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PreAmp.電路設計疑問.

為了能更清楚的區分,特別開闢這個專區,希望發燒同好能在這個討論區分享你們的心得。也希望有專長於這個領域的”大大”們,能多多幫忙參與解答大家在音響方面的問題。

PreAmp.電路設計疑問.

文章pizg 發表於 週一 5月 07, 2012 4:22 pm

我用網址 Designing Bipolar Transistor Audio PreAmps http://www.rason.org/Projects/bipolamp/bipolamp.htm
中的設計方法去驗證站內的動態LED燈電路
圖檔
電源為9V, CS9013的hfe設為100, 有疑問如下:
1. 計算出來的電阻值和上圖的都不一樣, 請問這是為什麼?
2. Ic 的值應該如何取比較好?
3. 為什麼有些PreAmp.電路其電晶體射極的電阻可以被取消(例如此處的R6), 直接接地?
最後由 pizg 於 週一 5月 07, 2012 6:33 pm 編輯, 總共編輯了 3 次
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Re: OP AMP電路設計疑問.

文章xaudio 發表於 週一 5月 07, 2012 5:47 pm

附圖和連結都沒看到 OP AMP 呀!
OP AMP 是 "Operational Amplifier" 的縮寫,您的標題好像打錯了。 :D
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Re: OP AMP電路設計疑問.

文章pizg 發表於 週一 5月 07, 2012 6:08 pm

xaudio 寫:附圖和連結都沒看到 OP AMP 呀!
OP AMP 是 "Operational Amplifier" 的縮寫,您的標題好像打錯了。 :D

我是初學者, 不太懂.
謝謝指正, 已改成PreAmp.
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Re: PreAmp.電路設計疑問.

文章skyboat 發表於 週一 5月 07, 2012 6:59 pm

我不是初學者,但是對於那顆 VR1(200kΩ)總覺得不太合理,真心話是 ─ 我不會分析啦! :shm
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Re: PreAmp.電路設計疑問.

文章xaudio 發表於 週一 5月 07, 2012 7:53 pm

1. 計算出來的電阻值和上圖的都不一樣, 請問這是為什麼?

所有參數如 HFE、Vbe 都是概略值不可能很精確,還會隨電壓、電流、溫度變化呈現非線性。
採用比較複雜的電路如 OP AMP 就是要儘量排除這些不確定因素。
2. Ic 的值應該如何取比較好?

PreAmp 最重要的是低雜訊,Ic 要根據源阻和 Datasheet 的 NF 指數表決定。
和一般小信號 0.5~1.0mA 不同,PreAmp 的電流可能低至 10~50uA;也就是 VR1 = 200KΩ 也許合理。
3. 為什麼有些PreAmp.電路其電晶體射極的電阻可以被取消(例如此處的R6), 直接接地?

不只 R6 而已,R3 也可以拿掉。
關於這些基本 BJT 偏壓方式與計算,從正規的教材學習會比較有效率。
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Re: PreAmp.電路設計疑問.

文章pizg 發表於 週一 5月 07, 2012 11:10 pm

xaudio 寫:...不只 R6 而已,R3 也可以拿掉。
關於這些基本 BJT 偏壓方式與計算,從正規的教材學習會比較有效率。

感謝您的答覆.
請問"正規的教材"是指怎樣的教材? 書局有賣嗎?

如果把R3, R6拿掉, 那麼R1, R2和VR1會變為多少?
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Re: PreAmp.電路設計疑問.

文章xaudio 發表於 週二 5月 08, 2012 11:13 am

所謂 "正規的教材" 是指那種學校廣泛採用、必修、重理論而乏味的教科書。例如:
http://www.amazon.com/Microelectronics- ... t_ep_dpt_1
http://www.amazon.com/Microelectronics- ... im_sbs_b_2
目前應該有不少新出版的書籍,如果完全缺乏專業背景,高工用的課本也可以考慮。

至於 R3、R6 都省略時,假設 Vce = Vcc / 2:
(1) VR1 = Vcc / 2 / Ic * HFE / (1 + HFE)
(2) R2 = (Vcc / 2 - Vbe) / Ic * HFE
只要 Vcc (9V)、Vbe (0.65V)、HFE (100) 不變,選定 Ic 即可求得 VR1、R2。

這種偏壓方式可用在電壓很低的場合 (1.5~3V),夠簡單了吧!
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Re: PreAmp.電路設計疑問.

文章skyboat 發表於 週二 5月 08, 2012 12:22 pm

"正規的教材"在網路上不只有"一缸",書局架上更有"很多本",可以肯定的是一本到位不可能。 :lol:

昨夜睡前再看了一下您的附圖,此麥克風放大電路並不求 HiFi,VR1-200kΩ應該還可行,交流分析暫時擱一邊(要回頭翻書 :oops: ),先算一算直流偏壓是否合宜比較實在。

放大電路有自動平衡偏壓、偏流的功能,R6-47Ω 遠不及 VR1,R2,R3 的萬分之一可暫時忽略它比較好估算,當 9V 送電之初,有偏流流經 VR1→R2→R3,R3 的電壓降足以令 Q1 B-E 呈順向導通狀態。之後, R3 兩端會受制於 Q1 的 Vbe(假設為 0.6V),因此流經 R2→R3 的電流會下降約為 Vbe/R3 = 0.6V/100kΩ = 6μA,Q1集極電壓 Vc = 6μA x (R2 + R3) = 2.58V。

再將 hFE 因素計入反覆計算幾次就可得到比較穩定的結果,例如:

電源 9V -2.58V = 6.42V,這是 VR1 兩端的電壓降,6.42V/200kΩ = 32.1μA 這是此時 Q1 的 Ic,Ib = Ic/hFE = 32.1μA/100 = 0.321μA,Ib 的值比之流經 R2,R3 的偏壓電流尚不及它的 1/18,而咱們只是估算嘛,所以也是暫時忽略 Ib 所造成的變動量,最後 Q1 的集極電壓 Vc 就視它為前面所算得的 2.58V,既然已有實做的電路,就隨手拿個電錶測量一下驗證這個理論值,如此這般。 :wink:

拿掉 R3 的話,R2 的數值可能要飆升超過 10MΩ,Q2,Q3 這兩級的架構雷同,嘗試練習算一算吧! :D
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Re: PreAmp.電路設計疑問.

文章apgist 發表於 週二 5月 15, 2012 8:23 am

既然是初學者,提醒你:
1.R3拿掉的意思是開路不能接地
2.R6拿掉的意思是拿掉後短路接地
兩者都是"拿掉",但後續處理不同

另外"原電路"的R6可決定放大率,不建議省略.把它加大可降低gain,但還是需要注意輸出端的中點電壓.
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Re: PreAmp.電路設計疑問.

文章pizg 發表於 週三 5月 16, 2012 11:57 am

感謝各位大大熱心答覆,
後續若有問題再來請教各位.
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Re: PreAmp.電路設計疑問.

文章pizg 發表於 週三 5月 16, 2012 1:52 pm

xaudio 寫:至於 R3、R6 都省略時,假設 Vce = Vcc / 2:

我是有看過某些網頁上也假設 Vce = Vcc / 2,
但它的用意何在?
這樣的假設合理嗎?

xaudio 寫:當R3、R6 都省略時,假設 Vce = Vcc / 2,
Vcc (9V)、Vbe (0.65V)、HFE (100) ,選定 Ic 即可求得 VR1、R2。

如合選定Ic才是合理的值?

依上述條件計算如下:
Vce = Vcc / 2 = 9 / 2 = 4.5V
假設Ic = 20mA, 可以求得
(1) VR1 = (Vce / Ic) * [HFE / (1 + HFE)] = (4.5 / 0.02) * [100 / (1 + 100)] = 223 K
(2) R2 = (Vce - Vbe) / Ic * HFE = (4.5 - 0.65) / 0.02 * 100 = 19 K
此時R2=19K卻與電路圖上的330K不符,
原因何在?

另外, 我感覺Ic假設為20mA似乎太大了.
pizg
 
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Re: PreAmp.電路設計疑問.

文章pizg 發表於 週三 5月 16, 2012 2:13 pm

skyboat 寫:Q1 的 Vbe(假設為 0.6V),因此流經 R2→R3 的電流會下降約為 Vbe/R3 = 0.6V/100kΩ = 6μA,Q1集極電壓 Vc = 6μA x (R2 + R3) = 2.58V。

Ib怎麼沒計算到?
Ir3 = Vbe / R3 = 0.6V / 100kΩ = 6μA
Vce = R2 * (Ir3 + Ib) + R3 * Ir3

skyboat 寫:電源 9V -2.58V = 6.42V,這是 VR1 兩端的電壓降,6.42V/200kΩ = 32.1μA 這是此時 Q1 的 Ic

可Ic 不等於Ir1呀,
Ir1 = Ic + Ir2
pizg
 
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Re: PreAmp.電路設計疑問.

文章xaudio 發表於 週三 5月 16, 2012 2:47 pm

Vce = Vcc / 2 得到最大擺動範圍,小信號不一定要遵循,算式可改寫成:
(1) VR1 = (Vcc - Vce) / Ic * HFE / (1 + HFE)
(2) R2 = (Vce - Vbe) / Ic * HFE

Ic = 20mA 我也覺得太大,因為你的 VR1 = 223K 算錯了!
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Re: PreAmp.電路設計疑問.

文章skyboat 發表於 週三 5月 16, 2012 3:08 pm

我在前面的發言有提到 Ib 耶!
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Re: PreAmp.電路設計疑問.

文章pizg 發表於 週三 5月 16, 2012 3:18 pm

xaudio 寫:Vce = Vcc / 2 得到最大擺動範圍,小信號不一定要遵循,算式可改寫成:
(1) VR1 = (Vcc - Vce) / Ic * HFE / (1 + HFE)
(2) R2 = (Vce - Vbe) / Ic * HFE

Ic = 20mA 我也覺得太大,因為你的 VR1 = 223K 算錯了!


假設Ic = 20uA
VR1 = (9 - 4.5) / 0.00002 * 100 / (1 + 100) = 223K
R2 = (4.5 - 0.65) / 0.00002 * 100 = 19M
請問這樣計算正確嗎?
此R2為什麼跟電路圖上330K相差很大?
pizg
 
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