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電平轉(zhuǎn)移與DC耦合

發(fā)布時(shí)間:2013/7/13 21:12:55 訪問次數(shù):1194

    純由電阻構(gòu)成的電平轉(zhuǎn)移器,將不可避免地帶來信號(hào)的衰減,這也是以簡(jiǎn)單方法,實(shí)現(xiàn)級(jí)間DC耦合需付出的代價(jià)。
    我們還可以用電池來取代分壓器的上臂電阻,AT24C02N做成另一種電平轉(zhuǎn)移器。即圖3.24b的戴維南電平轉(zhuǎn)移器。
    由于電池是效果理想的戴維南源(譯注:指電壓源),對(duì)于AC來說,它是呈短路的。所以,這種電平轉(zhuǎn)移器不會(huì)衰減AC信號(hào)。110V的電池體積很大,使用不方便,我們可以將它換為齊納二極管,或電管的氖氣穩(wěn)壓管( neon reference valve)?墒,齊納二極管和氖氣穩(wěn)壓管工作時(shí),均需流過較大的DC電流(典型值為SmA),這樣,使用上也有困難。更糟糕的是,這兩種器件都會(huì)產(chǎn)生較大的噪聲。

          
    最后一種可行的做法是,將下臂電阻換為恒流源,從而構(gòu)成一個(gè)諾頓電平轉(zhuǎn)移器,如圖3.24c所示。
    對(duì)于這個(gè)恒流源,沒有什么理由不可以使用雙極型晶體管或五極管來做。由于恒流源有rout》RE臂,因此,諾頓電平轉(zhuǎn)移器不會(huì)造成AC信號(hào)的衰減。然而,這里還存在著噪聲問題。因?yàn)槲鍢O管和雙極型晶體管都是跨導(dǎo)放大器( transcond-uctance amplifier),即是說,它們都將輸入電壓變換為輸出電流。在此,恒流源電踣會(huì)將DC基準(zhǔn)電壓放大,而且,我們還打算利用高值的上臂電阻,將恒流源的輸出電流轉(zhuǎn)換為所需的DC電壓?蓪(shí)際效果是,已構(gòu)成一個(gè)高增益的放大器,DC基準(zhǔn)上的噪聲電壓一并得到了放大。
    諾頓電平轉(zhuǎn)移器雖然可供實(shí)用,但主要問題在于噪聲。在設(shè)計(jì)上,必須集中精力,努力將噪聲電平降低至可接受的程度(對(duì)于差分對(duì)電路中的尾巴恒流源來說,噪聲問題就沒有這么突出,因?yàn)樗鼈兛吹降呢?fù)載是低阻抗的rk,而且它們的噪聲是共模信號(hào),大部分噪聲會(huì)被差分對(duì)電路抑制)。
    遺憾的是,所有電平轉(zhuǎn)移器都要接至HT負(fù)電源,難免會(huì)因此而給信號(hào)引入一些噪聲和哼聲。

    純由電阻構(gòu)成的電平轉(zhuǎn)移器,將不可避免地帶來信號(hào)的衰減,這也是以簡(jiǎn)單方法,實(shí)現(xiàn)級(jí)間DC耦合需付出的代價(jià)。
    我們還可以用電池來取代分壓器的上臂電阻,AT24C02N做成另一種電平轉(zhuǎn)移器。即圖3.24b的戴維南電平轉(zhuǎn)移器。
    由于電池是效果理想的戴維南源(譯注:指電壓源),對(duì)于AC來說,它是呈短路的。所以,這種電平轉(zhuǎn)移器不會(huì)衰減AC信號(hào)。110V的電池體積很大,使用不方便,我們可以將它換為齊納二極管,或電管的氖氣穩(wěn)壓管( neon reference valve)?墒,齊納二極管和氖氣穩(wěn)壓管工作時(shí),均需流過較大的DC電流(典型值為SmA),這樣,使用上也有困難。更糟糕的是,這兩種器件都會(huì)產(chǎn)生較大的噪聲。

          
    最后一種可行的做法是,將下臂電阻換為恒流源,從而構(gòu)成一個(gè)諾頓電平轉(zhuǎn)移器,如圖3.24c所示。
    對(duì)于這個(gè)恒流源,沒有什么理由不可以使用雙極型晶體管或五極管來做。由于恒流源有rout》RE臂,因此,諾頓電平轉(zhuǎn)移器不會(huì)造成AC信號(hào)的衰減。然而,這里還存在著噪聲問題。因?yàn)槲鍢O管和雙極型晶體管都是跨導(dǎo)放大器( transcond-uctance amplifier),即是說,它們都將輸入電壓變換為輸出電流。在此,恒流源電踣會(huì)將DC基準(zhǔn)電壓放大,而且,我們還打算利用高值的上臂電阻,將恒流源的輸出電流轉(zhuǎn)換為所需的DC電壓?蓪(shí)際效果是,已構(gòu)成一個(gè)高增益的放大器,DC基準(zhǔn)上的噪聲電壓一并得到了放大。
    諾頓電平轉(zhuǎn)移器雖然可供實(shí)用,但主要問題在于噪聲。在設(shè)計(jì)上,必須集中精力,努力將噪聲電平降低至可接受的程度(對(duì)于差分對(duì)電路中的尾巴恒流源來說,噪聲問題就沒有這么突出,因?yàn)樗鼈兛吹降呢?fù)載是低阻抗的rk,而且它們的噪聲是共模信號(hào),大部分噪聲會(huì)被差分對(duì)電路抑制)。
    遺憾的是,所有電平轉(zhuǎn)移器都要接至HT負(fù)電源,難免會(huì)因此而給信號(hào)引入一些噪聲和哼聲。

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