[发明专利]低噪声宽带高压放大器

说明书

本发明提供的低噪声宽带高压放大器，将差分输入电路的输出信号与偏置调整电路的输出信号叠加后，经过功率运算放大电路的运算输出得到目标信号，其中过压保护电路、欠压保护电路及过温保护电路为核心元件提供防护，监测电路对运行状态进行实时反馈。本低噪声宽带高压放大器采用了高精度10V基准电压源，输出电压经低通滤波器滤波后，降低了偏置电压的噪声，从而提升了目标信号的准确性；增设了过压保护电路、过温保护电路、欠压保护电路，为功率运算放大器提供保护并对其运行状态进行监控；输出的噪声电压峰值小于1mV，带宽达到了1.3MHz，完全满足高精度稳频和锁腔系统中的使用需求，适用性更广。

技术领域

本发明涉及高压放大器，尤其涉及低噪声宽带高压放大器。

背景技术

高压放大器作为用于开环或闭环控制系统的精密电子仪器，广泛应用于量子光学领域中的激光稳频、腔长锁定和两束光相对位相扫描等系统中，它通过将可调节的直流高压或偏置高压与放大的函数信号相叠加，来实现对高压信号的输出。

国内商用的低噪声高压放大器主要为太原山大宇光科技有限公司生产的YG2013A-500V-2bip高压放大器，该高压放大器的运行方式为：初始信号经功率信号缓冲模块、直流偏置信号缓冲模块处理后，输入到加法器进行运算，之后再经两级功率运算器放大后得到目标信号，其中线性直流稳压电源为缓冲器和功率运算器提供低噪声稳压电源。

随着科学技术的不断进步，YG2013A-500V-2bip高压放大器在高精度稳频、锁腔系统的使用过程中，存在如下多项问题：

1、YG2013A-500V-2bip高压放大器只采用了高精度稳压电源，电源的输出噪声导致偏置电压不准确，影响目标信号的准确性；

2、YG2013A-500V-2bip高压放大器在使用过程中，会出现过压、欠压及过温等异常状态，这些异常状态会导致功率运算放大器损坏，且损坏后无法显示运行状态；

3、YG2013A-500V-2bip高压放大器输出的噪声电压峰值为5mV，带宽为71kHz，在高精度的稳频、锁腔系统中对噪声电压及带宽的要求往往更高，该放大器输出的目标信号适用性较低。

发明内容

为解决现有技术的缺点和不足，提供低噪声宽带高压放大器，从而可解决YG2013A-500V-2bip高压放大器在高精度稳频、锁腔系统的使用中精度低、适用性低、易损坏及无法显示运行状态的问题。

为实现本发明目的而提供的低噪声宽带高压放大器，包括差分输入电路、偏置调整电路、过压保护电路、功率运算放大电路、监测电路、欠压保护电路、过温保护电路、电阻R5、电阻R14-R15及电容C5，所述功率运算放大电路的输入端1与过压保护电路的输出端连接，输入端2与欠压保护电路及过温保护电路的输出端连接，输出端与监测电路的输入端连接，所述差分输入电路的输出端与电阻R5的一端连接，所述偏置调整电路的输出端与电阻R15的一端连接，所述电阻R15的另一端分别与电阻R14、电容C5的一端连接，所述电容C5的另一端接地，所述过压保护电路的输入端分别与电阻R5、R14的另一端连接。

作为上述方案的进一步改进，所述差分输入电路包括有运算放大器U1、电阻R1-R4、电容C1-C2及接口J1，所述运算放大器U1的端口2分别与电阻R1、R3及电容C1的一端连接，端口3分别与电阻R2、R4的一端相连，端口7、4分别与+15V电源和-15V电源连接，端口5与电容C2的一端相连，端口6分别与电阻R3、电容C1的另一端及差分输入电路的输出端连接，所述电阻R1的另一端与接口J1的一端连接，所述电阻R2的另一端与接口J1的另一端连接，所述电阻R4的另一端接地，所述C2的另一端接地。