Question

三极管放大电压偏置与输入信号问题

本人在搭一个电容屏触摸信号采集放大电路，打算用三极管共集电极放大电路实现，单独输入10KHz信号（峰峰值20mV左右）放大无问题，但是当接入实际采集的信号时，信号只能在采集端存在，当接入到三极管前端偏置电阻时，信号便消失不见，如图黄色为信号采集端的空载信号（峰峰值180mV左右），蓝色为偏置电阻端（三极管基极）信号。有人可以帮忙解释下这个问题怎么处理吗？我怎样做才能将采集到的信号放大?图示为电路原理和示波器采集到的波形。

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Answer 1

你是否考虑到是三极管输入阻抗不够高导致？

任何信号源都可以视为有一定内阻的电压源。像触摸屏输出信号这类信号源，其内阻可能非常大，如果后级放大装置的输入阻抗不够高，那么信号电压的绝大部分将降落在内阻上，放大装置无法有效的获得输入。

按照高中物理的电路知识来理解就行：一个电动势为6V、内阻为100Ω的电源，外接1Ω的负载电阻，请问，负载电阻能获得多少电压？

你应该在这个放大电路之前加上一级射极跟随器来实现阻抗匹配，或者改用输入阻抗极大的场效应管来做放大器，还可以用高输入阻抗的精密运放。

不要以为你的电路中偏置电阻用的都是兆欧级就行了，三极管的be结输入阻抗低才是罪魁祸首，兆欧级的偏置电阻毫无用处。

你可以用几个大阻值的电阻接到触摸屏输出端，看看到底需要多大的电阻才能获得足够的输出型号幅度。

射极跟随器采用达林顿结构，可进一步提高输入阻抗。3个三极管可选用高β值型号的9014之类，建议β值不低于300。两个偏置电阻R*适当选取，让5.1k电阻两端压降保持1.8V左右，70k电阻两端电压保持在1.5V左右即可。

追问

感谢您的回答！我当前按照您的电路，左边R*电阻还是不能焊接，只要连接这个电阻波形立即消失（在不接任何三极管的情况下），所以只能将信号直接输入到第一级三极管基极。当前放大电路可以完成对输入信号的放大，但是方波波形失真（波形直接变成三角波，上升和下降沿变缓），测量达林顿第一级三极管输出波形低电平右上倾斜，导致末级放大了失真，这种情况可以采用什么方法调整？

追答

采集到的信号频率是多少？方波？
将耦合电容容量增大试试。

追问

我先是拿电脑输出一个标准的1KHz的方波，调试放大电路，如图蓝色是输入波形，紫色是达林顿第一个三极管输出的波形，已经失真，第二级测不出波形（达林顿由9014换成9013无变化）。末级波形已经严重失真，根本就不是方波了。

追答

你的示波器测出触摸屏输出信号的频率有多高了吗？

追问

触摸屏检测到的波形是这样的，这是一组完整的波形。

追答

如果用差分放大器应该更好，你试试。

Answer 2

这个三极管基极上量不出电压波形的，因为b-e是非线性特性，基极为电流控制，建议你示波器接在C极(对地)，直接观察输出情况，你的偏置是可变电阻吧，可缓慢调节，使C极电位在Ucc中间位置进行信号放大，这是输出空载情况。输入端应该串接一只电阻(20K左右吧)，为的是减少对前级的影响。

Answer 3

在三极管放大电路中,为了使三极管在正常工作时对输入信号进行不失真的放大后在输出端有相同的信号的波形,就要使三极管始终工作在放大区而不进入饱和区和截止区,这就要给三极管加上一个稳定的静态工作点电流。而这个电流就由三极管的偏置电阻来提供,这些偏置电阻就构成了偏置电路,偏置电路向放大器的三极管提供的电流就称为偏置电流。因为要使晶体管处于放大状态,其基极—射极之间的PN结应该正偏,集电极—基极之间的PN结应该反偏。因此,设置晶体管发射结正偏、集电结反偏,使晶体管工作在放大状态的电路,就简称为偏置电路(可以理解为设置正反偏的电路)。而使晶体管工作在放大状态的关键是其基极电压。因此,基极电压又称为偏置电压。又由于使晶体管工作在放大状态的电压设置是在其没有输入信号时由直流电源提供的。因此,晶体管的直流偏置电压可以这么定义:晶体管未加信号时,其基极与发射极之间所加的直流电压称为晶体管的直流偏置电压。三极管构成的放大器要做到不失真地将信号电压放大,就必须保证三极管的发射结正偏、集电结反偏,以常用的NPN型共射放大电路为例,主流是从集电极到发射极的电流IC,偏流就是从基极到发...... (本文共计2页) [继续阅读本文] 赞

追问

您不用这么复制吧，网上的这种解释一大把。道理我明白，但是实际情况和理论不一致，我需要解决问题，而不是看一大堆理论。我的问题是，微小信号在到达偏置电阻后并没有叠加在直流偏置电压上，而是看不到了，我取消偏置电阻后反而可以放大了，我找不到原因，谢谢。

Answer 4

图中是共射放大电路吧，共集电极放大应该是下图

追答

去掉Rs2试试看