對(duì)數(shù)放大器電路中二極管是如何放置的?


一、對(duì)數(shù)放大器本質(zhì):
“把大數(shù)壓成小數(shù),讓小變化看得更清”
(比如把1萬(wàn)倍的信號(hào)差異,壓縮成眼睛能分辨的10倍變化)
二、二極管擺法實(shí)戰(zhàn)指南
1. 最基礎(chǔ)擺法:?jiǎn)味O管懟反饋環(huán)
怎么擺:
把二極管像串門一樣塞進(jìn)運(yùn)放的反饋環(huán)路(陽(yáng)極接運(yùn)放輸出,陰極接運(yùn)放負(fù)輸入端,接地端接正輸入端)。作用:
利用二極管“電壓小一點(diǎn),電流大很多”的特性,把輸入電壓變化翻譯成對(duì)數(shù)輸出(輸入差10倍,輸出只差1倍)。坑點(diǎn):
溫度一變就飄:二極管像人一樣怕冷怕熱,輸出會(huì)跟著溫度跑。
每個(gè)二極管脾氣不同:不同芯片的二極管參數(shù)有差異,需要校準(zhǔn)。
2. 進(jìn)階擺法:雙二極管“互掐”抵消溫度
怎么擺:
主二極管:和單二極管一樣懟進(jìn)反饋環(huán)路。
副二極管:在地面單獨(dú)接一個(gè)電阻,和主二極管“共享溫度”。
作用:
兩個(gè)二極管像雙胞胎一樣互相抵消溫度影響(一個(gè)熱了變“胖”,另一個(gè)就同步變“胖”,輸出只算兩者差異)。優(yōu)勢(shì):
溫度穩(wěn)定性提升10倍,適合工業(yè)設(shè)備(比如測(cè)電流的萬(wàn)用表)。
3. 高端擺法:晶體管+二極管“混搭”
怎么擺:
用晶體管(三極管)的基極-發(fā)射極(BE結(jié))代替二極管,擺法和單二極管一樣(但需要加偏置電阻)。作用:
晶體管BE結(jié)比二極管更“聽話”,線性度更好(輸出更接近理想對(duì)數(shù)曲線)。場(chǎng)景:
高端儀表、精密醫(yī)療設(shè)備(比如ECG心電圖機(jī))。
三、二極管擺法對(duì)比表(人話版)
擺法 | 二極管/晶體管數(shù)量 | 溫度穩(wěn)定性 | 適用場(chǎng)景 | 缺點(diǎn) |
---|---|---|---|---|
單二極管 | 1個(gè) | 差(怕熱怕冷) | 消費(fèi)電子(比如手機(jī)音量調(diào)節(jié)) | 溫度一變就飄,需要校準(zhǔn) |
雙二極管 | 2個(gè) | 好(10倍提升) | 工業(yè)儀表(比如測(cè)電流的萬(wàn)用表) | 需要匹配二極管,成本稍高 |
晶體管+二極管 | 1晶體管+1二極管 | 很好(專業(yè)級(jí)) | 醫(yī)療設(shè)備、高端儀器 | 電路復(fù)雜,需要專業(yè)調(diào)試 |
四、關(guān)鍵避坑指南(人話版)
溫度是最大敵人:
單二極管電路必須恒溫(比如加散熱片),或用雙二極管補(bǔ)償。
汽車/戶外設(shè)備必須選工業(yè)級(jí)芯片(耐溫-40℃~+85℃)。
二極管/晶體管要“門當(dāng)戶對(duì)”:
雙二極管電路必須用同一批次、同一型號(hào)的芯片,否則差異更大。
晶體管電路需要匹配偏置電阻(電阻值誤差超過(guò)1%就可能影響精度)。
輸入范圍別超綱:
單二極管電路輸入電壓別超過(guò)0.5V(否則二極管“壓不住”)。
高端電路需要加限流電阻,防止二極管/晶體管被燒穿。
五、一句話總結(jié)(人話版)
簡(jiǎn)單需求(比如手機(jī)音量調(diào)節(jié)):用單二極管懟反饋環(huán)路,但得忍受溫度飄。
工業(yè)/醫(yī)療需求:用雙二極管或晶體管混搭,犧牲一點(diǎn)成本換精度和溫度穩(wěn)定性。
極端環(huán)境(比如汽車/軍工):直接選帶溫度補(bǔ)償?shù)膶S脤?duì)數(shù)放大器芯片(比如ADI的AD8307)。
責(zé)任編輯:Pan
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