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  • 解析放大電路的頻率響應與帶寬介紹
    • 發布時間:2022-05-07 18:06:18
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    解析放大電路的頻率響應與帶寬介紹
    放大電路中總是存在一些電抗性元件,如電容、電感、電子器件的極間電容以及接線電容與接線電感等。
    因此,放大電路的輸出和輸入之間的關系必然和信號頻率有關。放大電路的頻率響應所指的是,在輸入正弦信號情況下,輸出隨頻率連續變化的穩態響應。
    若考慮電抗性元件的作用和信號角頻率變量,則放大電路的電壓增益可表達為:
    放大電路 頻率響應
    式中:
    ω——信號的角頻率;
    AV(ω)——表示電壓增益的模與角頻率之間的關系,稱為幅頻響應;
    ψ(ω)——表示放大電路輸出與輸入正弦電壓信號的相位差與角頻率之間的關系,稱為相頻響應。
    幅頻響應和相頻響應綜合起來可全面表征放大電路的頻率響應。
    放大電路 頻率響應
    圖1是一個普通音響系統放大電路的幅頻響應。為了符合通常習慣,橫坐標采用頻率單位f=ω/(2π),與角頻率ω只存在標尺倍率之差。
    值得注意的是,圖中的坐標均采用對數刻度,稱為波特(Bode)圖,這樣處理不僅把頻率和增益變化范圍展得很寬,而且在繪制近似頻率響應曲線時也十分簡便。
    圖1所示幅頻響應的中間一段是平坦的,即增益保持常數60dB,稱為中頻區。在20Hz和20kHz兩點增益分別下降3dB,而在低于20Hz和高于20kHz的兩個區域,增益隨頻率遠離這兩點而下降。
    在輸入信號幅值保持不變條件下,增益下降3dB的頻率點,其輸出功率約等于中頻區輸出功率的一半,通常稱為半功率點。一般把幅頻響應的高、低兩個半功率點間的頻率差定義為放大電路的帶寬,即
    BW = fH - fL
    fH——頻率響應的高端半功率點,也稱為上限頻率;
    fL——下限頻率。
    由于通常有fL<<fH的關系,故有BW≈fH。
    放大電路 頻率響應
    有些放大電路的頻率響應,中頻區平坦部分一直延伸到直流,如圖2所示??梢哉J為它是圖1的一種特殊情況,即下限頻率為零。這種放大電路稱為直流(直接耦合)放大電路?,F代模擬集成電路大多采用直接耦合進行放大。
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