一种多重负反馈电路的制作方法

1.本实用新型涉及反馈电路技术领域，更具体地说，涉及一种多重负反馈电路。


背景技术：

2.负反馈，就是把放大器的输出信号取出一部分，通过一定方式回送到与输出信号相反的输入端，与输入端产生一个差值，削弱原输入信号强度，使放大器增益减小。目前，现有放大器的反馈电路普遍为单极反馈，只传输一个反馈信号至输入端，在实际使用的时候，放大器的带宽比较窄，且降低失真的效果不够理想。
3.因此，如何提高放大器的有效工作带宽，同时降低放大电路的信号失真度，为了达成以上的实用效果，这成为本领域技术人员亟需解决的技术问题。


技术实现要素：

4.本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述现有放大器的反馈电路普遍为单极反馈，只传输一个反馈信号至输入端，在实际使用的时候，普遍存在放大器的带宽过窄，且降低失真的效果不佳的缺陷，本实用新型提供了一种降低失真效果佳且有效工作带宽较宽的多重负反馈电路。
5.本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种多重负反馈电路，具备：
6.运算放大器，其同相端接收外部输入的电信号，并对所述电信号进行增益；
7.输出电路，其一端与所述运算放大器的输出端连接，用于获取经所述运算放大器增益的另一路电信号，并对一路所述电信号进行放大处理；
8.放大器，所述放大器的输入端与所述运算放大器的输出端连接，所述运算放大器的输出端耦接于所述输出电路的输出端；
9.第一本级反馈支路，其一端与所述运算放大器的输出端连接，用于获取经所述运算放大器增益的另一路电信号，其另一端耦接于所述运算放大器的反相端，所述第一本级反馈支路将一路所述电信号反馈至所述运算放大器的反相端；
10.直流环路反馈支路，其一端与所述输出电路的输出端连接，用于获取经所述输出电路放大的另一路所述电信号，其另一端耦接于所述运算放大器的反相端，所述直流环路反馈支路将另一路所述电信号反馈至所述运算放大器的反相端；
11.交流环路反馈支路，其一端与所述输出电路的输出端连接，用于获取经所述运算放大器增益的另一路电信号，其另一端耦接于所述运算放大器的反相端，所述交流环路反馈支路将另一路所述电信号反馈至所述运算放大器的反相端；
12.通过所述第一本级反馈支路、所述直流环路反馈支路及所述交流环路反馈支路反馈的电信号，以降低所述运算放大器的整体增益及失真。
13.在一些实施方式中， 所述第一本级反馈支路包括第三电容，所述第三电容的一端与所述运算放大器的输出端连接，
14.所述第三电容的另一端耦接于所述运算放大器的反相端。
15.在一些实施方式中，所述放大器设有第二本级反馈支路和第三本级反馈支路，
16.所述第三本级反馈支路的输入端与所述运算放大器的输出端连接；
17.所述第二本级反馈支路的输入端与所述第三本级反馈支路的输出端连接，
18.所述第二本级反馈支路的输出端耦接于所述运算放大器的反相端。
19.在一些实施方式中，所述输出电路包括第一三极管及第二三极管，
20.所述第一三极管及所述第二三极管的基极分别与所述运算放大器的输出端连接，
21.所述第一三极管的发射极与所述第二三极管的发射极连接，
22.所述第一三极管的集电极与电源正极连接，
23.所述第二三极管的集电极与电源负极连接。
24.在一些实施方式中，所述直流环路反馈支路包括第一电阻，所述第一电阻的一端分别与所述第一三极管的发射极与所述第二三极管的发射极连接，
25.所述第一电阻的另一端耦接于所述运算放大器的反相端。
26.在一些实施方式中，所述直流环路反馈支路还包括串联连接的第六电阻与第七电阻及第五电容，
27.所述第六电阻的一端与所述第五电阻的一端连接，
28.所述第七电阻的一端与电源负极连接，
29.所述第五电容的一端分别与所述第六电阻与所述第七电阻的一端连接，
30.所述第五电容的另一端与所述第一电阻的一端连接。
31.在一些实施方式中，所述交流环路反馈支路包括第四电阻、第五电阻及第四电容，
32.所述第四电阻与所述第五电阻串联连接，所述第四电容与串联连接的所述第四电阻与所述第五电阻并联连接，
33.所述第四电阻的一端与所述运算放大器的输出端连接，所述第四电阻的另一端及所述第五电阻的一端分别与所述放大器的基极连接，
34.所述第五电阻的另一端及所述放大器的发射极与所述第二三极管的基极连接。
35.在一些实施方式中，所述第一三极管为npn型三极管，
36.所述第二三极管为pnp型三极管。
37.在一些实施方式中，还包括交叉环路反馈支路，所述交叉环路反馈支路包括第一电容、第二电容及第二电阻，
38.所述第一电容的一端耦接于所述运算放大器的同相端，
39.所述第一电容的另一端与所述第二电容的一端连接，
40.所述第二电阻的一端与所述第二电容的另一端连接，
41.所述第二电阻的另一端耦接于所述运算放大器的输出端。
42.在本实用新型所述的多重负反馈电路中，包括运算放大器、第一本级反馈支路、输出电路、直流环路反馈支路及交流环路反馈支路，其中，运算放大器的同相端接收外部输入的电信号，并对电信号进行增益，第一本级反馈支路、直流环路反馈支路及交流环路反馈支路分别将运算放大器输出的电信号反馈至其反相端，以降低运算放大器的整体增益及失真。与现有技术相比，通过采用多重电压负反馈及电流负反馈，一方面，可提高运算放大器增益的稳定性及通频带展宽；另一方面，引入负反馈使输入交流信号幅值受到控制，以避免
信号波形产生失真。
附图说明
43.下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：
44.图1是本实用新型提供的多重负反馈电路一实施例的电路原理图。
具体实施方式
45.为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。
46.如图1所示，在本实用新型的多重负反馈电路的第一实施例中，多重负反馈电路100包括运算放大器a101、第一本级反馈支路101、直流环路反馈支路102、交流环路反馈支路105及输出电路107。
47.具体地，运算放大器a101可通过增大或减小模拟输入信号来实现放大，还可以进行加减法以及微积分等运算，其具有高增益放大的作用。
48.反馈电路是将运算放大器a101输出电信号（电压信号或电流信号）的一部分或全部，反馈到运算放大器a101的输入端与输入信号进行比较（相加或相减），并用比较所得的有效输入信号控制输出。
49.进一步地，运算放大器a101的同相端（对应2脚）接收外部电路（对应input）输入的电信号（对应电压信号或电流信号），并对该电信号进行增益，然后再输出至放大器vt103、第一本级反馈支路101、交流环路反馈支路102及输出电路107。
50.其中，输出电路107的一端与运算放大器a101的输出端连接，用于获取经运算放大器a101增益的一路电信号，并对一路电信号进行放大处理；
51.放大器vt103，其中，放大器vt103在本方案中，主要起偏置的作用。
52.进一步地，放大器vt103的输入端（对应其基极）与运算放大器a101的输出端连接，运算放大器a101的输出端耦接于输出电路107的输出端。
53.其中，放大器vt103设有第二本级反馈支路和第三本级反馈支路，
54.第二本级反馈支路具有动态偏置的作用；
55.第三本级反馈支路具有静态偏置的作用。
56.第三本级反馈支路的输入端与运算放大器a101的输出端连接；
57.第二本级反馈支路的输入端与第三本级反馈支路的输出端连接，
58.第二本级反馈支路的输出端耦接于运算放大器a101的反相端（对应3脚）。
59.需要说明的是，第二本级反馈支路包括第四电容c104、以及串联连接的第四电阻r104及第五电阻r105，其中，第四电阻r104及第五电阻r105的连接端与放大器vt103的输入端连接，起到了对放大器vt103静态偏置的作用。
60.第三本级反馈支路包括串联连接的第六电阻r106及第七电阻r107及第五电容c105，起到了对放大器vt103动态偏置的作用。
61.更进一步地，第一本级反馈支路101的一端与运算放大器a101的输出端（对应4脚）连接，用于获取经运算放大器a101增益的另一路电信号，第一本级反馈支路101的另一端与运算放大器a101的反相端（对应3脚）连接，第一本级反馈支路101将该电信号反馈至运算放
大器a101的反相端，引入电压负反馈，能够稳定运算放大器a101的输出信号电压，以减小反馈电路的输出阻抗。
62.需要说明的是，第一本级反馈支路101的反馈信号获取点在运算放大器a101的输出端，因此，第一本级反馈支路101为电压反馈回路。
63.进一步地，输出电路107的一端与运算放大器a101的输出端连接，用于获取经运算放大器a101增益的另一路电信号，并对该另一路电信号进行放大处理，在输出电路107的输出节点将放大后的一部分或全部电信号输出至直流环路反馈支路102及交流环路反馈支路105。
64.直流环路反馈支路102的一端与输出电路107的输出端连接，用于获取经输出电路107放大后的另一路电信号，直流环路反馈支路102的另一端耦接于运算放大器a101的反相端（对应3脚），直流环路反馈支路102将该另一路电信号反馈至运算放大器a101的反相端（对应3脚），直流环路反馈支路102反馈的直流信号用于稳定运算放大器a101的直流工作状态（或稳定静态工作点），进而提高运算放大器a101增益的稳定性及通频带展宽。
65.需要说明的是，直流环路反馈支路102的反馈信号获取点在输出电路107的输出节点，而且，在直流环路反馈支路102中没有旁路电容，因此，直流环路反馈支路102为直流反馈回路。
66.进一步地，交流环路反馈支路105的一端与输出电路107的输出端连接，用于获取经运算放大器a101增益后的另一路电信号，交流环路反馈支路105的另一端与运算放大器a101的反相端（对应3脚）连接，交流环路反馈支路105将该另一路电信号反馈至运算放大器a101的反相端（对应3脚）。
67.具体而言，通过交流环路反馈支路105限制或减弱输入的交流信号的幅值，以避免运算放大器a101进入饱和或截止的状态，使输出信号出现削顶失真，由于引入了交流负反馈，使得输入的交流信号幅值受到控制，以避免了失真的产生。
68.通过第一本级反馈支路101、直流环路反馈支路102及交流环路反馈支路105反馈的电信号（电压信号、直流信号及交流信号），以降低运算放大器a101的整体增益及失真。
69.在本技术方案中，通过三级反馈支路，一方面，用以拓展更宽的有效工作带宽，以及引入负反馈使输入交流信号幅值受到控制以避免信号波形产生失真；另一方面，使基本运算放大器a101的净输入信号向增大方向变化，从而补偿了原来随频率升高而下降的趋势，阻止了输出信号减小，扩展了频响。
70.在一些实施方式中，为了提高负反馈信号的稳定性，可在第一本级反馈支路101中设置第三电容c103，其作为反馈电容，具有通交流隔直流的作用。
71.具体地，第三电容c103的一端与运算放大器a101的输出端（对应4脚）连接，第三电容c103的另一端与运算放大器a101的反相端（对应3脚）连接。
72.运算放大器a101输出的电压信号通过第三电容c103反馈至运算放大器a101的反相端（对应3脚），第三电容c103引入电压负反馈，能够稳定运算放大器a101的输出信号电压，以减小反馈电路的输出阻抗。
73.在一些实施方式中，为了提高输出信号的电流放大倍数，可在输出电路107中设置第一三极管vt101及第二三极管vt102，其中，第一三极管vt101为npn型三极管，第二三极管vt102为pnp型三极管，其具有开关以及放大的作用。
74.具体地，第一三极管vt101及第二三极管vt102的基极分别与运算放大器a101的输出端（对应4脚）连接，其中，第二三极管vt102的基极通过第四电容c104与运算放大器a101的输出端（对应4脚）连接。
75.第一三极管vt101及第二三极管vt102分别接收经运算放大器a101增益后的电信号。
76.进一步地，第一三极管vt101的发射极通过串联连接的第八电阻r108及第九电阻r109与第二三极管vt102的发射极连接，其中，第八电阻r108与第九电阻r109的连接点作为输出电路107的输出端。
77.第一三极管vt101的集电极与电源正极（对应vcc）连接，第二三极管vt102的集电极与电源负极（对应vee）连接。
78.具体而言，运算放大器a101输入第一三极管vt101基极的电信号（偏置电压）大于0.7v时，第一三极管vt101的集电极施加正向电压，此时，第一三极管vt101被触发导通，运算放大器a101输出增益后的电信号（电压或电流信号）流经第八电阻r108，然后分为两条支路输出，一路反馈至交流环路反馈支路105，然后再输入运算放大器a101的反相端（对应3脚），另一路通过并联连接的第十电阻r110及第一电感l101输出（对应output）。
79.其中，第一电感l101作为分流元件，其具有筛选信号、过滤噪声及稳定电流的作用。
80.在一些实施方式中，为了提高运算放大器a101的直流工作状态，可在直流环路反馈支路102中设置第一电阻r101，其中，第一电阻r101为直流负反馈电阻。
81.具体地，第一电阻r101的一端分别与第一三极管vt101的发射极与第二三极管vt102的发射极连接，具体为，第一电阻r101的一端分别与第八电阻r108及第九电阻r109的连接端连接，用于获取流经 第八电阻r108的电信号。
82.第一电阻r101的另一端与运算放大器a101的反相端（对应3脚）连接，并将获取的电信号输入运算放大器a101的反相端（对应3脚），削弱输入电流，以稳定运算放大器a101的直流工作状态。
83.当然，如果运算放大器a101的直流工作稳定了，其交流工作状态也就稳定了，所以直流负反馈的根本目的是稳定运算放大器a101的交流工作状态。
84.在一些实施方式中，为了提高反馈电路的性能，可在电路中设置一交流环路反馈支路102，具体地，交流环路反馈支路102的输入端与运算放大器a101的输出端（对应4脚）连接，交流环路反馈支路102的输出端与输出电路107的输出端连接。
85.进一步地，交流环路反馈支路102包括第四电容c104、第四电阻r104、第五电阻r105及放大器vt103，其中，放大器vt103为npn型三极管，其具有信号放大的作用。
86.需要说明的是，交流环路反馈支路102在本方案中，具有静态偏置的作用。
87.具体地，第四电阻r104与第五电阻r105串联连接，其中，第四电容c104与串联连接的第四电阻r104与第五电阻r105并联连接。
88.第四电阻r104的一端与运算放大器a101的输出端（对应4脚）连接，第四电阻r104的另一端及第五电阻r105的一端分别与放大器vt103的基极连接，第五电阻r105的另一端及放大器vt103的发射极与第二三极管vt102的基极连接。
89.在一些实施方式中，为了提高交流环路反馈支路102的稳定性，可在电路中设置第
六电阻r106与第七电阻r107，其中，第六电阻r106与第七电阻r107串联连接。
90.具体地，第六电阻r106的一端与第五电阻r105的一端连接，第七电阻r107的一端与电源负极（对应vee）连接。
91.在一些实施方式中，为了降低反馈信号的失度真，可在电路中设置交叉环路反馈支路（由第一本级反馈支路101、反馈支路103及反馈支路104连接而成）。
92.在交叉环路反馈支路中设置第二电阻r102及第二电容c102，其中，第二电阻r102为交流反馈电阻，第二电容c102为反馈电容。
93.第二电阻r102用于控制负反馈量的大小，其阻值一般在几十至几百欧，其阻值愈小，运算放大器a101的交流负反馈量愈小，运算放大器a101的闭环放大倍数愈大，反之则放大倍数愈小。
94.第二电容c102起通交流隔直流的作用，隔直的目的是为了不让直流成分通过，以便获得强烈的交流负反馈，以稳定运算放大器a101的交流工作状态。
95.具体地，第一电容c101的一端耦接于运算放大器a101的同相端，第一电容c101的另一端与第二电容c102的一端连接。
96.第二电阻r102的一端与第二电容c102的另一端连接，第二电阻r102的另一端耦接于运算放大器a101的输出端。
97.第二电阻r102的二端分别与第一三极管vt101的发射极与第二三极管vt102的发射极连接，具体为，第二电阻r102的一端分别与第八电阻r108及第九电阻r109的连接端连接，用于获取流经 第八电阻r108的电信号。
98.第二电阻r102的另一端与第二电容c102的一端连接，第二电容c102的另一端耦接于运算放大器a101的反相端（对应3脚）。其中，第二电容c102的一端通过第三电阻r103与公共端连接。
99.第二电阻r102及第二电容c102将获取的电信号输入运算放大器a101的反相端（对应3脚），削弱输入电流，以改善运算放大器a101的交流工作状态，从而改善运算放大器a101输出信号的质量，进而限制工作频带，降低失真。
100.在本技术方案中，通过在运算放大器a101的信号输入端电连接多个节点，且每个节点分别实现直流反馈和交流反馈，进而实现三重反馈，其具有以下效果：
101.一方面，通过三级反馈支路用以拓展更宽的带宽以及降低信号的失真；
102.另一方面，使运算放大器a101净输入信号向增大方向变化，从而补偿了原来随频率升高而下降的趋势，阻止了输出信号减小，扩展了频响。
103.上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均在本实用新型的保护范围之内。