频率响应
由于电容、电感等电抗元件以及晶体管极间电容和分布参数的存在,导致放大电路对不同频率信号的响应不同。
两部分:幅频响应+相频响应
横轴:频率(通常用对数坐标 logf )
纵轴:幅频图是放大倍数(或dB),相频图是相位角
三个区:低频区、中频区(通频带)、高频区
幅频响应:放大倍数的模(大小)随频率变化的特性
相频响应:输出信号与输入信号的相位差随频率变化的特性
转换公式:Au(dB)=20log∣Au∣
3dB点:放大倍数下降到中频放大倍数的21 (约0.707)时对应的频率点,也称为截止频率或半功率点
反馈放大电路
好处:
提高增益稳定性
减小非线性失真
扩展频带宽度
改变输入/输出电阻
牺牲:
放大倍数下降(代价是 (1+AF) 倍)
功率放大电路
甲类功放中晶体管在整个信号周期都导通(导通角360°)
静态工作点设在交流负载线中点,无信号时仍有较大静态电流ICQ
无输入信号时,电源功率全部消耗在晶体管上变成热量
出现的失真:交越失真(信号过零点附近两管均截止导致波形失真)
消除方法:采用甲乙类放大,给晶体管加微小偏置,使其工作在微导通状态。具体通过二极管偏置或VBE倍增电路实现,保证两管在过零点附近平滑交接。
丁类功放是开关型功放,晶体管工作在开关状态(饱和或截止):
输入模拟信号经PWM调制变为高频脉冲
脉冲驱动功率管高速开关,输出方波信号
通过LC低通滤波器滤除高频,还原放大的模拟信号
效率极高(理想100%,实际>90%),因开关状态下管耗极低
信号处理与信号产生电路
滤波电路:让有用频率信号顺利通过,同时抑制无用频率信号的电路
无源滤波器:仅由R、L、C等无源元件组成的滤波器
有源滤波器:由R、C和有源器件(如集成运放)组成的滤波器
通带:信号能顺利通过,衰减很小的频率范围
阻带:信号被抑制,衰减很大的频率范围
截止频率:通带与阻带之间的分界频率
按通带和阻带的相互位置不同,分为四类:
低通滤波器(LPF)
高通滤波器(HPF)
带通滤波器(BPF)
带阻滤波器(BEF)
巴特沃斯(Butterworth)函数:幅频特性最平坦
切比雪夫(Chebyshev)函数:衰减陡峭但有波纹
贝塞尔(Bessel)函数:相位特性线性度好
通带截止频率定义:实际中定义为增益下降到通带增益的21 (即-3dB)时的频率
常用的二阶有源滤波器结构:压控电压源(VCVS)电路和无限增益多路反馈(MFB)电路