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文檔簡介

頻率特性是放大電路的一項(xiàng)重要特性,它是用來衡量一個放大電路對不同輸入信號頻率的適應(yīng)程度。例如:一個音頻放大器(收音機(jī))的頻率范圍若小于人耳的頻率響應(yīng)(15HZ),則該放大器是不合格的。若放大器的頻率范圍遠(yuǎn)大于15kHZ,則放大器中的噪聲會被放大,使音質(zhì)變差。音頻放大器頻率范圍一般為20HZ-20kHZ.而有時又需要放大頻率范圍大于幾MHZ,甚至幾十MHZ的寬頻帶放大電路(如視頻信號放大器)頻率特性是放大電路的一項(xiàng)重要特性,它是用來衡量一個放16.1頻率響應(yīng)的基本概念和基本表示方法6.2單級放大電路的頻率響應(yīng)6.3多級放大電路的頻率相應(yīng)6.4負(fù)反饋放大電路的穩(wěn)定問題返回6.1頻率響應(yīng)的基本概念和基本表示方法6.2單級放大電路26.1頻率響應(yīng)的基本概念和基本表示方法1頻率響應(yīng)和通頻帶2幅度失真和相位失真4波特圖返回3阻容耦合放大電路的等效電路6.1頻率響應(yīng)的基本概念和基本表示方法1頻率響應(yīng)和通頻帶3放大電路頻率特性就是指電壓放大倍數(shù)與頻率的關(guān)系,即:幅頻特性是描繪放大倍數(shù)的幅度隨頻率變化而變化的規(guī)律。即

相頻特性是描繪輸出信號與輸入信號之間相位差隨頻率變化而變化的規(guī)律。即幅頻特性相頻特性由于電壓放大倍數(shù)是矢量,故包含兩個內(nèi)容:電壓放大倍數(shù)的模與頻率的關(guān)系,稱為幅頻特性;電壓放大倍數(shù)的相位與頻率的關(guān)系,稱為相頻特性1頻率響應(yīng)和通頻帶放大電路頻率特性就是指電壓放大倍數(shù)與頻率的關(guān)系,即:幅頻特性4通頻帶BW=fH-fL上限頻率下限頻率阻容耦合放大電路的幅頻特性曲線返回通頻帶BW=fH-fL上限頻率下限頻率阻容耦合放大電路的幅頻5放大電路對不同頻率成分信號的相移不同,從而使輸出波形產(chǎn)生失真,稱為相位頻率失真,簡稱相頻失真。(動畫5-1)2幅度失真和相位失真幅度失真因放大電路對不同頻率成分信號的增益不同,從而使輸出波形產(chǎn)生失真,稱為幅度頻率失真,簡稱幅頻失真或幅度失真。相位失真幅頻失真和相頻失真都是線性失真。放大電路對不同頻率成分信號的相移(動畫5-1)2幅度失真和61.放大電路中存在電抗性元件,例如耦合電容、旁路電容、分布電容、變壓器、分布電感等2.三極管的()是頻率的函數(shù)。

在研究頻率特性時,三極管的低頻小信號模型不再適用,而要采用高頻小信號模型。產(chǎn)生頻率失真的原因是:返回1.放大電路中存在電抗性元件,例如2.三極管的()是頻7由此可做出如圖所示的RC高通電路的波特圖。例1:阻容耦合單級共射極放大電路(無射極旁路電容)的頻率特性,引入線性深負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)后判斷該電路會不會自激?縱坐標(biāo)仍用原來的值——度(。CB組態(tài)放大電路由于輸入電容小,所以CB組態(tài)放大電路的上限截止頻率比CE組態(tài)要高許多。判斷負(fù)反饋放大電路自激的方法:高頻混合π型小信號模型電路1時,電路自激,減小F為0.在π型小信號模型中,因存在Cb’c和rb’c,對求解不便,可通過單向化處理加以變換。和無射極電阻的共射放大電路的高頻響應(yīng)一樣1三極管混合π型高頻小信號等效電路2單級放大電路的頻率響應(yīng)4負(fù)反饋放大電路的穩(wěn)定問題一般負(fù)反饋放大電路要求幅度裕量Фm大于等于45o,總的上限頻率近似等于該級的上限頻率。其電壓放大倍數(shù)(傳遞函數(shù))為從物理概念可以解釋隨著頻率的增高,β001,幅頻特性下移20dB,則電路不再自激為減小補(bǔ)償電容的容量,可利用密勒效應(yīng),將補(bǔ)償電容(補(bǔ)償電容與電阻串聯(lián))跨接在放大電路的輸入端和輸出端.電容校正是指在放大電路中的某一位置接入大電容,改變AF的幅頻特性的高頻特性,從而破壞高頻段的起振條件4負(fù)反饋放大電路的穩(wěn)定問題返回3阻容耦合放大電路的等效電路阻容耦合放大電路的中的電容大小有很大差別,耦合電容和旁路電容值很大,而雜散電容和三極管結(jié)電容值很小,因此上面兩種電容對不同頻率有不同的等效電路,分別等效為低頻、中頻、高頻三種電路中頻等效電路對于中頻信號,耦合電容和旁路電容視為短路,雜散電容和三極管結(jié)電容視為開路。低頻等效電路對于低頻信號,耦合電容和旁路電容不能視為短路,因此它們必須包含在等效電路中。而雜散電容和三極管結(jié)電容仍可視為開路。高頻等效電路對于高頻信號,耦合電容和旁路電容仍可視為短路,但雜散電容和三極管結(jié)電容不能視為開路,因此它們必須包含在等效電路中。由此可做出如圖所示的RC高通電路的波特圖。返回3阻容耦合放84波特圖波特圖是頻率特性的一種畫法,在電子技術(shù)領(lǐng)域輸入信號頻率的變化范圍很大,為了把大范圍的頻率在一張圖上表示出來,提出用對數(shù)坐標(biāo)系,作圖時采用折線的近似畫法來畫頻率特性圖,這種頻率特性圖稱為波特圖幅頻特性橫坐標(biāo)采用對數(shù)刻度,故每十倍頻率在坐標(biāo)軸上的長度是相等的,稱十倍頻程縱坐標(biāo)用對數(shù)刻度,單位為分貝(dB)相頻特性橫坐標(biāo)采用對數(shù)刻度縱坐標(biāo)仍用原來的值——度(。)4波特圖波特圖是頻率特性的一種畫法,在電子技術(shù)領(lǐng)域輸入信9例1:RC低通電路

RC低通電路如圖其電壓放大倍數(shù)(傳遞函數(shù))為波特圖畫法舉例例1:RC低通電路RC低通電路如圖其電壓放大10由表達(dá)式畫出幅頻和相頻的波特圖lgflgf由表達(dá)式畫出幅頻和相頻的波特圖lgflgf11

幅頻特性的X軸和Y軸都是采用對數(shù)坐標(biāo),fH稱為上限截止頻率。當(dāng)f≥fH時,幅頻特性將以十倍頻20dB的斜率下降,或?qū)懗?20dB/dec。在f=fH

處的誤差最大,有-3dB。當(dāng)時,相頻特性將滯后45°,并具有

-45/dec的斜率。在0.1和10處與實(shí)際的相頻特性有最大的誤差,其值分別為+5.7°和-5.7°。

這種折線化畫出的頻率特性曲線稱為波特圖,是分析放大電路頻率響應(yīng)的重要手段。幅頻特性的X軸和Y軸都是采用對數(shù)坐標(biāo),fH稱為上限截12例2:高通電路其電壓放大倍數(shù)為:式中 下限截止頻率、模和相角分別為

RC高通電路如圖例2:高通電路其電壓放大倍數(shù)為:式中 RC高13

由此可做出如圖所示的RC高通電路的波特圖。返回由此可做出如圖所示的RC高通電路的波特圖。返146.2單級放大電路的頻率響應(yīng)1三極管混合π型高頻小信號等效電路2單級共射放大電路的頻率響應(yīng)返回6.2單級放大電路的頻率響應(yīng)1三極管混合π型高頻小信號151三極管混合π型高頻小信號等效電路(1)物理模型(2)電流放大系數(shù)β的頻響(3)用代替(4)單向化返回(5)簡化的混合π型等效電路1三極管混合π型高頻小信號等效電路(1)物理模型(2)電16混合π型高頻小信號模型是通過三極管的物理模型而建立的,三極管的物理結(jié)構(gòu)如圖rb'e---re歸算到基極回路的電阻

---發(fā)射結(jié)電容,也用C這一符號---集電結(jié)電阻---集電結(jié)電容,也用C這一符號(1)物理模型---發(fā)射結(jié)電阻

re

rbb'---基區(qū)的體電阻,b'是假想的基區(qū)內(nèi)的一個點(diǎn)。返回混合π型高頻小信號模型是通過三極管的物理rb'e---17(2)電流放大系數(shù)β的頻響

從物理概念可以解釋隨著頻率的增高,β將下降。因?yàn)?/p>

圖05.09的等效電路

是指在直流VCE一定的條件下,在等效電路中可將CE間交流短路,于是可作出右圖的等效電路。(2)電流放大系數(shù)β的頻響從物理概念可以解釋隨著頻率的18生失真,稱為幅度頻率失真,簡稱001,幅頻特性下移20dB,則電路不再自激為了改善通頻帶變窄的程度,利用RC校正網(wǎng)絡(luò)代替電容校正網(wǎng)絡(luò)rb'e---re歸算到基極回路的電阻根據(jù)這一物理模型可以畫出混合π型高頻小信號模型,如下圖所示。由表達(dá)式畫出幅頻和相頻的波特圖由此可做出如圖所示的RC高通電路的波特圖。1時,電路自激,減小F為0.高頻段,耦合電容和旁路電容可視為短路,雜散電容和結(jié)電容不可看成開路由此可做出如圖所示的RC高通電路的波特圖。2負(fù)反饋放大電路的判斷方法(5)簡化的混合π型等效電路生失真,稱為幅度頻率失真,簡稱(2)有直流射極電阻及其旁路電容的共射放大電路的頻率響應(yīng)1三極管混合π型高頻小信號等效電路CB組態(tài)放大電路由于輸入電容小,所以CB組態(tài)放大電路的上限截止頻率比CE組態(tài)要高許多。這是在學(xué)習(xí)這部分內(nèi)容時要特別注意的。rb'e---re歸算到基極回路的電阻2負(fù)反饋放大電路的判斷方法若改變負(fù)反饋放大電路在環(huán)路增益為0dB點(diǎn)的相位,使之超前,也能破壞自激振蕩條件,使f0<fc這是在學(xué)習(xí)這部分內(nèi)容時要特別注意的。由此可求出共射接法交流短路電流放大系數(shù)。β可由下式推出β0=gmrb’e為低頻時的β返回生失真,稱為幅度頻率失真,簡稱由此可求出共射接法交流短路電流19根據(jù)這一物理模型可以畫出混合π型高頻小信號模型,如下圖所示。高頻混合π型小信號模型電路(3)用代替比較π型等效電路和簡化H參數(shù)等效電路可知,受控電流源的表述方法不同,但描述的是同一個物理量,即β0為中、低頻段三極管的電流放大系數(shù),與頻率無關(guān)根據(jù)這一物理模型可以畫出混合π型高頻小信號模型,如下20這一模型中用gmvb’e代替ib0,這是因?yàn)棣卤旧砼c頻率有關(guān),而gm=β0/rb’e。0和rb’e均與頻率無關(guān),因此gm與頻率無關(guān)。高頻混合π型小信號模型電路這一模型中用gmvb’e代替ib0,這是因?yàn)棣卤?1若IE=1mA,gm=1mA/26mV≈38mS。gm稱為跨導(dǎo),還可寫成返回若IE=1mA,gm=1mA/26mV≈38mS。gm稱為跨22在π型小信號模型中,因存在Cb’c

和rb’c,對求解不便,可通過單向化處理加以變換。首先因rb’c很大,可以忽略,只剩下Cb’c

。可以將Cb’c等效為輸入側(cè)和輸出側(cè)兩個電容,但要求變換前后應(yīng)保證相關(guān)電流不變,如圖所示。(4)單向化在π型小信號模型中,因存在Cb’c和rb’c,對求解不便,23輸入側(cè)由上圖,有由下圖,有由(1)式=(2)式,得由于C’’<<C’,C’’的容抗遠(yuǎn)大于rce,可忽略C’’輸入側(cè)由上圖,有由下圖,有由(1)式=(2)式,得由于C’24輸出側(cè)由上圖,有由下圖,有由(1)式=(2)式,得若忽略C’’的容抗,返回輸出側(cè)由上圖,有由下圖,有由(1)式=(2)式,得若忽略C25(5)簡化的混合π型等效電路通常情況下,rce遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于c-e間所接的負(fù)載電阻,因此可近似認(rèn)為rce開路,又的容抗遠(yuǎn)大于集電極總負(fù)載電阻,也可認(rèn)為開路,則上面電路可簡化為下列簡化的混合π型等效電路返回(5)簡化的混合π型等效電路通常情況下,rce遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于c-e262單級共射放大電路的頻率響應(yīng)(1)無射極電阻的共射放大電路的頻率響應(yīng)(2)有直流射極電阻及其旁路電容的共射放大電路的頻率響應(yīng)返回2單級共射放大電路的頻率響應(yīng)(1)無射極電阻的共射放大電27a中頻段中頻段時,耦合電容和旁路電容可視為短路,雜散電容和結(jié)電容可看成開路,微變等效電路中無電容,為(1)無射極電阻的共射放大電路的頻率響應(yīng)a中頻段中頻段時,耦合電容和旁路電容可視為短路,雜散電容和284負(fù)反饋放大電路的穩(wěn)定問題幅頻特性的X軸和Y軸都是采用對數(shù)坐標(biāo),fH稱為上限截止頻率。4負(fù)反饋放大電路的常用的校正措施可以將Cb’c等效為輸入側(cè)和輸出側(cè)兩個電容,但要求變換前后應(yīng)保證相關(guān)電流不變,如圖所示。(2)電流放大系數(shù)β的頻響將Ce折合到基極,折合到輸出端的電容可忽略其電壓放大倍數(shù)(傳遞函數(shù))為在π型小信號模型中,因存在Cb’c和rb’c,對求解不便,可通過單向化處理加以變換。幅頻失真和相頻失真都是線性失真。電容校正是指在放大電路中的某一位置接入大電容,改變AF的幅頻特性的高頻特性,從而破壞高頻段的起振條件思考:三級放大電路引入線性深負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)后,電路會不會自激?2單級放大電路的頻率響應(yīng)3多級放大電路的頻率相應(yīng)直流VCE一定的條件下,在等效電路中可將CE間交流短路,于是可作出右圖的由此可做出如圖所示的RC高通電路的波特圖。對于中頻信號,耦合電容和旁路電容視為短路,雜散電容和三極管結(jié)電容視為開路。2單級放大電路的頻率響應(yīng)為了改善通頻帶變窄的程度,利用RC校正網(wǎng)絡(luò)代替電容校正網(wǎng)絡(luò)其電壓放大倍數(shù)(傳遞函數(shù))為3多級放大電路的頻率相應(yīng)實(shí)際電路中常采用接電容和RC網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行校正,消除自激振蕩。高頻段,耦合電容和旁路電容可視為短路,雜散電容和結(jié)電容不可看成開路(2)電流放大系數(shù)β的頻響阻容耦合放大電路的幅頻特性曲線實(shí)際電路中常采用接電容和RC網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行校正,消除自激振蕩。1時,電路自激,減小F為0.其電壓放大倍數(shù)(傳遞函數(shù))為由表達(dá)式畫出幅頻和相頻的波特圖1頻率響應(yīng)的基本概念和基本表示方法RC低通電路如圖例如在放大電路的第一級輸出端加一大電容C幅度裕量指f=fC時,(1800-ψAF)的值縱坐標(biāo)仍用原來的值——度(。gm稱為跨導(dǎo),還可寫成比較π型等效電路和簡化H參數(shù)等效電路可知,受控電流源的表述方法不同,但描述的是同一個物理量,即與頻率的關(guān)系,稱為幅頻特性;電壓放大倍數(shù)的相位與頻率的關(guān)系,(3)用代替思考:三級放大電路引入線性深負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)后,電路會不會自激?3負(fù)反饋放大電路的穩(wěn)定裕量3多級放大電路的頻率相應(yīng)其電壓放大倍數(shù)(傳遞函數(shù))為從物理概念可以解釋隨著頻率的增高,β中頻段的頻率特性為4負(fù)反饋放大電路的穩(wěn)定問題高頻段,耦合電容和旁路電容可視為29b低頻段低頻段時,耦合電容和旁路電容不可視為短路,雜散電容和結(jié)電容仍可看成開路,微變等效電路中有耦合電容,為b低頻段低頻段時,耦合電容和旁路電容不可視為短路,雜散電容30低頻段的頻率特性為低頻段的頻率特性為31c高頻段高頻段,耦合電容和旁路電容可視為短路,雜散電容和結(jié)電容不可看成開路c高頻段高頻段,耦合電容和旁路電容可視為短路,雜散電容和結(jié)32頻率特性課件33高頻段的頻率特性為高頻段的頻率特性為344完整的表達(dá)式和波特圖返回4完整的表達(dá)式和波特圖返回35(2)有直流射極電阻及其旁路電容的共射放大電路的頻率響應(yīng)a中頻段和無交流射極電阻的共射放大電路的中頻響應(yīng)一樣忽略Rb(動畫5-2)(2)有直流射極電阻及其旁路電容的共射放大電路的頻率響應(yīng)a36b低頻段忽略Rb、Re將Ce折合到基極,折合到輸出端的電容可忽略將輸出端RC以前等效為電壓源b低頻段忽略Rb、Re將Ce折合到基極,折合到輸出端的電37頻率特性課件38整理后得整理后得39c高頻段和無射極電阻的共射放大電路的高頻響應(yīng)一樣c高頻段和無射極電阻的共射放大電路的高頻響應(yīng)一樣40設(shè)fL1>fL2,可以畫出單級基本放大電路的波特圖完整的表達(dá)式和波特圖返回設(shè)fL1>fL2,可以畫出單級基本放大電路的波特圖完整的表達(dá)416.3多級放大電路的頻率相應(yīng)對于多級放大電路其幅頻特性為相頻特性為畫多級放大電路的波特圖,只要將各單級放大電路的幅頻特性波特圖相疊加,相頻特性波特圖相疊加即可6.3多級放大電路的頻率相應(yīng)對于多級放大電路其幅頻特性為相42對于多級放大電路的上限頻率和下限頻率上限頻率近似公式下限頻率近似公式另外,當(dāng)某級的上限頻率比其他各級小得多時(一般在5倍以上),總的上限頻率近似等于該級的上限頻率。當(dāng)某級的下限頻率比其他各級大得多時(一般在5倍以上),總的下限頻率近似等于該級的下限頻率。對于多級放大電路的上限頻率和下限頻率上限頻率近似公式下限頻率43RC低通電路如圖由表達(dá)式畫出幅頻和相頻的波特圖縱坐標(biāo)用對數(shù)刻度,單位為分貝(dB)根據(jù)這一物理模型可以畫出混合π型高頻小信號模型,如下圖所示。(2)電流放大系數(shù)β的頻響例如在放大電路的第一級輸出端加一大電容C從物理概念可以解釋隨著頻率的增高,β2負(fù)反饋放大電路的判斷方法從物理概念可以解釋隨著頻率的增高,β與頻率的關(guān)系,稱為幅頻特性;電壓放大倍數(shù)的相位與頻率的關(guān)系,由表達(dá)式畫出幅頻和相頻的波特圖電容校正是指在放大電路中的某一位置接入大電容,改變AF的幅頻特性的高頻特性,從而破壞高頻段的起振條件由此可做出如圖所示的RC高通電路的波特圖。而有時又需要放大頻率范圍大于幾MHZ,甚至幾十MHZ的寬頻帶放大電路(如視頻信號放大器)根據(jù)這一物理模型可以畫出混合π型高頻小信號模型,如下圖所示。阻容耦合放大電路的中的電容大小有很大差別,耦合電容和旁路電容值很大,而雜散電容和三極管結(jié)電容值很小,因此上面兩種電容對不同頻率有不同的等效電路,分別等效為低頻、中頻、高頻三種電路這是在學(xué)習(xí)這部分內(nèi)容時要特別注意的。RC低通電路如圖001,幅頻特性下移20dB,則電路不再自激3多級放大電路的頻率相應(yīng)由此可做出如圖所示的RC高通電路的波特圖。2單級共射放大電路的頻率響應(yīng)幾點(diǎn)結(jié)論:1.放大電路的耦合電容是引起低頻響應(yīng)的主要原因,下限截止頻率主要由低頻時間常數(shù)中較小的一個決定;2.三極管的結(jié)電容和分布電容是引起放大電路高頻響應(yīng)的主要原因,上限截止頻率由高頻時間常數(shù)中較大的一個決定;RC低通電路如圖幾點(diǎn)結(jié)論:1.放大電路的耦合電容是引起低頻響443.由于若電壓放大倍數(shù)K增加,C'b'e也增加,上限截止頻率就下降,通頻帶變窄。增益和帶寬是一對矛盾,所以常把增益帶寬積作為衡量放大電路性能的一項(xiàng)重要指標(biāo)。4.CB組態(tài)放大電路由于輸入電容小,所以CB組態(tài)放大電路的上限截止頻率比CE組態(tài)要高許多。返回3.由于若電壓放大倍數(shù)K增加,C'b'e也增加,上限截止頻率456.4負(fù)反饋放大電路的穩(wěn)定問題1產(chǎn)生的原因2負(fù)反饋放大電路的判斷方法3負(fù)反饋放大電路的穩(wěn)定裕量4負(fù)反饋放大電路的常用的校正措施返回6.4負(fù)反饋放大電路的穩(wěn)定問題1產(chǎn)生的原因2負(fù)反饋放大461產(chǎn)生的原因?qū)τ谪?fù)反饋放大電路,有放大電路產(chǎn)生自激即此時負(fù)反饋?zhàn)兂闪苏答仯覞M足起振的幅值條件由于電路中存在電容,原本中頻段的負(fù)反饋在高頻段或低頻段會產(chǎn)生相移而變成了正反饋,且深負(fù)反饋都滿足起振的幅值條件,故當(dāng)?shù)皖l信號或高頻信號通過電路時,就有可能產(chǎn)生自激(在滿足起振的幅值和相位條件時),相位條件也可寫為原因1產(chǎn)生的原因?qū)τ谪?fù)反饋放大電路,有放大電路產(chǎn)生自激即此時負(fù)47例1:阻容耦合單級共射極放大電路(無射極旁路電容)的頻率特性,引入線性深負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)后判斷該電路會不會自激?例1:阻容耦合單級共射極放大電路(無射極旁路電容)的頻率特性48例2:阻容耦合兩級放大電路的頻率特性,引入線性深負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)后判斷該電路會不會自激?思考:三級放大電路引入線性深負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)后,電路會不會自激?返回例2:阻容耦合兩級放大電路的頻率特性,引入線性深負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)后492負(fù)反饋放大電路自激的判斷方法判斷負(fù)反饋放大電路能否自激,就是看該電路是否同時滿足自激的幅值起振條件和相位起振條件,一般相位條件是主要的。因?yàn)橐话闵钬?fù)反饋放大電路的|AF|>>1.判斷負(fù)反饋放大電路自激的方法:

——利用AF的波特圖來進(jìn)行判斷在AF的波特圖中,設(shè)ΔAF的相位為-1800時所對應(yīng)的頻率為f0,20lg|AF|=0時所對應(yīng)的頻率為fc2負(fù)反饋放大電路自激的判斷方法判斷負(fù)反饋放大電路能否自激,50不自激舉例返回不自激舉例返回513負(fù)反饋放大電路的穩(wěn)定裕量當(dāng)負(fù)反饋放大電路不自激時,設(shè)計負(fù)反饋放大電路時,要保證電路在環(huán)境溫度、電路參數(shù)、電源電壓產(chǎn)生波動時仍能穩(wěn)定,故要求設(shè)計電路時不僅僅只滿足穩(wěn)定條件,而且應(yīng)有一定的裕量。(1)幅度裕量Gm幅度裕量指f=f0時,20lg|AF|的值一般負(fù)反饋放大電路要求幅度裕量Gm小于等于-10dB3負(fù)反饋放大電路的穩(wěn)定裕量當(dāng)負(fù)反饋放大電路不自激時,設(shè)計負(fù)52(2)相位度裕量Фm幅度裕量指f=

fC時,(1800-ψAF)的值一般負(fù)反饋放大電路要求幅度裕量Фm大于等于45o返回(2)相位度裕量Фm幅度裕量指f=fC時,(1800-ψA534負(fù)反饋放大電路的常用的校正措施(1)減小反饋系數(shù)F或減小反饋深度|1+AF|的值,使相位移ΔΦA(chǔ)F=1800

時,|AF|<1.例:反饋系數(shù)F=0.1時,電路自激,減小F為0.001,幅頻特性下移20dB,則電路不再自激缺點(diǎn):反饋深度下降,不利于放大電路其它性能的改善。實(shí)際電路中常采用接電容和RC網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行校正,消除自激振蕩。4負(fù)反饋放大電路的常用的校正措施(1)減小反饋系數(shù)F或減54(2)電容補(bǔ)償校正電容校正是指在放大電路中的某一位置接入大電容,改變AF的幅頻特性的高頻特性,從而破壞高頻段的起振條件例如在放大電路的第一級輸出端加一大電容C(2)電容補(bǔ)償校正電容校正是指在放大電路中的某一位置接入55例:設(shè)F=-0.1,三級放大電路的放大倍數(shù)為要使放大電路有-20dB的幅度裕量,下限頻率應(yīng)為多少?解:畫出AF的頻率特性適當(dāng)選取C,使例:設(shè)F=-0.1,三級放大電路的放大倍數(shù)為要使放大電56電容校正的缺點(diǎn)使放大電路的通頻帶大大變窄電容容值大電容校正是將放大電路的主極點(diǎn)頻率降低,以破壞自激振蕩,所以又叫主極點(diǎn)校正.電容校正的缺點(diǎn)使放大電路的通頻帶大大變窄電容容值大電容校57(3)RC補(bǔ)償校正為了改善通頻帶變窄的程度,利用RC校正網(wǎng)絡(luò)代替電容校正網(wǎng)絡(luò)校正網(wǎng)絡(luò)應(yīng)加在時間常數(shù)最大的那一級,即極點(diǎn)頻率最低的放大級,通常可接在前級輸出電阻和后級輸入電阻都比較高的地方。返回(3)RC補(bǔ)償校正為了改善通頻帶變窄的程度,利用RC校正網(wǎng)絡(luò)58為減小補(bǔ)償電容的容量,可利用密勒效應(yīng),將補(bǔ)償電容(補(bǔ)償電容與電阻串聯(lián))跨接在放大電路的輸入端和輸出端.(4)密勒電容補(bǔ)償校正為減小補(bǔ)償電容的容量,可利用密勒效應(yīng),將補(bǔ)償電容(59(5)超前補(bǔ)償校正若改變負(fù)反饋放大電路在環(huán)路增益為0dB點(diǎn)的相位,使之超前,也能破壞自激振蕩條件,使f0<fc這種補(bǔ)償方法稱為超前補(bǔ)償法,通常將補(bǔ)償電容加在負(fù)反饋回路中,如圖(5)超前補(bǔ)償校正若改變負(fù)反饋放大電路在環(huán)路增益為0dB點(diǎn)的60小結(jié)1綜上所述,無論前面介紹的哪種補(bǔ)償方法都會使帶寬減小,對帶寬影響最小的是超前補(bǔ)償,對帶寬影響最大的是電容補(bǔ)償。2理解消除自己振蕩的基本思路以及不同方法的特點(diǎn),要比計算具體補(bǔ)償元件的參數(shù)重要得多,因?yàn)橛嬎憧梢越柚嬎銠C(jī)軟件獲得結(jié)果,而在很多情況下,則需要在明確的思路指導(dǎo)下,通過實(shí)驗(yàn)才能獲得理想的效果。這是在學(xué)習(xí)這部分內(nèi)容時要特別注意的。小結(jié)1綜上所述,無論前面介紹的哪種補(bǔ)償方法都會使帶寬減小61第6章結(jié)束返回第6章結(jié)束返回626.1頻率響應(yīng)的基本概念和基本表示方法6.2單級放大電路的頻率響應(yīng)6.3多級放大電路的頻率相應(yīng)6.4負(fù)反饋放大電路的穩(wěn)定問題返回6.1頻率響應(yīng)的基本概念和基本表示方法6.2單級放大電路63例1:RC低通電路

RC低通電路如圖其電壓放大倍數(shù)(傳遞函數(shù))為波特圖畫法舉例例1:RC低通電路RC低通電路如圖其電壓放大64輸入側(cè)由上圖,有由下圖,有由(1)式=(2)式,得由于C’’<<C’,C’’的容抗遠(yuǎn)大于rce,可忽略C’’輸入側(cè)由上圖,有由下圖,有由(1)式=(2)式,得由于C’65要使放大電路有-20dB的幅度裕量,下限頻率應(yīng)為多少?阻容耦合放大電路的幅頻特性曲線由于C’’<<C’,C’’的容抗遠(yuǎn)大于rce,可忽略C’’1時,電路自激,減小F為0.(2)有直流射極電阻及其旁路電容的共射放大電路的頻率響應(yīng)1時,電路自激,減小F為0.變壓器、分布電感等例如在放大電路的第一級輸出端加一大電容C幅頻失真和相頻失真都是線性失真。而雜散電容和三極管結(jié)電容仍可視為開路。生失真,稱為幅度頻率失真,簡稱為減小補(bǔ)償電容的容量,可利用密勒效應(yīng),將補(bǔ)償電容(補(bǔ)償電容與電阻串聯(lián))跨接在放大電路的輸入端和輸出端.(2)電流放大系數(shù)β的頻響幅度裕量指f=fC時,(1800-ψAF)的值CB組態(tài)放大電路由于輸入電容小,所以CB組態(tài)放大電路的上限截止頻率比CE組態(tài)要高許多。和無射極電阻的共射放大電路的高頻響應(yīng)一樣001,幅頻特性下移20dB,則電路不再自激一般負(fù)反饋放大電路要求幅度裕量Фm大于等于45o由此可做出如圖所示的RC高通電路的波特圖。2單級共射放大電路的頻率響應(yīng)產(chǎn)生頻率失真的原因是:4完整的表達(dá)式和波特圖返回要使放大電路有-20dB的幅度裕量,下限頻率應(yīng)為多少?4完66(2)相位度裕量Фm幅度裕量指f=

fC時,(1800-ψAF)的值一般負(fù)反饋放大電路要求幅度裕量Фm大于等于45o返回(2)相位度裕量Фm幅度裕量指f=fC時,(1800-ψA67(2)電容補(bǔ)償校正電容校正是指在放大電路中的某一位置接入大電容,改變AF的幅頻特性的高頻特性,從而破壞高頻段的起振條件例如在放大電路的第一級輸出端加一大電容C(2)電容補(bǔ)償校正電容校正是指在放大電路中的某一位置接入68(5)超前補(bǔ)償校正若改變負(fù)反饋放大電路在環(huán)路增益為0dB點(diǎn)的相位,使之超前,也能破壞自激振蕩條件,使f0<fc這種補(bǔ)償方法稱為超前補(bǔ)償法,通常將補(bǔ)償電容加在負(fù)反饋回路中,如圖(5)超前補(bǔ)償校正若改變負(fù)反饋放大電路在環(huán)路增益為0dB點(diǎn)的69第6章結(jié)束返回第6章結(jié)束返回70頻率特性是放大電路的一項(xiàng)重要特性,它是用來衡量一個放大電路對不同輸入信號頻率的適應(yīng)程度。例如:一個音頻放大器(收音機(jī))的頻率范圍若小于人耳的頻率響應(yīng)(15HZ),則該放大器是不合格的。若放大器的頻率范圍遠(yuǎn)大于15kHZ,則放大器中的噪聲會被放大,使音質(zhì)變差。音頻放大器頻率范圍一般為20HZ-20kHZ.而有時又需要放大頻率范圍大于幾MHZ,甚至幾十MHZ的寬頻帶放大電路(如視頻信號放大器)頻率特性是放大電路的一項(xiàng)重要特性,它是用來衡量一個放716.1頻率響應(yīng)的基本概念和基本表示方法6.2單級放大電路的頻率響應(yīng)6.3多級放大電路的頻率相應(yīng)6.4負(fù)反饋放大電路的穩(wěn)定問題返回6.1頻率響應(yīng)的基本概念和基本表示方法6.2單級放大電路726.1頻率響應(yīng)的基本概念和基本表示方法1頻率響應(yīng)和通頻帶2幅度失真和相位失真4波特圖返回3阻容耦合放大電路的等效電路6.1頻率響應(yīng)的基本概念和基本表示方法1頻率響應(yīng)和通頻帶73放大電路頻率特性就是指電壓放大倍數(shù)與頻率的關(guān)系,即:幅頻特性是描繪放大倍數(shù)的幅度隨頻率變化而變化的規(guī)律。即

相頻特性是描繪輸出信號與輸入信號之間相位差隨頻率變化而變化的規(guī)律。即幅頻特性相頻特性由于電壓放大倍數(shù)是矢量,故包含兩個內(nèi)容:電壓放大倍數(shù)的模與頻率的關(guān)系,稱為幅頻特性;電壓放大倍數(shù)的相位與頻率的關(guān)系,稱為相頻特性1頻率響應(yīng)和通頻帶放大電路頻率特性就是指電壓放大倍數(shù)與頻率的關(guān)系,即:幅頻特性74通頻帶BW=fH-fL上限頻率下限頻率阻容耦合放大電路的幅頻特性曲線返回通頻帶BW=fH-fL上限頻率下限頻率阻容耦合放大電路的幅頻75放大電路對不同頻率成分信號的相移不同,從而使輸出波形產(chǎn)生失真,稱為相位頻率失真,簡稱相頻失真。(動畫5-1)2幅度失真和相位失真幅度失真因放大電路對不同頻率成分信號的增益不同,從而使輸出波形產(chǎn)生失真,稱為幅度頻率失真,簡稱幅頻失真或幅度失真。相位失真幅頻失真和相頻失真都是線性失真。放大電路對不同頻率成分信號的相移(動畫5-1)2幅度失真和761.放大電路中存在電抗性元件,例如耦合電容、旁路電容、分布電容、變壓器、分布電感等2.三極管的()是頻率的函數(shù)。

在研究頻率特性時,三極管的低頻小信號模型不再適用,而要采用高頻小信號模型。產(chǎn)生頻率失真的原因是:返回1.放大電路中存在電抗性元件,例如2.三極管的()是頻77由此可做出如圖所示的RC高通電路的波特圖。例1:阻容耦合單級共射極放大電路(無射極旁路電容)的頻率特性,引入線性深負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)后判斷該電路會不會自激?縱坐標(biāo)仍用原來的值——度(。CB組態(tài)放大電路由于輸入電容小,所以CB組態(tài)放大電路的上限截止頻率比CE組態(tài)要高許多。判斷負(fù)反饋放大電路自激的方法:高頻混合π型小信號模型電路1時,電路自激,減小F為0.在π型小信號模型中,因存在Cb’c和rb’c,對求解不便,可通過單向化處理加以變換。和無射極電阻的共射放大電路的高頻響應(yīng)一樣1三極管混合π型高頻小信號等效電路2單級放大電路的頻率響應(yīng)4負(fù)反饋放大電路的穩(wěn)定問題一般負(fù)反饋放大電路要求幅度裕量Фm大于等于45o,總的上限頻率近似等于該級的上限頻率。其電壓放大倍數(shù)(傳遞函數(shù))為從物理概念可以解釋隨著頻率的增高,β001,幅頻特性下移20dB,則電路不再自激為減小補(bǔ)償電容的容量,可利用密勒效應(yīng),將補(bǔ)償電容(補(bǔ)償電容與電阻串聯(lián))跨接在放大電路的輸入端和輸出端.電容校正是指在放大電路中的某一位置接入大電容,改變AF的幅頻特性的高頻特性,從而破壞高頻段的起振條件4負(fù)反饋放大電路的穩(wěn)定問題返回3阻容耦合放大電路的等效電路阻容耦合放大電路的中的電容大小有很大差別,耦合電容和旁路電容值很大,而雜散電容和三極管結(jié)電容值很小,因此上面兩種電容對不同頻率有不同的等效電路,分別等效為低頻、中頻、高頻三種電路中頻等效電路對于中頻信號,耦合電容和旁路電容視為短路,雜散電容和三極管結(jié)電容視為開路。低頻等效電路對于低頻信號,耦合電容和旁路電容不能視為短路,因此它們必須包含在等效電路中。而雜散電容和三極管結(jié)電容仍可視為開路。高頻等效電路對于高頻信號,耦合電容和旁路電容仍可視為短路,但雜散電容和三極管結(jié)電容不能視為開路,因此它們必須包含在等效電路中。由此可做出如圖所示的RC高通電路的波特圖。返回3阻容耦合放784波特圖波特圖是頻率特性的一種畫法,在電子技術(shù)領(lǐng)域輸入信號頻率的變化范圍很大,為了把大范圍的頻率在一張圖上表示出來,提出用對數(shù)坐標(biāo)系,作圖時采用折線的近似畫法來畫頻率特性圖,這種頻率特性圖稱為波特圖幅頻特性橫坐標(biāo)采用對數(shù)刻度,故每十倍頻率在坐標(biāo)軸上的長度是相等的,稱十倍頻程縱坐標(biāo)用對數(shù)刻度,單位為分貝(dB)相頻特性橫坐標(biāo)采用對數(shù)刻度縱坐標(biāo)仍用原來的值——度(。)4波特圖波特圖是頻率特性的一種畫法,在電子技術(shù)領(lǐng)域輸入信79例1:RC低通電路

RC低通電路如圖其電壓放大倍數(shù)(傳遞函數(shù))為波特圖畫法舉例例1:RC低通電路RC低通電路如圖其電壓放大80由表達(dá)式畫出幅頻和相頻的波特圖lgflgf由表達(dá)式畫出幅頻和相頻的波特圖lgflgf81

幅頻特性的X軸和Y軸都是采用對數(shù)坐標(biāo),fH稱為上限截止頻率。當(dāng)f≥fH時,幅頻特性將以十倍頻20dB的斜率下降,或?qū)懗?20dB/dec。在f=fH

處的誤差最大,有-3dB。當(dāng)時,相頻特性將滯后45°,并具有

-45/dec的斜率。在0.1和10處與實(shí)際的相頻特性有最大的誤差,其值分別為+5.7°和-5.7°。

這種折線化畫出的頻率特性曲線稱為波特圖,是分析放大電路頻率響應(yīng)的重要手段。幅頻特性的X軸和Y軸都是采用對數(shù)坐標(biāo),fH稱為上限截82例2:高通電路其電壓放大倍數(shù)為:式中 下限截止頻率、模和相角分別為

RC高通電路如圖例2:高通電路其電壓放大倍數(shù)為:式中 RC高83

由此可做出如圖所示的RC高通電路的波特圖。返回由此可做出如圖所示的RC高通電路的波特圖。返846.2單級放大電路的頻率響應(yīng)1三極管混合π型高頻小信號等效電路2單級共射放大電路的頻率響應(yīng)返回6.2單級放大電路的頻率響應(yīng)1三極管混合π型高頻小信號851三極管混合π型高頻小信號等效電路(1)物理模型(2)電流放大系數(shù)β的頻響(3)用代替(4)單向化返回(5)簡化的混合π型等效電路1三極管混合π型高頻小信號等效電路(1)物理模型(2)電86混合π型高頻小信號模型是通過三極管的物理模型而建立的,三極管的物理結(jié)構(gòu)如圖rb'e---re歸算到基極回路的電阻

---發(fā)射結(jié)電容,也用C這一符號---集電結(jié)電阻---集電結(jié)電容,也用C這一符號(1)物理模型---發(fā)射結(jié)電阻

re

rbb'---基區(qū)的體電阻,b'是假想的基區(qū)內(nèi)的一個點(diǎn)。返回混合π型高頻小信號模型是通過三極管的物理rb'e---87(2)電流放大系數(shù)β的頻響

從物理概念可以解釋隨著頻率的增高,β將下降。因?yàn)?/p>

圖05.09的等效電路

是指在直流VCE一定的條件下,在等效電路中可將CE間交流短路,于是可作出右圖的等效電路。(2)電流放大系數(shù)β的頻響從物理概念可以解釋隨著頻率的88生失真,稱為幅度頻率失真,簡稱001,幅頻特性下移20dB,則電路不再自激為了改善通頻帶變窄的程度,利用RC校正網(wǎng)絡(luò)代替電容校正網(wǎng)絡(luò)rb'e---re歸算到基極回路的電阻根據(jù)這一物理模型可以畫出混合π型高頻小信號模型,如下圖所示。由表達(dá)式畫出幅頻和相頻的波特圖由此可做出如圖所示的RC高通電路的波特圖。1時,電路自激,減小F為0.高頻段,耦合電容和旁路電容可視為短路,雜散電容和結(jié)電容不可看成開路由此可做出如圖所示的RC高通電路的波特圖。2負(fù)反饋放大電路的判斷方法(5)簡化的混合π型等效電路生失真,稱為幅度頻率失真,簡稱(2)有直流射極電阻及其旁路電容的共射放大電路的頻率響應(yīng)1三極管混合π型高頻小信號等效電路CB組態(tài)放大電路由于輸入電容小,所以CB組態(tài)放大電路的上限截止頻率比CE組態(tài)要高許多。這是在學(xué)習(xí)這部分內(nèi)容時要特別注意的。rb'e---re歸算到基極回路的電阻2負(fù)反饋放大電路的判斷方法若改變負(fù)反饋放大電路在環(huán)路增益為0dB點(diǎn)的相位,使之超前,也能破壞自激振蕩條件,使f0<fc這是在學(xué)習(xí)這部分內(nèi)容時要特別注意的。由此可求出共射接法交流短路電流放大系數(shù)。β可由下式推出β0=gmrb’e為低頻時的β返回生失真,稱為幅度頻率失真,簡稱由此可求出共射接法交流短路電流89根據(jù)這一物理模型可以畫出混合π型高頻小信號模型,如下圖所示。高頻混合π型小信號模型電路(3)用代替比較π型等效電路和簡化H參數(shù)等效電路可知,受控電流源的表述方法不同,但描述的是同一個物理量,即β0為中、低頻段三極管的電流放大系數(shù),與頻率無關(guān)根據(jù)這一物理模型可以畫出混合π型高頻小信號模型,如下90這一模型中用gmvb’e代替ib0,這是因?yàn)棣卤旧砼c頻率有關(guān),而gm=β0/rb’e。0和rb’e均與頻率無關(guān),因此gm與頻率無關(guān)。高頻混合π型小信號模型電路這一模型中用gmvb’e代替ib0,這是因?yàn)棣卤?1若IE=1mA,gm=1mA/26mV≈38mS。gm稱為跨導(dǎo),還可寫成返回若IE=1mA,gm=1mA/26mV≈38mS。gm稱為跨92在π型小信號模型中,因存在Cb’c

和rb’c,對求解不便,可通過單向化處理加以變換。首先因rb’c很大,可以忽略,只剩下Cb’c

。可以將Cb’c等效為輸入側(cè)和輸出側(cè)兩個電容,但要求變換前后應(yīng)保證相關(guān)電流不變,如圖所示。(4)單向化在π型小信號模型中,因存在Cb’c和rb’c,對求解不便,93輸入側(cè)由上圖,有由下圖,有由(1)式=(2)式,得由于C’’<<C’,C’’的容抗遠(yuǎn)大于rce,可忽略C’’輸入側(cè)由上圖,有由下圖,有由(1)式=(2)式,得由于C’94輸出側(cè)由上圖,有由下圖,有由(1)式=(2)式,得若忽略C’’的容抗,返回輸出側(cè)由上圖,有由下圖,有由(1)式=(2)式,得若忽略C95(5)簡化的混合π型等效電路通常情況下,rce遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于c-e間所接的負(fù)載電阻,因此可近似認(rèn)為rce開路,又的容抗遠(yuǎn)大于集電極總負(fù)載電阻,也可認(rèn)為開路,則上面電路可簡化為下列簡化的混合π型等效電路返回(5)簡化的混合π型等效電路通常情況下,rce遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于c-e962單級共射放大電路的頻率響應(yīng)(1)無射極電阻的共射放大電路的頻率響應(yīng)(2)有直流射極電阻及其旁路電容的共射放大電路的頻率響應(yīng)返回2單級共射放大電路的頻率響應(yīng)(1)無射極電阻的共射放大電97a中頻段中頻段時,耦合電容和旁路電容可視為短路,雜散電容和結(jié)電容可看成開路,微變等效電路中無電容,為(1)無射極電阻的共射放大電路的頻率響應(yīng)a中頻段中頻段時,耦合電容和旁路電容可視為短路,雜散電容和984負(fù)反饋放大電路的穩(wěn)定問題幅頻特性的X軸和Y軸都是采用對數(shù)坐標(biāo),fH稱為上限截止頻率。4負(fù)反饋放大電路的常用的校正措施可以將Cb’c等效為輸入側(cè)和輸出側(cè)兩個電容,但要求變換前后應(yīng)保證相關(guān)電流不變,如圖所示。(2)電流放大系數(shù)β的頻響將Ce折合到基極,折合到輸出端的電容可忽略其電壓放大倍數(shù)(傳遞函數(shù))為在π型小信號模型中,因存在Cb’c和rb’c,對求解不便,可通過單向化處理加以變換。幅頻失真和相頻失真都是線性失真。電容校正是指在放大電路中的某一位置接入大電容,改變AF的幅頻特性的高頻特性,從而破壞高頻段的起振條件思考:三級放大電路引入線性深負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)后,電路會不會自激?2單級放大電路的頻率響應(yīng)3多級放大電路的頻率相應(yīng)直流VCE一定的條件下,在等效電路中可將CE間交流短路,于是可作出右圖的由此可做出如圖所示的RC高通電路的波特圖。對于中頻信號,耦合電容和旁路電容視為短路,雜散電容和三極管結(jié)電容視為開路。2單級放大電路的頻率響應(yīng)為了改善通頻帶變窄的程度,利用RC校正網(wǎng)絡(luò)代替電容校正網(wǎng)絡(luò)其電壓放大倍數(shù)(傳遞函數(shù))為3多級放大電路的頻率相應(yīng)實(shí)際電路中常采用接電容和RC網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行校正,消除自激振蕩。高頻段,耦合電容和旁路電容可視為短路,雜散電容和結(jié)電容不可看成開路(2)電流放大系數(shù)β的頻響阻容耦合放大電路的幅頻特性曲線實(shí)際電路中常采用接電容和RC網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行校正,消除自激振蕩。1時,電路自激,減小F為0.其電壓放大倍數(shù)(傳遞函數(shù))為由表達(dá)式畫出幅頻和相頻的波特圖1頻率響應(yīng)的基本概念和基本表示方法RC低通電路如圖例如在放大電路的第一級輸出端加一大電容C幅度裕量指f=fC時,(1800-ψAF)的值縱坐標(biāo)仍用原來的值——度(。gm稱為跨導(dǎo),還可寫成比較π型等效電路和簡化H參數(shù)等效電路可知,受控電流源的表述方法不同,但描述的是同一個物理量,即與頻率的關(guān)系,稱為幅頻特性;電壓放大倍數(shù)的相位與頻率的關(guān)系,(3)用代替思考:三級放大電路引入線性深負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)后,電路會不會自激?3負(fù)反饋放大電路的穩(wěn)定裕量3多級放大電路的頻率相應(yīng)其電壓放大倍數(shù)(傳遞函數(shù))為從物理概念可以解釋隨著頻率的增高,β中頻段的頻率特性為4負(fù)反饋放大電路的穩(wěn)定問題高頻段,耦合電容和旁路電容可視為99b低頻段低頻段時,耦合電容和旁路電容不可視為短路,雜散電容和結(jié)電容仍可看成開路,微變等效電路中有耦合電容,為b低頻段低頻段時,耦合電容和旁路電容不可視為短路,雜散電容100低頻段的頻率特性為低頻段的頻率特性為101c高頻段高頻段,耦合電容和旁路電容可視為短路,雜散電容和結(jié)電容不可看成開路c高頻段高頻段,耦合電容和旁路電容可視為短路,雜散電容和結(jié)102頻率特性課件103高頻段的頻率特性為高頻段的頻率特性為1044完整的表達(dá)式和波特圖返回4完整的表達(dá)式和波特圖返回105(2)有直流射極電阻及其旁路電容的共射放大電路的頻率響應(yīng)a中頻段和無交流射極電阻的共射放大電路的中頻響應(yīng)一樣忽略Rb(動畫5-2)(2)有直流射極電阻及其旁路電容的共射放大電路的頻率響應(yīng)a106b低頻段忽略Rb、Re將Ce折合到基極,折合到輸出端的電容可忽略將輸出端RC以前等效為電壓源b低頻段忽略Rb、Re將Ce折合到基極,折合到輸出端的電107頻率特性課件108整理后得整理后得109c高頻段和無射極電阻的共射放大電路的高頻響應(yīng)一樣c高頻段和無射極電阻的共射放大電路的高頻響應(yīng)一樣110設(shè)fL1>fL2,可以畫出單級基本放大電路的波特圖完整的表達(dá)式和波特圖返回設(shè)fL1>fL2,可以畫出單級基本放大電路的波特圖完整的表達(dá)1116.3多級放大電路的頻率相應(yīng)對于多級放大電路其幅頻特性為相頻特性為畫多級放大電路的波特圖,只要將各單級放大電路的幅頻特性波特圖相疊加,相頻特性波特圖相疊加即可6.3多級放大電路的頻率相應(yīng)對于多級放大電路其幅頻特性為相112對于多級放大電路的上限頻率和下限頻率上限頻率近似公式下限頻率近似公式另外,當(dāng)某級的上限頻率比其他各級小得多時(一般在5倍以上),總的上限頻率近似等于該級的上限頻率。當(dāng)某級的下限頻率比其他各級大得多時(一般在5倍以上),總的下限頻率近似等于該級的下限頻率。對于多級放大電路的上限頻率和下限頻率上限頻率近似公式下限頻率113RC低通電路如圖由表達(dá)式畫出幅頻和相頻的波特圖縱坐標(biāo)用對數(shù)刻度,單位為分貝(dB)根據(jù)這一物理模型可以畫出混合π型高頻小信號模型,如下圖所示。(2)電流放大系數(shù)β的頻響例如在放大電路的第一級輸出端加一大電容C從物理概念可以解釋隨著頻率的增高,β2負(fù)反饋放大電路的判斷方法從物理概念可以解釋隨著頻率的增高,β與頻率的關(guān)系,稱為幅頻特性;電壓放大倍數(shù)的相位與頻率的關(guān)系,由表達(dá)式畫出幅頻和相頻的波特圖電容校正是指在放大電路中的某一位置接入大電容,改變AF的幅頻特性的高頻特性,從而破壞高頻段的起振條件由此可做出如圖所示的RC高通電路的波特圖。而有時又需要放大頻率范圍大于幾MHZ,甚至幾十MHZ的寬頻帶放大電路(如視頻信號放大器)根據(jù)這一物理模型可以畫出混合π型高頻小信號模型,如下圖所示。阻容耦合放大電路的中的電容大小有很大差別,耦合電容和旁路電容值很大,而雜散電容和三極管結(jié)電容值很小,因此上面兩種電容對不同頻率有不同的等效電路,分別等效為低頻、中頻、高頻三種電路這是在學(xué)習(xí)這部分內(nèi)容時要特別注意的。RC低通電路如圖001,幅頻特性下移20dB,則電路不再自激3多級放大電路的頻率相應(yīng)由此可做出如圖所示的RC高通電路的波特圖。2單級共射放大電路的頻率響應(yīng)幾點(diǎn)結(jié)論:1.放大電路的耦合電容是引起低頻響應(yīng)的主要原因,下限截止頻率主要由低頻時間常數(shù)中較小的一個決定;2.三極管的結(jié)電容和分布電容是引起放大電路高頻響應(yīng)的主要原因,上限截止頻率由高頻時間常數(shù)中較大的一個決定;RC低通電路如圖幾點(diǎn)結(jié)論:1.放大電路的耦合電容是引起低頻響1143.由于若電壓放大倍數(shù)K增加,C'b'e也增加,上限截止頻率就下降,通頻帶變窄。增益和帶寬是一對矛盾,所以常把增益帶寬積作為衡量放大電路性能的一項(xiàng)重要指標(biāo)。4.CB組態(tài)放大電路由于輸入電容小,所以CB組態(tài)放大電路的上限截止頻率比CE組態(tài)要高許多。返回3.由于若電壓放大倍數(shù)K增加,C'b'e也增加,上限截止頻率1156.4負(fù)反饋放大電路的穩(wěn)定問題1產(chǎn)生的原因2負(fù)反饋放大電路的判斷方法3負(fù)反饋放大電路的穩(wěn)定裕量4負(fù)反饋放大電路的常用的校正措施返回6.4負(fù)反饋放大電路的穩(wěn)定問題1產(chǎn)生的原因2負(fù)反饋放大1161產(chǎn)生的原因?qū)τ谪?fù)反饋放大電路,有放大電路產(chǎn)生自激即此時負(fù)反饋?zhàn)兂闪苏答仯覞M足起振的幅值條件由于電路中存在電容,原本中頻段的負(fù)反饋在高頻段或低頻段會產(chǎn)生相移而變成了正反饋,且深負(fù)反饋都滿足起振的幅值條件,故當(dāng)?shù)皖l信號或高頻信號通過電路時,就有可能產(chǎn)生自激(在滿足起振的幅值和相位條件時),相位條件也可寫為原因1產(chǎn)生的原因?qū)τ谪?fù)反饋放大電路,有放大電路產(chǎn)生自激即此時負(fù)117例1:阻容耦合單級共射極放大電路(無射極旁路電容)的頻率特性,引入線性深負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)后判斷該電路會不會自激?例1:阻容耦合單級共射極放大電路(無射極旁路電容)的頻率特性118例2:阻容耦合兩級放大電路的頻率特性,引入線性深負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)后判斷該電路會不會自激?思考:三級放大電路引入線性深負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)后,電路會不會自激?返回例2:阻容耦合兩級放大電路的頻率特性,引入線性深負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)后1192負(fù)反饋放大電路自激的判斷方法判斷負(fù)反饋放大電路能否自激,就是看該電路是否同時滿足自激的幅值起振條件和相位起振條件,一般相位條件是主要的。因?yàn)橐话闵钬?fù)反饋放大電路的|AF|>>1.判斷負(fù)反饋放大電路自激的方法:

——利用AF的波特圖來進(jìn)行判斷在AF的波特圖中,設(shè)ΔAF的相位為-1800時所對應(yīng)的頻率為f0,20lg|AF|=0時所對應(yīng)的頻率為fc2負(fù)反饋放大電路自激的判斷方法判斷負(fù)反饋放大電路能否自激,120不自激舉例返回不自激舉例返回1213負(fù)反饋放大電路的穩(wěn)定裕量當(dāng)負(fù)反饋放大電路不自激時,設(shè)計負(fù)反饋放大電路時,要保證電路在環(huán)境溫度、電路參數(shù)、電源電壓產(chǎn)生波動時仍能穩(wěn)定,故要求設(shè)計電路時不僅僅只滿足穩(wěn)定條件,而且應(yīng)有一定的裕量。(1)幅度裕量Gm幅度裕量指f=f0時,20lg|AF|的值一般負(fù)反饋放大電路要求幅度裕量Gm小于等于-10dB3負(fù)反饋放大電路的穩(wěn)定裕量當(dāng)負(fù)反饋放大電路不自激時,設(shè)計負(fù)122(2)相位度裕量Фm幅度裕量指f=

fC時,(1800-ψAF)的值一般負(fù)反饋放大電路要求幅度裕量Фm大于等于45o返回(2)相位度裕量Фm幅度裕量指f=fC時,(1800-ψA1234負(fù)反饋放大電路的常用的校正措施(1)減小反饋系數(shù)F或減小反饋深度|1+AF|的值,使相位移ΔΦA(chǔ)F=1800

時,|AF|<1.例:反饋系數(shù)F=0.1時,電路自激,減小F為0.001,幅頻特性下移20dB

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