模擬電路網(wǎng)絡(luò)課件 第十四節(jié):放大電路的頻率響應(yīng)

在實際應(yīng)用中，電子電路所處理的信號，如語音信號、電視信號等都不是簡單的單一頻率信號，即是具有一定的頻譜的復(fù)雜信號。這些復(fù)雜信號是由一些幅度及相位都有固定比例關(guān)系的多頻率分量組合而成的。

由于放大電路中存在電抗元件（如管子的極間電容，電路的負載電容、分布電容、耦合電容、射極旁路電容等），當(dāng)信號頻率較高或較低時，不但放大倍數(shù)會變小，而且會產(chǎn)生超前或滯后的相移，使得放大電路對不同頻率信號分量的放大倍數(shù)和相移都不同。

如果放大電路對不同頻率信號的幅值放大不同，就會引起幅度失真；如果放大電路對不同頻率信號產(chǎn)生的相移不同就會引起相位失真；幅度失真和相位失真總稱為頻率失真或線性失真。 ——電壓放大倍數(shù)的幅值與頻率 的函數(shù)關(guān)系，稱為幅頻響應(yīng)——放大倍數(shù)的相位與頻率的函數(shù)關(guān)系稱為相頻響應(yīng)。

2、RC耦合放大器的幅頻特性

RC耦合放大器的幅頻特性曲線如圖所示。我們將全頻域分為三個頻區(qū)：中頻區(qū)、高頻區(qū)、低頻區(qū)。

中頻區(qū)：在一個較寬的頻率范圍內(nèi)，曲線是平坦的。即放大倍數(shù)不隨信號頻率而變。（在此頻率范圍內(nèi)，耦合電容、射極旁路電容視為短路，極間電容視為開路）。中頻區(qū)放大倍數(shù)用AVM表示。

高頻區(qū)（f 高于fH的頻率范圍）：當(dāng)信號頻率升高時，放大倍數(shù)隨頻率的升高而減小。（在此頻率范圍，幅頻特性主要受BJT的極間電容的影響）。

低頻區(qū)（f 低于fL的頻率范圍）：當(dāng)頻率降低時，放大倍數(shù)隨頻率的降低而減小。（在此頻率范圍，幅頻特性主要受耦合電容和旁路電容的影響）。

上限截止頻率（fH）：當(dāng)AV下降為0.707AVM時所對應(yīng)的高端信號頻率；

下限截止頻率（fL）：當(dāng)AV下降為0.707AVM時所對應(yīng)的低端信號頻率。

通頻帶（BW）：fH和fL之間的頻率范圍稱為放大電路的通頻帶或帶寬。

BW=fH-fL

3、波特圖

在研究放大電路的頻率響應(yīng)時，由于信號的頻率范圍很寬（從幾赫到幾百兆赫以上），放大電路的放大倍數(shù)也很大（可達百萬倍），為壓縮坐標(biāo)，擴大視野，在畫頻率特性曲線時，頻率坐標(biāo)采用對數(shù)刻度，而幅值（以dB為單位）或相角采用線性刻度。在這種半對數(shù)坐標(biāo)中畫出的幅頻特性和相頻曲線稱為對數(shù)頻率特性或波特圖。如低通電路的波特圖如圖所示。

3.7.1 單時間常數(shù)RC電路的頻率響應(yīng)

一、RC低通電路的頻率響應(yīng)

由于放大電路高頻區(qū)的頻率響應(yīng)可用圖1所示的RC低通電路來模擬。下面我們分析RC低通電路的頻率響應(yīng)。

圖1

1、頻率響應(yīng)

（1）

令 （2）

得 （3）

其中幅頻響應(yīng)為 （4）

相頻響應(yīng)為 （5）

2、幅頻響應(yīng)波特圖

圖4

根據(jù)式（4）幅頻響應(yīng)可在波特圖中用兩條直線來近似描述：