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文檔簡介

4.7放大電路的頻率響應(yīng)4.7.1單時間常數(shù)RC電路的頻率響應(yīng)4.7.2BJT的高頻小信號模型及頻率參數(shù)4.7.3單級共射極放大電路的頻率響應(yīng)4.7.4單級共集電極和共基極放大電路的高頻響應(yīng)4.7.5多級放大電路的頻率響應(yīng)研究放大電路的動態(tài)指標(主要是增益)隨信號頻率變化時的響應(yīng)。4.7.1單時間常數(shù)RC電路的頻率響應(yīng)1.RC低通電路的頻率響應(yīng)(P155)(電路理論中的穩(wěn)態(tài)分析)RC電路的電壓增益(傳遞函數(shù)):則且令又電壓增益的幅值(模)(幅頻響應(yīng))電壓增益的相角(相頻響應(yīng))①增益頻率函數(shù)RC低通電路最大誤差-3dB②頻率響應(yīng)曲線描述幅頻響應(yīng)1.RC低通電路的頻率響應(yīng)相頻響應(yīng)2.RC高通電路的頻率響應(yīng)RC電路的電壓增益:幅頻響應(yīng)相頻響應(yīng)輸出超前輸入RC高通電路4.7.2BJT的高頻小信號模型及頻率參數(shù)1.BJT的高頻小信號模型①模型的引出

rb'e---發(fā)射結(jié)電阻re歸算到基極回路的電阻

---發(fā)射結(jié)電容---集電結(jié)電阻

---集電結(jié)電容

rbb'---基區(qū)的體電阻,b'是假想的基區(qū)內(nèi)的一個點互導(dǎo)BJT的高頻小信號模型②簡化模型混合型高頻小信號模型1.BJT的高頻小信號模型2.BJT高頻小信號模型中元件參數(shù)值的獲得低頻時,混合模型與H參數(shù)模型等價所以又因為從手冊中查出所以2.BJT高頻小信號模型中元件參數(shù)值的獲得低頻時,混合模型與H參數(shù)模型等價3.BJT的頻率參數(shù)由H參數(shù)可知即根據(jù)混合模型得低頻時所以當時,令的幅頻響應(yīng)——共發(fā)射極截止頻率——特征頻率——共基極截止頻率3.BJT的頻率參數(shù)的相頻響應(yīng)f=(1+0)f≈f+fT

4.7.3單級共射極放大電路的頻率響應(yīng)1.高頻響應(yīng)①型高頻等效電路4.7.3單級共射極放大電路的頻率響應(yīng)1.高頻響應(yīng)①型高頻等效電路目標:斷開輸入輸出之間的連接,應(yīng)用密勒定理。同理,在c、e之間也可以求得一個等效電容CM2,且等效后斷開了輸入輸出之間的聯(lián)系4.7.3單級共射極放大電路的頻率響應(yīng)1.高頻響應(yīng)①型高頻等效電路目標:簡化和變換輸出回路的時間常數(shù)遠小于輸入回路時間常數(shù),考慮高頻響應(yīng)時可以忽略CM2的影響。4.7.3單級共射極放大電路的頻率響應(yīng)1.高頻響應(yīng)①型高頻等效電路目標:簡化和變換4.7.3單級共射極放大電路的頻率響應(yīng)1.高頻響應(yīng)②高頻響應(yīng)和上限頻率由電路得電壓增益頻響其中中頻增益或通帶源電壓增益上限頻率1.高頻響應(yīng)②高頻響應(yīng)和上限頻率RC低通電路共射放大電路頻率響應(yīng)曲線變化趨勢相同=-180-arctg(f/fH)

相頻響應(yīng)幅頻響應(yīng)③增益-帶寬積BJT一旦確定,帶寬增益積基本為常數(shù)1.高頻響應(yīng)當Rb>>Rs及Rb>>rbe時,有例題

解:模型參數(shù)為例3.7.1設(shè)共射放大電路在室溫下運行,其參數(shù)為:負載開路,Rb足夠大忽略不計。試計算它的低頻電壓增益和上限頻率。低頻電壓增益為又因為所以上限頻率為1.多級放大電路的增益?

前級的開路電壓是下級的信號源電壓?

前級的輸出阻抗是下級的信號源阻抗?

下級的輸入阻抗是前級的負載4.7.5多級放大電路的頻率響應(yīng)2.多級放大電路的頻率響應(yīng)?

多級放大電路的通頻帶比它的任何一級都窄。(以兩級為例)則單級的上下限頻率處的增益為當兩級增益和頻帶均相同時,兩級的增益為即兩級的帶寬小于單級帶寬。4.7.5多級放大電路的頻率響應(yīng)7.7負反饋放大電路的頻率響應(yīng)7.7.2增益一帶寬積7.7.1頻率響應(yīng)的一般表達式7.7.1頻率響應(yīng)的一般表達式基本放大電路的高頻響應(yīng)比開環(huán)時增加了為基本放大電路通帶增益根據(jù)閉環(huán)增益表達式有(設(shè)反饋網(wǎng)絡(luò)為純阻網(wǎng)絡(luò))——通帶閉環(huán)增益其中同理可得——閉環(huán)上限頻率比開環(huán)時減小了——閉環(huán)下限頻率引入負反饋后,放大電路的通頻帶展寬了7.7.1頻率響應(yīng)的一般表達式例7.7.1的波特圖7.7.2增益一帶寬積放大電路的增益-帶寬積為常數(shù)閉環(huán)增益-帶寬積開環(huán)增益-帶寬積7.8負反饋放大電路的穩(wěn)定性*7.8.2頻率補償7.8.1自激振蕩及穩(wěn)定工作的條件7.8.1自激振蕩及穩(wěn)定工作的條件1.自激振蕩現(xiàn)象在不加任何輸入信號的情況下,放大電路仍會產(chǎn)生一定頻率的信號輸出。2.產(chǎn)生原因在高頻區(qū)或低頻區(qū)產(chǎn)生的附加相移達到180,使中頻區(qū)的負反饋在高頻區(qū)或低頻區(qū)變成了正反饋,當滿足了一定的幅值條件時,便產(chǎn)生自激振蕩。7.8.1自激振蕩及穩(wěn)定工作的條件3.自激振蕩條件自激振蕩反饋深度即又得自激振蕩條件幅值條件相位條件(附加相移)注:輸入端求和的相位(-1)不包含在內(nèi)閉環(huán)增益7.8.1自激振蕩及穩(wěn)定工作的條件4.穩(wěn)定工作條件破壞自激振蕩條件或當反饋網(wǎng)絡(luò)為純電阻網(wǎng)絡(luò)時,f=0。其中Gm——幅值裕度,一般要求Gm-10dBm——相位裕度,一般要求m45(保證可靠穩(wěn)定,留有余地)寫成等式,且幅值用分貝數(shù)表示時7.8.1自激振蕩及穩(wěn)定工作的條件用波特圖表示或Gm-10dB或m454.穩(wěn)定工作條件7.8.1自激振蕩及穩(wěn)定工作的條件5.負反饋放大電路穩(wěn)定性分析環(huán)路增益的幅頻響應(yīng)寫為一般與頻率無關(guān),則的幅頻響應(yīng)是一條水平線利用波特圖分析關(guān)鍵作出的幅頻響應(yīng)和相頻響應(yīng)波特圖水平線的交點為即該點滿足7.8.1自激振蕩及穩(wěn)定工作的條件(2)作水平線判斷穩(wěn)定性方法(1)作出的幅頻響應(yīng)和相頻響應(yīng)波特圖在水平線的交點作垂線交相頻響應(yīng)曲線的一點(3)判斷是否滿足相位裕度m45若該點滿足相位裕度,穩(wěn)定;否則不穩(wěn)定。在相頻響應(yīng)的點處作垂線交于P點若P點在水平線之下,穩(wěn)定;否則不穩(wěn)定?;?.負反饋放大電路穩(wěn)定性分析基本放大電基本放大反饋深度越深,越容易自激。越大,水平線下移,越容易自激越大,表明反饋深度越深7.8.1自激振蕩及穩(wěn)定工作的條件5.負反饋放大電路穩(wěn)定性分析P點交在的-20dB/十倍頻程處,放大電路是穩(wěn)定的。2.低頻響應(yīng)①低頻等效電路2.低頻響應(yīng)①低頻等效電路Rb=(Rb1//Rb2)遠大于R’i

,Ce>>Cb2

R’i中頻區(qū)(即通常內(nèi))源電壓增益當則下限頻率取決于2.低頻響應(yīng)②低頻響應(yīng)當2.低頻響應(yīng)②低頻響應(yīng)下限頻率取決于當時,相頻響應(yīng)=-180-arctg(-fL1/f)=-180+arctg(fL1/f)

幅頻響應(yīng)2.低頻響應(yīng)②低頻響應(yīng)包含f

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