模电第五章课件.pptVIP

5.4 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 5.4.2 集成运算放大器的频率响应 5.4.1 多级放大器频率响应的一般问题 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为: 多级放大器的相频特性： 　　 多级放大器的对数增益，等于各级对数增益的代数和；总相位也是各级相位的代数和。 = + + + = 2.多级放大器的下限频率 为了得到更准确的结果，在该式前面乘以修正系数1.1,得： 从上式可以看出，多级放大器的下限频率大于每一级的下限频率。 3.多级放大器的上限频率 从上式可以看出，多级放大器的上限频率小于每一级的上限频率。 从以上推导可以看出，将几级放大电路串接起来后，放大倍数提高了，但多级放大器的3dB通频带变窄了，比组成放大器的每一级电路的通频带都要窄。 5.4.2 集成运算放大器的频率响应 集成运放是一种直接耦合多级放大器。下图是运放F007的波特图。 5.5 频率响应与阶跃响应 如前所述，频率响应是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，来考察输出信号的幅值与相位的变化，这种方法称为频域法。事实上，对放大电路研究还可采用时域法。所谓时域法是以单位阶跃信号作为放大电路的输入信号，研究放大电路的输出波形随时间变化的情况，它又称为放大电路的阶跃响应。 5.5.1 阶跃信号与阶跃响应 5.5.2 频率响应与阶跃响应的关系 5.5.1 阶跃信号与阶跃响应 下图为一阶跃电压信号,其数学表达式： 可见,阶跃电压信号既有变化速度很快的部分（的阶跃部分），又有变化速度很慢的部分（的平顶部分）。 5.5.2 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 阶跃电压上升较快的部分,与频率响应中的高频区相对应，为简化分析，我们此处以RC低通电路为例来说明 与fH的关系。如图(a)、(b)分别为RC低通电路及其阶跃响应。 由图经过分析可以得到, 因此，上升时间与上限频率fH成反比，fH越高高频响应越好，则 越短，前沿失真越小。 2.平顶降落 与下限频率fL的关系 图(a)、(b)分别为高通RC电路及其阶跃响应。 由图(b)可见，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，这种现象称为平顶降落。 下面计算在给定时间间隔tp内的平顶降落值。 由此可见,平顶降落与下限频率fL成正比例关系，fL越低，平顶降落越小。 5.1 频率响应概述 5.2 单级共射放大器的频率响应 5.4 多级放大器的频率特性 5.5 频率响应与阶跃响应 5.1 频率响应概述 5.1.1 研究放大器频率响应的必要性 5.1.2 波特图及简单RC电路的频率响应 5.1.1 研究放大器频率响应的必要性 1. 频率失真 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称为幅度失真；由于不同频率的成分产生的相移不同而使输出波形产生的失真称为相位失真。 两种频率失真现象 上述幅度失真和相位失真都是由电路的线性电抗元件引起的，故又称为线性失真。它与非线性失真的一个重要区别是：线性失真在输出信号中不会产生新的频率成分，而非线性失真将使输出信号产生新的频率成分。 2. 不产生频率失真的条件 由上述可见，若要不产生频率失真，则要求放大器对所有不同频率分量信号的放大量相同，且延迟时间也相同，即要求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） 如右图,给出了响应的幅频特性和相频特性曲线 5.1.2 波特图及简单RC电路的频率响应 放大器的频率响应通常用波特图表示。波特图是指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，它们的横轴采用对数刻度 ，纵轴采用线性刻度，其中幅频特性的纵轴采用 表示，单位是分贝（dB）；相频特性的纵轴采用 ，单位是度或弧度(rad)。在工程上，波特图通常不是逐点描绘的，而是采用渐近直