（本文摘譯自 Integrated publication 的 VIDEO AND RF AMPLIFIERS）
開始詳細研究 Video 和 RF 放大器之前，你可能需要多知道一點關於放大器的「頻率響應」 （Frequency response）和「頻率響應曲線」（frequency-response curves）。
放大器頻率響應 Amplifier frequency response
在上一章曾看到過放大器的頻率響應曲線。每一個放大器都有一個頻率響應曲線對應它。工程師使用頻率響應曲線，是因為它提供放大器在不同頻率表現的「圖像」（picture）。
你可能永遠都不需要畫一條頻率響應曲線，不過，為了將來可能使用到它，你應該知道頻率響應曲線是怎麼畫出來的。
放大器在不同頻率下進行測試，在每一個測試頻率，輸入信號被預設在某一個電壓（或電流）準位。對所有的輸入信號而言，這個相同的電壓（或電流）準位，被用來提供一個標準輸入，讓每一個受測頻率的電路輸出得以評估。每一個頻率，量得一個輸出標記在圖上，圖形的橫座標為頻率，縱座標為「電壓」或「電流」。 當所有受測頻率的點都描繪上去時， 全部連結起來就形成一條「頻率響應曲線」了。曲線的形狀代表一個放大器的「頻率響應」。
有些放大器應該「平坦」地橫跨一頻帶（frequency band）範圍。換句話說，在此頻帶中的每一個頻率，放大器的增益都應該一樣（相同響應），頻帶之外的頻率，放大器增益就低的多了。
不同放大器，對頻率響應的需求不一樣。例如，也許需要放大器在兩個頻率有高增益，而其他頻率都是低增益的狀況，這類型放大器的頻率響應曲線，就應該會秀出兩個「高峰」。其他放大器，頻率響應曲線會有一個高峰顯示在某個頻率有高增益，其他頻率為低增益。
注意圖 2-1 的頻率響應曲線。
這是在前一章出現過的音頻放大器頻率響應曲線，它從 15Hz 到 20kHz 是「平坦」的。
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| Figure 2-1. - Frequency response curve of audio amplifier. |
注意圖中頻率的下限標示為 f1，上限標示為 f2。同時，在其中的部份註記為「頻寬」（BANDWIDTH）。你可能覺得好奇，「頻寬」（BANDWIDTH）是什麼？
放大器的頻寬 BANDWIDTH OF AN AMPLIFIER
頻寬代表頻率的量化「寬度」，或者放大器最有效益的放大「頻帶」（band of frequencies）範圍。然而，頻寬（bandwidth）並不等於被放大的頻帶（band of frequencies）範圍。放大器的頻寬（BW）是頻率上、下限之間的差。例如，一個放大器的頻帶可能從 10 kHz 到 30 kHz。
以這個例子來說，它的頻寬為 20 kHz。換個例子，如果一個放大器被設計用來放大 15 Hz 到 20 kHz 的頻率，它的頻寬將會是 20 kHz 減 15 Hz，等於 19,985 Hz。如圖 2-1 所示。
數學式子：
頻率響應曲線呈現輸出電壓（或電流）對頻率的關係。上限與下限頻率，也稱半功率點（HALF-POWER POINTS）。在該點，電壓（或電流）為最大輸出電壓（或電流）的 70.7%。任何產生小於最大輸出電壓（或電流）70.7% 的頻率，都落在「頻寬」之外，在大部分情況下，不被認為是放大器的可用輸出。
之所以被稱為「半功率點（half-power points）」的原因是，當輸出為最大電壓（或電流）的 70.7%時，真實的輸出功率將為最大實質輸出功率的一半（50%）。
a.c.電路的實質功率，是用電路的電阻（R），而不是用阻抗（Z）計算。假如一個電路跨在 50ohm 負載上，產生的最大輸出電壓為 10 volts，那麼：
當輸出電壓掉到 70.7% 時：
你可以看到，實質功率為最大值的 50%。如果以輸出電流來看，最大電流為
計算式：
在輸出電流的 70.7% 時（1.4A）：
圖 2-1，標示 f1 和 f2 的兩個點，可以讓你決定放大器頻率響應的極限（limits）。這個案例中，下、上限分別為 15 Hz 和 20 kHz。現在你應該明白，「頻率響應曲線」如何決定頻率極限與放大器的頻寬了。
閱讀頻率響應曲線 READING AMPLIFIER FREQUENCY-RESPONSE CURVES
圖 2-2 有四個不同的放大器頻率響應曲線。A 圖的曲線與圖 2-1是一樣的。B 圖雖然從 15Hz 到 20kHz 的曲線並不「平坦」，而且也沒有從頻率極限急遽掉落，不過還是被歸類為音頻放大器的頻率響應曲線。從曲線上看，下限頻率為 100Hz，上限頻率為 10kHz，因此這個放大器的頻寬為9900Hz。如果沒有對電路做任何頻率響應的特性修正，大部分放大器的頻率響應曲線都類似 B 圖形狀。（影響頻率響應的因素，與修正的方法稍後會提到。）
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| Figure 2 -2A . - Frequency response curves. |
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| Figure 2-2B. - Frequency response curves. |
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| Figure 2 -2C . - Frequency response curves. |
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| Figure 2-2D. - Frequency response curves. |
現在看 C 圖，這是 RF 放大器的頻率響應曲線。頻率極限為 100 kHz (f1)和 1 MHz (f2)，因此放大器的頻寬為 900 kHz。
圖 D 顯示另一種放大器。這次的頻率極限分別是 30 Hz (f1)與 200 Hz (f2)，放大器的頻寬只有 170 Hz。重點是圖 D 的頻率計量刻度與其他圖的不一樣。任何頻率計量刻度都可以用在頻率響應曲線上，端視哪一種最能彰顯特定放大器的頻率響應曲線。
Q.1 What is the bandwidth of an amplifier?
Q.2 What are the upper and lower frequency limits of an amplifier?
Q.3 What are the upper and lower frequency limits and the bandwidth for the
amplifiers that have frequency-response curves as shown in figure 2-3?
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| Figure 2 -3A . - Frequency-response curves for Q3. |
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| Figure 2-3B. - Frequency-response curves for Q3. |
影響因素 FACTORS AFFECTING Frequency response OF AN AMPLIFIER
你應該記得 a.c. 電路的頻率響應受限於電路中的抗性因素（電容值與電感值）。這起因於電容抗與電感抗會隨著頻率而變化。換句話說，電抗的值，一部分被頻率所決定。記著這個公式：
假如忽略放大裝置（電晶體，電子管等）， 而且放大器如果只由電阻器做成， 那麼頻率響應應該沒有頻率的限制。 也就是說，一個完全電阻性的電路沒有頻率的限制。然而實際上沒有全電阻性的電路存在，因為電路元件始終帶有或多或少的電抗。 除了其他電路元件的電抗以外，大部分放大器都採用 RC 耦合， 這表示電容器被使用在信號進、出電路中。 電路的接線當中， 也含有一些電容（值）和電感（值）。結果是整個電路全部都具有電抗性。
圖 2-4 呈現接線中的「幽靈」電容器與電感器的電容（值）和電感（值），而電容抗(XC)與電感抗(XL)以「幽靈」可變電阻器代表。圖 A 為低頻輸入信號電路，圖 B 為高頻輸入信號電路。
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| Figure 2 -4A . - Amplifiers showing reactive elements and reactance. |
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| Figure 2-4B. - Amplifiers showing reactive elements and reactance. |
實際的電路元件為：C1、C2、C3、R1、R2、R3 以及 Q1。
C1 耦合輸入信號
R1 發展輸入信號
R2 射極電阻器，用來提供適當偏壓與溫度穩定性
C2 R2 的反耦合電容器
R3 發展輸出信號
C3 耦合輸出信號到下一級
Q1 放大裝置
代表接線電容（值）與電感（值）的幽靈電路元件為：L1、L2、C 4C 和 C5。
L1 輸入接線的電感（值）
L2 輸出接線的電感（值）
C4 輸入接線的電容（值）
L2 輸出接線的電容（值）
A 圖為低頻輸入信號電路，因為電容抗與電感抗的公式為
如果頻率低，電容抗就會高，而電感抗會低，這由代表電抗的可變電阻器擺放的位置來呈現。 XL1 和 XL2 是低的，它們不會使輸入與輸出信號「掉」太多。 XC4 和 XC5 是高的，它們傾向「阻擋」輸入與輸出信號，使它們遠離電源供應（VBB and VCC）。注意輸出信號振幅大於輸入信號。
B 圖，輸入是高頻信號。現在 XC 是低的而 XL 是高的。 XL1 與 XL2 會擋掉一些輸入與輸出信號，而同時 XC4 與 XC5 傾向「短路」或「通過」輸入和輸出信號到 signal ground。綜合效應就是輸入與輸出信號都減少了，注意輸出信號的振幅小於輸入信號。
由上可以看到接線的電容（值）與電感（值）是如何影響放大器，讓輸出在高頻輸入信號的時候小於低頻輸入信號。
除了其他元件，放大裝置（電晶體或電子管）本身，在高頻的反應與在低頻時不同。電晶體和電子管會有極間電容（值）（interelectrode capacitance）。圖 2-5 顯示電晶體的極間電容（值）和它影響高、低頻信號的方式。
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| Figure 2-5. - Interelectrode capacitance of a transistor. |
A 圖 極間電容（值）以幽靈電容器顯示。CEB 代表射-基間電容（值），CBC 代表基-集間電容（值）。
為了簡化，圖 B、C 中，以可變電阻器R1（for CEB）與R2（for CBC），代替這些電容器的電容抗。圖 B 顯示電抗在低頻輸入信號時變高。此時來自電晶體的電抗影響極微。
電晶體放大輸入信號如圖 B。然而，當輸入信號是高頻的時候，像圖 C，事情就不太一樣了。電容抗變小（如圖，藉由可變電阻器的設定來顯示）。此時，電晶體的基極在輸入信號的正半周越趨於「正」（positive），射極（透過 R1）會感受到很大的這個正信號。
如果基極與射極兩者同時皆趨於「正」（positive），在射-基間的偏壓不會有變化，電晶體的傳導也不會有改變。當然射-基偏壓確實會有小量變化，不過不會像在高電容抗時（低頻）那麼多。當集極電路產生輸出信號，部份的信號會經由 R2 回授到基極，因為集極信號與基極信號呈 180° 相位差，這使基極趨於「負」（negative）。
這個效應進一步降低射-基偏壓，和電晶體的傳導。在輸入信號的第二半周，雖然極性相反，同樣效應還是發生。整體效應就是削弱電晶體的增益，呈現較小的輸出信號。放大器在高頻時的增益下降，是極間電容（值）（interelectrode capacitance）所致。（有些特殊的案例，極間電容（值）產生的回授信號與基極信號同相。然而，大多數情形，極間電容（值）產生的回授信號是衰減性的，而且與基極信號有 180° 的相位差，就如同上面解說的。）
Q.5 What type of feedback is usually caused by interelectrode capacitance?
Q.6 What happens to capacitive reactance as frequency increases?
Q.7 What happens to inductive reactance as frequency increases?
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