一個三極體設計放大信號處理電路的流程

2021-01-08 電子產品世界

  一個三極體設計放大信號處理電路的流程

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/201611/340388.htm

  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麼信號。這是處理信號的第一步。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。這裡不得不提出,在很多描述三極體應用的教程中,都把輸入信號默認為理想信號了。要麼是理想的小電壓信號,要麼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迴路,收音機等等),或者是從上一級三極體輸出的(很多模擬信號處理晶片的輸出)。這些設備輸出的信號都具有這個設備的「脾氣」。所以,現實中的信號處理電路設計,第一步就是儘可能多的去收集被處理信號的信息。

  那麼問題就來了,要對被處理信號了解到什麼程度呢?電信號是以電流或者電壓的形式表現出來的。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境。使信號不被正常的產生了。事實上很多情況下,我們都希望測試信號的迴路不要去影響產生信號的內部迴路。最理想的情況就是,完全不影響信號生成的內部迴路。怎麼做到不影響?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迴路,我們只能做到影響「儘可能的小」。如何做到儘可能的小?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於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。這就是為什麼我們要了解被處理信號的「脾氣」。為了不影響信號的發生,我們需要把放大電路的輸入電阻設計得儘可能大。而為了減少放大電路的負擔,我們需要把輸入電阻儘可能的小。這兩句話,其實不矛盾。

  總結起來就是:用三極體設計放大電路時,我們需要放大電路的輸入電阻在儘可能少地影響信號發生的情況下,儘可能的小。

  要達到這一步,就必須了解信號輸出設備的性能。或者說,信號發生器的輸出電阻。因此用三極體設計放大電路,第一步是:

  根據信號的發生設備,計算出放大電路需要配備的合適輸入阻抗。

  2、根據目標信號放大倍數和頻率,選定合適的三極體

  三極體的數據手冊裡一般都會有自己的幅頻特性圖。有的三極體是不適應非常高頻信號的,它們對於這個信號衰減太大,起不到放大作用。用於放大功能的三極體必須選擇合適的型號。根據具體需求,看是否需要雙級放大(達林頓管),或者更多。

  3、根據信號的輸入電流,配置好電路的靜態迴路

  在第一步中,我們已經為電路配備好了輸入電阻。那麼接下來,就需要在此基礎上為這個信號配置一個穩定的靜態工作點(很多教程把這一步作為第一步了)。這裡不做詳細說明了。因為網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,那麼只要滿足集電極的電流在相應振幅(aI)下,仍然能夠讓三極體的Vce電壓大於飽和電壓小於最大電壓(Vcc)就夠了。

  4、配置放大電路的輸出電阻

  信號處理完,終究是用於實際的。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後的電壓信號,來供數模轉化模塊讀取。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,都需要多級的三極體配合來處理。具體的處理方式就十分複雜了。市場上有各種各樣的集成晶片,都是做好了的現成三極體組合多級放大電路,由於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迴路了。

  5、重複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,會發現為了滿足這個條件,而不得不去修改另外一個條件。很多情況下,只能採用權宜之計。因此,一個優秀的電路,是一個優秀的工程師重複設計,多次推演而設計出來的。這就是電路仿真軟體出現的意義。它們可以縮短重複實驗的時間,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晶片內部的輸入相,放大相和輸出相中。現代的實際應用中都會採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。


相關焦點

  • 一個電路教會你設計NPN三極體放大電路
    但是後端還需要DSP的處理了。別的不說,現在就分析下三極體設計的前前後後。由於負反饋的引入,該電路在R4電阻的作用下可以有效的抑制電晶體三極體hef的分散性和由溫度引起的Vbe變化而產生的發射極電流的變化,即常說的負反饋增加了系統的穩定性。  在實際的電路設計中,利用以上的計算公式和選取三極體的數據手冊,可以實現簡單的,滿足功能需求的三極體放大電流。
  • 基於Multisim的三極體放大電路仿真分析
    0 引言本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/175239.htm放大電路是構成各種功能模擬電路的基本電路,能實現對模擬信號最基本的處理--放大,因此掌握基本的放大電路的分析對電子電路的學習起著至關重要的作用。
  • 三極體放大電路原理
    本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/201706/349836.htm三極體放大電路原理一、放大電路的組成與各元件的作用
  • 三極體的結構,三極體的工作原理,三極體的三种放大電路電路圖
    三極體,全稱應為半導體三極體,也稱雙極型電晶體、晶體三極體,是一種控制電流的半導體器件其作用是把微弱信號放大成幅度值較大的電信號, 也用作無觸點開關。晶體三極體,是半導體基本元器件之一,具有電流放大作用,是電子電路的核心元件。
  • 三極體放大電路,偏置電路工作原理解說,三極體電路設計基礎
    放大電路在電工電子電路中隨處可見,因此掌握放大電路基礎是有必要的。Ie:三極體發射極電流。Ub:三極體基極電壓。Ube:三極體基極發射極電壓。R1、R2:稱為基極分壓電阻,為電路核心放大器件三極體提供基極電流。當基極電流(Ib)變化時,Ub(R2兩端的電壓)基本保持不變。
  • 在電子電路中三極體放大電路的性能指標是什麼?
    圖1從理論上講,在設計不同的放大器時的要求與考慮有很大的不同,但它們的本質特點是一樣的一一是能量的控制和轉換,都是對信號進行功率放大。只有使放大電路中的三極體工作在放大區,才能使三極體放大電路的輸出與輸入保持線性關係,即電路不產生失真。不失真的放大才有意義。對於三極體放大電路,通常用放大倍數、通頻帶、輸入輸出電阻、線性度、輸出功率與效率等來衡量。
  • 一種音頻小信號功率放大器信號放大電路設計淺析
    音頻功率放大器應用最廣的是音響技術領域,用於揚聲器的發聲,是音響設計與製作中必不可少的一部分。 本設計根據這種原理對比較小的音頻信號進行放大,使其功率增加,然後輸出。前級放大主要完成對小信號的放大,使用一個由電阻和電容組成的電路對輸入的音頻小信號的電壓進行放大,得到後一級所需的輸入。後一級主要是對音頻進行功率放大,使其能夠驅動電阻而得到需要的音頻。
  • 如何設計微弱信號放大電路?
    一直以來微弱信號放大一直是一個很棘手的問題,特別是信號幅度達到uV級的帶寬較寬且阻抗較大的的弱小信號,電路的設計的難度很大,噪聲非常難以控制,為了達到滿意的效果,很多的設計人員採用高性能的運算放大器,但是這也意味著投入的大幅度增加,如何能夠在兼顧成本的基礎上儘可能地實現功能呢?
  • 【電子大講堂】三極體基本放大電路解析
    我們僅以NPN三極體的共發射極放大電路為例來說明一下三極體放大電路的基本原理。下面的分析僅對於NPN型矽三極體。如上圖所示,我們把從基極B流至發射極E的電流叫做基極電流Ib;把從集電極C流至發射極E的電流叫做集電極電流Ic。這兩個電流的方向都是流出發射極的,所以發射極E上就用了一個箭頭來表示電流的方向。
  • 三極體放大電路基本原理舉例說明
    如果我們將一個變化的小信號加到基極跟發射極之間,這就會引起基極電流Ib的變化,Ib的變化被放大後,導致了Ic很大的變化。如果集電極電流Ic是流過一個電阻R的,那麼根據電壓計算公式U=R*I可以算得,這電阻上電壓就會發生很大的變化。我們將這個電阻上的電壓取出來,就得到了放大後的電壓信號了。  2使用偏置電路編輯三極體在實際的放大電路中使用時,還需要加合適的偏置電路。
  • 三極體放大電路的放大倍數應該怎麼算
    學過模電的朋友應該對三極體或者場效應管的放大電路不會感到陌生吧,這可是模電中的重點,但是也是難點,自己知道很重要,就是搞不明白怎麼回事,沒關係這次就以三極體放大電路的三種組態為例給大家簡單說一下放大電路的放大倍數計算公式。
  • 三極體放大電路中偏置電路是如何計算確定的
    打開APP 三極體放大電路中偏置電路是如何計算確定的 發表於 2019-07-10 17:39:14 三極體放大電路需要合理選擇偏置電路,才能建立正常的直流工作點,才能將微弱的交流信號在電路中疊加完成放大作用。
  • 三極體在電路中的應用特性
    三極體也稱為半導體三極體(或稱晶體三極體),常見的三極體有NPN型和PNP型兩大類,三極體是放大電路的核心元器件,三極體最主要的功能是對電流有放大的作用。1、三極體的功能三極體的應用如下圖所示。這是一個穩壓電路,電路中的三極體VT1(調整管)起電流放大作用,三極體VT2(誤差放大器)起穩壓作用。Rc2是VT2的集電極負載電阻。
  • 話筒放大器電路圖大全(六款話筒放大器電路設計原理圖詳解)
    無論我們把話筒插在調音臺上,音效卡上,或是卡拉OK機上,這些設備都有一個(或多個)話放,那麼,還有一種是獨立工作的話放,他只負責把話筒信號放大並且進行一些必要的處理,然後變成線路輸出信號再輸出出去。 話筒放大器電路圖設計(一) 原理圖如下圖所示,採用MC2830形成語音電路。傳統的語音電路無法區分語音和噪聲的輸入信號。
  • 一個實用的三極體開關電路分析
    三極體開關電路作為功率管的控制應用廣泛。這裡對一個實用開關電路中的各元器件作用作具體分析。  三極體開關控制電路:    上圖是一個小功率三極體控制大功率三極體(達林頓管)開關電路。  控制信號通過控制小功率三極體的開關來控制大功率管Q1的開關。
  • NPN三極體共發射極放大電路圖分析
    如果我們將一個變化的小信號加到基極跟發射極之間,這就會引起基極電流Ib的變化,Ib的變化被放大後,導致了Ic很大的變化。如果集電極電流Ic是流過一個電阻R的,那麼根據電壓計算公式U=R*I可以算得,這電阻上電壓就會發生很大的變化。我們將這個電阻上的電壓取出來,就得到了放大後的電壓信號了。
  • 三極體的三種基本組態放大電路,放大倍數應該怎麼算?
    學過模電的朋友應該對三極體或者場效應管的放大電路(本文所說的放大電路均指電壓放大)不會感到陌生吧,這可是模電中的重點,但是也是難點,自己知道很重要,就是搞不明白怎麼回事,沒關係這次就以三極體放大電路的三種組態為例給大家簡單說一下放大電路的放大倍數計算公式。
  • 藍牙耳機及其放大電路實用設計匯總(附電路圖、原理圖詳解)
    高集成度藍牙耳機電源管理方案  本文設計了一個TC1303和MCP73855的小尺寸封裝(3×3mm)以及簡單的外圍電路,構成了一個低成本、高性能、高度集成的藍牙耳機電源管理方案,這個方案也可適用於最新播放MP3的立體聲藍牙耳機設計。
  • 三極體各參數如何選取問題(共射極放大電路)
    推薦一本不錯的書籍,《電子設計從零開始》(楊欣)。通讀此書,通俗易懂,還結合multisim進行仿真驗證。對本科階段的模電書籍是一種顛覆。時,需要注意需要了解三極體的幾個參數,一個是Vceo,飽和Ic,飽和Vce,集電極極限電流Icm,極限功率Pcm,三極體放大倍數hFE,注意在選取三極體時,集電極輸出電流不能超過集電極極限電流Icm,否則會燒壞三極體。
  • 三極體放大電路的三種接法講解,過程很複雜,結果是精華
    三極體圖三極體共基極放大電路三極體共基極放大電路三極體共發射極放大電路因具有電流與電壓放大增益,所以廣泛應用在放大電路。三極體共發射極放大電路三極體共集電極放大電路高輸入阻抗及低輸出阻抗的特性可作阻抗匹配用