我需要一個線性放大器處理大約40kHz的極低電平輸入訊號、超音波感測器的工作頻率,而且我想要以非常低的成本和確實的穩定性來獲得很多很多的電路增益(gain)。以下SPICE模型顯示了我建構和使用的內容。

20170620TA01P1

每個NPN層級都由其中的三個電阻偏置。這種配置方式,當然,無論晶體管增益ß達到多高,都沒有任何一個層級可以飽和,且它們中的任何一個都不可能被截止,因此,每個層級都保證是一個積極的增益元素。此外,由於沒有訊號回饋,如運算放大器的情況,這些層級都不能振盪(oscillate),但其非振盪穩定性獲得保證。

運作的結果如下:

20170620TA01P2

關於這些設計的好處是,對於電路可以包括多少個層級,沒有既定的限制。我使用了四個層級,並獲得超過100dB的增益,這是很多的,但是這裡可能有5個層級、6個層級…除了可能的輸入雜訊之外,實際上沒有限制,最終會將最後一個層級驅動到不期待的輸出雜訊水準。

這裡也有些元件有依賴性。在SPICE模擬中,從2N3904晶體管到2N2222,我們可以看到依賴關係:

20170620TA01P3

20170620TA01P4

以上述電路完成的超音波檢測系統是非常敏感的,而且假情報就是一個問題。有個朋友看著示波器,我爬下工作台,然後輕輕移動我的手指,示波器的軌跡開始出現跳躍…