如图所示
 
R2实际上是提供偏执电压，R1是让输入阻抗匹配，实际上这里应该选择100k，交流信号主要从C1进入，放大倍数应该是R3 / C1

 设计要求
 

  
 
 
  

   输入信号：幅值-200mV~200mV，频率10Khz正弦信
  
 
  

   输出信号：幅值0.5V~4.5V，频率10Khz正弦信号
  
 
  

   电路参数和型号的选择 ：
  
 
  

   ①运放工作电压不能超过+5V(电源工作的集成运放，无负相电源)，因为嵌入式用的是+5V电源
  
 
  

   ②对于电阻数值则要考虑运放的阻抗，因为实际运用中的运放不是理想状态，也就是说输入阻抗不是无穷大；
  
 
  

   ③对于电容的数值则要考虑是在对交流信号进行放大，而不是直流信号；
  
 
  

   ④实际运用中电阻的误差为5%，所以还要考虑如何准确的做到题目要求的放大倍数。
  
 
  

   ⑤输入、输出不在一个直流工作点上，输入是在0V上叠加正弦信号，而输出是在2.5V上叠加正弦信号，需要通过电路进行调整。
  
 
  

   ⑥放大的对象是交流信号，要考虑运放的所能通过频率。
  
 
 
 
 
 
 

  
 

  对设计要求的分析
 
 
 
 
  

   图1为输入信号的波形，
   
   
  
 
  

   
 
  
 
  

   图2为经过放大电路放大
  
 
  

   后的波形。根据设计要
  
 
  

   求，我们可以从两个方面
  
 
  

   入手，一方面是静态工作
  
 
  

   电压的提高，从0V提升
  
 
  

   2.5v；二是交流信号放
  
 
  

   大，由设计要求可知，交
  
 
  

   流信号放大的倍数10。
  
 
  

   二者信号的叠加即为满足
  
 
  

   要求的输出信号。
  
 
 
 
 
 
  

   n电路原理图：
  
 
 
 
 
 
 
 

 
 
 

  
 
 
  

   该电路采用的是直流全反馈交流同相放大电路。电
  
 
  

   容C的隔直通交的功能，能使电路只对交流有放大
  
 
  

   作用，对直流电压没有放大作用。对于直流通路来
  
 
  

   讲，其就相当于一个电压跟随器，把放大器输入端
  
 
  

   的直流电压全加在了输出端。同时该电路为同相放
  
 
  

   大电路，能做到具有较高的输入阻抗，且能好的将
  
 
  

   输出的静态电压点提高，只放大交流信号，符合设
  
 
  

   计的要求。
  
 
 
 
 

  
 
 
 
 
 

第一部分 电子电路初学者教室
 
八、小信号放大电路
 
提问1：小信号采用什么电路进行放大？
   已知：
        小信号：不能直流驱动扬声器发生的信号（如：麦克风和CD机）
        小信号放大电路：放大振幅很小的信号电路。
        多级放大电路:小信号放大电路只靠一个晶体管不足以增益，需要多个晶体管反复放大。
 回答：
    经常采用的方法是RC耦合放大电路（利用电容、电阻耦合方式），如下图所示为一个二级的RC耦合放大电路。
 
 提问2：什么是耦合电容？及其作用？
 回答：
    前后接有晶体管的电容，且就靠这些电容来传递信号的都叫耦合电容，如：上问电路中$C_1$、$C_3$、$C_5$均属于耦合电容（也称级间电容），这些电容除将交流信号（输出电压）传递给下一级之外，还负有滤除直流分量、只允许交流分量通过的责任。如下图所示：
 
 多级放大电路采用上问电路的耦合方式，单独取出其中一级就是下图形式：
 
 
提问3：什么是旁路电容？及其作用？
 回答：
    1问中，$C_2$称为旁路电容，用于阻断电阻$R_4$上的交流通过。
 
提问4：为何既要滤除直流分量（耦合电容）还要阻断$R_4$电阻上交流（旁路电容）通过呢？
 回答：
    因为传递交流信号时直流分量会带来麻烦，而当需要稳定偏置时，交流分量也会带来不便。
    可将上图（上文最后一图）RC耦合放大电路的工作过程按直流通路和交流通路分开看看，若只考虑直流通路则可得下图形式，电流反馈偏置电路(直流负载电阻=$R_3$+$R_4$(Ω))
 
    若只考虑交流通路，对于交流来说，$C_1$、$C_2$、$C_3$的阻抗可忽略不计，相当于短路，再加上$V_{CC}$内部电阻很小对交流分量是导通的，则可得下图形式
 
    其中$R_L$是$R_3$和$R_5$并联：$R_L=R_3{R}_5/R_3+R_5$
    电路分成直流通路和交流通路后，就可分别画出直流负载线和交流负载线并求出最佳静态工作点，再通过所需基极电流$I_B$来确定各个电阻值，就可得到没有失真的最佳输出电压。
 
提问5：？
 
 根据该图各元件的具体参数，确切说明一下小信号放大过程：
 

 
 

在阅读这篇博客之前，如果对微弱小信号放大以及滤波等基础知识还有不明白的，可以先去看看之前发的这个PPT（微弱信号处理电路（从0到1）），对运放电路有了基本的概念之后，再回头看这篇博客（本次所介绍的是实际项目，应用型较强）。
 B站对应讲解本文视频链接
 开门见山，直接引出一个项目要求，跟着要求学习，我相信收获会更快。之前做过电磁超声无损检测的一个项目（感兴趣可以去搜一下），其中前端获取微弱信号的是一个线圈（也可以是其他装置），如下图所示：
 
 其中接收装置的输出的微弱信号从图中的两根红线输出（差分信号），这个项目中接收到的信号只有几十微伏（uF），如此小的信号不能被直接使用，只能通过电路放大以及滤波之后才能进一步进行处理，比如通过AD转换传输到电脑端（AD模数转换的博客以及数据的高速传输都可以找到）。
 
实际项目中如何将微伏信号放大是本次文章讨论的重点（对于毫伏或者更大幅值的信号，本篇文章中介绍的电路也是适用的）。由于篇幅受限，所以只和大家一起讨论方案思路
 
接收装置输出的微弱信号是两根线同时输出的差分信号，所以设计放大电路时可以考虑采用差分放大电路（可以抑制共模干扰），也可以只放大其中一路的信号，另一根线上的信号直接接地，使用单端放大电路。对于差分输出信号的装置建议采用差分放大电路，但是电路灵活性很大，有的装置只有一根线输出信号也可以使用差分放大电路。（不明白可以和博主私下互相学习），所以差分放大电路和单端放大电路对于不管是差分信号还是单根信号都是可以直接使用的，只是存在优劣性问题。
 
1.集成运算放大电路（差分放大）
 首先讨论差分放大电路。差分放大电路的好处就是放大差分信号时可以抑制差分信号中的共模干扰，当然也可以放大一根线上的微弱信号，只是差分放大电路的另一端接地。
 本次要放大的微弱信号是几十UF（几十或几百毫伏都可以用这个电路）。
 （1）普通三极管搭建差分放大电路（电路图pcb文件直接联系博主就可以QQ：2859340499）：
 
 实物图：
 
 所搭建的三极管前置放大电路实现了差分的信号的输入（也可以只接一端信号），可以将几十微伏的信号实现1000倍以上的放大效果。
 
（2）仪表放大电路：
 仪表运放可以实现差分信号的输入，比如专用的仪表运放芯片AD620，AD8429等，而且电路简单，可以很好地将微弱的差分信号放大。
 
 实际项目中前端使用AD8429的硬件电路班如图所示：
 
 当然使用集成运放放大差分信号不一定就一定要用仪表放大器，因为仪表放大器是由三个运放搭建的，所以可以使用三个运放来搭建一个仪表放大器，进而放大差分信号：
 
 这里采用的是三个单运放AD797构成的仪表放大器，可以实现差分信号的放大，实物图如下图所示：
 
 关于差分放大电路常用的大致就是三极管差分放大，仪表放大器等。
 
2.集成运算放大电路（单端放大）
 单端放大的集成运放电路就很常见了，比如前面说的三个AD797构成的仪表放大器，拿出其中一个就是个单端运放。由于是放大小信号（达到微伏级别），所以普通常见的运放肯定是不行了，所以在这里选择型号时候就要好好看对应运放的器件手册，看信号的处理能力。
 针对微伏信号搭建的电路如图所示：
 
 实际电路：
 
 所搭建的电路经过测试可以将微伏信号放大到几百毫伏。
 附上一张几十微伏信号经过放大之后的信号，从示波器显示的图可以看出，放大电路可以很好地将有用的微伏信号放大。
 
 本次博客中所介绍的电路（还有几种没有介绍）均是博主在实际电路调试中，可以将几十微伏的微弱信号放大（差分信号还是单端信号都可以），当然针对毫伏级别的信号也都是适用的。文章中涉及到的内容较多，时间仓促，所以自己写完感觉寥寥草草，先表达歉意！如果对文中有不明白的，或者对电路感兴趣的欢迎和博主交流QQ：2859340499，共同学习进步！