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1、第五章 放大電路的頻率響應(yīng)
自 測(cè) 題
一、選擇正確答案填入空內(nèi)。
(1)測(cè)試放大電路輸出電壓幅值與相位的變化,可以得到它的頻率響應(yīng),條件是 。
A.輸入電壓幅值不變,改變頻率
B.輸入電壓頻率不變,改變幅值
C.輸入電壓的幅值與頻率同時(shí)變化
(2)放大電路在高頻信號(hào)作用時(shí)放大倍數(shù)數(shù)值下降的原因是 ,而低頻信號(hào)作用時(shí)放大倍數(shù)數(shù)值下降的原因是 。
A.耦合電容和旁路電容的存在
B.半導(dǎo)體管極間電容和分布電容的存在。
2、 C.半導(dǎo)體管的非線性特性
D.放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)不合適
(3)當(dāng)信號(hào)頻率等于放大電路的fL 或fH時(shí),放大倍數(shù)的值約下降到中頻時(shí)的 。
A.0.5倍 B.0.7倍 C.0.9倍
即增益下降 。
A.3dB B.4dB C.5dB
(4)對(duì)于單管共射放大電路,當(dāng)f = fL時(shí),與相位關(guān)系是 。
A.+45? B.-90? C.-135?
當(dāng)f = fH時(shí),
3、與的相位關(guān)系是 。
A.-45? B.-135? C.-225?
解:(1)A (2)B,A (3)B A (4)C C
二、電路如圖T5.2所示。已知:VCC=12V;晶體管的Cμ=4pF,fT = 50MHz,=100Ω, b0=80。試求解:
(1)中頻電壓放大倍數(shù);
(2);
(3)fH和fL;
(4)畫出波特圖。
圖T5.2
解:(1)靜態(tài)及動(dòng)態(tài)的分析估算:
4、
(2)估算:
(3)求解上限、下限截止頻率:
(4)在中頻段的增益為
頻率特性曲線如解圖T5.2所示。
解圖T5.2
三、 已知某放大電路的波特圖如圖T5.3所示,填空:
(1)電路的中頻電壓增益20lg||= dB,= 。
(2)電路的下限頻率fL≈ Hz,上限頻率fH≈ kHz.
(3)電路的電
5、壓放大倍數(shù)的表達(dá)式= 。
圖T5.3
解:(1)60 104
(2)10 10
(3)
說明:該放大電路的中頻放大倍數(shù)可能為“+”,也可能為“-”。
習(xí) 題
5.1 在圖P5.1所示電路中,已知晶體管的、Cμ、Cπ,Ri≈rbe。
填空:除要求填寫表達(dá)式的之外,其余各空填入①增大、②基本不變、③減小。
圖P5.1
(1)在空載情況下,下限頻率的表達(dá)式fL= 。當(dāng)Rs減小
6、時(shí),fL將 ;當(dāng)帶上負(fù)載電阻后,fL將 。
(2)在空載情況下,若b-e間等效電容為, 則上限頻率的表達(dá)式fH = ;當(dāng)Rs為零時(shí),fH將 ;當(dāng)Rb減小時(shí),gm將 ,將 ,fH將 。
解:(1) 。①;①。
(2) ;①;①,①,③。
5.2 已知某電路的波特圖如圖P5.2所示,試寫出的表達(dá)式。
圖P5.2
解: 設(shè)電路為基本共射放大電路或基本共源放大電路。
5.3 已知某共射放大電路的波特圖如圖P5.3所
7、示,試寫出的表達(dá)式。
圖P5.3
解:觀察波特圖可知,中頻電壓增益為40dB,即中頻放大倍數(shù)為-100;下限截止頻率為1Hz和10Hz,上限截止頻率為250kHz。故電路的表達(dá)式為
5.4 已知某電路的幅頻特性如圖P5.4所示,試問:
(1)該電路的耦合方式;
(2)該電路由幾級(jí)放大電路組成;
(3)當(dāng)f =104Hz時(shí),附加相移為多少?當(dāng)f =105時(shí),附加相移又約為多少?
解:(1)因?yàn)橄孪藿刂诡l率為0,所以電路為直接耦合電路;
(2)因?yàn)樵诟哳l段幅頻特性為
8、圖P5.4
-60dB/十倍頻,所以電路為三級(jí)放大電路;
(3)當(dāng)f =104Hz時(shí),φ=-135o;當(dāng)f =105Hz時(shí),φ≈-270o 。
5.5 若某電路的幅頻特性如圖P5.4所示,試寫出的表達(dá)式,并近似估算該電路的上限頻率fH。
解:的表達(dá)式和上限頻率分別為
5.6 已知某電路電壓放大倍數(shù)
試求解:
(1)=?fL=?fH =?
(2)畫出波特圖。
解:(1)變換電壓放大倍數(shù)的表達(dá)式,求出、fL、fH。
9、
(2)波特圖如解圖P5.6所示。
解圖P5.6
5.7 已知兩級(jí)共射放大電路的電壓放大倍數(shù)
(1)=?fL=?fH =?
(2)畫出波特圖。
解:(1)變換電壓放大倍數(shù)的表達(dá)式,求出、fL、fH。
(2)波特圖如解圖P5.7所示。
解圖P5.7
5.8 電路如圖P5.8所示。已知:晶體管的b、、Cμ均相等,所有電容的容量均相等,靜態(tài)時(shí)所有電路中晶體管的發(fā)射極電流IEQ均相等。定性分析各電路,將結(jié)論填入空內(nèi)。
圖P5.8
(1)低頻特性
10、最差即下限頻率最高的電路是 ;
(2)低頻特性最好即下限頻率最低的電路是 ;
(3)高頻特性最差即上限頻率最低的電路是 ;
解:(1)(a) (2)(c) (3)(c)
5.9 在圖P5.8(a)所示電路中,若b =100,rbe=1kΩ,C1=C2=Ce=100μF,則下限頻率fL≈?
解:由于所有電容容量相同,而Ce所在回路等效電阻最小,所以下限頻率決定于Ce所在回路的時(shí)間常數(shù)。
5.10 在圖P5.8(b)所示電路中,若要求C1與C2所在回路的時(shí)間常數(shù)相等,且已知rbe=
11、1kΩ,則C1:C2=? 若C1與C2所在回路的時(shí)間常數(shù)均為25ms,則C1、C2各為多少?下限頻率fL≈?
解:(1)求解C1:C2
因?yàn)? C1(Rs+Ri)=C2(Rc+RL)
將電阻值代入上式,求出
C1 : C2=5 : 1。
(2)求解C1、C2的容量和下限頻率
5.11 在圖P5.8(a)所示電路中,若Ce突然開路,則中頻電壓放大倍數(shù)、fH和fL各產(chǎn)生什么變化(是增大、減小、還是基本不變)?為什么?
解:將減小,因?yàn)樵谕瑯臃档淖饔孟?,?/p>
12、減小,隨之減小,必然減小。
fL減小,因?yàn)樯倭艘粋€(gè)影響低頻特性的電容。
fH增大。因?yàn)闀?huì)因電壓放大倍數(shù)數(shù)值的減小而大大減小,所以雖然所在回落的等效電阻有所增大,但時(shí)間常數(shù)仍會(huì)減小很多,故fH增大。
5.12 在圖P5.8(a)所示電路中,若C1>Ce,C2>Ce,b =100,rbe=1kΩ,欲使fL =60Hz,則Ce應(yīng)選多少微法?
解:下限頻率決定于Ce所在回路的時(shí)間常數(shù),。R為Ce所在回路的等效電阻。
R和Ce的值分別為:
μF
5.13 在圖P5.8(d)所示電路中,已知晶體
13、管的=100Ω,rbe=1kΩ,靜態(tài)電流IEQ=2mA,=800pF;Rs=2kΩ,Rb=500 kΩ,RC=3.3 kΩ,C=10μF。
試分別求出電路的fH、fL,并畫出波特圖。
解:(1)求解fL
(2)求解fH和中頻電壓放大倍數(shù)
其波特圖參考解圖P5.6。
5.14電路如圖P5.14所示,已知Cgs=Cgd=5pF,gm=5mS,C1=C2=CS=10μF。
試求fH、fL各約為多少,并寫出的表達(dá)式。
圖P5.14
解:fH、fL、的表達(dá)式分析如下:
14、 5.15在圖5.4.7(a)所示電路中,已知Rg=2MΩ,Rd=RL=10kΩ,C =10μF;場(chǎng)效應(yīng)管的Cgs=Cgd=4pF,gm= 4mS。試畫出電路的波特圖,并標(biāo)出有關(guān)數(shù)據(jù)。
解:
其波特圖參考解圖P5.6。
5.16 已知一個(gè)兩級(jí)放大電路各級(jí)電壓放大倍數(shù)分別為
(1)寫出該放大電路的表達(dá)式;
(2)求出該電路的fL和fH各約為多少;
(3)畫出該電路的波特圖。
解:(1)電壓放大電路的表達(dá)式
15、(2)fL和fH分別為:
(3)根據(jù)電壓放大倍數(shù)的表達(dá)式可知,中頻電壓放大倍數(shù)為104,增益為80dB。波特圖如解圖P5.16所示。
解圖P5.16
5.17 電路如圖P5.17所示。試定性分析下列問題,并簡(jiǎn)述理由。
(1)哪一個(gè)電容決定電路的下限頻率;
(2)若T1和T2靜態(tài)時(shí)發(fā)射極電流相等,且和相等,則哪一級(jí)的上限頻率低。
圖P5.17
解:(1)決定電路下限頻率的是Ce,因?yàn)樗诨芈返牡刃щ娮枳钚 ?
(2)所在回路的時(shí)間常數(shù)大于所在回路的時(shí)間常數(shù),所以第二級(jí)的上限頻率低。
5.18 若兩級(jí)放大電路各級(jí)的波特圖均如圖P5.2所示,試畫出整個(gè)電路的波特圖。
解:。在折線化幅頻特性中,頻率小于10Hz時(shí)斜率為+40dB/十倍頻,頻率大于105Hz時(shí)斜率為-40dB/十倍頻。在折線化相頻特性中,f =10Hz時(shí)相移為+90o,f =105Hz時(shí)相移為-90o。波特圖如解圖P5.18所示。
解圖P5.18