【模拟电子技术基础简明教程】第三章主要探讨了放大电路的频率响应,这是电子工程领域中的重要概念,尤其在设计和分析放大器时不可或缺。本章内容包括频率响应的一般概念、三极管的频率参数以及单管共射放大电路和多级放大电路的频率响应。
**3.1 频率响应的一般概念**
频率响应是指放大电路的增益(幅频特性)和相位(相频特性)随输入信号频率变化的关系。由于电路中存在电抗性元件(如电容和电感),增益和相位会随着频率的不同而变化。典型的单管共射放大电路的幅频特性呈现为一个下降的曲线,而相频特性则表现出相位随频率增加而逐渐减少的现象。
**3.1.1 幅频特性和相频特性**
幅频特性描述了电压放大倍数的幅度与频率之间的关系,相频特性则描述了相位差与频率的关系。当频率达到某一特定值时,增益会下降到中频时的0.707倍,这个频率被称为下限频率(fL);而增益下降到0.707倍的另一个频率点则称为上限频率(fH)。频率响应的宽度,即两个频率点之间的差值,定义为通频带(BW)。
**3.1.2 下限频率、上限频率和通频带**
下限频率(fL)和上限频率(fH)是决定放大电路工作范围的关键参数。通频带(BW)是放大电路能有效工作的频率范围,等于fH减去fL。
**3.1.3 频率失真**
频率失真分为幅频失真和相频失真。幅频失真表现为输出信号幅度随频率变化的非线性,相频失真则表现为输出信号相位随频率变化的非线性。
**3.1.4 波特图**
波特图是描述放大电路对数频率特性的图形工具,横坐标为频率,幅频特性纵坐标为增益的对数值,相频特性纵坐标为相位差。波特图有助于直观地理解放大电路的频率响应特性。
**3.2 三极管的频率参数**
三极管的频率参数包括共射截止频率(fβ)和特征频率(fT)。fβ是共射电流放大系数(β)下降到0.707倍时的频率,相当于低通滤波器的上限频率。fT是β值下降到1时的频率,超过fT,三极管将失去放大作用。共基截止频率(fα)是α值下降到低频β0的0.707倍时的频率。不同类型的三极管,其fβ、fT和fα的值不同,高频管的fT通常较高。
**3.3 单管共射放大电路的频率响应**
在单管共射放大电路中,中频段放大倍数基本与频率无关,低频段受隔直电容压降影响导致放大倍数降低,形成高通特性;高频段,三极管极间电容影响导致放大倍数进一步降低,形成低通特性。混合π型等效电路是分析单管放大电路频率响应的常用方法,通过简化电路模型来理解频率响应的变化规律。
频率响应是评估放大电路性能的重要指标,它涵盖了放大电路在不同频率下的增益和相位特性,对于理解和设计高效、稳定的电子系统至关重要。