一种自动调整A类电路的制作方法

一种自动调整a类电路
技术领域
1.本发明涉及到放大电路技术领域，尤其涉及到一种自动调整a类电路。


背景技术：

2.现有的放大电路，尤其是偏a类、ab类、b类的放大电路，一般都不能完整地持续维持甲类的工作状态，同时它们在工作的过程之中晶体管会出现导通/截止的状态，从而会产生出开关失真，这直接导致无法获取最佳的音频性能。
3.同时，现有电路为取得较好的输出效果，采用了较为复杂的电路结构，致使电路体积变大、生产成本上升，同时最大音量受到一定程度的限制，导致消费者的使用体验较差。
4.因此，亟需一种能够解决以上一种或多种问题的自动调整a类电路。


技术实现要素：

5.为解决现有技术中存在的一种或多种问题，本发明提供了一种自动调整a类电路。本发明为解决上述问题采用的技术方案是：一种自动调整a类电路，其包括：前级放大电路，所述前级放大电路电连接有交流反馈网络和直流反馈网络；
6.输出级偏置电路，所述输出级偏置电路电连接在前级放大电路的输出端，所述输出级偏置电路包括：输出级的工作点动态偏置电路、输出级的静态工作点偏置电路，所述输出级的静态工作点偏置电路设置于所述输出级的工作点动态偏置电路之内；
7.输出级自举电路，所述输出级自举电路电连接在前级放大电路的输出端，所述输出级自举电路与所述输出级偏置电路电连接；
8.输出级本级反馈电路，所述输出级本级反馈电路与所述输出级偏置电路、所述输出级自举电路电连接；
9.输出级电路，所述输出级电路与所述输出级偏置电路、所述输出级本级反馈电路电连接。
10.进一步地，所述输出级的静态工作点偏置电路由：第一三极管、第二电阻、第三电阻组成；
11.所述第二电阻与所述第三电阻串联，所述第一三极管的基极电连接在所述第二电阻的输出端、所述第三电阻的输入端处，所述第一三极管的集电极、所述第二电阻的输入端电连接在一起并与所述前级放大电路的输出端电连接。
12.进一步地，所述输出级的动态工作点偏置电路由：第四电容、第五电容、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第一三极管组成，所述输出级自举电路、所述输出级本级反馈电路设置在所述输出级的动态工作点偏置电路内；
13.所述第四电容的输入端与所述第一三极管的集电极、所述第二电阻的输入端电连接并与所述前级放大电路的输出端电连接，所述第四电容的输出端与所述第三电阻的输出端、所述第四电阻的输入端、所述第一三极管的发射极电连接在一起，所述第四电阻与所述第五电阻串联，所述第五电容的输出端与所述第四电阻的输出端、所述第五电阻的输入端
电连接；
14.所述第四电容及周边元器件组成所述输出级自举电路，所述第五电容及周边元器件组成所述输出级本级反馈电路。
15.进一步地，所述输出级电路由第二三极管、第三三极管、第六电阻、第七电阻组成；
16.所述输出级电路的正、负电源两端与所述输出偏置电路电连接，所述输出级电路设置有信号输出端，所述信号输出端直接连接负载或是先电连接消振网络再电连接负载。
17.进一步地，所述第二三极管为npn型，所述第三三极管为pnp型，所述第二三极管、第三三极管的基极分别电连接所述输出偏置电路，所述第二三极管的集电极为正电源端，所述第三三极管的集电极为负电源端；
18.所述第六电阻和所述第七电阻串联在所述第二三极管的发射极和所述第三三极管的发射极之间；
19.所述第六电阻的输出端和所述第七电阻的输入端为所述信号输出端。
20.进一步地，所述前级放大电路电连接有音量电位器。
21.进一步地，所述直流反馈网络的输出端、所述交流反馈网络的输出端、所述输出本级反馈电路的输出端、所述输出级电路的信号输出端与第十电阻电连接，所述第十电阻电连接地。
22.进一步地，所述前级放大电路包括：前置放大器；
23.所述交流反馈网络由第二电容和第九电阻串联组成，所述直流反馈网络包括第一电阻，所述第一电阻是前置放大器的直流负反馈电阻，所述第二电容是直流隔离电容和交流信号旁路电容。
24.进一步地，所述前置放大器的第一极点电连接有第一电容；所述前置放大器的第二极点电连接有第三电容；所述第一电容和所述第三电容为频率补偿电容。
25.进一步地，所述输出级电路的正、负电源两端分别电连接有第八电容、第九电容，所述第八、九电容为电源退耦电容。
26.本发明取得的有益价值是：本发明通过将所述前级放大电路、所述输出级偏置电路、所述输出级电路以及其他电路通过巧妙的布局连接在一起，并且配合元器件布局设置所述输出级的工作点动态偏置电路、所述输出级的工作点静态偏置电路、所述输出级自举电路、所述输出级本级反馈电路，使得主电路中的各个分电路能够在保障使用效果的前提下，共用部分元器件，以降低电路体积；并且实现了输出级的开关管(第二开关管、第三开关管)都不会进入截止区，而是一直维持着最低的导通电流到最大信号来临时的最大导通电流，进而使得输出级没有晶体管的导通/截止开关失真，使得输出信号失真更小、工作更加稳定、输出效果更好。以上极大地提高了本发明的实用价值。
附图说明
27.图1为本发明一种自动调整a类电路的示意框图；
28.图2为本发明一种自动调整a类电路的原理图；
29.图3为本发明一种自动调整a类电路的第二三极管集电极的电流波形图；
30.图4为本发明一种自动调整a类电路的第二三极管发射极的电流波形图；
31.图5为本发明一种自动调整a类电路的第三三极管集电极的电流波形图；
32.图6为本发明一种自动调整a类电路的第三三极管发射极的电流波形图。
33.101
···
前级放大电路
34.102
···
交流反馈网络
35.103
···
直流反馈网络
36.201
···
输出级偏置电路
37.301
···
输出级自举电路
38.401
···
输出级本级反馈电路
39.501
···
输出级电路。
具体实施方式
40.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加浅显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于此描述的其他方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例限制。
41.如图1
‑
图2所示，本发明公开了一种自动调整a类电路，其包括：前级放大电路101，所述前级放大电路101电连接有交流反馈网络102和直流反馈网络103；
42.输出级偏置电路201，所述输出级偏置电路201电连接在前级放大电路101的输出端，所述输出级偏置电路201包括：输出级的工作点动态偏置电路、输出级的静态工作点偏置电路，所述输出级的静态工作点偏置电路设置于所述输出级的工作点动态偏置电路之内；
43.输出级自举电路301，所述输出级自举电路301电连接在前级放大电路101的输出端，所述输出级自举电路301与所述输出级偏置电路201电连接；
44.输出级本级反馈电路401，所述输出级本级反馈电路401与所述输出级偏置电路201、所述输出级自举电路301电连接；
45.输出级电路501，所述输出级电路501与所述输出级偏置电路201、所述输出级本级反馈电路401电连接。所述输出级电路501、所述交流反馈网络102、所述直流反馈网络103、所述前级放大电路101共地。
46.具体地，如图2所示，所述输出级的动态工作点偏置电路由：第四电容c04、第五电容c05、第二电阻r02、第三电阻r03、第四电阻r04、第五电阻r05、第一三极管q301组成，所述输出级自举电路301、所述输出级本级反馈电路401设置在所述输出级的动态工作点偏置电路内；
47.所述第四电容c04的输入端与所述第一三极管q301的集电极、所述第二电阻r02的输入端电连接并与所述前级放大电路101的输出端电连接，所述第四电容c04的输出端与所述第三电阻r03的输出端、所述第四电阻r04的输入端、所述第一三极管q301的发射极电连接在一起，所述第四电阻r04与所述第五电阻r05串联，所述第五电容c05的输出端与所述第四电阻r04的输出端、所述第五电阻r05的输入端电连接，所述第五电阻r05电连接到所述输出级电路501；
48.所述第四电容c04及周边元器件组成所述输出级自举电路301，所述第五电容c05及周边元器件组成所述输出级本级反馈电路401。
49.具体地，如图2所示，所述输出级的静态工作点偏置电路由：第一三极管q301、第二电阻r02、第三电阻r03组成；
50.所述第二电阻r02与所述第三电阻r03串联，所述第一三极管q301的基极电连接在所述第二电阻r02的输出端、所述第三电阻r03的输入端处，所述第一三极管的集电极q301、所述第二电阻r02的输入端电连接在一起并与所述前级放大电路101的输出端电连接。
51.具体地，如图2所示，所述输出级电路501由第二三极管q302、第三三极管q303、第六电阻r06、第七电阻r07组成；
52.所述输出级电路501的正、负电源两端与所述输出偏置电路201电连接，所述输出级电路501设置有信号输出端，所述信号输出端直接连接负载或是先电连接消振网络再电连接负载；
53.具体地，所述第二三极管q302为npn型，所述第三三极管q303为pnp型，所述第二三极管q302、第三三极管q303的基极分别电连接所述输出偏置电路201，所述第二三极管q302的集电极为正电源端vcc，所述第三三极管q303的集电极为负电源端vee；
54.所述第六电阻r06和所述第七电阻r07串联在所述第二三极管q302的发射极和所述第三三极管q303的发射极之间；
55.所述第六电阻r06的输出端和所述第七电阻r07的输入端为所述信号输出端；
56.所述第二三极管q302的基极与所述第一三极管q301的集电极电连接，所述第三三极管q303的基极与所述第一三极管q301的发射极电连接。
57.具体地，如图2所示，所述前级放大电路101电连接有音量电位器，分别为vr01、vr02，音量电位器与信号输入端连接；所述直流反馈网络103的输出端、所述交流反馈网络102的输出端、所述输出本级反馈电路401的输出端、所述输出级电路501的信号输出端与第十电阻r10电连接，所述第十电阻r10电连接地，既是所述第十电阻r10与所述第九电阻r09的输出端、所述第一电阻r01的输出端、所述信号输出端、所述第五电容c05的输入端电连接。
58.具体地，如图2所示，所述前级放大电路101包括：前置放大器preamp；所述前置放大器preamp的第一极点电连接有第一电容c01；所述前置放大器preamp的第二极点电连接有第三电容c03；所述第一电容c01和所述第三电容c03为频率补偿电容。
59.所述前置放大器preamp电连接有正电源、负电源，电容c06、电容c07为电源退耦电容，所述前置放大器preamp的信号输入正端(同相端)与音量电位器、所述前置放大电路101的电容c01的输入端电连接，所述前置放大器preamp的信号输入负端(反相端)与电容c01的输出端、所述第二电容c02的输入端、所述第一电阻r01的输入端电连接，所述前置放大器preamp的输出端与所述前置放大电路101的电容c03的输入端电连接，电容c03的输出端与所述直流反馈网络103连接(所述第一电阻r01的输入端)，所述前置放大器preamp的输出端与所述输出级偏置电路201连接(与所述第四电容c04的输入端、所述第二电阻r02的输入端、所述第一三级管q301的集电极、所述第二三极管q302的基极电连接)。
60.所述交流反馈网络102由第二电容c02和第九电阻r09串联组成，所述直流反馈网络103包括第一电阻r01，所述第一电阻r01是前置放大器的直流负反馈电阻，所述第二电容c02是直流隔离电容和交流信号旁路电容。
61.具体地，如图2所示，所述输出级电路501的正、负电源两端分别电连接有第八电容
c08、第九电容c09，所述第八、九电容为电源退耦电容。所述信号输出端；所述消振网络为：电感l01和第八电阻r08并联后再与电阻rl串联，电阻rl在接地，需要指出的是电阻rl一般指代的是负载。
62.需要说明的是，所述前置放大器的直流负反馈两和电路的直流增益由第一电阻r01和第十电阻r10的阻值确定，交流负反馈量和电路的交流增益由第一电阻r01和第十电阻r10的阻值确定，交流负反馈网络的低频响应由第二电容c02、第九电阻r09、第十电阻r10的容量和阻值来确定；图2中，第六电容c06、第七电容c07是前置放大器的电源退耦电容。
63.需要说明的是，所述输出级的工作点动态偏置电路配合所述输出级自举电路、所述输出级本级反馈电路，实现自动地根据前置放大器preamp的输出电压幅度来自动地调整输出级电路的工作电流，让输出级电路一致处于动态的甲类工作状态。由于输出级是推挽电路，输出的功率信号是由输出级的第二三极管q302、第三三极管q303来动态地推挽输出的；特别地在信号的正半周或负半周，由于输出级的工作点动态偏置电路的作用，第二三极管q302、第三三极管q303都不会进入截至区，而是一直维持着最低的导通电流到最大信号来临时的最大导通电流。
64.如图3
‑
图6所示，在图2所示的电路中输入1khz@5vpp的正弦波信号时流过第二三极管q302(图3对应第二三极管q302的集电极ic的电流波形，图4对应第二三极管q302的发射极ie的电流波形)，以及在图2所示的电路中输入1khz@5vpp的正弦波信号时流过第三三极管q303(图5对应第三三极管q303的集电极ic的电流波形，图6对应第三三极管q303的发射极ie的电流波形)。
65.可见，在信号的正半周，第三三极管q303最低依然有大约0.8ma的电流流过，而在信号的负半周，第二三极管q302最低依然有大约0.8ma的电流流过，因此第二三极管q302、第三三极管q303都不会进入截止区。因此输出级采用以上所述输出级的工作点动态偏置电路的放大器是没有晶体管的导通/截止开关失真的。
66.基于图2所示的电路结构，上述的输出级偏置电路一般适合搭配jfet、mosfet等高阻抗输入级 采用深度直流负反馈的交流和直流混合负反馈电路来使用。在搭配非高阻抗的输入级来使用时，除了采用交流和直流混合负反馈电路之外，还需要采用有源伺服电路来补偿输出端的直流偏移电压。在电路结构变更时，特别是输出级电路的变更，输出级偏置电路的电路形式也需要作出相应的变更，但原理不变，电路的主框架还是自举电路和反馈电路。
67.综上所述，本发明通过将所述前级放大电路101、所述输出级偏置电路201、所述输出级电路501以及其他电路通过巧妙的布局连接在一起，并且配合元器件布局设置所述输出级的工作点动态偏置电路、所述输出级的工作点静态偏置电路、所述输出级自举电路、所述输出级本级反馈电路，使得主电路中的各个分电路能够在保障使用效果的前提下，共用部分元器件，以降低电路体积；并且实现了输出级的开关管(第二开关管、第三开关管)都不会进入截止区，而是一直维持着最低的导通电流到最大信号来临时的最大导通电流，进而使得输出级没有晶体管的导通/截止开关失真，使得输出信号失真更小、工作更加稳定、输出效果更好。以上极大地提高了本发明的实用价值。
68.以上所述的实施例仅表达了本发明的一种或多种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此理解为对本发明专利的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员
来说，在不脱离本发明的构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明的保护范围应以所附权利要求为准。