CN215420208U - 一种交直流信号功率放大电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种交直流信号功率放大电路，所述电路包括运算放大器U1A、场效应管Q1和场效应管Q2；所述运算放大器U1A的同相输入端连接电容C1一端，所述电容C1另一端连接INPUT端，所述运算放大器U1A的反相输入端连接电阻R2一端，所述电阻R2另一端连接极性电容C2正极，所述极性电容C2负极接地，所述运算放大器U1A的输出端连接电容C3一端，所述电容C3另一端分别连接电阻R5一端和电阻R6一端，所述电阻R5另一端连接场效应管Q1的栅极。本实用新型通过使用较少的元器件组成完整的交直流信号放大电路，成本低，信噪比高，失真小，一致性高，热稳定性好，可以适用于多种应用场景，让更多的人群用上价廉质优的交直流信号放大器产品。

Description

一种交直流信号功率放大电路

技术领域

本实用新型属于集成电路技术领域，特别涉及一种交直流信号功率放大电路。

背景技术

现有的交直流信号功率放大器电路主要分为3大类，包括集成IC类、分立元器件类和电子管类。

其中，集成IC类的缺点是放大倍数低，功率小，失真大，应用不灵活，很少能用来制作大功率的交直流信号功率放大器。

分立元器件类虽然功率大但是元器件多，以最简单的OCL功率放大电路为例，至少需要7个晶体管加上12个电容、电阻、二极管才能组成交直流功率放大电路。元器件越多意味着生产成本增加，产品稳定性下降，放大失真增加，产品一致性差。随着工作的温度增加，产生温漂导致晶体管静态工作点偏移，功率放大电路指标下降甚至烧毁电路。虽然增加了温补电路来解决温漂问题，这将使得电路更加变得复杂。由于晶体管的输入阻抗低，往往使用多级放大的方式进行放大。由于半导体元器件都会产生衰减和失真，所以元器件越多越不利于信号的稳定传输和放大，虽然也有指标好的分立元器件交直流信号功率放大电路，但是造价高昂，不利于市场推广和普及。

至于电子管类交直流信号放大器，由于电子管的自身缺点易碎，寿命短，怕震动，这给生产和运输带来诸多不便，且电路大多需要输出变压器，输出变压器对输出信号的影响很大，对生产工艺要求难度加大，产品制造一致性难度加大，生产成本增加。

因此，亟需一种交直流信号功率放大电路来解决上述技术问题。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型提供了一种交直流信号功率放大电路，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种交直流信号功率放大电路，所述电路包括运算放大器U1A、场效应管Q1和场效应管Q2；

所述运算放大器U1A的同相输入端连接电容C1一端，所述电容C1另一端连接INPUT端，所述运算放大器U1A的反相输入端连接电阻R2一端，所述电阻R2另一端连接极性电容C2正极，所述极性电容C2负极接地，所述运算放大器U1A的输出端连接电容C3一端，所述电容C3另一端分别连接电阻R5一端和电阻R6一端，所述电阻R5另一端连接场效应管Q1的栅极，所述场效应管Q1的漏极连接VCC+端，所述电阻R6另一端连接场效应管Q2的栅极，所述场效应管Q2的漏极连接VCC-端，所述场效应管Q1的源极和场效应管Q2的源极均连接OUTPUT端。

进一步的，所述运算放大器U1A的同相输入端和电容C1一端共同连接电阻R1一端，所述电阻R1另一端接地。

进一步的，所述运算放大器U1A的输出端与反相输入端之间连接有电阻R3，所述电阻R3一端与电容C3一端连接，所述电阻R3另一端与电阻R2一端连接。

进一步的，所述场效应管Q1的栅极和电阻R5另一端共同连接电阻R4一端，所述电阻R4另一端连接VCC+端。

进一步的，所述场效应管Q2的栅极和电阻R6另一端共同连接电阻R7一端，所述电阻R7另一端连接VCC-端。

进一步的，所述运算放大器U1A的正电源输入端引脚5连接VCC+端，所述运算放大器U1A的负电源输入端引脚4连接VCC-端。

本实用新型的技术效果和优点：

本实用新型通过使用较少的元器件组成完整的交直流信号放大电路，成本低，信噪比高，失真小，一致性高，热稳定性好，可以适用于多种应用场景，让更多的人群用上价廉质优的交直流信号放大器产品。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。

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，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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示出了本实用新型实施例的电路原理示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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、完整地说明，显然，所描述的实施例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在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型提供了一种交直流信号功率放大电路，示例性的，如图1所示，所述电路包括运算放大器U1A、场效应管Q1和场效应管Q2，其中，场效应管Q1为NPN型，场效应管Q2为PNP型；

所述运算放大器U1A的同相输入端连接电容C1一端，所述电容C1另一端连接INPUT端，所述运算放大器U1A的反相输入端连接电阻R2一端，所述电阻R2另一端连接极性电容C2正极，所述极性电容C2负极接地，所述运算放大器U1A的输出端连接电容C3一端，所述电容C3另一端分别连接电阻R5一端和电阻R6一端，所述电阻R5另一端连接场效应管Q1的栅极，所述场效应管Q1的漏极连接VCC+端，所述电阻R6另一端连接场效应管Q2的栅极，所述场效应管Q2的漏极连接VCC-端，所述场效应管Q1的源极和场效应管Q2的源极均连接OUTPUT端。

本实用新型实施例中，所述运算放大器U1A的同相输入端和电容C1一端共同连接电阻R1一端，所述电阻R1另一端接地。所述运算放大器U1A的输出端与反相输入端之间连接有电阻R3，所述电阻R3一端与电容C3一端连接，所述电阻R3另一端与电阻R2一端连接。

本实用新型实施例中，所述场效应管Q1的栅极和电阻R5另一端共同连接电阻R4一端，所述电阻R4另一端连接VCC+端。所述场效应管Q2的栅极和电阻R6另一端共同连接电阻R7一端，所述电阻R7另一端连接VCC-端。

本实用新型实施例中，所述运算放大器U1A的正电源输入端引脚5连接VCC+端，所述运算放大器U1A的负电源输入端引脚4连接VCC-端。

本实用新型实施例工作时，供电采用电压相等的正负电源供电，由运算放大器U1A、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电容C1、电容C2构成同相电压放大器作电压放大，放大后的交直流信号电压由电容C3耦合输出至由场效应管Q1、场效应管Q2和电阻R4、电阻R7、电阻R5、电阻R6构成电压跟随器，电容C3耦合输出的信号经过电压跟随器放大电流后由场效应管Q1、场效应管Q2的S极输出驱动负载做功。

本实用新型实施例的场效应管电压跟随器原理为：场效应管Q1的静态工作点电压由电阻R4和电阻R5，电阻R6，电阻R7分压获得，场效应管Q2的静态工作点电压由电阻R7和电阻R4，电阻R5，电阻R6分压获得。电阻R5，电阻R6同时作为场效应管Q1、场效应管Q2的输入电阻，电阻R4和电阻R7的阻值相同，电阻R5和电阻R6阻值相同，电阻R5、电阻R6的取值接近前端运算放大器的最佳输出负载电阻，便于获得整套电路的最佳技术指标。

由上可知，本实用新型实施例除了功率参数以外，其它电气参数均由运算放大器参数决定。因此，更换不同参数的运算放大器就会使本电路获得跟运算放大器参数相近但放大了功率的音频放大器。

场效应管Q1和场效应管Q2可以工作在a类和ab类状态，同时调整电阻R4和电阻R7的阻值就可改变场效应管Q1和场效应管Q2的静态工作状态，a类工作状下场效应管Q1和场效应管Q2同时放大音频信号的正负半周，应此放大信号的峰值等于电源电压的一半，电源利用率低，a类状态不管有无信号输入都消耗最大功率电流，发热量大，效率低，但失真小；ab类工作状态下，信号正半周由场效应管Q1放大，负半周由场效应管Q2放大，正负半周组合后输出完整的信号，ab类状态输出信号峰值可接近于电源电压，由于场效应管Q1，场效应管Q2静态处于微导通状态，在静态下消耗电流小，在有信号输入的情况下场效应管Q1，场效应管Q2交替工作，发热量小，效率高，但失真大于a类状态。

整个电路的放大倍数由运算放大器U1A的反馈电阻R3和场效应管Q1、场效应管Q2决定，改变电阻R2的阻值就可以改变电路的放大倍数。要改变放大功率的大小，只需要改变电阻R2的阻值和选用不同电流电压参数的场效应管。

本实用新型实施例采用的场效应管是电压驱动型器件，输入阻抗高，所需要的驱动电流小，运算放大器的输出电流完全可以驱动场效应管，简化了电路，减少了元器件，提高了稳定性，降低了失真，降低了生产成本。并且，可以根据应用场景调整运算放大器的技术参数，工作状态，功率大小，应用非常灵活。

尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种交直流信号功率放大电路，其特征在于，所述电路包括运算放大器U1A、场效应管Q1和场效应管Q2；

所述运算放大器U1A的同相输入端连接电容C1一端，所述电容C1另一端连接INPUT端，所述运算放大器U1A的反相输入端连接电阻R2一端，所述电阻R2另一端连接极性电容C2正极，所述极性电容C2负极接地，所述运算放大器U1A的输出端连接电容C3一端，所述电容C3另一端分别连接电阻R5一端和电阻R6一端，所述电阻R5另一端连接场效应管Q1的栅极，所述场效应管Q1的漏极连接VCC+端，所述电阻R6另一端连接场效应管Q2的栅极，所述场效应管Q2的漏极连接VCC-端，所述场效应管Q1的源极和场效应管Q2的源极均连接OUTPUT端。

2.根据权利要求1所述的交直流信号功率放大电路，其特征在于，所述运算放大器U1A的同相输入端和电容C1一端共同连接电阻R1一端，所述电阻R1另一端接地。

3.根据权利要求1所述的交直流信号功率放大电路，其特征在于，所述运算放大器U1A的输出端与反相输入端之间连接有电阻R3，所述电阻R3一端与电容C3一端连接，所述电阻R3另一端与电阻R2一端连接。

4.根据权利要求1所述的交直流信号功率放大电路，其特征在于，所述场效应管Q1的栅极和电阻R5另一端共同连接电阻R4一端，所述电阻R4另一端连接VCC+端。

5.根据权利要求1所述的交直流信号功率放大电路，其特征在于，所述场效应管Q2的栅极和电阻R6另一端共同连接电阻R7一端，所述电阻R7另一端连接VCC-端。

6.根据权利要求1所述的交直流信号功率放大电路，其特征在于，所述运算放大器U1A的正电源输入端引脚5连接VCC+端，所述运算放大器U1A的负电源输入端引脚4连接VCC-端。

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