发布时间 : 星期一 文章视频信号放大器的设计 - 图文更新完毕开始阅读ee15870ffad6195f312ba6f2
中频段范围内，电路中所有电抗的影响均可忽略不计。在中频段，放大器的增益、相角均为常数，不随频率而变化。 （2）低频段：f＜fL的区域
在低频段，随着频率的减小，耦合电容及旁路电容的容抗增大，分压作用明显，不可再视为短路；而三极管的极间电容呈现的容抗比中频时更大，仍可视为开路。因此，影响低频响应的主要因素是耦合电容及旁路电容。
在低频段，放大器的增益比中频时减小并产生附加相移。 （3）高频段：f＞fH的区域
在高频段，随着频率的增大，耦合电容及旁路电容的容抗比中频时更小，仍可视为短路；而三极管的极间电容呈现的容抗比中频时减小，分流作用加大，不可再视为开路。因此，影响高频响应的主要因素是晶体管的极间电容。
三、频率响应的分析方法
它是以传递函数与相应的拉氏变换为基础，从放大器的交流等效电路出发，将其电容C用1/sC表示，电感L用sL表示，导出电路的传递函数表达式，确定其极点与零点，并由此确定有关放大器的频率特性参数，具体步骤如下： （1）写出电路传递函数的表达式A(s)
在复频域内，无零多极系统传递函数的一般表达式为：
其中，AM为电路的中频增益，p为极点。极点数值应为负实数或实部为负值的共轭复数，极点数目等于电路中独立电容的数目。
（2）令s=jω，写出频率特性表达式A(jω)
设极点均为负实数（p=－ωp），则
AM AM A(s)=
(1－s/p1) (1－s/p2) ?(1－s/pn) （2－5） A(jω) = (1+jω/ωp1) (1+jω/ωp2) ?(1+jω/ωpn) （2－6） （3）确定上限角频率ωH
1 ωH≈ 1 1 1 ?+ ωp12 + ωp22 + ωpn2
（2－7） 10
若ωp1＜ωp2＜?＜ωpn，且ωp2≥4ωp1，则ωH≈ωp1。称ωp1为主极点角频率。 （4）绘制渐近波特图
由A(jω)→ 写出幅频A(ω)的表达式→画各因子的渐近波特图→合成 写出相频φA(ω)的表达式→画各因子的渐近波特图→合成
（5）使用开路时常数法近似计算系统的上限角频率ωH
当难以用简单的方法确定等效电路的极点和零点时，通常可采用此种方法，具体步骤如下；
首先，分别求出高频等效电路中每一个电容元件确定的开路时间常数τ=RioCi，Ci是电路中的一个电容元件，此时除Ci外的其他电容元件均开路，并将电压源短路，电流源开路，画出等效电路，求出与Ci相并接的等效电阻Rio。按此法求出所有电容的开路时间常数τ并相加，这样就可确定电路的上限频率为:
1 ωH≈ n ∑ RC i=1ioi
（2－8） 这种方法的突出优点是可以看到电路中的每个电容元件对高频响应的影响程度，从而为设计好的高频响应电路提供简捷的方法，但不适用于含有电感的系统。
四、 多级放大器的频率响应
（1）多级放大器的上限频率fH
多级放大器上限频率fH的近似表达式为：
式中，fH1、fH2 ? fHn分别为各级放大器的上限频率。
若各级上限频率相等，即fH1=fH2=?= fHn，则根据式（3—1）并结合式（3—6）有：
fH≈ 2 －1 fH1 1 n 1 fH≈ 1 1 1 fH12 + fH22 + ? + fHn2
（2－9）
（2－10） 多级放大器总的上限频率fH比其中任何一级的上限频率fHk都要低。
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（2）、多级放大器的下限频率fL
多级放大器下限频率fL的近似表达式为：
fL≈ fL12 + fL22 +?+ fLn2
（2－11） 式中，fL1、fL2 ? fLn分别为各级放大器的下限频率。
若各级下限频率相等，若fL1=fL2=?= fLn，则类似于式（3—10）的推导，可得：
fL1 fL≈ 1
（2－12） 2 n －1
多级放大器总的下限频率fL比其中任何一级的下限频率fLk都要高。 多级放大器总的增益增大了，但总的通频带变窄了。
五、级放大器的瞬态响应
对放大电路的研究，目前有两种不同的方法，即稳态分析和瞬态分析。
稳态分析以正弦波为放大电路的基本信号，研究放大电路对不同信号的幅值和相位的响应，这种方法又叫做频域响应。
瞬态分析以单位阶跃为放大电路的输入信号，研究放大电路的输出波形随时间变化的情况，称阶跃响应，又叫做时域响应。
（1）表征瞬态响应的主要参数
放大电路的瞬态响应主要由上升时间tr和平顶降落δ来表示。图2.1、图2.2分别示出了这两个参数的定义。
+ vS － R + vO vO/VS 1.0 0.9 C
－ 0.1 0 tr （b） 上升时间 t （a）简化等效电路 图2.1 单级放大电路的上升时间 12
+ vS － C + vO vO VS δ R （a）简化等效电路 － 0 tp （b） 平顶降落 t
图2.2 单级放大电路的平顶 （2）稳态响应与瞬态响应参数之间的关系
上升时间tr与上限频率fH之间的关系
上升时间tr与上限频率fH成反比，fH↑→tr↓→前言失真越小。 平顶降落δ与下限频率fL之间的关系
δ=2πfL tP VS （2－14） 平顶降落δ与下限频率fL成正比，fL↓→δ↓。
0.35 tr = fH
或 tr fH =0.35
（2－13） 13