CN108111131A - 一种反馈电路及放大器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种反馈电路及放大器，其中，所述反馈电路包括相移电路和放大电路；所述相移电路，包括由至少一个正温度系数的可变电阻和至少一个电容电连接而组成的串联等效电路；所述串联等效电路与所述放大电路并联连接；所述放大电路接入输入信号后，对所述输入信号的电压或功率进行放大；所述相移电路基于所述放大电路的输出信号调节输出增益。
Description
技术领域
本发明涉及电子技术，尤其涉及一种反馈电路及放大器。
背景技术
放大器作为增加信号幅度或功率的装置，是自动化技术工具中处理信号的重要元件。放大器的放大作用是通过输入信号控制能源来实现的，放大所需功耗由能源提供。对于线性放大器，输出就是输入信号的复现和增强。对于非线性放大器，输出则与输入信号成一定函数关系。放大器通常被应用于各种各样的电子电路中，如应用于电源管理的运算放大器，应用于无线通信的低噪声放大器，功率放大器等。
反馈电路的原理是将放大器输出信号的部分或全部信号，回收到放大器输入端与输入信号进行比较，并用比较所得的有效输入信号控制输出。由于反馈电路具有稳定放大器的增益灵敏度、扩展带宽、降低噪声以及减小放大器非线性失真等优良特性而被广泛运用在放大器的设计中。
现有反馈电路主要有图1所示三种类型的反馈电路，其中图1(a)的反馈电路由电容C、电阻R和放大管Q构成，图1(b)的反馈电路由电阻R和放大管Q构成，图1(c)的反馈电路由电感L和放大管Q构成。放大管Q通常采用晶体管实现，由于晶体管的固有特性，其增益随温度的变化如图2所示，即随着温度的升高，增益逐渐下降。对于图1所示的三种反馈电路，通常电阻R和电感L的值随温度的变化较小或不变，因此采用现有反馈电路实现的放大器增益特性与图2类似，即放大器的增益会随温度的升高而降低，造成增益损失。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明实施例期望提供一种反馈电路及放大器，用于补偿放大管因增益随温度增加而减小的特性造成的增益损失，进而稳定放大器的增益。
本发明的技术方案是这样实现的：
本发明实施例提供了一种反馈电路，包括相移电路和放大电路；所述相移电路，包括由至少一个正温度系数的可变电阻和至少一个电容电连接而组成的串联等效电路；所述串联等效电路与所述放大电路并联连接；
所述放大电路接入输入信号后，对所述输入信号的电压或功率进行放大；所述相移电路基于所述放大电路的输出信号调节输出增益。
其中，所述放大电路通过单级放大或多级放大的方式对所述输入信号的电压或功率进行放大。
其中，所述放大电路包括晶体管放大电路。
其中，所述可变电阻可通过片外电阻Off-chip Resistor或片式电阻ChipResistor的方式实现。
其中，所述电容可通过片外电容Off-chip Capacitor或片式电容Chip Capacitor的方式实现。
本发明实施例还提供了一种放大器，所述放大器包括相移电路和放大电路；所述相移电路，包括由至少一个正温度系数的可变电阻和至少一个电容电连接而组成的串联等效电路；所述串联等效电路与所述放大电路并联连接；
所述放大电路接入输入信号后，对所述输入信号的电压或功率进行放大；所述相移电路基于所述放大电路的输出信号调节输出增益。
其中，所述放大电路通过单级放大或多级放大的方式对所述输入信号的电压或功率进行放大。
其中，所述放大电路包括晶体管放大电路。
其中，所述可变电阻可通过片外电阻Off-chip Resistor或片式电阻ChipResistor的方式实现。
其中，所述电容可通过片外电容Off-chip Capacitor或片式电容Chip Capacitor的方式实现。
本发明实施例的技术方案中，反馈电路包括相移电路和放大电路；所述相移电路，包括由至少一个正温度系数的可变电阻和至少一个电容电连接而组成的串联等效电路；所述串联等效电路与所述放大电路并联连接；所述放大电路接入输入信号后，对所述输入信号的电压或功率进行放大；所述相移电路基于所述放大电路的输出信号调节输出增益，如此，通过利用所述可变电阻随着温度升高电阻值升高的特性，进而达到了随着温度增大放大器的补偿增益也增大的目的，从而填补了放大器自身因温度升高增益减小的特性造成的增益损失，进而稳定放大器的输出增益。
本发明实施例的技术方案中，放大器包括相移电路和放大电路，所述放大器包括相移电路和放大电路；所述相移电路，包括由至少一个正温度系数的可变电阻和至少一个电容电连接而组成的串联等效电路；所述串联等效电路与所述放大电路并联连接；所述放大电路接入输入信号后，对所述输入信号的电压或功率进行放大；所述相移电路基于所述放大电路的输出信号调节输出增益，与现有放大器相比，本发明实施例在相移电路中采用具有正温度系数的可变电阻，放大器的负反馈深度随着温度的增加而减小，即增大了放大器的放大增益，从而补偿了放大器自身因温度升高增益减小的特性造成的增益损失，稳定了最终放大器的输出增益，减小了放大器增益对温度的敏感度。
附图说明
图1为现有反馈电路的电路图；
图2为现有晶体管温度—增益曲线图；
图3为本发明实施例的反馈电路的电路图；
图4为本发明实施例的正温度系数的可变电阻对应的阻值与晶体管增益的阻值—增益曲线图；
图5为本发明实施例的正温度系数的可变电阻对应的温度—阻值曲线图；
图6为本发明实施例的温度与晶体管最终输出增益对应的温度—增益曲线图；
图7为本发明实施例的反馈电路的电路图；
图8为本发明实施例的反馈电路的电路图；
图9为本发明实施例的反馈电路的电路图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
如图3所示，本发明实施例记载了一种反馈电路，所述反馈电路包括相移电路和放大电路；所述相移电路，包括由至少一个正温度系数的可变电阻和至少一个电容电连接而组成的串联等效电路；所述串联等效电路与所述放大电路并联连接；
所述放大电路接入输入信号后，对所述输入信号的电压或功率进行放大；所述相移电路基于所述放大电路的输出信号调节输出增益。
如图3所示，本发明实施例中，所述可变电阻可以选用一个正温度系数的可变电阻303R，所述电容可以选用两个隔直电容301C和302C，301C和302C分别与303R的两端电连接，301C、303R以及302C串联组成相移电路；放大电路可以选用场效应晶体管304Q，301C、303R以及302C串联组成相移电路与场效应晶体管放大电路304Q并联连接；
当场效应晶体管304Q接入输入信号之后，场效应晶体管304Q对输入信号进行放大，301C、303R以及302C串联组成相移电路将部分或全部的放大器输出信号，回收到场效应晶体管304Q输入端与输入信号进行比较，并用比较所得的有效输入信号去调节输出增益。
本发明实施例实现补偿场效应晶体管304Q因增益随温度增加而减小的特性造成的增益损失的具体原理如下：
对于如图3所示的反馈电路，其中场效应晶体管304Q的增益随303R的阻值变化如图4所示，即增益随303R的电阻值增加而增大，由图5可知，303R的电阻值随温度升高而增大。由图4图5可得，随着温度的升高，303R的阻值不断地增加，从而使得场效应晶体管304Q的增益随温度升高而增大。又由图2可知，晶体管放大电路具有增益随温度增加而减小的特性，因此本发明实施例所提供的技术方案补偿了因晶体管放大电路具有增益随温度增加而减小的特性而造成的增益损失。本发明实施例中，场效应晶体管304Q增益经过相移电路调节后的最终输出增益随温度变化如图6所示，即稳定了场效应晶体管304Q的增益，使场效应晶体管304Q对温度的变化不敏感。
本发明实施例中，所述放大电路包括晶体管放大电路，所述放大电路可以采用单级放大或多级放大的方式对所述输入信号的电压或功率进行放大。如图3、图7、图8所示，放大管Q可采用单个场效应管；如图9(a)所示，放大管Q也可以采用双极型晶体管，异质结双极型晶体管；如图9(b)所示，放大管Q也不仅限于单管放大，还包括多个管堆叠的情况如图9(b)所示。
本发明实施例中，如图7所示，正温度系数的可变电阻R可以由多个电阻串/并联构成等效电阻的方式来实现，其中多个电阻中至少包含一个正温度系数的可变电阻；电容C可以由多个电容串/并联构成等效电容的方式来实现。
本发明实施例中，正温度系数的可变电阻可以采用片外电阻Off-chip Resistor或片式电阻Chip Resistor的方式实现。具体地，对于片式电阻，可以采用Foundry的工艺实现。
本发明实施例中，所述电容可通过片外电容Off-chip Capacitor或片式电容ChipCapacitor的方式实现。
本发明实施例所提供的反馈电路，通过在相移电路上采用具有正温度系数的电阻，使得放大器的反馈深度随着温度的增加而减小，从而补偿了因放大器增益随温度的增加而减小的特性带来的增益损失，稳定了输出增益，减小放大器增益对温度的敏感度。
本发明实施例还记载了一种放大器，所述放大器包括相移电路和放大电路；所述相移电路，包括由至少一个正温度系数的可变电阻和至少一个电容电连接而组成的串联等效电路；所述串联等效电路与所述放大电路并联连接；
所述放大电路接入输入信号后，对所述输入信号的电压或功率进行放大；所述相移电路基于所述放大电路的输出信号调节输出增益。
本发明实施例记载的一种放大器，所述放大器的实现原理参照本发明实施例前述的一种反馈电路的实现原理的相关描述而理解，本发明放大器的反馈电路结构参照本发明实施例前述的一种反馈电路的电路结构相关描述而理解。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种反馈电路，其特征在于，所述反馈电路包括相移电路和放大电路；所述相移电路，包括由至少一个正温度系数的可变电阻和至少一个电容电连接而组成的串联等效电路；所述串联等效电路与所述放大电路并联连接；
所述放大电路接入输入信号后，对所述输入信号的电压或功率进行放大；所述相移电路基于所述放大电路的输出信号调节输出增益。
2.根据权利要求1所述的反馈电路，其特征在于，所述放大电路通过单级放大或多级放大的方式对所述输入信号的电压或功率进行放大。
3.根据权利要求1或2所述的反馈电路，其特征在于，所述放大电路包括晶体管放大电路。
4.根据权利要求1所述的反馈电路，其特征在于，所述可变电阻可通过片外电阻Off-chip Resistor或片式电阻Chip Resistor的方式实现。
5.根据权利要求1所述的反馈电路，其特征在于，所述电容可通过片外电容Off-chipCapacitor或片式电容Chip Capacitor的方式实现。
6.一种放大器，其特征在于，所述放大器包括相移电路和放大电路；所述相移电路，包括由至少一个正温度系数的可变电阻和至少一个电容电连接而组成的串联等效电路；所述串联等效电路与所述放大电路并联连接；
所述放大电路接入输入信号后，对所述输入信号的电压或功率进行放大；所述相移电路基于所述放大电路的输出信号调节输出增益。
7.根据权利要求6所述的放大器，其特征在于，所述放大电路通过单级放大或多级放大的方式对所述输入信号的电压或功率进行放大。
8.根据权利要求6或7所述的放大器，其特征在于，所述放大电路包括晶体管放大电路。
9.根据权利要求6所述的放大器，其特征在于，所述可变电阻可通过片外电阻Off ChipResistor或片式电阻Chip Resistor的方式实现。
10.根据权利要求6所述的放大器，其特征在于，所述电容可通过片外电容Off-chipCapacitor或片式电容Chip Capacitor的方式实现。
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