射随电路简要说明

(资料图片)

射随，射极跟随器的简称，也就是共集电极放大器。电路形式有以下两种：

1．PNP （3906）电路

PNP电路

2．NPN （3904）电路

NPN电路

射随电路具有以下的特点：

1.具有较高的输入阻抗和较低的输出阻抗

2.输出带载能力强

3.电压增益接近 1

由于射随的这几个特点，我们将其用在例如中放 VIDEO 输给 DECODER，DECODER 的 AV OUT 等电路，

弥补原先器件输出电流小，带载能力不足的缺点，减少后级电路对前级电路的影响 ,从而达到增强电路的带负载能力和前后级阻抗匹配 。

射随器同时还可以隔离逆向干扰，一路信号可以通过两个射随分成两路，而不会互相干扰。

直流电源VCC

以 576i 的信号为例，2Vp-p，场频为 50Hz，场同步约 1/50*0.1=0.002S，"信号约1/50*0.9=0.018S。

以下三个图是三个特殊的视频信号的的简略图（不考虑行同步信号），vi(1)是暗场信号，vi(2)是暗场中有一竖直细亮线，vi(3)是亮场信号。

行同步时间很短，对电容的充放电时间很短，忽略不考虑。

vi(1)

vi(2)

vi(3)

为了让射随电路有好的动态范围（输入信号幅度变化较大时，输出不失真），

ve 的直流电平应设置在 VCC/2=2.5V。

从图中可以看出，要求射随电路的动态范围必须是 0.7V~3.96V。

VCC 用 5V 时，动态范围临界，不过对于大部视频信号而言没有问题。

若 VCC 改成 9V。则动态范围是 2.7~5.96,直流电平取 4.5V。会更好，对其它参数也有好处，推荐！

电容 C1

简化电路

射随电路的输出部份电路可简化成上图。

即

当频率为50Hz时, T=1/50s=20ms，

R=R4+R5=150Ω，

在 vo=75%vi 时， C=463uF。 取 C1=470uF。

如果 C1=220uF，vo/vi=0.55，较临界。

这里，假设信号是一个亮场接着一个暗时 t 取 T，

若是两个亮场与两个暗场交替应 t 取 2T，对 C 的要求就更高。

电阻 R1

射极等效电路

VCC=5V，R1=220Ω

i(R1)=i(C1)+i(E)，其中 i(E)>0。

v(E)<3.51V，在输入信号是 1/3 亮场 2/3 暗场时的亮场部分 v(E)就是 3.5V（如下图），亮场少的信号都会被削顶。

1/3亮场，2/3暗场的情况

将直流电平调低，可以对此进行改善，但会影响动态范围。

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

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

这要求 3906 在 i(E)从 0~31.5mA时的放大倍数 Hfe 必须稳定。

为了让 v(E)在 3.96V 不削顶，

R1<106 Ω，R1 取 110 Ω。

但此时 ， vi(3) 底部时 i(R1)=(5-0.7)/110=39mA ,

i(C1)=(0.7-2.5) / 150=-12mA ，

i(E)=i(R1)-i(C1)=51mA。

这要求 3906 在 i(E)从 0~51mA 时的放大倍数 Hfe 必须稳定，

而 3906的 Hfe 在 i(E)在 30mA 以上变化很快。

2.VCC=9V，R1=220 Ω

同样 i(R1)=i(C1)+i(E)，其中 i(E)>0。

R1=220 Ω时，v(E)<6.32V。

极限情况 vi(2)的顶在直流电平是 4.5V 时是(4.5+1.46)V=5.96V，也没有问题。

这时 i(E) 的最小值是在 vi(2) 的顶时，

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)时，

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

i(E)=i(R1)-i(C1)=40.6mA，有些临界。

若 R1=330 欧，v(E)<5.9V，i(E)范围 0~31mA，较好。

推荐使用 VCC=9V，R1=330 Ω。

3.若 R1=1KΩ

同样在 VCC=5V 时，v(E)<2.82V，对大部份信号都会有问题。

VCC=9V 时，v(E)<5.09V，一样会有问题。

结论：R1 的取值不能太大，大了波形会被削顶，亮阶分不开。

R1 的取值也不能太小，小了 3906 的 Hfe 变化大，波形失真明显。

NPN 电路中

NPN的射极等效电路

VCC=5V，R1=220 Ω

i(R1)+i(C1)=i(E)，其中 i(E)>0。

v(E)>1.5V，在输入信号是 1/3

亮场 2/3 暗场时的暗场的 v(E)就是 1.5V，暗场少的信号都会被削底部。将直流电平调高，可

以对此进行改善，但会影响动态范围。

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

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

这要求 3904 在 i(E)从 0~27.7mA 时的放大倍数 Hfe 必须稳定。

为了让 v(E)在 0.7V 不削底，

R1<58 Ω，R1 取 56Ω。

但此时，vi(2)顶部时 i(R1)=3.96/56=70.1mA，i(C1)=(3.96-2.5)/150=9.7mA，i(E)=i(R1)+i(C1)=79.8mA。

这要求 3906 在 i(E)从 0~51mA 时的放大倍数 Hfe 必须稳定，

而 3906 的 Hfe 在 i(E)在 30mA以上变化很快。

2.VCC=9V，R1=220 Ω

同样 i(R1)+i(C1)=i(E)，其中 i(E)>0。

，v(E)>2.68V。极限情况 vi(3)的底在直流电平是 4.5V 时是(4.5-1.8)V=2.7V，临界。

这时 i(E)的最小值是在 vi(3)的底时，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)的顶(4.5+1.46=5.96V)时，

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

i(E) =i(R1)+i(C1)=36.7mA，有些临界。

若将 R1 改成 330 Ω，则 v(E)>3.1V，信号为被削底，行不通。

在这方面 NPN 电路不如PNP 电路。R1 无论选取多少，或底部失真临界，或 Hfe 变化波开失真临界。

推荐使用：VCC=9V，PNP 电路，R1=330 Ω。

直流偏置电阻 R2 和 R3

在 VCC=5V 时，为了好的动态范围我们取 ve 的直流电平为 Ve=2.5V。

为了保证基极的直流偏置电压稳定，要求流过 R2，R3 的电流 I2，I3 要远大于 Ib(取 Ie 的平均值 20mA,3906的放大倍数150，Ib=Ie/Hfe=20mA/150=130uA），

I2,I3 至少要 mA 级，就要求 R2，R3 要尽量小，至少到 K Ω这一级。

同时，对于 vi 来言 C2 与 R2//R3 构成一个 RC 电路，

时间常数要求 RC 不能太小，C2 的容量几十到几百 uF。

综合而言 R2，R3 的取值应在几 K 左右。

1.在 PNP 电路中，基极电压的直流电平 Vb=Ve-VBE，3906 的 VBE 为 0.6~0.8，

随 ic 电流改变。

忽略这个变化，取 VBE=0.7V，则 Vb=1.8V。

这时 vb 的动态范围是 0V(vi3 的底)~3.26V（vi2 的顶），

对于全亮场信号同步信号会受影响。

若 VCC=9V，Ve=4.5V，Vb=4.5V-0.7V=3.8V，vb 的动态范围是 2V(vi3 的底)~5.26V（vi2

的顶），三极管在良好的放大区工作，信号不受影响。

再次推荐 VCC 取 9V。由 VCC/（R2+R3）=Vb/R3，在 VCC=5V 时 R2=1.78R3，若 R2=4.7K，则 R3=2.7K。

考虑到 VCC=5V，R1=220 Ω时会削顶，将 Ve，Vb 调小一点，所以 R3 取 2.2K。

在 VCC=9V时，R2=1.37R3，若 R2=5.6K，则 R3=4.7K。

VCC 取 9V 时选择范围可以较大。

2.在 NPN 电路中，基极电压的直流电平 Vb=Ve+VBE，

3904 的 VBE 为 0.6~0.8，随 ic 电流改变。

忽略这个变化，取 VBE=0.7V，则 Vb=3.2V。

这时 vb 的动态范围是 1.4V(vi3 的

底)~4.66V（vi2 的顶）。

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

若 R2=2.7K，则 R3=4.7K。

电容 C2

C2 的选取与 C1 相似，R=R2//R3=1.5K，电压失真 25%（针对黑白场交替的信号）时需

要 C2 为 47uF。

但考虑到性价比，16V 47uF 与 100uF 的价格相当，但 100uF 的电压失真仅为 12.5%，所以 C2 选择 100uF。

NPN 电路与 PNP 电路比较

在 R1 选取上 PNP 电路比 NPN 电路更容易，设计余量大。

从 3906 和 3904 的器件讲，3904的放大倍数更平缓。