從放大器失調(diào)電壓、偏置電流、共模抑制比,電源抑制比到開環(huán)增益,在直流或者低頻率范圍內(nèi),影響放大器信號(hào)調(diào)理的參數(shù)已經(jīng)介紹完成。期間沒有單獨(dú)介紹基礎(chǔ)理論,默認(rèn)諸位工程師已經(jīng)掌握同相、反相等基礎(chǔ)放大電路,“虛短、虛斷”等放大器基礎(chǔ)特性,以及基爾霍夫、諾頓等電路分析基礎(chǔ)。但是在介紹增益帶寬積、相位裕度與增益裕度,輸入阻抗特性、輸出阻抗特性、容性負(fù)載驅(qū)動(dòng)能力等參數(shù)之前,筆者考慮再三決定增加本篇內(nèi)容,回顧分析這些參數(shù)的方式——波特圖。以及極點(diǎn)與零點(diǎn)在波特圖中的性質(zhì)。后續(xù)相關(guān)參數(shù)的解析中將直接使用本篇內(nèi)容的零點(diǎn)、極點(diǎn)的特性。
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交流信號(hào)處理電路中,信號(hào)的頻率范圍較寬,從赫茲級(jí)到千赫茲,甚至兆赫茲級(jí),信號(hào)增益涵蓋幾十倍到千、萬倍。此時(shí)常常使用波特圖縮短坐標(biāo)擴(kuò)大視野,方便數(shù)據(jù)分析。波特圖由幅頻波特圖、相頻波特圖兩部分組成。幅頻波特圖表示電壓增益隨頻率的變化情況,其中 Y 軸為電壓增益的對(duì)數(shù)形式(20lgG),X 軸為頻率或者頻率的對(duì)數(shù)形式 lgf。相頻波特圖是相位(θ)隨頻率的變化情況。Y 軸是相位,X 軸為頻率。
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以直流增益為 100dB 的單極點(diǎn)系統(tǒng)為例,幅頻波特圖如圖 2.89(a),X 軸是 Hz 為單位的頻率,Y 軸是以 dB 為單位的增益。信號(hào)頻率小于 100Hz 時(shí),電路增益為常數(shù) 100dB,信號(hào)頻率高于 100Hz 時(shí),電路增益隨信號(hào)頻率增加而下降,速度為 -20dB/ 十倍頻,或者 -6dB/ 倍頻。在 100Hz 處電壓增益出現(xiàn)轉(zhuǎn)折該處稱為極點(diǎn)。極點(diǎn)處的增益下降 3dB。
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圖 2.89 100dB 增益單極點(diǎn)系統(tǒng)波特圖示例
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如圖 2.89(b),相頻波特圖:X 軸是以 Hz 為單位的頻率,Y 軸是以度為單位的相位。初始相位是 0°,極點(diǎn) fp 處的相位是 -45°。在 0.1 倍 fp 至 10 倍 fp 范圍內(nèi),相位從 -5.7°變?yōu)?-84.3°,變化速度為 -45°/ 十倍頻。頻率高于 10KHz 的相位是 -90°
評(píng)論
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