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第三章 放大电路的频率响应 模电教师教案

第三章  放大电路的频率响应  模电教师教案


模拟电子技术
授课人: 授课人:王旭东

教案

第三章 章
课时分配: 课时分配: 6 学时

放大电路的频率响应 放大电路的频率响应

目的要求: 目的要求:掌握三极管的频率参数;单管放大电路的频率响应;多级放大电路频 率响应。 重 难 点:单管放大电路的频率响应;多级放大电路频率响应。 点:晶体管的频率参数、影响电路频率响应的因素。

教 学 方法手段: 方法手段: 结合多媒体电子课件, 启发式、互动式讲解;屏幕投影、黑板、模型 实物及实物投影四体合一课堂教学手段;理论讲解和电路仿真同步。 教 具: 电子课件、计算机、投影、电子展台。

新 授: 3.1 频率响应的一般概念 问题提出: 前面所讲述的均以单一频率的正弦信号来研究,事实上信号的频率变化 比较宽(例如声音信号、图象信号),对一个放大器,当 Ui 一定时,f 变化 引起 Uo 变化,即 Au=Uo/Ui 变化,换句话说:Au 与 f 有关. 频率响应(频率特性): 放大器的电压放大倍数与频率的关系。 3.1.1 幅频特性和相频特性 放大电路的频率特性包括两部分:幅度频率特性和相位频率特性。 幅频特性偏离中频值的现象称为幅度频率失真; 相频特性偏离中频值的现象称为相位频率失真。 上限频率、 3.1.2 上限频率、上限频率和通频带

A Am 0.7Am
带宽BW

fL

下限截止频率

上限截止频率

f
fH

3.1.3 频率失真 输入信号包含多次谐波时,经过放大以后,由于放大器对不同频率成分 放大倍数不一致,输出波形将产生频率失真。 3.1.4 波特图 在实际工和中,常用对数频度特性,又称为波特图。 因多级放大器总放大倍数是各级放大倍数乘积,纵坐标(放大倍数)取对数, 故对数幅频特性只需将各级对数增益相加即可; 多级放大器总相移等于各级相移之和,纵坐标(相角)不再取对数。 3.2 三极管的频率参数 在中频段,认为三极管的共射电流放大系数β为常数;在高频段,由于极间 电容使电流放大作用削弱 3.2.1 共射截止频率 当 | β |= 0.707β 0 时的频率称为三极管的共射截止频率,用 fβ表示。 3.2.2 特征频率 当 | β | 降为 1 时的频率称为特征频率,用 fT 表示。 3.2.3 共基截止频率
f a = (1 + β 0 ) f β
?

?

三极管三个频率关系:
f β < fT < fα

3.3 单管共射放大电路的频率响应 中频段:各种容抗忽略不计; 低频段:隔直耦合电容的影响使电压放大倍数降低,同时隔直电容与电阻构 成 RC 高通电路,产生 0~900 的超前相位差; 高频段:三极管极间电容的影响使电压放大倍数降低,同时与电阻构成 RC 低通电路,产生 0~-900 的滞后相位差。 混合π 3.3.1 混合π型等效电路 3.3.2 阻容耦合单管共射放大电路的频度响应

1.中频段 所有的电容均可忽略。 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。 3. 高频段 在高频段,耦合电容 C1、C2 可以可视为短路,三极管的极间电容不能忽 略。 4. 完整的共射放大电路的频率响应 ? ? 1 1 Aus = Ausm ? ? (1 ? j f L ) (1 + j f f ) f H 3.3.3 直接耦合单管共射放大电路的频度响应 低频段放大倍数降低主要是因为耦合电容使信号衰减而造成;没有隔直 电容;所以低频段放大倍数没降低,且也不产生附加相移。 高频段放大倍数降低主要是因为极间电容引起,故高频电压放大倍数仍 将下降,同时产生 0~-900 的滞后附加相移。 3.4 多级放大电路的频率响应 3.4.1 多级放大电路的幅频特性和相频特性 总电压放大倍数是各级电压放大倍数的乘积:
Au = Au1 ? Au 2 ? L ? Aun
? ? ? ?

总对数增益是各级对数增益的代数和:
20 lg | Au |= 20 lg | Au1 | +20 lg | Au 2 | + L + 20 lg | Aun |
? ? ? ?

总相位移是各级相位移的代数和:

? = ?1 + ? 2 + L + ? n = Σ ? k
k =1

n

3.4.2 多级放大电路的上限频率和下限频率 总上限频率:

1 1 1 1 ≈ 1.1 2 + 2 + L + 2 fH f H1 f H 2 f Hn
总下限频率:
2 f L = 1.1 f L21 + f L22 + L + f Ln

课堂讨论: 堂讨论: 1.放大电路三频率参数有什么关系? 2.多级放大电路与单级放大电路频率响应有什么联系? 结: 1.由于放大器件存在极间电容,以及电路中的电抗性元件,因此,放大电路 的电压放大倍数是频度的函数。这种函数关系称为频率响应; 小

2.三个频率参数:fβ<fT<fα; 3.阻容耦合单管共射放大电路,低频段电压放大倍数下降主要原因是输入信 号在隔直电容上产生压降,同时还将产生 0~+900 超前附加相位移,高频段主要 直接耦合放大电路不 是由极间电容引起的, 同时产生 0~-900 滞后附加相位移。 通过隔直电容实现级间连接,因些其 fL=0,低频响应好。 4.多级放大电路总对数增益等于各级对数增益之和,总的相位移也等于各级 相位移之和。多级放大电路的能频带总是比级成它的每一级的通频带要窄。 布置作业: 布置作业: P128-3.1 P129-3.7;3.8


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