專利名稱：音頻放大器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種音頻放大器。
背景技術(shù)：
目前人們習(xí)慣于采用電壓而不是電流作為信號(hào)，并通過(guò)處理電壓信號(hào)來(lái)設(shè)計(jì)音頻放大器。由于傳統(tǒng)的電壓型放大電器它的_3db閉環(huán)帶寬與閉環(huán)增益的乘積是常數(shù)，當(dāng)帶寬向高頻區(qū)域擴(kuò)展時(shí)，增益成比例下降，并造成放大器工作不穩(wěn)定，易自激。它在處理信號(hào)時(shí)由于電路內(nèi)部各節(jié)點(diǎn)電壓擺幅大，對(duì)晶體管極間電容充放電時(shí)間長(zhǎng)，從而造成輸出電壓的轉(zhuǎn)換速率很低。由于電壓型放大器內(nèi)部結(jié)構(gòu)為多級(jí)電壓放大，因此造成多級(jí)電壓、電流，電流、電壓變換，電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，失真加大。
發(fā)明內(nèi)容針對(duì)上述不足，本實(shí)用新型提供一種電流模式跨導(dǎo)線性音頻放大器。本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種音頻放大器，供電電源為VCC正電源端、VEE負(fù)電源端；放大器輸入級(jí)為差分互補(bǔ)架構(gòu)，差分互補(bǔ)輸入級(jí)正電源一側(cè)分別接鏡像電流源C的低阻端B3和鏡像電流源E的低阻端B5 ;差分互補(bǔ)輸入級(jí)負(fù)電源一側(cè)分別接鏡像電流源D的低阻端B4和鏡像電流源F的低阻端B7 ；電流源1、電流源J接入差分互補(bǔ)輸入級(jí)為差分互補(bǔ)輸入級(jí)提供偏置橫流；鏡像電流源C的高阻端A3與鏡像電流源D的高阻端A4通過(guò)放大器溫度補(bǔ)償、輸出級(jí)靜態(tài)電流調(diào)整網(wǎng)絡(luò)相連接構(gòu)成電壓放大級(jí)；鏡像電流源E的高阻端A5與鏡像電流源H的低阻端B6相連接構(gòu)成電流傳輸級(jí)，鏡像電流源H的高阻端A6與三極管Q16的發(fā)射極連接構(gòu)成電流源負(fù)載射極跟隨器；鏡像電流源F的高阻端A7與鏡像電流源G的低阻端B8相連接構(gòu)成電流傳輸級(jí)，鏡像電流源G的高阻端AS與三極管Q20的發(fā)射極連接構(gòu)成電流源負(fù)載射極跟隨器；輸出緩沖級(jí)輸入端一端與三極管Q16的發(fā)射極相連接、另一端與三極管Q20的發(fā)射極相連接；輸出級(jí)與輸出緩沖級(jí)相連接；三極管Q29用來(lái)平衡鏡像電流源C的低阻端B3與鏡像電流源E的低阻端B5之間的電位差；三極管Q30用來(lái)平衡鏡像電流源D的低阻端B4與鏡像電流源F的低阻端B7之間的電位差；三極管Q16的集電極與正電源連接，基極與電壓放大級(jí)連接；三極管Q20的集電極與負(fù)電源連接，基極與電壓放大級(jí)連接；鏡像電流源C高阻端A3的三極管Q7的基極和集電極之間接電容C3 ；鏡像電流源D高阻端A4的三極管Q9的基極和集電極之間接電容C4 ;鏡像電流源G高阻端A8的三極管Q19的基極和集電極之間接電容C5 ;鏡像電流源H高阻端A6的三極管Q17的基極和集電極之間接電容C6 ;輸出級(jí)與差分互補(bǔ)輸入級(jí)負(fù)輸入端連接有負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)。鏡像電流源E的低阻端B5與鏡像電流源C的低阻端B3之間連接有電容Cl ;鏡像電流源F的低阻端B7與鏡像電流源D的低阻端B4之間連接有電容C2。所述鏡像電流源E的低阻端B5與所述電容Cl之間還可通過(guò)二極管連接，所述鏡像電流源F的低阻端B7與所述電容C2之間可通過(guò)另一個(gè)二極管連接；它是利用二極管上O. 6V的壓降，使鏡像電流源E的低阻端B5與鏡像電流源C的低阻端B3之間和鏡像電流源F的低阻端B7與鏡像電流源D的低阻端B4之間的電位平衡，進(jìn)一步穩(wěn)定電路的工作狀態(tài)。所以上述二極管也可以用采三極管，其具體連接方式為所述鏡像電流源E的低阻端B5與所述電容Cl之間通過(guò)三極管Q29連接，其中所述三極管Q29的發(fā)射極接所述鏡像電流源E的低阻端B5，所述三極管Q29的集電極與基極接所述電容Cl ;所述鏡像電流源F的低阻端B7與所述電容C2之間通過(guò)三極管Q30連接，其中所述三極管Q30的發(fā)射極接所述鏡像電流源F的低阻端B7，所述三極管Q30的集電極和基極接所述電容C2。電容Cl、C2、C3、C4、C5、C6起到穩(wěn)定放大器工作防止放大器自激作用。工作原理當(dāng)差分互補(bǔ)輸入級(jí)正輸入端電位升高鏡像電流源C的低阻端B3電位降低、鏡像電流源C的高阻端A3電位升高，同時(shí)鏡像電流源D的低阻端B4電位升高、鏡像電流源D的高阻端A4電位升高，鏡像電流源C的高阻端A3三極管集電極電流加大、鏡像電流源D的高阻端A4三極管集電極電流減小，最后電壓放大級(jí)電位升高，理論上放大器在沒(méi)有接有負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)的前提下其開(kāi)環(huán)增益為無(wú)窮大。當(dāng)差分互補(bǔ)輸入級(jí)正輸入端電位升高鏡像電流源E的低阻端B5電位升高低阻端B5三極管集電極電流減小高阻端A5三極管集電極電流減小，同時(shí)鏡像電流源H的低阻端B6三極管集電極電流減小高阻端A6三極管集電極電流減??；差分互補(bǔ)輸入級(jí)正輸入端電位升高鏡像電流源F的低阻端B7電位降低低阻端B7三極管集電極電流增加高阻端A7三極管集電極電流增加，同時(shí)鏡像電流源G的低阻端B8三極管集電極電流增加高阻端AS三極管集電極電流增加。鏡像電流源E與鏡像電流源H連接、鏡像電流源F與鏡像電流源G連接構(gòu)成電流傳輸級(jí)其作用是減小輸出緩沖級(jí)晶體管結(jié)電容充放電時(shí)間從而拓寬音頻放大器的頻響。當(dāng)差分互補(bǔ)輸入級(jí)正輸入端電位降低音頻放大器工作過(guò)程為上述的逆過(guò)程。最后完成音頻信號(hào)的放大。由于采用了本實(shí)用新型所述的技術(shù)方案，本放大器除電流-電壓變換級(jí)和電壓-電流變換級(jí)有大的擺幅外，其它各節(jié)點(diǎn)電壓擺幅極小，足見(jiàn)它的速度極高。就其內(nèi)部結(jié)構(gòu)來(lái)看，由于電流在傳輸過(guò)程中，中間無(wú)電阻，這樣又降低了其本底噪音。而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單實(shí)用。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。

圖1是本實(shí)用新型所述音頻放大器的一個(gè)實(shí)施例的具體電路圖。圖2是圖1的簡(jiǎn)化方框原理圖。
具體實(shí)施方式
結(jié)合圖1和圖2，所述音頻放大器，供電電源為VCC正電源端、VEE負(fù)電源端；放大器輸入級(jí)為差分互補(bǔ)架構(gòu)，差分互補(bǔ)輸入級(jí)正電源一側(cè)分別接鏡像電流源C的低阻端B3和鏡像電流源E的低阻端B5 ;差分互補(bǔ)輸入級(jí)負(fù)電源一側(cè)分別接鏡像電流源D的低阻端B4和鏡像電流源F的低阻端B7 ；電流源1、電流源J接入差分互補(bǔ)輸入級(jí)為差分互補(bǔ)輸入級(jí)提供偏置橫流(本實(shí)施例中的電流源實(shí)際上可以用電壓源連接電阻的方式實(shí)現(xiàn)代換，只是這種代換產(chǎn)生的偏置橫流容易受電壓源電壓波動(dòng)、電阻的溫度飄移等因素影響，所以一般不建議使用)；鏡像電流源C的高阻端A3與鏡像電流源D的高阻端A4通過(guò)放大器溫度補(bǔ)償、輸出級(jí)靜態(tài)電流調(diào)整網(wǎng)絡(luò)相連接構(gòu)成電壓放大級(jí)；鏡像電流源E的高阻端A5與鏡像電流源H的低阻端B6相連接構(gòu)成電流傳輸級(jí)，鏡像電流源H的高阻端A6與三極管Q16的發(fā)射極連接構(gòu)成電流源負(fù)載射極跟隨器；鏡像電流源F的高阻端A7與鏡像電流源G的低阻端B8相連接構(gòu)成電流傳輸級(jí)，鏡像電流源G的高阻端A8與三極管Q20的發(fā)射極連接構(gòu)成電流源負(fù)載射極跟隨器；輸出緩沖級(jí)輸入端一端與三極管Q16的發(fā)射極相連接、另一端與三極管Q20的發(fā)射極相連接；輸出級(jí)與輸出緩沖級(jí)相連接；三極管Q29用來(lái)平衡鏡像電流源C的低阻端B3與鏡像電流源E的低阻端B5之間的電位差；三極管Q30用來(lái)平衡鏡像電流源D的低阻端B4與鏡像電流源F的低阻端B7之間的電位差；三極管Q16的集電極與正電源連接，基極與電壓放大級(jí)連接；三極管Q20的集電極與負(fù)電源連接，基極與電壓放大級(jí)連接；電容Cl分別與鏡像電流源C的低阻端B3和鏡像電流源E的低阻端B5經(jīng)過(guò)Q29連接；電容C2分別與鏡像電流源D的低阻端B4和鏡像電流源F的低阻端B7經(jīng)過(guò)Q30連接，電容C3分別與鏡像電流源C高阻端A3內(nèi)的三極管Q7的基極和集電極連接；電容C4分別與鏡像電流源D高阻端A4內(nèi)的三極管Q9的基極和集電極連接，電容C5分別與鏡像電流源G高阻端AS內(nèi)的三極管Q19的基極和集電極連接；電容C6分別與鏡像電流源H高阻端A6內(nèi)的三極管Q17的基極和集電極連接，電容Cl、C2、C3、C4、C5、C6起到穩(wěn)定放大器工作防止放大器自激作用；輸出級(jí)與差分互補(bǔ)輸入級(jí)負(fù)輸入端連接有負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)。工作原理當(dāng)差分互補(bǔ)輸入級(jí)正輸入端電位升高鏡像電流源C的低阻端B3電位降低、鏡像電流源C的高阻端A3電位升高，同時(shí)鏡像電流源D的低阻端B4電位升高、鏡像電流源D的高阻端A4電位升高，鏡像電流源C的高阻端A3三極管集電極電流加大、鏡像電流源D的高阻端A4三極管集電極電流減小，最后電壓放大級(jí)電位升高，理論上放大器在沒(méi)有接有負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)的前提下其開(kāi)環(huán)增益為無(wú)窮大。當(dāng)差分互補(bǔ)輸入級(jí)正輸入端(+IN)電位升高鏡像電流源E的低阻端B5電位升高低阻端B5三極管集電極電流減小高阻端A5三極管集電極電流減小，同時(shí)鏡像電流源H的低阻端B6三極管集電極電流減小高阻端A6三極管集電極電流減??；差分互補(bǔ)輸入級(jí)正輸入端電位升高鏡像電流源F的低阻端B7電位降低低阻端B7三極管集電極電流增加高阻端A7三極管集電極電流增加，同時(shí)鏡像電流源G的低阻端B8三極管集電極電流增加高阻端A8三極管集電極電流增加。鏡像電流源E與鏡像電流源H連接、鏡像電流源F與鏡像電流源G連接構(gòu)成電流傳輸級(jí)其作用是減小輸出緩沖級(jí)晶體管結(jié)電容充放電時(shí)間從而拓寬音頻放大器的頻響。當(dāng)差分互補(bǔ)輸入級(jí)正輸入端電位降低音頻放大器工作過(guò)程為上述的逆過(guò)程，在此不再贅述。
權(quán)利要求1.一種音頻放大器，包括供電電源(VCC、VEE)、電流源(1、J)、鏡像電流源(C、D、E、F、G、H)、輸入網(wǎng)絡(luò)、差分互補(bǔ)輸入級(jí)、負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)、溫度補(bǔ)償及輸出級(jí)靜態(tài)電流調(diào)整網(wǎng)絡(luò)、輸出緩沖級(jí)、輸出級(jí)；其特征在于所述差分互補(bǔ)輸入級(jí)正電源一側(cè)分別接鏡像電流源(C)的低阻端(B3)和鏡像電流源(E)的低阻端(B5)，差分互補(bǔ)輸入級(jí)負(fù)電源一側(cè)分別接鏡像電流源(D)的低阻端(B4)和鏡像電流源(F)的低阻端(B7);鏡像電流源(C)的高阻端(A3)與鏡像電流源(D)的高阻端(A4)連接所述溫度補(bǔ)償及輸出級(jí)靜態(tài)電流調(diào)整網(wǎng)絡(luò)；鏡像電流源(E)的高阻端(A5)與鏡像電流源⑶的低阻端(B6)相連接；鏡像電流源(F)的高阻端(A7)與鏡像電流源(G)的低阻端(B8)相連接；鏡像電流源(C)高阻端(A3)的三極管(Q7)的基極和集電極之間接電容(C3);鏡像電流源⑶高阻端(A4)的三極管(Q9)的基極和集電極之間接電容(C4);鏡像電流源(G)高阻端(A8)的三極管(Q19)的基極和集電極之間接電容(C5);鏡像電流源(H)高阻端(A6)的三極管(Q17)的基極和集電極之間接電容(C6)。
2.根據(jù) 權(quán)利要求1所述音頻放大器，其特征在于所述供電電源為正電源端(VCC)和負(fù)電源端(VEE)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述音頻放大器，其特征在于所述負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)連接在所述輸出級(jí)和差分互補(bǔ)輸入級(jí)的負(fù)輸入端之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述音頻放大器，其特征在于所述鏡像電流源(E)的低阻端(B5)與所述差分互補(bǔ)輸入級(jí)正電源一側(cè)通過(guò)二極管連接；所述鏡像電流源(F)的低阻端(B7)與所述差分互補(bǔ)輸入級(jí)負(fù)電源一側(cè)通過(guò)另一個(gè)二極管連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述音頻放大器，其特征在于所述溫度補(bǔ)償及輸出級(jí)靜態(tài)電流調(diào)整網(wǎng)絡(luò)連接在所述鏡像電流源(C)的高阻端(A3)與鏡像電流源(D)的高阻端(A4)之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述音頻放大器，其特征在于所述鏡像電流源(E)的高阻端(A5)與鏡像電流源(H)的低阻端(B6)相連接構(gòu)成電流傳輸級(jí)，所述鏡像電流源(H)的高阻端(A6)與三極管(Q16)的發(fā)射極連接構(gòu)成電流源負(fù)載射極跟隨器；所述鏡像電流源(F)的高阻端(A7)與鏡像電流源(G)的低阻端(B8)相連接構(gòu)成電流傳輸級(jí)；所述鏡像電流源(G)的高阻端(AS)與三極管(Q20)的發(fā)射極連接構(gòu)成電流源負(fù)載射極跟隨器；所述輸出緩沖級(jí)輸入端一端與三極管(Q16)的發(fā)射極相連接、另一端與三極管(Q20)的發(fā)射極相連；所述輸出級(jí)與輸出緩沖級(jí)相連。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4或5或6所述音頻放大器，其特征在于所述電流源(I)由二極管(D1、D2)、電阻(Rl)和三極管(Q28)構(gòu)成；所述電流源(J)由二極管(D3、D4)、電阻(R2)和三極管(Q27)構(gòu)成；所述鏡像電流源(C)由電阻(R6、R7)、三極管(Q5、Q6、Q7)構(gòu)成；所述鏡像電流源⑶由電阻(R8、R9)、三極管(Q8、Q9、Q10)構(gòu)成；所述鏡像電流源(E)由電阻(RIO、R11)、三極管(Q13、Q14)構(gòu)成；所述鏡像電流源(F)由電阻(R12、R13)、三極管(Q11、Q12)構(gòu)成；所述鏡像電流源(G)由電阻(R16、R17)、三極管(Q18、Q19)構(gòu)成；所述鏡像電流源(H)由電阻(R14、R15)、三極管(Q15、Q17)構(gòu)成；所述輸入網(wǎng)絡(luò)由電阻(R5、R7)、電容(C7)構(gòu)成；所述差分互補(bǔ)輸入級(jí)由四只三極管(Q1、Q2、Q3、Q4)構(gòu)成；所述負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)由二只電阻(R24、R25)構(gòu)成；所述溫度補(bǔ)償及輸出級(jí)靜態(tài)電流調(diào)整網(wǎng)絡(luò)由電阻(R21、R22、R23)和三極管(Q25、Q26)構(gòu)成；所述輸出緩沖級(jí)由電阻(R18)、三極管(Q2UQ22)構(gòu)成；所述輸出級(jí)由電阻(R19、R20)、三極管(Q23、Q24)構(gòu)成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4或5或6所述音頻放大器，其特征在于所述鏡像電流源(E)的低阻端(B5)與鏡像電流源(C)的低阻端(B3)之間連接有電容(Cl);鏡像電流源(F)的低阻端(B7)與鏡像電流源⑶的低阻端(B4)之間連接有電容(C2)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述音頻放大器，其特征在于所述鏡像電流源(E)的低阻端(B5)與所述電容(Cl)之間通過(guò)三極管(Q29)連接，其中所述三極管(Q29)的發(fā)射極接所述鏡像電流源(E)的低阻端(B5)，所述三極管(Q29)的集電極與基極接所述電容(Cl);所述鏡像電流源(F)的低阻端(B7)與所述電容(C2)之間通過(guò)三極管(Q30)連接，其中所述三極管(Q30)的發(fā)射極接所述鏡像電流源(F)的低阻端(B7)，所述三極管(Q30)的集電極和基極接所述電容(C2)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述音頻放大器，其特征在于所述鏡像電流源(E)的低阻端(B5)與所述電容(Cl)之間通過(guò)二極管連接；所述鏡像電流源(F)的低阻端(B7)與所述電容(C2)之間通過(guò)另一個(gè)二極管連接。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作穩(wěn)定的音頻放大器，包括供電電源、電流源、鏡像電流源、輸入網(wǎng)絡(luò)、差分互補(bǔ)輸入級(jí)、負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)、溫度補(bǔ)償及輸出級(jí)靜態(tài)電流調(diào)整網(wǎng)絡(luò)、輸出緩沖級(jí)、輸出級(jí)；音頻由輸入級(jí)電路輸入，電壓信號(hào)變成電流信號(hào)，該電流信號(hào)經(jīng)電流傳輸級(jí)電路傳輸?shù)诫娏鳌㈦妷鹤儞Q電路，轉(zhuǎn)變成電壓信號(hào)，該電壓信號(hào)經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路和輸出電路輸出。電流模式電路可以解決電壓模式電路所遇到的一些問(wèn)題，在轉(zhuǎn)換速度、頻帶帶寬、動(dòng)態(tài)范圍、噪聲及失真度等方面獲得更優(yōu)良的性能，在音頻領(lǐng)域可以完全取代電壓模式的電子電路。
文檔編號(hào)H03F3/45GK202918248SQ20122038129
公開(kāi)日2013年5月1日 申請(qǐng)日期2012年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月30日
發(fā)明者劉洪波 申請(qǐng)人:劉洪波