低频电子电路何丰.pptx
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1、5.1.15.1.15.1.15.1.1频率特性的稳态描述方法频率特性的稳态描述方法频率特性的稳态描述方法频率特性的稳态描述方法5.25.2单元放大器频率特性基础单元放大器频率特性基础5.1.25.1.25.1.25.1.2基本增益器件的频率特性与电路模型基本增益器件的频率特性与电路模型基本增益器件的频率特性与电路模型基本增益器件的频率特性与电路模型5.15.15.15.1频率特性频率特性描述方法与基本增益器件频率特性描述方法与基本增益器件频率特性描述方法与基本增益器件频率特性描述方法与基本增益器件频率特性第五章第五章 放大器频率特性基础放大器频率特性基础5.2.15.2.15.2.15.2.
2、1双极型单元放大电路的频率特性双极型单元放大电路的频率特性双极型单元放大电路的频率特性双极型单元放大电路的频率特性5.2.25.2.25.2.25.2.2放大器频率特性分析举例放大器频率特性分析举例放大器频率特性分析举例放大器频率特性分析举例低频电子电路低频电子电路 一般而言,放大器中含有电抗元件。在多频率的一般而言,放大器中含有电抗元件。在多频率的模拟信号激励下,因频率的不同,放大器增益会随之改模拟信号激励下,因频率的不同,放大器增益会随之改变,因此,一般情况下,稳态情况的增益必需采用复数变,因此,一般情况下,稳态情况的增益必需采用复数表达,即表达,即复增益复增益。则表明频率失真是由线性电抗
3、元件引起的,故也称频率则表明频率失真是由线性电抗元件引起的,故也称频率失真为失真为线性失真线性失真。注意:注意:线性失真不产生新的频率成份。线性失真不产生新的频率成份。也正是由于信号频率变化引起增益改变,可致使也正是由于信号频率变化引起增益改变,可致使放大器输出波形不能反应输入变化规律的情况,定义放大器输出波形不能反应输入变化规律的情况,定义为放大器的为放大器的频率失真频率失真。若放大器的。若放大器的复增益复增益表达式为表达式为第第 5 章放大器频率特性基础章放大器频率特性基础(1)不同频率信号,对增益的幅频特性的影响)不同频率信号,对增益的幅频特性的影响 若对不同频率,增益的模不为常数,则输
4、出会出现失若对不同频率,增益的模不为常数,则输出会出现失真,即真,即幅度失真幅度失真。第第 5 章放大器频率特性基础章放大器频率特性基础输出输出 例:输入例:输入 则则 即放大电路存在幅度失真。即放大电路存在幅度失真。(2)不同频率信号,对增益的相频特性的影响)不同频率信号,对增益的相频特性的影响 若对不同频率,增益的时延不为常数,则输出会出现若对不同频率,增益的时延不为常数,则输出会出现失真,即失真,即相位失真相位失真。第第 5 章放大器频率特性基础章放大器频率特性基础无相位失真的条件无相位失真的条件为:为:或或输出输出 例:输入例:输入 则则 即放大电路不存在相位失真。即放大电路不存在相位
5、失真。0f/HzA(f)0f/Hz A(f)幅幅频频特特性性相相频频特特性性通频带通频带BW0.7定义:定义:(1 1)上限截止频率上限截止频率fH(2 2)下限截止频率下限截止频率fL 增益下降到增益下降到AIAI2fHfL可以证明:放大器在通频带内近似无频率失真。可以证明:放大器在通频带内近似无频率失真。第第 5 章放大器频率特性基础章放大器频率特性基础-180时,对应的频率范围。时,对应的频率范围。放大器典型频率特性放大器典型频率特性1)写出)写出电路传递函数表达式电路传递函数表达式 A(j )q 频率特性分析频率特性分析 确确定定放放大大器器的的上上、下下限限截截止止频频率率,即即明明
6、确确无无失失真的真的BW0.7范围范围。2)绘制频率特性曲线,即研究)绘制频率特性曲线,即研究波特图波特图表示方法表示方法第第 5 章放大器频率特性基础章放大器频率特性基础 一般音频放大器应考虑是否存在幅度失真;视频一般音频放大器应考虑是否存在幅度失真;视频放大器则对幅度失真与相位失真都应考虑。放大器则对幅度失真与相位失真都应考虑。根据研究的目的,我们必需考虑根据研究的目的,我们必需考虑:结电容结电容和增和增益器件益器件外接电容外接电容带来的影响。以简单共发射极小信带来的影响。以简单共发射极小信号放大器研究为例,画出如下等效电路号放大器研究为例,画出如下等效电路5.1 5.1 频率特性描述方法
7、与基本增益器件频率特性频率特性描述方法与基本增益器件频率特性第第 5 章放大器频率特性基础章放大器频率特性基础等效电路电容作用分类:等效电路电容作用分类:第第 5 章放大器频率特性基础章放大器频率特性基础0f/HzA(f)幅幅频频特特性性AIAI2fHfL (1)串联大电容)串联大电容C1和和C2 将在频率减小时,使放大电路将在频率减小时,使放大电路增益降低;增益降低;(2)晶体管中)晶体管中PN结结电容结结电容Cbe和和Cbc 将在频率增加时,将在频率增加时,使放大电路增益降低。使放大电路增益降低。5.1.15.1.1频率特性的稳态描述方法频率特性的稳态描述方法1、波特图的坐标特点、波特图的
8、坐标特点 幅频和相频特性波特图的横坐标横坐标均采用对数坐标。这样可以扩大低频频率范围,压缩高频频率范围。注注意横坐标没有零意横坐标没有零。lg1=0,lg2=0.30,lg3=0.48,lg4=0.60,lg5=0.70lg6=0.78,lg7=0.85,lg8=0.90,lg9=0.95,lg10=1第第 5 章放大器频率特性基础章放大器频率特性基础(a)相频特性纵坐标 (b)幅频特性纵坐标(2)幅频特性纵坐标纵坐标对增益来说也是对数坐标对数坐标,如图(b)所示,但增益是通过dB方式标注的,即第第 5 章放大器频率特性基础章放大器频率特性基础(1)相频特性纵坐标纵坐标是采用传统的比例坐标比例
9、坐标,如图(a)所示;q RC 低通电路频率响应低通电路频率响应 CR+-+-vi(t)vo(t)由图,由图,传递函数表达式传递函数表达式:式中式中幅值:幅值:或或相角:相角:2、基本传递函数因子的波特图、基本传递函数因子的波特图第第 5 章放大器频率特性基础章放大器频率特性基础0 P0.1 P10 PAv()/dB-20-30 P0.1 P10 P A()-45-90-5.7 绘制渐近波特图绘制渐近波特图:根据根据画出幅频波特图画出幅频波特图画出相频波特图画出相频波特图渐近波特图画法:渐近波特图画法:幅频幅频 P时,时,=P 时,时,相频相频 10 P时,时,=P 时,时,-20dB/十倍频
10、十倍频-45/十倍频十倍频第第 5 章放大器频率特性基础章放大器频率特性基础 确定上限角频率:确定上限角频率:0 p0.1 p10 pAv()/dB-200 p0.1 p10 p A()-45-90-20dB/十倍频十倍频-45/十倍频十倍频归纳一阶因子归纳一阶因子渐近波特图画法:渐近波特图画法:幅频渐近波特图:幅频渐近波特图:已知已知 自自0dB水水平平线线出出发发,经经 p转转折折成成斜斜率率为为(20dB/十十倍倍频)的直线。频)的直线。相频渐近波特图:相频渐近波特图:自自0 水水平平线线出出发发,经经0.1 p处处转转折折,斜斜率率为为(45/十十倍倍频频),再再经经10 p处处转转折
11、折为为-90 的水平线。的水平线。因因 =p时,时,H=p第第 5 章放大器频率特性基础章放大器频率特性基础q RC 高通电路频率响应高通电路频率响应 由图,由图,传递函数表达式传递函数表达式:式中式中幅值:幅值:相角:相角:CR+-+-vi(t)vo(t)下限角频率:下限角频率:因因 =L时,时,L 第第 5 章放大器频率特性基础章放大器频率特性基础0 L0.1 L10 L A()45 90 绘制渐近波特图绘制渐近波特图:根据根据画出幅频波特图画出幅频波特图画出相频波特图画出相频波特图0 L0.1 L10 LAv()/dB-2020dB/十倍频十倍频-45/十倍频十倍频幅频渐近波特图:幅频渐
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