TMK063CH070FP-F電壓增益的模與角頻率

發(fā)布時(shí)間:2019/10/30 18:53:18 訪問(wèn)次數(shù):2093

TMK063CH070FP-F電壓增益=20lg au①dB (1.5.3)

電流增益=20lg ai dB (1.5.4)

由于功率與電壓(或電流)的平方成比例,因而功率增益表示為

功率增益=101gAPdB (1.5.5)

電壓增益Av和電流增益Ai之所以采用絕對(duì)值,是考慮到在某些情況下,av或Ai也許為負(fù)數(shù),這意味著輸出與輸入之間的相位關(guān)系為180°,這與對(duì)數(shù)增益為負(fù)值時(shí)的意義是不同的,兩者不能混淆。例如,當(dāng)放大電路的電壓增益為-20dB時(shí),表示信號(hào)電壓經(jīng)過(guò)放大電路后,衰減到原來(lái)的1/10,即|av|=0.1。

用對(duì)數(shù)方式表達(dá)放大電路的增益之所以在工程上得到廣泛的應(yīng)用是由于:(1)當(dāng)用對(duì)數(shù)坐標(biāo)表達(dá)增益隨頻率變化的曲線時(shí),可大大擴(kuò)大增益變化的視野(見(jiàn)本書有關(guān)頻率響應(yīng)的討論);(2)計(jì)算多級(jí)放大電路的總增益時(shí),可將乘法化為加法進(jìn)行運(yùn)算。上述兩點(diǎn)有助于簡(jiǎn)化電路的分析和設(shè)計(jì)過(guò)程。

頻率響應(yīng),在1.4節(jié)中所介紹的放大電路模型是極為簡(jiǎn)單的模型,實(shí)際的放大電路中總是存在一些電抗性元件,如電容和電感元件以及電子器仵的極間電容、接線電容與接線電感等。因此,放大電路的輸出和輸人之間的關(guān)系必然和信號(hào)頻率有關(guān)。放大電路的頻率響應(yīng)所指的是,在輸人正弦信號(hào)情況下,輸出隨輸人信號(hào)頻率連續(xù)變化的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)。

若考慮電抗性元件的作用和信號(hào)角頻率變量,則放大電路的電壓增益可表達(dá)為

av(jω)=vo(jω)/vi(jω) (1,5.6)

av=Av(ω)∠rP(ω) (1.5.7)

或式中ω為信號(hào)的角頻率,av(ω)表示電壓增益的模與角頻率之間的關(guān)系,稱為幅頻響應(yīng);而♀(ω)表示放大電路輸出與輸人正弦電壓信號(hào)的相位差與角頻率之間的關(guān)系,稱為相頻響應(yīng),將二者綜合起來(lái)可全面表征放大電路的頻率響應(yīng)。

圖1.5.4是一個(gè)普通音響系統(tǒng)放大電路的幅頻響應(yīng)。為了符合通常習(xí)慣,橫坐標(biāo)采用頻率單位r=ω/2π。值得注意的是,圖中的坐標(biāo)均采用對(duì)數(shù)刻度,

電壓增益的表達(dá)棗是從功率的角度來(lái)考慮的,即10lgu02/ui2=20lguo/ui,此時(shí)設(shè)放大電路的輸人電阻Ri與輸出電阻Ro相等,實(shí)際上并非如此,只是利用這一概念而已。

放大電路的主要性能指標(biāo)稱為波特圖①。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(yīng)曲線時(shí)也十分簡(jiǎn)便。詳見(jiàn)第4章4.7節(jié)。

某音響系統(tǒng)放大電路的幅頻響應(yīng),所示幅頻響應(yīng)的中間一段是平坦的,即增益保持常數(shù)ωdB,稱為中頻區(qū)(也稱為通帶區(qū))。在⒛Hz和⒛kHz兩點(diǎn)增益分別下降3dB,而在低于⒛Hz和高于⒛kHz的兩個(gè)區(qū)域,增益隨頻率遠(yuǎn)離這兩點(diǎn)而下降。在輸人信號(hào)幅值保持不變的條件下,增益下降3dB的頻率點(diǎn),其輸出功率約等于

中頻區(qū)輸出功率的一半,通常稱為半功率點(diǎn)。一般把幅頻響應(yīng)的高、低兩個(gè)半

功率點(diǎn)間的頻率差定義為放大電路的帶寬或通頻帶,即

Bw=fh-fl (1,5,8)

式中fh是頻率響應(yīng)的高端半功率點(diǎn),也稱為上限頻率,而尻則稱為下限頻率。由于通常有fl<<fh的關(guān)系,故有Bw≈fH。

有些放大電路的頻率響應(yīng),通頻帶一直延伸到直流,如圖1.5.5所示。可以認(rèn)為它是圖1.5.4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。現(xiàn)代模擬集成電路大多采用直接耦合的結(jié)構(gòu)。