一種計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信號(hào)增強(qiáng)電路的設(shè)計(jì)

湘潭醫(yī)衛(wèi)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 張淼波

本設(shè)計(jì)用較少的電子元器件和較簡(jiǎn)單的電路結(jié)構(gòu)，通過(guò)電子元器件之間的科學(xué)聯(lián)接，能夠提高網(wǎng)絡(luò)信號(hào)的增益，提高網(wǎng)絡(luò)信號(hào)的強(qiáng)度。能從物理上延伸信號(hào)傳輸?shù)挠行Ь嚯x，使計(jì)算機(jī)上網(wǎng)更加穩(wěn)定，且性能穩(wěn)定、價(jià)格低廉。本設(shè)計(jì)既可以集成到其它成熟產(chǎn)品中，成為該產(chǎn)品擴(kuò)展附加功能，還可以單獨(dú)進(jìn)行工業(yè)設(shè)計(jì)，形成專用功能的產(chǎn)品。

電子計(jì)算機(jī)在當(dāng)前的時(shí)代中已經(jīng)成為人們?nèi)粘Ｉ詈凸ぷ髦胁豢苫蛉钡囊环N設(shè)備，而計(jì)算機(jī)也只有與網(wǎng)絡(luò)完美的結(jié)合，才能夠充分的發(fā)揮計(jì)算機(jī)的強(qiáng)大計(jì)算能力。但事實(shí)是現(xiàn)有技術(shù)中，計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)信號(hào)由于受傳輸介質(zhì)、網(wǎng)絡(luò)帶寬及外部環(huán)境的影響，其網(wǎng)絡(luò)信號(hào)誤碼率高，傳輸速率低，從而嚴(yán)重的制約了計(jì)算機(jī)的進(jìn)一步普及和發(fā)展。究其原因主要是網(wǎng)絡(luò)信號(hào)在傳輸過(guò)程中電信號(hào)衰減嚴(yán)重，讓接收設(shè)備無(wú)法識(shí)別出正確的電信號(hào)，只能數(shù)據(jù)重傳，給用戶造成網(wǎng)絡(luò)帶寬窄，速度慢的假像。因此，如果能在接收方增設(shè)一種對(duì)網(wǎng)絡(luò)衰減信號(hào)進(jìn)行物理增益的設(shè)備，必定能提高網(wǎng)絡(luò)速度傳輸速率，所以一種計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信號(hào)增強(qiáng)電路的設(shè)計(jì)在此背景下應(yīng)運(yùn)而生。

1.設(shè)計(jì)思路

網(wǎng)絡(luò)輸入信號(hào)電壓隨著線路傳統(tǒng)而衰減，我們可以設(shè)想一種，設(shè)計(jì)一種相對(duì)簡(jiǎn)單的電路，利用已經(jīng)成熟的電子元器件之間科學(xué)有續(xù)的聯(lián)接，將衰減的電信號(hào)物理增強(qiáng)。我們可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)輸入的信號(hào)電壓，先用三極管轉(zhuǎn)換成電流，再由三極管轉(zhuǎn)換成電壓，然后由場(chǎng)效應(yīng)管放大，再由電阻輸出電壓轉(zhuǎn)換成電流等，經(jīng)多次轉(zhuǎn)換后，實(shí)現(xiàn)信號(hào)的放大增益。

2.工作原理

2.1 網(wǎng)絡(luò)輸入信號(hào)由兩根三極管相聯(lián)，實(shí)現(xiàn)電壓轉(zhuǎn)換成電流功能，轉(zhuǎn)換成電流后的信號(hào)再次由兩根三極管轉(zhuǎn)換成電壓，由場(chǎng)效應(yīng)管放大輸出驅(qū)動(dòng)負(fù)載，通過(guò)電阻實(shí)現(xiàn)電壓轉(zhuǎn)換成電流，加到場(chǎng)效應(yīng)管的發(fā)射極構(gòu)成電流負(fù)反饋，再通過(guò)電阻與場(chǎng)效應(yīng)管的電流與反饋電流的差值實(shí)現(xiàn)信號(hào)的放大增益

2.2 如圖1所示：網(wǎng)絡(luò)輸入信號(hào)電壓經(jīng)第一三極管VT1和第二三極管VT2轉(zhuǎn)換成電流，再由第三三極管VT3和第四三極管VT4轉(zhuǎn)換成電壓，然后經(jīng)第一場(chǎng)效應(yīng)管FET1和第二場(chǎng)效應(yīng)管FET2進(jìn)一步放大輸出驅(qū)動(dòng)負(fù)載。第一電阻R1將輸出電壓轉(zhuǎn)換成電流后，加到第二場(chǎng)效應(yīng)管FET2的發(fā)射極上構(gòu)成電流負(fù)反饋。因而第七電阻R7上流過(guò)的電流是第二場(chǎng)效應(yīng)管FET2的電流與反饋電流的差值。由此來(lái)實(shí)現(xiàn)信號(hào)的放大增益，提高信號(hào)強(qiáng)度。

3.電路設(shè)計(jì)圖（見(jiàn)圖1）

4.元器件參數(shù)

第一電阻器R1為100Ω、第二電阻器R2為400Ω、第三電阻器R3為500Ω、第四電阻器R4為2kΩ、第五電阻器R5為27kΩ、第六電阻器R6至第八電阻器R8均為200Ω、第九電阻器R9為479Ω、第十電阻器R10為5.5kΩ、第一三極管VT1至第四三極管VT4均為0.5V的PNP型三極管、電位器RP為470kΩ、第一電容C1為300uf、第二電容C2為470uf、第一場(chǎng)效應(yīng)管FET1和第二場(chǎng)效應(yīng)管FET2均為型號(hào)K1056的場(chǎng)效應(yīng)管。

5.具體實(shí)施方式

如圖1所示：設(shè)計(jì)包括第一電阻器R1至第十電阻器R10、第一三極管VT1至第四三極管VT4、電位器RP、第一電容器C1、第二電容器C2、第一場(chǎng)效應(yīng)管FET1、第二場(chǎng)效應(yīng)管FET2，電位器RP的第一端作為信號(hào)放大器的信號(hào)輸入端，電位器RP的第二端與第七電阻器R7的第一端連接后并接地，電位器RP的滑動(dòng)端分別與第二電阻器R2的第一端和第三電阻器R3的第一端，第二電阻器R2的第二端與第一三極管VT1的基極連接，第一三極管VT1的發(fā)射極分別與第四電阻器R4的第一端和第三三極管VT3的基極連接，第四電阻器R4的第二端分別與第二三極管VT2的集電極、第五電阻器R5的第一端、第一場(chǎng)效應(yīng)管FET1的源極和第一電容器C1的第一端連接并作為信號(hào)放大器的電源正極輸入端，第一電容器C1的第二端接地，第五電阻器R5的第二端分別與第六電阻器R6的第一端和第三三極管VT3的集電極連接，第六電阻器R6的第二端分別與第一場(chǎng)效應(yīng)管FET1的柵極連接，第三三極管VT3的發(fā)射極分別與第四三極管VT4的發(fā)射極、第七電阻器R7的第二端和第一電阻器R1的第一端連接，第三電阻器R3的第二端與第二三極管VT2的基極連接，第二三極管VT2的發(fā)射極分別與第四三極管VT4的基極和第八電阻器R8的第一端連接，第八電阻器R8的第二端分別與第一三極管VT1的集電極、第九電阻器R9的第一端、第二場(chǎng)效應(yīng)管FET2的源極和第二電容器C2的第一端連接并作為信號(hào)放大器的電源負(fù)極輸入端，第二電容器C2的第二端接地，第四三極管VT4的集電極分別與第九電阻器R9的第二端和第十電阻器R10的第一端連接，第十電阻器R10的第二端與第二場(chǎng)效應(yīng)管FET2的柵極連接，第二場(chǎng)效應(yīng)管FET2的漏極分別與第一場(chǎng)效應(yīng)管FET1的漏極和第一電阻器R1的第二端連接并作為信號(hào)放大器的信號(hào)輸出端。

圖1

6.結(jié)束語(yǔ)

經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明，本設(shè)計(jì)與現(xiàn)有技術(shù)相比能夠提高網(wǎng)絡(luò)信號(hào)的增益，使網(wǎng)絡(luò)信號(hào)放大，提高網(wǎng)絡(luò)信號(hào)的強(qiáng)度，使計(jì)算機(jī)上網(wǎng)更加穩(wěn)定，還能夠提高網(wǎng)速。就目前而言，能實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)信號(hào)增強(qiáng)的設(shè)備有很多，如HUB，路由器等，但本系統(tǒng)與現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠做到更明顯的提高網(wǎng)絡(luò)信號(hào)的增益，使衰減的電信號(hào)完整放大，提高網(wǎng)絡(luò)信號(hào)強(qiáng)度，能從物理上延伸信號(hào)傳輸?shù)挠行Ь嚯x。

實(shí)現(xiàn)本系統(tǒng)的所需的電子元器件數(shù)量較少，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，且性能穩(wěn)定，價(jià)格低廉。在實(shí)際應(yīng)用中，不論是集成到其它成熟產(chǎn)品中，成為該產(chǎn)品擴(kuò)展附加功能，還是單獨(dú)進(jìn)行工業(yè)設(shè)計(jì)，形成專用功能的成熟產(chǎn)品，都一定能受到市場(chǎng)的歡迎。