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射隨電路簡要說明

(資料圖片)

射隨，射極跟隨器的簡稱，也就是共集電極放大器。電路形式有以下兩種：

1．PNP （3906）電路

PNP電路

2．NPN （3904）電路

NPN電路

射隨電路具有以下的特點(diǎn)：

1.具有較高的輸入阻抗和較低的輸出阻抗

2.輸出帶載能力強(qiáng)

3.電壓增益接近 1

由于射隨的這幾個(gè)特點(diǎn)，我們將其用在例如中放 VIDEO 輸給 DECODER，DECODER 的 AV OUT 等電路，

彌補(bǔ)原先器件輸出電流小，帶載能力不足的缺點(diǎn)，減少后級電路對前級電路的影響 ,從而達(dá)到增強(qiáng)電路的帶負(fù)載能力和前后級阻抗匹配 。

射隨器同時(shí)還可以隔離逆向干擾，一路信號可以通過兩個(gè)射隨分成兩路，而不會互相干擾。

直流電源VCC

以 576i 的信號為例，2Vp-p，場頻為 50Hz，場同步約 1/50*0.1=0.002S，"信號約1/50*0.9=0.018S。

以下三個(gè)圖是三個(gè)特殊的視頻信號的的簡略圖（不考慮行同步信號），vi(1)是暗場信號，vi(2)是暗場中有一豎直細(xì)亮線，vi(3)是亮場信號。

行同步時(shí)間很短，對電容的充放電時(shí)間很短，忽略不考慮。

vi(1)

vi(2)

vi(3)

為了讓射隨電路有好的動態(tài)范圍（輸入信號幅度變化較大時(shí)，輸出不失真），

ve 的直流電平應(yīng)設(shè)置在 VCC/2=2.5V。

從圖中可以看出，要求射隨電路的動態(tài)范圍必須是 0.7V~3.96V。

VCC 用 5V 時(shí)，動態(tài)范圍臨界，不過對于大部視頻信號而言沒有問題。

若 VCC 改成 9V。則動態(tài)范圍是 2.7~5.96,直流電平取 4.5V。會更好，對其它參數(shù)也有好處，推薦！

電容 C1

簡化電路

射隨電路的輸出部份電路可簡化成上圖。

即

當(dāng)頻率為50Hz時(shí), T=1/50s=20ms，

R=R4+R5=150Ω，

在 vo=75%vi 時(shí)， C=463uF。 取 C1=470uF。

如果 C1=220uF，vo/vi=0.55，較臨界。

這里，假設(shè)信號是一個(gè)亮場接著一個(gè)暗時(shí) t 取 T，

若是兩個(gè)亮場與兩個(gè)暗場交替應(yīng) t 取 2T，對 C 的要求就更高。

電阻 R1

射極等效電路

VCC=5V，R1=220Ω

i(R1)=i(C1)+i(E)，其中 i(E)>0。

v(E)<3.51V，在輸入信號是 1/3 亮場 2/3 暗場時(shí)的亮場部分 v(E)就是 3.5V（如下圖），亮場少的信號都會被削頂。

1/3亮場，2/3暗場的情況

將直流電平調(diào)低，可以對此進(jìn)行改善，但會影響動態(tài)范圍。

vi(2)頂部時(shí) i(R1)=i(C1)=6.8mA，i(E)=0mA；vi(3)底部時(shí) i(R1)=(5-0.7)/220=19.5mA，

i(C1)=（0.7-2.5）/150=-12mA，i(E)=i(R1)-i(C1)=31.5mA。

這要求 3906 在 i(E)從 0~31.5mA時(shí)的放大倍數(shù) Hfe 必須穩(wěn)定。

為了讓 v(E)在 3.96V 不削頂，

R1<106 Ω，R1 取 110 Ω。

但此時(shí) ， vi(3) 底部時(shí) i(R1)=(5-0.7)/110=39mA ,

i(C1)=(0.7-2.5) / 150=-12mA ，

i(E)=i(R1)-i(C1)=51mA。

這要求 3906 在 i(E)從 0~51mA 時(shí)的放大倍數(shù) Hfe 必須穩(wěn)定，

而 3906的 Hfe 在 i(E)在 30mA 以上變化很快。

2.VCC=9V，R1=220 Ω

同樣 i(R1)=i(C1)+i(E)，其中 i(E)>0。

R1=220 Ω時(shí)，v(E)<6.32V。

極限情況 vi(2)的頂在直流電平是 4.5V 時(shí)是(4.5+1.46)V=5.96V，也沒有問題。

這時(shí) i(E) 的最小值是在 vi(2) 的頂時(shí)，

i(R1)=(9-5.96)/220=13.8mA ，

i(C1)=(5.96-4.5)/150=9.7mA ，

i(E) =i(R1)-i(C1)=4.1mA ，

i(E) 的最大值是在 vi(3) 的底(4.5-1.8=2.7V)時(shí)，

i(R1)=(9-2.7)/220=28.6mA ， i(C1)=(2.7-4.5)/150=-12mA ，

i(E)=i(R1)-i(C1)=40.6mA，有些臨界。

若 R1=330 歐，v(E)<5.9V，i(E)范圍 0~31mA，較好。

推薦使用 VCC=9V，R1=330 Ω。

3.若 R1=1KΩ

同樣在 VCC=5V 時(shí)，v(E)<2.82V，對大部份信號都會有問題。

VCC=9V 時(shí)，v(E)<5.09V，一樣會有問題。

結(jié)論：R1 的取值不能太大，大了波形會被削頂，亮階分不開。

R1 的取值也不能太小，小了 3906 的 Hfe 變化大，波形失真明顯。

NPN 電路中

NPN的射極等效電路

VCC=5V，R1=220 Ω

i(R1)+i(C1)=i(E)，其中 i(E)>0。

v(E)>1.5V，在輸入信號是 1/3

亮場 2/3 暗場時(shí)的暗場的 v(E)就是 1.5V，暗場少的信號都會被削底部。將直流電平調(diào)高，可

以對此進(jìn)行改善，但會影響動態(tài)范圍。

vi(3)底部時(shí) i(R1)=i(C1)=6.8mA，i(E)=0mA；vi(2)頂部時(shí) i(R1)=3.96/220=18mA，

i(C1)=(3.96-2.5)/150=9.7mA，i(E)=i(R1)+i(C1)=27.7mA。

這要求 3904 在 i(E)從 0~27.7mA 時(shí)的放大倍數(shù) Hfe 必須穩(wěn)定。

為了讓 v(E)在 0.7V 不削底，

R1<58 Ω，R1 取 56Ω。

但此時(shí)，vi(2)頂部時(shí) i(R1)=3.96/56=70.1mA，i(C1)=(3.96-2.5)/150=9.7mA，i(E)=i(R1)+i(C1)=79.8mA。

這要求 3906 在 i(E)從 0~51mA 時(shí)的放大倍數(shù) Hfe 必須穩(wěn)定，

而 3906 的 Hfe 在 i(E)在 30mA以上變化很快。

2.VCC=9V，R1=220 Ω

同樣 i(R1)+i(C1)=i(E)，其中 i(E)>0。

，v(E)>2.68V。極限情況 vi(3)的底在直流電平是 4.5V 時(shí)是(4.5-1.8)V=2.7V，臨界。

這時(shí) i(E)的最小值是在 vi(3)的底時(shí)，i(R1)=2.7/220=12.3mA，

i(C1)=(2.7-4.5)/150=-12mA，i(E) =i(R1)+i(C1)=0.3mA；

i(E)的最大值是在 vi(2)的頂(4.5+1.46=5.96V)時(shí)，

i(R1)=5.96/220=27mA，i(C1)=(5.96-4.5)/150=9.7mA，

i(E) =i(R1)+i(C1)=36.7mA，有些臨界。

若將 R1 改成 330 Ω，則 v(E)>3.1V，信號為被削底，行不通。

在這方面 NPN 電路不如PNP 電路。R1 無論選取多少，或底部失真臨界，或 Hfe 變化波開失真臨界。

推薦使用：VCC=9V，PNP 電路，R1=330 Ω。

直流偏置電阻 R2 和 R3

在 VCC=5V 時(shí)，為了好的動態(tài)范圍我們?nèi)?ve 的直流電平為 Ve=2.5V。

為了保證基極的直流偏置電壓穩(wěn)定，要求流過 R2，R3 的電流 I2，I3 要遠(yuǎn)大于 Ib(取 Ie 的平均值 20mA,3906的放大倍數(shù)150，Ib=Ie/Hfe=20mA/150=130uA），

I2,I3 至少要 mA 級，就要求 R2，R3 要盡量小，至少到 K Ω這一級。

同時(shí)，對于 vi 來言 C2 與 R2//R3 構(gòu)成一個(gè) RC 電路，

時(shí)間常數(shù)要求 RC 不能太小，C2 的容量幾十到幾百 uF。

綜合而言 R2，R3 的取值應(yīng)在幾 K 左右。

1.在 PNP 電路中，基極電壓的直流電平 Vb=Ve-VBE，3906 的 VBE 為 0.6~0.8，

隨 ic 電流改變。

忽略這個(gè)變化，取 VBE=0.7V，則 Vb=1.8V。

這時(shí) vb 的動態(tài)范圍是 0V(vi3 的底)~3.26V（vi2 的頂），

對于全亮場信號同步信號會受影響。

若 VCC=9V，Ve=4.5V，Vb=4.5V-0.7V=3.8V，vb 的動態(tài)范圍是 2V(vi3 的底)~5.26V（vi2

的頂），三極管在良好的放大區(qū)工作，信號不受影響。

再次推薦 VCC 取 9V。由 VCC/（R2+R3）=Vb/R3，在 VCC=5V 時(shí) R2=1.78R3，若 R2=4.7K，則 R3=2.7K。

考慮到 VCC=5V，R1=220 Ω時(shí)會削頂，將 Ve，Vb 調(diào)小一點(diǎn)，所以 R3 取 2.2K。

在 VCC=9V時(shí)，R2=1.37R3，若 R2=5.6K，則 R3=4.7K。

VCC 取 9V 時(shí)選擇范圍可以較大。

2.在 NPN 電路中，基極電壓的直流電平 Vb=Ve+VBE，

3904 的 VBE 為 0.6~0.8，隨 ic 電流改變。

忽略這個(gè)變化，取 VBE=0.7V，則 Vb=3.2V。

這時(shí) vb 的動態(tài)范圍是 1.4V(vi3 的

底)~4.66V（vi2 的頂）。

由 VCC/（R2+R3）=Vb/R3，在 VCC=5V 時(shí) R2=0.56R3，

若 R2=2.7K，則 R3=4.7K。

電容 C2

C2 的選取與 C1 相似，R=R2//R3=1.5K，電壓失真 25%（針對黑白場交替的信號）時(shí)需

要 C2 為 47uF。

但考慮到性價(jià)比，16V 47uF 與 100uF 的價(jià)格相當(dāng)，但 100uF 的電壓失真僅為 12.5%，所以 C2 選擇 100uF。

NPN 電路與 PNP 電路比較

在 R1 選取上 PNP 電路比 NPN 電路更容易，設(shè)計(jì)余量大。

從 3906 和 3904 的器件講，3904的放大倍數(shù)更平緩。