CN1343040A - 动态同步电压偏置功率放大器 - Google Patents
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Abstract
一种动态同步电压偏置功率放大器,具体说是涉及一种用于消除乙类功放交越失真的电路。该电路包含有:恒压电路、动态同步电压偏置电路及三级达林顿级联推挽电路,它们共同组成了消除功放交越失真的电路。如果电源有足够大的容量,末级功率管有足够大的输出能力,本功放即使在满负荷输出情况下,负载电阻接近短路时仍不会出现交越失真现象。本电路可用于音频功率放大器、高频功率放大器或电子仪器。
Description
本发明涉及一种动态同步电压偏置功率放大器，具体说是涉及一种用于消除乙类功率放大器交越失真的电路。
OCL功率放大器，是所属技术领域的技术人员熟知的功率放大器，通常有甲类、乙类之分。乙类功率放大器由于静态电流设计得很小，一般为10～50mA，所以在小信号输出时便产生了开关失真，从而导致交越失真，为使功放在整个电源电压范围内工作时，功放输出端不出现开关失真波形，人们设计出了甲类功放，也即设计甲类功放的目的仅在于消除开关失真，而为此付出的代价是，以消耗满负荷静态电流，换取无开关失真的输出波形。
本发明的目的是为了提供一种动态同步电压偏置功率放大器，它与现有技术相比，能使0CL功率放大器的功放末管在推挽工作时，始终不处于截止状态。
为达到上述目的，本发明的动态同步电压偏置功率放大器，是在功放恒压电路与功放达林顿推挽电路之间，联接本发明的动态同步电压偏置电路。使恒压电路动态时在同步电压偏置电路的作用下，由对末级达林顿推挽电路的恒压控制，变为对末级达林顿电路的动态同步偏压控制。由于本同步电压偏置电路采用了共基电路，所以相对来讲本电路更适合对高频功率放大器进行动态同步偏压，以解决高频功率放大器的交越失真问题。本发明的动态同步电压偏置电路还可用于由运放、三极管混合构成的OCL功率放大器中。
本发明所述动态同步电压偏置功率放大器，受测试仪器限制仅对1Hz～30MHz正弦波进行了检测，其频宽就交越失真而言，由1Hz～30MHz，正弦波范围内，示波器上未出现交越失真。
本发明将通过具体实施例和附图加以说明，其中：
图一表示现有技术的OCL功率放大器(甲类或乙类)；
图二表示本发明所述动态同步电压偏置功率放大器的实施例电路结构图。
参照附图，详细叙述本发明的具体实施方案如下：
图一电路中，虚线框28内的电路为恒压电路，虚线框30内的电路为三级达林顿级联推挽电路。三极管1的集电极及电阻3的一端接于三极管15的基极上三极管15的射极联接三极管16的基极三极管16的射极联接三极管17的基极三极管17的射极通过电阻21与负载电阻23相联负载电阻23另一端接地，三极管2的集电极分别接于电阻6和三极管18的基极上三极管18的射极与三极管19的基极联接三极管19的射极与三极管20的基极联接三极管20的射极通过电阻22联接信号输出端27。电阻3的一端联接三极管1的基极可调电阻4电容5分别联接三极管1的基极和三极管2的基极三极管2的基极联接电阻6的一端电阻6的另一端与三极管2的集电极相联。图一中的信号输入端为24和25，信号输出端为27，恒压电路的中点电位为26，它与信号输出端27静态时的电位相等。
图一电路中，调整可调电阻4可使三极管17及三极管20工作于甲类或乙类状态。
图二给出了按本发明所述动态同步电压偏置功率放大器的具体方案的一种电路结构图。图中虚线框29内即为本发明的动态同步电压偏置电路，它由三极管7三极管8二极管9二极管10及电容11电容12组成，当它与虚线框28内的电阻3、电阻6及虚线框30内的电阻13、电阻14相联时，便构成了完整的动态同步电压偏置电路。其具体联接方式为，三极管1的基极与三极管7的射极联接三极管7的基极分别与二极管9电容11电阻13的一端相联二极管9电容11的另一端联接信号输出端27电阻13的另一端与三极管15的射极相联三极管7的集电极与三极管18的基极联接；三极管2的基极与三极管8的发射极联接三极管8的基极分别与二极管10电容12及电阻14的一端相联二极管10电容12的另一端联接信号输出端27电阻14的另一端与三极管18的射极相联三极管8的集电极与三极管15的基极相联。
图二实施例的动态同步电压偏置功率放大器的工作原理详细叙述如下。
静态时，电路工作的稳定性：信号输出端27对地电压为0V，三极管1和三极管2发射极之间26的电位亦为0V，即三极管1的BE极等于三极管7的BE极加二极管9的PN结，由于在三极管7的射极接有电阻3，所以必须控制三极管7处于微通或临界截止状态，以避免对电阻3产生明显地分流，当二极管11用锗管时便能起到上述作用。当环境温度升高时，图二电路中，恒压电路28中的三极管1、三极管2的BE结负温度系数变化量反应到整个恒压控制电路的变化量相当于6个BE结电压的负温度系数的变化量，而本发明动态同步电压偏置电路29中的三极管7(8)、二极管13(14)及达林顿电路中的三极管15(18)的PN结总和也相当于6个BE结的总和，故其负温度系数与恒压电路相等，因此动态同步电压偏置电路的接入不会影响图二电路静态工作时的稳定性。
动态时的工作过程：当信号输入端24信号为正时，电阻3的一端三极管15～三极管17电位上升，，并通过电阻21向电阻23提供电流，使电阻21两端电压增大，同时信号输出端27电位上升，由于三极管7的基极受二极管9钳位，使三极管7的射极在动态时仍保持与信号输出端27的电位基本相等，此时，电阻3两端的电压增幅将与上臂达林顿电路输入端三极管15的基极电压同步，由于可调电阻4两端电压不变，所以三极管8射极与信号输出27之间保持原静态值不变，电阻6两端电压不变，于是三极管18～三极管20保持了与信号输出端27之间原静态值不变，即整个下臂达林顿电路在正半周信号时仍处于不截止状态。可见本动态同步电压偏置电路的频率响应速度，对快速建立电阻3两端的电压，起到了关键作用。
当信号输入端25信号为负时，电阻6的一端三极管18～三极管20电位下降，并通过电阻23向电阻22提供电流，使电阻22两端电压增大，同时信号输出端27电位下降，由于三极管8的基极受二极管10钳位，使三极管8的射极在动态时仍保持与信号输出端27的电位基本相等，此时，电阻6两端的电压增幅将与下臂达林顿电路输入端三极管18的基极电压同步，由于可调电阻4两端电压不变，所以三极管7射极与信号输出27之间保持原静态值不变，电阻3两端电压不变，于是三极管15～三极管17保持了与信号输出端27之间原静态值不变，即整个上臂达林顿电路在负半周信号时仍处于不截止状态。
当图二电路用于高频功率放大时，三极管7(8)可用超高频小功率管，二极管9(10)可用锗高频小功率二极管。
动态时，由于三极管7的集电极(三极管8的集电极)始终低于(高于)其基极，故本发明的动态同步电压偏置功率放大器，只要有足够大的电源容量，末级功率管有足够大的输出能力，即使负载电阻23减小至接近零欧姆时，信号输出端27上仍不会出现交越失真。因此，本功放对输出端负载电阻变化的适应范围很宽。
Claims (2)
1.一种动态同步电压偏置功率放大器，含有恒压电路(28)、动态同步电压偏置电路(29)及三级达林顿级联推挽电路(30)。其中，三极管(1)的集电极及其偏置电阻(3)上侧达林顿级联电路(15、16、17)电阻(21)至信号输出端(27)按顺序电联接，三极管(2)的集电极及其偏置电阻(6)下侧达林顿级联电路(18、19、20)电阻(22)至信号输出端(27)按顺序电联接，可调电阻(4)电容(5)并联后分别与三极管(1、2)的基极相联。其特征是，所述动态同步电压偏置电路(29)出三极管(7)的射极联接三极管(1)的基极三极管(7)的集电极联接三极管(2)的集电极三极管(7)的基极联接二极管(9)的正极和电阻(13)的一端；由三极管(8)的射极联接三极管(2)的基极三极管(8)的集电极联接三极管(1)的集电极三极管(8)的基极联接二极管(10)的负极和电阻(14)的一端，二极管(9)负极和二极管(10)正极接信号输出端(27)。
2.根据权利要求1所述的动态同步电压偏置功率放大器，其特征是，在功放恒压电路(28)与功放三级达林顿级联推挽电路(30)之间，联接本发明的动态同步电压偏置电路(29)，使恒压电路动态时在动态同步电压偏置电路的作用下，由对末级达林顿推挽电路的恒压控制，变为对末级达林顿推挽电路的动态同步电压偏置，以获得无交越失真输出波形。
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