我需要一个线性放大器处理大约40kHz的极低电平输入信号、超音波传感器的工作频率,而且我想要以非常低的成本和确实的稳定性来获得很多很多的电路增益(gain)。以下SPICE模型显示了我建构和使用的内容。

SPICE-F1-20171121

每个NPN层级都由其中的三个电阻偏置。这种配置方式,当然,无论晶体管增益ß达到多高,都没有任何一个层级可以饱和,且它们中的任何一个都不可能被截止,因此,每个层级都保证是一个积极的增益元素。此外,由于没有信号回馈,如运算放大器的情况,这些层级都不能振荡(oscillate),但其非振荡稳定性获得保证。

运作的结果如下:

SPICE-F2-20171121

关于这些设计的好处是,对于电路可以包括多少个层级,没有既定的限制。我使用了四个层级,并获得超过100dB的增益,这是很多的,但是这里可能有5个层级、6个层级…除了可能的输入噪声之外,实际上没有限制,最终会将最后一个层级驱动到不期待的输出噪声水平。 这里也有些组件有依赖性。在SPICE仿真中,从2N3904晶体管到2N2222,我们可以看到依赖关系:

SPICE-F3-20171121

SPICE-F4-20171121 以上述电路完成的超音波检测系统是非常敏感的,而且假情报就是一个问题。有个朋友看着示波器,我爬下工作台,然后轻轻移动我的手指,示波器的轨迹开始出现跳跃…

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