食用指南:背公式,不求甚解
频率响应是放大带你路对不同频率正弦输入信号的稳态响应
通频带BW
通频带BW
放大电路电压放大倍数表示为频率的复函数,亦即:
有一个幅值放大 ,有一个相位差
对于中频段,相位差是0°或者180°;这也是为什么我们大多数计算都是在实数域内进行的

假设输入信号包含多种频率成分:
那么经过放大之后的输出电压:
为放大电路在角频率 下的电压放大倍数
为对应的输出电压与输入电压之间的附加相移
notion image
幅频失真是指信号通过系统后,不同频率分量的幅度增益发生了不同程度的变化,导致输出信号的幅度频谱与输入信号的幅度频谱不一致。 相频失真是指信号通过系统后,不同频率分量的相位响应发生了不均匀的变化,导致输出信号的相位关系被破坏。
💯
饱和失真和截止失真是由于晶体管非线性引起的,属于非线性失真

1.5.1 利用波特图分析放大电路的频率特性

波特图实际上是两张图;
  • 横坐标采用对数频率刻度
  • 对数幅频特性曲线纵坐标用分贝表示
  • 对数相频特性曲线纵坐标表示相角

RC低通电路

做过类似的实验;可以这样理解:
时,还是近似输出方波
时,原来的波形被抑制
 
notion image
notion image

RC高通电路

notion image
notion image

低频段、高频段波特图的绘制

 

1.5.2 半导体放大器件的高频小信号模型

三极管的高频小信号模型

notion image
发射结正偏,结电容 由扩散电容决定(达一百皮法左右);集电结反偏,结电容 由势垒电容决定(几个皮法)。
 
实际模型如上,一通简化之后得到我们常用的三极管高频小信号模型:
notion image
和之前中频带的模型相比,就是多出了两个电容
密勒等效
运用密勒等效对 进行解耦:
notion image
进一步简化,实际上就是把 忽略掉,然后把左侧两个并联的电阻等效成一个:
notion image
实际上,三极管的高频小信号模型相当于就是 ,掌握到这个程度就可以了

场效应管的高频小信号模型

notion image
单向化,简单化:
notion image
这个电阻很小;因此一般情况下栅极和源极可以视为开路
实际上,场效应管的高频小信号模型就是栅极和源极中间串了一个电容

1.5.3 放大电路的分频段分析法(以三极管为例)

这一部分只能背公式了

全频段等效电路

全频段等效电路
全频段等效电路

中频段等效电路

  • 耦合电容C电容很大,容抗很小,交流短路
  • 寄生电容电容很小,容抗很大,交流开路
notion image

低频段等效电路

  • C容抗增大,不能忽略
  • 容抗更大,交流开路
notion image

高频段等效电路

  • C容抗更小,交流短路
  • 容抗增大,不能忽略
notion image

放大倍数计算

中频段电压放大倍数

notion image

低频段电压放大倍数

notion image

高频段电压放大倍数

notion image
进行戴维南等效可以得到:
notion image

共射放大电路全频段电压放大倍数

notion image
中频段,上式近似为:
高频段,上式近似为:
低频段,上式近似为:
  • 理解上面的图像!放大倍数和相角都可以理解为平移(对数的性质)

考试的要求:给一个电路,能够画出波特图
notion image
notion image
notion image
上限频率
下限频率
带宽
  • 对照上图和左边的公式,理解为什么20dB十倍频程,为什么-45°十倍频程,为什么中间水平线是这个值……这个掌握程度足够了

1.5.4 多级放大电路的频域分析

多级放大电路频率响应

  • 低频转折频率 的个数由放大电路中电容个数决定
  • 高频转折频率 的个数由放大电路级数决定
notion image
notion image
  • 简单而言,就是两条曲线的线性叠加
  • 上、下限转折频率的定义是:衰减到原来的
  • 放大倍率变大了,频带宽度变窄了
工程上可以认为:
  • 当某级的下限频率 远高于其它各级下限频率时,可以认为整个放大电路的下限频率近似为
  • 当某级的下限频率 远低于其它各级上限频率时,可以认为整个放大电路的下限频率近似为

notion image
notion image
简单而言,就是多个单级放大曲线的简单线性叠加

集成运放的频率响应特性

集成运放是直接耦合的多级放大电路
集成运放的增益很大,而增益带宽积为常数
所以集成运放的带宽很窄,即上限频率很低
notion image
Loading...
Z_cosy
Z_cosy
浙江大学电气工程学院本科生
公告
🎉Welcome to Z-cosy🎉
-- 食用指南 ---
目前只有课程笔记以及电控学习笔记
陆续会整理更多内容!