[发明专利]单级平衡电压放大器

说明书

技术领域

本发明涉及平衡电压放大器，并特别地涉及包含三对真空管的单级平衡电压放大器。

背景技术

平衡放大器具有两个输入(+INPUT，-INPUT)和两个输出(+OUTPUT，-OUTPUT)。该差分输出通过名为信号增益(或电压增益)的比例常数与该差分输入成比例。此外，平衡放大器趋向于消除共模噪声和失真。相对于单端输入或单端输出的放大器，可得到更低的噪声和低失真的放大器。由于这个优点，平衡放大器广泛地使用在通信电子领域。

在过去的几十年中，可以发现平衡放大器同样使用在高级固态半导体音频功率放大器和低电平前级放大器。前者为平衡功率放大器，而后者为平衡电压放大器。事实上可使用真空管器件来实现平衡功率和电压放大器。现在有两种通用真空管平衡电压放大器，图4和图5显示了其电路布置。

图4显示的电路布置通常被称为“长尾对”，或称为差分放大器。如图5所显示，当“迭接式(cascode)”配置以两只三极真空管替换该布置中的每一只三极真空管时，便构成了迭接式差分放大器。如果仔细地匹配真空管对V1a、V1b；V2a、V2b和电阻器对R9、R10；R11、R12；R17、R18，便可构成平衡电压放大器。图5中的平衡电压放大器比图4中的放大器具有更高的信号增益和更宽的带宽。通常而言，低输出阻抗同样是电压放大中另一个殷切的要求。

概略地说，电阻器R17、R18确定图4中的平衡电压放大器的信号增益和输出阻抗，电阻器R9、R10对图5中的平衡电压放大器具有同样的功能。如采用高值电阻器，便可获得高信号增益(理想的)和高输出阻抗(不理想的)。因此，通常要在得到高信号增益和低输出阻抗之间做出折衷。

虽然可以通过级联多个常规的平衡电压放大器来构造具有相似的高信号增益、宽带宽和低输出阻抗的平衡电压放大器，但通过级联多个放大器通常会有与放大器相关联的一定程度的相位移，累积起多级的相位移将减少整个放大器的相位裕量。因此当施加全局反馈时，多级放大器通常带有相关的不稳定性。

发明内容

本发明的目标是提供可减轻上述缺点的单级平衡放大器，或至少可向公众提供有益的选择。

特别地，本发明的目标是提供在保持低输出阻抗的同时可达到高信号增益和宽带宽的目标之单级平衡放大器。

依照本发明，提供了用于放大两个输入信号并产生两个输出信号的平衡电压放大器，平衡电压放大器包含了至少第一对、第二对和第三对三极真空管的单级放大电路。

优选地，所述输入信号可传送到所述第一对三极真空管的栅极，并且每只三极真空管可连接栅极电阻器来建立适当的直流偏压。

有利地，所述第一对三极真空管的来自阳极的输出可传送到所述第二对三极真空管的阴极，并包含多个电阻器用于在所述第二对三极真空管的栅极设置预先确定的直流偏压。

适宜地，旁路电容器可连接在所述第二对三极真空管的栅极到地之间。

有利地，所述第二对三极真空管的阳极输出通过两个串联电阻器传送到所述第三对三极真空管的阴极，第二对三极真空管的阳极输出同时传送到所述第三对三极真空管的栅极。

第一只阴极串连电阻器产生直流电压，因直流电压接往所述第三对三极真空管的栅极，故此构成三极真空管的自偏压装置(self-biasing)。

该放大器可适宜地包括与所述第一只电阻器串联的第二只电阻器。

有利地，可通过多个耦合电容器从所述第三对三极真空管的阴极获得输出。

优选地，两个固定电阻器和一个可变电阻器可连接在所述第一对三极真空管的阴极之间，该可变电阻器放置在中间。

适宜地，所述两个固定电阻器用于确定整放大器之电压增益。

有利地，所述可变电阻器阻值小，只为提供对整放大器的平衡作微调之用。

适宜地，电阻器或恒流源可连接在所述可变电阻器的中部抽头到负电源供电之间。

方便地，所述恒流源可通过使用诸如JFET、MOSFET、BJT、三极真空管、五极真空管、再加上互补元件齐纳二极管和电阻器，或单一只电阻器而实现。

可优选地在所述第三对三极真空管的输出与所述第二对三极真空管的栅极之间施加局部反馈。

有利地，所述局部反馈可由RC网络提供。

适宜地，可在第三对三极真空管的输出和所述第一对三极真空管的阴极之间交叉连接，施加全局反馈。

所述全局反馈可方便地由RC网络提供。

附图说明

现在将通过实例的方式，依照后附的附图来描述本发明的实施例：