放大器中幅频特性和相频特性

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°。