[发明专利]0-10M宽频带放大器

说明书

技术领域

本发明属于电子技术领域，具体涉及一种宽频带放大器。

背景技术

在很多电子实验及其应用中，需要放大视频信号及各用信号或噪声的全频信号，它的频谱很宽，从十几赫兹到几兆赫兹甚至几百兆赫兹。由于这种放大器频带很宽，简称宽带放大器。这种放大器有如下特点：有足够大的增益和输出幅度；有足够宽的通频带；具有较高的稳定性；功率一般不大。常用的放大器电路直接采用运算放大器，如美国模拟器件公司出品的AD829、美国德州仪器半导体公司出品的THS6012等，其带宽可达600M。但实际测量结果表明，该类型放大器无法做到0～10MHz的线性放大，即使运算放大器加推挽管构成的宽频放大器也难达到0-10M的宽频段，其难点在于一般放大器难以兼顾低频和高频特性。可选择的解决办法只有采用分频段放大的方法，规避全频段放大器的全频频率响应。

发明内容

本发明的目的在于提出一种可以兼顾低频和高频特性的0-10M宽频带放大器。

本发明设计的0-10MHz宽频带放大器，采取直接耦合方式，由第一级双端差分放大电路，第二级共基对称电压放大电路，第三级单管推动电路，第四级推挽电流放大电路组成。具体电路结构包括用于信号输入的差分放大电路，用于稳定工作点的镜像恒流源电路，用于信号放大的共基对称放大电路和共集电极输出的电压放大电路，用于增大负载驱动能力的末级电压跟随电流放大电路等，可以实现宽频信号的线性放大。具体见图1所示。其中：

所述差分放大电路，由第一三极管Q1和第二三极管Q2电路连接组成。输入信号从第一三极管Q1和第二三极管Q2构成的差分放大电路中输入。实际电路中，将第一三极管Q1和第二三极管Q2严格配对，因为电路参数的对称性和负反馈的引入保证了稳定的静态工作点；在理想情况下，第一三极管Q1和第二三极管Q2特性和电阻参数完全一致，两个三极管的集电极电压的温度漂移互相抵消，因此抑制温漂的能力很强。实际工作中，信号经第一三极管Q1基极输入，通过第二三极管Q2与比例第九电阻R9构成回路，经过放大的电压信号由第一三极管Q1的集电极与第二三极管Q2的集电极输出。

所述镜像恒流源电路由第九三极管Q9与第十三极管Q10，第三三极管Q3与第四三极管Q4构成。其中，第九三极管Q9与第十三极管Q10严格配对对称，由第一二极管D1为第九三极管Q9和第十三极管Q10提供一致的基极电流，它们的基极电流与集电极电流分别相等，所以流经第十九电阻R19和第十八电阻R18的电流相等，第九三极管Q9与第十三极管Q10的集电极电流也相等，这样就为第一三极管Q1和第二三极管Q2构成的差分放大电路提供了稳定的偏置电流；第三三极管Q3和第四三极管Q4同样做为镜像恒流源电路，为第一三极管Q1和第二三极管Q2提供一个有源电流负载，通过调节第八偏置电阻R8（50K欧左右）可以使差分放大级电路工作在稳定的线性放大区。

第一二极管D1选用1N4148管，第一二极管D1正极接36V电源正极，负极接第九三极管Q9基极。第十九电阻R19一极接接36V电源正极，一极接第十三极管Q10发射极。第十八电阻R18一极接接36V电源正极，一极接第九三极管Q9发射极。第八电阻R8一极与第九电阻R9一极相连，另一极与第三三极管Q3基极相连。第九三极管Q9基极与第十三级管Q10基极相连，发射极与第十八电阻R18一极相连，集电极与第一三极管Q1集电极相连。第十三极管Q10基极与第九三级管Q9基极相连，发射极与第十九电阻R19一极相连，集电极与第十一三极管Q11发射极相连。第三三极管Q3基极与第四三级管Q4基极相连，发射极与第七电阻R7一极相连，集电极与第一电阻R1一极相连。第四三极管Q4基极与第三三级管Q3基极相连，发射极与第十七电阻R17一极相连，集电极与第五二极管D5负极相连。

所述共基对称放大电路由第十一三极管Q11和第十二三极管Q12组成，第五三极管Q5做为其有源负载，第十一电阻R11做为第五三极管Q5的局部反馈电阻。由第一级差分放大电路双端输出的电压信号由第十一三极管Q11和第十二三极管Q12的发射极输入，放大的电压信号经过第十二三极管Q12集电极输出。通过第八三极管Q8与第六电阻R6和第五电阻R5构成的电压调节窗口电路。