CN201207635Y - 单端串联输入的桥式功率放大器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及由功率放大集成电路构成的桥式(BTL)电路，尤其是单端串联输入的桥式功率放大器。包括第一放大器和第二放大器，负载分别与该两个放大器的输出端连接，该两个放大器分别接成同相放大器和反相放大器，以及与该两个放大器连接的负反馈网络，其特点是，还包括分别与第一放大器和第二放大器连接的输入电阻网络；该输入电阻网络使信号源从第一放大器的同相输入端输入后经其反相输入端输出，然后进入第二放大器的反相输入端并经其同相输入端输出后接地。很明显，与现有技术相比，本实用新型的桥式功率放大器中两放大器的输入电阻为串联其值近似相等、输出信号的相位差正好180度，BTL电路工作状态处于最佳。

Description

单端串联输入的桥式功率放大器

技术领域

本实用新型涉及由功率放大集成电路构成的桥式(BTL)电路，尤其是单端串联输入的桥式功率放大器。

背景技术

众所周知，OCL和OTL两种功放电路的特点是高保真、高效率、工作稳定的典型电路。现在均已被有关领域广泛采用。但是，由于V1是NPN和V2是PNP的器件(见图1)，因此电路要做到完全对称存在一定的难度，所以通常称OCL和OTL电路为准互补电路。而BTL电路是由两个完全一样的准互补电路所构成，则BTL构成的是全对称互补电路。另外，OCL和OTL这两种功放电路的缺点还有电源的利用率都不高，其主要原因是在输入正弦信号时，在每半个信号周期中，电路只有一个晶体管和一个单边电源在工作。电路中的电源部分也为了提高电源的利用率，也就是在较低电源电压的作用下，使负载获得较大的输出功率，而BTL电路在这个方面也亦可实现。

BTL电路工作原理如图1所示。同OTL电路相比，同样是单电源供电，在Vcc，RL相同条件下，BTL电路输出功率为OTL电路输出功率的4倍，即BTL电路电源利用率比OTL电路高。

功率放大集成电路的基本结构为一个完整的乙类推挽放大电器单元，其主要特点是外围电路结构简单、使用方便、且价格低廉。器件性能方面如：上升速率高、瞬态互调失真小，输出功率大、保护性能比较完善。在实际工作中经常用到功率放大集成电路，两块对称集成功率放大电路也可构成BTL电路，其电路特点：由电路结构中可见，BTL电路由两个互补对称电路构成，A1，A2电路的元件参完全相同。两个互补放大器输入端电压极性相反，其值大小相等，即为差模信号。两个互补集成放大电路输出端电压的极性相反，值大小相等，即负载RL两端电压大小相等，极性相反。

根据以上特点，可采用同一种型号、参数完全相同的集成功率放大电路，且使负载两端即输出端的电压极性相反，便可构成BTL电路。在实际应用中这种方法，容易使电路参数做到完全对称，一般都采用双功率放大电路构成，其原理简图如图2所示。

图3、4所示为两种典型的BTL电路接法，其中图3所示电路的缺点是由于A2输出到负载的放大链比要A1长，信号被镜像放大后存在延迟现象，所以A2的输出在相位上并不能完全与A1的输出相差180°，造成A1、A2输出信号的相位混乱，因此信号还原并不是最理想。图4所示电路的缺点是电路的适应性很不强，因为它对输入信号源的要求很高，信号源必须在电路上电前加入，而且内阻要足够小，当信号源内阻太大时，A1的放大系数会变小。在不接入信号源时，A1作为跟随器将会输出一直流电压损坏喇叭。

在现有的BTL电路中，由于两个功率放大器输出端的信号相位移很难保持其相位差等于180度，而使得输出信号产生严重的相位失真。另外，两个放大器的输入电阻也不易一致。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种新型的单端串联输入的桥式功率放大器，能够使BTL电路工作状态处于最佳。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：

一种单端串联输入的桥式功率放大器，包括第一放大器和第二放大器，负载分别与该两个放大器的输出端连接，该两个放大器分别接成同相放大器和反相放大器，以及与该两个放大器连接的负反馈网络，其特别之处在于，还包括分别与第一放大器和第二放大器连接的输入电阻网络；该输入电阻网络使信号源从第一放大器的同相输入端输入后经其反相输入端输出，然后进入第二放大器的反相输入端并经其同相输入端输出后接地；或者该输入电阻网络使信号源从第一放大器的反相输入端输入后经其同相输入端输出，然后进入第二放大器的同相输入端并经其反相输入端输出后接地。

其中输入电阻网络由第一电阻和第二电阻串联构成，其串联中点与两个放大器的同相输入端或两个功率放大器的反相输入端连接，第一电阻的另一端接信号源，第二电阻的另一端接地。

其中输入电阻网络由第一电阻、第二电阻、和第三电阻依次串联构成，第一电阻和第二电阻的串联中点、第二电阻和第三电阻的串联中点分别与两个放大器的同相输入端或反相输入端连接，第一电阻的另一端接信号源，第三电阻的另一端接地。

进一步的，其中两个放大器的增益相同，并且输入电阻网络使分配在两个放大器上的信号相同。

很明显，与现有技术相比，本实用新型的桥式功率放大器中两放大器的输入电阻为串联其值近似相等、输出信号的相位差正好180度，BTL电路工作状态处于最佳。

附图说明

附图1为本实用新型背景技术的电路原理图；

附图2为本实用新型背景技术的电路原理图；

附图3为本实用新型背景技术的电路原理图；

附图4为本实用新型背景技术的电路原理图；

附图5为本实用新型的电路原理图；

附图6为本实用新型实施例1的电路原理图；

附图7为本实用新型实施例2的电路原理图。

具体实施方式

本实用新型的工作原理是：

如图5所示，当信号源从放大器A1的负(反相)输入端输入，经放大器A1的正(同相)输入端进入放大器A2的正输入端并通过放大器A2的负输入端与地构成一个完整的回路。同时，放大器A1输出一个负信号电压、放大器A2输出一个正信号电压，即负载RL两端得到了一个电压是大小相等、极性相反，正好满足了BTL电路的基本特点。

实施例1：

如图6所示，电阻R5、R6对输入信号Ui一分为二，分别为放大器A1、A2提供1/2的信号源的输入。其中放大器A1作为反相放大器，放大器A2作为同相放大器。电路输入引用虚拟地，放大器A1的增益为PB＝-R5/(R5+R6)*R2/R1，放大器A2的增益为PB＝R6/(R5+R6)*R4/R3。

最终负载RL上得到的输出为两信号的电压迭加，即PB*Ui。

实施例2：

如图7所示，其工作原理与实施例1基本相同。

Claims (4)

1、一种单端串联输入的桥式功率放大器，包括第一放大器和第二放大器，负载分别与该两个放大器的输出端连接，该两个放大器分别接成同相放大器和反相放大器，以及与该两个放大器连接的负反馈网络，其特征在于：还包括分别与第一放大器和第二放大器连接的输入电阻网络；

该输入电阻网络使信号源从第一放大器的同相输入端输入后经其反相输入端输出，然后进入第二放大器的反相输入端并经其同相输入端输出后接地；

或者该输入电阻网络使信号源从第一放大器的反相输入端输入后经其同相输入端输出，然后进入第二放大器的同相输入端并经其反相输入端输出后接地。

2、如权利要求1所述的单端串联输入的桥式功率放大器，其特征在于：其中输入电阻网络由第一电阻和第二电阻串联构成，其串联中点与两个放大器的同相输入端或两个放大器的反相输入端连接，第一电阻的另一端接信号源，第二电阻的另一端接地。

3、如权利要求1所述的单端串联输入的桥式功率放大器，其特征在于：其中输入电阻网络由第一电阻、第二电阻、和第三电阻依次串联构成，第一电阻和第二电阻的串联中点、第二电阻和第三电阻的串联中点分别与两个放大器的同相输入端或反相输入端连接，第一电阻的另一端接信号源，第三电阻的另一端接地。

4、如权利要求1至3中任意一项所述的单端串联输入的桥式功率放大器，其特征在于：其中两个放大器的增益相同，并且输入电阻网络使分配在两个放大器上的信号相同。

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