[发明专利]一种可变增益音频放大器

说明书

技术领域

本发明音频放大器械领域，具体涉及一种可变增益音频放大器。

背景技术

现有的音频放大器，电路复杂，所用元器件众多，成本高，设计难度大。放大电路中电子管、晶体管和集成电路等都是非线性元器件，是放大电路中产生非线性失真的根源，每增加一个非线性元器件，就有可能加大非线性失真，引入负反馈虽可减小放大器的非线性失真，却不能从根本上解决问题，最好的办法是在放大电路中尽量少用非线性元件。要做到这一点必须解决两个问题：一是放大器增益要足够大；二是非线性失真要尽量小些，在不加负反馈或只加少量的负反馈时，谐波失真系数能够达到一定的要求。要同时解决这两个问题很难，通常放大电路都比较复杂。

现有的晶体管音频放大器多用共射极放大电路来担任电压放大，共射电路通频带窄，一般采用大环路深度负反馈来减小失真，展宽频带；和电子管相比，晶体管有坚固耐用，体积小，重量轻放大率高等优点，其缺点是工作特性不稳定，易受温度等因素影响而产生失真甚至失控。解决办法之一是采用深度负反馈，深度的负反馈可大幅度减少了失真，所以晶体管机很容易获得高超的技术参数，但加大环路深度负反馈后，很容易产生自激和瞬态互调失真，使音质变差，从这方面来说又希望不加负反馈或只加少量的负反馈。

放大器的增益越大，失真度就越高。现有的音频放大器总增益是固定不变的，播放时通过音量电位器衰减被放大的信号来取得所需音量，因此，不管是大音量还是小音量，放大器总增益是固定不变的，即使用小音量播放失真度也不会减小，若能在播放小音量时降低放大器的增益，失真度无疑会减小，很多时候人们都是用小音量在安静的环境下听音乐，此时人耳对失真比较敏感，对音质的要求比较高；而使用大音量大多是在嘈杂的环境中，对音质的要求反而不是很苛刻，失真度大一些也能接受，显然，音量小增益低、音量大时增益高才适合实际需要，现有音频放大器固定的总增益不能满足这一要求。

晶体三极管共基极放大器、场效应管共栅极放大器、电子管共栅极放大器亦频宽很大，频率特性是三种基本组态中最好的，有较大的电压放大倍数，直流电流增益接近1，输出电流近似等于输入电流，故称这种工作组态为电流跟随器，良好的频率特性和较高的电压放大倍数使它能制作出优质的放大器，但至今一直不见电流跟随器单独用来做低频放大器，低频电路中用得最多的是渥尔曼电路。

共基极放大电路没有电流放大作用，输出阻抗很高，有较大的电压放大倍数，输入阻抗很小，会使输入信号严重衰减，不适合作为电压放大器，但它的频宽很大，因此通常用来做宽频、高频放大器或电流缓冲器，各种教科书及各类书籍对晶体管共基极放大器、场效应管及电子管共栅极放大器的评价基本如此。如科学出版社出版周南生译[日]铃木雅臣所著的《晶体管电路设计》(上册)，该书作者在第6章拓宽频率特性(第113页)中写道：“对于共基极放大电路，由于设计上输入阻抗低，所以是难于使用的电路。……可以作为高频放大器来使用。”第6.4.4节(第126页)：“直接输入到发射极方式的共基电路，由于电路的输入阻抗为数欧那样低的值，所以它通常是难于使用的。为此，除了在高频范围，不再使用这个电路。”该书(下册) 第6章栅极接地放大电路的设计(第110页)对场效应管的描述：“栅极接地放大电路与双极晶体管电路的基极接地放大电路相当，在设计上由于输入阻抗低，所以应用时有一定难度。但是它的重要特点是频率特性好，所以用作为高频电路的放大器。”第6.3.8节(第123页)：“栅极接地电路由于良好的频率特性经常用于高频电路。……由于输入阻抗低，在低频电路中应用有困难。

发明内容

为了解决上述问题，本发明公开了一种可变增益音频放大器，本发明结构简单，设计科学合理，可以有效的对音频电路中的电压进行放大，使得电压增益可以随意调节，解决现有音频放大器中频带窄和频率特性差的问题。

本发明的技术方案：

提供一种可变增益音频放大器，包括电阻R1、电流跟随器和增益控制器；所述电阻R1为用于增大电流跟随器的输入阻抗；

所述电流跟随器为晶体三极管共基极放大器；

所述增益控制器包括输入阻抗控制器、输入电流控制器和输出阻抗控制器；

所述输入阻抗控制器包括电位器RP1；

所述输入电流控制器包括电位器RP2和电阻R2，其中电位器RP2的一端与输入电流控制器的输入端连接，电位器RP2的另外一端接地；所述电阻R2的一端与输入电流控制器的输入端连接，电阻R2的另外一端与电流跟随器的输入端连接；

所述输出阻抗控制器包括电位器RP3；