模拟电路-CH6-2018-V5

《模拟电路》——（电子技术基础 模拟部分）
《模拟电路》 Analogue Electronic Circuits
苏州大学 文正学院 光电与能源工程系
2018.9
2019/2/1
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《模拟电路》——（电子技术基础 模拟部分）
目录
1
2
5 1. 绪论 3 4 2. 运算放大器 7 6 8 3. 二极管及其基本电路 4. 场效应三极管及其放大电路 5. 双极结型三极管（BJT）及其放大电路 6. 频率响应 9 10 7. 模拟集成电路 11 12 8. 反馈放大电路 9. 功率放大电路 10. 信号处理与信号产生电路 11. 直流稳压电源 12. 电子电路的计算机辅助分析与设计
1 2T
1 T
2 T
5 T
10 T
20 T
-150° -180°
1 10T

0 .1 0 .2 0 .3 0 .5 0 .7 1 .0
1 5T
1 2T
1 T
2 T
5 T
10 T
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《模拟电路》——（电子技术基础 模拟部分）
6. 频率响应
6.1. 放大电路的频率响应
关于时域、频域、复频域
域 时域 数学工具 微分方程|Leibniz公式| 常微分方程数值求解 复数运算 傅立叶Fourier变换 代数运算 拉普拉斯Laplace变换 理解 容易 分析计算 复杂
频域
复频域
比较容易
需要有一定的想像力
较简单
简单
◇ ○ .. ○ .. ○ .... ○ .. ○ .. ◇ ◇ ◇
耦合电容和旁路电容可视为短路
◇ ○ .. ○ .. ○ .... ○ .. ○ .. ◇ ◇ ◇
最后合成全频域响应
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《模拟电路》——（电子技术基础 模拟部分）
6. 频率响应
6.1. 放大电路的频率响应
讨论内容
研究放大电路的动态指标（主要是增益）随信号
上限频率
f / Hz
(b)
◇ ○ .. ○ .. ○ .... ○ .. ○ .. ◇ ◇ ◇
2019/2/1
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《模拟电路》——（电子技术基础 模拟部分）
6. 频率响应
6.1. 放大电路的频率响应
关于Bode图
幅频特性 水平与垂直坐标 都是对数喔！
相频特性
◇ ○ .. ○ .. ○ .... ○ .. ○ .. ◇ ◇ ◇
21
《模拟电路》——（电子技术基础 模拟部分）
6. 频率响应
6.2.2. ——小结高通、低通比较
◇ ○ .. ○ .. ○ .... ○ .. ○ .. ◇ ◇ ◇
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《模拟电路》——（电子技术基础 模拟部分）
6. 频率响应
6.2.2. ——小结
一阶RC 高通和低通电路频率响应的结论
(1)分析电路的频率响应时，
先要画出该电路——或简化小信号模型；
(2)写出其增益的频率响应(幅频响应和相频响应)
频域函数表达式（也有称频域传递函数）；
幅频响应表达式 相频响应表达式
(3)截止频率fH或fL决定于回路的时间常数τ=RC
fH =1/(2πRC) 或 fL =1/(2πRC) ω=Φ/t=2π/T=2πf; f=ω/(2π);
低频响应和高频响应。
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◇ ○ .. ○ .. ○ .... ○ .. ○ .. ◇ ◇ ◇
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《模拟电路》——（电子技术基础 模拟部分）
6. 频率响应
电路 频率响应函数
幅频响应函数 相频响应函数
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◇ ○ .. ○ .. ○ .... ○ .. ○ .. ◇ ◇ ◇
1 0 0 t
1 5 0
2 0 0
y4
5
◇ ○ .. ○ .. ○ .... ○ .. ○ .. ◇ ◇ ◇
y3
5 0
1 0 0 t
1 5 0
2 0 0
可以将时域函数f(t)转换成复频域函数F(s), f(t)微分方程将对应F(s)的代数方程。 ——可以方便计算，扩展思维方式。 2019/2/1
三种典型Bode图——带通滤波器
幅频特性
幅频特性
注意：一些小节变化！
相频特性
相频特性
◇ ○ .. ○ .. ○ .... ○ .. ○ .. ◇ ◇ ◇
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《模拟电路》——（电子技术基础 模拟部分）
6. 频率响应
6.1. 放大电路的频率响应
关于时域、频域、复频域
f=1/ (2πτ);
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◇ ○ .. ○ .. ○ .... ○ .. ○ .. ◇ ◇ ◇
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《模拟电路》——（电子技术基础 模拟部分）
6. 频率响应
6.2.2. ——小结

±3 dB=？
◇ ○ .. ○ .. ○ .... ○ .. ○ .. ◇ ◇ ◇
6. 频率响应
6.1. ——复习思考题
6. 1. 1 为什么要研究放大电路的频率响应？ 6. 1. 2 影响放大电路频率响应的主要因素是
什么？
6. 1 . 3 在信号的高频或低频区，放大电路增
益下降的原因各是什么？
◇ ○ .. ○ .. ○ .... ○ .. ○ .. ◇ ◇ ◇
复频 算子s 域 （σ+jω）
10
0
渐近线

0.1 0.2 0.3 0.5 0.7 1 .0
( )
-10
◇ ○ .. ○ .. ○ .... ○ .. ○ .. ◇ ◇ ◇
0° (deg) -30°
-60° -90° -120°
1 5T
6. 频率响应
6.2.2. RC低通电路的频率响应
频率响应曲线描述——波特图
幅频响应和相频响应(半对数坐标图)
1 1 ( f / f H )2
幅频响应
AVH
相频响应
H arctan ( f / fH )
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◇ ○ .. ○ .. ○ .... ○ .. ○ .. ◇ ◇ ◇
2、放大电路中含有电抗元件或等效的电抗元件
FET或BJT也存在PN结电容。 电抗元件包括容抗和感抗元件
电抗元件会引起信号放大倍数和时延的不同。
若信号中不同的频率成份同等地放大或时延
则会出现失真现象（称为线性失真或频率失真）。
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◇ ○ .. ○ .. ○ .... ○ .. ○ .. ◇ ◇ ◇
域 时域 频域 自变量 时间t 频率jω 因变量 V(t)|I(t) A(jω)|φ(jω) H(s)|φ(s)
10 渐近线 0 -10 -20 0° -45° -90° 1 1 20T 10T
描述 波形图 波德图 零点极点分布图
L( ) ( dB )
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表达 直观、绘制困难 比较直观、绘制容易 不太直观、绘制容易、但范 围有限
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《模拟电路》——（电子技术基础 模拟部分）
6. 频率响应
6.1. 放大电路的频率响应

◇ ○ .. ○ .. ○ .... ○ .. ○ .. ◇ ◇ ◇
一个周期为T的信号可看成M个周期为T/N的正弦波的合成！
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《模拟电路》——（电子技术基础 模拟部分）
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《模拟电路》——（电子技术基础 模拟部分）
6. 频率响应
6.1. 放大电路的频率响应
分析方法
计算机辅助分析法 手工计算的工程简化分析法
分段分析
低频响应（f<fL）
极间电容、负载电容及分布电容可视为开路
中频（通频带）响应（f>fL &
前面两章的分析结果
f<fH ）
高频响应（f>fH）
6. 频率响应
6.1. 放大电路的频率响应
三种典型Bode图——高通、低通滤波器
幅频特性 幅频特性
相频特性 相频特性
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◇ ○ .. ○ .. ○ .... ○ .. ○ .. ◇ ◇ 模拟部分）
6. 频率响应
6.1. 放大电路的频率响应
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《模拟电路》——（电子技术基础 模拟部分）
6. 频率响应
6.2. 单时间常数RC电路的频率响应
单时间常数RC 电路是指
由一个电阻和一个电容组成 或者最终可以简化成一个电阻和一个电容的电路 它有两种类型
RC 高通电路 RC 低通电路
它们的频率响应可分别用来
模拟放大电路的
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《模拟电路》——（电子技术基础 模拟部分）
6. 频率响应
6.2.2. ——复习思考题
6.2.1为什么要研究RC 高、低通电路的频率
特性？
简单、通用。
6.2.2 如何画出RC 高、低通电路的波特图？
近似折线（P621-622）
6.2.3 RC 高、低通电路各有什么特点？
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◇ ○ .. ○ .. ○ .... ○ .. ○ .. ◇ ◇ ◇
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《模拟电路》——（电子技术基础 模拟部分）
6. 频率响应
6.1. 放大电路的频率响应
引言
1、需要放大的信号通常都包含许多频率成份。
如话筒输出的语音信号（20Hz～20kHz ） 卫星电视信号（3.7～4.2GHz ）等。