CN209030166U - 一种Ku波段1W功率放大器电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种Ku波段1W功率放大器电路，包括放大电路模块、高保真电路模块和稳定功率模块，其中，运算放大器和可调电阻的结合使用，构建了一个放大倍数可以调整的功率放大模块；反相运算放大器的设计可以对放大效果进行保真传输；去噪声的电路连接可以进一步保证功率放大不受电路中的其他电流干扰。本实用新型可以对小信号进行高保真的功率放大，从而方便大功率负载使用，准确性很高。

Description

一种Ku波段1W功率放大器电路

技术领域

本实用新型涉及功率放大领域，具体来说，涉及一种Ku波段1W功率放大器电路，可以将小信号进行功率放大后进行大信号调节，使用于射频系统或者音频放大系统，准确性高。

背景技术

随着人类社会进入信息化时代，无线通信技术也随着不断发展。从手机和电脑等生活用品，到航天探测等科学研究，信息通信技术已经深入到了方方面面。对于信号的传递，也从一开始的简单数字模拟转换，深入到了信号衰减、相位变化和功率缩放等具体作用。其中，功率缩放作为一项基础的信息处理功能，收到了很多技术生产商的关注。

目前，功率放大器作为一个必须的元器件，是射频微波系统中很重要的一个有源模块，已经有一定的成熟理论作为制造基础。作为一个能量放大元件，功率放大器的作用更多是控制较小的信号去产生随之变化的大信号，从而将电源的直流功率转换成负载上的信号功率。

功放都是模拟类型，传统的模拟功放按放大器的工作状态可分为：A类、B类、AB类等形式。A类、AB类功放是音响系统中最为常用的功放。传统类音频放大器的一个共同缺点是效率很低，A类音频放大器的理论效率是25%，实际效率大约为15-20%；B类音频放大器的理论最大效率是78.5%；AB类音频放大器的理论效率75%，实际效率在50-70%之间。无论A类，B类还是AB类音频功率放大器，当它们的输出功率小于额定输出功率时，效率就会明显降低，播放动态的语言、音乐时平均工作效率只有30%左右。

为了提高功率放大器的实际效率，制造商做出了很多技术调整，比如：增加级联电路从而扩大放大倍数。但这相应地也会导致电路热能的转化过大，使得电路稳定性降低，容易损坏。

实用新型内容

针对相关技术中的问题，本实用新型提出一种Ku波段1W功率放大器电路，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种Ku波段1W功率放大器电路，其特征在于，包括放大电路模块、高保真电路模块和稳定功率模块；

放大电路模块，包括运算放大器AR1、运算放大器AR2、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、可调电阻RP1、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4和二极管D1，所述运算放大器AR1的第一引脚和所述运算放大器AR1的第五引脚均为断路，所述运算放大器AR1的第二引脚与所述电容C2的一端均接地，所述运算放大器AR1的第三引脚分别与所述电容C3的一端、电压信号Vin、所述电阻R6的一端、所述可调电阻RP1的第二引脚连接，所述运算放大器AR1的第七引脚分别与所述电容C2的另一端、所述电阻R2的一端连接，所述电阻R2的另一端分别与所述电阻R1的一端、所述电容C1的一端连接，所述电阻R1的另一端与所述运算放大器AR1的第八引脚连接，所述运算放大器AR1的第六引脚分别与所述电容C1的另一端、所述电阻R3的一端连接，所述电阻R3的另一端分别与所述电容C3的另一端、所述电阻R5的一端、所述电阻R6的另一端连接，所述运算放大器AR1的第四引脚分别与所述运算放大器AR2的第七引脚、所述二极管D1的正极、所述电阻R4的一端连接，所述电阻R5的另一端与所述运算放大器AR2的第二引脚连接，所述运算放大器AR2的第三引脚与所述可调电阻RP1的第一引脚连接，所述电阻R4的另一端与所述运算放大器AR2的第六引脚连接，所述运算放大器AR2的第一引脚与所述运算放大器AR2的第四引脚、所述运算放大器AR2的第五引脚、所述运算放大器AR2的第八引脚均为断路，所述可调电阻RP1的第三引脚与所述电容C4的一端连接；

高保真电路模块，包括运算放大器AR3、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电容C5、电容C6、电容C7、电容C8、极化电容CP1、三极管Q1和扬声器LS1，所述运算放大器AR3的第一引脚与所述运算放大器AR3的第五引脚、所述运算放大器AR3的第八引脚均为断路，所述运算放大器AR3的第六引脚与所述二极管D1的负极连接，所述运算放大器AR3的第四引脚与所述电阻R9的一端连接，所述电阻R9的另一端与所述运算放大器AR3的第三引脚连接，所述运算放大器AR3的第二引脚与所述电容C6的一端连接，所述运算放大器AR3的第七引脚与所述电阻R7的一端连接，所述电阻R7的另一端与所述三极管Q1的发射极连接，所述三极管Q1的基极与所述电阻R10的一端连接，所述三极管Q1的集电极分别与所述极化电容CP1的正极、所述电阻R8的一端、所述电容C5的一端连接，所述极化电容CP1的负极与分数电容C4的另一端、所述电阻R8的另一端、所述电容C5的另一端均接地，所述扬声器LS1的一端分别与所述电容C1的另一端、所述运算放大器AR1的第六引脚、所述电阻R3的一端连接，所述扬声器LS1的另一端与所述电阻R11的一端连接，所述电阻R11的另一端分别与所述电容C7的一端、所述电容C8的一端连接，所述电容C8的另一端接地；

稳定功率模块，包括集成芯片IC1、电容C9、电容C10、电容C11、电阻R12、电阻R13和电阻R14，所述电容C7的另一端与所述集成芯片IC1的第一引脚连接，所述电容C9的一端分别与所述电阻R9的另一端、所述运算放大器AR3的第三引脚连接，所述电容C9的另一端与所述集成芯片IC1的第六引脚连接，所述集成芯片IC1的第七引脚与所述电阻R12的一端连接，所述集成芯片IC1的第四引脚与所述电阻R12的另一端、所述电容C6的另一端均接地，所述电阻R10的另一端与所述电阻R13的一端、所述电容C10的一端均接地，所述电阻R13的另一端与所述集成芯片IC1的第五引脚连接，所述电容C10的另一端与所述集成芯片IC1的第二引脚连接，所述电阻R14的一端与所述集成芯片IC1的第三引脚连接，所述电容C11的一端与所述集成芯片IC1的第八引脚连接，所述电容C11的另一端与所述电阻R14的另一端均接地。

进一步，所述集成芯片IC1的型号是TDA2009。

进一步，所述三极管Q1的型号为2N3904。

进一步，所述电阻R1与所述电阻R4、所述电阻R6、所述电阻R13的电阻值均为3.2kΩ；所述电阻R2与所述电阻R3、所述电阻R5、所述电阻R7、所述电阻R8、所述电阻R9、所述电阻R10、所述电阻R11、所述电阻R12、所述电阻R14的电阻值均为1kΩ。

进一步，所述电容C1与所述电容C2、所述电容C3、所述电容C4、所述电容C5、所述电容C6、所述电容C7、所述电容C8、所述电容C9、所述电容C10、所述电容C11的电容值大小均为100pF。

本实用新型的有益效果为：本实用新型通过设计可调节式放大电路，使得电路放大倍数更加灵活，适应性更高；反相运放的设计使得功率放大的保真度更高，整体设计的成本低廉，准确度很高。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本实用新型实施例的一种Ku波段1W功率放大器电路。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

根据本实用新型的实施例，提供了一种Ku波段1W功率放大器电路。

如图1所示，根据本实用新型实施例的Ku波段1W功率放大器电路，其特征在于，包括放大电路模块、高保真电路模块和稳定功率模块；

放大电路模块，包括运算放大器AR1、运算放大器AR2、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、可调电阻RP1、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4和二极管D1，所述运算放大器AR1的第一引脚和所述运算放大器AR1的第五引脚均为断路，所述运算放大器AR1的第二引脚与所述电容C2的一端均接地，所述运算放大器AR1的第三引脚分别与所述电容C3的一端、电压信号Vin、所述电阻R6的一端、所述可调电阻RP1的第二引脚连接，所述运算放大器AR1的第七引脚分别与所述电容C2的另一端、所述电阻R2的一端连接，所述电阻R2的另一端分别与所述电阻R1的一端、所述电容C1的一端连接，所述电阻R1的另一端与所述运算放大器AR1的第八引脚连接，所述运算放大器AR1的第六引脚分别与所述电容C1的另一端、所述电阻R3的一端连接，所述电阻R3的另一端分别与所述电容C3的另一端、所述电阻R5的一端、所述电阻R6的另一端连接，所述运算放大器AR1的第四引脚分别与所述运算放大器AR2的第七引脚、所述二极管D1的正极、所述电阻R4的一端连接，所述电阻R5的另一端与所述运算放大器AR2的第二引脚连接，所述运算放大器AR2的第三引脚与所述可调电阻RP1的第一引脚连接，所述电阻R4的另一端与所述运算放大器AR2的第六引脚连接，所述运算放大器AR2的第一引脚与所述运算放大器AR2的第四引脚、所述运算放大器AR2的第五引脚、所述运算放大器AR2的第八引脚均为断路，所述可调电阻RP1的第三引脚与所述电容C4的一端连接；

高保真电路模块，包括运算放大器AR3、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电容C5、电容C6、电容C7、电容C8、极化电容CP1、三极管Q1和扬声器LS1，所述运算放大器AR3的第一引脚与所述运算放大器AR3的第五引脚、所述运算放大器AR3的第八引脚均为断路，所述运算放大器AR3的第六引脚与所述二极管D1的负极连接，所述运算放大器AR3的第四引脚与所述电阻R9的一端连接，所述电阻R9的另一端与所述运算放大器AR3的第三引脚连接，所述运算放大器AR3的第二引脚与所述电容C6的一端连接，所述运算放大器AR3的第七引脚与所述电阻R7的一端连接，所述电阻R7的另一端与所述三极管Q1的发射极连接，所述三极管Q1的基极与所述电阻R10的一端连接，所述三极管Q1的集电极分别与所述极化电容CP1的正极、所述电阻R8的一端、所述电容C5的一端连接，所述极化电容CP1的负极与分数电容C4的另一端、所述电阻R8的另一端、所述电容C5的另一端均接地，所述扬声器LS1的一端分别与所述电容C1的另一端、所述运算放大器AR1的第六引脚、所述电阻R3的一端连接，所述扬声器LS1的另一端与所述电阻R11的一端连接，所述电阻R11的另一端分别与所述电容C7的一端、所述电容C8的一端连接，所述电容C8的另一端接地；

稳定功率模块，包括集成芯片IC1、电容C9、电容C10、电容C11、电阻R12、电阻R13和电阻R14，所述电容C7的另一端与所述集成芯片IC1的第一引脚连接，所述电容C9的一端分别与所述电阻R9的另一端、所述运算放大器AR3的第三引脚连接，所述电容C9的另一端与所述集成芯片IC1的第六引脚连接，所述集成芯片IC1的第七引脚与所述电阻R12的一端连接，所述集成芯片IC1的第四引脚与所述电阻R12的另一端、所述电容C6的另一端均接地，所述电阻R10的另一端与所述电阻R13的一端、所述电容C10的一端均接地，所述电阻R13的另一端与所述集成芯片IC1的第五引脚连接，所述电容C10的另一端与所述集成芯片IC1的第二引脚连接，所述电阻R14的一端与所述集成芯片IC1的第三引脚连接，所述电容C11的一端与所述集成芯片IC1的第八引脚连接，所述电容C11的另一端与所述电阻R14的另一端均接地。

在一个实施例中，所述集成芯片IC1的型号是TDA2009。

在一个实施例中，所述三极管Q1的型号为2N3904。

在一个实施例中，所述电阻R1与所述电阻R4、所述电阻R6、所述电阻R13的电阻值均为3.2kΩ；所述电阻R2与所述电阻R3、所述电阻R5、所述电阻R7、所述电阻R8、所述电阻R9、所述电阻R10、所述电阻R11、所述电阻R12、所述电阻R14的电阻值均为1kΩ。

在一个实施例中，所述电容C1与所述电容C2、所述电容C3、所述电容C4、所述电容C5、所述电容C6、所述电容C7、所述电容C8、所述电容C9、所述电容C10、所述电容C11的电容值大小均为100pF。

工作原理：运算放大器AR1、运算放大器AR2、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、可调电阻RP1、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4及二极管D1组成放大电路模块；所述运算放大器AR1在所述电阻R1、所述电阻R2、所述电容C1和所述电容C2的稳定下，可以对输入电流进行放大处理；所述运算放大器AR2的作用是在所述可调电阻RP1的控制下，改变级联放大倍数，从而进一步增大整个电路放大倍数；所述二极管D1的作用是稳定放大电路的工作电流。

运算放大器AR3、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电容C5、电容C6、电容C7、电容C8、极化电容CP1、三极管Q1及扬声器LS1组成高保真电路模块；所述运算放大器AR3的作用是控制放大倍数的稳定，保证放大器的高保真度；所述三极管Q1的作用是将最终放大电流进行传递，确保放大倍数仍在电路安全运行的范围内。

集成芯片IC1、电容C9、电容C10、电容C11、电阻R12、电阻R13及电阻R14组成稳定功率模块；所述电阻R12、所述电阻R13与电阻R14的作用是去除所述集成芯片IC1周围电路的噪声，保证电流的稳定传输。

综上所述，借助于本实用新型的上述技术方案，通过设计一种Ku波段1W功率放大器电路，用可调式放大电路增加了电路放大倍数的灵活性，同时高保真模块的设立可以增加功率放大的质量，使得最终的功率放大效果更加优越。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种Ku波段1W功率放大器电路，其特征在于，包括放大电路模块、高保真电路模块和稳定功率模块；

放大电路模块，包括运算放大器AR1、运算放大器AR2、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、可调电阻RP1、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4和二极管D1，所述运算放大器AR1的第一引脚和所述运算放大器AR1的第五引脚均为断路，所述运算放大器AR1的第二引脚与所述电容C2的一端均接地，所述运算放大器AR1的第三引脚分别与所述电容C3的一端、电压信号Vin、所述电阻R6的一端、所述可调电阻RP1的第二引脚连接，所述运算放大器AR1的第七引脚分别与所述电容C2的另一端、所述电阻R2的一端连接，所述电阻R2的另一端分别与所述电阻R1的一端、所述电容C1的一端连接，所述电阻R1的另一端与所述运算放大器AR1的第八引脚连接，所述运算放大器AR1的第六引脚分别与所述电容C1的另一端、所述电阻R3的一端连接，所述电阻R3的另一端分别与所述电容C3的另一端、所述电阻R5的一端、所述电阻R6的另一端连接，所述运算放大器AR1的第四引脚分别与所述运算放大器AR2的第七引脚、所述二极管D1的正极、所述电阻R4的一端连接，所述电阻R5的另一端与所述运算放大器AR2的第二引脚连接，所述运算放大器AR2的第三引脚与所述可调电阻RP1的第一引脚连接，所述电阻R4的另一端与所述运算放大器AR2的第六引脚连接，所述运算放大器AR2的第一引脚与所述运算放大器AR2的第四引脚、所述运算放大器AR2的第五引脚、所述运算放大器AR2的第八引脚均为断路，所述可调电阻RP1的第三引脚与所述电容C4的一端连接；

高保真电路模块，包括运算放大器AR3、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电容C5、电容C6、电容C7、电容C8、极化电容CP1、三极管Q1和扬声器LS1，所述运算放大器AR3的第一引脚与所述运算放大器AR3的第五引脚、所述运算放大器AR3的第八引脚均为断路，所述运算放大器AR3的第六引脚与所述二极管D1的负极连接，所述运算放大器AR3的第四引脚与所述电阻R9的一端连接，所述电阻R9的另一端与所述运算放大器AR3的第三引脚连接，所述运算放大器AR3的第二引脚与所述电容C6的一端连接，所述运算放大器AR3的第七引脚与所述电阻R7的一端连接，所述电阻R7的另一端与所述三极管Q1的发射极连接，所述三极管Q1的基极与所述电阻R10的一端连接，所述三极管Q1的集电极分别与所述极化电容CP1的正极、所述电阻R8的一端、所述电容C5的一端连接，所述极化电容CP1的负极与分数电容C4的另一端、所述电阻R8的另一端、所述电容C5的另一端均接地，所述扬声器LS1的一端分别与所述电容C1的另一端、所述运算放大器AR1的第六引脚、所述电阻R3的一端连接，所述扬声器LS1的另一端与所述电阻R11的一端连接，所述电阻R11的另一端分别与所述电容C7的一端、所述电容C8的一端连接，所述电容C8的另一端接地；

稳定功率模块，包括集成芯片IC1、电容C9、电容C10、电容C11、电阻R12、电阻R13和电阻R14，所述电容C7的另一端与所述集成芯片IC1的第一引脚连接，所述电容C9的一端分别与所述电阻R9的另一端、所述运算放大器AR3的第三引脚连接，所述电容C9的另一端与所述集成芯片IC1的第六引脚连接，所述集成芯片IC1的第七引脚与所述电阻R12的一端连接，所述集成芯片IC1的第四引脚与所述电阻R12的另一端、所述电容C6的另一端均接地，所述电阻R10的另一端与所述电阻R13的一端、所述电容C10的一端均接地，所述电阻R13的另一端与所述集成芯片IC1的第五引脚连接，所述电容C10的另一端与所述集成芯片IC1的第二引脚连接，所述电阻R14的一端与所述集成芯片IC1的第三引脚连接，所述电容C11的一端与所述集成芯片IC1的第八引脚连接，所述电容C11的另一端与所述电阻R14的另一端均接地。

2.根据权利要求1所述的一种Ku波段1W功率放大器电路，其特征在于，所述集成芯片IC1的型号是TDA2009。

3.根据权利要求1所述的一种Ku波段1W功率放大器电路，其特征在于，所述三极管Q1的型号为2N3904。

4.根据权利要求1所述的一种Ku波段1W功率放大器电路，其特征在于，所述电阻R1与所述电阻R4、所述电阻R6、所述电阻R13的电阻值均为3.2kΩ；所述电阻R2与所述电阻R3、所述电阻R5、所述电阻R7、所述电阻R8、所述电阻R9、所述电阻R10、所述电阻R11、所述电阻R12、所述电阻R14的电阻值均为1kΩ。

5.根据权利要求1所述的一种Ku波段1W功率放大器电路，其特征在于，所述电容C1与所述电容C2、所述电容C3、所述电容C4、所述电容C5、所述电容C6、所述电容C7、所述电容C8、所述电容C9、所述电容C10、所述电容C11的电容值大小均为100pF。