夜色漸濃,青峰家屬院的蟬鳴漸漸歇了,只有晚風穿過梧桐葉的沙沙聲,伴着台燈橘黃的光暈,在林舟的書桌上織出一片安靜的光影。
此刻,林舟正趴在桌上,眉頭緊鎖,手裏攥着那張泛黃的《單端轉差分電路設計方案 V3.0》。電路的主體部分已經通過焊接和雙補償網絡調試成功,但圖紙上共模反饋電路的關鍵區域,依舊被一片暈染的墨跡籠罩着——那是當年潮氣侵蝕留下的痕跡,像一塊頑固的迷霧,擋住了通往更高共模抑制比的路徑。
“常溫下85dB,高低溫環境下82dB……”林舟喃喃自語,指尖劃過示波器打印出來的波形圖,“離外公標注的‘目標值90dB’,還差着5dB的距離。”
這5dB的差距,就卡在共模反饋電路上。
他太清楚共模反饋電路的作用了。如果說差分對管和阻抗-溫度雙補償網絡是抵御共模幹擾的“第一道防線”,那共模反饋電路就是“第二道閘門”——它能實時檢測輸出端的共模信號,將其轉化爲反饋電壓,反向輸入到差分放大模塊的輸入端,從而進一步抵消共模幹擾的影響。反饋網絡的參數設計,直接決定了這道閘門的“攔截效率”。
可眼下,圖紙上的關鍵參數,被暈染的墨跡糊成了一片。
林舟把圖紙平鋪在台燈下,又拿出放大鏡,一寸寸地仔細端詳。共模反饋電路的拓撲結構還能看清——是一個由運放和電阻構成的電壓串聯負反饋網絡,可核心的反饋電阻阻值、分壓電阻的比例,還有運放的型號標注,都只剩下依稀可辨的墨點。他甚至能看到圖紙上殘留的鉛筆印記,那是外公當年計算時留下的草稿,卻被水漬浸成了一片模糊的灰色。
“運放型號……好像是μA741?不對,這個字跡更像LM324?”林舟皺着眉,用鉛筆在草稿紙上畫下兩種運放的引腳圖,反復比對。圖紙上運放的引腳標注只有“8腳”兩個字還能辨認,μA741是8腳封裝,LM324也是,可前者是單運放,帶寬窄,溫漂大;後者是四運放,集成度高,性能更穩定。外公當年到底選的哪一款?
更讓人頭疼的是反饋電阻的參數。圖紙上反饋電阻的位置,只殘留着一個“2”字,後面的數字和單位都模糊不清。是2kΩ?20kΩ?還是200kΩ?
不同的阻值,會直接改變反饋系數F。根據共模抑制比的計算公式,CMRR = 20lg(Aod * F),其中Aod是差分放大模塊的開環增益,F是反饋系數。反饋系數越大,共模抑制比越高,但過大的反饋系數會導致差模增益下降,影響電路的信號放大能力。這是一個需要精準權衡的參數,差之毫厘,謬以千裏。
“舅舅!”林舟猛地抬起頭,朝門外喊了一聲。他想起陳默說過,當年外公和周明遠研發這個電路時,經常熬夜在書房裏演算,說不定會留下一些草稿紙或者計算筆記。
陳默正坐在客廳裏看電視,聽到喊聲,端着一杯涼茶走了進來:“怎麼了?電路又出問題了?”
“不是電路的問題,是圖紙。”林舟指着共模反饋電路的區域,“這裏的參數被水泡壞了,運放型號和反饋電阻值都看不清,我沒法確定最優參數。外公當年有沒有留下其他的計算草稿?”
陳默聞言,愣了一下,隨即一拍大腿:“你不說我還真忘了!你外公的書房裏,有一個舊木箱,裏面全是他當年的工作筆記和演算紙。後來外婆收拾房間,把箱子挪到了儲藏室的角落,好幾年沒動過了。”
“儲藏室?”林舟的眼睛瞬間亮了起來,像抓住了一根救命稻草。
兩人借着手機的手電筒光,鑽進了儲藏室。儲藏室不大,堆滿了舊家具和雜物,空氣中彌漫着一股樟腦丸和灰塵混合的味道。角落裏,果然放着一個和外公工具箱同款的鐵皮木箱,鎖扣上鏽跡斑斑,上面還貼着一張泛黃的標籤,寫着“懷安工作筆記 1997-1998”。
“就是這個!”陳默蹲下身,用力掰開了鎖扣。箱子“咔噠”一聲打開,一股濃鬱的油墨味撲面而來。
林舟迫不及待地蹲下去,箱子裏整整齊齊地碼着一摞筆記本和演算紙,還有幾卷已經泛黃的工程圖紙。他小心翼翼地翻找着,指尖觸碰到那些粗糙的紙頁,仿佛能感受到外公當年伏案演算的溫度。
“找到了!”林舟的聲音帶着一絲顫抖。
他手裏拿着一本紅色封皮的筆記本,封面上寫着“差分電路共模反饋模塊 計算日志”,落款日期是1998年3月15日——正是圖紙標注的同一時期。
筆記本的紙張已經泛黃發脆,字跡卻依舊清晰,那是外公蒼勁有力的鋼筆字。林舟捧着筆記本,像捧着一件稀世珍寶,快步回到書桌前,迫不及待地翻開。
第一頁,就是關於共模反饋電路的核心計算。
“目標:共模抑制比提升至90dB以上,差模增益保留≥20dB”——一行加粗的字跡映入眼簾,正是林舟苦苦追尋的目標。
接下來的幾頁,全是密密麻麻的公式和演算步驟。林舟的目光飛快地掃過,心跳越來越快。
“運放選型:LM324。理由:四運放集成,供電電壓寬,溫漂≤5mV/℃,適合工業環境下的穩定運行。相較於μA741,帶寬提升3倍,共模抑制比原生提升8dB。”
看到這裏,林舟忍不住拍了一下桌子,恍然大悟。原來外公選的是LM324!他之前糾結的兩種型號,答案就藏在這裏。原生8dB的共模抑制比提升,正是彌補5dB差距的關鍵之一。
他繼續往下翻,筆記本上詳細記錄了反饋系數的推導過程:
“差分放大模塊開環增益Aod≈1000(60dB),目標CMRR=90dB → 需反饋系數F≥31.6。
反饋系數F=Rf/(R1+R2),其中R1爲輸入分壓電阻,R2爲反饋分壓電阻。
經實驗驗證:R1=10kΩ,R2=200kΩ → F=20 → CMRR=86dB(不足);
R1=10kΩ,R2=300kΩ → F=30 → CMRR=89.5dB(接近目標);
R1=10kΩ,R2=330kΩ → F=33 → CMRR=90.4dB,差模增益Av=33 → 滿足設計要求!”
“330kΩ!”林舟激動地念出這個數字,眼眶微微發熱。
圖紙上殘留的那個“2”字,原來是“330”的最後一位數字被墨跡覆蓋了!
筆記本裏還附着一張手繪的參數驗證表,記錄了不同反饋電阻值下的實測數據:當反饋電阻R2=330kΩ時,電路在50Hz工頻幹擾下的共模抑制比達到了90.4dB,差模增益33倍,完全符合設計目標。更重要的是,外公還在旁邊標注了一行小字:“搭配NTC熱敏電阻溫度補償,高低溫環境下CMRR衰減≤3dB”——這正好和林舟之前的調試結果吻合。
“還有!”林舟的目光落在筆記本的最後一頁,上面貼着一張小小的紙條,是周明遠的字跡:“懷安師傅,建議在反饋回路中串聯一只100pF電容,抑制高頻自激,提升電路穩定性。已驗證,100pF電容對低頻共模抑制比無影響。”
高頻自激!林舟心裏咯噔一下。他之前調試時,發現電路在1MHz以上的高頻段會出現輕微的波形震蕩,只是因爲專注於工頻幹擾的抑制,暫時沒來得及深究。沒想到周明遠早就想到了這一點,還給出了精準的解決方案。
窗外的月光,透過窗簾的縫隙,悄悄溜進房間,落在筆記本的紙頁上。林舟看着外公和周明遠的字跡,仿佛看到了二十多年前的那個夜晚——兩個穿着藍色工裝的工程師,趴在同樣的書桌上,一盞台燈,一杯濃茶,對着電路圖和演算紙,反復推導,反復試驗。那些密密麻麻的公式和數據,不是冰冷的符號,而是兩代電子人對技術的執着,對極致的追求。
“原來如此……原來如此!”林舟握緊了拳頭,心裏的迷霧豁然散開。
他再也等不及了,連夜從元件盒裏翻出LM324運放芯片、330kΩ金屬膜電阻和100pF瓷片電容。台燈的光芒下,焊槍的銀火再次燃起,發出輕微的“滋滋”聲。這一次,林舟的動作格外沉穩——他按照筆記本上的標注,替換掉了原來的運放,焊接上精準的反饋電阻和消振電容,又根據周明遠的建議,在反饋回路中增加了那只小小的100pF電容。
焊接完成時,東方已經泛起了魚肚白。
林舟揉了揉酸澀的眼睛,深吸一口氣,將電路連接到測試設備上。他先輸入1kHz的單端信號,示波器上立刻顯示出兩條對稱的雙軌波形,幹淨利落,沒有一絲毛刺。接着,他將共模幹擾信號的幅值調到15V——這是遠超日常環境的幹擾強度,然後緩緩打開信號發生器的開關。
屏幕上的波形,依舊穩穩地立着,像兩道堅固的堤壩,任憑洶涌的幹擾洪水沖擊,紋絲不動。
林舟屏住呼吸,拿起計算器,輸入差模增益和共模增益的數值,按下計算鍵。
“90.6dB!”
看着屏幕上跳動的數字,林舟的眼淚瞬間涌了上來。他捂住嘴,不讓自己哭出聲,肩膀卻忍不住微微顫抖。90.6dB,不僅達到了外公的設計目標,甚至還超出了0.2dB!
他又將電路放進高低溫試驗箱,設定溫度爲-20℃,保溫一小時後再次測量。共模抑制比:88.1dB。設定溫度爲60℃,測量結果:87.8dB。
高低溫環境下的衰減,控制在了2.8dB以內,比外公標注的“≤3dB”還要優秀。而當他將信號頻率調到1MHz時,之前的高頻自激現象,也徹底消失了,波形依舊平穩如初。
陽光透過窗戶,灑在林舟的臉上,暖洋洋的。他看着示波器上那兩條完美的雙軌波形,看着桌面上的圖紙、筆記本和焊槍,忽然明白了什麼叫“傳承”。
傳承不是守着一份舊圖紙,捧着一堆老元件,而是接過前輩手裏的焊槍,帶着他們的智慧和執着,繼續往前走,讓那些沉澱在歲月裏的技術,在新時代的土壤裏,生根發芽,開出更鮮豔的花。
“外公,周叔叔,”林舟輕聲說,聲音裏帶着哽咽,也帶着驕傲,“我做到了。”
就在這時,陳默推門走了進來,手裏拿着一份報紙,臉上帶着興奮的笑容:“小舟,好消息!周明遠回江城的電子技術論壇,主辦方邀請了咱們青峰家屬院的老技工參加,我幫你報了名。下周,你可以帶着你的電路,去見周明遠了!”
林舟猛地抬起頭,眼裏閃爍着光芒。
見周明遠!
那個在圖紙上留下名字,在筆記本裏寫下建議,和外公一起研發出這個差分電路的前輩。那個如今在芯片領域大放異彩的工程師。
林舟的心裏,瞬間充滿了期待。他知道,這不僅僅是一次會面,更是一次跨越二十年的對話。他有太多的話想說,太多的問題想問——關於這個電路的未來,關於差分技術在芯片集成中的應用,關於外公當年那些沒來得及完成的研究。
而書桌上的焊槍,槍頭的銀光,在晨光中熠熠生輝,像一顆跳動的心髒,也像一盞永不熄滅的燈,照亮了林舟腳下的路,也照亮了那段屬於青峰廠的,銀火灼灼的往事。