两路音频合成一路电路_模拟电路设计，将被狠狠地简化吗？

本帖给出了一种简化模拟电路设计的全新方法和专利电路，各位大师看看可行吗？

传统的模拟电路设计，太难，太复杂，无需多说。

本人发明了一组电路，可以很大程度上解决上述问题。

概述

传统的放大电路，信号处理流程很复杂，特别是标志性的反馈信号网络，常常会让电路崩溃，也让人崩溃。

更有比豌豆公主还娇气的信号，让人爱恨都难。

当数字技术在撞击功耗和工艺的双重天花板时，模拟技术在苦哈哈地擦地板，是有客观原因的。

本帖的初衷，是从根本上摆脱以上困境。

解决思路：

• 能对双端信号中的差模信号放大，共模信号抑制的成熟电路单元很多，选一简单可靠的。
• 把不需要放大的信号都处理成共模信号。
• 把需要放大的信号处理成差模信号。
• 通过放大电路的自我识别实现信号的区别化处理。
• 必要时，清除无用信号。

以上思路，可以绕开很多传统电路设计中月朦胧鸟朦胧一般的“信号流”处理。

理想很丰满。现实会不会很骨感。

请继续。

核心电路

这是一个带通放大电路。

它可以对低通滤波电路R1C1和R2C2各自的截止频率之间的信号，按照（Rz/R0）的倍率缩放。

该电路单电源供电，单端输入，单端输出。

电路原理

• 单端输入信号经两个单运放信号跟随电路A1，A2后，成为两路包含全部信号成分的全共模信号。
• 两路信号经低通滤波电路R1C1和R2C2后，（可能）会产生差模信号。
• 单运放信号跟随电路A3是为了隔离R1C1与后续放大电路之间的电路参数相互干扰设置的，R2C2的信号直接接运放输入端则不需要额外处理。
• 运放Az和电阻Rz，R0构成放大单元，信号放大关系为：

Vout = VB -（Rz/R0）*（VA - VB）

放大公式后文再推理分析。

从输出信号Vout 与信号VA的关系来讲：

信号VA中与信号VB幅度相同的部分也就是共模信号部分VB，是保持通过的。

相差的部分（VA-VB）被反相放大了（Rz/R0）倍，放大倍率小于1，也成立。

分析一下不同频率的信号成分被处理的结果，假设两个低通电路单元的截止频率分别是F1和F2：

• 频率比F1和F2都低的信号，两路均导通，为准共模状态。
• 频率比F1和F2都高的信号，两路均截止，也是准共模状态。
• 频率介于F1和F2之间的信号，有一路会截止，另一路会导通，呈现典型的差模状态信号，差模信号的幅度几乎最大。

被放大电路放大处理后：

• 低频部分被保持。
• 高频部分被截止。
• 中间部分被放大电路放大处理。

当放大电路的放大倍率是几百几千时，这个电路的效果很显著，当放大倍率小于1时，对信号的衰减作用也是很有效的。

一个放大单元的电路就基本实现了。

如此简单！

若把输入端接一个驻极体话筒信号，在输出端就可以直接用耳机听到声音了。

不过，单级放大倍率太高的话，运放的工作状态可能不会那么理想了。

可以通过直接串联一个同样的电路来解决！

直连加串联，就可以！

那不同频段的电路单元并联有问题吗？ 也可以。

做成矩阵芯片呢？

数字电路有门阵列可编程的“FPGA”，模拟电路可以设计放大单元阵列的可编程芯片吗？ 理论上也没问题。

本帖的电路单元技术就可以用于模拟信号放大单元矩阵芯片中。

当然，技术已申请了专利，这也是肯定的。

展望

如果把以上电路单元制作成矩阵芯片，可以如下考虑：

• 多个电路单元并联，对各自通带边界频率合理设计，可以对所有频段全覆盖，用类似微分的原理处理所有的信号。
• 把以上并联单元的结果用加法电路汇总处理，获得总信号，这类似积分。
• 再设置两三级对全频段信号统一缩放处理的电路，方便信号的整体调整。
• 把以上几部分内容整体重叠几次，就成了全能矩阵。

以上方案还有个美中不足，就是当前级信号成分的信号幅度较大时，保持通过的部分信号会成了“多余信号”，对此，本人设计的相关电路可以直接消除掉。

更干净的信号，可看做是为将来搞模拟信号运算做准备。

软件辅助设计及芯片可编程问题

• 该电路功能设置中，电阻R1，R2的改变可以调整通带的上下截止频率。
• 电阻Rz，R0的改变可以调整放大倍率。
• 不同的电路单元，可以从信号标记点VA，VB处分割进行可编程组合连接，形成不同的带宽设计环节和放大环节的组合。
• 当消除了通带外信号后，各个通带的处理结果通过加法电路即可完成整合，消除通带外信号的电路，会把信号中心点“顺便”锁定在某个固定电位上，如电源二分之一处。
• 无论是单个放大单元的芯片，还是矩阵芯片，供电和信号输入输出。只需四条线即可，芯片之间，只需共地就可连接使用。

总结

通过以上内容，可以发现：

• 信号放大处理的电路设计可以非常简单。
• 电路的应用和组合将非常方便。
• 阵列化芯片技术，已经具备关键技术条件
• 辅助设计及芯片编程技术，已无技术难点。

那么

各位新老大师们，在您学习和设计新的电路之前，会不会先用以上相关方案“替换”一下试试，如果技术可替换，何苦再去搞那九九八十一难的传统方案？

当然

仁者见仁，智者见智。

各界神人自有高招，欢迎前来讨论。