大道至简：模拟信号放大电路的颠覆性创新

频信号。
是谁说非要隔直电容不可的？是谁说模拟信号放大多么多么难的？
嘚瑟完，也就完成了信号放大和交流信号放大两大任务：
信号放大，乃至交流信号放大。
这个交流信号放大电路，是可以通用的！
至此，时不时有点误打误撞的味道啊。
大了。 这个电路有时又被称为带参考电压输入端的放大电路。 这时，有了一点想法： 如果 VA 是全部信号，VB 是信号的直流分量，那（VA-­‐VB）就是交流 分量，岂不是可以把交流分量放大（Rz/R0）倍嘛，而且直流分量还 依然保留。 实现起来也很简单，采取的技术手段是：在 VB 前加一个积分电路。 存在的问题是，积分电路有可能对其它电路或信号有影响。 加隔直电容？ 不，偏不！就不！！！ 接一个单运放的信号跟随电路做隔离岂不是也香香的！ 就是这一位
等等等等。 以驻极体话筒信号放大芯片为例，当外界环境很安静时，输出端听到的， 往往还有一种特定的噪声，它是电路设计师为了捕捉和稳定信号零点 “人工添加”的稳零参考信号。 复杂，困难，朦胧，感性，是模拟技术给人的模模糊糊的印象。 没有比较，就没有伤害。 为什么说模拟技术仍然处在未开化的混沌世界中，虽不太贴切，却因为 有下述事实参照。 “后浪”来了，传统的经典有时就成了沙滩上的“前浪”。
够简单吧，就是一个有源电阻分压电路。 根据电路平衡时，运放的两个输入端输入电流为零，电平相等的特点。 可以得出电路的信号关系式：
Vout = VB -­‐ （Rz/R0）*（VA -­‐ VB） 如果把信号 VA 表示为： VA = VB +（VA-­‐VB） 参照对比可以发现，信号 VA 中，与信号 VB 相同的部分，保持不变。 与信号 VB 相差的部分（VA-­‐VB），被按照（Rz/R0）的倍率缩放。 也就是说，一对信号 VA 和 VB 中的共模部分被保持，差模部分被放
一个带通放大电路横空出世。 没有隔直电容，也没有反馈网络（放大单元内局部有）。 同时， 也没有朦胧的烦恼，更没有感性的忧伤。 把这个电路交给国人，通过替换两个低通滤波电路单元，大家能玩
出花来，玩出礼花来。 当然，这个电路申请了专利，不是为了卡大家的脖子，是为了避免
具备两个不同特性的信号通道，一个放大，一个不放大。 l 如果能把需要放大的信号处理成差模状态，不需要放大的处理成共
模状态，剩下的就可以交给放大电路去处理了。 l 可以用复制的方法生成两路与输入信号完全相同的信号，形成全信 号成分的共模信号。 l 从以上全共模信号中对需要放大的信号成分动点手脚，使其两路信 号不完全相同了，就形成相关信号的差模信号成分了。 l 经过放大电路单元区别处理后，综合下来，结果就是，有的信号成 分的幅度被放大了，其它信号成分没被放大。 如果被放大的信号恰恰是我们希望被放大的，难道会是巧合吗？ 以上想法，有点哲学色彩。 能想到但做不到的，一般被称为文科生。 能做到但往往想不到或不敢想的，很多是理科生。 能想到也能做到的，为先生。 看看电路各部分的分工： l 输入信号 Vin 被两个信号跟随电路 A1，A2 复制得到了全信号的共 模信号。 l 两组低通电路 R1C1 和 R2C2 用于从中制造差模信号。 l 信号跟随电路 A3 用于隔离 R1C1 和放大电路以免相互干扰。 l 放大电路 Az，Rz，R0 就傻傻地等着对共模信号放过，对差模信号 放大，很机械性的操作。 这么简单的几组幼儿园小班水平的电路随便撘在一起就拿来唬人， 也有点太狠了。
l 把以上后三项内容重复 N 次 l 阵列的各连接组合环节，进行可编程控制 l 把以上内容综合进芯片之内。 l 设计辅助设计软件平台。 一个模拟技术领域类似“FPGA”的可编程模拟信号放大单元阵列芯片技 术即将诞生。 模拟技术趴在地板上仰望数字技术撞击天花板的日子快要结束了。 数字技术，上部空间已十分有限，靠简单的堆集去发展，已经很难。 或者从硬件结构上脱胎换骨，凤凰涅槃。 或者日落西山沦为“家电”类技术。 何去何从，人为天定！ 模拟技术，能否起飞？ 看胆识，看认知。 坚信总有一天会飞的。 是不是能带上所有人玩？ 另当别论！！！
多可爱。（简单就可爱）
当从 VA 处接一个跟随电路单元，再接一个积分电路后连接到 VB 处，
VB 就是直流有分量信号了。
当把电阻 Rz 和 R0 的比值设为几百或上千时。
在放大电路的输出端，接上一个耳机，竟然就能听到话筒接收到的音
被别人卡脖子。 大道至简，不过如此吧。 这个电路，及其设计思路和方法，也算是一种简单启蒙吧。 相对而言，把传统的模拟信号处理电路的嘤嘤绕绕的设计方式和方法说成是混
沌未开，也不会很委屈吧？ 开开玩笑，别当真！ 以上内容，不过仅仅是初级班的练习作品。 那提高班还做了些什么呢？ l 把通带外的信号彻底消除了，功能部件单元更完美了！ l 准备把完美后的单元做成阵列！ l 一层一排并联的不同频段的单元对信号进行“微分“式操作。 l 在并联单元以上设置一层加法电路完成“积分“操作。 l 设置几层全频带处理单元以提高总体操作效率
还有一个既定任务：对音频范围的信号作限定性放大。
那就需要只对某一个频率范围的信号进行放大。
又想了也做了。
@#￥%& 此处省略 xxx 字
Leabharlann Baidu
搞了如下一个电路出来
（真能糊弄和对付！！！） 这是一个带通放大电路！（真的？？连个反馈回路都没有！） 这就是所谓的颠覆性技术！ 这个电路也是多个想法的具体实现： l 既然放大电路能对差模信号放大，对共模信号保持，就可以认为是
多年以来原本与模拟电路设计几乎没什么瓜葛。 即使以上言辞如此刻薄甚至恶毒，也不是因为个人恩怨和感受，属于站 着说话不腰疼，说风凉话不交税的那种。 近两年有一种新的提法，叫颠覆性创新。 本帖在用上了这个时髦词，最初却没有任何要颠覆传统模拟技术的想法。 一切都是机缘巧合。 去年，因为刚需，要搞一个低成本的语音处理电路。选用驻极体话筒， 相应的信号需要放大。 了解一些影视方面用的过于“专业”的技术，成本太高。 一般的话筒信号处理芯片，有时又有一种背景噪声让人难以忍受。 无奈，尝试着自己搞搞电路。 原始的想法很简单，用模拟技术采集信号，再用数字方法进一步处理。 一腿迈出去，不小心竟发现了一条捷径。 驻极体话筒信号的放大工作，需要做到以下几点： l 能对信号放大 l 能对交流信号放大 l 能对音频交流信号放大 首先选了一个“最”简单的放大电路：
大 道 至 简 ： 模 拟 信 号 放 大 电 路 设 计 的 一 种 颠 覆 性 创 新 技 术
说起模拟信号（放大）电路设计： 赞美着说，叫博大精深； 实话实说，就一团乱麻。 模拟电路设计之难，形容为水深火热，估计也有人认同。 但要说是混沌未开，可能会引发众怒。 模拟电路设计技术有两大招牌操作：隔直电容和反馈网络。 l 隔直电容，可以说是模拟电路的第一道门。 不过，从消极的角度去看，信号经过隔直电容后，几乎就成了荒野游魂。 那诡异不堪的信号，不牵着，她就会丢。手牵着，她还似有似无。 想让她能出污泥而不染，还希望不要花了精致的淡妆，似乎有点不现实。 l 反馈网络，是信号进行放大的不二法宝。 实际上，靠反馈电路实现的放大逻辑，与其说是理性的设计结果，不如说是 感性的运气。 甚至有的电路的设计，为什么要这样搞，可能连设计师也说不明白。 当然，更多的电路只是抄抄改改而已。 反馈网络，有时就像一个个“也许”能侥幸找到出口的迷宫。 在隔直电容和反馈型放大网络之间，还有非常繁杂的必要步骤： l 信号分离 l 工作点设定 l 信号稳定 l 工作状态边界控制
看看结果如何： l 假设低通滤波电路 R1C1 和 R2C2 的截止频率分别是 F1 和 F2。具 体数值可以在网上找到相应的计算器。 l 如果 F1 和 F2 相等，这个电路就是一个简单的低通滤波电路，不 过是负载能力还不错，完全不是我们想要的东西。 l 当 F1 和 F2 不相等时，有戏看了： n 频率比 F1，F2 都低的信号，两路均导通，准共模。 n 频率比 F1，F2 都高的信号，两路均截止，也准共模。 n 频率介于 F1，F2 之间的信号，一路截止，另一路导通，差模 了！ l 以上信号组合被放大电路处理后，得到的输出结果是： n 低频段的信号被保持 n 高频段的信号被截止 n 通带介于 F1，F2 之间的信号，被有效放大，放大倍率取决于 （Rz/R0）。