相器的相移即uCus实验原理图如图
5-6示。
2、 图5-3接线，测量下列电阻元件的电流、电压波形及相应的伏安特性曲线（电源频率在100Hz~1000Hz内）：
（1）线性电阻元件（阻值自选）
（2）给定非线性电阻元件（测量电压范围由指导教师给定）电路如图5-7
3、按图5-4接线，测量电容元件的库伏特性曲线。
4、测量线性电感线圈的韦安特性曲线，电路如图5-5
5、测量非线性电感线圈的韦安特性曲线，电源通过电源变压器供给，电路如图5-8所示。
图 5-7 图 5-8
这里，电源变压器的副边没有保护接地，示波器的公共点可以选图示接地点，以减少误差。
三、思考题
1、元件的特性曲线在示波器荧光屏上是如何形成的，试以线性电阻为例加以说明。
2 答：利用示波器的X-Y方式，此时锯齿波信号被切断，X轴输入电阻的电流信号，经放大后加至水平偏转板。Y轴输入电阻两端的电压信号经放大后加至垂直偏转板，荧屏上呈现的是ux,uY的合成的图形。即电流电压的伏安特性曲线。
3、 为什么用示波器测量电路中电流要加取样电阻r，说明对r的阻值有何要求？
答：因为示波器不识别电流信号，只识别电压信号。所以要把电流信号转化为电压信号，而电阻上的电流、电压信号是同相的，只相差r倍。r的阻值尽可能小，减少对电路的影响。一般取1-9Ω。
自动控制原理实验指导书 自动化实验室
第 1 页 实验一 典型环节模拟研究
1.1 实验目的
1．熟悉并掌握TD-ACC+设备的使用方法及各典型环节模拟电路的构成方法。
2．熟悉各种典型环节的理想阶跃响应曲线和实际阶跃响应曲线。对比差异、分析原因。
3．了解参数变化对典型环节动态特性的影响。
1.2 实验设备
PC机一台，TD-ACC+实验系统一套。
1.3 实验原理及内容
下面列出各典型环节的方框图、传递函数、模拟电路图、阶跃响应，实验前应熟悉了解。
1．比例环节 (P)
(1) 方框图：如图1-1所示。
KUi(S)Uo(S)
图1-1
(2) 传递函数：KSUiSUo)()(
(3) 阶跃响应：)0()(tKtUO 其中 01/RRK
(4) 模拟电路图：如图1-2所示。
_UiR0R1_10K10KUo输出测量端反相器信号输入端比例环节R0 = 200K; R1 = 100K或200K
图1-2
注意：图中运算放大器的正相输入端已经对地接了100K的电阻，实验中不需要再接。以后的实验中用到的运放也如此。
(5) 理想阶跃响应曲线：
① 取R0 = 200K；R1 = 100K。 自动控制原理实验指导书 自动化实验室
第 2 页
② 取R0 = 200K；R1 = 200K。
2．积分环节 (I)
(1) 方框图：如右图1-3所示。
TSUi(S)Uo(S)1
图1-3
(2) 传递函数： TSSUiSUo1)()(
(3) 阶跃响应： )0(1)(ttTtUo 其中 CRT0
(4) 模拟电路图：如图1-4所示。
_UiR0C_10K10KUo输出测量端反相器信号输入端积分环节R0 = 200K; C = 1uF2uF或
