CN213661576U - 一种温度漂移抑制电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种温度漂移抑制电路，所述抑制电路包括：功率放大电路，比较器A1，使能模块，采样校正模块，所述采样校正模块包括采样模块和校正模块。可对功放电路产生的温度漂移进行实时修正，直至满足要求；有效避免了应用机械电位计进行温度漂移修正时带来的诸如需中断设备工作、设备开箱分解、二次状态恢复情况；仅需通过选择合适的可调电阻和二极管以及对需调节功放的输入端外接合适的泄放电路即可实现对不同失调电流要求的功率放大电路的温度漂移抑制，大大提高了工作效率并节省了研制经费。

Description

一种温度漂移抑制电路

技术领域

本实用新型涉及电子技术领域，具体涉及一种用于功放电路的温度漂移抑制电路。

背景技术

由于构成功放的晶体管个体性能在制造过程中不可避免的差异。当功率放大电路工作较长一段时间后，伴随着温度的升高，失调电压和失调电流与初始时相比出现较大的偏差，从而导致整个电路的控制精度和控制准确度出现较大偏差。当功率放大电路后还级联有其他功能电路模块时，此种偏差将被不断放大，从而导致整个电子设备与初始状态相比整体性能下降甚至完全不可使用。故在功率放大电路中应该设置有相关辅助功能电路，对温度进行补偿，从而实现对功率放大电路状态的调整和干预。

同时随着电子技术和结构复杂性日益增加，集成设备的功能越来越复杂化和多样化，在电子设备内部，各种功能器件分区布版，分层叠加，交错组合为一体。如果发现某功能电路的失调电压或失调电流出现问题，需要将设备进行拆装，分解后再对该电路进行调整，这种操作不仅会随时终止设备工作，而且当设备空间有限时，拆装，调整极为困难。通常情况下，通过在功率放大电路的同向输入端串接电阻，使得所述串接电阻的阻值等于反向输入端的串接电阻和反馈电阻的并联值来对温度漂移造成的失调电流进行解决，但是温度漂移的现象不断的变化，通过串接电阻的方法不能实现实时控制。因此，如何设计一种可对功放电路失调电流或失调电压进行实时调整的温度漂移抑制电路，以及提高电子设备在维修时的可操作性和便捷性是目前有待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是如何设计一种可对功放电路失调电流或失调电压进行实时调整的温度漂移抑制电路，以及提高电子设备在维修时的可操作性和便捷性，提供一种温度漂移抑制电路。

本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

一种温度漂移抑制电路，所述抑制电路包括：

功率放大电路，所述功率放大电路包括：运算放大器的输出端可直接耦合至偏置电路及耦合模块，偏置电路及耦合模块中的电容与输出模块的输入端之间进行电连接，级间反馈模块将反馈信号通过反馈电阻传输至运算放大器的输入端，所述运算放大器的输入级为差分对结构，所述差分对结构中第一三极管T1的基级与地之间连接有第一MOS管T3，所述第一MOS管T3的源极与栅极短接后漏极和源极分别与所述第一三极管T1的基级和地相连接，所述差分对结构中第二三极管T2的基级与地之间连接有第二MOS管T4，所述第二MOS管T4的源极与栅极短接后漏极和源极分别与所述第二三极管T2的基级和地相连接；

所述第一MOS管T3和所述第二MOS管T4为MOS管的二极管接法，起到了在温度漂移时对与所述第一三极管T1和所述第二三极管T2的基极电流Ib1和Ib2的分流作用。

比较器A1，所述比较器A1的反向输入端接地，同向输入端与所述功率放大电路的输出端相连接；

使能模块，所述使能模块的输入端与所述比较器A1的输出端相连接，所述使能模块的输出端输出使能信号；

采样校正模块，包括采样模块和校正模块，所述使能信号与所述采样校正模块的输入端相连接对所述采样校正模块进行控制，所述采样模块对所述运算放大器的所述差分对结构的输出端进行信号采样，所述校正模块的输出端分别与所述差分对结构中的所述第一MOS管T3的栅极和所述第二MOS管T4的栅极相连接，对所述功率放大电路的失调电流进行调节实现温度漂移抑制。

较佳地，所述运算放大器中的所述差分对结构的静态偏置为电流源偏置，所述第一三极管T1的集电极和所述第二三极管T2的集电极分别接有第一电阻R1和第二电阻R2。

较佳地，所述比较器A1工作在开环状态。

较佳地，所述使能模块的使能信号触发所述采样模块对所述第一三极管T1的集电极和所述第二三极管T2的集电极进行电流采样获取所述第一三极管T1的采样电流Ic1和所述第二三极管T2的采样电流Ic2。

较佳地，所述校正模块将所述采样电流Ic1和所述采样电流Ic2通过第三电阻R3和第四电阻R4分别转换为采样电压Uc1和采样电压Uc2后分别加载在所述校正模块的第一二极管D1和第二二极管D2的两端以及所述校正模块的比较器A2的输入端。

较佳地，所述采样电压Uc1加载在所述第一二极管D1的阳极和所述第二二极管D2的阴极；所述采样电压Uc2加载在所述第一二极管D1的阴极和所述第二二极管D2的阳极，所述第一二极管D1和所述第二二极管D2用于对所述校正模块的比较器A2的第一校正信号CT1和第二校正信号CT2进行控制，所述第一校正信号CT1和所述第二校正信号CT2分别与所述差分对结构中的所述第一MOS管T3的栅极和所述第二MOS管T4的栅极相连接。

更优地，所述第三电阻R3和所述第四电阻R4的为高精度可调电阻值，并根据所述功率放电路的所述失调电流的要求进行阻值选取并保持电阻值一致；所述第一二极管D1和所述第二二极管D2为低导通电压二极管。

进一步地，所述差分对结构可以为MOS管差分对结构。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本实用新型各较佳实例。

本实用新型的积极进步效果在于：可对功放电路产生的温度漂移进行实时修正，直至满足要求；有效避免了应用机械电位计进行温度漂移修正时带来的诸如需中断设备工作、设备开箱分解、二次状态恢复情况；仅需通过选择合适的可调电阻和二极管以及对需调节功放的输入端外接合适的泄放电路即可实现对不同失调电流要求的功率放大电路的温度漂移抑制，大大提高了工作效率并节省了研制经费。

附图说明

图1为本实用新型一种温度漂移抑制电路一实施例中的结构框图；

图2为本实用新型一种温度漂移抑制电路一实施例中的功率放大电路结构框图；

图3为本实用新型一种温度漂移抑制电路一实施例中的采样校正模块电路图；

图4为本实用新型一种温度漂移抑制电路一实施例中的功率放大电路中运算放大器输入级电路图。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的首选实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本申请的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件并与之结合为一体，或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“安装”、“一端”、“另一端”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1所示为一种温度漂移抑制电路的结构框图：

在一个示例中，功率放大电路100包括如图2所示的运算放大器101，偏置电路及耦合模块102，输出模块103，和级间反馈模块104，其中，输出模块103的输出端为互补输出，功率放大电路的输出端通常要承担大功率输出的任务，当由三极管构成输出端时，其输出端通常由不同类型的三级管采用发射集串接的方式形成互补输出级，通常情况下，在构成互补输出的三极管的基极和发射集之间还要串接保护电路以在过流过压情况下形成泄放回路从而实现对互补输出级的保护。偏置电路及耦合模块102，用于将前级运算放大器101偏置在微导通状态以防止在对交流信号传输时出现交越失真，偏置电路及耦合模块102中的电容通常为uF数量级，所述数量级的电容使得在高频情况下将偏置电路中的二极管短路，级间反馈模块104，通常将功率放大电路的输出通过反馈电阻返回到功率放大电路100中运算放大器101的输入端，从而实现整个功放的稳定工作。

在一个示例中，开环状态的比较器A1200的反向输入端接零电位地，正向信号输入端与功率放大电路100的输出信号相连接，当功率放大电路100的输出端在输入信号为零，输出信号不为零时比较器A1200输出电平信号，当功率放大电路100的输出端在输入为零，输出也为零时，比较器A1200不输出电平信号。

在一个示例中，比较器A1200将输出信号传输至使能模块300，所述使能模块300对比较器A1200输入的信号进行判断和识别，当确定为功率放大电路100的温度漂移信号时，使能模块发出使能信号En至采样校正模块，开始对功率放大电路100的运算放大器101的差分对结构进行信号采样和温度漂移修正。

在一个示例中，当采样校正模块400接收到使能模块300发出的使能信号En时，如图3所示，采样校正模块400中的采样模块401采集如图4所示的差分对结构的第一三极管T1和第二三极管T2的集电极电流Ic1和Ic2，如图4所示为功率放大电路100中运算放大器101的输入级，所述输入级为采用电流源S1静态偏置的差分对结构，在理想情况下，第一三极管T1和第二三极管T2的基极电流Ib1和Ib2应该相等，但是由于半导体制造的原因，两只三极管不可能为相同的半导体工艺参数，从而导致两只三极管电特性上的差异，通常情况下，通过接入第一电阻R1和第二电阻R2对所述两只三极管进行调整，使其在电特性上尽可能做到对称。但是随时功放工作时间的持续，半导体器件的老化程度出现了差异，所以当功放长时间工作时，随着温度的上升，静态电流Ib1和Ib2出现了显著不同，我们把Ib1和Ib2之间的差值称之为失调电流IOS，从而需要对静态电流Ib1或Ib2做出调整以减小所述差分对结构的失调电流IOS，如图4所示的差分对结构中，在第一三极管T1的基极和地之间接入第一MOS管T3，在第二三极管T2管的基极和地之间接入第二MOS管T4，其中第一MOS管T3和第二MOS管T4的源极与栅极短接形成MOS管的二极管结构。

在一个示例中，如图1和如图3所示，采样校正模块400中的采样模块401输出采集到的集电极电流Ic1和Ic2，通过校正模块402中的第三电阻R3和第四电阻R4将所述采样电流转换为采样电压Uc1和Uc2并输入校正模块402中的比较器A2进行比较，同时采样电压Uc1分别连接在校正模块402中第一二极管D1的阳极和第二二极管D2的阴极，采样电压Uc2分别连接在校正模块402中第一二极管D1的阴极和第二二极管D2的阳极，以实现对校正模块402中的比较器A2输出的第一校正信号CT1和第二校正信号CT2的传输控制，当第一三极管T1的基极电流Ib1偏大时对应的集电极电流Ic1偏大，从而导致采样电压Uc1偏大而采样电压Uc2偏小，第一二极管D1导通将比较器A2的第一校正信号CT1传输至如图4所述的第一MOS管T3的栅极，第一MOS管T3导通实现对第一三极管T1基极电流Ib1的泄放；当第二三极管T2的基极电流Ib2偏大时对应的集电极电流Ic2偏大，从而导致采样电压Uc2偏大而采样电压Uc1偏小，第二二极管D2导通将比较器A2的第二校正信号CT2传输至如图4所述的第二MOS管T4的栅极，第二MOS管T4导通实现对第二三极管T2基极电流Ib2的泄放；当基极电流泄放完成后，Ib1和Ib2近乎相等时，比较器A2的输出几乎为零，且第一二极管D1和第二二极管D2均不导通，完成了对基极电流的负反馈，调节了失调电流IOS，从而实现了对功放电路的温度漂移的抑制。需要注意的是：采样校正模块400中的第三电阻R3和第四电阻R4需要为高精度可调电阻并且阻值需要尽可能相同，以实现对微小电流差异Ib1-Ib2的同步放大和尽量准确的电压转换，同时采样校正模块400中的第一二极管D1和第二二极管D2的导通电压应当尽可能的低，二极管的导通电压越低对失调电流IOS的调节越精确，通常选择导通电压较低的肖特基二极管或导通电压较低的PN结二极管。

在一个示例中，如图4所示的差分对结构可以为MOS管，这时采样模块401可以分别采集MOS管的漏极电流Id1和Id2，进而进行校正从而实现对功率放大电路温度漂移的抑制。

虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本实用新型的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种温度漂移抑制电路，其特征在于，所述抑制电路包括：

功率放大电路，所述功率放大电路包括：运算放大器，偏置电路及耦合模块，输出模块和级间反馈模块，各模块间依次电连接，所述运算放大器的输入级为差分对结构，所述差分对结构中第一三极管T1的基级与地之间连接有第一MOS管T3，所述第一MOS管T3的源极与栅极短接后漏极和源极分别与所述第一三极管T1的基级和地相连接，所述差分对结构中第二三极管T2的基级与地之间连接有第二MOS管T4，所述第二MOS管T4的源极与栅极短接后漏极和源极分别与所述第二三极管T2的基级和地相连接；

比较器A1，所述比较器A1的反向输入端接地，同向输入端与所述功率放大电路的输出端相连接；

使能模块，所述使能模块的输入端与所述比较器A1的输出端相连接，所述使能模块的输出端输出使能信号；

采样校正模块，包括采样模块和校正模块，所述使能信号与所述采样校正模块的输入端相连接对所述采样校正模块进行控制，所述采样模块对所述运算放大器的所述差分对结构的输出端进行信号采样，所述校正模块的输出端分别与所述差分对结构中的所述第一MOS管T3的栅极和所述第二MOS管T4的栅极相连接，对所述功率放大电路的失调电流进行调节实现温度漂移抑制。

2.如权利要求1所述的一种温度漂移抑制电路，其特征在于，所述运算放大器中的所述差分对结构的静态偏置为电流源偏置，所述第一三极管T1的集电极和所述第二三极管T2的集电极分别接有第一电阻R1和第二电阻R2。

3.如权利要求1所述的一种温度漂移抑制电路，其特征在于，所述比较器A1工作在开环状态。

4.如权利要求1所述的一种温度漂移抑制电路，其特征在于，所述使能模块的使能信号触发所述采样模块对所述第一三极管T1的集电极和所述第二三极管T2的集电极进行电流采样获取所述第一三极管T1的采样电流Ic1 和所述第二三极管T2的采样电流Ic2。

5.如权利要求4所述的一种温度漂移抑制电路，其特征在于，所述校正模块将所述采样电流Ic1和所述采样电流Ic2通过第三电阻R3和第四电阻R4分别转换为采样电压Uc1和采样电压Uc2后分别加载在所述校正模块的第一二极管D1和第二二极管D2的两端以及所述校正模块的比较器A2的输入端。

6.如权利要求5所述的一种温度漂移抑制电路，其特征在于，所述采样电压Uc1加载在所述第一二极管D1的阳极和所述第二二极管D2的阴极；所述采样电压Uc2加载在所述第一二极管D1的阴极和所述第二二极管D2的阳极，所述第一二极管D1和所述第二二极管D2用于对所述校正模块的比较器A2的第一校正信号CT1和第二校正信号CT2进行控制，所述第一校正信号CT1和所述第二校正信号CT2分别与所述差分对结构中的所述第一MOS管T3的栅极和所述第二MOS管T4的栅极相连接。

7.如权利要求5至6任一项所述的一种温度漂移抑制电路，其特征在于，所述第三电阻R3和所述第四电阻R4的为高精度可调电阻值，并根据所述功率放电路的所述失调电流的要求进行阻值选取并保持电阻值一致；所述第一二极管D1和所述第二二极管D2为低导通电压二极管。

8.如权利要求1所述的一种温度漂移抑制电路，其特征在于，所述差分对结构可以为MOS管差分对结构。

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