[发明专利]一种基于交流耦合的线性放大电路

说明书

技术领域

本发明属于放大电路技术领域，尤其涉及一种基于交流耦合的线性放大电路。

背景技术

传感器是一种能把物理量或化学量转变成便于利用的电信号的器件，当传感器输出的信号比较微弱的时候，需要对其进行放大，根据信号的强度和频谱特性，需要的电路增益和电路带宽也不同。本方法主要针对需要高电路增益的情况，对于小增益放大，本方法也适用。

高增益放大一般需要通过多个放大器的级联来实现，通常涉及到两方面问题，直流偏置和非线性失真。直流配置的影响可以通过引入合适的电容，以起到“隔直通交”的作用，加以消除，即所谓的交流耦合。但另一方面，电容属于非线性器件，它的引入必然会导致一定程度的非线性失真。为此，一般有两种方法加以解决，一种是尽量采用容值较大的电容作为耦合电容，该方法在一定范围内可以大大降低放大电路的非线性失真。但该方法也存在着很大的局限性，首先电容值是有限度的，其次，大容值电容一般体积比较大，而且其附加的ESL的影响还可能降低电路的带宽。另一种降低非线性失真的方法就是引入滤波整形电路，保证电路有一个良好的频谱响应特性。

传统的放大电路通常具有线性差、体积大、调试复杂等缺点(如图1和图2所示)。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种实现微弱信号的高增益线性放大的电路，可以在很大程度上消除电路的非线性特性。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种基于交流耦合的线性放大电路，其包括多个单级放大电路；

所述的单级放大电路，包括放大器，其两输入端接匹配电阻；输入信号通过一电容连接到一匹配电阻与放大器之间。

较佳的，所述单级放大电路的另一匹配电阻与放大器之间还连接有积分反馈网络的反馈端，该积分反馈网络主要由匹配电容和电阻构成。

较佳的，所述积分网络在单级放大电路的输出端依次连接匹配和一匹配电容。

本发明的有益效果在于：

1、实现微弱信号的完全线性放大，线性失调度完全由电路元器件参数精度确定；

2、电路参数调整方法简单；

3、不受电容值的限制。

附图说明

图1为传统多级级联放大电路；

图2传统单级放大电路；

图3新型多级级联放大电路；

图4新型单级放大电路。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的优选实施例。

请参阅图1至图4，本发明一种基于交流耦合的线性放大电路，其包括多个单级放大电路；首先在现有的交流耦合放大的电路基础上，添加积分反馈网络(如图4)，该积分反馈网络主要由电容C5和R12构成，然后根据本发明的配置方法进行参数配置。

如图4，信号Ui经C4到达运算放大器的正向输入端，信号由于阻容网络的非线性影响，产生了非线性失真，可以计为U+。并可以表示为：

U₊＝A[U_i-λexp(-λt)∫U_i exp(λt)dt+Bexp(-λt)]

其中A=R1+R3R1,]]>λ=1R2C1,]]>B是一个与输入信号U_i累积效应相关的缓变量。从上式可以看出，只有当λ足够小的时候，该部分的非线性特性才可以忽略。

根据运算放大器正负输入端虚短的特点，即U_-＝U₊。至此，信号进入积分反馈网络，该反馈网络有两项功能，即放大和信号修复。反馈电阻R12和电阻R10提供放大增益，C5完成信号的复原。