单端共集共射组态电压放大器

单端共集共射组态电压放大器及双向零极点补偿网络

(国家知识产权局注册专利技术。专利权人：于建兵)

 

该电路的设计开发主要考虑了心理声学对主观听音的影响。电路简洁，声音取向优美动听。现将电路主要内容介绍如下：

在晶体管音频放大器中，非线性失真、谐波失真最大的放大级是电压放大器。因此，改善该级的特性将会对整机性能起到重要的贡献。基于此，本电路主要从改善电压放大器性能入手。

一般音频放大器电压放大级多采用共发射极组态，由晶体管的输入特性可知，共发射极组态晶体管的输入特性会因输入电压增高、基极电流增大致使集电极输出特性变差、输入阻抗急剧降低，因而产生接口失真，使这一级在失真度、频响等指标上变坏。较好一点的电压放大器多采用共射共基电路组态，可在一定范围内改善此级的性能，但是，共射共基电路在声音听感表现上不够松驰自然，略偏紧偏木。这是由于共射共基电路电路特性所决定的。共射共基电路对改善高频响应、失真贡献较大，对于低频，则由于其电路内阻较高而变差。根据以往实验所积累的经验与数椐表明：如果能以低内阻电流型信号源驱动电压放大器，则可以大大改善接口的失真。椐此，开发了”单端共集共射组态电压放大器” ：在共发射极电压放大管前加入了一级共集电极放大(Q1)，对共发射极电压放大管(Q2)施以电流驱动，改善了Q2的输入特性，使得接口失真降低，提高了电压放大器在高输出电压摆幅时的性能。另外，选择单端电压放大而非推挽电压放大的目的，除前述原因之外，还有：使这一级的失真呈偶次谐波为主要份量的频谱特性。经过实验证明：电路的创意可以确立，达到了设计目的。总谐波份量中，偶次谐波大于奇次谐波。并且，高频段的(10KHz-20KHz)失真度小于中低频段(1KHz) ，这是非常难得的，因为，一般电压放大器的失真与此正相反。另外，电压放大器高输出电压摆幅时的电路特性亦得到改善。

由于是单端电压放大器，本级增益偏低，特设置了温度补偿型恒流源，以提高该级增益。另因为是单端电压放大器，其开环频响较窄，为确保大环路反馈在可听域内为负反馈，特在此级设置了二个超前补偿网络(C2C3R4)，以补偿此级开环频响的不足，它和滞后补偿网络（R1C1,用以补偿闭环特性）共同组成了”双向零极点补偿网络”。 三个网络呈6dB/oct特性，内外特性都比较理想。整机高端频响为平滑舒缓的单调下降，无任何峰谷，零点位置接近1MHz。-3dB额定功率带宽为620KHz（断开低通网络）。

电路设计中采用了计算机软件Pspice对电路进行了仿真优化。