2022-2023学年高二物理竞赛课件：放大电路的频率特性

放大电路的频率特性 内容提要 内容提要 由于放大电路中存在着电抗器件或电抗分量，放大电路对不同频率的输入信号的增益量(例如幅度及时延)可能不同 增益量因工作频率不同而改变的特性称为放大电路的频率响应特性，简称频率特性 频率特性的分析方法 晶体管参数的频率特性 放大电路的频率响应特性 本章包括： 放大电路的理想频率特性(一) 第一节：频率特性的分析方法 将放大电路作为一个信号线性传输系统： ：输入信号的拉式变换 ：输出信号的拉式变换 ：系统传输函数 时，频率的稳态正弦频率响应： ：幅度响应 ：相位响应 放大电路的理想频率特性(二) 第一节：频率特性的分析方法 放大电路应对输入信号频谱范围内任何频率点的信号分量给予同等量的幅度放大和同等量的时延： 放大电路的理想幅频特性是通频带应覆盖输入信号的频谱范围且通频带内的幅度增益保持为一常数 放大电路的理想相频特性是在输入信号的频谱范围内相频特性为线性 频率失真(线性失真)：包括幅度失真和相位失真 非线性失真：由于放大器的非线性特性而引起 传输函数和零、极点(一) 第一节：频率特性的分析方法 ：标尺因子 ：零点 ：极点 系统的极零图如右图所示： 传输函数和零、极点(二) 第一节：频率特性的分析方法 一个稳定的放大电路，其传输函数的零、极点有如下特点： 零点的个数m小于或等于极点个数n 极点应是负实数或是实部为负的共轭复数对 在各零、极点均为实数时，令： 极点角频率 零点角频率 波特图的含义及作用(一) 第一节：频率特性的分析方法 即对数频率特性，横坐标是频率 ，采用对数坐标： 对数幅频特性的纵坐标是电压放大倍数幅值的对数 ，单位是分贝(dB) 对数相频特性的纵坐标是相角 ，不取对数，而是按照线性刻度 (dB) 0.01 -40 0.1 -20 0.707 -3 1 0 3 2 6 10 20 100 40 波特图的优点：扩大视野，作图方便 波特图的含义及作用(二) 第一节：频率特性的分析方法 幅频特性： 相频特性： 一阶实数极点的波特图(一) 第一节：频率特性的分析方法 幅频特性： 从而可以近似用两条直线构成的折线来表示一阶实数极点的对数幅频特性曲线 一阶实数极点的波特图(二) 第一节：频率特性的分析方法 相频特性： 从而可以近似用三条直线构成的折线来表示一阶实数极点的对数相频特性曲线 一阶实数极点的波特图(三) 第一节：频率特性的分析方法 ：上限(-3dB)截止角频率 高频段时产生负90度滞后相移 产生最大偏差处 一阶零点因子的波特图 第一节：频率特性的分析方法 幅频特性： 相频特性： 一阶零点因子的波特图与一阶实数极点波特图的画法类似，但相对于X轴对称 注意：上式所对应的零点为负实数，将提供正的相角，即引起超前相移；若零点值为正实数则会引起滞后相移 信号传输系统 (放大电路) X X X 信号传输系统 (放大电路) $