动态同步伺服直流电源

文档序号:1627578 发布日期:2020-01-14 浏览:11次 >En<

阅读说明:本技术 动态同步伺服直流电源 (Dynamic synchronous servo direct-current power supply ) 是由 陈相兴 于 2019-09-26 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种动态同步伺服直流电源,包括:用于与市电连接的降压整流滤波电路;用于直流稳压的串联稳压电路;用于反相放大音频信号的反相比例放大电路;用于连接反相比例放大电路和串联稳压电路的信号耦合电路;用于连接音频信号源和连接串联稳压电路输出端的音频信号放大器;用于提供音频信号的音频信号源;所述串联稳压电路分别与降压整流滤波电路、信号耦合电路和音频信号放大器连接,所述反相比例放大电路分别与信号耦合电路和音频信号源连接;所述音频信号源分别与反相比例放大电路和音频信号放大器连接;本发明彻底解决了传统稳压电源向音频信号放大器供电时出现的各种杂乱的不同频率和波形的纹波干扰的技术问题。(The invention discloses a dynamic synchronous servo direct-current power supply, which comprises: the voltage reduction rectification filter circuit is used for being connected with a mains supply; a series voltage stabilizing circuit for DC voltage stabilization; an inverting proportional amplifying circuit for inverting and amplifying the audio signal; the signal coupling circuit is used for connecting the inverse proportion amplifying circuit and the series voltage stabilizing circuit; the audio signal amplifier is used for connecting an audio signal source and connecting the output end of the series voltage stabilizing circuit; an audio signal source for providing an audio signal; the series voltage stabilizing circuit is respectively connected with the voltage reduction rectification filter circuit, the signal coupling circuit and the audio signal amplifier, and the inverse proportion amplifying circuit is respectively connected with the signal coupling circuit and the audio signal source; the audio signal source is respectively connected with the inverse proportion amplifying circuit and the audio signal amplifier; the invention thoroughly solves the technical problem of various disordered ripple interferences with different frequencies and waveforms when the traditional voltage-stabilized power supply supplies power to the audio signal amplifier.)

动态同步伺服直流电源

技术领域

本发明涉及为音频信号放大器供电的直流电源领域,具体的说是一种动态同步伺服直流电源。

背景技术

对于电子电器来说,绝大多数都是需要直流电源才能工作的,有很多应用场合对直流电源的电压稳定度有一定要求,目前直流稳压技术有三类:串联稳压、并联稳压和开关稳压。三类稳压电源都各自有不同的电路结构形式,但原理都大同小异,有采用分立件的,也有采用集成芯片的,还有分立件和集成芯片混合使用的。

针对目前三类直流稳压技术各自的优缺点进行较为详细的介绍:

①、串联稳压电源:串联稳压电源是串联一个可控的调整元件对输入的直流电压进行分压来实现稳压,本质上相当于串联一个可变电阻。调整元件通常是双极型功率三极管或功率场效应管,俗称调整管。串联稳压电源的优点是比较节能,效率相对比较高,负载用电越少,输入电流也会减小,输出电压稳定,纹波小,缺点是动态内阻比较大,输出电压稳定度相对于并联稳压来说要差一些。

②、并联稳压电源:并联稳压电源是通过对设定好的输入电流进行分流来实现稳压的,输入端电路通常是一个可以设定电流大小的电流源(改变限流电阻的大小来改变电流的大小),电流的大小是根据负载最大电流来定的,并且要比负载最大电流要大一些,也就是说要有一定的电流余量。负载用不了的电流全部要通过并联的调整管消耗掉,这个特点就是并联稳压电源的致命缺点,负载能力很差,效率很低,发热很高。一般只在负载电流较小的场合使用,优点是输出电压特别稳定,动态内阻小。

③、开关稳压电源:开关稳压电源是通过把直流变成高频脉冲,然后再进行电磁变换实现电压变换和稳压。开关稳压电源的优点是效率很高,发热很低,而且可升压也可降压。缺点是开关稳压电源会产生高频干扰,对于抗干扰能力强的数字电路来说有大量的应用,但是对于失真度要求很高的模拟信号放大电路来说就很少使用,比如高保真音响系统。

以上三种技术的共同点:三种直流稳压电源稳压前都是把交流整流为直流,然后加滤波电容进行初级滤波,稳压后还要再加一定容量的滤波电容和退耦电容。三种直流稳压电源向负载提供电流的时候,都会出现一定的电压纹波,只是大小不同而意,这主要是电容的充放电和负载电流的变化引起的。对于信号放大器来说,用传统直流稳压电源供电时,通过软件仿真或者示波器观察就会发现各种杂乱的不同频率和波形的纹波干扰,而且在某些信号频点上还会出现谐振,这时的纹波干扰会很严重。

发明内容

为了克服现有技术中存在的上述问题,本发明提出一种动态同步伺服直流电源。本发明的动态同步伺服直流电源在给音频信号放大器供电时,输出电压的纹波的波形和频率与音频信号源的输出信号的波形和频率完全同步,并且纹波电压的幅值动态跟随音频信号源的输出信号的强弱而变化,使得动态同步伺服直流电源的工作效率非常高,动态内阻极低,而且还彻底解决了传统稳压电源向音频信号放大器供电时出现的各种杂乱的不同频率和波形的纹波干扰的技术问题。

为实现上述技术目的,本发明技术方案如下:

动态同步伺服直流电源,其特征在于包括:

用于与市电连接的降压整流滤波电路;

用于直流稳压的串联稳压电路;

用于反相放大音频信号的反相比例放大电路;

用于连接反相比例放大电路和串联稳压电路的信号耦合电路;

用于连接音频信号源和连接串联稳压电路输出端的音频信号放大器;

用于提供音频信号的音频信号源;

所述串联稳压电路分别与降压整流滤波电路、信号耦合电路和音频信号放大器连接,所述反相比例放大电路分别与信号耦合电路和音频信号源连接;所述音频信号源与音频信号放大器连接;

所述降压整流滤波电路将输入的市电电压处理成正负双直流电压输入到串联稳压电路,所述反相比例放大电路将从音频信号源输入的音频信号进行反相放大后输入到信号耦合电路,信号耦合电路将反相放大后的音频信号分别输入到串联稳压电路的正输出电压取样放大输入端和串联稳压电路的负输出电压取样放大输入端,反相放大后的音频信号对串联稳压电路的输出电压进行调制,串联稳压电路将调制后的输出电压供给音频信号放大器,调制后的输出电压的纹波的波形和频率与音频信号源的输出信号的波形和频率完全同步。

所述降压整流滤波电路包括变压器T1、整流桥Z1、电容C1和电容C2,变压器T1的初级连接市电,变压器T1的次级与整流桥Z1的交流输入端连接,变压器T1的次级的中心点接地,整流桥Z1的正输出端与电容C1的正极连接,电容C1的负极接地,整流桥Z1的负输出端与电容C2的负极连接,电容C2的正极接地。

所述串联稳压电路包括正电压电路和负电压电路,

所述正电压电路包括稳压二极管ZD1、稳压二极管ZD2、稳压二极管ZD3、场效应管Q1、三极管Q2、三极管Q3、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电容C3、恒流二极管CRD1、电位器RP1和正输出端+Vout。

恒流二极管CRD1的正极与降压整流滤波电路的电容C1的正极连接,恒流二极管CRD1的负极分别与稳压二极管ZD1的正极、场效应管Q1的G极和三极管Q3的C极连接,场效应管Q1的D极与降压整流滤波电路的电容C1的正极连接,场效应管Q1的S极与正输出端+Vout连接,稳压二极管ZD1的负极与稳压二极管ZD2的负极连接,稳压二极管ZD2的正极与正输出端+Vout连接,电阻R1的一端分别与三极管Q2的C极和降压整流滤波电路的电容C1的正极连接,电阻R1的另一端分别与电容C3的正极、稳压二极管ZD3的负极和三极管Q2的B极连接,电容C3的负极接地,稳压二极管ZD3的正极接地,电阻R3的一端接地,电阻R3的另一端分别与三极管Q2的E极和三极管Q3的E极连接,电阻R2的一端与正输出端+Vout连接,电阻R2的另一端分别与三极管Q3的B极、电位器RP1的一端和信号耦合电路的电位器RP3的一端连接,电位器RP1的另一端接地。

所述负电压电路包括稳压二极管ZD4、稳压二极管ZD5、稳压二极管ZD6、场效应管Q6、三极管Q4、三极管Q5、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电容C4、恒流二极管CRD2、电位器RP2和负输出端-Vout。

恒流二极管CRD2的负极与降压整流滤波电路的电容C2的负极连接,恒流二极管CRD2的正极分别与稳压二极管ZD5的正极、场效应管Q6的G极和三极管Q5的C极连接,场效应管Q6的D极与降压整流滤波电路的电容C2的负极连接,场效应管Q6的S极与负输出端-Vout连接,稳压二极管ZD5的负极与稳压二极管ZD6的负极连接,稳压二极管ZD6的正极与负输出端-Vout连接,电阻R5的一端分别与三极管Q4的C极和降压整流滤波电路的电容C2的负极连接,电阻R5的另一端分别与电容C4的负极、稳压二极管ZD4的正极和三极管Q4的B极连接,电容C4的正极接地,稳压二极管ZD4的负极接地,电阻R4的一端接地,电阻R4的另一端分别与三极管Q4的E极和三极管Q5的E极连接,电阻R6的一端与负输出端-Vout连接,电阻R6的另一端分别与三极管Q5的B极、电位器RP2的一端和信号耦合电路的电位器RP4的一端连接,电位器RP2的另一端接地。

所述反相比例放大电路包括电容C7、电阻R7、电阻R8和运算放大器U1;电阻R8的一端与音频输入端Vin连接,电阻R8的另一端分别与运算放大器U1的反相输入端、电阻R7的一端和电容C7的一端连接,运算放大器U1的正相输入端接地,运算放大器U1的输出端分别与电阻R7的另一端、电容C7的另一端、信号耦合电路的电容C5的一端和信号耦合电路的电容C6的一端连接。

所述信号耦合电路包括电位器RP3、电位器RP4、电容C5和电容C6;电容C5的另一端与电位器RP3的另一端连接,电容C6的另一端与电位器RP4的另一端连接。

所述音频信号放大器分别与串联稳压电路的正输出端+Vout和串联稳压电路的负输出端-Vout连接。

所述音频信号源与反相比例放大电路的音频信号输入端Vin连接。

当音频信号源无信号输出时,串联稳压电路输出电压的计算公式为:

正输出端+Vout的输出电压:

Figure BDA0002216859950000041

负输出端-Vout的输出电压:

Figure BDA0002216859950000051

式中R2为电阻R2的阻值,RP1为电位器RP1连入电路的阻值,VZD3为稳压二极管ZD3提供的基准电压。R6为电阻R6的阻值,RP2为电位器RP2连入电路的阻值,VZD4为稳压二极管ZD4提供的基准电压。

当音频信号源有信号输出时,串联稳压电路输出电压的计算公式为:

正输出端+Vout的输出电压:

负输出端-Vout的输出电压:

Figure BDA0002216859950000053

式中R7为电阻R7的阻值,R8为电阻R8的阻值,Vin(t)为音频信号源提供的输入信号Vin的信号电压,RP3为电位器RP3连入电路的阻值,RP4为电位器RP4连入电路的阻值。注:Vin(t)为一个时域变量,不同时刻的信号电压是不同的,对应的输出电压+Vout(t)和-Vout(t)是变量Vin(t)的函数,不同时刻的输出电压是不同的。

注:在以上的输出电压计算公式中,基准电压VZD3为正值,基准电压VZD4为负值。而且都是忽略三极管Q3和三极管Q5基极电流对输出电压影响的近似计算,因为三极管Q3和三极管Q5的基极电流很小,对输出电压的影响很小,可以忽略不计。

本发明与现有技术相比,其优点在于:

1、本发明的动态同步伺服直流电源在给音频信号放大器供电时,输出电压的纹波的波形和频率与音频信号源的输出信号的波形和频率完全同步,并且纹波电压的幅值动态跟随音频信号源的输出信号的强弱而变化,彻底解决了传统稳压电源向音频信号放大器供电时出现的各种杂乱的不同频率和波形的纹波干扰的技术问题。

2、本发明的动态同步伺服直流电源,包括:用于与市电连接的降压整流滤波电路、用于直流稳压的串联稳压电路、用于反相放大音频信号的反相比例放大电路、用于连接反相比例放大电路和串联稳压电路的信号耦合电路、用于连接音频信号源和连接串联稳压电路输出端的音频信号放大器和用于提供音频信号的音频信号源;所述串联稳压电路分别与降压整流滤波电路、信号耦合电路和音频信号放大器连接,所述反相比例放大电路分别与信号耦合电路和音频信号源连接;所述音频信号源与音频信号放大器连接;本发明的结构是在传统串联稳压电源的基础上增加了信号对输出电压的调制功能,去掉稳压电源输出端的所有滤波和退耦电容,从本质上讲,是在稳压的基础上叠加一定比例的信号电压,这已经不再是单纯的对电压进行稳压了,而是一种伺服机制,根据负载的需要同步的主动的提供相应的电压和电流,而不是被动的调整,使得动态同步伺服直流电源的工作效率非常高,动态内阻极低。

3、通过软件仿真进行对比,本发明的动态同步伺服直流电源给音频信号放大器供电相比传统稳压电源给音频信号放大器供电,发现本发明对音频信号放大器的频率响应,幅频特性、相频特性和波形失真等参数都有明显的改善。

附图说明

图1为本发明的结构框图;

图2为本发明的电路原理图;

图3为本发明的20Hz正弦波仿真波形图;

图4为本发明的20kHz正弦波仿真波形图;

图5为本发明的20Hz方波仿真波形图;

图6为本发明的20kHz方波仿真波形图。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明进行进一步的说明:

如图1所示:动态同步伺服直流电源,包括:

用于与市电连接的降压整流滤波电路1;

用于直流稳压的串联稳压电路2;

用于反相放大音频信号的反相比例放大电路5;

用于连接反相比例放大电路和串联稳压电路的信号耦合电路6;

用于连接音频信号源和连接串联稳压电路输出端的音频信号放大器3;

用于提供音频信号的音频信号源4;

所述串联稳压电路1分别与降压整流滤波电路2、信号耦合电路6和音频信号放大器3连接,所述反相比例放大电路5分别与信号耦合电路6和音频信号源4连接;所述音频信号源4与音频信号放大器3连接。

如图2所示,所述降压整流滤波电路1包括变压器T1、整流桥Z1、电容C1和电容C2,变压器T1的初级连接市电,变压器T1的次级与整流桥Z1的交流输入端连接,变压器T1的次级的中心点接地,整流桥Z1的正输出端与电容C1的正极连接,电容C1的负极接地,整流桥Z1的负输出端与电容C2的负极连接,电容C2的正极接地。

所述降压整流滤波电路1将输入的市电电压处理成正负双直流电压输入到串联稳压电路2,所述反相比例放大电路5将从音频信号源4输入的音频信号进行反相放大后输入到信号耦合电路6,信号耦合电路6将反相放大后的音频信号分别输入到串联稳压电路2的正输出电压取样放大输入端和串联稳压电路2的负输出电压取样放大输入端,反相放大后的音频信号对串联稳压电路2的输出电压进行调制,串联稳压电路2将调制后的输出电压供给音频信号放大器3,调制后的输出电压的纹波的波形和频率与音频信号源4的输出信号的波形和频率完全同步;并且纹波电压的幅值动态跟随音频信号源的输出信号的强弱而变化。

这里要说明一点,不同国家和地区的市电电压和频率是有差异的,比如中国的市电电压为220伏,频率为50赫兹,日本和美国市电电压为110伏,频率为60赫兹。在电路设计时要根据不同的市电输入进行相应的调整。

如图2所示,所述串联稳压电路2包括正电压电路和负电压电路,

所述正电压电路包括稳压二极管ZD1、稳压二极管ZD2、稳压二极管ZD3、场效应管Q1、三极管Q2、三极管Q3、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电容C3、恒流二极管CRD1、电位器RP1和正输出端+Vout。

恒流二极管CRD1的正极与降压整流滤波电路1的电容C1的正极连接,恒流二极管CRD1的负极分别与稳压二极管ZD1的正极、场效应管Q1的G极和三极管Q3的C极连接,场效应管Q1的D极与降压整流滤波电路1的电容C1的正极连接,场效应管Q1的S极与正输出端+Vout连接,稳压二极管ZD1的负极与稳压二极管ZD2的负极连接,稳压二极管ZD2的正极与正输出端+Vout连接,电阻R1的一端分别与三极管Q2的C极和降压整流滤波电路1的电容C1的正极连接,电阻R1的另一端分别与电容C3的正极、稳压二极管ZD3的负极和三极管Q2的B极连接,电容C3的负极接地,稳压二极管ZD3的正极接地,电阻R3的一端接地,电阻R3的另一端分别与三极管Q2的E极和三极管Q3的E极连接,电阻R2的一端与正输出端+Vout连接,电阻R2的另一端分别与三极管Q3的B极、电位器RP1的一端和信号耦合电路6的电位器RP3的一端连接,电位器RP1的另一端接地。

所述负电压电路包括稳压二极管ZD4、稳压二极管ZD5、稳压二极管ZD6、场效应管Q6、三极管Q4、三极管Q5、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电容C4、恒流二极管CRD2、电位器RP2和负输出端-Vout。

恒流二极管CRD2的负极与降压整流滤波电路1的电容C2的负极连接,恒流二极管CRD2的正极分别与稳压二极管ZD5的正极、场效应管Q6的G极和三极管Q5的C极连接,场效应管Q6的D极与降压整流滤波电路1的电容C2的负极连接,场效应管Q6的S极与负输出端-Vout连接,稳压二极管ZD5的负极与稳压二极管ZD6的负极连接,稳压二极管ZD6的正极与负输出端-Vout连接,电阻R5的一端分别与三极管Q4的C极和降压整流滤波电路1的电容C2的负极连接,电阻R5的另一端分别与电容C4的负极、稳压二极管ZD4的正极和三极管Q4的B极连接,电容C4的正极接地,稳压二极管ZD4的负极接地,电阻R4的一端接地,电阻R4的另一端分别与三极管Q4的E极和三极管Q5的E极连接,电阻R6的一端与负输出端-Vout连接,电阻R6的另一端分别与三极管Q5的B极、电位器RP2的一端和信号耦合电路6的电位器RP4的一端连接,电位器RP2的另一端接地。

通过变压器T1把220V市电降压,然后整流桥Z1整流,电容C1、电容C2滤波之后得到正负双直流电压,电容C1、电容C2滤波之后得到的直流电压为变压器降压之后的交流有效值的

Figure BDA0002216859950000081

倍,根据实际需要选择变压器的输出电压。三极管Q2、三极管Q3、三极管Q4、三极管Q5均为高放大倍数的小功率三极管,分别对串联稳压电路的正输出端+Vout的输出电压和负输出端-Vout的输出电压进行差分取样伺服放大。稳压二极管ZD3和稳压二极管ZD4分别提供取样放大的基准电压,电阻R1为稳压二极管ZD3的限流电阻,电阻R5为稳压二极管ZD4的限流电阻,电容C3进一步滤波稳定稳压二极管ZD3两端的电压,电容C4进一步滤波稳定稳压二极管ZD4两端的电压。电阻R3为三极管Q2和三极管Q3的发射极电阻,电阻R4为三极管Q4和三极管Q5的发射极电阻,三极管Q2和三极管Q3为NPN型差分对管,三极管Q4和三极管Q5为PNP型差分对管。电阻R3和电阻R4引入负反馈,稳定通过差分对管的电流之和,相当于恒流器件,因为两管电流之和已是恒流,所以差分放大器对共模信号有很强的抑制作用,而差模信号能被放大,差分对管的单管工作电流设定在1-5mA。电阻R2、电位器RP1为正输出端+Vout的输出电压取样电路,电阻R6、电位器RP2为负输出端-Vout的输出电压取样电路。静态输出电压的高低通过调节电位器RP1、电位器RP2来实现;恒流二极管CRD1作为三极管Q3的集电极负载,恒流二极管CRD2作为三极管Q5的集电极负载,恒流二极管CRD1和恒流二极管CRD2的电流选择均为1-5mA;恒流二极管有很大的动态内阻,可以提高取样放大的放大倍数。这里选用恒流二极管是为了简化电路,虽然用分立件也很容易搭建恒流源,但是电路相对比较复杂,用的元器件也比较多。差分对管和恒流二极管的最高耐压值根据实际需要的电源电压来选择;场效应管Q1为N沟道MOS管,为正输出端+Vout的输出电压的调整管,场效应管Q6为P沟道MOS管,为负输出端-Vout的输出电压的调整管。调整管选用场效应管是因为场效应管为电压控制器件,栅极输入阻抗很高,驱动电流极小,场效应管Q1和场效应管Q6根据实际需要的输出电压和电流来选择不同的型号和参数,如果需要的电流很大,就选用大功率场效应管,而且可以多只场效应管并联使用。调整管如果采用大功率双极型晶体管,当输出电流很大的时候,驱动电流也比较大,需要多级组合放大才能满足要求,电路复杂,动态时输出电压的纹波波形失真大,弄不好还容易自激,处理起来也比较麻烦。本文所说的静态是指音频信号源没有输出信号时的状态,动态是指音频信号源有信号输出时的状态。调整管的输入输出电压差要根据恒流二极管的最小工作电压和调整管在最大输出电流时所需驱动电压之和来定:太小,调整管不能正常工作;太大,调整管的功耗加大,电源的工作效率降低。稳压二极管ZD1、稳压二极管ZD2;稳压二极管ZD5、稳压二极管ZD6分别对场效应管Q1、场效应管Q6进行保护,如果场效应管本身内部集成有保护,这四只稳压二极管可以取消不用,保护稳压二极管的选择根据场效应管的最高GS(栅极-源极)击穿电压来选取,比如最高GS击穿电压为±20V,那么保护稳压二极管就选择十几伏的。

如图2所示,所述反相比例放大电路5包括电容C7、电阻R7、电阻R8和运算放大器U1;电阻R8的一端与音频输入端Vin连接,电阻R8的另一端分别与运算放大器U1的反相输入端、电阻R7的一端和电容C7的一端连接,运算放大器U1的正相输入端接地,运算放大器U1的输出端分别与电阻R7的另一端、电容C7的另一端、信号耦合电路6的电容C5的一端和信号耦合电路6的电容C6的一端连接。

运放所需供电电源在这里省略,运放供电电压根据设计需要和所选运放型号的参数来确定。在这里运放最好选用FET场效应输入型的运放,FET场效应输入型的运放输入阻抗高,而且对于反相比例放大电路来说,可以省掉运放正向输入端对地的平衡电阻而直接接地,从而简化电路。反相比例放大电路的放大倍数由电阻R7/R8的比值来确定,电容C7为防自激电容,容量一般为几到几十pF,根据所选运放型号的参数和输入信号的频率来定。

如图2所示,所述信号耦合电路6包括电位器RP3、电位器RP4、电容C5和电容C6;电容C5的另一端与电位器RP3的另一端连接,电容C6的另一端与电位器RP4的另一端连接。

电容C5、电容C6一般选择零点几到几个uF的薄膜电容,薄膜电容性能稳定,参数比较优秀,用于信号耦合失真小。电位器RP3、电位器RP4用于调节输入到三极管Q3、三极管Q5基极的调制信号电流的大小,三极管Q3、三极管Q5的基极为串联稳压电路2的输出电压取样放大输入端,也是调制信号的输入端。当输入信号Vin为正半周时,通过反相比例放大电路放大输出的信号反相,再由电容C5、电位器RP3输入到三极管Q3的基极,强行拉低Q3的基极电位,三极管Q3的基极电流减小,三极管Q3的集电极电流随之减小,迫使恒流二极管CRD1释放出更高的电压来驱动场效应管Q1,这时正输出端+Vout的输出电压升高,供给负载的电流增大,场效应管Q1输入输出两端的电压差降低。同时由电容C6、电位器RP4输入到三极管Q5的基极,强行拉低三极管Q5的基极电位,三极管Q5的基极电流增大,三极管Q5的集电极电流随之增大,迫使恒流二极管CRD2吸收多余的电压后驱动场效应管Q6,这时负输出端-Vout的输出电压降低,供给负载的电流减小,场效应管Q6输入输出两端的电压差升高。当输入信号Vin为负半周时,情况刚好相反,正输出端+Vout的输出电压降低,供给负载的电流减小,场效应管Q1输入输出两端的电压差升高。负输出端-Vout的输出电压升高,供给负载的电流增大,场效应管Q6输入输出两端的电压差降低,所以本电源在有信号调制的情况下,根据动态内阻的定义和计算(导体或半导体两端电压的变化量dv与通过导体或半导体电流的变化量di的比值,即z=dv/di),本电源的动态内阻实质上是负值。当没有信号输入时,串联稳压电路的输出电压稳定在预先调节好的静态输出电压值上。

如图2所示,所述音频信号放大器分别与串联稳压电路的正输出端+Vout和串联稳压电路的负输出端-Vout连接。所述音频信号源与反相比例放大电路的音频信号输入端Vin连接。

本发明的动态同步伺服直流电源给音频信号放大器供电时,输出电压的纹波的波形和频率与音频信号源的输出信号的波形和频率完全同步,并且纹波电压的幅值动态跟随音频信号源的输出信号的强弱而变化,所以在同步的基础上又是动态的。并且可以通过改变反相比例放大电路的放大倍数和调节电位器RP3和电位器RP4来控制纹波电压的峰值相对于电源静态输出电压的比例,通过实验发现这个比例调节在静态输出电压的1/20-1/40这个范围为佳,而且是最大输入信号时的比例。如果有特殊需要,也可以超出这个范围,但要注意在最大输出电压时,必须留有足够的输入输出电压差来保证调整管的正常工作。比如采用本电源给音频信号放大器供电,左右声道各自独立使用一套这样的电源,电源静态输出电压调到±40V,比例调节到1/20,反相比例放大电路的输入信号Vin为音频信号源输出信号通过音量控制之后分出的一路信号,在音量开到最大时,纹波电压峰值Vp=2V,峰峰值Vp-p=4V,本电源的输出电压将在±38V-42V之间变化,音量调小时,比例随之减小。

当音频信号源无信号输出时,串联稳压电路输出电压的计算公式为:

正输出端+Vout的输出电压:

Figure BDA0002216859950000121

负输出端-Vout的输出电压:

Figure BDA0002216859950000122

式中R2为电阻R2的阻值,RP1为电位器RP1连入电路的阻值,VZD3为稳压二极管ZD3提供的基准电压。R6为电阻R6的阻值,RP2为电位器RP2连入电路的阻值,VZD4为稳压二极管ZD4提供的基准电压。

当音频信号源有信号输出时,串联稳压电路输出电压的计算公式为:

正输出端+Vout的输出电压:

Figure BDA0002216859950000123

负输出端-Vout的输出电压:

Figure BDA0002216859950000124

式中R7为电阻R7的阻值,R8为电阻R8的阻值,Vin(t)为音频信号源提供的输入信号Vin的信号电压,RP3为电位器RP3连入电路的阻值,RP4为电位器RP4连入电路的阻值。注:Vin(t)为一个时域变量,不同时刻的信号电压是不同的,对应的输出电压+Vout(t)和-Vout(t)是变量Vin(t)的函数,不同时刻的输出电压是不同的。

注:在以上的输出电压计算公式中,基准电压VZD3为正值,基准电压VZD4为负值。而且都是忽略三极管Q3和三极管Q5基极电流对输出电压影响的近似计算,因为三极管Q3和三极管Q5的基极电流很小,对输出电压的影响很小,可以忽略不计。

本发明不限于上述实施例,根据本发明的技术方案得到的其它实施例均应落入本发明的保护范围内。

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