第五章色弱.ppt

单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,5.1.2,频率响应的基本概念,一、高通电路,第五章,放大电路的频率响应,5,.1,频率响应概,述,5,.2,晶体管的,高频等效模型,5.4,单管放大电路的频率响应,5.5,多级放大电路的频率响应,5,.3,场效应管的,高频等效模型,5.6,集成运放的频率响应和频率补偿,童诗白第三版,童诗白第三版,本章重点和考点：,2,、单管共射放大电路混合,模型等效电路图、频率响应的表达式及波特图绘制。,1,、晶体管、场效应管的混合,模型。,本章教学时数：,6,学时,童诗白第三版,本章讨论的问题：,1.,为什么要讨论频率响应？如何制定一个,RC,网络的频率响应？如何画出频率响应曲线？,2.,晶体管与场效应管的,h,参数等效模型在高频下还适应吗？为什么？,3.,什么是放大电路的通频带？哪些因素影响通频带？如何确定放大电路的通频带？,4.,如果放大电路的频率响应，应该怎么办？,5.,对于放大电路，通频带愈宽愈好吗？,6.,为什么集成运放的通频带很窄？有办法展宽吗？,5,.1,频率响应概,述,5.1.1,研究放大电路频率响应的必要性,由于放大电路中存在电抗性元件及晶体管极间电容，所以电路的放大倍数为频率的函数，这种关系称为,频率响应或频率特性。,小,信号等效模型只适用于低频信号的分析。,本章将引入高频等效模型，并阐明放大电路的上限频率、下限频率和通频带的求解方法，以及频率响应的描述方法。,一、,高通电路,+,_,+,_,C,R,图,5.1.1,（,a),RC,高通电路,令：,5.1.2,频率响应的基本概念,f,L,称为下限截止频率,则有：,放大电路的,对数频率特性,称为,波特图,。,对数幅频特性：,实际幅频特性曲线：,图,5.1.3,(,a,),幅频特性,当,f,f,L,(,高频,),，,当,f,f,T,时，,，,三极管失去放大作用；,f,=,f,T,时，由式,得：,3.,共基截止频率,f,值下降为低频,0,时,的,0.707,时的频率。,f,与,f,、,f,T,之间关系：,因为,可得,说明：,所以：,1.,f,比,f,高很多，等于,f,的,(1+,0,),倍；,2.,f,f,T,R,s,，,R,b,r,be,；,(1+,g,m,R,c,),C,b,c,C,b,e,说明：,式不很严格，但从中可以看出一个大概的趋势，即选定放大三极管后，,r,bb,和,C,b,c,的值即被确定，增益带宽积就基本上确定，此时，若将放大倍数提高若干倍，则通频带也将几乎变窄同样的倍数。,如愈得到一个通频带既宽，电压放大倍数又高的放大电路，首要的问题是选用,r,bb,和,C,b,c,均小的高频三极管。,*场效应管共源放大电路的增益带宽积（自阅）,复习：,1.,晶体管、场效应管的,混合,模,型,2.,单管共射放大电路的频率响应,表达式：,波特图的绘制：,三段直线构成幅频特性,五段直线构成相频特性,5.5,多级放大电路的频率响应,5.5.1,多级放大电路频率特性的定性分析,多级放大电路的电压放大倍数：,对数幅频特性为：,在,多级放大电路中含有多个放大管，因而在高频等效电路中有,多个低通电路,。在阻容耦合放大电路中，如有多个耦合电容或旁路电容，则在低频等效电路中就含有,多个高通电路,。,多级放大电路的总相位移为：,两级,放大电路的波特图,图,5.5.1,f,H,f,L,幅频特性,f,O,f,L1,f,H1,6 dB,3 dB,3 dB,f,BW1,f,BW2,一 级,二 级,-,20dB/,十倍频,-,40dB/,十倍频,图,5.5.1,相频特性,-,270,-,360,f,L1,f,H1,f,O,-,540,-,180,-,450,-,90,一 级,二 级,多级放大电路的通频带，总是比组成它的每一级的通频带为窄。,5.5.2,多级放大电路的上限频率和下限频率的估算,在实际的多级放大电路中，当各放大级的时间常数相差悬殊时，可取其主要作用的那一级作为估算的依据,即：,若某级的下限频率远高于其它各级的下限频率，则可认为整个电路的下限频率就是该级的下限频率。,同理若某级的上限频率远低于其它各级的上限频率，则可认为整个电路的上限频率就是该级的上限频率。,例,5.5.1,已知某电路的各级均为共射放大电路，其对数幅频特性如图所示。求,下限频率、,上限频率和电压放大倍数。,（,2,）,高频段只有一个拐点，斜率为,-60dB/,十倍频程，电路中应有三个电容，为三级放大电路。,解：（,1,）低频段只有一个拐点，说明影响低频特性的只有一个电容，故电路的下限频率为,10Hz,。,f,H,0.52f,H1,=(0.52210,5,)Hz=106KHz,（,3,）电压放大倍数,例,5.5.2,分别求出如图所示,Q,点稳定电路中,C,1,C,2,和,C,e,所确定的下限频率的表达式及电路上限频率表达式。,C,1,R,c,R,b2,+V,CC,C,2,R,L,+,+,+,+,+,C,e,u,o,R,b1,R,e,u,i,图,2.4.2,阻容耦合的静态工作点稳定电路,b,解：交流等效电路,图,5.5.3(a)Q,点稳定电路的交流等效电路,1.,考虑,C,1,对低频特性的影响,(b),C,1,所在回路的等效电路,2.,考虑,C,2,对低频特性的影响,(c),C,2,所在回路的等效电路,3.,考虑,C,e,对低频特性的影响,(d),C,e,所在回路的等效电路,4.,考虑结电容对高频特性的影响,(e),结电容所在回路的等效电路,比较,C,1,、,C,2,、,C,e,所在回路的时间常数,1,、,2,、,e,当取,C,1,C,2,Ce,时，,e,将远小于,1,2,，即,f,Le,远大于,f,L1,和,f,L2,因此，,f,Le,就约为电路的下限频率,。,5.6,集成运放的频率响应和频率补偿,5.6.1,集成运放的频率响应,集成运放有很好的低频特性（,f,L,0,）：,集成运放直接耦合放大电路,集成运放高频特性较差：,集成运放,A,Od,很大，等效电容 或 很大；集成运放内部需接补偿电容。,末加频率补偿集成运放的频率响应,图,5.6.1,末加频率补偿,f,C,单位增益带宽,f,O,附加相移为,180,0,对应的频率,集成运放常引入负反馈，容易产生自激振荡。,自激振荡产生的条件,存在,f,O,，且,f,O,f,C,如何消除自激振荡？,图,5.6.1,末加频率补偿的集成运放的频率响应,5.6.2,集成运放的频率补偿,频率补偿,：在集成运放电路中接入不同的补偿电路，改变集成运放的频率响应，使,f=f,O,时，,20lg,A,0d,-180,0,，,从而破坏产生自激振荡的条件，使电路稳定。,稳定裕度,幅值裕度,相位裕度,f,C,f,O,一般要求,G,m,-10dB,m,45,0,一、滞后补偿,在,加入补偿电容后，使运放的幅频特性在大于,0dB,的频率范围内只存在一个拐点，并按,-20dB/,十倍频的斜率下降，即相当于一个,RC,回路的频率响应。其附加相移为,-,90,0,。,1.,简单电容补偿,将,一个电容并接在集成运放时间常数最大的那一级电路中，使幅频特性中的第一拐点的频率进一步降低，以至增益隋频率始终按,-20dB/,十倍频的斜率下降，直至,0dB,。,设某运放,第二级放大电路输入端等效电容所在回路的时间常数最大,图,5.6.3,滞后补偿前后集成运放的幅频特性,图,5.6.4,简单电容补偿,加,C,之前,加,C,之后,将电容,C,跨接在某级放大电路的输入端和输出端，,则折合到输入端的,等效电容,C,/,是,C,的,A,uk,倍，,（,A,uk,该级放大电路的电压放大倍数,）,2.,密勒效应补偿,图,5.6.5,密勒效应补偿,滞后补偿的缺点：,降低了上限频率,二、超前补偿（略）,本章结束，谢谢,勤劳蜜蜂钟情花朵，因为花朵带来美丽与芳香。,信息学子钟情信号，因为信号传递图象与声音。,