【教学课件】第三章放大电路的频率特性.ppt
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1、第三章第三章 放大电路的频率特性放大电路的频率特性 阐述频率特性的基本概念及复频域分析法,分阐述频率特性的基本概念及复频域分析法,分析基本放大电路频率响应。析基本放大电路频率响应。3.1 基本概念基本概念 频率响应的含义频率响应的含义 频率响应的主要性质频率响应的主要性质3.2 分析方法分析方法 线性电路传输特性的表示方法线性电路传输特性的表示方法 频率响应的数学表示频率响应的数学表示 利用波特图估计频率响应利用波特图估计频率响应 3.3 单管放大器的频率响应单管放大器的频率响应 频率响应的一般特性:幅度(增益)频率特性,相位频率特性,频率响应的一般特性:幅度(增益)频率特性,相位频率特性,通
2、频带,截止频率通频带,截止频率 影响频率响应的主要因素影响频率响应的主要因素频率特性:放大电路对正弦输入信频率特性:放大电路对正弦输入信号的稳态响应特性称为频率特性。号的稳态响应特性称为频率特性。频率响应的含义频率响应的含义放大器V Vi i(t t)V Vo o(t t)频率响应频率响应V Vi i(t t)R RC CV Vo o(t t)例:例:RCRC电路电路3.1 3.1 放大电路频率特性的基本概念放大电路频率特性的基本概念某个频率的正弦信号输入,到某个频率的正弦信号输入,到相应频率的正弦信号输出,但相应频率的正弦信号输出,但幅度和相位发生变化,这是在幅度和相位发生变化,这是在该频率
3、下放大器的传输特性;该频率下放大器的传输特性;改变频率得到不同频率下的传改变频率得到不同频率下的传输特性,即对不同频率的输入输特性,即对不同频率的输入信号,放大器对其幅度和相位信号,放大器对其幅度和相位产生不同影响,表现为放大器产生不同影响,表现为放大器的频率特性。的频率特性。-90001f1f2 3.1.1 频率特性和通频带频率特性和通频带增益函数:增益函数:阻容耦合放大电路的通频带:阻容耦合放大电路的通频带:通频带通频带是保证不产生频是保证不产生频率失真地放大信号时,率失真地放大信号时,容许信号占有的最大频容许信号占有的最大频谱宽度。谱宽度。(dB)003dBLH通频带中频区低频区高频区3
4、.1.2 频率失真和相位失真频率失真和相位失真线性失真线性失真输出波形较输入波形虽呈现失真,但输出波形中输出波形较输入波形虽呈现失真,但输出波形中不含有输入信号中所没有的任何新的频率分量。不含有输入信号中所没有的任何新的频率分量。频率失真:放大器通频带不够宽,对输入信号的各次谐波的放大频率失真:放大器通频带不够宽,对输入信号的各次谐波的放大不是相同倍数,使输出波形变形;不是相同倍数,使输出波形变形;相位失真:放大器对输入信号各次谐波的相移不成比例相位失真:放大器对输入信号各次谐波的相移不成比例3.1.3 增益带宽积增益带宽积频率响应的主要性质频率响应的主要性质v频率响应是一个复数函数,通常用幅
5、度(增益)频率特性和相频率响应是一个复数函数,通常用幅度(增益)频率特性和相 位频率特性描述位频率特性描述v当输入信号含有多个频率分量时,非理想的频率响应会产生输当输入信号含有多个频率分量时,非理想的频率响应会产生输出信号的线性失真出信号的线性失真 线性失真:幅度失真幅度频率特性破坏了输入信号各线性失真:幅度失真幅度频率特性破坏了输入信号各分量间的相对幅度关系分量间的相对幅度关系 相位失真相位频率特性破坏了输入信号各相位失真相位频率特性破坏了输入信号各分量间的相对相位关系分量间的相对相位关系v频率响应是线性电路的特性,因为它符合叠加性原理频率响应是线性电路的特性,因为它符合叠加性原理v非线性失
6、真和线性失真都会导致输出信号波形失真,两者本质的非线性失真和线性失真都会导致输出信号波形失真,两者本质的区别是:线性失真不产生输入信号中没有的频率分量区别是:线性失真不产生输入信号中没有的频率分量 非线性失真必然产生新的频率分量非线性失真必然产生新的频率分量3.2 3.2 复频域分析法复频域分析法3.2.1 复频域中的网络函数复频域中的网络函数线性常系数微分方程描述线性时不变系统:线性常系数微分方程描述线性时不变系统:定义:定义:系统的复频域网络函数系统的复频域网络函数H(s):s=+j拉普拉斯变换拉普拉斯变换:因式分解后:因式分解后:式()式()系统初始状态为零系统初始状态为零拉普拉斯变换的
7、核心拉普拉斯变换的核心是把复频域是把复频域s的函数的函数X(s)和定义在和定义在0,区间的区间的时间函数时间函数x(t)联系起来。联系起来。3.2.2 复频率复频率s=+j的物理意义的物理意义非等幅正弦电流可写成:非等幅正弦电流可写成:复频率复频率s的实部的实部表示电流幅度的变化规律,虚部表示电流幅度的变化规律,虚部j表示电流的角频率。表示电流的角频率。结论:复频率结论:复频率s是是j 的开拓,用的开拓,用s既可表示稳态电流,又可表示暂态既可表示稳态电流,又可表示暂态电流。电流。网络函数网络函数H(s)具有广泛的适应性,它既可表示正弦输入时的具有广泛的适应性,它既可表示正弦输入时的稳态响应特性
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