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3-19 放大电路的频率特性是如何定义的?
前面分析放大电路的性能指标时,认为输入信号是单一频率的正弦信号;在输入信号频率下,电容器的容抗近似为零;晶体管的电流放大系数β为常量等。由此所求出的动态指标均与频率无关,如电压放大系数为一常数,输出电压与输入电压的相位差恒定等。实际上,放大电路的工作条件并非如此。输入信号往往是包含着多种频率谐波的非正弦波,如人们的语言或音乐由传声器转换成的电信号中,就包含了从几十Hz到上万Hz的谐波;电路中的耦合电容、旁路电容、晶体管的极间电容等对不同频率的信号形成了不等的容抗,它不仅影响了放大系数的大小,而且也影响了输出电压与输入电压之间的相位差;晶体管的电流放大系数β随信号频率的升高而减小等。所以在放大电路工作的整个频率范围内,电压放大系数和相位移都是频率的函数,电压放大系数与频率的关系称为幅频特性,相位移与频率的关系称为相频特性,二者统称为频率特性。
图3-20所示为低频电压放大电路的幅频特性。将信号按频率分段,在中间段广阔的频率范围内,电压放大系数保持最大值Aum,大小几乎与频率无关。随着频率的升高或降低,电压放大系数下降。通常规定,当电压放大系数下降到时所对应的两个频率分别称为上限频率fH和下限频率fL,两者之间的频率范围称为放大电路的通频带,用BW表示,即BW=fH-fL。
图3-20 低频电压放大电路的幅频特性
电压放大系数在高、低频段有所减小,其原因是:在低频段,放大电路的耦合电容、旁路电容的容抗增大,信号传递过程中损失增加,放大系数减小。在高频段,晶体管的极间电容、导线的分布电容对高频信号的旁路作用使得信号受到削弱,电压放大系数明显下降。
多级放大电路的通频带要比组成它的单级放大电路的通频带窄。