CN208209907U - 一种专用高速功率放大电路 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种专用高速功率放大电路，运算放大器U1的同相输入端与外部输入信号相连，运算放大器U1的输出端与缓冲器U2的输入端相连，三极管Q1为NPN型三极管，三极管Q2为PNP型三极管，缓冲器U2的输出端分别三极管Q1的基极以及三极管Q2的基极相连，三极管Q1的发射极与三极管Q2的发射极相连并形成输出端；输出端与电位器R1的一端相连，电位器R1的另一端接地，电位器R1的中间端与运算放大器U1的反向输入端相连。本实用新型有效解决了现有高速功放电路输出能力不足问题，使得输出电流可超过1A；解决了现有高速功放电路输出失真问题；且可接低阻抗负载。

Description

一种专用高速功率放大电路
技术领域
本实用新型涉及功率放大电路领域，特别涉及到一种专用高速功率放大电路。
背景技术
功率放大是驱动大功率负载必不可少的电路部分，其广泛应用于多个领域。但在诸如质谱等精密仪器领域，因负载阻抗的特殊性和对仪器高灵敏度、高分辨率的要求，使用现有技术会导致输出信号失真较大，电压放大倍率不易控制，压摆率不足，带宽有限，且不易驱动负载，因此现有技术大多很难应用于此类场合，给正常的使用带来了影响。
实用新型内容
本实用新型的目的在于针对现有技术中的不足，提供一种专用高速功率放大电路，以解决上述问题。
本实用新型所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：
一种专用高速功率放大电路，包括运算放大器U1、缓冲器U2、三极管Q1、三极管Q2和电位器R1，所述运算放大器U1的同相输入端与外部输入信号相连，运算放大器U1的输出端与缓冲器U2的输入端相连，三极管Q1为NPN型三极管，三极管Q2为PNP型三极管，缓冲器U2的输出端分别三极管Q1的基极以及三极管Q2的基极相连，三极管Q1的发射极与三极管Q2的发射极相连并形成输出端；输出端与电位器R1的一端相连，电位器R1的另一端接地，电位器R1的中间端与运算放大器U1的反向输入端相连。
进一步的，所述电位器的阻值为100kΩ。
进一步的，所述运算放大器U1的型号为AD811AN，缓冲器U2的型号为 BUF634AP，三极管Q1的型号为2SD880，三极管Q2的型号为2SA1012。
进一步的，还包括电源VCC和电源VSS，电源VCC的电压为15V，电源 VSS的电压为-15V，运算放大器的7引脚、缓冲器U2的V+端以及三极管Q1 的集电极均与电源VCC相连；运算放大器的4引脚、缓冲器U2的V-端以及三极管Q2的集电极均与电源VSS相连。
进一步的，所述电位器R1的中间端与运算放大器U1的反向输入端之间连接有电阻R2；运算放大器U1的输出端与缓冲器U2的输入端之间连接有电阻 R4，电阻R4上并联有电容C3；缓冲器U2的输出端通过电容C5分别三极管 Q1的基极以及三极管Q2的基极相连。
进一步的，还包括电阻R6、电阻R7、电阻R8和电容C6，运算放大器U1 的同相输入端分别与电阻R7的一端以及电阻R8的一端相连，电阻R8的另一端接地，电阻R7的另一端通过电容C6与外部输入信号相连；所述电位器R1 的一端、三极管Q1的发射极以及三极管Q2的发射极通过电阻R6连接输出端。
进一步的，还包括电容C1、电容C2、电容C4、电容C7、电容C9、电阻 R3和电阻R9，运算放大器的7引脚和4引脚分别通过电容C2和电容C7接地；电阻R3和电容C1并联后的两端分别与缓冲器U2的V+端以及电源VCC相连，缓冲器U2的V+端还通过电容C4接地；电阻R9和电容C9并联后的两端分别与缓冲器U2的V-端以及电源VSS相连，缓冲器U2的V-端还通过电容C8接地。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：
本实用新型包括AD811型运算放大器(简称运放)、BUF634型缓冲器、 2SD880型NPN三极管、2SA1012型PNP三极管和电位器，通过器件的合适选型保证了本电路的带宽和压摆率满足需求；反馈电路连接位置保证了输出信号的低失真率。并且，还具有如下优点：
1、在10MHz频率下可输出超过1A电流；
2、压摆率满足250V/us；
3、通过改变外围电阻，可快速调节信号放大或衰减倍率；
4、放大信号无明显失真。
本实用新型主要应用于质谱领域的专用功率放大电路，也可应用于其他领域，有效解决了现有高速功放电路输出能力不足问题，使得输出电流可超过1A；解决了现有高速功放电路输出失真问题；且可接低阻抗负载。
附图说明
图1为本实用新型所述的专用高速功率放大电路的电路原理图。
图2为优化后的专用高速功率放大电路的电路原理图。
具体实施方式
为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。
参见图1，本实用新型所述的一种专用高速功率放大电路，包括运算放大器U1、缓冲器U2、三极管Q1、三极管Q2和电位器R1。运算放大器U1的同相输入端与外部输入信号相连，运算放大器U1的输出端与缓冲器U2的输入端相连。三极管Q1为NPN型三极管，三极管Q2为PNP型三极管。缓冲器U2的输出端分别三极管Q1的基极以及三极管Q2的基极相连，三极管Q1的发射极与三极管Q2的发射极相连并形成输出端。输出端与电位器R1的一端相连，电位器R1的另一端接地，电位器R1的中间端与运算放大器U1的反向输入端相连。
电位器的阻值为100kΩ。
运算放大器U1的型号为AD811AN，缓冲器U2的型号为BUF634AP。三极管Q1的型号为2SD880，三极管Q2的型号为2SA1012。
还包括电源VCC和电源VSS，电源VCC的电压为15V，电源VSS的电压为-15V。运算放大器的7引脚、缓冲器U2的V+端以及三极管Q1的集电极均与电源VCC相连。运算放大器的4引脚、缓冲器U2的V-端以及三极管Q2的集电极均与电源VSS相连。
参见图2，为了进一步优化本电路的性能，在电位器R1的中间端与运算放大器U1的反向输入端之间连接有电阻R2。运算放大器U1的输出端与缓冲器 U2的输入端之间连接有电阻R4，电阻R4上并联有电容C3。缓冲器U2的输出端通过电容C5分别三极管Q1的基极以及三极管Q2的基极相连。
还包括电阻R6、电阻R7、电阻R8和电容C6。运算放大器U1的同相输入端分别与电阻R7的一端以及电阻R8的一端相连，电阻R8的另一端接地。电阻R7的另一端通过电容C6与外部输入信号相连。电位器R1的一端、三极管 Q1的发射极以及三极管Q2的发射极通过电阻R6连接输出端。
还包括电容C1、电容C2、电容C4、电容C7、电容C9、电阻R3和电阻 R9。运算放大器的7引脚和4引脚分别通过电容C2和电容C7接地。电阻R3 和电容C1并联后的两端分别与缓冲器U2的V+端以及电源VCC相连，缓冲器 U2的V+端还通过电容C4接地。电阻R9和电容C9并联后的两端分别与缓冲器U2的V-端以及电源VSS相连，缓冲器U2的V-端还通过电容C8接地。
本实用新型工作时，外部信号输入至运放的同向放大端，经运放电压放大后输出至缓冲器输入端，缓冲器放大电流后输入至两三极管基极。两三极管射级接输出负载，并连接反馈用电阻，反馈电阻分压后传递至运放反相输入端，完成反馈过程。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种专用高速功率放大电路，其特征在于：包括运算放大器U1、缓冲器U2、三极管Q1、三极管Q2和电位器R1，所述运算放大器U1的同相输入端与外部输入信号相连，运算放大器U1的输出端与缓冲器U2的输入端相连，三极管Q1为NPN型三极管，三极管Q2为PNP型三极管，缓冲器U2的输出端分别三极管Q1的基极以及三极管Q2的基极相连，三极管Q1的发射极与三极管Q2的发射极相连并形成输出端；输出端与电位器R1的一端相连，电位器R1的另一端接地，电位器R1的中间端与运算放大器U1的反向输入端相连。
2.根据权利要求1所述的专用高速功率放大电路，其特征在于：所述电位器的阻值为100kΩ。
3.根据权利要求1所述的专用高速功率放大电路，其特征在于：所述运算放大器U1的型号为AD811AN，缓冲器U2的型号为BUF634AP，三极管Q1的型号为2SD880，三极管Q2的型号为2SA1012。
4.根据权利要求1所述的专用高速功率放大电路，其特征在于：还包括电源VCC和电源VSS，电源VCC的电压为15V，电源VSS的电压为-15V，运算放大器的7引脚、缓冲器U2的V+端以及三极管Q1的集电极均与电源VCC相连；运算放大器的4引脚、缓冲器U2的V-端以及三极管Q2的集电极均与电源VSS相连。
5.根据权利要求1所述的专用高速功率放大电路，其特征在于：所述电位器R1的中间端与运算放大器U1的反向输入端之间连接有电阻R2；运算放大器U1的输出端与缓冲器U2的输入端之间连接有电阻R4，电阻R4上并联有电容C3；缓冲器U2的输出端通过电容C5分别三极管Q1的基极以及三极管Q2的基极相连。
6.根据权利要求5所述的专用高速功率放大电路，其特征在于：还包括电阻R6、电阻R7、电阻R8和电容C6，运算放大器U1的同相输入端分别与电阻R7的一端以及电阻R8的一端相连，电阻R8的另一端接地，电阻R7的另一端通过电容C6与外部输入信号相连；所述电位器R1的一端、三极管Q1的发射极以及三极管Q2的发射极通过电阻R6连接输出端。
7.根据权利要求5所述的专用高速功率放大电路，其特征在于：还包括电容C1、电容C2、电容C4、电容C7、电容C9、电阻R3和电阻R9，运算放大器的7引脚和4引脚分别通过电容C2和电容C7接地；电阻R3和电容C1并联后的两端分别与缓冲器U2的V+端以及电源VCC相连，缓冲器U2的V+端还通过电容C4接地；电阻R9和电容C9并联后的两端分别与缓冲器U2的V-端以及电源VSS相连，缓冲器U2的V-端还通过电容C8接地。
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