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利用一個三極管設計放大信號處理電路

出處:電子市場 發(fā)布于:2016-11-21 14:19:17 | 1986 次閱讀

    一個三極管設計放大信號處理電路的流程
   

    1、確定被處理信號的屬性
    你要處理這個信號,必須知道被處理的是什么信號。這是處理信號的步。你能夠了解的屬性越多越好。包括,這個信號的頻率,信號的輸出伏安特性(輸出電阻),信號的空載輸出等等。這里不得不提出,在很多描述三極管應用的教程中,都把輸入信號默認為理想信號了。要么是理想的小電壓信號,要么是理想的小電流信號。在實際應用中,所有的電信號都是由實際設備輸出的。比如,是從一個振諧電路輸出的(LC回路,收音機等等),或者是從上三極管輸出的(很多模擬信號處理芯片的輸出)。這些設備輸出的信號都具有這個設備的“脾氣”。所以,現(xiàn)實中的信號處理電路設計,步就是盡可能多的去收集被處理信號的信息。
    那么問題就來了,要對被處理信號了解到什么程度呢?電信號是以電流或者電壓的形式表現(xiàn)出來的。如果我們把被處理信號短路,很多情況下就會影響信號生成電路的內部工作環(huán)境。使信號不被正常的產(chǎn)生了。事實上很多情況下,我們都希望測試信號的回路不要去影響產(chǎn)生信號的內部回路。最理想的情況就是,完全不影響信號生成的內部回路。怎么做到不影響?那就是保持輸出信號開路。。。(這不是廢話?)。實際情況是,我們不可能做到不影響信號內部回路,我們只能做到影響“盡可能的小”。如何做到盡可能的小?那就是加大輸入信號之間的電阻,輸入信號之間開路就等效于他們之間連接一個無窮大的電阻。可是如果被處理信號之間的電阻太大,會使信號的電流過小,從而增加信號放大的難度。這就是為什么我們要了解被處理信號的“脾氣”。為了不影響信號的發(fā)生,我們需要把放大電路的輸入電阻設計得盡可能大。而為了減少放大電路的負擔,我們需要把輸入電阻盡可能的小。這兩句話,其實不矛盾。
    總結起來就是:用三極管設計放大電路時,我們需要放大電路的輸入電阻在盡可能少地影響信號發(fā)生的情況下,盡可能的小。
    要達到這一步,就必須了解信號輸出設備的性能。或者說,信號發(fā)生器的輸出電阻。因此用三極管設計放大電路,步是:
    根據(jù)信號的發(fā)生設備,計算出放大電路需要配備的合適輸入阻抗。
    2、根據(jù)目標信號放大倍數(shù)和頻率,選定合適的三極管
    三極管的數(shù)據(jù)手冊里一般都會有自己的幅頻特性圖。有的三極管是不適應非常高頻信號的,它們對于這個信號衰減太大,起不到放大作用。用于放大功能的三極管必須選擇合適的型號。根據(jù)具體需求,看是否需要雙級放大(達林頓管),或者更多。
    3、根據(jù)信號的輸入電流,配置好電路的靜態(tài)回路
    在步中,我們已經(jīng)為電路配備好了輸入電阻。那么接下來,就需要在此基礎上為這個信號配置一個穩(wěn)定的靜態(tài)工作點(很多教程把這一步作為步了)。這里不做詳細說明了。因為網(wǎng)絡上的教材能夠把這一步的具體內容介紹得很清楚。有一點小竅門是,如果你知道小信號的輸入電流的振幅,那么只要滿足集電極的電流在相應振幅(aI)下,仍然能夠讓三極管的Vce電壓大于飽和電壓小于電壓(Vcc)就夠了。
    4、配置放大電路的輸出電阻
    信號處理完,終究是用于實際的。這是我們放大信號的初衷。有時候,我們想要的輸出是一個放大后的電壓信號,來供數(shù)模轉化模塊讀取。有時候,我們想要的輸出信號是一個電流來直接驅動一個喇叭。等等。在很多情況下,要使放大電路既滿足輸入信號的要求,還要滿足輸出信號的要求,都需要多級的三極管配合來處理。具體的處理方式就十分復雜了。市場上有各種各樣的集成芯片,都是做好了的現(xiàn)成三極管組合多級放大電路,由于應對常用的信號處理。如果信號比較特殊,那就需要獨立構建放大回路了。
    5、重復1、2、3、4步。
    這是要完成高質量放大電路的必要條件。有時候你按照步驟來設計電路,會發(fā)現(xiàn)為了滿足這個條件,而不得不去修改另外一個條件。很多情況下,只能采用權宜之計。因此,一個的電路,是一個的工程師重復設計,多次推演而設計出來的。這就是電路仿真軟件出現(xiàn)的意義。它們可以縮短重復實驗的時間,縮短設計周期。
    其實,以上的幾個步驟都可以對應到一個集成放大器芯片內部的輸入相,放大相和輸出相中。現(xiàn)代的實際應用中都會采用集成的放大器來處理信號。但是作為一個技術的愛好者,做一些事情不需要考慮實際意義。有時候是因為艱難,所以喜歡。
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