当前课程知识点：模拟电子技术基础(基础部分) > 第八部分 > 5.1频率响应的有关概念 > 5.1频率响应的有关概念
在前面的课程里边
我们已经对放大电路的
各项性能指标
有了比较深入的了解
包括电压放大倍数
输入电阻 输出电阻
最大不失真输出电压
和差分放大电路的差模放大倍数
共模放大倍数
共模抑制比等等
但是我们始终没有研究一个问题
就是频率响应
所谓的频率响应
就是放大电路的放大倍数
对不同频率的信号
是怎么响应的
首先我们讲一讲
频率响应的有关概念
频率响应要研究什么问题呢
就是研究放大电路
对于信号频率的适应程度
也就是信号频率
对放大倍数的影响
由于放大电路中
有耦合电容 旁路电容
和半导体器件极间是有电容的
这些电容的存在就使得
放大倍数对不同频率的信号响应
是不一样的
那也就是说放大倍数
是信号频率的函数
我们在使用一个放大电路的时候
比如你要用一个集成运放
你首先要知道这个运放本身
它的带宽是多少
也就是说要了解
它对信号频率的适应的范围
当我们要
设计一个放大电路的时候
我们首先也要了解
这个放大电路输入信号
它的频率范围是什么
我们设计的这个放大电路
它的带宽要大于这个信号频率
也就是说
一定要满足信号频率的要求
那下面我们先用简单的电路
来看一看频率响应的基本问题
首先我们看一个高通电路
所谓高通电路就是信号频率越高
输出的电压越接近输入的电压
这就是一个最简单的高通电路
我们从这个电路上可以看到
输出信号是通过电容 电阻
然后在电阻上获得输出电压
那么由于电容的存在
外加的这个电压
在回路里面形成了电流
这个电流和输入的电压之间
就不是同方向了
它们之间有一个相位的夹角
而输出的电压是从电阻上取得的
所以输出的电压和电阻上的
这个电流是同方向的
这样我们就可以
画出它们的相量图来
我们以输入电压作为基准
那么整个回路的电流
由于电容的存在
就超前于输入电压
而这个电流
也正是流过电阻上的电流
所以输出的电压和这个电流
是同方向的
我们看这产生了一个夹角
也就是输出的电压
超前于输入的电压
我们可以想见
当信号频率越来越低的时候
那么电容的容抗会越来越大
它降掉的电压会越来越大
输出的电压会越来越小
那超前的相角也会越来越大
我们说一个极端的情况
当频率趋近于零的时候
输入电压几乎全部降在了电容上
这时候输出的电压就趋于零了
而输出电压的相位
将趋于超前输入电压90°
这就是我们的结论
所以在一个放大电路里边
如果我们看到
有类似这样的一个电路
那它就是一个高通电路
它就具有刚才我们所说的
Uo超前于Ui
当f趋于零的时候Uo的值趋于零
而相角超前输入电压90°
这是高通电路的情况
如果我们把电容和电阻的位置交换
这就是一个低通电路
低通电路的特点
就是信号频率越低
输出的电压越接近于输入电压
那我们可以看到
在这个电路里边
仍然可以有这么一个电流的存在
那么这个电流
决定于回路的R和C
当着信号的频率很低
趋于零的时候
那么电容的容抗会趋于无穷大
所以这时候输出和输入电压
近似是相等的
而随着频率越来越高
那么电容的容抗会越来越小
于是输出的电压就会越来越低
那如果我们画一画它的相量图
还是以输入电压
作为它的基准的话
那么它的电流应该超前于输入电压
而我们知道电容上头的电压
是滞后于电流90°的
于是我们可以画出来
这时候电流 电压的相量图
Ui为基准
电流超前于它
而输出电压滞后电流90°
我们可以想见 信号频率越高
输出的电压就会越小
而这个滞后的相角就会越来越大
说一个极端的情况
当输入信号的频率
趋于无穷的时候
电容的容抗就趋于零
那输出电压也就趋于零
而输出电压和输入电压的相角
就趋于-90°
所以我们可以看到
如果在电路里边
你看到类似这样的情况
它就具有这样的特点
就是Uo滞后Ui
当信号频率趋于无穷大的时候
Uo的值趋于零
Uo滞后Ui 90°
我们可以看到
高通电路和低通电路
具有完全不同的性质
那么我们做一个假定
说什么时候就叫做
它这个信号不能够顺利通过了呢
就是使得输出的电压
它的幅值下降到70.7%
下降这70.7%是和Ui相比
这时候的相角
正好是前一个高通电路
是超前45°
后一个低通电路是滞后45°
我们就认为这时候的信号频率
就是这个电路的截止频率
超出这样的一个范围
我们就认为这个信号
不能够正常的传递了
那下面我们来看一看
这是一个放大电路
为了问题简单
使问题简单化
我们前边放大电路和信号源
是直接连接的
而放大电路和负载
是通过耦合电容连接的
首先我们看耦合电容这一部分
它就是我们前面所看到的
高通电路
当频率比较高的时候
耦合电容可以相当于短路
信号顺利地传递到了负载上
随着信号的频率降低
电容上头的压降会越来越大
那么在负载上所获得的电压
就越来越小
而且有超前的相角
我们再来看它的输入部分
发射结它本身
有一个等效的结电容
由于这样一个电容的作用
看结在这样一个位置上
它就相当于
我们在前面所看到的低通电路
信号频率低的时候这个容抗很大
这相当于开路
没有问题
而当信号频率增强的时候
增大的时候
那么结电容的容抗就会变小
这样就会使得b-e之间的电压变小
从而Ib变小 Ic变小
输出电压也就变小
那么总结我们刚才所讲的
在低频段随着信号频率逐渐降低
耦合电容 旁路电容
等这些大的电容
它的容抗在增大
使得动态信号损失
那么放大的能力就下降
这种下降表现在
输出电压和输入电压之间的
关系产生了附加的超前的相角
而且幅值下降
在高频段
随着信号频率逐渐升高
晶体管的极间电容 分布电容
寄生电容等杂散电容
它们的容抗在减小
也使得动态信号损失
放大的能力也下降
这时候输出表现在
不但幅值下降
而且还产生了附加的
滞后的相角
那么所谓的分布电容 寄生电容
是指我们在实现这个电路的时候
在搭接电路的时候
比如有的导线互相平行了
器件本身摆放的不太合适了
那它就会产生一些
分布的电容和寄生电容
这个在集成运放里边
尤其能够表现出来
因为它在特别小的
这样一个芯片上
制作如此复杂的电路
那么它一定会存在着
分布电容和寄生电容的
这样就会使得它高频特性
大大的下降
这个就是左边电路
它的放大倍数的幅值
随着频率变化的
这样一个特性曲线
这叫做幅频特性曲线
我们从这里边可以读出
放大倍数的几个重要的频率参数
一个就是它的下限截止频率
一个就是它的上限截止频率
还有就是它的频带宽度
或者叫通频带 带宽
都是它
指的是上限截止频率
减去下限截止频率
fH减去fL
-1.1模拟信号与模拟电路
-1.2模拟电子技术基础课程特点及如何学习该课程
-2.1本征半导体
--本征半导体
-2.1本征半导体--作业
-2.2杂质半导体
--杂质半导体
-2.2杂质半导体--作业
-2.3 PN结的形成及其单向导电性
-2.3 PN结的形成及其单向导电性--作业
-2.4 PN 结的电容效应
-2.4 PN 结的电容效应--作业
-2.5半导体二极管的结构
-2.5半导体二极管的结构--作业
-2.6半导体二极管的伏安特性和电流方程
--2.6半导体二极管的伏安特性和电流方程
-2.7二极管的直流等效电路（直流模型）
-第一部分--2.7二极管的直流等效电路（直流模型）
-2.8二极管的交流等效电路和主要参数
-第一部分--2.8二极管的交流等效电路和主要参数
-实验1-二极管伏安特性的测试
-2.9晶体三极管的结构和符号
-2.9晶体三极管的结构和符号--作业
-2.10晶体三极管的放大原理
-第一部分--2.10晶体三极管的放大原理
-2.11晶体三极管的输入特性和输出特性
-2.11晶体三极管的输入特性和输出特性--作业
-实验2-三极管输出特性的测试
-第一部分--作业
-2.12晶体三极管的三个工作区域及温度对特性的影响
--2.12晶体三极管的三个工作区域及温度对特性的影响
-2.13晶体三极管的主要参数
-第二部分--2.13晶体三极管的主要参数
-3.1放大的概念
--3.1放大的概念
-第二部分--3.1放大的概念
-EDA应用1-2-半导体二极管和三极管特性的测试
-3.2 放大电路的性能指标
--Video
-第二部分--3.2 放大电路的性能指标
-实验3-放大电路（黑盒子）性能指标的测试
-3.3基本共射放大电路的组成及各元件的作用
-3.3基本共射放大电路的组成及各元件的作用--作业
-EDA应用3-在Multisim环境中电路的搭建
-3.4基本共射放大电路的波形分析
-3.4基本共射放大电路的波形分析--作业
-3.5放大电路的组成原则和两种实用的放大电路
--3.5放大电路的组成原则和两种实用的放大电路
-3.6放大电路的直流通路和交流通路
-第二部分--3.6放大电路的直流通路和交流通路
-3.7放大电路的分析方法—图解法
-第二部分--3.7放大电路的分析方法—图解法
-3.8图解法用于放大电路的失真分析
--3.8图解法用于放大电路的失真分析
-3.9直流负载线和交流负载线
-第二部分--3.9直流负载线和交流负载线
-第二周作业
--第二周作业题
-EDA应用4-基本共射放大电路的电压传输特性
-3.10放大电路的等效模型及其建立方法
-第三部分--3.10放大电路的等效模型及其建立方法
-3.11晶体管的h参数等效模型（交流等效模型）
-第三部分--3.11晶体管的h参数等效模型（交流等效模型）
-3.12基本共射放大电路的动态分析
-第三部分--3.12基本共射放大电路的动态分析
-3.13学会选用合适的方法来分析电路
-第三部分--3.13学会选用合适的方法来分析电路
-3.14放大电路中静态对动态的影响
--3.14放大电路中静态对动态的影响
-3.15静态工作点的稳定
-第三部分--3.15静态工作点的稳定
-3.16典型的静态工作点稳定电路的分析
--3.16典型的静态工作点稳定电路的分析
-3.17稳定静态工作点的方法
--3.17稳定静态工作点的方法
-EDA应用5-共射放大电路中电阻参数对静态工作点的影响
-第三周作业
-EDA应用6-温度对静态工作点的影响
-实验4-静态工作点稳定共射放大电路的测试
-3.18基本共集放大电路
--3.18基本共集放大电路
-3.19基本共基放大电路
-第四部分--3.19基本共基放大电路
-3.20晶体管基本放大电路三种接法的比较
--3.20晶体管基本放大电路三种接法的比较
-3.21结型场效应管的工作原理
-第四部分--3.21结型场效应管的工作原理
-3.22 N沟道结型场效应管的特性
-第四部分--3.22 N沟道结型场效应管的特性
-3.23 N沟道增强型绝缘栅型场效应管（增强型MOS管）
--3.23 N沟道增强型绝缘栅型场效应管（增强型MOS管）
-3.23 N沟道增强型绝缘栅型场效应管（增强型MOS管）--作业
-3.24 N沟道耗尽型MOS管
-第四部分--3.24 N沟道耗尽型MOS管
-3.25场效应管的分类
-第四部分--3.25场效应管的分类
-第四周作业题
-3.26场效应管放大电路静态工作点的设置方法
-第五部分--3.26场效应管放大电路静态工作点的设置方法
-3.27场效应管放大电路的动态分析
-第五部分--3.27场效应管放大电路的动态分析
-EDA应用7-共源放大电路的测试
-实验5-共源放大电路的测试
-3.28复合管
--3.28复合管
-第五部分--3.28复合管
-4.1多级放大电路的耦合方式—直接耦合
-第五部分--4.1多级放大电路的耦合方式—直接耦合
-4.2多级放大电路的耦合方式—阻容耦合、变压器耦合
-第五部分--4.2
-4.3多级放大电路的耦合方式—光电耦合
-第五部分--4.3多级放大电路的耦合方式—光电耦合
-4.4多级放大电路的动态参数分析
--4.4多级放大电路的动态参数分析
-4.5多级放大电路的讨论
--4.5多级放大电路的讨论
-第五周作业
-实验6-两级放大电路的测试
-4.6集成运放概述—结构特点、电路组成及电压传输特性
-4.6集成运放概述—结构特点、电路组成及电压传输特性--作业
-4.7零点漂移现象及差分放大电路的组成
-第六部分--4.7零点漂移现象及差分放大电路的组成
-4.8对差分放大电路的需求分析及长尾式差分放大电路的静态分析
--4.8对差分放大电路的需求分析及长尾式差分放大电路的静态分析
-第六部分--4.8对差分放大电路的需求分析及长尾式差分放大电路的静态分析
-4.9长尾式差分放大电路的动态分析
-第六部分--4.9长尾式差分放大电路的动态分析
-4.10双端输入单端输出差分放大电路
--4.10双端输入单端输出差分放大电路
-4.11单端输入双端输出差分放大电路及四种接法比较
-第六部分--4.11单端输入双端输出差分放大电路及四种接法比较
-4.12具有恒流源的差分放大电路
-第六部分--4.12具有恒流源的差分放大电路
-4.13差分放大电路的改进
-第六部分--4.13差分放大电路的改进
-EDA应用8-直接耦合多级放大电路的辅助设计
-作业
--第六周作业
-4.14电流源电路—镜像电流源、微电流源
--4.14电流源电路—镜像电流源、微电流源
-4.15电流源电路 —多路电流源
-第七部分--4.15电流源电路 —多路电流源
-4.16有源负载放大电路
--4.16有源负载放大电路
-4.17互补输出级的电路组成及工作原理
-4.17互补输出级的电路组成及工作原理--作业
-4.18消除交越失真的互补输出级和准互补输出级
-第七部分--4.18消除交越失真的互补输出级和准互补输出级
-4.19放大电路读图方法及双极型集成运放原理电路分析
-第七部分--4.19
-4.20单极型（CMOS）集成运放原理电路分析
--第七部分 4.20单极型（CMOS）集成运放原理电路分析
-4.21集成运放的主要性能指标
-第七部分--4.21集成运放的主要性能指标
-4.22集成运放的分类
-第七部分--4.22集成运放的分类
-4.23集成运放的保护电路以及低频等效电路
--第七部分 4.23集成运放的保护电路以及低频等效电路
-作业
-5.1频率响应的有关概念
--第八部分 5.1频率响应的有关概念
-5.2晶体管的高频等效电路
-第八部分--5.2晶体管的高频等效电路
-5.3晶体管电流放大倍数的频率响应
-第八部分--5.3晶体管电流放大倍数的频率响应
-5.4单管共射放大电路的中频段
-5.4单管共射放大电路的中频段--作业
-5.5单管共射放大电路低频段的频率响应
-第八部分--5.5单管共射放大电路低频段的频率响应
-5.6单管共射放大电路高频段的频率响应
-第八部分--5.6单管共射放大电路高频段的频率响应
-5.7单管共射放大电路的波特图及带宽增益积
-第八部分--5.7单管共射放大电路的波特图及带宽增益积
-5.8单管共源放大电路的频率响应
--第八部分 5.8单管共源放大电路的频率响应
-5.9多级放大电路的频率响应
-5.9多级放大电路的频率响应--作业
-5.10关于频率响应的讨论
-第八部分--5.10关于频率响应的讨论
-EDA应用9-两级放大电路频率响应的测试
-实验7-两级放大电路频率响应的测试
-第八周习题
-6.1什么是反馈
--6.1什么是反馈
-6.1什么是反馈--作业
-6.2正反馈与负反馈、直流反馈和交流反馈、局部反馈和级间反馈
--6.2正反馈与负反馈、直流反馈和交流反馈、局部反馈和级间反馈
-第九部分--6.2正反馈与负反馈、直流反馈和交流反馈、局部反馈和级间反馈
-6.3交流负反馈的四种组态
-第九部分--6.3交流负反馈的四种组态
-6.4有无反馈、直流与交流反馈的判断
-6.4有无反馈、直流与交流反馈的判断--作业
-6.5正反馈和负反馈的判断
-第九部分--6.5正反馈和负反馈的判断
-6.6交流负反馈四种组态的判断
-第九部分--6.6交流负反馈四种组态的判断
-6.7分立元件放大电路中反馈的分析
-第九部分--6.7分立元件放大电路中反馈的分析
-6.8负反馈放大电路的方框图及一般表达式
-第九部分--6.8负反馈放大电路的方框图及一般表达式
-6.9基于反馈系数的放大倍数的估算方法
-第九部分--6.9基于反馈系数的放大倍数的估算方法
-第九周作业
-6.10基于理想运放的电压放大倍数的计算方法
--第十部分 6.10基于理想运放的电压放大倍数的计算方法
-6.11深度负反馈放大电路电压放大倍数的讨论
--第十部分 6.11深度负反馈放大电路电压放大倍数的讨论
-6.12引入交流负反馈提高放大倍数的稳定性并改变输入、输出电阻
--6.12引入交流负反馈提高放大倍数的稳定性并改变输入、输出电阻
--第十部分 6.12引入交流负反馈提高放大倍数的稳定性并改变输入、输出电阻
-6.13引入交流负反馈展宽频带、减小非线性失真
--第十部分 6.13引入交流负反馈展宽频带、减小非线性失真
-实验8-交流负反馈对放大电路性能的影响
-6.14如何根据需求引入负反馈
--第十部分 6.14如何根据需求引入负反馈
-6.15负反馈放大电路产生自激振荡的原因及条件
--第十部分 6.15负反馈放大电路产生自激振荡的原因及条件
-6.16负反馈放大电路稳定性分析
--第十部分 6.16负反馈放大电路稳定性分析
-6.17简单滞后补偿
--第十部分 6.17简单滞后补偿
-6.18放大电路中的正反馈
--第十部分 6.18放大电路中的正反馈
-第十周作业
-期末考试
--期末作业
