模擬電路,在控制晶片沒出來之前,電子設備全部用的是模擬電路,世界上第一台計算機就是完全用模擬電路搭建的,那佔地面積相當的嚇人!
所以數字控制晶片裏能夠實現的功能,模擬電路完全都能實現。
加、減、乘、除等等,絕對值電路也算是模擬電路中的一種,說難不難,說易也不容易,最主要就是用到很常用的器件,二極管。
二極管本身就具有單向性,電流只能從一端流向另一端,反過來卻不行,這就是絕對值電路的基礎。
對於兩位技術宅,這點模擬電路的基礎知識都是明白的,要不然陳國華一聽是絕對值電路,也不會發笑,覺得太過容易。
兩人也不遲疑,比賽馬上開始,實驗室中各種器件都很齊全,分別搭建電路,用一塊空白的板子焊接起來,因為電路本身並不複雜,陳國華一邊做,一邊不屑地搖頭,太簡單了吧!
電力電子技術中,有一種橋式整流電路,就可以用作弱電的絕對值電路,四個二極管兩兩串聯後並聯,並聯的兩頭接入信號,串聯的兩個中間點出來的就是絕對值信號!
這就是一種絕對值電路,陳國華差不多1分鐘就搞定了,插四個二極管,把並聯和串聯的四個點引出來,能要多長時間呢。
想想,覺得這種純二極管組成的電路太糙了,二極管是一種無源器件。組成的電路是無源電路,需要驅動功率的。
輸入的信號太弱的時候。可能無法驅動二極管導通!想到這個問題,陳國華念頭一轉就解決了,太容易處理了,前面加一個運算放大器電路,將無源信號變成有源信號就成了。
運算放大器具有改變前後級輸入、輸出電阻的作用。
「搞定!」十分鐘不到,陳國華收工了,極為得意看着還在忙碌着的劉猛。
劉猛也不管他那邊的情況,嘴角輕笑着。繼續焊接自己的電路,本身他的電路就稍微複雜,使用了兩個運算放大器結構。
模擬電路中,運算放大器、比較器是最基本的兩種器件,特別是運算放大器,利用虛短、虛斷的特性,可以實現的功能超乎想像。
「好了。」大約一刻鐘的時候。劉猛也完成了電路的製作。
但從外觀來看,陳國華的電路就敗了,不過陳國華不這麼想,「如此簡單的電路,虧你想的出來,拿出來比較!」陳國華撇撇嘴說道。
「簡不簡單。比較之後才知道,通入一組帶有三角、脈衝、隨機噪聲的信號看一下效果吧。」事實勝於雄辯,劉猛也懶得先計較誰優誰劣。
陳國華倒也是技術不俗,馬上編寫程序利用fpga發出一組帶有極大噪聲的正弦信號,分別通入兩人焊制的電路。用示波器觀察出來的波形。
本來一副淡定的表情,不禁叫了一聲。「為什麼會這樣?」
意料之中,劉猛一點也不意外,說道:「實現功能,那只是最初級的階段,高質量地、工業級地實現功能,這才是一個成熟的產品需要具備的。」
說的陳國華的臉一下子紅了起來,劉猛就是要打擊一下他有些驕狂的性子,接着說道:「二極管是一種很糙的器件,應該儘量少用,而你一下子用了四個,如果是漂亮的波形信號輸入,輸出信號還不明顯,但是雜波噪聲一多,二極管的溫偏、零點漂移全都跑出來了,畢竟是個無源的器件。」
很明顯,陳國華的絕對值電路已經出現了明顯的零點漂移,這是因為有了噪聲,二極管找不到準確零點的原因,絕對值變換之後,波形失真了,而劉猛的電路相對就好很多。
「為什麼?」陳國華不禁疑問,這明明就是一個最簡單的電路罷了。
「我的絕對值電路有兩個運算放大器,只使用了兩個二極管,而且互相抵消零點漂移,輸入信號經第一電阻與第一運算放大器的負相相連,第一運算放大器的正相接地,負相與輸出之間接第二電阻;輸入信號同時經第二電阻與第二運算放大器的正相相連,第三電阻與第一快速二極管反串聯,第四電阻與第二快速二極管反串聯,兩個串聯電路並聯接於第二運算放大器的負相與輸出之間,第一快速二極管與第二快速二極管的方向相反、參數誤差互相抵消;第三電阻與第一快速二極管的接點或第四電阻與第二快速二極管