模拟电子线路

南通职业大学南通职业大学电子工程系电子工程系 :: 杨碧石杨碧石

前面已经讨论了放大电路的上限截止频率、下限截止频率和通频带的概念，这里将就此作进一步的讨论。

0.7│Au0│

│Au0│

f0 fH fL

│Au│

第三章 放大电路的频率特性（频率响应）

前面已经讨论了放大电路的上限截止频率、下限截止频率和通频带的概念，这里将就此作进一步的讨论。

所谓放大电路的频率响应，就是指放大电路对不同频率的正弦信号的稳态响应。

同放大倍数等指标一样，频率响应也是放大电路的一项重要特性，它用来衡量放大电路对不同信号频率的适应程度。

频率响应也称为频率特性，频率特性包括幅频特性（即幅度 .

频率特性或增益 . 频率特性）和相频特性（即相位 - 频率特性）

为使问题简化，这里只讨论幅频特性。

3 ． 1 频率（特性）响应的一般概念

一、 频率特性 如果用幅度不变、频率不断改变的正弦波信号加到放大的输入端，则会发现输出电压 u0 的大小或电压放大倍数 Au 随输入信号的频率而变。这种特性称幅频特性，同时，输出电压与输入电压之间的相位差也随输入信号的频率而变，这种特性称为相频特性。二者之和称频率特性。 放大电路对不同频率的正弦信号的稳态响应特性称为频率特性（包括幅频和相频特性）或称频率响应。 即放大电路的电压放大倍数的值 Au 和相位差 均为频率的函数 ,可表示为 Au=| Au | (f) (f) Au=Au(f) (f) | Au | (f)---- 幅频特性 ↑ (f)---- 相频特性

eR

bR

u i

cR

VCC

T

+

-

uO

C 1+

+

-

C 2

+

+

LR

¡ ¡¡ ¡eC

bR

UB

UE

2

1

ei

2I

1I

ei

BI

以单级阻容耦合放大电路（共射）为例：（ 1 ）中频区 flu ＜ f ＜ fH 的区域称为中频区。（ 2 ）低频区 f ＜ fL 的区域称为低频区。（ 3 ）高频区 f ＞ fH 的区域称为高频区

0.7│Au0│

│Au0│

f0 fH fL

│Au│

 二、 通频带：表示放大电路对不同频率输入信号的响应能力。

中频电压放大倍数 Aum 。下降到 0.707Aum 时，相应的低频频率和高频频率分别称为下限频率 fl 和上限频率 fh 。

fbw=fh-fL

BW=fh-fl

重要技术指标之一。 见书 156 页，相频特性三、 频率失真如果放大电路的通频带不够宽，则对信号中各种

频率成分的放大倍数和附加相移会发生变化，使输出信号波形产生失真，通称频率失真。

如果放大倍数的值随频率而变，由此产生的波形产生失真 , 通称幅频失真。 如果相位差的值随频率而变，由此产生的波形产生失真 ,通称相频失真。

四、波特图 用对极坐标来绘制放大电路的幅频特性和相频特

性，这种对数频頻率特性称为波特图。幅频： 横坐标是频率的对数 lgf 纵坐标为 20lg Au 为对数增益，单位为分贝。相频： 纵坐标为放大倍数的相角，不取对数。

采用对数极坐标的二个优点：A、拓宽视野：B、分析多级时方便： 

1 、 RC 高通电路的波特图 （低频区的对数频率特性） （电路图见书 159 页）

2 、 RC 低通电路的波特图 （高频区的对数频率特性） （电路图见书 161 页）

3 ． 2 三极管的频率参数 三极管电流放大系数 β 也是频率的函数，主要受结电容的影响。

频率参数用来表示管子对不同频率信号的电流放大能力。

β=β0/1+ （ f/fβ） β0是三极管低频时的共射电流放大系数， fβ为三极管的 β 值下降至 0.707β0时的频率。

（电路图见书 165 页）

一、共射截止频率 定义：将 β 值下降至 0.707β0 时的频率定义为三

极管的共射截止频率，用 fβ 表示。 这里截止频率，并不意味着此时三极管已经完全失

去放大作用，而只是表示此时 β 已下降到中频时的 70 ％左右或β的对数幅频特性下降了 3dB 。二、 特性频率 fT

定义：β值降为 1时的频率称为特征频率 fT 。 fT 重要参数， f ＞ fT 时，三极管失去放大作用，不

允许三极管工作在如此高的频率范围。三、共基截止频率 共基组态中，低频时电流放大系数为 α 。当 f α

下降为 0.707 时所对应的频率为共基截止频率 fα 。

3.3 单管共射放大电路的频率响应 频率响应的定性分性： （电路图见书 168 页） 在阻容耦合的放大电路中，除了接有耦合电容C1、 C2 之外，三极管还存在集电结电容（小功率管为 2到 10 皮法）、发射结电容（小功率管均为几十到几百皮法）。 由于容抗是频率的函数，在信号频率作用下，起着不用的影响。 放大电路的频率特性 (见书 156 页图 3.1.1)

划分为三个区域 （与无线信号频段划分含义不同）讨论： 1 、中频区：是特性曲线的平坦部分，在该区域内电压放大倍数 Aum 和相位差（ =-180 ）不随频率变化。这时由于在此中频区范围内， C1 、 C2 的容抗 X’C 很小，可视为短路；而 Cbc 和 Cbe 的容抗 X”

C很大可视为开路，均对信号无影响。 2 、低频区（ < 几十赫兹）：这时 X”C 的容抗仍很大，可忽略， X’C 容抗随频率下降而变大，承受了一部分信号电压，因此电压放大倍数随信号频率下降而减小。（高通电路，附加相移最大达 90o ）

3 、高频区（大于几十千赫到几百千赫）：这时 X’C 容抗很小，忽略。 X”C 的容抗随频率升高而变小，对信号电流起分流作用，因此电压放大倍数也随频率增加而减小。（低通电路，附加相移最大达 -90o）。一、 混合 Л型等效电路(电路图见书 169 页图 3.3.2)二、单管共射电路的频率特性(电路图见书 172 页图 3.3.5) 1.  中频区： ( 电路图见书 173 页图 3.3.6)     2.   低频区： ( 电路图见书 174页图 3.3.7)     3.    高频区：（电路图见书 175 页图 3.3.8)

3 ． 4 多极放大电路的频率响应

一、 幅频特性和相频特性

Au=Au1*Au2*---*Aun

幅频 20lgAu=20lgAu1+20lgAu2+ 。。。 +20lgAun

相频 =1+2+ 。。。 +n

多极放大电路的对数增益等于其各极对数增益的代数和。多极放大电路总的相位移也等于其各极相位移的代数和。

所以，绘制多极幅频，相频特性时，只要在同一横坐标下分别叠加起来就可以了。

二、 多极放大电路的上限频率和下限频率