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1、放大器的频率响应放大器的频率响应 第1页，共43页，编辑于2022年，星期日 3.1 3.1 频率响应概述频率响应概述 放大器频率响应放大器频率响应:幅频特性幅频特性 :相频特性相频特性相频特性相频特性 :3 3.1.1 .1.1 研究放大器频率响应的必要性研究放大器频率响应的必要性 3 3.1.2 .1.2 波特图及简单波特图及简单RCRC电路的频率响应电路的频率响应第2页，共43页，编辑于2022年，星期日3.1.1 研究放大器频率响应的必要性 1.1.频率失真频率失真 幅度失真幅度失真:由于不同频率的成分幅度上得不到同样放大而使输出波形产生的失真；相位失真相位失真:由于不同频率的成分产生
2、的相移不同而使输出波形产生的失真。第3页，共43页，编辑于2022年，星期日线性失真线性失真:由电路的线性电抗元件引起的失真。第4页，共43页，编辑于2022年，星期日2.2.不产生频率失真的条件不产生频率失真的条件放大器具有如下理想的幅频特性和相频特性：（k为常数）（td为常数）第5页，共43页，编辑于2022年，星期日3.1.2 3.1.2 波特图及简单波特图及简单RCRC电路的频率响应电路的频率响应波特图波特图:绘制在两张半对数坐标纸上的幅频特性和相频特性曲线图。第6页，共43页，编辑于2022年，星期日1.低通RC第7页，共43页，编辑于2022年，星期日电压传递函数为:极点角频率极点
3、角频率。实际频率:且:电压传递函数：幅频特性表达式为：相频特性表达式为：=第8页，共43页，编辑于2022年，星期日绘出幅频特性：绘出幅频特性：第9页，共43页，编辑于2022年，星期日绘出相频特性：第10页，共43页，编辑于2022年，星期日2.2.高通高通RCRC幅频特性表达式为：相频特性表达式为：第11页，共43页，编辑于2022年，星期日第12页，共43页，编辑于2022年，星期日第13页，共43页，编辑于2022年，星期日结论结论：n n电路的截止频率决定于电容所在回路的时间常数电路的截止频率决定于电容所在回路的时间常数 。n n一旦电路的通带放大倍数及截止频率确定，电路电压传递函数
4、也随之确定。n n当信号频率等于下限频率或上限频率时当信号频率等于下限频率或上限频率时,放大电路的增益下降3dB,3dB,且产生相移。且产生相移。n n近似分析中，可以用折线化的近似波特图表示放大电路的频率特性。第14页，共43页，编辑于2022年，星期日3.2 单级共射放大器的频率响应单级共射放大器的频率响应3.2.1 共射基本放大器全频段微变等效电路共射基本放大器全频段微变等效电路3.2.2三极管的频率参数三极管的频率参数3.2.3 共射基本放大器频率响应分析共射基本放大器频率响应分析第15页，共43页，编辑于2022年，星期日3.2.1 3.2.1 共射基本放大器全频段微变等效电路共射基
5、本放大器全频段微变等效电路 第16页，共43页，编辑于2022年，星期日 第17页，共43页，编辑于2022年，星期日3.2.23.2.2三极管的频率参数三极管的频率参数1.1.共发截止频率共发截止频率 值下降到 的0.707倍时的频率。2 2特征频率特征频率 当 降为1时的频率。3 3共基截止频率共基截止频率 时，值下降为 的0.707倍时的共基截止频率。4发射结电容 与 的关系第18页，共43页，编辑于2022年，星期日5.2.3 共射基本放大器频率响应分析共射基本放大器频率响应分析 1.共射基本放大器中频段源电压增益 第19页，共43页，编辑于2022年，星期日 是一个与频率无关的常数。
6、第20页，共43页，编辑于2022年，星期日2.共射基本放大器低频段源电压增益共射基本放大器低频段源电压增益 第21页，共43页，编辑于2022年，星期日 共发基本放大器低频段源电压增益有两个转折频率：第22页，共43页，编辑于2022年，星期日3.共射基本放大器高频段源电压增益经过一系列变化,可以得到 =第23页，共43页，编辑于2022年，星期日 4.4.4.4.共射放大器完整的频率特性共射放大器完整的频率特性 整个频率范围内的源电压增益表达式为：整个频率范围内的源电压增益表达式为：第24页，共43页，编辑于2022年，星期日5.5.增益带宽积增益带宽积 增益带宽积：整理可得：第25页，共
7、43页，编辑于2022年，星期日5.3 5.3 共基和共集放大器的频率响应及组共基和共集放大器的频率响应及组合宽带放大器合宽带放大器5.3.1 5.3.1 共集放大器的高频响应共集放大器的高频响应5.3.2 5.3.2 共基放大器的高频响应共基放大器的高频响应5.3.3 5.3.3 组合电路宽带放大器组合电路宽带放大器第26页，共43页，编辑于2022年，星期日5.3.1 共集放大器的高频响应共集放大器的高频响应第27页，共43页，编辑于2022年，星期日第28页，共43页，编辑于2022年，星期日1.1.的影响的影响 不存在密勒倍增效应。不存在密勒倍增效应。只要源电阻 及 较小，对高频响应的
8、影响就很小。2.2.的影响密勒等效电容为：密勒等效电容为：故：故：对高频响应的影响也很小。对高频响应的影响也很小。共集放大器上限频率远高于共射放大器。共集放大器是理想的电压跟随器共集放大器是理想的电压跟随器第29页，共43页，编辑于2022年，星期日5.3.2 5.3.2 共基放大器的高频响应共基放大器的高频响应 第30页，共43页，编辑于2022年，星期日第31页，共43页，编辑于2022年，星期日5.3.3 5.3.3 组合电路宽带放大器组合电路宽带放大器第32页，共43页，编辑于2022年，星期日第33页，共43页，编辑于2022年，星期日第34页，共43页，编辑于2022年，星期日5.
9、4 多级放大器的频率特性多级放大器的频率特性5.4.1 多级放大器频率响应的一般问题多级放大器频率响应的一般问题5.4.2 集成运算放大器的频率响应集成运算放大器的频率响应第35页，共43页，编辑于2022年，星期日5.4.1 5.4.1 多级放大器频率响应的一般问题多级放大器频率响应的一般问题 1.1.多级放大器的幅频特性和相频特性多级放大器的幅频特性和相频特性多级放大器的幅频特性和相频特性多级放大器的幅频特性和相频特性多级放大器的幅频特性为多级放大器的幅频特性为多级放大器的相频特性：多级放大器的相频特性：=+=第36页，共43页，编辑于2022年，星期日 2.2.多级放大器的下限频率多级放
10、大器的下限频率 得：3.多级放大器的上限频率 第37页，共43页，编辑于2022年，星期日5.4.2 5.4.2 集成运算放大器的频率响应集成运算放大器的频率响应第38页，共43页，编辑于2022年，星期日5.5 频率响应与阶跃响应频率响应与阶跃响应频率响应频率响应：描述放大电路对不同频率正弦信号放大的能：描述放大电路对不同频率正弦信号放大的能力，即在输入信号幅值不变的情况下改变信号频率，来力，即在输入信号幅值不变的情况下改变信号频率，来考察输出信号的幅值与相位的变化。考察输出信号的幅值与相位的变化。5.5.1 阶跃信号与阶跃响应阶跃信号与阶跃响应5.5.2 频率响应与阶跃响应的关系频率响应与
11、阶跃响应的关系第39页，共43页，编辑于2022年，星期日5.5.1 5.5.1 阶跃信号与阶跃响应阶跃信号与阶跃响应数学表达式：第40页，共43页，编辑于2022年，星期日5.5.2 5.5.2 频率响应与阶跃响应的关系频率响应与阶跃响应的关系 1.上升时间与上限频率的关系 第41页，共43页，编辑于2022年，星期日2.2.平顶降落平顶降落 与下限频率与下限频率 的关系的关系平顶降落平顶降落：在tp内，虽然输入电压维持不变，但由于电容C的影响，输出电压却按指数规律下降，下降速度决定于时间常数RC的这种现象。第42页，共43页，编辑于2022年，星期日 高通RC的阶跃响应：在平顶阶段，时间常数：于是有：由可得：以UI的百分数来表示的平顶降落为：第43页，共43页，编辑于2022年，星期日