3导体三管及救火电路基础 3.1半导体三极管(BJT) 32共射极放大电路 33图解分析法 3.4小信号模型分析法 35放大电路的工作点稳定问题 3.6共集电极电路和共基极电路 3.7放大电路的频率响应 HOv配
1 3 半导体三极管及放大电路基础 3.1 半导体三极管（BJT） 3.2 共射极放大电路 3.3 图解分析法 3.4 小信号模型分析法 3.5 放大电路的工作点稳定问题 3.6 共集电极电路和共基极电路 3.7 放大电路的频率响应
3.7放大电路的频率响应 复习频率响应的基本概念 1为什么要研究频率响应 原因1:实测表明Av是f的函数,对不同频率信号的放大程度不同。 原因2:信号有多个频率成分,若放大程度不同,会产生频率失真。 2.频率响应的分析任务 (1)频率响应表达式:Ay=A1(O)∠(O) (2)画出对数频率响应曲线 (3)带宽BW、上限频率f、下限频率f 3.A随∫变化的原因 放大电路中有电容、电感等电抗元件,其阻抗随/变化而变化 C LOL J BACKNEXT 2
2 复习频率响应的基本概念 1.为什么要研究频率响应 2. 频率响应的分析任务 3. AV随 f 变化的原因 原因1：实测表明Av是f 的函数，对不同频率信号的放大程度不同。 原因2：信号有多个频率成分，若放大程度不同，会产生频率失真。 = ()() AV AV （ 1）频率响应表达式: （3）带宽BW、上限频率f H、下限频率f L 放大电路中有电容、电感等电抗元件，其阻抗随f变化而变化 j C ZC 1 = ZL = jL （2）画出对数频率响应曲线 3.7 放大电路的频率响应
1为什么要研究频率响应 原因1:实测表明Av是的函数, 中频区 对不同频率信号的放大程度不同。420gJdB 原因2信号有多个频率成分,低频区>fdB 高频区 若放大程度不同,会产生频率 失真 频率失真厂幅度失真 带宽 20 线性失真相位失真 2 202×1021032×10fHz f 2.频率响应的分析任务 (1)频率响应表达式:4y=A1()∠p(O) (2)画出对数频率响应曲线 (3)带宽BW、上限频率f、下限频率f1 BACKNEXT
3 1.为什么要研究频率响应 0 3dB 20lg|AV|/dB 带宽 2 20 40 60 20 2 102 2 103 2 104 f/Hz fL fH 高频区 中频区 低频区 原因1：实测表明Av是 f 的函数， 对不同频率信号的放大程度不同。 原因2：信号有多个频率成分， 若放大程度不同，会产生频率 失真。 频率失真 线性失真 幅度失真 相位失真 2. 频率响应的分析任务 = ()() AV AV （ 1）频率响应表达式: （3）带宽BW、上限频率f H、下限频率f L （2）画出对数频率响应曲线
频率失真 线性失真 幅度失真 相位失真 BACKNEXT
4 O t I O t O 幅度失真 相位失真 线性失真 O t I O t O 频率失真
+12 3.A随∫变化的原因 4kc 30k 50uF 放大电路中有电容、电感等电抗元件, 其阻抗随/变化而变化zC 前面的分析中,隔直电容 jaC 处理为:直流开路;交流短路 共射极电路 计算电容的电抗:(C1=20pF) Xcl ①V B,R。R1 1Iz79629 1OHz79629 R>>rhe固定偏流共射极放大电路 100Hz79.629 f→÷Xa1个→1÷A↓ 1kHz7.96292 ∫<100HzX1与rme=86392不能短路 10kHz0799f≥100zxa<rme=8639可以短路 100kHz0.08g2 1MHz0.0089 分析方法(思路) BACKNEXT
5 3. AV随 f 变化的原因 放大电路中有电容、电感等电抗元件， 其阻抗随f变化而变化 j C ZC 1 = Rb vi Rc RL Vi b I c I VO b I 固定偏流共射极放大电路 C1 前面的分析中，隔直电容 处理为：直流开路；交流短路 计算电容的电抗：（C1=20F） f Xc1 1Hz 7962 10Hz 796.2 100Hz 79.62 1kHz 7.962 10kHz 0.796 100kHz 0.08 1MHz 0.008 f > rbe
3.7放大电路的频率响应 3.7.1单时间常数RC电路的频率响应 RC低通电路的频率响应 研究放大 RC高通电路的频率响应 电路的动态指 372单级放大电路的高频响应标(主要是增 3.73单级放大电路的低频响应益)随信号频 低频等效电路 率变化时的响 低频响应 应。R和R类似 3.7.4多级放大电路的频率响应 多级放大电路的增益 (电路理论中的稳态分析) 多级放大电路的频率响应 HOME BACKNEXT 6
6 3.7 放大电路的频率响应 3.7.1 单时间常数RC电路的频率响应 3.7.2 单级放大电路的高频响应 • RC低通电路的频率响应 • RC高通电路的频率响应 3.7.3 单级放大电路的低频响应 3.7.4 多级放大电路的频率响应 • 多级放大电路的增益 • 多级放大电路的频率响应 • 低频等效电路 • 低频响应 研究放大 电路的动态指 标（主要是增 益）随信号频 率变化时的响 应。 Ri和Ro类似 （电路理论中的稳态分析）
371单时间常数RC电路的频率响应 1.RC高通电路的频率响应 ①频率响应表达式:A1=A1(a)∠g(o) ②求增益转递函数线zc=%C R20 自确定止圈频=下限领率={带秀B) ;(s)R2+1/s S+I/R 图373用来模拟放大电略 2 低须啊应的RC高通电略 再令=ja=卩(变换到频域)(-阶) 且f= (特征频率时间常数对应的频率) 1+1/sR2 C2 2TR,C 则A(io)= 1+1/jaR, C2 I-j(l/2 yr2 C2) -j(L/) 幅频响应4 1+(f/∫) 相频响应 PL =rctgf /n) BACKNEXT
7 3.7.1 单时间常数RC电路的频率响应 = ()() AV AV ①频率响应表达式 : ③确定上限频率 f H、下限频率f L （带宽BW） ②画出对数频率响应曲线 1. RC高通电路的频率响应 2 2 2 2 2 V s 1 R C s R 1 sC R V s V s A s ( ) / / ( ) ( ) i o L + = + = = 幅频响应 2 L L 1 ( / ) 1 f f AV + = 相频响应 arctg( / ) L L = f f 先求增益的传递函数： （一阶） sC Z 1 C = 则 s = j = j2f 且 2 R2 C2 1 f L = 再令 / ( / ) ( ) L 2 2 2 2 V 1 j 1 2 fR C 1 1 1 j R C 1 A j − = + = 2 2 V 1 1 sR C 1 A s / ( ) L + = （变换到频域） （特征频率—时间常数对应的频率） j( / ) L 1 f f 1 A L V − =
1.RC高通电路的频率响应 ②画出对数频率响应曲线(波特图)「24dB 幅频响应 3dB =二 近似讨论: 1+(/∫) 当∫>>f时,即f/f1 00J0.10100,mHz PL 1+G≈f/f 90° 20Ig Ay= 20lg(/fL)=20Igf-20Igfi 斜率为20B什十倍频程的直线 当f=f时, 0.0J0.1 100f AIL 0.707 1+(/∫ 最大误差-3dB BACK EX
8 1. RC高通电路的频率响应 0 –20 –40 0.01fL 0.1fL fL 10fL 100fL f/Hz 20lgAVL / dB 90 45 0 L 0.01f f/Hz L 0.1fL fL 10fL 100fL 0 –20 –40 0.01fL 0.1fL fL 10fL 100fL f/Hz 20lgAVL / dB 90 45 0 L 0.01f f/Hz L 0.1fL fL 10fL 100fL 20 dB/十倍频程（斜率） 3dB ②画出对数频率响应曲线（波特图） 最大误差 -3dB 1 1 f f 1 A 2 V + = ( / ) L L 20lg AVL = 20lg1 0 dB L 2 L L / 1 ( / ) 1 f f f f AV + = L L L 20lg A 20lg( f / f ) 20lg f 20lg f V = = − 水平线 斜率为 20dB/十倍频程的直线 幅频响应 2 L L 1 ( / ) 1 f f AV + = 近似讨论： 当 f f L 时，即f L / f 1 当 f f L 时，即f L /f 1 当 f = f L 时， 0.707 ( / ) L L = = + = 2 1 1 f f 1 A 2 V
1.RC高通电路的频率响应 ②画出对数频率响应曲线 201gAn /dB 相频响应 P =arct/f) 近似讨论:当∫>1时,a1→0 T==== 当∫<<f时,1→90° 当f=f时,g1=45° 20dB/十倍频程(斜率) 当0.1f<∫<10f时, 斜率为-45°/十倍频程的直线 0.0Jf0.1f10f100f 因为4=B=4∠g 所以q=q。-低频时,输出超前输入 45°十倍频程(斜率) 表示输出与输入的相位差 45---k- ③确定上限频率∫1、下限频率f1 (带宽BW) f=,R(特征频率时间常数) 0.0J0.110100 f/Hz BACK NEX 9
9 1. RC高通电路的频率响应 ②画出对数频率响应曲线 相频响应 arctg( / ) L L = f f 当 f f L 时， 当 f f L 时， → 0 L → 90 L 当 f = f L 时， = 45 L 当0.1 f L f 10 f L 时 ， 斜率为− 45/十倍频程的直线 V = = AV V V A i o = o −i 表示输出与输入的相位差 低频时，输出超前输入 因为 所以 近似讨论： 3dB 20 dB/十倍频程（斜率） 0 –20 –40 0.01fL 0.1fL fL 10fL 100fL f/Hz 20lgAVL / dB 90 45 0 –45/十倍频程（斜率） L 0.01f f/Hz L 0.1fL fL 10fL 100fL ③确定上限频率 f H、下限频率f L （带宽BW） 2 R2 C2 1 f L = （特征频率—时间常数）
31单时间常数RC电路的频率响应 2.RC低通电路的频率响应 R 2 特征频率 小 H21Cn图37,』用来摸拟放大电略 f1=2mR2C2图313用来拟放大电路 高须响应的RC低通电路 低须响应的RC高通电略 传函:Ahn() 41(s)=2S Vi(s) 1+SR, CI Vi(s) 1+1/SR2 C2 频率响应An=1+jf/fn) 表达式: I-i(fL /f) 幅频响应A1 1+(f/fn) 1+(f/∫) 相频响应9n1=-arc(f/后) PL = arct(fL /f) BACKNEXT
10 2. RC低通电路的频率响应 3.7.1 单时间常数RC电路的频率响应 传函： 1 1 V 1 sR C 1 V s V s A s + = = ( ) ( ) ( ) i o H 2 2 V 1 1 sR C 1 V s V s A s ( ) / ( ) ( ) i o L + = = 频率响应 表达式: 1 j( / ) 1 H H f f AV + = j( / ) L 1 f f 1 A L V − = 2 L L 1 ( / ) 1 f f AV + = arctg( / ) L L = f f 2 H H 1 ( / ) 1 f f AV + = arctg( / ) H H = − f f 幅频响应 相频响应 2 R2 C2 1 f L = 2 R1 C1 1 f H = 特征频率