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 2 放大电路的频率响应 5.1　频率响应概述 5.2 晶体管的高频等效模型 5.3 场效应管的高频等效模型 5.4 单管放大电路的频率响应 5.5 多级放大电路的频率响应 5.6 集成运放的频率响应和频率补偿 5.7 频率响应与阶跃响应 3 感抗的物理意义： (1) 表示限制电流的能力； (2) 频率和感抗成正比,  0 直流（XL=0) ,  开路； (3) 由于感抗的存在使电流落后电压.。 XL= L，称为感抗，单位为 (欧姆) BL=-1/ L ， 感纳，单位为 S (同电导) 波形图：  t i O uL 4 三、 电容 时域形式： 相量形式： 相量模型 有效值关系： IC= CU 相位关系：  i=  u+90° (i 超前 u 90°)  u iC(t) u(t) C + - + - 5 令XC=-1/ C， 称为容抗，单位为 Ω(欧姆) BC =  C， 称为容纳，单位为 S 频率和容抗成反比,  0， |XC| 直流开路(隔直)   ，|XC|0 高频短路(旁路作用) 波形图：  t iC O u 6 5.1　频率响应概述 5.1.1 研究放大电路频率响应的必要性 放大电路中，由于电抗（电容、电感）元件和晶体管极间电容的存在，使放大倍数的大小随频率变化，同时输入输出的相位移也随着频率变化。 放大电路的放大倍数和输入输出的相位移是输入信号频率的函数——放大电路的频率响应（频率特性）   频率响应 分析放大电路必须讨论在不同频率下的响应。即它的上、下限截止频率及通频带。 在使用一个放大电路时应了解其信号频率的适用范围，在设计放大电路时，应满足信号频率的范围要求。 7 放大电路的频率参数 在低频段，随着信号频率逐渐降低，耦合电容、旁路电容等的容抗增大，使动态信号损失，放大能力下降。 高通电路 低通电路 在高频段，随着信号频率逐渐升高，晶体管极间电容和分布电容、寄生电容等杂散电容的容抗减小，使动态信号损失，放大能力下降。 下限频率 上限频率 8 5.1.3 波特图 波特图 用对数坐标画放大电路的频率特性。 对数幅频特性： 横轴刻度： lgf 纵轴刻度： 单位是分贝（dB） 对数相频特性： 横轴刻度： lgf 纵轴刻度： 可以表示很宽的数据范围。 9 5.1.2 频率响应的基本概念 一、高通电路 令 C R + - + - 则 L L L L u f f j f f j jf f j A + = + = + =  1 1 1 1 1 w w 幅频特性 相频特性 频率比较高的信号能够通过，频率低的信号不能通过 10 -----f下降10倍， 下降10倍 高通 fL：下限截止频率，简称下限频率 0° 90° f  1 0 f 45° 0.707 fL f=fL时，放大倍数的幅值下降到70.7%，相移为450 。 11 对数幅频特性 45° 0° 90° f  -3 0 f fL 10fL 0.1fL 近似分析中，可以用折线化的近似波特图表示放大电路的频率特性。折线以截止频率fL做拐点，两段直线近似曲线。 12 二、低通电路 C R + - + - 则 因此 幅频特性 相频特性 令 $