第4章基本放大电路的频率响应
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放大电路的频率响应和噪声
为新电路设计提供指导。
03
技术发展
随着电子技术的不断发展，对放大电路的性能要求也越来越高。理解频
率响应和噪声有助于推动相关技术的进步，促进电子工程领域的发展。
对未来研究的展望
新材料与新工艺
随着新材料和纳米技术的发展，未来研究可以探索如何将这些新技术 应用于放大电路中，以提高其频率响应和降低噪声。
系统集成
噪声的来源
01
02
03
04
热噪声
由于电子的热运动产生的随机 波动。
散粒噪声
由于电子的随机发射和吸收产 生的噪声。
闪烁噪声
由于半导体表面不平整或缺陷 引起的噪声。
爆米花噪声
由于材料的不完美性或晶体缺 陷引起的噪声。
噪声的分类
宽带噪声
在整个频率范围内具有均匀的 功率谱密度。
窄带噪声
在特定频率范围内具有较高的 功率谱密度。
抗干扰能力
放大电路的噪声也会影响通信系统的抗干扰能力。低噪声放 大电路有助于提高通信系统的抗干扰性能，确保信号传输的 稳定性。
在音频处理系统中的应用
音质
音频处理系统中，放大电路的频率响应和噪声对音质有重要影响。好的频率响 应能够保证音频信号的真实还原，而低噪声放大电路则有助于减少背景噪声， 提高音频清晰度。
宽频带型
在较宽的频率范围内具有较为平坦的放大倍 数。
频率响应的分析方法
解析法
通过电路理论中的传递函数和频率函数等概念， 推导放大电路的频率响应。
实验法
通过实际测量不同频率下的电压放大倍数，绘制 频率响应曲线。
计算机仿真法
利用电路仿真软件，模拟和分析放大电路在不同 频率下的性能表现。
03 放大电路的噪声
三极管放大电路的频率响应
• 若用分贝表达增益G，则：
• GH=20lgAuH= 20lgAum-3dB • GL=20lgAuL= 20lgAum-3dB
• 故又称H点和L点为-3dB点，BW为-3dB带宽。
12
二、实际旳频率特征及通频带定义
• 中频区增益与通频带是放大器旳二个主要指标，而 且这两者往往又是一对矛盾旳指标，所以引进增益带宽 乘积来表征放大器旳性能：
16
三、RC电路旳频率响应
• 1、高通电路
• RC高通电路如图所示：
•
•
Au
UO
•
Ui
1 R R 1
jC
1 1
jRC
17
三、RC电路旳频率响应
• 式中为输入信号旳角频率，RC为回路旳时间常数，
令：
L
1 RC
1
fL
L 2
1
2
1
2RC
f
j
•
Au
1
1 L
1
1
f
L
1
fL jf
j
jf
fL
18
三、RC电路旳频率响应
• 上限截止频率ƒH定义为高频区放大倍数下降为中频区旳 1/2时所相应旳频率，即：
AuH
1 2
Aum
0.707 Aum
• 同理，下限截止频率ƒL为：
AuL
1 2
Aum
0.707 Aum
• 通频带为：
BW= ƒH- ƒL ƒH
11
二、实际旳频率特征及通频带定义
• 上、下限截止频率所相应旳H点和L点又称为半功率点 （因为功率与电压平方成正比）。
15
三、RC电路旳频率响应
• 与耦合电容相反，因为半导体管极间电容旳存在， 对信号构成了低通电路，即对于频率足够低旳信号相 当于开路，对电路不产生影响；而当信号频率高到一 定程度时，极间电容将分流，从而造成放大倍数旳数 值减小且产生相移。
• GH=20lgAuH= 20lgAum-3dB • GL=20lgAuL= 20lgAum-3dB
• 故又称H点和L点为-3dB点，BW为-3dB带宽。
12
二、实际旳频率特征及通频带定义
• 中频区增益与通频带是放大器旳二个主要指标，而 且这两者往往又是一对矛盾旳指标，所以引进增益带宽 乘积来表征放大器旳性能：
16
三、RC电路旳频率响应
• 1、高通电路
• RC高通电路如图所示：
•
•
Au
UO
•
Ui
1 R R 1
jC
1 1
jRC
17
三、RC电路旳频率响应
• 式中为输入信号旳角频率，RC为回路旳时间常数，
令：
L
1 RC
1
fL
L 2
1
2
1
2RC
f
j
•
Au
1
1 L
1
1
f
L
1
fL jf
j
jf
fL
18
三、RC电路旳频率响应
• 上限截止频率ƒH定义为高频区放大倍数下降为中频区旳 1/2时所相应旳频率，即：
AuH
1 2
Aum
0.707 Aum
• 同理，下限截止频率ƒL为：
AuL
1 2
Aum
0.707 Aum
• 通频带为：
BW= ƒH- ƒL ƒH
11
二、实际旳频率特征及通频带定义
• 上、下限截止频率所相应旳H点和L点又称为半功率点 （因为功率与电压平方成正比）。
15
三、RC电路旳频率响应
• 与耦合电容相反，因为半导体管极间电容旳存在， 对信号构成了低通电路，即对于频率足够低旳信号相 当于开路，对电路不产生影响；而当信号频率高到一 定程度时，极间电容将分流，从而造成放大倍数旳数 值减小且产生相移。
放大电路频率响应
放大电路频率响应放大电路频率响应是指放大电路对输入信号频率的响应程度。
在实际应用中，我们通常会使用放大电路来放大特定频率范围内的信号。
因此，了解和研究放大电路的频率响应对于电子工程师来说至关重要。
1. 频率响应的定义放大电路的频率响应是指输出信号的幅度和相位与输入信号幅度和相位之间的关系。
频率响应通常以幅频特性和相频特性来描述。
幅频特性表示了放大电路在不同频率下的增益变化情况，而相频特性则表示了输出信号与输入信号之间的相位差随频率变化的情况。
2. 低频放大电路的频率响应低频放大电路通常是指对低频信号进行放大的电路，如音频放大器。
在低频范围内，放大电路的增益通常是比较高的，且相位差变化较小，可以近似认为是线性的。
因此，在低频范围内，放大电路的频率响应一般是比较平坦的。
这也是为什么音频放大器可以将输入信号的音频频率范围放大到可听的范围。
3. 高频放大电路的频率响应高频放大电路通常用于对高频信号进行放大，如射频放大器。
在高频范围内，放大电路的增益会随着频率的增加而下降，并且相位差也会随之变化。
这是因为高频信号的传输特性会受到电感、电容和电阻等因素的影响。
因此，在设计和应用高频放大电路时，需要考虑这些因素，以获得所需的频率响应。
4. 频率响应测量与分析为了准确测量和分析放大电路的频率响应，常用的方法包括频率响应曲线测量和Bode图分析。
在频率响应曲线测量中，会对放大电路输入不同频率的测试信号，然后测量输出信号的幅度和相位差。
通过将这些数据绘制成曲线，可以得到放大电路在不同频率下的频率响应特性。
而Bode图则将频率响应的幅度和相位差以对数坐标的形式绘制出来，更直观地反映了放大电路的频率响应情况。
总结：放大电路的频率响应对于实际应用具有重要意义。
了解放大电路的频率响应可以帮助我们选择适合的放大电路来满足特定的需求。
通过频率响应测量和分析，我们可以更好地研究和设计放大电路，以实现所需的频率响应特性。
放大电路的频率响应
20 lg A V (dB)
0dB ； 称之为波特图。 ①当 f 0.1 f H 时， 20 lg A V 3dB ； ②当 f f 时， 20 lg A
H V
20 dB ； ③当 f 10 f H 时， 20 lg A V
0.01fH
低通电路的相频特性曲线 fH 称之为上 f arctan 限截止频率 f H （上限频率） ①当f 0.1 f H 时， 0o； ②当f f H 时， 45o； ③当f 10 f L时， 90o
极间电容的存在，
耦合电容的存在，对
对信号构成了低通电
路，即对频率足够低
信号构成了高通电路，
即对频率足够高的信号
的信号相当于开路，
对电路不产生影响。
相当于短路，信号几乎
无损耗地通过。
U i
U o
U i
U o
一. 频率响应的基本概念
1.RC高通电路的频率响应 图中：
V i V o
1 AV ( ) 2 f 1 f H f ( ) arctan f H
幅频特性
相频特性
( ) A V
1 f 1 f H
2
幅频特性
f ( ) arctan f H
gm U be rbe UT 将 rbe 1 代 入 g m， 有 : IE I b
IE gm UT
3.确定混合π 模型的主要参数： 混合π模型
Cbc I Cbc
h参数模型 b
U ce
ib
ic βib
放大电路的频率响应
1 .中频段 所有的电容均可忽略。 中频电压放大倍数：
共射放大电路
Ausm
VO Ri RL VS RS Ri rbe
2. 低频段
在低频段，三极管的极间电容可视为开路，耦合电 容C1、C2不能忽略。 方便分析，现在只考虑C1，将C2归入第二级。画出低频 等效电路如图所示。 该电路有 一个RC电路高通环节。有下限截止频率：
高通电路及频率响应
fL
可见：当频率较高时，Au ≈1，输出与输入电压之间的相位差=0。随着 频率的降低， Au下降，相位差增大，且输出电压是超前于输入电压的，最 大超前90o。在此频率响应中，下限截止频率fL是一个重要的频率点。
二. 阻容耦合共射放大电路的频率响应
对于如图所示的共射放大电路， 分低、中、高三个频段加以研究。
共射放大电路高频段的波特图
幅频响应 ： 相频响应 ：
20lg | AusH | 20lg | Ausm | 20lg
1 1 ( f
180 arctg( f
fH
)
fH
)2
4. 完整的共射放大电路的频率响应
Aus Ausm
1 1 f f (1 j L ) (1 j f ) f H
2. RC 高通网络
（1）频率响应表达式：
. . Vo A= .
v
Vi
R 1 1 R 1/ jwC 1 j / wRC 1 jwL / w
RC 高通电路
式中 wL 1 。
RC
下限截止频率、模和相角分别为
1 fL 2RC
1 │v A│ 1 ( fL f )2
arctg( f L f )
基本放大电路的频率响应
幅频特性是描绘输入信号幅度 固定，输出信号的幅度随频率变化 而变化的规律。即 i ∣= ∣Vo /V∣= f ( ) ∣A
相位频率特性:
相频特性是描绘输出信号与输入 信号之间相位差随频率变化而变化 的规律。即 ∠A ∠Vo ∠Vi f ( )
3.2 RC电路的频率响应
低频段
在此简化条件下，低频段的电压放大倍数:
Vo - β 0 R 'L jω(C1 // C e)( RS + rbe ) = = AvsL • Vs RS + rbe 1 + jω(C1 // C e)( RS + rbe ) jω C2 ( RC + RL ) • 1 + jω C2 ( RC + RL )
)
2
2 f = fβ 时， = β β 0 ≈0.707β 0 2
三极管的频率参数fβ和fT
f T ：频率增大使| |下降到 0dB （ | |=1）时的 频率，称为特征频率。
0
fT 1 f
1
一般 fT f
0 f
fT
1
fT 0 f
- g m RL ' • Vo = - g m V b 'e RL ' = V' 1 + jω R ' Cπ '
• •
•
•
AvsH =
Vo
•
Vs
• 1 = • AvsM 1 + jω( Rs // Rb '+ rbb ' ) // rb 'eCπ '
高频段
• •
AvsH =
相位频率特性:
相频特性是描绘输出信号与输入 信号之间相位差随频率变化而变化 的规律。即 ∠A ∠Vo ∠Vi f ( )
3.2 RC电路的频率响应
低频段
在此简化条件下，低频段的电压放大倍数:
Vo - β 0 R 'L jω(C1 // C e)( RS + rbe ) = = AvsL • Vs RS + rbe 1 + jω(C1 // C e)( RS + rbe ) jω C2 ( RC + RL ) • 1 + jω C2 ( RC + RL )
)
2
2 f = fβ 时， = β β 0 ≈0.707β 0 2
三极管的频率参数fβ和fT
f T ：频率增大使| |下降到 0dB （ | |=1）时的 频率，称为特征频率。
0
fT 1 f
1
一般 fT f
0 f
fT
1
fT 0 f
- g m RL ' • Vo = - g m V b 'e RL ' = V' 1 + jω R ' Cπ '
• •
•
•
AvsH =
Vo
•
Vs
• 1 = • AvsM 1 + jω( Rs // Rb '+ rbb ' ) // rb 'eCπ '
高频段
• •
AvsH =
放大电路的频率响应解读
RC
1 Av 1 ( f
f0 fH
fH
)2
1 2RC
• 由以上公式可做出如图所示的RC低通电路的近似频 |Au | 1 率特性曲线： 0.707
Av 1 1 ( f fH )
2
f arctg(
) fH
O O –45 –90
fH f
f
f 0 时, Au 1 ； 0
U be
(b)混合 模型
混合 模型的简化 (a)简化的混合 模型
Cμ 跨接在输入与输出回路之间，电路分析变得相当复杂。 常将Cμ 等效在输入回路和输出回路，称为单向化。单向 化靠等效变换实现。
因为Cπ ＞＞ Cu ，且一般情况下。 Cu 的容抗远大于集电 // 极总负载电阻R／Ｌ，Cu 中的电流可忽略不计，得简化模 型图（C）。
当 f =fH 时，相频特性将滞后45°，并具有 -45/dec的斜率。在0.1 fH 和10 fH处与实际的相频 特性有最大的误差，其值分别为+5.7°和－5.7°。 这种折线化画出的频率特性曲线称为波特图，是 分析放大电路频率响应的重要手段。
RC高通电路
RC高通电路如图所示。 & 为： 其电压放大倍数 A v • • Uo R 1 Au • U i R 1 / j C 1 1/j RC 式中
U be
混合π模型
(a)晶体管的结构示意图
I b0 ，这是因为β本身 这一模型中用 g m V b'代替 e 就与频率有关，而gm与频率无关。
.
.
2、简化的混合 模型 通常情况下， rce远大于 c--e 间所接的负载 电阻，而 rb/c也远大于Cμ 的容抗，因而可 认为rce和rb/c开路。
1 Av 1 ( f
f0 fH
fH
)2
1 2RC
• 由以上公式可做出如图所示的RC低通电路的近似频 |Au | 1 率特性曲线： 0.707
Av 1 1 ( f fH )
2
f arctg(
) fH
O O –45 –90
fH f
f
f 0 时, Au 1 ； 0
U be
(b)混合 模型
混合 模型的简化 (a)简化的混合 模型
Cμ 跨接在输入与输出回路之间，电路分析变得相当复杂。 常将Cμ 等效在输入回路和输出回路，称为单向化。单向 化靠等效变换实现。
因为Cπ ＞＞ Cu ，且一般情况下。 Cu 的容抗远大于集电 // 极总负载电阻R／Ｌ，Cu 中的电流可忽略不计，得简化模 型图（C）。
当 f =fH 时，相频特性将滞后45°，并具有 -45/dec的斜率。在0.1 fH 和10 fH处与实际的相频 特性有最大的误差，其值分别为+5.7°和－5.7°。 这种折线化画出的频率特性曲线称为波特图，是 分析放大电路频率响应的重要手段。
RC高通电路
RC高通电路如图所示。 & 为： 其电压放大倍数 A v • • Uo R 1 Au • U i R 1 / j C 1 1/j RC 式中
U be
混合π模型
(a)晶体管的结构示意图
I b0 ，这是因为β本身 这一模型中用 g m V b'代替 e 就与频率有关，而gm与频率无关。
.
.
2、简化的混合 模型 通常情况下， rce远大于 c--e 间所接的负载 电阻，而 rb/c也远大于Cμ 的容抗，因而可 认为rce和rb/c开路。
第4章 放大电路的频率响应
b rbc rbe
Ic g m U be
c
Cπ
U be
U be
Cπ
rce U ce
e
e
Ie
e
1.完整的混合 模型
be
Cμ
b
rce
b
Ib r bb
Ic
rbc
g m U be
c
U be
U be rbe
Cπ
rce U ce
e
e
高频时由于结电容的影响 I 和 I ，已不能保持正比关 系，所以用放射结上的电压U 来控制集电极电流Ic,
f fL f 1 fL
2
AuL
Uo
Ui
fL 相频响应： L arctan f
（1）幅频响应：
f j L fL AuL f 1 j 1 j L fL
j
当f<<fL 时，
AuL
f fL f 1 fL
c
Ic
1.共射极截止频率fβ
I c ( g m jCπ ) U be
g m U be
U be rbe
Ib
U be 1 1 rbe // // jCπ j Cμ
e
图5.10 计算 的模型
f
2. RC高通电路
+
时间常数τL=R2C2，令
+
C2 R2
L 1 1 fL 2 2 L 2 R2C2
模拟电子技术基础PPT第4章 放大电路的频率响应
rb'e---发射结电阻re归算到基极回路的电阻
Cbe---发射结电容 r--b-集c 电结电阻
Cbc ---集电结电容
互导
gm
iC vBE
VCE
iC vBE
VCE
BJT的高频小信号模型
电工电子
1. 晶体管的高频小信号模型
②简化模型
忽略 rbc 和 rce 混合型高频小信号模型
上海理工
电工电子
上海理工
电工电子
上海理工
4.3.1 单级共射极放大电路的频率响应
1. 高频响应
①型高频等效电路
目标：简化和变换
CM1 (1 gmRL )Cbc
CM2 Cbc
CM2 CM1 输出回路的时间常数
远小于输入回路时间常数， 考虑高频响应时可以忽略 CM2的影响。
C Cbe CM1
电工电子
4.3.1 单级共射极放大电路的频率响应 1. 高频响应
上海理工
end
电工电子
电工电子
1. RC低通电路的频率响应
②频率响应曲线描述
幅频响应
AVH
1 1 ( f / fH )2
最大误差 -3dB
相频响应 H arctan ( f / fH )
上海理工
电工电子
2. RC高通电路的频率响应
上海理工
RC高通电路
RC电路的电压增益：
AVL (s)
Vo (s) Vi (s)
R2
g mVbe
Vo RL
(Vo
Vbe )jCbc
0
由于输出回路电流比较大，所
以可以 忽略 Cbc 的分流，得 Vo gm RL Vbe
而输入回路电流比较小，所以
Cbe---发射结电容 r--b-集c 电结电阻
Cbc ---集电结电容
互导
gm
iC vBE
VCE
iC vBE
VCE
BJT的高频小信号模型
电工电子
1. 晶体管的高频小信号模型
②简化模型
忽略 rbc 和 rce 混合型高频小信号模型
上海理工
电工电子
上海理工
电工电子
上海理工
4.3.1 单级共射极放大电路的频率响应
1. 高频响应
①型高频等效电路
目标：简化和变换
CM1 (1 gmRL )Cbc
CM2 Cbc
CM2 CM1 输出回路的时间常数
远小于输入回路时间常数， 考虑高频响应时可以忽略 CM2的影响。
C Cbe CM1
电工电子
4.3.1 单级共射极放大电路的频率响应 1. 高频响应
上海理工
end
电工电子
电工电子
1. RC低通电路的频率响应
②频率响应曲线描述
幅频响应
AVH
1 1 ( f / fH )2
最大误差 -3dB
相频响应 H arctan ( f / fH )
上海理工
电工电子
2. RC高通电路的频率响应
上海理工
RC高通电路
RC电路的电压增益：
AVL (s)
Vo (s) Vi (s)
R2
g mVbe
Vo RL
(Vo
Vbe )jCbc
0
由于输出回路电流比较大，所
以可以 忽略 Cbc 的分流，得 Vo gm RL Vbe
而输入回路电流比较小，所以
理学章放大电路的频率响应图
• 图5.3.1 场效应管的高频等效模型
返回
图5.3.1 场效应管的高频等效模型
返回
5.4 单管放大电路的频率响应
• 图5.4.1 单管共射放大电路及其等效电路 • 图5.4.2 单管共射放大电路的中频等效电路 • 图5.4.3 单管共射放大电路的低频等效电路 • 图5.4.4 单管共射放大电路的高频等效电路 • 图5.4.5 单管共射放大电路的波特图 • 图5.4.6 例5.4.1图 • 图5.4.7 单管共源放大电路及其等效电路
返回
图5.7.4 图5.4.1 所示电路输出回路的阶跃响应
返回
返回
5.5 多级放大电路的频率响应
• 图5.5.1 两级放大电路的波特图 • 图5.5.2 例5.5.1图 • 图5.5.3 例5.5.2图
返回
图5.5.1 两级放大电路的波特图
返回
图5.5.2 例5.5.1图
返回
图5.5.3 例5.5.2图
返回
5.6 集成运放的频率响应和频率补偿
• 图5.6.1 未加频率补偿的集成运放的频率响应 • 图5.6.2 稳定裕度 • 图5.6.3 滞后补偿前后集成运放的频率特性 • 图5.6.4 简单电容补偿 • 图5.6.5 密勒效应补偿 • 图5.6.6 超前相位补偿电路 • 图5.6.7 超前相位补偿前后集成运放的幅频特性
5.1 频率响应概述
• 图5.1.1 高通电流及频率响应 • 图5.1.2 低频电路及其频率响应 • 图5.1.3 高通电路与低通电路的波特图
返回
图5.1.1 高通电路及频率响应
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图5.1.2 低频电路及其频率响应
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图5.1.3 高通电路与低通电路的波特图
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5.2 晶体管的高频等效模型
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图5.3.1 场效应管的高频等效模型
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5.4 单管放大电路的频率响应
• 图5.4.1 单管共射放大电路及其等效电路 • 图5.4.2 单管共射放大电路的中频等效电路 • 图5.4.3 单管共射放大电路的低频等效电路 • 图5.4.4 单管共射放大电路的高频等效电路 • 图5.4.5 单管共射放大电路的波特图 • 图5.4.6 例5.4.1图 • 图5.4.7 单管共源放大电路及其等效电路
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图5.7.4 图5.4.1 所示电路输出回路的阶跃响应
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5.5 多级放大电路的频率响应
• 图5.5.1 两级放大电路的波特图 • 图5.5.2 例5.5.1图 • 图5.5.3 例5.5.2图
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图5.5.1 两级放大电路的波特图
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图5.5.2 例5.5.1图
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图5.5.3 例5.5.2图
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5.6 集成运放的频率响应和频率补偿
• 图5.6.1 未加频率补偿的集成运放的频率响应 • 图5.6.2 稳定裕度 • 图5.6.3 滞后补偿前后集成运放的频率特性 • 图5.6.4 简单电容补偿 • 图5.6.5 密勒效应补偿 • 图5.6.6 超前相位补偿电路 • 图5.6.7 超前相位补偿前后集成运放的幅频特性
5.1 频率响应概述
• 图5.1.1 高通电流及频率响应 • 图5.1.2 低频电路及其频率响应 • 图5.1.3 高通电路与低通电路的波特图
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图5.1.1 高通电路及频率响应
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图5.1.2 低频电路及其频率响应
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图5.1.3 高通电路与低通电路的波特图
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5.2 晶体管的高频等效模型
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f
作图方便
fH
fL
波特图: 波特图:放大电路的 对数频率特性曲线 . -3
0
BW
f
(b)
常用元器件的阻抗
ω = 2πf
C
1 jω C
L
jωL
RC高通电路的波特图 高通电路的波特图
+ +
•
Au =
UO
•
=
1 1 1+ jωRC
(τ L = RC )
•
C R
•
Ui
fL = 1 2πτ L
Ui
-
Uo
-
失真较小
示例
失真较大
幅频特性和相频特性
放大倍数是频率的函数关系： 放大倍数是频率的函数关系：Au
=| Au | ( f )∠ϕ ( f )
| Au | ( f )
幅频特性
∠ϕ ( f )
相频特性
单管共射放大电路的频率特性
•
| Au |
Aum
（a）幅频特性 ） （b）相频特性 ）
BW
0.707 Aum
o
5.71o
o
ϕ ( f ) = −arctg (
)
作业
3-4
第二讲单管共发射极放大电路的频率响应 第二讲单管共发射极放大电路的频率响应 单管共发射极放大电路的频
b +
+VCC
c +
+ •
RS
Rc
•
•+
Ui
-
Rb rbe '
Rc
Uo
-
Us
Rb
+
-
e
C2
C1 VT
+
•
Rs +
UO
•
RL
•
Us
-
Ui
-
阻容耦合单管共射放大电路
A usm
βR c Ri ≈− • R s + R i rbe
c1 b + RS •+ • rbb' Rb + b c + • rb'e
•
Ui
-
Ub'e
-
Rc
gm Ube '
Uo
-
Us
e
低频等效电路
fL = 1 2πτL
τ L = (RS + Ri )C1
A usL ≈ A usm 1 fL 1− j f
b + RS •+ • rbb' Rb +
b c
c
+ Rc
K −1 Cb 'c K
Ui
-
Ub'e
rb'e e
•
•
Us
fH = 1 2πτH
•
gm Ube '
Uo
-
高频等 效电路
τ H = R'C'
AusH ≈ Ausm
•
1 1+ j f fH
•
•
Us '
Uo
简化高 频等效 电路
•
20 lg | Au | / dB
作业
3-5
Au = F ( f )
频率响应测试
目的： 目的：检查频率失真
频率失真
Au Aum 0.7Aum
fL
下限截 止频率
上限截 止频率
fH
f
uI
uI
基波 二次谐波
O O
产生原因： 产生原因：
t t
uO
幅频 失真
放大电路对各 频率信号放大 能力不同。 能力不同。
uO
相频 失真
t
O
O
t
频率失真对声音的影响
0.1 fL
3dB
o
fL
10 fL
f
高通 幅频 特性
-20
-40
十倍频 20dB/
ϕ
5.71o 90o
fL ϕ ( f ) = arctg ( ) f
-45 / 度 十倍频
高通 相频 特性
45o
5.71o 0o 0.1 fL fL 10 fL
f
RC低通电路的波特图 RC低通电路的波特图
•
•
R C
•
中频电压放大倍数 通频带
ϕ
0
0o 90
o
fL
(a)
fH
f
上限截止频率 下限截止频率 通频带过窄可以 使信号性质变差
f
180o
− 270
o
(b)
•
•
| Au |
•
2
| Au |
20 lg | Au | ( dB )
1
0. 707
BW
常用对数表
优点： 优点： 拓宽视野
fH
•
0
fL
(a)
20 lg | A u | / dB
Ui
Uo
1 Au = • = U i 1 + jωRC
fH = 1 2πτ H (τ H = RC )
UO
RC低通电路的幅频特性 低通电路的幅频特性 RC低通电路的相频特性 低通电路的相频特性
20 lg | Au |= −20 lg 1 + (
ϕ ( f ) = −arctg (
f fH
f fH
)2
第一讲频率响应和波特图 第一讲频率响应和波特图
复习：共射放大电路的通频带 复习： Au Aum 0.7Aum 放大倍数随频率变化 曲线—— ——幅频特性曲 曲线——幅频特性曲 线
fL 下限截 止频率 通频带： 通频带：
上限截 fH 止频率
f
BW=fH–fL
频率响应
由于放大器件的极间电容和电抗性元件关系， 由于放大器件的极间电容和电抗性元件关系，当输 入不同频率正弦波信号时， 入不同频率正弦波信号时，电路的放大倍数就成为 频率的函数，该函数关系称为频率响应或频率特性。 频率的函数，该函数关系称为频率响应或频率特性。
1、对于乐器音色表现的影响 、 不同的乐器具有不同的声音特点，基音、泛音、 不同的乐器具有不同的声音特点，基音、泛音、共振相互作用组成了一 件乐器的音色特点，音色就是这些基音、泛音、 件乐器的音色特点，音色就是这些基音、泛音、共振的频率以及比例关 系。 2、对于声场和定位的影响 、 3、对于整体音色的影响 、 器材的冷、 声音的密度、强度都是主要来源于此。 器材的冷、暖，声音的密度、强度都是主要来源于此。
•
20 lg | AuSM |
20dB/ 十倍频
-20dB/ 十倍频
0
A us ≈ A usm (1 + j
• •
1 f fH )(1 − j fL ) f ϕ
o
fL
fH
f
0 − 90o −135o −180o − 225o − 270 o
0.1 f L
10 fL
0.1 fH 10 fH
f
阻容耦合单管共射放大电路波特图
RC高通电路的幅频特性 高通电路的幅频特性
fL 2 20 lg | Au |= −20 lg 1 + ( ) f
RC高通电路的相频特性 高通电路的相频特性
fL ϕ ( f ) = arctg ( ) f
•
20 lg | Au | / dB
fL 2 20 lg | Au |= −20 lg 1 + ( ) f
)
•
20 lg | Au | / dB
20 lg | Au |= −20 lg 1 + (
0.1 f L
3dB
f fH
)2
o
fL
低通 幅频 特性
10 f L
f
-20
-40 40
-20dB/ 20dB/
ϕ
0o
5.71o 0.1 f L f L 10 f L
f -45 /
低通相 频特性
f fH
− 45 − 90
模拟电路
第四章 放大电路的 频率响应
第一讲频率响应和波特图 第一讲频率响应和波特图 第二讲单管共发射极放大电路的频率响应 第二讲单管共发射极放大电路的频率响应
本章学习要求
（1）了解含有一个时间常数的单管共射放大电路 ） 的估算方法。 中 f L 、 f H 的估算方法。 （2）掌握频率响应的概念，掌握波特图的意义和画 ）掌握频率响应的概念， 法。