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1、第 五 章 放 大 電 路 的 頻 率 響 應 第 五 章 放 大 電 路 的 頻 率 響 應 5.1 頻 率 響 應 的 有 關 概 念 5.2 晶 體 管 的 高 頻 等 效 電 路 5.3 放 大 電 路 的 頻 率 響 應 5.1 頻 率 響 應 的 有 關 概 念一 、 本 章 要 研 究 的 問 題二 、 高 通 電 路 和 低 通 電 路三 、 放 大 電 路 中 的 頻 率 參 數(shù) 一 、 研 究 的 問 題 放 大 電 路 對 信 號 頻 率 的 適 應 程 度 ， 即信 號 頻 率 對 放 大 倍 數(shù) 的 影 響 。 由 于 放 大 電 路 中 耦 合 電 容 、 旁 路

2、電 容 、半 導 體 器 件 極 間 電 容 的 存 在 ， 使 放 大 倍 數(shù)為 頻 率 的 函 數(shù) 。 在 使 用 一 個 放 大 電 路 時 應 了 解 其 信 號頻 率 的 適 用 范 圍 ， 在 設 計 放 大 電 路 時 ， 應滿 足 信 號 頻 率 的 范 圍 要 求 -通 頻 帶 。 一 、 高 通 電 路 +_ +_C RiU OURC 高通電路RC CR RUUAu j 11 1 j 1iO 令 ： LL 2 12 1 RCf LLLL j1 jj1 1j 11 1 ffffffAu 2LL1 fff fAu模 ： )(arctan90 Lff相 角 ：頻 率 響 應 的

3、基 本 概 念 fL 稱 為 下 限 截 止 頻 率 2LL 1lg20lg20lg20 ffffAu則 有 ： dB 020lg L uAff 時 ， 當 LL lg20lg20 ffAff u 時 ， 當 dB32lg20lg20 L uAff 時 ， 當 2LL1 ffffA u放 大 電 路 的 對 數(shù) 頻 率 特 性 稱 為 波 特 圖 。 對 數(shù) 幅 頻 特 性 ： 實 際 幅 頻 特 性 曲 線 ： 幅頻特性當 f fL(高 頻 )，當 f fT 時 ， ， 三 極 管 失 去 放 大 作 用 ； f fT 時 ， 由 式 ；11 2T0 ff得 ： ff 0T 3.共基截止頻率

4、 f 值 下 降 為 低 頻 0 時 的 0.707 時 的 頻 率 。 ffj1 0 f 與 f 、 fT 之 間 關 系 ：因 為 ， 1 ffj1 0可 得 ffff ff )1(j1 1/j11 /j1 00000 比 較 ， 可 知與 ffj1 0 ff )1(1 0000 說 明 ： ff )1(1 0000 ，因 為 ： 所 以 ：1. f 比 f 高 很 多 ， 等 于 f 的 (1 + 0) 倍 ；2. f fT Rs， Rb rbe；(1 + gmRc)C CCRRgrrRR RfAu 2 1 cmbeebis iHsm 故 sbbHm )(2 1 CRrfAus CrRf

5、Au )(2 1 bbsHsm 說 明 ： Hsm fAu 式 不 很 嚴 格 ， 但 從 中 可 以 看 出 一 個 大概 的 趨 勢 ， 即 選 定 放 大 三 極 管 后 ， rbb 和 C (Cbc) 的 值即 被 確 定 ， 增 益 帶 寬 積 就 基 本 上 確 定 ， 此 時 ， 若 將 放 大倍 數(shù) 提 高 若 干 倍 ， 則 通 頻 帶 也 將 幾 乎 變 窄 同 樣 的 倍 數(shù) 。 如 愈 得 到 一 個 通 頻 帶 既 寬 ， 電 壓 放 大 倍 數(shù) 又 高 的 放 大電 路 ， 首 要 的 問 題 是 選 用 rbb 和 C 均 小 的 高 頻 三 極 管 。* 場 效

6、 應 管 共 源 放 大 電 路 的 增 益 帶 寬 積 （ 自 閱 ） 復 習 ：1.晶 體 管 、 場 效 應 管 的 混 合 模 型2.單 管 共 射 放 大 電 路 的頻 率 響 應表 達 式 ： )j1)(j1( j)j1)(j1( HL LsmHL sms ffff ffAffffAA uuu 波 特 圖 的 繪 制 ：三 段 直 線 構(gòu) 成 幅 頻 特 性五 段 直 線 構(gòu) 成 相 頻 特 性 5.5多級放大電路的頻率響應5.5.1多級放大電路頻率特性的定性分析多 級 放 大 電 路 的 電 壓 放 大 倍 數(shù) ： unuuu AAAA 21對 數(shù) 幅 頻 特 性 為 ： nk

7、uk unuuu A AAAA 1 21lg20 lg20lg20lg20lg20 在 多 級 放 大 電 路 中 含 有 多 個 放 大 管 ， 因 而 在 高 頻 等 效 電 路 中有 多 個 低 通 電 路 。 在 阻 容 耦 合 放 大 電 路 中 ， 如 有 多 個 耦 合 電容 或 旁 路 電 容 ， 則 在 低 頻 等 效 電 路 中 就 含 有 多 個 高 通 電 路 。 多 級 放 大 電 路 的 總 相 位 移 為 ： nk kn 121 兩 級 放 大 電 路 的 波 特 圖圖 5.5.1 f HfL 幅 頻 特 性 fdB/lg20 uA O f L1 fH1 6 dB

8、3 dB3 dB fBW1fBW2一 級二 級 20dB/十 倍 頻40dB/十 倍 頻 圖 5.5.1相 頻 特 性270360 fL1 fH1 fO54018045090 一 級二 級 多 級 放 大 電 路 的 通 頻 帶 ， 總 是 比 組 成 它 的 每 一 級 的通 頻 帶 為 窄 。 5.5.2多級放大電路的上限頻率和下限頻率的估算2H22H21HH 1111.11 nffff 2L22L21LL 1.1 nffff 在 實 際 的 多 級 放 大 電 路 中 ， 當 各 放 大 級 的 時 間 常 數(shù)相 差 懸 殊 時 ， 可 取 其 主 要 作 用 的 那 一 級 作 為 估

9、 算 的 依 據(jù)即 ： 若 某 級 的 下 限 頻 率 遠 高 于 其 它 各 級 的 下 限 頻 率 ， 則可 認 為 整 個 電 路 的 下 限 頻 率 就 是 該 級 的 下 限 頻 率 。同 理 若 某 級 的 上 限 頻 率 遠 低 于 其 它 各 級 的 上 限 頻 率 ， 則可 認 為 整 個 電 路 的 上 限 頻 率 就 是 該 級 的 上 限 頻 率 。 例 5.5.1 已 知 某 電 路 的 各 級 均 為 共 射 放 大 電 路 ， 其 對 數(shù) 幅 頻特 性 如 圖 所 示 。 求 下 限 頻 率 、 上 限 頻 率 和 電 壓 放 大 倍 數(shù) 。（ 2） 高 頻 段

10、只 有 一 個 拐 點 ，斜 率 為 -60dB/十 倍 頻 程 ， 電路 中 應 有 三 個 電 容 ， 為 三 級放 大 電 路 。解 ： （ 1） 低 頻 段 只 有 一 個拐 點 ， 說 明 影 響 低 頻 特 性的 只 有 一 個 電 容 ， 故 電 路的 下 限 頻 率 為 10Hz。f H0.52fH1=(0.52 2 105)Hz=106KHz（ 3） 電 壓 放 大 倍 數(shù) 353 )1021)(101( 10 fjfj jfAu 例 5.5.2 分 別 求 出 如 圖所 示 Q點 穩(wěn) 定 電 路 中 C1 C2和 Ce所 確 定 的 下 限 頻率 的 表 達 式 及 電 路

11、 上 限頻 率 表 達 式 。 C1 RcRb2 +VCCC2RL + + + Ce uoRb1 Reui圖 2.4.2阻容耦合的靜態(tài)工作點穩(wěn)定電路b解 ： 交 流 等 效 電 路 圖 5.5.3(a)Q點 穩(wěn) 定 電 路 的 交 流 等 效 電 路 1.考 慮 C1對 低 頻 特 性 的 影 響 (b) C1所 在 回 路 的 等 效 電 路 1 12112 1 /2 121 CRR crRRRf iS bebbSLI 2.考 慮 C2對 低 頻 特 性 的 影 響 (c) C2所 在 回 路 的 等 效 電 路 222 2 121 CRRf LcL 3.考 慮 Ce對 低 頻 特 性 的 影 響 (d) Ce所 在 回 路 的 等 效 電 路eSbbbeeeLI CRRRrRf 1 /2 121 214.考 慮 結(jié) 電 容 對 高 頻 特 性 的 影 響 (e)結(jié) 電 容 所 在 回 路 的 等 效 電 路 CRRRrrf SbbbbebHH /2 121 21比 較 C1、 C2、 Ce所 在 回 路 的 時 間常 數(shù) 1、 2、 e,當 取 C1 C2Ce時 ， e將 遠 小 于 1, 2， 即 fLe遠 大 于 fL1和 fL2因 此 ， fLe就 約 為 電 路 的 下 限 頻 率 。 作 業(yè) 5.1 5.4 5.7 5.10 5.13