幅频特性和相频特性的概念
一般称电路的频率与增益之间的关系为幅频特性(amplitude-frequencycharacteristic),而称频率与相移之间关系为相频特性(phase-frequencycharacteristic)。既然两个都是物理量的关系,所以幅频特性和相频特性应该能用两个类似图1-1所示的曲线进行描述。
图1-1幅频特性和相频特性
图1-1(a)中,描述的是幅频特性,其中横坐标是信号频率,纵坐标是以分贝为单位的电压增益。模电中定义当输入电路的信号使得电路的电压增益为-3dB时的信号频率称为截止频率,简称为(criticalfrequency/cutofffrequency/cornerfrequency),用符号fc来表示。在图1-1中的曲线中,其中的高、低截频率分别是20MHz和20Hz,另外,把高、低截频率覆盖范围称为电路的带宽(bandwidth)。
图1-1(b)中,描述的是相移特性,其中横坐标是信号频率,纵坐标是输出信号相对输入信号相位的变化,简称相移。比如相依曲线上的A点,对应频率为1KHz,相移约为-180°,说明输入信号Vin频率为1KHz时,输出信号Vout较输入信号Vin滞后180°,如图1-2所示。在图1-1(b)中还发现,在不同频率下,相移有比较大的变化,比如当输入信号的频率由小变大到10KHz左右时,相移从负数变成了正数,说明输出信号不再滞后于输入信号,而是提前于输入信号的相位。
图1-2相位偏移-180°
幅频特性和相频特性实例测量
相关电路如图2-1所示:
图2-1仿真电路图
打开仿真开关,并双击波特计XBP1,可打开如图2-2所示的观察窗口:
图2-2幅频特性曲线
图2-2中显示的就是整个电路2-1的幅频特性曲线,通过测试可得电路2-1的带宽为368.827mHz~87.798MHz。
图2-3是电路2-1的相频特性曲线:
图2-3相频特性曲线
通过测量,当输入信号的频率为176.125Hz时,相移为37.069°,说明如果在两级放大器上利用信号源输入约176Hz的正弦信号,将会在输出端到输出信号提前输入信号约为37°。
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