一種基于運(yùn)放的離散功率放大電路及信號(hào)發(fā)生器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于運(yùn)放的離散功率放大電路及信號(hào)發(fā)生器。所述電路包括：運(yùn)算放大器、第一級(jí)推挽電路、第二級(jí)推挽電路、末級(jí)推挽電路、增益設(shè)定及反饋電路、恒流源模塊、偏置電路及環(huán)路補(bǔ)償電路。運(yùn)算放大器的信號(hào)由第一級(jí)推挽電路進(jìn)行反向放大并進(jìn)行信號(hào)調(diào)理、第二級(jí)推挽電路進(jìn)行信號(hào)緩沖、末級(jí)推挽電路進(jìn)行最終電流放大或功率放大并進(jìn)行信號(hào)調(diào)理，使輸出信號(hào)的各項(xiàng)指標(biāo)滿足用戶需求。并由恒流源模塊提供第一級(jí)推挽電路合適的工作電流、由偏置電路提供各級(jí)推挽電路合適的工作電壓。本發(fā)明的功率放大電路及信號(hào)發(fā)生器可以根據(jù)應(yīng)用需求，設(shè)計(jì)功率放大電路輸出信號(hào)的各項(xiàng)指標(biāo)，以滿足客戶需求。同時(shí)具備硬件成本低、性能穩(wěn)定、設(shè)計(jì)靈活的特點(diǎn)。
【專利說明】
_種基于運(yùn)放的禹散功率放大電路及信號(hào)發(fā)生器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及功率放大電路設(shè)計(jì)領(lǐng)域及信號(hào)發(fā)生器設(shè)計(jì)領(lǐng)域(包括但不限于Cell面板檢測(cè)信號(hào)發(fā)生器)，尤其涉及一種基于運(yùn)放的離散功率放大電路及信號(hào)發(fā)生器?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]在CELL面板的制作過程中，為了減小最終成品的不良率，需要在制作前期通過檢測(cè)設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)，以篩除具有亮點(diǎn)、暗點(diǎn)、亮線、屏閃爍等不良表現(xiàn)的CELL面板。檢測(cè)設(shè)備對(duì)被測(cè)CELL面板施加各種不同的波形信號(hào)，將每個(gè)像素電路充電至可發(fā)光狀態(tài)，來(lái)達(dá)到檢測(cè)目的。
[0003]目前的CELL面板檢測(cè)信號(hào)發(fā)生器，包括依次連接的FPGA(Field — Programmable Gate Array，現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列)、數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器(DAC，Digital to analog converter) 組和功率放大器。其中FPGA和數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器組用來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)模轉(zhuǎn)換，提供檢測(cè)波形，然后通過功率放大器進(jìn)行功率放大，輸出給被測(cè)CELL面板。
[0004]隨著科技的不斷進(jìn)步，Cell面板的尺寸越來(lái)越大，分辨率越來(lái)越高，相應(yīng)的，對(duì) Cell面板檢測(cè)信號(hào)發(fā)生器的硬件指標(biāo)要求也越來(lái)越高，如信號(hào)的壓擺率SR、帶載能力、輸出范圍、容性負(fù)載能力。
[0005]從上面可以看到，Cell面板檢測(cè)信號(hào)發(fā)生器的各項(xiàng)硬件指標(biāo)要求都越來(lái)越高，但是現(xiàn)有1C市場(chǎng)上的功率放大器(簡(jiǎn)稱功放)常常滿足了 SR要求，但不能滿足輸出范圍或者帶載能力要求;或者滿足了輸出范圍甚至帶載能力要求，SR又不夠高，無(wú)法滿足最終應(yīng)用需求。
[0006]有鑒于此，有必要提供一種基于運(yùn)放的離散功率放大電路及信號(hào)發(fā)生器，以解決上述問題。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]針對(duì)【背景技術(shù)】中所指出的問題及現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種基于運(yùn)放的離散功率放大電路及信號(hào)發(fā)生器，可以根據(jù)應(yīng)用需求，設(shè)計(jì)功率放大電路的各項(xiàng)指標(biāo)(壓擺率SR、輸出電流1、輸出電壓U范圍等)，以滿足客戶需求。
[0008]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種基于運(yùn)放的離散功率放大電路，其特征在于，包括:運(yùn)算放大器:模擬小信號(hào)通過電阻R1輸入至運(yùn)算放大器同向輸入端，運(yùn)算放大器反向輸入端接地，運(yùn)算放大器輸出端連接至第一級(jí)推挽電路；第一級(jí)推挽電路:用于將運(yùn)算放大器的輸出信號(hào)進(jìn)行信號(hào)電壓反向放大并進(jìn)行信號(hào)調(diào)理，其中信號(hào)調(diào)理包括調(diào)節(jié)信號(hào)上升、下降沿波形，以及調(diào)節(jié)信號(hào)壓擺率SR;并輸出信號(hào)至第二級(jí)推挽電路；第二級(jí)推挽電路:用于將第一級(jí)推挽電路的輸出信號(hào)進(jìn)行信號(hào)緩沖;并輸出信號(hào)至末級(jí)推挽電路；末級(jí)推挽電路:用于將第二級(jí)推挽電路的輸出信號(hào)進(jìn)行電流放大或功率放大并進(jìn)行信號(hào)調(diào)理，其中信號(hào)調(diào)理包括調(diào)節(jié)信號(hào)上升、下降沿波形，以及調(diào)節(jié)信號(hào)壓擺率SR;增益設(shè)定及反饋電路:用于將末級(jí)推挽電路輸出信號(hào)反饋至運(yùn)算放大器同向輸入端， 實(shí)現(xiàn)整個(gè)功率放大電路環(huán)路穩(wěn)定及電壓增益設(shè)定；恒流源模塊:輸出端連接至第一級(jí)推挽電路，用于給第一級(jí)推挽電路提供合適的工作電流；偏置電路:輸出端連接至各級(jí)推挽電路，用于產(chǎn)生合適的偏置電壓給各級(jí)推挽電路提供合適的靜態(tài)工作點(diǎn)。
[0009]進(jìn)一步地，所述功率放大電路還包括環(huán)路補(bǔ)償電路，用于將運(yùn)算放大器的輸出信號(hào)反饋給運(yùn)算放大器的反向輸入端，維持運(yùn)算放大器環(huán)路穩(wěn)定。
[0010]進(jìn)一步地，所述功率放大電路還包括第一低噪聲電源模塊和第二低噪聲電源模塊，所述第一低噪聲電源模塊和第二低噪聲電源模塊分別為所述運(yùn)算放大器提供正負(fù)電源。
[0011]進(jìn)一步地，所述第一低噪聲電源模塊與功率放大電路電源“+Vcc”連接，所述第二低噪聲電源模塊與功率放大電路電源“_Vee”連接。
[0012]進(jìn)一步地，所述第一級(jí)推挽電路包括第一信號(hào)調(diào)理電路，用于實(shí)現(xiàn)第一級(jí)推挽電路的信號(hào)調(diào)理功能。
[0013]進(jìn)一步地，所述末級(jí)推挽電路包括第二信號(hào)調(diào)理電路，用于實(shí)現(xiàn)末級(jí)推挽電路的信號(hào)調(diào)理功能。
[0014]進(jìn)一步地，所述功率放大電路還包括電阻R2，運(yùn)算放大器反向輸入端通過電阻R2 接地。
[0015]本發(fā)明還提供一種信號(hào)發(fā)生器，包括功率放大電路及提供給該功率放大電路信號(hào)源的輸入信號(hào)產(chǎn)生模塊，其特征在于，所述功率放大電路為如上述技術(shù)方案所述的功率放大電路。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果:本發(fā)明基于運(yùn)放的離散功率放大電路及信號(hào)發(fā)生器可以根據(jù)應(yīng)用需求，設(shè)計(jì)功率放大電路輸出信號(hào)的各項(xiàng)指標(biāo)(壓擺率SR、 輸出電流1、輸出電壓U范圍等)，以滿足客戶需求。又可以充分利用運(yùn)放的相關(guān)特性，使功放電路設(shè)計(jì)相對(duì)1C設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單。同時(shí)，具備硬件成本低、性能穩(wěn)定、設(shè)計(jì)靈活的特點(diǎn)?！靖綀D說明】
[0017]圖1為本發(fā)明的基于運(yùn)放的離散功率放大電路的總體框圖。
[0018]附圖中的符號(hào)說明:1 一運(yùn)算放大器;2—第一低噪聲電源模塊;3—第二低噪聲電源模塊;4 一第一級(jí)推挽電路;5—第二級(jí)推挽電路;6—末級(jí)推挽電路;7—增益設(shè)定及反饋電路;8—恒流源模塊;9 一偏置電路;10—環(huán)路補(bǔ)償電路;11 一第一信號(hào)調(diào)理電路;12—第二 f目號(hào)調(diào)理電路;R1、R2—電阻?！揪唧w實(shí)施方式】
[0019]為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容，但本發(fā)明的內(nèi)容不僅僅局限于下面的實(shí)施例。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣在本申請(qǐng)所列權(quán)利要求書限定范圍之內(nèi)。
[0020]如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例的一種基于運(yùn)放的離散功率放大電路，包括:運(yùn)算放大器1、第一低噪聲電源模塊2、第二低噪聲電源模塊3、第一級(jí)推挽電路4(含第一信號(hào)調(diào)理電路11)、第二級(jí)推挽電路5、末級(jí)推挽電路6(含第二信號(hào)調(diào)理電路12)、增益設(shè)定及反饋電路 7、恒流源模塊8、偏置電路9及環(huán)路補(bǔ)償電路10。
[0021] 模擬小信號(hào)通過電阻R1輸入至運(yùn)算放大器1“+”同向輸入端，運(yùn)算放大器反向輸入端通過電阻R2接地，第一低噪聲電源模塊2與功率放大電路電源“+Vcc”連接，第二低噪聲電源模塊3與功率放大電路電源“_Vee”連接。第一低噪聲電源模塊2和第二低噪聲電源模塊3分別為運(yùn)算放大器1提供正負(fù)電源。此處，第一低噪聲電源模塊2和第二低噪聲電源模塊 3非必要元件。也可以采用電路電源直接給運(yùn)算放大器1供電(這里的電路電源可以是上面的VCC和VEE，但非必須是!僅僅是給運(yùn)放供電的電源)。這樣設(shè)計(jì)的好處是:采用第一低噪聲電源模塊2和第二低噪聲電源模塊3給運(yùn)算放大器1提供正負(fù)電源，可以降低運(yùn)放電源噪聲， 相應(yīng)的降低輸出信號(hào)的噪聲。電阻R2也非必要元件，可以省略。
[0022]運(yùn)算放大器1輸出端輸出信號(hào)到第一級(jí)推挽電路4,進(jìn)行信號(hào)電壓反向放大，并通過第一信號(hào)調(diào)理電路11進(jìn)行信號(hào)調(diào)理，所述信號(hào)調(diào)理包括調(diào)節(jié)輸出信號(hào)上升、下降沿波形， 以及調(diào)節(jié)壓擺率SR;亦即:第一級(jí)推挽電路4的功能是進(jìn)行信號(hào)電壓反向放大及信號(hào)調(diào)理， 其可以將電壓反向放大及信號(hào)調(diào)理整合在一個(gè)電路里，也可以是分開的電壓反向放大電路及第一信號(hào)調(diào)理電路11。[〇〇23]第一級(jí)推挽電路4輸出信號(hào)到第二級(jí)推挽電路5,進(jìn)行信號(hào)緩沖。
[0024]第二級(jí)推挽電路5輸出信號(hào)到末級(jí)推挽電路6,實(shí)現(xiàn)電流放大或功率放大，并通過第二信號(hào)調(diào)理電路12進(jìn)行信號(hào)調(diào)理，所述信號(hào)調(diào)理包括調(diào)節(jié)輸出信號(hào)上升、下降沿波形，以及調(diào)節(jié)壓擺率SR;亦即:末級(jí)推挽電路6的功能是實(shí)現(xiàn)最終電流放大或功率放大及信號(hào)調(diào)理，其可以將電流放大或功率放大及信號(hào)調(diào)理整合在一個(gè)電路里，也可以是分開的電流放大或功率放大電路及第二信號(hào)調(diào)理電路12。
[0025]末級(jí)推挽電路6輸出信號(hào)通過增益設(shè)定及反饋電路7反饋至運(yùn)算放大器1“+”同向輸入端。
[0026]偏置電路9的輸出連接至各級(jí)推挽電路4、5、6,恒流源模塊8的輸出連接至第一級(jí)推挽電路4。偏置電路9產(chǎn)生合適的偏置電壓給各級(jí)推挽電路提供合適的靜態(tài)工作點(diǎn)，恒流源模塊8提供給第一級(jí)推挽電路合適、穩(wěn)定的工作電流，確保各級(jí)推挽電路工作正常。即第一級(jí)推挽電路4需要偏置電路9提供工作電壓，也需要恒流源模塊8提供穩(wěn)定的工作電流;但第二級(jí)以及末級(jí)推挽電路5、6則只需要偏置電路9提供工作電壓即可。
[0027] 運(yùn)算放大器1的輸出信號(hào)經(jīng)環(huán)路補(bǔ)償電路10反饋給運(yùn)算放大器1的反向輸入端，確保運(yùn)算放大器1不會(huì)震蕩自激，可以正常工作，維持運(yùn)算放大器1環(huán)路穩(wěn)定。環(huán)路補(bǔ)償電路10的輸出端連接至運(yùn)算放大器1的反向輸入端，同時(shí)也通過電阻R2接地。環(huán)路補(bǔ)償電路 10在某些情況下可以省略。
[0028]本發(fā)明的基于運(yùn)放的離散功率放大電路的工作過程是:(1)電路上電后，電路正負(fù)電源+VCC/-VEE給第一低噪聲電源模塊2、第二低噪聲電源模塊3、第一級(jí)推挽電路4、第二級(jí)推挽電路5、末級(jí)推挽電路6、增益設(shè)定及反饋電路7恒流源模塊8、偏置電路9及環(huán)路補(bǔ)償電路10供電，運(yùn)算放大器1由第一低噪聲電源模塊2、第二低噪聲電源模塊3提供正負(fù)電源；(2)偏置電路9為各級(jí)推挽電路4、5、6提供合適的偏置電壓，確保各級(jí)推挽電路能夠正常工作;恒流源模塊8為第一級(jí)推挽電路4提供合適的靜態(tài)工作電流；(3)模擬小信號(hào)通過電阻R1輸入到運(yùn)算放大器1的正向輸入端，運(yùn)算放大器1的反向輸入端通過電阻R2接地;運(yùn)算放大器1的輸出信號(hào)提供給第一級(jí)推挽電路4,并經(jīng)由環(huán)路補(bǔ)償電路10反饋給運(yùn)算放大器1的反向輸入端，維持運(yùn)算放大器1環(huán)路穩(wěn)定；(4)第一級(jí)推挽電路4為反向放大電路，運(yùn)算放大器1的輸出信號(hào)經(jīng)由第一級(jí)推挽電路4 反向放大及信號(hào)調(diào)理后，輸出給第二級(jí)推挽電路5;(5)第二級(jí)推挽電路5為射隨電路，第一級(jí)推挽電路4的輸出信號(hào)經(jīng)由第二級(jí)推挽電路5 射隨緩沖后，輸出給末級(jí)推挽電路6;(6)末級(jí)推挽電路6也為射隨電路，采用大功率三極管或MOS管，實(shí)現(xiàn)最終電流放大或功率放大，并進(jìn)行信號(hào)調(diào)理；(7)末級(jí)推挽電路6最終輸出信號(hào)經(jīng)由增益設(shè)定及反饋電路7反饋給運(yùn)算放大器1的同向輸入端，實(shí)現(xiàn)整個(gè)功率放大電路環(huán)路穩(wěn)定及電壓增益設(shè)定。
[0029]本發(fā)明還提供一種信號(hào)發(fā)生器，包括上述實(shí)施例所述的功率放大電路及提供給該功率放大電路信號(hào)源的輸入信號(hào)產(chǎn)生模塊。所述信號(hào)發(fā)生器可以根據(jù)應(yīng)用需求，通過設(shè)計(jì)功率放大電路輸出信號(hào)的各項(xiàng)指標(biāo)(壓擺率SR、輸出電流1、輸出電壓U范圍等)，使所述信號(hào)發(fā)生器的輸出滿足客戶需求。
[0030]本發(fā)明功率放大電路，可以根據(jù)客戶需求選用不同的運(yùn)放及其它離散元器件，來(lái)實(shí)現(xiàn)不同的硬件指標(biāo)。例如，要設(shè)計(jì)一款高壓擺率SR、高輸出電壓范圍、大電流輸出能力的功率放大電路，那么需要提供合適的供電電壓“+Vcc(正電源)”、“-Vee(負(fù)電源)”，并選取合適的高速運(yùn)算放大器1及離散元器件，通過調(diào)整偏置電路9及恒流源模塊8給各級(jí)推挽電路 4、5、6設(shè)定合適的靜態(tài)工作點(diǎn)，然后通過調(diào)整環(huán)路補(bǔ)償電路10、第一信號(hào)調(diào)理電路11、第二信號(hào)調(diào)理電路12、增益設(shè)定及反饋電路7來(lái)調(diào)節(jié)最終輸出信號(hào)的壓擺率SR滿足指標(biāo)要求。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于運(yùn)放的離散功率放大電路，其特征在于，包括:運(yùn)算放大器(1):模擬小信號(hào)通過電阻R1輸入至運(yùn)算放大器(1)同向輸入端，運(yùn)算放大 器(1)反向輸入端接地，運(yùn)算放大器(1)輸出端連接至第一級(jí)推挽電路(4);第一級(jí)推挽電路(4):用于將運(yùn)算放大器(1)的輸出信號(hào)進(jìn)行信號(hào)電壓反向放大并進(jìn)行 信號(hào)調(diào)理，其中信號(hào)調(diào)理包括調(diào)節(jié)信號(hào)上升、下降沿波形，以及調(diào)節(jié)信號(hào)壓擺率SR;并輸出 信號(hào)至第二級(jí)推挽電路(5);第二級(jí)推挽電路(5):用于將第一級(jí)推挽電路(4)的輸出信號(hào)進(jìn)行信號(hào)緩沖;并輸出信 號(hào)至末級(jí)推挽電路(6);末級(jí)推挽電路(6):用于將第二級(jí)推挽電路(5)的輸出信號(hào)進(jìn)行電流放大或功率放大并 進(jìn)行信號(hào)調(diào)理，其中信號(hào)調(diào)理包括調(diào)節(jié)信號(hào)上升、下降沿波形，以及調(diào)節(jié)信號(hào)壓擺率SR;增益設(shè)定及反饋電路(7):用于將末級(jí)推挽電路(6)輸出信號(hào)反饋至運(yùn)算放大器(1)同 向輸入端，實(shí)現(xiàn)整個(gè)功率放大電路環(huán)路穩(wěn)定及電壓增益設(shè)定；恒流源模塊(8):輸出端連接至第一級(jí)推挽電路(4)，用于給第一級(jí)推挽電路(4)提供合 適的工作電流；偏置電路(9):輸出端連接至各級(jí)推挽電路(4)、(5)、(6)，用于產(chǎn)生合適的偏置電壓給 各級(jí)推挽電路(4)、(5)、(6)提供合適的靜態(tài)工作點(diǎn)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于運(yùn)放的離散功率放大電路，其特征在于，所述功率放大電 路還包括環(huán)路補(bǔ)償電路(10)，用于將運(yùn)算放大器(1)的輸出信號(hào)反饋給運(yùn)算放大器(1)的反 向輸入端，維持運(yùn)算放大器(1)環(huán)路穩(wěn)定。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于運(yùn)放的離散功率放大電路，其特征在于，所述功率放大電 路還包括第一低噪聲電源模塊(2)和第二低噪聲電源模塊(3)，所述第一低噪聲電源模塊 (2)和第二低噪聲電源模塊(3)分別為所述運(yùn)算放大器(1)提供正負(fù)電源。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于運(yùn)放的離散功率放大電路，其特征在于，所述第一低噪聲 電源模塊(2 )與功率放大電路電源“+Vcc”連接，所述第二低噪聲電源模塊(3 )與功率放大電 路電源“_Vee”連接。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于運(yùn)放的離散功率放大電路，其特征在于，所述第一級(jí) 推挽電路(4)包括第一信號(hào)調(diào)理電路(11)，用于實(shí)現(xiàn)第一級(jí)推挽電路(4)的信號(hào)調(diào)理功能。6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于運(yùn)放的離散功率放大電路，其特征在于，所述末級(jí)推 挽電路(6)包括第二信號(hào)調(diào)理電路(12)，用于實(shí)現(xiàn)末級(jí)推挽電路(6)的信號(hào)調(diào)理功能。7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于運(yùn)放的離散功率放大電路，其特征在于，所述功率放 大電路還包括電阻R2,運(yùn)算放大器(1)反向輸入端通過電阻R2接地。8.—種信號(hào)發(fā)生器，包括功率放大電路及提供給該功率放大電路信號(hào)源的輸入信號(hào)產(chǎn) 生模塊，其特征在于，所述功率放大電路為如權(quán)利要求1或2所述的功率放大電路。
【文檔編號(hào)】H03F3/213GK105978514SQ201610280028
【公開日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年5月3日
【發(fā)明人】方紅
【申請(qǐng)人】武漢精測(cè)電子技術(shù)股份有限公司