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CN107277660B - 一种提高动态范围和压摆率的耳放电路 - Google Patents

一种提高动态范围和压摆率的耳放电路 Download PDF

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CN107277660B CN201710423204.XA CN201710423204A CN107277660B CN 107277660 B CN107277660 B CN 107277660B CN 201710423204 A CN201710423204 A CN 201710423204A CN 107277660 B CN107277660 B CN 107277660B
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杜茂峰
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伍洁慧
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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Abstract

本发明公开了一种提高动态范围和压摆率的耳放电路，它涉及耳放电路技术领域。它采用分立器件的设计方案，可有效增大运放的动态范围和摆率，其中第一三极管、第二三极管和第三三极管、第四三极管组成的恒流源电路提供输出足够大的恒定的电流；第二电阻、第一电容和第二电容、第五电阻组成的相位补偿电路能够增大摆率，第五三极管、第六三极管组成的推挽输出电路避免重载情况下的波形截断现象；第一二极管、第二二极管的使用则补偿了第五三极管、第六三极管的基极发射极电压，消除交越失真。本发明结构设计合理，增大运放的动态范围，提高压摆率，易于推广使用。

Description

一种提高动态范围和压摆率的耳放电路
技术领域
本发明涉及的是耳放电路技术领域，具体涉及一种提高动态范围和压摆率的耳放电路。
背景技术
目前，现有电子电路的设计都倾向于集成芯片的使用，耳放的设计也是，譬如OPA1612的使用，但这些芯片的工作电压一般较小，所以耳放的工作动态范围比较窄，并且压摆率也不大。压摆率就是运算放大器输出电压的转换速率，它表示运放对信号变化速度的适应能力，是衡量运放在大幅度信号作用时工作速度，一般来说，压摆率高的运放，其工作电流也越大，另外信号幅度越大，压摆率要求越大。为了解决传统耳放电路动态范围小、摆率低的问题，设计一种新型的耳放电路尤为必要。
发明内容
针对现有技术上存在的不足，本发明目的是在于提供一种提高动态范围和压摆率的耳放电路，结构简单，设计合理，增大运放的动态范围，提高压摆率，易于推广使用。
为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：一种提高动态范围和压摆率的耳放电路，包括恒流源电路、相位补偿电路、推挽输出电路、差分电路，所述恒流源电路由第一三极管、第二三极管和第三三极管、第四三极管组成，相位补偿电路由第二电阻、第一电容和第二电容、第五电阻组成，第一三极管的基极与发射极之间接有第一电阻，第一三极管的基极、集电极分别与第二三极管的发射极、基极连接，第一三极管的集电极连接第五电阻至电源VSS端，第一三极管的发射极分别连接第七电阻、第八电阻至第三三极管、第四三极管的发射极，第四三极管的基极分别与第三三极管的基极、集电极相连，第三三极管的集电极依次连接第二电容与第五电阻的并联电路、第九电阻至第七三极管的集电极，第四三极管的集电极依次连接第一二极管、第二二极管至第八三极管的集电极，第一二极管与第二二极管之间的节点连接第三电容至地端，第七三极管、第八三极管的发射极依次连接第十电阻、第十一电阻至负电源端，第七三极管第八三极管的基极分别连接至第二电阻与第一电容串联而成的补偿电路两端，第二电阻与第一电容串联而成的补偿电路依次连接差分电路、第十二电阻至第二三极管的集电极，第二电阻与第一电容串联而成的补偿电路两端还分别连接第十三电阻、第十四电阻至第十电阻与第十一电阻之间的节点；
所述推挽输出电路由第五三极管、第六三极管组成，第五三极管的发射极依次连接第三电阻、第四电阻至第六三极管的发射极，第五三极管、第六三极管的基极分别连接第四三极管、第八三极管的集电极，第五三极管的集电极与第一三极管的集电极相连，第五三极管的集电极还分别连接第四电容、第十五电阻至地端、正电源端，第六三极管的集电极连接第五电容至地端。
作为优选，所述的差分电路由三对晶体管并联组成，能有效减小每个管子的电流，减小发热。
作为优选，所述的第一三极管、第二三极管、第三三极管、第四三极管、第六三极管均采用PNP型三极管，第五三极管、第七三极管、第八三极管均采用NPN型三极管。
本发明的有益效果：用分立器件搭建耳放电路，增大运放的动态范围，提高压摆率。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明；
图1为本发明的电路图。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
参照图1，本具体实施方式采用以下技术方案：一种提高动态范围和压摆率的耳放电路，包括恒流源电路、相位补偿电路、推挽输出电路、差分电路，所述恒流源电路由第一三极管Q1、第二三极管Q2和第三三极管Q3、第四三极管Q4组成，相位补偿电路由第二电阻R2、第一电容C1和第二电容C2、第五电阻R5组成，所述推挽输出电路由第五三极管Q5、第六三极管Q6组成。
第一三极管Q1的基极与发射极之间接有第一电阻R1，第一三极管Q1的基极、集电极分别与第二三极管Q2的发射极、基极连接，第一三极管Q1的集电极连接第五电阻R5至电源VSS端，第一三极管Q1的发射极分别连接第七电阻R7、第八电阻R8至第三三极管Q3、第四三极管Q4的发射极，第四三极管Q4的基极分别与第三三极管Q3的基极、集电极相连，第三三极管Q3的集电极依次连接第二电容C2与第五电阻R5的并联电路、第九电阻R9至第七三极管Q7的集电极，第四三极管Q4的集电极依次连接第一二极管D1、第二二极管D2至第八三极管Q8的集电极，第一二极管D1与第二二极管D2之间的节点连接第三电容C3至地端，第七三极管Q7、第八三极管Q8的发射极依次连接第十电阻R10、第十一电阻R11至负电源端，第七三极管Q7、第八三极管Q8的基极分别连接至第二电阻R2与第一电容C1串联而成的补偿电路两端，第二电阻R2与第一电容C1串联而成的补偿电路依次连接差分电路、第十二电阻R12至第二三极管Q2的集电极，第二电阻R2与第一电容C1串联而成的补偿电路两端还分别连接第十三电阻R13、第十四电阻R14至第十电阻R10与第十一电阻R11之间的节点；第五三极管Q5的发射极依次连接第三电阻R3、第四电阻R4至第六三极管Q6的发射极，第五三极管Q5、第六三极管Q6的基极分别连接第四三极管Q4、第八三极管Q8的集电极，第五三极管Q5的集电极与第一三极管Q1的集电极相连，第五三极管Q5的集电极还分别连接第四电容C4、第十五电阻R15至地端、正电源端，第六三极管Q6的集电极连接第五电容C5至地端。
值得注意的是，所述的差分电路由三对晶体管并联组成，能有效减小每个管子的电流，减小发热。
此外，所述的第一三极管Q1、第二三极管Q2、第三三极管Q3、第四三极管Q4、第六三极管Q6均采用PNP型三极管，第五三极管Q5、第七三极管Q7、第八三极管Q8均采用NPN型三极管。
本具体实施方式采用分立器件的设计方案，可有效增大运放的动态范围和摆率，其中第一三极管Q1、第二三极管Q2和第三三极管Q3、第四三极管Q4组成的恒流源电路提供输出足够大的恒定的电流；第二电阻R2、第一电容C1和第二电容C2、第五电阻R5组成的相位补偿电路能够增大摆率，第五三极管Q5、第六三极管Q6组成的推挽输出电路避免重载情况下的波形截断现象；第一二极管D1、第二二极管D2的使用则补偿了第五三极管Q5、第六三极管Q6的基极发射极电压，消除交越失真。
本具体实施方式分立器件结构设计的好处就是可以使用合适的电源值，而不像集成芯片那样使用低电压，一般为±15V，这样就有效增大了动态范围，另外在高速运放中，压摆率是很重要的指标，大的压摆率需要大的电流值，所以在本电路中，使用恒流源输出足够的电流来提高压摆率，用三对晶体管来分流，不至于让晶体管工作在大电流情况下发热严重。此外，本电路当中采用了相位补偿电路，补偿电容也可以有效提高摆率值，有效提高动态范围和压摆率的耳放电路，可靠性高，具有广阔的市场应用前景。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (3)

1.一种提高动态范围和压摆率的耳放电路，其特征在于，包括恒流源电路、相位补偿电路、推挽输出电路、差分电路，所述恒流源电路由第一三极管(Q1)、第二三极管(Q2)和第三三极管(Q3)、第四三极管(Q4)组成，相位补偿电路由第二电阻(R2)、第一电容(C1)和第二电容(C2)、第五电阻(R5)组成，第一三极管(Q1)的基极与发射极之间接有第一电阻(R1)，第一三极管(Q1)的基极、集电极分别与第二三极管(Q2)的发射极、基极连接，第一三极管(Q1)的集电极连接第六电阻(R6)至电源VSS端，第一三极管(Q1)的发射极分别连接第七电阻(R7)、第八电阻(R8)至第三三极管(Q3)、第四三极管(Q4)的发射极，第四三极管(Q4)的基极分别与第三三极管(Q3)的基极、集电极相连，第三三极管(Q3)的集电极依次连接第二电容(C2)与第五电阻(R5)的并联电路、第九电阻(R9)至第七三极管(Q7)的集电极，第四三极管(Q4)的集电极依次连接第一二极管(D1)、第二二极管(D2)至第八三极管(Q8)的集电极，第一二极管(D1)与第二二极管(D2)之间的节点连接第三电容(C3)至地端，第七三极管(Q7)、第八三极管(Q8)的发射极依次连接第十电阻(R10)、第十一电阻(R11)至负电源端，第七三极管(Q7)、第八三极管(Q8)的基极分别连接至第二电阻(R2)与第一电容(C1)串联而成的补偿电路两端，差分输入三极管的集电极并联在第二电阻与第一电容(C1)串联而成的补偿电路的两端，第二电阻(R2)与第一电容(C1)串联而成的补偿电路两端还分别连接第十三电阻(R13)、第十四电阻(R14)至第十电阻(R10)与第十一电阻(R11)之间的节点；
所述推挽输出电路由第五三极管(Q5)、第六三极管(Q6)组成，第五三极管(Q5)的发射极依次连接第三电阻(R3)、第四电阻(R4)至第六三极管(Q6)的发射极，第五三极管(Q5)、第六三极管(Q6)的基极分别连接第四三极管(Q4)、第八三极管(Q8)的集电极，第五三极管(Q5)的集电极与第一三极管(Q1)的集电极相连，第五三极管(Q5)的集电极还分别连接第四电容(C4)、第十五电阻(R15)至地端、正电源端，第六三极管(Q6)的集电极依次连接第十电阻(R10)与第十一电阻(R11)之间的节点、第五电容(C5)至地端；
所述的差分电路由三对晶体管并联组成，能有效减小每个管子的电流，减小发热；差分电路的晶体管基极连接信号输入端IN_1、IN_2，第三电阻(R3)和第四电阻(R4)之间的节点连接信号输出端out。
2.根据权利要求1所述的一种提高动态范围和压摆率的耳放电路，其特征在于，所述的第一三极管(Q1)、第二三极管(Q2)、第三三极管(Q3)、第四三极管(Q4)、第六三极管(Q6)均采用PNP型三极管。
3.根据权利要求1所述的一种提高动态范围和压摆率的耳放电路，其特征在于，所述的第五三极管(Q5)、第七三极管(Q7)、第八三极管(Q8)均采用NPN型三极管。
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