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      一只二極管抵消失真和溫漂的vmos管功放的制作方法

      文檔序號:7530223閱讀:2405來源:國知局
      專利名稱:一只二極管抵消失真和溫漂的vmos管功放的制作方法
      技術領域
      本發(fā)明描述一種VMOS管音頻功放失真和溫漂抵消的方法,使用本發(fā)明的方法,可以把VMOS管音頻功放的開環(huán)失真降到極低,再配合其它局部負反饋技術,完全可以把晶體管功放的音質(zhì)做到電子管功放的程度。本發(fā)明還具有穩(wěn)定VMOS管靜態(tài)電流的作用,使得VMOS管靜態(tài)電流不會隨溫度升降而變化。
      背景技術
      晶體管功放的音質(zhì)一直是個令人們頭疼的問題,儀器測得指標很好的晶體管功放,聽起來卻失真刺耳。這是因為儀器測得的指標是閉環(huán)的,而人耳聽到的卻是瞬間開環(huán)的功放放出來的聲音,這是瞬態(tài)互調(diào)失真的經(jīng)典解釋。那么,降低開環(huán)失真自然就能改善音質(zhì)了,這點已經(jīng)是業(yè)界的共識。關鍵是看怎么降低開環(huán)失真,本發(fā)明的方法就是提供了一種有效降低開環(huán)失真的途徑。經(jīng)過樣機實際聽感測試,高、中音基本達到電子管單端甲類功放水 平,低音還遠好于電子管功放。

      發(fā)明內(nèi)容
      下面結合附圖
      來說明工作原理。圖I中的Ql是中間放大級,Q3和Q4是一對VMOS管組成的互補輸出極。Q2是恒流源,Dl和R3串聯(lián)給Q3和Q4提供靜態(tài)偏置電壓。由于恒流源的動態(tài)電阻和VMOS管的輸入電阻都很高,所以中間放大級的增益極高,工作點的變化范圍也極小,非線性失真也極小。圖2所示的是一種指數(shù)特性曲線圖。這個圖可以表示很多自然現(xiàn)象。二極管和VMOS管的特性曲線圖都有類似的形狀。對于二極管來說,X軸是電壓,Y軸是電流;而對于VMOS管來說,X軸是G、S極間電壓,Y軸是D、S極間電流。如果我們選擇合適的坐標參數(shù),可以使得二極管的特性曲線與VMOS管的特性曲線重合!這就是本發(fā)明的理論基礎所在。假設在某一時刻,Q3的G極電壓升高,如果沒有Dl的存在,那么,Q3的電流會作如圖2所示的非線性變化,這個非線性變化就是失真。而現(xiàn)在有了 Dl的存在,Dl的正極電壓也會升高,由于恒流源的動態(tài)電阻不是無限大,所以,Dl的電流也會作如圖2所示的非線性變化,這個非線性變化同樣是失真。這兩個失真是大小相等方向相反,互相抵銷的。所以,合成后的輸出聲音就沒有失真了。為了說明這個抵銷的過程,在圖2的曲線上取A、B、C三點,假設Q3的G極電壓從A點經(jīng)B點變化到C點,如果從A點到C點連結直線的話,很顯然不會經(jīng)過B點的,這就是非線性失真。這個B點存在的問題是本該更大的電流而實際沒有更大,也就是說,應有的輸出電流變小了。同樣地,如果把這個曲線看成是二極管的特性曲線的話,Dl正極的電壓從A點經(jīng)B點變化到C點,這時的B點電流本該更大從而拉低Q3的G極電壓,在B點時刻,Q3的G極電壓本該更小而實際沒有更小。這就好了,VMOS管的失真就是在B點的電流變小了,二極管的失真就是在B點的電壓變大了,這個二極管變大了的電壓正好抵消了 VMOS管變小了的電流,使得VMOS管電流的非線性失真消失了。請注意,這是降低開環(huán)失真。如果Dl換成兩只二極管串連失真就會變得很大,這是形成過補償?shù)脑?。這也從另一方面證實了上面分析的合理性。本電路的另一個作用是抵消溫漂,Dl壓降的負溫度系數(shù)正好抵消了 Q3、Q4兩只VMOS管G、S極間電壓溫度系數(shù)。對于VMOS管來說,在小電流狀態(tài)時,同樣的G、S極電壓,D、S極電流會隨溫度升高而增大。Dl的存在正好能抵消了這個溫漂。至于為什么一只二極管能正好抵消兩只VMOS管的溫漂,這是由實驗確定的。如果要從理論上給與的合理解釋,那么只能是把兩只互補型VMOS管的G極看成是極薄層的導體,且連在一起了,兩只互補型VMOS管的導電溝道正好構成一個PN結,這個PN結的溫度系數(shù)和普通二極管PN結的溫度系數(shù)正好相等。圖I中的Vl是TL431,由Q2構成的恒流源使用了 TL431,并且Q2的E極電阻上的壓降反饋給TL431的參考電壓端,Q2的BE結受熱后壓降會降低,導致流過R2的電流加大,TL431參考電壓端的電壓也會加大,TL431的輸出端電壓會降低,Q2的B極電壓會降低,抑制了 R2電流的加大。同樣的,TL431在抑制Q2噪聲過程中的原理也是類似的。由此可見,這樣做可以獲得更低的噪聲,更穩(wěn)定的電流,更好的熱穩(wěn)定性,給中間放大級提供更高的動態(tài)電阻。如果使用三極管取代TL431構成恒流源的話,熱穩(wěn)定性達不到要求。如果恒流源不能穩(wěn)定的話,那么,流過Dl和R3的電流形成的偏置電壓就不能穩(wěn)定,Dl的失真抵消作用就達不到要求。 現(xiàn)有的VMOS管功放中,使用的是三極管代替在圖I中TL431的位置,三極管Q2的電流穩(wěn)定性和噪聲性能都很差。使用中,由于恒流源的不穩(wěn)定而很容易導致VMOS管電流過大而燒毀?,F(xiàn)有的VMOS管功放中,給VMOS管提供偏置電壓的電路中,沒有Dl的存在,同樣會很容易導致VMOS管電流過大而燒毀。同時,VMOS管的失真也很大。本發(fā)明的具體實施就很容易做到了,都是普通的常用元件。Dl在安裝的位置上要緊靠Q3或Q4,以便得到更好的熱藕合。需要說明的是,要做到電子管的音質(zhì),還需要加入局部負反饋技術,降低每一級的增益,減少大環(huán)路負反饋量。
      權利要求
      1.一種VMOS管功放的失真抵消電路,其特征是互補型S極輸出的VMOS管功放,兩個G極之間加入一只電阻和一只正向?qū)ǘO管串聯(lián)的電路,串聯(lián)電路通過恒流源供電,串聯(lián)電路兩端的壓降給兩只互補型VMOS管提供G極和S極間的靜態(tài)偏置電壓,恒流源同時也是中間放大級的負載。
      2.—種VMOS管功放的溫漂抵消電路,其特征是如權利要求I所述的串聯(lián)電路,用一只正向?qū)ǖ亩O管去抵消兩只互補型VMOS管G極和S極間電壓的溫漂。
      3.如權利要求I所述的恒流源電路,其 特征是采用TL431提供恒定電壓,這個恒定電壓給三極管B極供電,三極管的E極連結TL431的參考電壓端,E極回路中接入限流電阻以調(diào)節(jié)恒流源電流的大小,三極管的C極連結VMOS管的G極,另一只互補型VMOS管G極連結中間放大級的輸出端,兩只互補型VMOS管G極之間接入電阻,恒流源同時也是中間放大級的負載。
      全文摘要
      本發(fā)明描述一種VMOS管音頻功放失真和溫漂抵消的方法,使用本發(fā)明的方法,可以把VMOS管音頻功放的開環(huán)失真降到極低,再配合其它局部負反饋錯施,完全可以把晶體管功放的音質(zhì)做到電子管功放的程度。本發(fā)明還具有穩(wěn)定VMOS管靜態(tài)電流的作用,使得VMOS管靜態(tài)電流不會隨溫度升降而變化。具體實現(xiàn)方法是互補型S極輸出的VMOS管功放,兩個G極之間加入一只電阻和一只正向?qū)ǘO管串聯(lián)的電路,串聯(lián)電路通過恒流源供電,串聯(lián)電路兩端的壓降給兩只互補型VMOS管提供G極和S極間的靜態(tài)偏置電壓,恒流源同時也是中間放大級的負載。
      文檔編號H03F1/32GK102742154SQ201280000287
      公開日2012年10月17日 申請日期2012年1月29日 優(yōu)先權日2012年1月29日
      發(fā)明者胡章儒 申請人:胡章儒
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