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放大电路频率响应基础概念

定义:

放大电路频率响应、振幅频率特性、相频特性、下限频率、上限频率、通频带、频率失真、波特图、高通电路、低通电路、共射截止频率、特征频率和基础截止频率。


放大电路频率响应:当放大电路输入不同频率的正弦波信号时,电路的放大倍数将不同,并成为频率函数。该函数关系称为放大电路的频率响应或频率特性。(放大器件(包括BJT和FET)它有极间电容,有时在放大电路中 存在电抗元件)

由于电抗元件的作用,当正弦波信号通过放大电路时,不仅会放大信号的范围,还会产生相位移。此时,电压放大倍数可以表示如下:可以看出,电压放大倍数的振幅值和相角是频率函数。

在这里插入图片描述

振幅频率特性:电压放大倍数的振幅值和频率函数

相频特性:电压放大倍数的相角和频率函数。

单管共射放大电路的频率特性曲线如下图所示。

下限频率:电压放大倍数降至0.707Aum相应的低频频率。

上限频率:电压放大倍数降至0.707Aum时,相应的高频频率。

通频带:下限频率与上限频率之间的频率范围称为通频带,通频带宽度表示放大电路对不同频率输入信号的响应能力。

频率失真:由于放大电路通频带的宽度有一定的限制,当输入信号的频率增加或降低时,可能会降低电压放大倍数的振幅值,并可能产生滞后或先进的相位移。因此,当输入信号包含多个谐波时,输出波形可能会在放大电路后产生频率失真。如下图所示。

波特图:对数频率特性也叫波特图。对数频率特性的纵坐标是电压放大倍数振幅值的对数20lg|Au|,单位是dB。对数相频特性纵坐标为相角,不取对数。对数频率特性的主要优点是可以拓宽视野,在较小的坐标范围内表示宽频率范围的变化。同时,低频段和高频段的特点非常清晰,绘制方便。

高通电路:

高通电路波特图:从波特图可以看出,高通电路是高频的,其中fL下限频率称为高通电路。

低通电路:

低通电路波特图:从图像可以看出,低通是低频。fH称为低通电路的上限频率。

三极管的频率参数:描述三极管电流放大系数对高频信号的适应性。

中频时,一般认为三极管共射电流放大系数β它基本上是一个常数,不随频率而变化。然而,当频率上升时,三极管的电流放大会因极间电容而减弱,因此电流放大系数是频率函数。

共射截止频率:fβ是三极管放大倍数β下降到0.707β时间频率称为三极管共射截止频率β对数幅频特性下降3dB。

共射电流放大系数的对幅频和相频特性如下。

fT是三极管的特征频率,f>fT三极管失去放大。fT大约是fβ(共射截止频率)β0(低频三极管共射电流放大系数)倍。

共基截止频率:在考虑了三极管的极间电容后,共基电流放大系数也将是频率函数。将共基电流放大系数值降低到低频时的0.707倍的频率定义为共基截止频率。

共基电流放大系数与共射电流放大系数关系:

与共射组态相比,共基截止频率与共射截止频率的关系如下, 共基组态的频率响应比较好。

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