放大電路、電路板及電子設(shè)備的制作方法
【專利摘要】一種放大電路，采用了兩個(gè)功率放大器并聯(lián)推動(dòng)一個(gè)負(fù)載，第一功率放大器主要提供負(fù)載的工作電流，第二功率放大器的工作電流相對(duì)比較小，主要是對(duì)輸出端的誤差(失真)進(jìn)行修正。通過參數(shù)的設(shè)定，第一功率放大器提供上拉電流，第二功率放大器提供下拉電流，這樣無論放大器在任何的工作點(diǎn)，放大電路都構(gòu)成推挽驅(qū)動(dòng)模式，并且為甲類工作狀態(tài)。在0V輸入或輸出的時(shí)候，上述放大電路的偏置電流可以比較小，隨著輸入的增加，偏置電流隨輸入大小變化而線性變化，實(shí)現(xiàn)了線性滑動(dòng)功能，這樣放大電路的偏置電流帶來的功耗是可以控制得比較小。上述放大電路既有接近甲乙類放大電路的效率，同樣具備甲類放大器的性能。本發(fā)明還公開了一種電路板和電子設(shè)備。
【專利說明】放大電路、電路板及電子設(shè)備

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及放大電路，特別是涉及一種滑動(dòng)甲類放大電路。

【背景技術(shù)】
[0002] 晶體管靜態(tài)工作點(diǎn)設(shè)置在截止區(qū)與飽和區(qū)的中分點(diǎn)的放大電路，叫做甲類放大電 路，適合于小功率高保真放大。
[0003] 甲類放大電路又稱為A類放大電路，在信號(hào)的整個(gè)周期內(nèi)（正弦波的正負(fù)兩個(gè)半 周），放大器的任何功率輸出元件都不會(huì)出現(xiàn)電流截止（即停止輸出）。正弦信號(hào)的正負(fù)兩 個(gè)半周由單一功率輸出元件連續(xù)放大輸出的一類放大器。當(dāng)輸入信號(hào)較小時(shí)，在整個(gè)信號(hào) 周期中，晶體管都工作于它的放大區(qū)，電流的導(dǎo)通角為180度，且靜態(tài)工作點(diǎn)在負(fù)載線的中 點(diǎn)。甲類放大器工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生高熱，效率很低，適用于小信號(hào)低頻功率放大，但固有的優(yōu)點(diǎn) 是不存在交越失真，而且諧波分量中主要是偶次諧波，在聽感上低音厚實(shí)、中音柔順溫暖、 高音清晰利落、層次感好，十分討人喜歡。
[0004] 使晶體管的靜態(tài)工作點(diǎn)隨輸入信號(hào)的大小而自動(dòng)的成正比變化的甲類放大電路， 就叫做滑動(dòng)甲類放大電路?；瑒?dòng)甲類放大電路既保留了傳統(tǒng)甲類電路的優(yōu)點(diǎn)，又克服了傳 統(tǒng)甲類電路的缺點(diǎn)，即做到了電路簡(jiǎn)單，效率高、輸出功率大。然而一般的滑動(dòng)甲類放大器， 基本上是非線性滑動(dòng)的，調(diào)試比較麻煩。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 基于此，有必要提供一種能線性滑動(dòng)的甲類放大電路、電路板及電子設(shè)備。
[0006] -種放大電路，包括：第一功率放大器、第二功率放大器和第一電阻器，第一功率 放大器和第一電阻器串聯(lián)連接構(gòu)成第一供電電路，第二功率放大器構(gòu)成第二供電電路，第 一供電電路和第二供電電路并聯(lián)連接然后連接負(fù)載。
[0007] 輸入信號(hào)分別輸入第一供電電路和第二供電電路，在所述輸入信號(hào)驅(qū)動(dòng)下，第一 供電電路為所述負(fù)載提供第一工作電流，第二供電電路為所述負(fù)載提供第二工作電流。
[0008] 設(shè)第一功率放大器的增益為G1、第二功率放大器的增益為G2、負(fù)載的電阻值為 RL、第一電阻器的電阻值為R1，上述參數(shù)滿足：
[0009] (G1-G2)/R1>0 且 G2/RL-(G1-G2)/R1〈0。
[0010] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，| (G1-G2)/R1|>|G2/RL-(G1-G2)/R1|。
[0011] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，| (G1-G2)/R1|?|G2/RL-(G1-G2)/R1|。
[0012] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，第一功率放大器的靜態(tài)電流比第二功率放大器的靜態(tài)電流 小。
[0013] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，第二功率放大器的靜態(tài)電流構(gòu)成所述放大電路的主要靜態(tài) 電流。
[0014] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，第一功率放大器的靜態(tài)電流為零。
[0015] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述第一功率放大器為甲乙類功率放大器。
[0016] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述第二功率放大器為甲乙類功率放大器。
[0017] 一種電路板，包括上述的放大電路。
[0018] 一種電子設(shè)備，包括上述的放大電路。
[0019] 上述放大電路、電路板及電子設(shè)備，采用了兩個(gè)功率放大器并聯(lián)推動(dòng)一個(gè)負(fù)載，第 一功率放大器主要提供負(fù)載的工作電流，第二功率放大器的工作電流相對(duì)比較小，主要是 對(duì)輸出端的誤差（失真）進(jìn)行修正。通過參數(shù)的設(shè)定，第一功率放大器提供上拉電流，第二 功率放大器提供下拉電流，這樣無論放大器在任何的工作點(diǎn)，放大電路都構(gòu)成推挽驅(qū)動(dòng)模 式，并且為甲類工作狀態(tài)。通常的甲類放大器的偏置電流比較大，故效率低。上述放大電路 的偏置電流為線性滑動(dòng)甲類偏置電流，在0V輸入或輸出的時(shí)候，放大電路的偏置電流可以 比較小，隨著輸入的增加，偏置電流隨輸入大小變化而線性變化，這樣上述放大電路就實(shí)現(xiàn) 了線性滑動(dòng)，這樣放大電路的偏置電流帶來的功耗是可以控制得比較小。上述放大電路既 有接近甲乙類放大電路的效率，同樣具備甲類放大器的性能。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020] 圖1為本發(fā)明一實(shí)施例的電路圖；
[0021] 圖2為本發(fā)明一實(shí)施例的電流關(guān)系圖；
[0022] 圖3為本發(fā)明一實(shí)施例的一階段的電流流向示意圖；
[0023] 圖4為本發(fā)明一實(shí)施例的另一階段的電流流向示意圖；
[0024] 圖5為本發(fā)明一實(shí)施例的其他階段的電流流向示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0025] 下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0026] 圖1為本發(fā)明一實(shí)施例的電路圖。
[0027] 如圖1，一種放大電路，包括：第一功率放大器U1、第二功率放大器U2和第一電阻 器R1，第一功率放大器U1的增益G1比第二功率放大器U2的增益G2大，第一功率放大器 U1和第一電阻器R1串聯(lián)連接構(gòu)成第一供電電路，第二功率放大器U2構(gòu)成第二供電電路，第 一供電電路和第二供電電路并聯(lián)連接然后連接負(fù)載RL。
[0028] 輸入信號(hào)VIN分別輸入第一供電電路和第二供電電路，在輸入信號(hào)VIN驅(qū)動(dòng)下， 第一供電電路為負(fù)載RL提供第一工作電流II，第二供電電路為負(fù)載RL提供第二工作電流 12,第一工作電流II和第二工作電流12 -并構(gòu)成流經(jīng)負(fù)載RL的電流IL。
[0029] 設(shè)第一功率放大器的增益為G1、第二功率放大器的增益為G2、負(fù)載的電阻值為 RL、第一電阻器的電阻值為R1，上述參數(shù)滿足：
[0030] (G1-G2)/R1>0且G2/RL-(G1-G2)/R1〈0,即對(duì)于負(fù)載而言，第一工作電流II的流向 和第二工作電流12的流向相反，第二工作電流12隨輸入信號(hào)大小的變化而線性變化，分析 如下。
[0031] 如圖1，以電流流入節(jié)點(diǎn)A為正向，電流流出節(jié)點(diǎn)A為負(fù)向，A點(diǎn)的電壓值為 VIN*G2。
[0032] 對(duì)于負(fù)載RL，有公式：
[0033] IL = _VIN*G2/RL......(1)
[0034] 對(duì)于第一供電電路，有公式：
[0035] II = (VIN*G1-VIN*G2)/R1......(2)
[0036] 于是，對(duì)于第二供電電路，有公式：
[0037] 12 = -IL-I1 = VIN*G2/RL-(VIN*G1-VIN*G2)/R1......(3)
[0038] 化簡(jiǎn)公式（3)，得：
[0039] 12 = (G2/RL-(G1-G2)/R1)*VIN......(4)
[0040] 由于Rl、RL、Gl、G2等參數(shù)都為定值，所以第二工作電流12隨輸入信號(hào)VIN大小 的變化而線性變化。
[0041] 對(duì)于本放大電路而言，作為一個(gè)電路整體，第一功率放大器U1提供第一工作電流 II，第二功率放大器U2提供第二工作電流12,這樣無論放大器在任何的工作點(diǎn)，放大電路 都構(gòu)成推挽驅(qū)動(dòng)模式，并且為甲類工作狀態(tài)，即本放大電路此時(shí)為甲類推挽電路。第一工作 電流II是推電流，第二工作電流12是挽電流。
[0042] 11>0 且 12〈0 時(shí)，S卩（G1-G2)/R1>0 且 G2/RL-(G1-G2)/R1〈0 時(shí)，就構(gòu)成甲類推挽放 大電路。例如，如果負(fù)載RL的阻值為32Ω，第一電阻器R1為4. 7Ω，根據(jù)公式（1)、（2)、 (3)，G1/G2 = 1. 146875,201g(l. 146875) = 1. 19,即只要第一功率放大器U1的增益大于等 于第二功率放大器U2的增益1. 19dB，由于第二工作電流12事實(shí)上就相當(dāng)于本放大電路的 偏置電流且第二工作電流12隨輸入信號(hào)VIN大小的變化而線性變化，所以此時(shí)本放大電路 就構(gòu)成線性滑動(dòng)甲類推挽放大電路。
[0043] 上述放大電路的偏置電流為線性滑動(dòng)甲類偏置電流，在0V輸入或輸出的時(shí)候，放 大電路的偏置電流可以比較小，隨著輸入的增加，偏置電流隨輸入大小變化而線性變化，這 樣上述放大電路就實(shí)現(xiàn)了線性滑動(dòng)，這樣放大電路的偏置電流帶來的功耗是可以控制得比 較小。上述放大電路既有接近甲乙類放大電路的效率，同樣具備甲類放大器的性能。
[0044] 結(jié)合圖2,在設(shè)計(jì)電路設(shè)置R1、RL、G1、G2等參數(shù)時(shí)，可以設(shè)置第一工作電流II的 電流值大而第二工作電流12小，S卩| (G1-G2) /R11 > | G2/RL- (G1-G2) /R11，優(yōu)選地，第一工作 電流II構(gòu)成流經(jīng)負(fù)載RL主要的電流，S卩| (G1-G2)/R1|?|G2/RL-(G1-G2)/R1|。也即第一 功率放大器U1主要提供負(fù)載RL的工作電流，而第二功率放大器U2的工作電流相對(duì)比較 小，主要是對(duì)輸出端（A點(diǎn)）的誤差（失真）進(jìn)行修正。
[0045] 當(dāng)VIN為0V時(shí)，在理想狀態(tài)下，放大器沒有靜態(tài)電流（甲類偏置電流）。在實(shí)際的 應(yīng)用中，第一功率放大器U1和第二功率放大器U2采用甲乙類放大器，如果原第一功率放大 器U1和第二功率放大器U2的輸出級(jí)靜態(tài)電流都為（Iq) 10mA，采用本放大電路后，設(shè)置第 一功率放大器U1的靜態(tài)電流比第二功率放大器U2的靜態(tài)電流小，可以設(shè)置第一功率放大 器U1的輸出級(jí)靜態(tài)電流為0mA，第二功率放大器U2的輸出級(jí)靜態(tài)電流為10mA，即第一功率 放大器U1的靜態(tài)電流為零，第二功率放大器U2的靜態(tài)電流構(gòu)成放大電路的主要靜態(tài)電流。 這樣構(gòu)成的線性滑動(dòng)甲類推挽電路的輸出級(jí)靜態(tài)電流只有10mA，輸出級(jí)靜態(tài)電流可以比較 小。
[0046] 在其中的一些實(shí)施例中，第一功率放大器U1和第二功率放大器U2米用甲乙類放 大器，結(jié)合圖1、圖2、圖3分析第一功率放大器U1和第二功率放大器U2的工作狀態(tài)。
[0047] 當(dāng)?shù)谝还β史糯笃鱑1和第二功率放大器U2都只有一個(gè)三極管導(dǎo)通時(shí)，如圖3和 圖4,此時(shí)IL>K*Iq或IL〈_K*Iq，其中K是由放大器本身特性決定的定值，如果放大器為一 般的雙極性晶體管，K值接近為1 ;如果放大器為Mos管，K值一般接近為2。當(dāng)?shù)谝还β史?大器U1和第二功率放大器U2的三極管都導(dǎo)通時(shí)，如圖5,此時(shí)-K*Iq〈IL〈K*Iq。
[0048] 本發(fā)明還公開了包括上述放大電路的電路板和電子設(shè)備。
[0049] 上述放大電路、電路板及電子設(shè)備，采用了兩個(gè)功率放大器并聯(lián)推動(dòng)一個(gè)負(fù)載，第 一功率放大器主要提供負(fù)載的工作電流，第二功率放大器的工作電流相對(duì)比較小，主要是 對(duì)輸出端的誤差（失真）進(jìn)行修正。通過參數(shù)的設(shè)定，第一功率放大器提供上拉電流，第二 功率放大器提供下拉電流，這樣無論放大器在任何的工作點(diǎn)，放大電路都構(gòu)成推挽驅(qū)動(dòng)模 式，并且為甲類工作狀態(tài)。通常的甲類放大器的偏置電流比較大，故效率低。上述放大電路 的偏置電流為線性滑動(dòng)甲類偏置電流，在0V輸入或輸出的時(shí)候，放大電路的偏置電流可以 比較小，隨著輸入的增加，偏置電流隨輸入大小變化而線性變化，這樣上述放大電路就實(shí)現(xiàn) 了能線性滑動(dòng)，這樣放大電路的偏置電流帶來的功耗是可以控制得比較小。上述放大電路 既有接近甲乙類放大電路的效率，同樣具備甲類放大器的性能。
[0050] 以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并 不能因此而理解為對(duì)本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員 來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保 護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1. 一種放大電路，其特征在于，包括：第一功率放大器、第二功率放大器和第一電阻 器，第一功率放大器和第一電阻器串聯(lián)連接構(gòu)成第一供電電路，第二功率放大器構(gòu)成第二 供電電路，第一供電電路和第二供電電路并聯(lián)連接然后連接負(fù)載； 輸入信號(hào)分別輸入第一供電電路和第二供電電路，在所述輸入信號(hào)驅(qū)動(dòng)下，第一供電 電路為所述負(fù)載提供第一工作電流，第二供電電路為所述負(fù)載提供第二工作電流； 設(shè)第一功率放大器的增益為G1、第二功率放大器的增益為G2、負(fù)載的電阻值為RL、第 一電阻器的電阻值為R1，上述參數(shù)滿足： (G1-G2)/R1>0 且 G2/RL-(G1-G2)/R1〈0。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的放大電路，其特征在于，|(G1-G2)/R1|>|G2/RL-(G1-G2)/ Rl|。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的放大電路，其特征在于，|(G1-G2)/R1|?|G2/RL-(G1-G2)/ Rl|。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的放大電路，其特征在于，第一功率放大器的靜態(tài)電流比第二 功率放大器的靜態(tài)電流小。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的放大電路，其特征在于，第二功率放大器的靜態(tài)電流構(gòu)成所 述放大電路的主要靜態(tài)電流。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的放大電路，其特征在于，第一功率放大器的靜態(tài)電流為零。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的放大電路，其特征在于，所述第一功率放大器為甲乙類功率 放大器。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的放大電路，其特征在于，所述第二功率放大器為甲乙類功率 放大器。
9. 一種電路板，其特征在于，包括權(quán)利要求1?8任一項(xiàng)所述的放大電路。
10. -種電子設(shè)備，其特征在于，包括權(quán)利要求1?8任一項(xiàng)所述的放大電路。
【文檔編號(hào)】H03F3/26GK104124933SQ201410293731
【公開日】2014年10月29日 申請(qǐng)日期:2014年6月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月25日
【發(fā)明者】屈少東 申請(qǐng)人:珠海市魅族科技有限公司