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【群友和我的问题】关于《你好,放大器》里公式的疑问以及杨老师的答疑

 新用户0118F7lQ 2023-12-27 发布于山东
最近群友一起讨论了一个问题,是有关《你好,放大器》书里的一个公式,想也没有想明白,所以前天写了一封邮件咨询一下作者杨建国老师,今天收到了杨老师的解惑,非常激动!!感谢杨老师!!记录一下杨老师对于这个问题的答疑,与各位同好一起分享!
那么就一起看一下这个问题吧,下图节选自《你好,放大器》第五章:
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群友和我的疑问
群友和我的疑问在于,认为该同相比例放大器的这个fl2高通公式不止和电阻RG相关,这个公式可能还与电阻RF相关。
然后用仿真进行了论证,仿真如下,图为同相比例放大器,高频放大倍数为2倍,通带增益为6db:
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如果按照公式计算,截止频率应该为1/(2*PI*159*1*10^(-6)) ≈ 1000 Hz
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但是实际仿真计算出在1000Hz的时候增益为4db衰减了2db相比通带),所以1000Hz并不是这个电路的截止频率
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杨老师的答疑:
原文中说到“也可以理解为截止频率”,其实它不是截止频率。写出传函就知道,这不是一个标准的高通滤波器,而是一个两段式结构:低频时增益为1倍,高频时增益为1+RF/RG倍。对于两段式结构,数学上没有也不可能给出完美的截止频率定义,因为有可能1+RF/RG小于1.414,那么就找不到-3dB点。
但是,当频率改变使得容抗等于RG时,两者串联阻抗为1.414倍的RG,这显然是一个关键频率点,说明此时RG串联电容已经与高频时的阻抗(即RG)完全不同,不可视电容为短路了。或者说此时增益一定发生明显变化了,增益曲线已经不再平坦了
要求这个频率(即fl2)远小于标准高通截止频率fl1时,这个不平坦被淹没在高频下降区域内,就无需考虑它了
对答疑的理解:
确实是有可能1+RF/RG是小于1.414的可能性的,那么在这种可能性里,就不会存在-3db点,但是在这种情况下,仍然是存在通带到阻带这个不平坦的频段的。就如下图仿真,通带增益为2.278db,那么这个是一定不会存在-3db这个频点的。所以fl2只是作为一个参考,去衡量这个通带不再平坦的频率。
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电路应用启示:
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这个应用电路因为是放大交流信号且是单电源供电,所以加了偏置(防止交流量负半轴削波),但是不想放大这个直流偏置,所以用C2去使直流的增益为1(即不放大直流分量,对直流分量而言等同于电压跟随器),但是C2的存在引入了一个“高通滤波器”,所以为了防止造成对输入的交流信号造成不必要的衰减,需要考虑到这个fl2,让fl2截止频率远小于输入信号频率,且远小于fl1。
再次感谢杨老师百忙之中为我们解惑!!

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