黄丽亚编模电 习题答案

学院姓名班级学号-43-第第第第4章章章章放大电路的频率响应放大电路的频率响应放大电路的频率响应放大电路的频率响应4.1知识要点知识要点知识要点知识要点一、频率响应的概念二、放大电路的低频、中频和高频等效电路三、晶体管的频率参数四、波特图4.2重点与难点重点与难点重点与难点重点与难点一、放大电路频率响应和相频失真的概念二、放大电路的低频、中频和高频等效电路，电抗原件对各频段的影响三、晶体管频率参数：共射极截止频率、特征频率、共基极截止频率四、共射电路频率响应特性、上限截止频率产生的原因五、单管放大电路频率响应的分析六、波特图的概念学院姓名班级学号-44-4.3思考思考题思考题思考题4.3.1填空。在阻容耦合放大电路中，当输入信号频率下降到下限截止频率时，放大倍数的幅值uA&下降到中频放大倍数muA&的________倍，或者说下降了________dB。此时，放大倍数的相位与中频时相比，附加相移约为_______度；而放大电路的输入信号频率升高到上限截止频率时，放大倍数幅值uA&则下降到中频放大倍数的________倍，或者说下降了________dB。此时，放大倍数的相位与中频时相比，附加相移约为________度。4.3.2填空。已知某单管放大电路，其中频电压放大倍数muA&＝100，上限截止频率为1MHz。则当输入信号频率等于1MHz时，该放大电路的电压增益为_________dB；当信号频率等于10MHz时，该电路的电压增益约为_________dB，折合电压放大倍数约为_________倍。4.3.3填空。已知某放大电路的电压放大倍数的复数达式为：++−=61011001100100fjfjfjAu&（式中f的单位为Hz）则该放大电路的中频增益为________dB，中频段输出电压和输入电压相位差为_______度，上限截止频率为_______Hz，下限截止频率为________Hz。4.3.4由两个频率特性相同的单级直接耦合放大电路组成的两级放大电路的上限截止频率____，下限截止频率____。A、变高，B、变低，C、不变4.3.5在双极型晶体管三种基本接法中，高频响应特性最好的是______，最差的是____。A、共射接法，B、共集接法，C、共基接法4.3.6已知题图（a）所示电路的幅频响应特性如题图（b）所示。影响fL大小的因素是____，影响fH大小的因素是____。试选择正确答案，用A、B或C填空。A、晶体管极间电容，B、晶体管的非线性特性，C、耦合电容4.3.7在阻容耦合放大电路中，电路的上限截止频率主要取决于____，下限截止频率取决于____。A、耦合电容，B、晶体管的极间电容，C、晶体管的非线性特性4.3.8在阻容耦合放大电路中，耦合电容的大小将影响____，线路分布电容的大小将影响_____，晶体管的极间电容的大小将影响____。试选择正确答案填空（A、上限截止频率的高低，B、下限截止频率的高低）。4.3.9某放大电路电压放大倍数uA&的折线近似幅频特性如题图所示。则中频电压放大倍数muA&为____（A、60，B、1000，C、3）倍，下限截止频率为____（A、1Hz，B、10Hz，C、100Hz），上限截止频率为____（A、10kHz，B、100kHz，C、1000kHz）。当信号频率恰好等于上限截止频率或下限截止频率时，该电路的实际电压增益约为____（A、60dB，B、－3dB，C、57dB)。01101021031041051062040f/Hz60.Au20lg/dB.4.3.10由上限截止频率为1.5MHz、下限截止频率为100Hz的两个相同的单级放大电路组成一个两级放大电路。这个两级放大电路的上限截止频率约为____（A、1MHz，B、1.5MHz，C、2MHz），下限截止频率约为____（A、70Hz，B、100Hz，C、150Hz）。学院姓名班级学号-45-4.3.11已知两个单管放大电路A和B的上、下限截止频率分别为fHA=1MHz，fLA=10Hz和fHB=10MHz，fLB=100Hz。若把A和B连接成一个两级放大电路，则这个两级放大电路的上、下限截止频率分别为fH≈____（A、10MHz，B、5MHz，C、1MHz，D、0.5MHz），fL≈____（A、500Hz，B、100Hz，C、50Hz，D、10Hz）。4.3.12由两个频率特性相同的单级阻容耦合放大电路组成的两级放大电路的上限截止频率____，下限截止频率____。A、变高，B、变低，C、基本不变4.3.13在某放大电路存在频率失真但无非线性失真情况下，当输入为正弦信号时，输出信号____(A、仍为正弦，并且与输入同频率，B、仍为正弦，但频率与输入不同，C、为非正弦）；当输入为方波信号时，输出信号____(A、仍为方波，并且周期与输入相同，B、仍为方波，但周期与输入不同，C、波形发生失真）。4.3.14在题图所示电路中，晶体管β=100，rbe=3.3kΩ。经分析可知，放大电路的中频电压放大倍数muA&约为____（A、50，B、100，C、200），下限截止频率Lf约为____（A、1，B、10，C、100）Hz。；当iU=7mV，f=Lf时，oU约为____（A、0.1，B、0.7，C、1，D、1.4）V，且当输入信号频率Lff=时，输出电压与输入电压相位差约为____（A、45°，B、－45°，C、－135°，D、－225°）。RbRc+VCCC2C11MΩ6.8kΩ4.7µF(+9V)4.7µFuiuo4.3.15在题图所示电路中，已知场效应管的Sgm3m=。该放大电路的中频电压放大倍数muA&为_____（A、10，B、20，C、30），下限截止频率Lf约为____Hz（A、10，B、50，C、100）；当输入信号频率Lff=时，输出电压与输入电压相位差为____（A、45°，B、－45°，C、－135°，D、－225°）；当电路中的gR减小后，放大电路的中频电压放大倍数muA&、上限截止频率Hf和下限截止频率Lf将分别____、____、____（A、增大，B、减小，C、基本不变）。CRLRgRdVGG+VDD1MΩ10kΩ20kΩ(+12V)0.1µFuoui4.3.16当一个正弦电压加到某同相放大电路的输入端，若该放大电路存在频率失真，则输出电压的波形____(A、仍为正弦波，B、为非正弦波），输出电压的频率____(A、与输入相同，B、与输入不相同），输出电压的相位____(A、与输入相同，B、与输入不相同）。4.3.17当某阻容耦合放大电路输入一个方波信号时，输出电压波形如题图所示，说明该电路出现了__________；（A、非线性失真，B、频率失真），造成这种失真的原因主要是__________（A、晶体管β过小，B、晶体管的特征频率太低，C、耦合电容太小，D、静态工作点不合适）。OOuouitt4.3.18填空。已知某晶体管的MHz300T=f，并在f＝1kHz时，测得β＝100，则该晶体管的=βf________；另一个晶体管的βf已知为2MHz，并在f＝10MHz时，测得β＝20，则该晶体管的Tf=________，低频β=________。学院姓名班级学号-46-4.3.19填空。当阻容耦合放大电路的输入信号频率下降到下限截止频率时，放大倍数的幅值下降到中频放大倍数的________倍，即下降了________dB；放大倍数的相位与中频时相比，附加相移约为________度。4.3.20填空。上限截止频率为1MHz的两个相同的单级放大电路连接成一个两级放大电路，这个两级放大电路在信号频率为1MHz时，放大倍数的幅值下降到中频放大倍数的_______倍，即下降了_______dB，放大倍数的相位与中频时相比，附加相移约为_______度。4.3.21填空。某放大电路的幅频特性如题图所示。该放大电路的中频电压放大倍数muA&约为_______，上限截止频率fH约为_______Hz，下限截止频率fL约为_______Hz。010102103104105106f/Hz4020.Au20lg/dB1071.4.3.22填空。已知某同相放大电路的对数幅频特性如题图所示。当信号频率f=1kHz时，uA&的相位角φ约为_________；当f＝10Hz时，φ约为_________；当f＝1MHz时，φ约为_________。0110102103104105106f/Hz4020.Au20lg/dB0.1答案答案答案答案：：：：4.3.10.7；3；45；0.7；3；－454.3.237;20;104.3.340;－180（或180）;106;1004.3.4B|C4.3.5C|A4.3.6C|A4.3.7B|A4.3.8B|A|A4.3.9B|B|B|C4.3.10A|C4.3.11C|B4.3.12B|A4.3.13A|C4.3.14C|B|C|C4.3.15B|B|C|C|A|C4.3.16A|A|B4.3.17B|B4.3.183MHz|200MHz|1004.3.192/1（或0.7）；3；454.3.200.5；6；－904.3.21100；106；1004.3.220o；45o；－90o学院姓名班级学号-47-4.4习题习题习题习题4.4.1已知某放大器的幅频特性如题图所示。题4.4.1图（1）分析该放大器的中频增益AuI、上限频率fH和下限频率fL、通频带BW；（2）当()()()()mV10π2sin20mV10π4sin1046ittu×+×=和()()()()mV10π2sin20mV5π2sin104ittu×+×=时，输出信号有无失真？是何种性质的失真？分别说明之。解：(1)由题图4.1可得：中频增益为40dB，即100倍，fH=106Hz,fL=10Hz（在fH和fL处，增益比中频增益下降30dB），HzBW66101010≈−=。(2)当()()()()mVtsinmVtsinui461022010410×+⋅=pipi时，其中f=104Hz的频率在中频段，而Hzf6102×=的频率在高频段，可见输出信号要产生失真，即高频失真。当()()()()mVtsinmVtsinui4102205210×+⋅=pipi时，f=5Hz的频率在低频段，f=104Hz的频率在中频段，所以输出要产生失真，即低频失真。4.4.2某一放大器的中频增益为AuI=40dB，上限频率为fH=2MHz，下限频率fL=100Hz，输出不失真的动态范围为Uopp=10V。输入下列信号时会产生什么失真？（1）ui(t)=0.1sin(2π×104t)(V)；（2）ui(t)=10sin(2π×3×106t)(mV)；（3）ui(t)=10sin(2π×400t)+10sin(2π×106t)(mV)；（4）ui(t)=10sin(2π×10t)+10sin(2π×5×104t)(mV)；（5）ui(t)=10sin(2π×103t)+10sin(2π×107t)(mV)。解：（1）输入信号为单一频率正弦波，所以不存在频率失真问题。但由于输入信号幅度较大（为0.1V）,经100倍的放大后峰峰值为0.1×2×100＝20V，已大大超过输出不失真动态范围（UOPP=10V）,故输出信号将产生严重的非线性失真（波形出现限幅状态）。（2）输入信号为单一频率正弦波，虽然处于高频区，但也不存在频率失真问题。又因为信号幅度较小，为10mV,经放大后峰峰值为100×2×10＝2V，故也不出现非线性失真。(3)输入信号两个频率分量分别为10Hz及1MHz，均处于放大器的中频区，不会产生频率失真，又因为信号幅度较小（10mV）,故也不会出现非线性失真。（4）输入信号两个频率分量分别为10Hz及50KHz，一个处于低频区，而另一个处于中频区，故经放大后会出现低频频率失真，又因为信号幅度小，叠加后放大器也未超过线性动态范围，所以不会有非线性失真。（5）输入信号两个频率分量分别为1KHz和10MHz，一个处于中频区，而另一个处于高频区，故信号经放大后会出现高频频率失真。同样，由于输入幅度小。不会出现非线性频率失真。解解解解：：：：解解解解：：：：学院姓名班级学号-48-4.4.3某晶体管在ICQ=2mA，UCEQ=5V时，,100=βMHz250T=f，pF4cb'=C，Ω=150bb'r，UA=−100V。试计算该管的高频混合π型参数，并画出高频混合π型模型。解解解解：：：：混合参数的计算：Ω==13226ermS.rgem92761==()Ω=+=k.rree'b311001，Ω===kIUrCQAce502100pFrfCeTe'b49131025021216=×××==pipi混合π型模型如题下图所示。4.4.4电路如题图所示。已知晶体管的Ω=10er，Ω=′100bbr，∞=cer，100=β，pF100eb=′C，pF3cb=′C（1）试画出电路的高频等效电路；（2）利用密勒定理近似求上限频率fH。题4.4.4图解（1）高频等效电路如下图所示：mSrgkrremeeb1001,1'==Ω==β（2）利用密勒近似，将Cb’c折算到输入端，即()()()MHz...CRfk.rRRrRpFCCCpFCRRgCi'SH'bbSBe'b'Se'bMie'bLCmM790104031050286121504033031123≈××××==Ω=+==+==+=−pi解解解解：：：：学院姓名班级学号-49-4.4.5已知某电路的幅频特性如题图所示，试问：（1）该电路的耦合方式；（2）该电路由几级放大电路组成；（3）当f=104Hz和f=105Hz时，附加相移分别为多少？f/Hz101102104105103604020020lg||/dBuA&解解解解：：：：(1)因为下限截止频率为0，所以电路为直接耦合电路；（2）因为在高频段幅频特性为-60dB/十倍频程，所以为3级放大电路。（3）当f=104Hz时,附加相移为-135o；当f=105Hz时,附加相移为-270o。4.4.6已知一个两级放大电路各级电压放大倍数分别为（1）写出该放大电路的表达式；（2）求出该电路的fL和fH各约为多少；（3）画出该电路的波特图。解解解解：：：：（1）电压放大电路的表达式:10j150j14j15025221+++−==ffffAAAuuu&&&（2）fL≈50Hz,kHzffHH3.641021.1115≈×≈，(3)根据电压放大倍数表达式可知,中频增益为104，即80dB。波特图如图所示。++−==++−==52o25o1110j150j1j210j14j1j25fffUUAfffUUAiuiu&&&&&&题4.4.5图学院姓名班级学号-50-4.4.7电路如题图所示。试定性分析下列问题，并简述理由。（1）哪一个电容决定电路的下限频率；（2）若VT1和VT2静态时发射极电流相等，且rbb’和Ci相等，则哪一级的上限频率低。VCCC2C1R1R2R3R5Rsus12uoRb2Rb2Ce题图4.4.7解解解解：：：：（1）决定电路下限频率的是Ce，因为它所在回路的等效电阻最小。（2）因为R2//R3//R4>R1//RS,Ci2所在回路的时间常数大于Ci1所在回路的时间常数，所以第二级的上限频率低。4.4.8某反相放大电路的折线近似幅频特性如题图所示。（1）写出复数电压放大倍数uA&的表达式；（2）画出该放大电路的相频特性曲线（用折线近似）。解解解解：：：：（1）++−=510j110j110j100fffAu&（f的单位为Hz）（2）110102103104105106f/Hz°90°270°180φ4.4.9某阻容耦合多级放大电路的折线近似幅频特性如题图所示，试问：（1）该电路包含几级阻容耦合电路？（2）每级的上、下限截止频率各为多少？（3）这个多级放大电路的上、下限截止频率分别为多少？010102103104105106f/Hz4020.Au20lg/dB1071解解解解：：：：（1）两级（2）Hz106H2H1==ff10Hz=L1f，100Hz=L2f100Hz=Lf题4.4.8图题4.4.9图学院姓名班级学号-51-Hz106.43111.1152H22H1H×≈+≈fff或2H1mHj11+=ffAAuu&&21j112H1HmH=+=ffAAuu&&解得Hz1044.612=5H1H×≈⋅−ff4.4.10在题图所示电路中，已知两个晶体管的β和ber相同，1β=2β=50，be1r=be2r=2kΩ。（1）定性分析C1、C2、C3中哪一个电容对放大电路的下限截止频率fL起决定性作用？（简要说明理由）（2）估算该放大电路suA&(oU&/sU&)的下限截止频率fL。+VCCC2C1750kΩ6.8kΩ10µF(+12V)10µFC310µFRb1Rc1Rb2300kΩRs1kΩRe29.1kΩVT1VT2uous解解解解：：：：（1）因为负载开路，所以C3构成的回路时间常数为∞；VT2管为共集电路，输入电阻Ri2很大，因此C2与Ri2构成的回路时间常数也较大；VT1为共射电路，输入电阻Ri1较小，信号源内阻Rs又不大，所以C1构成的回路时间常数最小，对整个放大电路的fL起决定作用。（2）Hz3.5)//+(π211b1be1sL1L≈=≈CRrRff4.4.11某放大电路的电压放大倍数复数表达式为：+++−=652210110110110fjfjfjfAu&，式中f的单位为Hz。画出该放大电路的波特图（包括幅频特性和相频特性，标明转折点坐标值）。°1800110102103104105106f/Hz1074020.Au20lg/dB60110102103104105106f/Hz107°180°135φ°45°0题4.4.10图解解解解：：：：学院姓名班级学号-52-4.4.12某放大电路频率响应特性如题图所示，写出该放大电路电压放大倍数uA&的复数表达式。01105106f/Hz1074020.Au20lg/dB10102103104110102103104105106f/Hz107°180°270°45φ°0°13510j1100j110j1100j10j1006+++−=fffffAu&+++=6210j1100j110j11.0ffff4.4.13两级放大电路各级的波特图均如题图所示，试画出整个电路的波特图。解解解解：：：：级联后的放大电路中频增益为60dB，频率小于10Hz时，斜率为+40dB/十倍频程,频率大于105Hz时斜率为-40dB/十倍频程。波特图如图示。题4.4.12图题4.4.13图解解解解：：：：