电子管差分放大电路设计及优势解析

2011-01-23 10:11:32来源: 互联网

      差分放大电路是为解决直流放大器的工作点漂移而出现的。由于集成电路中晶体管的一致性好,且大电容不易制造,差分电路已成为模拟集成电路中放大电路的主要形式。电子管差分放大器与晶体管差分放大器原理差不多,但在音频领域内实际应用并不多。其基本电路如上图所示。

      当两个电子管的特性一致时,两管的屏流相等,两个输出端的电压幅值相等,相位相反。由于阴极电阻R5的作用,在电子管的极输入信号时,一个管子屏流的增加必然导致另一个管子屏流的减少,并且增加量与减少量相等,而输出电压则是二者之差,这正是差分电路名称的由来。

      但当电子管的工作点选择不当时,仍可能出现一个管子的增加量不等于另一个管子减小量的情况,即放大器出现了失真。当双端输出时,失真被抵销一大部分,而单端输出时,失真并不能被抵销,与单管放大器(工作点相同)差不多。电子管差分放大电路对管子的配对要求也比较高,两管一致性越好,电路性能越好。此外还与阴极电阻R5有关,R5越大,电路性能越好。但阴极电阻大,相应要求负电源电压高。例如《电子报》2006年24期《电子管差分放大电路》一文阴极电阻高达68kΩ,若每管屏流为1mA,则负电源应达-134V)(栅负压-2V)功耗也增加。为此,也可采用在阴极电路接入恒流源的方法,如下图所示,但又增加了电路的复杂性,恒流源除可采用晶体管,也可采用恒流二极管或电子管,此时,阴极负电压只需10~20V。

      在采用阴极电阻的情况下,电阻大小可用下式计算:

      R5=|VS|+|VG|/2I式中VS为阴极负电压,VG为栅负压,I为单管屏极电流。当|VS||VG|时,可按R5=VS2/2I选取电阻。当电阻接入电路后,其直流负反馈作用可自动提供适宜的栅负压稳定工作点(工作点可能与原选值略有差异,但不影响正常工作)。

      较之单管放大器,电子管差分放大器有如下优点:

      1.省去了阴极旁路电路,电路频响可至OHz,成为直流放大器,但高端频响不变。
      2.具有高的共模抑制能力,对共模干扰、噪声及电源电压变化不敏感。
      3.工作点十分稳定,阴极负电压越高,工作点越稳定。
      4.输入、输出均可选择单端、双端任意搭配,十分灵活。如可实现单端输入,双端输出,且输出大小相等、相位相反的电压。

      但同时也存在固有缺陷:

      1.多用了一倍的电子管及元件,且选管配对要求高。
      2.必须另设一组单独的较高质量阴极负电源。若负电源质量不高,反而引入干扰和噪声。
      3.单端输入、单端输出时的尖真与单管放大器差不多,而其放大倍数减少一半。

      通常,音频放大器并不需要放大直流信号,其输入、输出端大都为电容耦合,工作点轻微变动并不影响交流放大。同时,工作中的共模干扰也很少,加之又存在上述三个固有缺陷,决定了电子管差分放大电路在音频领域中应用并不很多。特别是一般前级放大器,根本没有必要采用差分放大器。当然,音响发烧进行试验及追求完美另当别论。电子管差分放大器在音频电路中应用主要有两个方面:一是作为平衡输入的前级放大器,以配合线路平衡传输时要求的双端输入及对共模干扰的抑制。二是作为末级推挽功放的倒相推动级,由于差分放大器双端输出的是相位相反的音频信号,故可通过电容耦合直接推动末级推挽功率电子管,较之常见的分负载倒相或变压器倒相有更好的性能。另外,电路上图、下图中的电位器是在两管特性不太一致时调平衡之用,以保证输入为零时双端输出为零。用于交流放大时,两管屏流的轻微不平衡不影响正常工作,此电位器可省去。也可在每个管子的阴极串一小电阻再接阴极电阻上,以提供适量的本级负反馈。

关键字:差分放大电路  电子管  音频放大器

编辑:金海 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/mndz/2011/0123/article_3036.html
本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。
论坛活动 E手掌握
微信扫一扫加关注
论坛活动 E手掌握
芯片资讯 锐利解读
微信扫一扫加关注
芯片资讯 锐利解读
推荐阅读
全部
差分放大电路
电子管
音频放大器

小广播

独家专题更多

富士通铁电随机存储器FRAM主题展馆
富士通铁电随机存储器FRAM主题展馆
馆内包含了 纵览FRAM、独立FRAM存储器专区、FRAM内置LSI专区三大部分内容。 
走,跟Molex一起去看《中国电子消费品趋势》!
走,跟Molex一起去看《中国电子消费品趋势》!
 
带你走进LED王国——Microchip LED应用专题
带你走进LED王国——Microchip LED应用专题
 
电子工程世界版权所有 京ICP证060456号 京ICP备10001474号 电信业务审批[2006]字第258号函 京公海网安备110108001534 Copyright © 2005-2016 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved