2022-2023学年高二物理竞赛课件：放大电路的频率响应

放大电路的频率响应 放大电路的频率响应 频率响应 电压增益表示为 在输入正弦信号情况下，输出随输入信号频率 连续变化的稳态响应。 或写为 其中 编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 幅度失真： 对信号的不同频率成分增益不同，产生的失真。 相位失真： 对信号的不同频率成分相移不同，产生的失真。 频率失真 线性失真 AV随 f 变化的原因 放大电路中有电容、电感等电抗元件，其阻抗随f 变化而变化 Rb vi Rc RL 固定偏流共射极放大电路 C1 前面的分析中，隔直电容 处理为: 直流开路;交流短路 计算电容的电抗:（C1=20F） f Xc1 1Hz 7962 10Hz 796.2  100Hz 79.62 1kHz 7.962 10kHz 0.796 100kHz 0.08 1MHz 0.008 f <100Hz Xc1 与rbe = 863 不能短路 f 100Hz Xc1 <<rbe = 863 可以短路 f  → Xc1 → Ib →AV  分析方法（思路）… Rb >> rbe 普通音响系统放大电路的幅频响应 新问题：如何避免频率失真？ 中频区 高频区 低频区 频域指标 信号的带宽  放大器的带宽 若输入50kHz的正弦波 是否会产生频率失真？ 主要性能指标 放大倍数下降到 Avm时对应的频率叫做下限频率fL和上限频率fH，夹在上限频率和上限频率间的频率范围称作通频带fBW。 放大电路的频率响应 单时间常数RC电路的频率响应 BJT的高频小信号模型及频率参数 单级共射极放大电路的频率响应 单级共集电极和共基极放大电路的高频响应 多级放大电路的频率响应 单时间常数RC电路的频率响应 ①频率响应表达式: 1. RC高通电路的频率响应 幅频响应 相频响应 先求增益的传递函数： （一阶） 则 且 再令 （变换到频域） （特征频率—时间常数对应的频率） ②画出对数频率响应曲线（波特图） 1. RC高通电路的频率响应 最大误差 -3dB 水平线 斜率为 20dB/十倍频程 的直线 幅频响应 近似讨论： 1. RC高通电路的频率响应 ②画出对数频率响应曲线 相频响应 表示输出与输入的相位差 低频时，输出超前输入 因为 所以 近似讨论： ③确定上限频率 f H、下限频率f L （带宽BW） （特征频率—时间常数） 2. RC低通电路的频率响应 单时间常数RC电路的频率响应 传函： 频率响应 表达式: 幅频响应 相频响应 特征频率 RC低通电路的频率响应 （波特图） 11 1. 从物理意义上解释低通电路 2. 稳态分析方法 3. 增益与传递函数 4. 复数的模与相角 12 放大电路三种组态的比较 三种组态的判别 以输入、输出信号的位置为判断依据： 信号由基极输入，集电极输出——共射极放大电路 信号由基极输入，发射极输出——共集电极放大电路 信号由发射极输入，集电极输出——共基极电路 I O O t O t I t O O t O f/Hz 2(104 2(103 2(102 20 60 40 20 2 20lg|AV|/dB 0 带宽 fH fL 3dB 20 dB/十倍频程（斜率） 3dB f/Hz ( L 0( 45( 90( 20lgAVL / dB f/Hz 100fL 10fL fL 0.1fL 0.01fL –40 –20 0 100fL 10fL fL 0.1fL 0.01fL f/Hz ( L 0( 45( 90(