一種疊加超音頻信號(hào)消除交越失真的功放電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種疊加超音頻信號(hào)消除交越失真的功放電路，其包括三極管VT1~VT8、電阻R1~R11、電容C1~C7、電感L1、二極管D1~D2；其有益效果是：超音頻信號(hào)避免了推挽功放兩個(gè)三極管交替導(dǎo)通時(shí)出現(xiàn)的交越失真問題，不影響傳統(tǒng)音頻功率放大器對(duì)音質(zhì)的要求；本發(fā)明省去了傳統(tǒng)AB類功放中為了保持微導(dǎo)通狀態(tài)而采用的直流偏置，從而提高了整機(jī)效率，降低了功耗；由于本發(fā)明提供的方法降低了直流功耗，從而在大功率放大情況下也降低了推挽功放兩個(gè)三極管的溫度，提高了大功率功放的穩(wěn)定性和使用壽命；本發(fā)明具有較高的實(shí)用性，并具有一定的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
【專利說明】
一種疊加超音頻信號(hào)消除交越失真的功放電路
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于音頻功率放大技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種疊加超音頻信號(hào)消除交越失真的功放電路。
【背景技術(shù)】
[0002]在音頻放大器中，廣泛采用圖4所示的B類功率放大電路，它的兩個(gè)管子輪流工作在輸入信號(hào)的正負(fù)半周。正如大家所知，這種電路存在著交越失真的問題。為得到較小的失真和較高的效率，一般采用圖5所示的具有靜態(tài)偏置的AB類功放電路。
[0003]交越失真是由于晶體管在小電流時(shí)的非線性特性而引起的在輸出波形正負(fù)交叉處的失真。具有靜態(tài)功放電路偏置有三個(gè)明顯的缺點(diǎn):第一，必須精心設(shè)計(jì)合適的偏置。如果偏置不足，不能完全消除交越失真，使輸出電壓波形在正負(fù)半周交越區(qū)域不能連續(xù)過度，如果偏置太大，會(huì)增加管子的損耗。第二，靜態(tài)偏置本身不是一個(gè)固定的量，而是一個(gè)變量，它會(huì)受溫度等因素的影響使原來設(shè)計(jì)較為合適的偏置變?yōu)椴缓线m。例如當(dāng)晶體管溫升增加時(shí)，使靜態(tài)電流增加，而靜態(tài)電流的增加又進(jìn)一步增加管子的溫度，最后可能導(dǎo)致晶體管燒毀。為了保護(hù)功放電路的晶體管，增加設(shè)溫度補(bǔ)償原件和散熱裝置，使電路變得復(fù)雜。
[0004]作為功放機(jī)，輸出效率的高低直接影響到電源和功放級(jí)的散熱器體積。AB類功放機(jī)在小信號(hào)時(shí)容易出現(xiàn)交越失真，功率大時(shí)也容易發(fā)熱。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種能消除交越失真現(xiàn)象并降低功耗的疊加超音頻信號(hào)消除交越失真的功放電路。
[0006]為解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種疊加超音頻信號(hào)消除交越失真的功放電路，其包括三極管VTl?VT8、電阻Rl?R11、電容C1~C7、電感L1、二極管D1~D2、端點(diǎn)A和端點(diǎn)B;
音頻信號(hào)經(jīng)所述電感LI接所述三極管VTl的發(fā)射極;所述三極管VTl的發(fā)射極經(jīng)所述電阻Rl接地;所述三極管VTl的基極經(jīng)所述電阻Rll接所述三極管VT7的發(fā)射極；
所述三極管VTl的集電極和三極管VT6的基極分別接所述端點(diǎn)A;所述三極管VT2的集電極和三極管VT5的基極分別接所述端點(diǎn)B;
所述端點(diǎn)B接所述二極管Dl的正極;所述端點(diǎn)A接所述二極管Dl的負(fù)極；
所述三極管VT7的基極接所述三極管VT5的發(fā)射極;所述三極管VT8的基極接所述三極管VT6的發(fā)射極；
所述電阻R8接在所述三極管VT5的發(fā)射極與所述三極管VT6的發(fā)射極之間；
所述三極管VT7的發(fā)射極接三極管VT8的發(fā)射極；
所述電容C6與電容C7串聯(lián)后接在+27V直流電源與地之間；
所述三極管VT7的發(fā)射極經(jīng)所述電容C5接音響LS的一端;所述電容C6與電容C7的節(jié)點(diǎn)接首響LS的另一端； 所述電阻R9與電阻RlO串聯(lián)后接在所述三極管VT8的基極與地之間;所述電阻R9與電阻RlO的節(jié)點(diǎn)接所述三極管VTl的基極；
所述電容C4接在所述三極管VTI的基極與集電極之間；
所述三極管VT6的集電極接地;所述三極管VT8的集電極接地;所述三極管VT5的集電極接+27V直流電源;所述三極管VT7的集電極接+27V直流電源；
所述電阻R2接所述三極管VT2的發(fā)射極與+27V直流電源之間；
所述三極管VT2的基極接所述三極管VT3的發(fā)射極；
所述三極管VT3的集電極接+27V直流電源;所述三極管VT3的發(fā)射極經(jīng)所述電阻R6接地；
所述三極管VT4的發(fā)射極接+27V直流電源;所述三極管VT4的集電極經(jīng)所述電阻R7接地;所述三極管VT4的基極依次經(jīng)所述電阻R3、二極管D2接所述三極管VT2的基極；
所述電容C3接在所述三極管VT4的集電極與基極之間；
所述電阻R4與R5串聯(lián)后接在所述三極管VT3的基極與三極管VT4的集電極之間;所述電容Cl接在所述三極管VT3的基極與+27V直流電源之間；所述電容C2接在所述電阻R4與R5的節(jié)點(diǎn)和+27V直流電源之間。
[0007]本發(fā)明的有益效果是:超音頻信號(hào)避免了推挽功放兩個(gè)三極管交替導(dǎo)通時(shí)出現(xiàn)的交越失真問題；當(dāng)超音頻信號(hào)完成了沖過交越失真區(qū)域的作用后不會(huì)在后面的音響LS中播放出來，因此不會(huì)影響到傳統(tǒng)音頻功率放大器對(duì)音質(zhì)的要求；由于超音頻信號(hào)的作用，使得推挽功放兩個(gè)三極管能夠順利地交替導(dǎo)通從而省去了傳統(tǒng)AB類功放中為了保持微導(dǎo)通狀態(tài)而采用的直流偏置，從而提高了整機(jī)效率，降低了功耗；由于本發(fā)明提供的方法降低了直流功耗，從而在大功率放大情況下也降低了推挽功放兩個(gè)三極管的溫度，提高了大功率功放的穩(wěn)定性和使用壽命;本發(fā)明具有較高的實(shí)用性，并具有一定的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
【附圖說明】
[0008]圖1為本發(fā)明電路原理圖。
[0009]圖2為IkHz輸入音頻與A點(diǎn)波形的對(duì)比圖。
[0010]圖3為輸出音頻與輸入音頻的波形對(duì)比圖。
[0011]圖4為B類功率放大電路。
[0012]圖5為具有靜態(tài)偏置的AB類功放電路。
【具體實(shí)施方式】
[0013]由圖1-5所示的實(shí)施例可知，它包括三極管VTl?VT8、電阻Rl?Rl 1、電容C1~C7、電感L1、二極管D1~D2、端點(diǎn)A和端點(diǎn)B;
音頻信號(hào)經(jīng)所述電感LI接所述三極管VTl的發(fā)射極;所述三極管VTl的發(fā)射極經(jīng)所述電阻Rl接地;所述三極管VTl的基極經(jīng)所述電阻Rll接所述三極管VT7的發(fā)射極；
所述三極管VTl的集電極和三極管VT6的基極分別接所述端點(diǎn)A;所述三極管VT2的集電極和三極管VT5的基極分別接所述端點(diǎn)B;
所述端點(diǎn)B接所述二極管Dl的正極;所述端點(diǎn)A接所述二極管Dl的負(fù)極；
所述三極管VT7的基極接所述三極管VT5的發(fā)射極;所述三極管VT8的基極接所述三極管VT6的發(fā)射極；
所述電阻R8接在所述三極管VT5的發(fā)射極與所述三極管VT6的發(fā)射極之間；
所述三極管VT7的發(fā)射極接三極管VT8的發(fā)射極；
所述電容C6與電容C7串聯(lián)后接在+27V直流電源與地之間；
所述三極管VT7的發(fā)射極經(jīng)所述電容C5接音響LS的一端;所述電容C6與電容C7的節(jié)點(diǎn)接首響LS的另一端；
所述電阻R9與電阻RlO串聯(lián)后接在所述三極管VT8的基極與地之間;所述電阻R9與電阻RlO的節(jié)點(diǎn)接所述三極管VTl的基極；
所述電容C4接在所述三極管VTI的基極與集電極之間；
所述三極管VT6的集電極接地;所述三極管VT8的集電極接地;所述三極管VT5的集電極接+27V直流電源;所述三極管VT7的集電極接+27V直流電源；
所述三極管VT2的發(fā)射極接+27V直流電源;所述三極管VT2的基極接所述三極管VT3的發(fā)射極；
所述三極管VT3的集電極接+27V直流電源;所述三極管VT3的發(fā)射極經(jīng)所述電阻R6接地；
所述三極管VT4的發(fā)射極接+27V直流電源;所述三極管VT4的集電極經(jīng)所述電阻R7接地;所述三極管VT4的基極依次經(jīng)所述電阻R3、二極管D2接所述三極管VT2的基極；
所述電容C3接在所述三極管VT4的集電極與基極之間；
所述電阻R4與R5串聯(lián)后接在所述三極管VT3的基極與三極管VT4的集電極之間;所述電容Cl接在所述三極管VT3的基極與+27V直流電源之間；所述電容C2接在所述電阻R4與R5的節(jié)點(diǎn)和+27V直流電源之間。
[0014]所述三極管VTl的型號(hào)9014;所述三極管VT2的型號(hào)9014;所述三極管VT3的型號(hào)9014;所述三極管VT4的型號(hào)9015;所述三極管VT5的型號(hào)9014;所述三極管VT6的型號(hào)9015;所述三極管VT7的型號(hào)9014;所述三極管VT8的型號(hào)9015。
[0015]本發(fā)明采用疊加超音頻信號(hào)消除AB類功放電路中的交越失真，并解決功率大時(shí)容易發(fā)熱的問題。
[0016]傳統(tǒng)AB類音頻功率放大器的偏置電阻將帶來直流功耗的問題。為了保證傳統(tǒng)AB類功率放大器中兩個(gè)推挽三極管能夠交替導(dǎo)通，在交替導(dǎo)通瞬間，兩個(gè)管子都要維持微導(dǎo)通狀態(tài)從而不產(chǎn)生交越失真，需要提供直流偏置電阻，這樣就帶來了直流功耗的問題。
[0017]如果去除了AB類音頻功率放大的直流偏置，那么就稱為B類功放，則一定會(huì)產(chǎn)生交越失真的問題，這將使得對(duì)音頻信號(hào)的放大產(chǎn)生嚴(yán)重的失真，音質(zhì)受損。
[0018]傳統(tǒng)AB類音頻功放發(fā)熱的問題。由于有偏置電阻的存在，通過推挽三極管的直流電流不可能為零，當(dāng)功率較大時(shí)，隨著電流的增加，三極管的溫度降升高，嚴(yán)重影響到功率放大器的穩(wěn)定性和壽命。
[0019]本發(fā)明將傳統(tǒng)功率放大器的直流偏置去掉；采用震蕩電路產(chǎn)生超音頻信號(hào)(20-40kHz);在輸入的音頻信號(hào)中疊加這個(gè)超音頻信號(hào)。電路采用差動(dòng)雙端輸入方式，因此本身有較好的抑制工模噪聲及失真的能力。
[0020]由三極管TVl構(gòu)成的共基極電路為反饋放大級(jí)，是一個(gè)性能高、簡(jiǎn)潔的電流反饋放大器，整個(gè)電流反饋放大器的開環(huán)增益取決于R9、R10和Rll的阻值大小。其作用為了讓功放進(jìn)入深度負(fù)反饋。
[0021]RC移相網(wǎng)絡(luò)與三極管TV3組成RC移相式震蕩電路，是超音頻震蕩電路的重要部分。其中，C1、C2、C3和R3、R4、R5構(gòu)成RC移相網(wǎng)絡(luò)，并移相180° ;三極管VT3發(fā)射極輸出，其高阻輸入能夠與RC移相網(wǎng)絡(luò)很好匹配。三極管VT4反相放大震蕩信號(hào)且并反饋給移相網(wǎng)絡(luò);二極管D2給三極管VT3提供一個(gè)合適偏置狀態(tài);三極管VT3、三極管VT4電路有強(qiáng)烈直流負(fù)反饋，使得電路增益穩(wěn)定、波形失真小。三極管VT2對(duì)震蕩信號(hào)二次放大并反向輸出20KHZ的超音頻號(hào)。
[0022]三極管VT5、三極管VT6、三極管VT7、三極管VT8構(gòu)成了典型的復(fù)合互補(bǔ)推挽式輸出級(jí)。其中三極管TV5和三極管TV7組成一個(gè)復(fù)合管，等效成一只NPN型三極管;三極管TV6和三極管TV8等效為一只PNP型三極管。二極管Dl為輸出級(jí)偏置電路。
[0023]電容C6為電源濾波電容。電容C7為音頻濾波電容。電源濾波電容用于濾除電源中的交流成分干擾;音頻濾波電容濾除超音頻放大信號(hào)，避免反饋到前端可能發(fā)生的自激。
[0024]音頻信號(hào)通過LI進(jìn)入反饋放大級(jí)。LI的作用是抑制輸入音頻信號(hào)的高頻干擾，防止對(duì)功放電路內(nèi)部的超音頻信號(hào)產(chǎn)生干擾。
[0025]音頻信號(hào)經(jīng)過反饋放大級(jí)，圖3中A點(diǎn)信號(hào)相位與輸入的音頻信號(hào)相位同相。由于Dl導(dǎo)通后內(nèi)阻小，A點(diǎn)與B點(diǎn)加在VT5和VT6的基極上的信號(hào)可以認(rèn)為大小和相位相同。而且在此處置加由超首頻震蕩電路廣生的30kHz超首頻彳目號(hào)。波形如圖2所不。
[0026]此時(shí)，輸入的音頻信號(hào)由于疊加超音頻信號(hào)和負(fù)反饋的作用使其靜態(tài)工作點(diǎn)會(huì)向上偏移。這樣會(huì)使輸出級(jí)的兩組互補(bǔ)的達(dá)林頓管在正弦波整個(gè)周期內(nèi)均導(dǎo)通，故而消除交越失真。輸出音頻信號(hào)與輸入音頻信號(hào)的靜態(tài)工作點(diǎn)相同，在輸出端串電容C5。波形如圖3所示。
[0027]三極管VTl集電極輸出正半周信號(hào)期間，三極管VT5和三極管VT7導(dǎo)通、放大，三極管VT6和三極管VT8處于截止?fàn)顟B(tài);三極管VTl集電極輸出負(fù)半周信號(hào)期間，三極管VT6和三極管VT8導(dǎo)通、放大，三極管VT5和三極管VT7截止。
[0028]兩只復(fù)合管輸出的信號(hào)輸出并經(jīng)過RU反饋到輸入級(jí)，輸入級(jí)對(duì)反饋信號(hào)進(jìn)行放大后到達(dá)A點(diǎn)，再次疊加超音頻信號(hào)進(jìn)行音頻放大。負(fù)反饋的作用是令音頻信號(hào)的靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定，避免由于外界因素的影響而讓晶體管容易發(fā)熱。
[0029]實(shí)驗(yàn)證明，對(duì)功放電路采用本發(fā)明電路，只要適當(dāng)選擇參數(shù)，可以完全消除交越失真。而且當(dāng)輸入音頻信號(hào)頻率較高時(shí)，仍然可以有效的消除交越失真。本發(fā)明不僅消除了功放電路中的交越失真，而且使晶體管受外界影響而容易發(fā)熱的問題得到了改善。
[0030]以上所述實(shí)施方式僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，而并非本發(fā)明可行實(shí)施例的窮舉。對(duì)于本領(lǐng)域一般技術(shù)人員而言，在不背離本發(fā)明原理和精神的前提下對(duì)其所作出的任何顯而易見的改動(dòng)，都應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為包含在本發(fā)明的權(quán)利要求保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種疊加超音頻信號(hào)消除交越失真的功放電路，其特征在于:包括三極管VTl?VT8、電阻Rl?R11、電容C1~C7、電感L1、二極管D1~D2、端點(diǎn)A和端點(diǎn)B; 音頻信號(hào)經(jīng)所述電感LI接所述三極管VTl的發(fā)射極;所述三極管VTl的發(fā)射極經(jīng)所述電阻Rl接地;所述三極管VTl的基極經(jīng)所述電阻Rll接所述三極管VT7的發(fā)射極； 所述三極管VTI的集電極和三極管VT6的基極分別接所述端點(diǎn)A;所述三極管VT2的集電極和三極管VT5的基極分別接所述端點(diǎn)B; 所述端點(diǎn)B接所述二極管Dl的正極;所述端點(diǎn)A接所述二極管Dl的負(fù)極； 所述三極管VT7的基極接所述三極管VT5的發(fā)射極;所述三極管VT8的基極接所述三極管VT6的發(fā)射極； 所述電阻R8接在所述三極管VT5的發(fā)射極與所述三極管VT6的發(fā)射極之間； 所述三極管VT7的發(fā)射極接三極管VT8的發(fā)射極； 所述電容C6與電容C7串聯(lián)后接在+27V直流電源與地之間； 所述三極管VT7的發(fā)射極經(jīng)所述電容C5接音響LS的一端;所述電容C6與電容C7的節(jié)點(diǎn)接首響LS的另一端； 所述電阻R9與電阻RlO串聯(lián)后接在所述三極管VT8的基極與地之間；所述電阻R9與電阻RlO的節(jié)點(diǎn)接所述三極管VTl的基極； 所述電容C4接在所述三極管VTI的基極與集電極之間； 所述三極管VT6的集電極接地;所述三極管VT8的集電極接地;所述三極管VT5的集電極接+27V直流電源;所述三極管VT7的集電極接+27V直流電源； 所述電阻R2接在所述三極管VT2的發(fā)射極與+27V直流電源之間； 所述三極管VT2的基極接所述三極管VT3的發(fā)射極； 所述三極管VT3的集電極接+27V直流電源；所述三極管VT3的發(fā)射極經(jīng)所述電阻R6接地； 所述三極管VT4的發(fā)射極接+27V直流電源；所述三極管VT4的集電極經(jīng)所述電阻R7接地;所述三極管VT4的基極依次經(jīng)所述電阻R3、二極管D2接所述三極管VT2的基極； 所述電容C3接在所述三極管VT4的集電極與基極之間； 所述電阻R4與R5串聯(lián)后接在所述三極管VT3的基極與三極管VT4的集電極之間；所述電容Cl接在所述三極管VT3的基極與+27V直流電源之間；所述電容C2接在所述電阻R4與R5的節(jié)點(diǎn)和+27V直流電源之間。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種疊加超音頻信號(hào)消除交越失真的功放電路，其特征在于:所述三極管VTl?VT3、三極管VT5、三極管VT7的型號(hào)均為9014;所述三極管VT4的型號(hào)9015、三極管￥了6、三極管￥了8的型號(hào)均為9015。
【文檔編號(hào)】H03F1/32GK105846786SQ201610170810
【公開日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2016年3月24日
【發(fā)明人】趙華, 竇愛國(guó), 呂清, 黃戰(zhàn)平, 王雪東, 李少磊, 劉金星
【申請(qǐng)人】河北師范大學(xué)