單元7-4-1-5 頻率響應 各種串級放大電路的頻 率響應特性

7-4-1-5 頻率響應　各種串級放大電路的頻率響應特性 頻率響應： 頻率響應是指將一個以恒電壓輸出的音頻信號與系統相連接時，音箱產生的聲壓隨頻率的變化而發生增大或衰減、相位隨頻率而發生變化的現象，這種聲壓和相位與頻率的相關聯的變化關系（變化量）稱為頻率響應，頻率響應範圍是最低有效聲音頻率到最高有效聲音頻率之間的範圍，單位為赫茲（Hz）。

7-4-1-5 頻率響應　各種串級放大電路的頻率響應特性 頻率響應的參數計算 AV AV(mid) 0.707AV(mid) BW(頻帶寬度) (低頻帶) (中頻帶) (高頻帶) f(HZ) fL fH -3dB 截止頻率：當電壓增益將降低為中頻段的0.707倍或 倍，此時的功率輸出為最大功率輸出（中頻段）的一半，此點的頻率稱為截止頻率，又稱為半功率點頻率或稱為-3dB點，以fL L或fH表示之。 fH：高頻截止頻率 fL：低頻截止頻率 頻帶寬度：高頻截止頻率與低頻截止頻率間的範圍，稱之為放大器工作頻率的寬度，簡稱頻帶寬度（Band Width），又稱為通帶（pass band），以BW表示之。 BW= fH - fL

RC直接耦合放大電路的頻率響應曲線 中帶的曲線平坦 AV 電晶體的極間電容與電路的雜散電容造成高頻的增益下降 AV(mid) 3dB 7-4-1-5 頻率響應　各種串級放大電路的頻率響應特性 RC直接耦合放大電路的頻率響應曲線 中帶的曲線平坦 AV 電晶體的極間電容與電路的雜散電容造成高頻的增益下降 AV(mid) 3dB BW(頻寬) 0.707AV(mid) 耦合電容與旁路電容造成低頻的增益下降 f(HZ) fL fH (低頻區) (中頻區) (高頻區)

RC耦合串級放大電路中元件對於頻率響應的影響 7-4-1-5 頻率響應　各種串級放大電路的頻率響應特性 RC耦合串級放大電路中元件對於頻率響應的影響 低頻段－在RC耦合放大電路中，影響低頻響應特性惡化的主要因素為耦合電容器CC，但射極旁路電容器CE1 、 CE2也會產生影響，因頻率降低將使它的電容抗增大，則射極電阻器RE將產生負回授作用，而使電壓增益下降。 高頻段－受到主動元件的極間電容，線路中雜散電容之影響，使其高頻響應受到限制，同時放大器增益也隨之往下降。 VCC VCC Cμ CC Vo Cμ CC Vo Vi CC Vi CC Co Co Ci Cμ Ci Cμ 電晶體得極間電容與雜散電容位置圖 電容於高頻近似短路

RC 耦合串級放大電路的頻率響應參數計算 低頻截止頻率fL 高頻截止頻率fH 頻帶寬度（Band Width；BW） BW= fH - fL 7-4-1-5 頻率響應　各種串級放大電路的頻率響應特性 RC 耦合串級放大電路的頻率響應參數計算 低頻截止頻率fL 低頻段響應小信號等效電路 高頻截止頻率fH 高頻段響應小信號等效電路 頻帶寬度（Band Width；BW） BW= fH - fL

直接耦合放大電路的頻率響應曲線 AV 0.707AV(mid) BW=fH (低頻區) (中頻區) fH (高頻區) 7-4-1-5 頻率響應　各種串級放大電路的頻率響應特性 直接耦合放大電路的頻率響應曲線 低頻帶與中頻帶的響應平坦良好 AV 電晶體的極間電容與電路的雜散電容造成高頻的增益下降 0.707AV(mid) BW=fH (低頻區) (中頻區) fH (高頻區)

直接耦合串級放大電路中元件對於頻率響應的影響 7-4-1-5 頻率響應　各種串級放大電路的頻率響應特性 直接耦合串級放大電路中元件對於頻率響應的影響 低頻段－因不用耦合電容器與射極旁路電容器，使得放大電路可放大直流信號，則低頻段與中頻段增益相同，不會使增益產生衰減現象。 高頻段－受到主動元件的極間電容，線路中雜散電容之影響，使其高頻響應受到限制，同時放大器增益也隨之往下降。 VCC VCC CC Cμ Vo CC Cμ Vo CC CC Vi Vi Co Co Ci Cμ Ci Cμ 電晶體得極間電容與雜散電容位置圖 電容於高頻近似短路

變壓器耦合串級放大電路的頻率響應曲線 曲線不平坦 AV 電晶體的極間電容與線圈間的雜散電容造成高頻的增益下降 AV(mid) 7-4-1-5 頻率響應　各種串級放大電路的頻率響應特性 變壓器耦合串級放大電路的頻率響應曲線 曲線不平坦 AV 電晶體的極間電容與線圈間的雜散電容造成高頻的增益下降 AV(mid) 0.707AV(mid) BW(頻寬) 低頻時，線圈電感抗變小，感應電壓減小，造成增益下降 f(HZ) fL fH (低頻區) (中頻區) (高頻區)

高頻段－受到變壓器內部線圈之分佈電容、主動元件的極間電容及線路中雜散電容之影響，使其高頻響應受到限制，同時放大器增益也隨之往下降。 7-4-1-5 頻率響應　各種串級放大電路的頻率響應特性 低頻段－必須考慮一次側線圈的電感量LP，它與反射負載電阻RL '是並聯的，如下圖所示為其交流等效電路。頻率愈低則電感抗愈小，輸出電流io隨之降低，而產生低頻衰減的現象。 高頻段－受到變壓器內部線圈之分佈電容、主動元件的極間電容及線路中雜散電容之影響，使其高頻響應受到限制，同時放大器增益也隨之往下降。 VCC VCC Vo CC CC Cμ Vo Cμ Vi CC Vi CC Co Co Ci Cμ Ci Cμ

三種串級放大電路頻率特性比較表 名稱 優 點 缺 點 RC耦合 1.中頻段的頻率響應良好。 2.受電磁感應小。 1.直流功率損耗大。 7-4-1-5 頻率響應　各種串級放大電路的頻率響應特性 三種串級放大電路頻率特性比較表 名稱 優 點 缺 點 RC耦合 1.中頻段的頻率響應良好。 2.受電磁感應小。 1.直流功率損耗大。 2.低頻段與高頻段響應皆 受到限制。 直接耦合 1.線路結構簡單。 2.頻率響應特性良好。 1.電路之穩定性差。 2.無法獲得最大功率轉移。 3.使用之零件數值要精確。 變壓器耦合 1.有較高的效率。 2.直流功率損耗少。 3.直流隔離效果良好。 1.頻率響應不佳。 2.易受交流電源磁場的干 擾。

7-4-1-5 頻率響應　各種串級放大電路的頻率響應特性 串級放大電路中，頻率響應特性將因串接的級數增加而惡化，如下圖所示。假設串級放大電路中每單一級放大電路的低頻截止頻率fL及高頻截止頻率fH都相同，則n級串接放大電路的低頻截止頻率fLn與高頻截止頻率fHn，如下式表示： 所以，在串級放大電路中，頻帶寬度將隨級數增加而變窄，即表示系統的低頻截止頻率fLn升高，而高頻截止頻率fHn降低，若串級放大電路要有較寬的頻帶寬度時，則其每一個單級放大電路，必須具備更寬的頻帶寬度。