原创 非同类可代替器件2

2020-4-11 13:14 2917 24 13 分类: 模拟 文集: 低频模拟电路
上回书说道,用JFET代替电阻配合稳压管来工作。这次说一说在什么场合下,用什么器件来代替电容。一说电容,应该是最常见的器件,同时也是损坏率最高的器件,没有之一。
大家都经历过电容突然炸裂带来的刺激,我也是一样,每次上电做实验都反复检查就怕过压引起电容一阵青烟。以前做实验雷击浪涌发生器的专用电容发生爆炸,吓得我现在心里都有阴影。特别是像本安电路那种,可以说对电容是恨之入骨,能小则小。那有没有能代替电容的东西呢,别说还真有,当然是在一些特别的电路里。
直流偏置在放大电路里是不受欢迎的,很讨厌但还一直存在。在交流信号里,自然可以通过前端增加电容来滤除直流分量。下面电路里就是一个简单同相放大器,输入阻抗100K,放大倍数20dB,带宽0.001Hz到100KHz。输入信号为20mV直流偏置的方波信号,1Hz,50%占空比,Vpp=20mV。为什么这么设计,就是为了方便观察。

从示波器的图中可以看到,输入1Hz的时候,蓝色的输出波形没有失真。但是输入的C1为1000uF,这有点太可怕了,先不说这1000uF的体积多大,光是电容额偏差也有个20%以上。而且铝电容对温度敏感,ESR就够喝一壶的。如果做为防爆环境的本安电路,检验部门直接就不让过,想都不要想。那谁能代替C1呢?

运放超级伺服电路(有兴趣的同仁可以参考《测量电子电路设计——模拟篇》——大师之作),大伙会说你这不就是照搬后仿真一下吗?此言差矣,我只是电路的搬运工,再说我也改了,也做对比,有点无耻了。不管怎么样,请看下图

图中把C1的1000uF电容去掉了,换成了U1B和其他电阻电容组成的积分电路,该电路的作用就是去电直流分量。从图中可以看到,波形依然没有变化,带宽也是一直,只是稍微宽一些。电容的总量也有1000uF变为2个100uF,少了800uF,而且体积变小了不少,可也以换成性能特好的钽电容,也不怕不怕热了。检测部门的大老爷们看了电路也微微点头,没有大电容的烦恼。

原理书里都说差不多了,电容隔直很简单,也很好理解。积分器可以简单说一下,交流信号经过积分后就为0了,所以输入信号经过积分电路及保留输入信号里的直流分量,再反馈到原运放的负端,形成负反馈,自然可以去掉直流分量,输出交流信号了。

虽然用积分电路代替电容,看似很麻烦,但是好处是实实在在的。毕竟仿真看来差距不大,但是要做实际电路,1000uF的电容和普通运放比起来,麻烦那可是大大的。特别是防爆环境的本安电路,不信你去问检测主检,不踢死你别来找我。

多说一句,美国人写的电子电路的书,都是一堆数学公式,神乎其神的感觉,抓不到摸不到。日本人写的电子电路的书,都是各种实际电路的图,有图有真相。完全是两种极端,但有相互补充。工程实践和理论学习同样重要,就像内功和招式缺一不可。以后会多些写理论和数学方面的文章,毕竟是本专业也不能忘了本啊。

作者: 小六子, 来源:面包板社区

链接: https://mbb.eet-china.com/blog/uid-me-1589624.html

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文章评论4条评论)

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小六子 2020-11-13 08:37

张二帅: 日本入门级的电路书可以推荐一下么
搜索(日) 的电路图书,哈哈哈哈。正经的,《晶体管电路设计》-铃木雅臣,入门必选

张二帅 2020-4-22 20:13

日本入门级的电路书可以推荐一下么

小六子 2020-4-17 09:46

moniqiuwen: 哈哈,是,教程差异真的蛮大的。是不是也是两边创新角度不一样的根源。
哈哈,谢谢支持

moniqiuwen 2020-4-14 09:29

哈哈,是,教程差异真的蛮大的。是不是也是两边创新角度不一样的根源。
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