本發(fā)明屬于一種壓控放大器，具體涉及一種線性壓控放大器。

背景技術(shù)：

壓控放大器在模擬電路中應(yīng)用非常廣泛，但目前的壓控放大器多為線性/對(duì)數(shù)控制特性，即v/db特性，但在一些應(yīng)用中需要線性/線性控制特性，即v/放大倍數(shù)特性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的頻率判決失效技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種新型的線性壓控放大器。

本發(fā)明所提供的一種線性壓控放大器，包括：差分放大器及線性電壓控制電流源，所述差分放大器與線性電壓控制電流源相連，所述差分放大器的放大倍數(shù)受其第三端控制，所述差分放大器的第三端與線性電壓控制電流源的輸出端相連，所述差分放大器的第一端與外部輸入信號(hào)相連，第二端與后端元件相連；所述線性電壓控制電流源的輸入端與外部電壓控制信號(hào)相連，用于將輸入的電壓控制信號(hào)轉(zhuǎn)化為輸出電流，所述輸出電流與輸入的電壓控制信號(hào)成線性關(guān)系，所述線性電壓控制電流源的輸出端與差分放大器的第三端相連；所述差分放大器的放大倍數(shù)av＝k×vcon，其中k為常數(shù)。

其中，所述差分放大器包括第一及第二三極管、第一至第七電阻、第一至第五電容，所述第二電容的一端作為整個(gè)差分放大器的第一端與外部輸入信號(hào)相連，所述第二電容的另一端與第一三極管的基極相連，所述第一三極管的集電極還依次通過(guò)第一電阻和第七電阻與其基極相連，所述第一三極管的發(fā)射極與第二三極管的發(fā)射極相連，所述第二三極管的集電極通過(guò)第三電阻與外部電源相連，所述第二三極管的集電極還直接與第一電容的一端相連，所述第一電容的另一端作為整個(gè)差分放大器的第二端與后端元件相連，所述第一電阻與第一三極管的集電極之間的節(jié)點(diǎn)直接與外部電源相連，所述外部電源與第三電阻之間的節(jié)點(diǎn)還依次通過(guò)第四及第五電阻接地，所述第五電阻與第三電容并聯(lián)連接，所述第四及第五電阻之間的節(jié)點(diǎn)與第二三極管的基極相連，所述第一及第二三極管的發(fā)射極還共同依次通過(guò)第六電阻及第四電容后接地，所述第六電阻與第四電容之間的節(jié)點(diǎn)作為整個(gè)差分放大器的第三端與所述線性電壓控制電流源相連，所述第一電阻與第七電阻之間的節(jié)點(diǎn)通過(guò)第二電阻接地，所述第二電阻與第五電容并聯(lián)連接。

其中，所述線性電壓控制電流源包括運(yùn)算放大器、第三三極管、第八及第九電阻，所述運(yùn)算放大器的正相輸入端作為整個(gè)線性電壓控制電流源的第一端與受控電壓相連，反相輸入端通過(guò)第八電阻接地，所述運(yùn)算放大器的正相輸入端還直接通過(guò)第九電阻接地，所述運(yùn)算放大器的輸出端與第三三極管的基極相連，所述第三三極管的發(fā)射極直接與其反相輸入端相連，集電極作為整個(gè)線性電壓控制電流源的第二端與差分放大器1的第三端相連。

其中，所述第三三極管的集電極連接于第六電阻與第四電容之間的節(jié)點(diǎn)。

其中，所述差分放大器的放大倍數(shù)av為：其中r7表示第三電阻r7的電阻值，itail表示線性壓控放大器的輸出電流值。

其中，所述線性壓控放大器的輸出電流itail為：其中vcon表示受控電壓的電壓值，r6表示第八電阻的電阻值。

其中，所述差分放大器的放大倍數(shù)av為：av＝k×vcon，其中

其中，所述第一至第三三極管均是npn管，其截止頻率ft要求大于2ghz。

其中，所述運(yùn)算放大器為單電壓供電運(yùn)算放大器。

其中，所述運(yùn)算放大器為電壓反饋型運(yùn)算放大器。

在工作溫度為-55℃～125℃條件下，本發(fā)明所述的一種線性壓控放大器的工作電壓大于3v以上時(shí)均工作正常，溫度穩(wěn)定性好，且其工作帶寬可達(dá)700mhz。另外，所述線性壓控放大器所采用的元器件少，體積小，成本低，且該壓控放大器還可以采用ic集成，進(jìn)一步降低體積。同時(shí)，本發(fā)明的壓控放大器不需要調(diào)試，便于大批量生產(chǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明一種線性壓控放大器的較佳實(shí)施方式的方框圖。

圖2是本發(fā)明一種線性壓控放大器的較佳實(shí)施方式的電路圖。

圖3是本發(fā)明一種線性壓控放大器的較佳實(shí)施方式的實(shí)測(cè)結(jié)果控制特性圖。

圖4是本發(fā)明一種線性壓控放大器的較佳實(shí)施方式的頻率特性圖。

圖中，1：差分放大器；2：線性電壓控制電流源；r2、r3、r6-r12：電阻；c1-c5：電容；q2-q4：三極管；u1：運(yùn)算放大器。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。

在本發(fā)明的描述中，需要說(shuō)明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過(guò)中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本發(fā)明中的具體含義。

請(qǐng)參考圖1所示，為本發(fā)明一種線性壓控放大器的較佳實(shí)施方式的方框圖。所述線性壓控放大器的較佳實(shí)施方式包括差分放大器1及線性電壓控制電流源2，所述差分放大器1與線性電壓控制電流源2相連。

所述差分放大器1的放大倍數(shù)受其第三端itail控制，第三端與線性電壓控制電流源2的輸出端icon相連，當(dāng)所述差分放大器1的第三端itail所接收的信號(hào)增大時(shí)，所述差分放大器1的放大倍數(shù)增大，當(dāng)?shù)谌薸tail所接收的信號(hào)減少時(shí)，所述差分放大器1的放大倍數(shù)減少。所述差分放大器1的第一端(輸入端)與外部輸入信號(hào)vin相連，第二端(輸出端)與后端元件相連，其第三端與線性電壓控制電流源2的輸出端icon相連。

所述線性電壓控制電流源2用于將輸入的電壓控制信號(hào)vcon轉(zhuǎn)化為輸出電流icon，所述輸出電流icon與輸入的電壓控制信號(hào)vcon成線性關(guān)系。所述線性電壓控制電流源2的輸入端與外部電壓控制信號(hào)vcon相連，其輸出端icon與差分放大器1的第三端itail相連。

請(qǐng)繼續(xù)參考圖2所示，為圖1中線性壓控放大器的較佳實(shí)施方式的電路圖。所述差分放大器1包括三極管q3、q4、電阻r2、r3、r7-r9、r11、r12、電容c1-c5，所述電容c2的一端作為整個(gè)差分放大器1的第一端與外部輸入信號(hào)vin相連，所述電容c2的另一端與三極管q3的基極相連，所述三極管q3的集電極還依次通過(guò)電阻r2和r12與其基極相連，所述三極管q3的發(fā)射極與三極管q4的發(fā)射極相連，所述三極管q4的集電極通過(guò)電阻r7與外部電源vcc相連，所述三極管q4的集電極還直接與電容c1的一端相連，所述電容c1的另一端作為整個(gè)差分放大器1的第二端與后端元件相連。

所述電阻r2與三極管q3的集電極之間的節(jié)點(diǎn)直接與外部電源vcc相連，所述外部電源vcc與電阻r7之間的節(jié)點(diǎn)還依次通過(guò)電阻r8及r9接地，所述電阻r9與電容c3并聯(lián)連接。所述電阻r8與r9之間的節(jié)點(diǎn)與三極管q4的基極相連，所述三極管q3及q4的發(fā)射極還共同依次通過(guò)電阻r11及電容c4后接地，所述電阻r11與電容c4之間的節(jié)點(diǎn)作為整個(gè)差分放大器1的第三端與所述線性電壓控制電流源2相連。所述電阻r2與電阻r12之間的節(jié)點(diǎn)通過(guò)電阻r3接地，所述電阻r3與電容c5并聯(lián)連接。

所述線性電壓控制電流源2包括運(yùn)算放大器u1、三極管q2、電阻r6及r10。所述運(yùn)算放大器u1的正相輸入端作為整個(gè)線性電壓控制電流源2的第一端與受控電壓vcon相連，反相輸入端通過(guò)電阻r6接地。所述運(yùn)算放大器u1的正相輸入端還直接通過(guò)電阻r10接地。所述運(yùn)算放大器u1的輸出端與三極管q2的基極相連，所述三極管q2的發(fā)射極直接與其反相輸入端相連，集電極作為整個(gè)線性電壓控制電流源2的第二端與差分放大器1的第三端相連，具體的，所述三極管q2的集電極連接于電阻r11與電容c4之間的節(jié)點(diǎn)。

下面將對(duì)上述線性壓控放大器的工作原理進(jìn)行說(shuō)明：

所述差分放大器1的放大倍數(shù)由其第三端(即控制端)來(lái)控制，其工作原理如下：當(dāng)外接負(fù)載(指與差分放大器1的第二端相連的后端元件)與電阻r7的電阻值相等時(shí)，例如為51ω時(shí)，所述差分放大器1的放大倍數(shù)av如下：

其中r7表示電阻r7的電阻值；

所述線性壓控放大器的輸出電流itail如下：

其中vcon表示受控電壓的電壓值；

因此所述差分放大器1的放大倍數(shù)av如下：

本實(shí)施方式中，k為常數(shù)：(其他實(shí)施方式中亦可設(shè)置為其他值)。

綜上，所述差分放大器1的放大倍數(shù)與受控電壓vcon成線性關(guān)系，實(shí)現(xiàn)了線性/線性控制特性。

本實(shí)施方式中，所述電容c1-c5均為常規(guī)普通電容，其電容值可設(shè)為0.1uf。

所述電阻r2、r3、r6、r7、r8、r9、r10、r11、r12均為常規(guī)普通電阻，其中，所述電阻r2的電阻值為5.1kω，所述電阻r3的電阻值為7.5kω，所述電阻r8的電阻值為5.1kω，所述電阻r9的電阻值為7.5kω，所述電阻r12的電阻值為51ω，所述電阻r7的電阻值為51ω，所述電阻r11的電阻值為100ω，所述電阻r6的電阻值為100ω，所述電阻r10的電阻值為1kω。

所述三極管q2、q3及q4均是常規(guī)普通npn管，其截止頻率ft要求大于2ghz。所述運(yùn)算放大器u1是常規(guī)的單電壓供電運(yùn)算放大器，其為電壓反饋型運(yùn)算放大器。

請(qǐng)繼續(xù)參考圖3及圖4所示，其中圖3為本發(fā)明一種線性壓控放大器的實(shí)測(cè)結(jié)果控制特性圖，圖4為本發(fā)明一種線性壓控放大器的較佳實(shí)施方式的頻率特性圖。在工作溫度為-55℃～125℃條件下，本發(fā)明所述的一種線性壓控放大器的工作電壓大于3v以上時(shí)均工作正常，溫度穩(wěn)定性好，且其工作帶寬可達(dá)700mhz。

本發(fā)明所述的一種線性壓控放大器所采用的元器件少，體積小，成本低，且該壓控放大器還可以采用ic集成，進(jìn)一步降低體積。同時(shí)，本發(fā)明的壓控放大器不需要調(diào)試，便于大批量生產(chǎn)。

以上僅為本發(fā)明的實(shí)施方式，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說(shuō)明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)，直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍之內(nèi)。