一個三極管設(shè)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。這里不得不提出，在很多描述三極管應(yīng)用的教程中，都把輸入信號默認(rèn)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(yīng)用中，所有的電信號都是由實際設(shè)備輸出的。比如，是從一個振諧電路輸出的(LC回路，收音機(jī)等等)，或者是從上一級三極管輸出的(很多模擬信號處理芯片的輸出)。這些設(shè)備輸出的信號都具有這個設(shè)備的“脾氣”。所以，現(xiàn)實中的信號處理電路設(shè)計，第一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(nèi)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(nèi)部回路。最理想的情況就是，完全不影響信號生成的內(nèi)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(nèi)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?？墒侨绻惶幚硇盘栔g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(shè)計得盡可能大。而為了減少放大電路的負(fù)擔(dān)，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(jié)起來就是：用三極管設(shè)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(dá)到這一步，就必須了解信號輸出設(shè)備的性能?；蛘哒f，信號發(fā)生器的輸出電阻。因此用三極管設(shè)計放大電路，第一步是：

根據(jù)信號的發(fā)生設(shè)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(biāo)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(yīng)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(dá)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

在第一步中，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(chǔ)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第一步了)。這里不做詳細(xì)說明了。因為網(wǎng)絡(luò)上的教材能夠把這一步的具體內(nèi)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(yīng)振幅(aI)下，仍然能夠讓三極管的Vce電壓大于飽和電壓小于最大電壓(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(zhuǎn)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(qū)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(fù)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(yīng)對常用的信號處理。如果信號比較特殊，那就需要獨立構(gòu)建放大回路了。

5、重復(fù)1、2、3、4步。

這是要完成高質(zhì)量放大電路的必要條件。有時候你按照步驟來設(shè)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(quán)宜之計。因此，一個優(yōu)秀的電路，是一個優(yōu)秀的工程師重復(fù)設(shè)計，多次推演而設(shè)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(fù)實驗的時間，縮短設(shè)計周期。

其實，以上的幾個步驟都可以對應(yīng)到一個集成放大器芯片內(nèi)部的輸入相，放大相和輸出相中?，F(xiàn)代的實際應(yīng)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(shù)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。