[实用新型]绝对线性音频放大器

说明书

本实用新型为一种音频电压放大器，属于高保真音响电路技术领域。

随着高质量音源的出现，如激光唱机，数码录音机等，人们对音频放大电路要求越来越高，希望获得完全不失真的放大。可是目前几种放大器件，真空电子管，晶体管和场效应管等，本身放大特性都是非线性的，依靠器件自身性能来获得不失真放大是不可能的。现有技术中的一般作法是在放大器中引入负反馈。负反馈放大器虽然静态失真很小，但动态时会产生严重要的瞬态失真，使放大性能变劣。负反馈放大器是靠相对抵消方式减小失真的，不可能得到绝对不失真的放大。因为，若放大后无失真，负反馈作为抵消用的失真成份也就不存在了，负反馈降低失真的作用也就消失了。同时，负反馈在高频时，存在相移问题，容易引起放大电路的不稳状态。

本实用新型的目的在于寻求一种完全无失真的放大器，具有绝对线性放大的特性，无论是静态或动态均无失真现象。

现将本实用新型构思及技术解决方案叙述如下：

放大器件自身的非线性是固有的。使用这种放大器件放大，由线性电压，只能产生非线性电流。该电流在线性负载上形成输出电压自然也是非线性的，含有失真成份。这就是通常的电压放大器。如果以同样的放大器件作负载，流经负载的电流是非线性的，负载也是非线性的，非线性电流流经非线性负载将会还原出线性的输出电压。这犹如“负负得正”，即利用器件自身的非线性反过来获得了线性放大的性能。

图1为由双三极真空电子管构成的“绝对线性”放大器。

图中，T₁，T₂分别代表两个特性相同的三极管。E为放大器工作电压。V₁表示T₁板极电压，极性如箭头所示。Vg₁表示T₁输入电压，极性如图所示。R₁，C₁为T₁提供自给栅偏压。T₁板流在R₂上形成T₂的栅偏压。

在电压放大时，可以增量形式分析放大器性能。设Vg₁有一信号增量△Vg₁，那么T₁的板流增量

△I₁＝S₁△Vg₁＋ 1/(Ri₁) △V₁

式中，S₂，Ri₁为T₁的互导与内阻。△I₂引起T₂栅压的变化△Vg₂，进而引起T₂的板流变化

△I₂＝S₂△Vg₂＋ 1/(Ri₁) △（E－V₁）＝S₂△Vg₂－ 1/(Ri₁) 〉△V₁

式中，S₂，Ri₁为T₂互导，内阻。（E－V₁）是T₂板压。由于T₁与T₂串联，故有

△I₁＝△I₂

即

S₁△Vg₁＋ 1/(Ri₁) △V₁＝S₂△Vg₂－ 1/(Ri₁) △V₁①

由△Vg₁形成△I₁，△I₁·R₂使T₂栅压下降△Vg₂，适当地选用R₂，可使

△Vg₂＝－△Vg₁

因为T₁与T₂对称一致，有S₁＝S₂，Ri₁＝Ri₂。将这些条件代入①，得