培训模拟电子线路 第3章 放大器的频率特性.pptVIP

例 3-6 如图所示同相输入放大电路，已知 ， ，RF =100kΩ，R1=10 kΩ，试求频率特性和 。 A 对于低频情况，由于无电容偶合，故和中频情况是一样的 其等效电路为 由等效电路可知 由于 可得 R f R1 Ui Uo * 高频情况 高频等效电路为 为求时间常数，先求从Ci看进去的等效电阻 ，其计算电路为 用节电法先求U1 ，则有 考虑到Ri是运放的输入电阻，其值远大于R1和Rf，可得 所以 所以从Ci看进去的等效电阻 为 * 因此有 所以其频率特性为 多级放大器的频率特性分析，在得到了放大电路的中频、低频和高频等效电路后，根据主导极点和非主导极点的理论，其分析方法与单级放大电路是一样的，这里不再赘述。 * * 1. 从物理意义上解释低通电路 2. 稳态分析方法 3. 增益与传递函数 4. 复数的模与相角 * * 3.1 基本概念与分析方法 3.2 放大电路的频率分析 * 3.1 基本概念与分析方法 3.1.1 基本概念 1.线性失真 信号在放大过程中的失真可分为两种 一种是非线性失真，它是由于信号幅度过大，使晶体管工作在非线性部分所引起的，他有新的频率成分产生。 另一种失真是线性失真，它是信号通过线性时不变系统时由于各谐波分量的大小比例发生变化引起的频率失真或初始相位的延时不相等所引起的相位失真，他没有新的频率成分产生 二次谐波 基波 二次谐波 基波 （a）原波形 二次谐波 基波 （b）频率失真 （c）相位失真 合成后 大小比例发生变化 合成后 初相位发生变化 合成后 （b）频率失真 * 线性系统不失真传输的条件 一般地，放大器的放大倍数是频率的函数，即： 由于线性失真是信号通过线性系统时输出信号各谐波份量的大小比例与输入信号相比发生了变化，或输出信号相对于输入信号的各谐波份量的初始位置的延时不一致引起的，所以，线性系统不失真传输的条件是： （1）放大倍数与频率无关，既要求放大倍数的幅频特性是一常数，即：A(?)=常数 （2）放大器对各频率份量的滞后时间t0相同，即要求放大器的相频特性正比于角频率?，即：?(?)=??t0 * 2 放大器的频率响应 阻容耦合电路中，由于耦合电容、旁路电容和极间电容的影响，其频率特性一般近似地分为三个频段来分析。 低 频 段 中频段 高 频 段 中频段 管子极间电容可视为开路，管子的电路模型可用纯电阻电路模型来表示，耦合电容和旁路电容可视为短路。这时放大倍数几乎与频率没有关系而保持恒定。 低频段 管子极间电容可视为开路，耦合电容和旁路电容的容抗增大使得低频段的放大倍数下降 ，这时，放大器实际上是一个高通滤波器。 高频段 器件的极间电容的容抗变小，分流的作用增大，因而使放大倍数下降，这时，放大器实际上是一个低通滤波器。 放大电路的频率特性实际上是一个带通滤波器，其截止频率为 通频带 * 3.1.2 频率特性的分析方法 分析频率特性的方法 复频率法 在复频率法中电阻、电容和电感用复阻抗表示，在各频段的微变等效电路中得到增益的传输函数，进而得到频率特性。复频率所用数学工具是拉氏变换。 相量法 在相量法中电阻、电容和电感用阻抗表示，在各频段的微变等效电路上先建立放大电路的相量模型，然后求出各频段增益的频率特性 和 ，即可得到放大电路的整个频率特性。相量法所使用的数学工具是傅氏变换。 复频率法除了可以得到放大电路的频率特性外，还具有以下优点： 第一，复频率法能够引出零极点概念，而这些零极点的分布能唯一地确定网络的频率特性； 第二，零极点的分布决定系统的稳定性，因此复频率法便于讨论放大器的频率稳定性； 第三，零极点的分布能够决定网络的时域特性。 * 3.1.3 单时间常数RC电路的频率响应 1. RC低通电路的频率响应 （电路理论中的稳态分析） RC电路的电压增益（传递函数）： 则 且令 又 电压增益的幅值（模） （幅频响应） 电压增益的相角 （相频响应） ①增益频率函数 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。 * 最大误差 -3dB ②频率响应曲线描述 3.1.3 RC电路的频率响应 幅频响应 0分贝水平线 斜率为 -20dB/十倍频程 的直线 相频响应 1. RC低通电路的频率响应 表示输出与输入的相位差 高频时，输出滞后输入 因为 所以 * 3.1.3 RC电路的频率响应 2. RC高通电路的频率响应 RC高通电路的电压增益： 幅频响应 相频响应 输出超前输入 * 3.2 放大电路的频率分析 1. 三极管的高频小信号建模 2.