一种动圈唱头放大电路
阅读说明：本技术 一种动圈唱头放大电路 (Moving coil phonograph head amplifying circuit ) 是由 温上凯 于 2021-08-05 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种动圈唱头放大电路,其包括：匹配网络,所述匹配网络与信号输入端电连接；低频响应滤波电路,所述低频响应滤波电路对称设置并分别电连接正、负电源,所述低频响应滤波电路与所述匹配网络电连接；静态工作点电路,所述静态工作点电路与所述低频响应滤波电路、所述匹配网络电连接,所述静态工作点电路对称设置并分别电连接正、负电源；放大单元,所述放大单元包括：第一晶体管和第二晶体管,所述放大单元与所述匹配网络、所述低频响应滤波电路、所述静态工作点电路、信号输入端、信号输出端电连接；输出端负载,所述输出端负载与所述放大单元、信号输出端电连接；实现了低噪声、低失真、高信噪比、高动态范围、宽频率响应的特点。(The invention discloses a moving coil and gramophone head amplifying circuit, which comprises: the matching network is electrically connected with the signal input end; the low-frequency response filter circuit is symmetrically arranged and is respectively and electrically connected with the positive power supply and the negative power supply, and the low-frequency response filter circuit is electrically connected with the matching network; the static working point circuit is electrically connected with the low-frequency response filter circuit and the matching network, and is symmetrically arranged and respectively and electrically connected with a positive power supply and a negative power supply; an amplification unit, the amplification unit comprising: the amplifying unit is electrically connected with the matching network, the low-frequency response filter circuit, the static operating point circuit, the signal input end and the signal output end; the output end load is electrically connected with the amplifying unit and the signal output end; the characteristics of low noise, low distortion, high signal-to-noise ratio, high dynamic range and wide frequency response are realized.)
技术领域
本发明涉及到放大电路技术设备领域，尤其涉及到一种动圈唱头放大电路。
背景技术
现有的MC唱头放大器电路，为了取得更好的输出效果，如：低噪声、低失真、高信噪比等。一般会集成多种模块或电路在一起，去提高输出效果，导致整体电路架构过于复杂，调试起来繁琐耗时。
同时，现有的MC唱头放大器电路，在其输入端往往会存在直流电压，致使电路的直流偏移增大、电路失真增大，进而无法取得更好的输出效果。对外部模块、电路的适配兼容效果较差，往往需要重新进行调整、设计。
因此，亟需一种能够解决以上一种或多种问题的动圈唱头放大电路。
发明内容
为解决现有技术中存在的一种或多种问题，本发明提供了一种动圈唱头放大电路。本发明为解决上述问题采用的技术方案是：一种动圈唱头放大电路，其包括：匹配网络，所述匹配网络用于配对互补的晶体管对，所述匹配网络与信号输入端电连接；低频响应滤波电路，所述低频响应滤波电路用于决定电路的低频响应和滤波，所述低频响应滤波电路对称设置并分别电连接正、负电源，所述低频响应滤波电路与所述匹配网络电连接；静态工作点电路，所述静态工作点电路用于决定电路的静态工作点，所述静态工作点电路与所述低频响应滤波电路、所述匹配网络电连接，所述静态工作点电路对称设置并分别电连接正、负电源；放大单元，所述放大单元包括：第一晶体管和第二晶体管，所述第一晶体管用于输入信号的正半周期放大，所述第二晶体管用于输入信号的负半周期放大，所述第一晶体管和所述第二晶体管组成互补放大电路，所述放大单元与所述匹配网络、所述低频响应滤波电路、所述静态工作点电路、信号输入端、信号输出端电连接；输出端负载，所述输出端负载与所述放大单元、信号输出端电连接。
进一步地，所述输出端负载为第十电阻，所述第十电阻与信号输出端、所述第一、二晶体管的集电极电连接并接地。
进一步地，所述匹配网络包括：第一电阻、第一电容、第二电容，所述第一电阻为匹配电阻，所述第一电阻的输入端与信号输入端、所述第一电容的输入端、所述第二电容的输入端、所述第一晶体管的基极、所述第二晶体管的基极电连接；
所述第一电容、所述第二电容对称设置并为高频补偿电容、匹配电容，所述第一电容的输出端与所述第一晶体管的发射极电连接，所述第二电容的输出端与所述第二晶体管的发射极电连接。
进一步地，所述低频响应滤波电路包括：正半周单元和负半周单元；所述正半周单元包括：第三电容、第八电阻，所述第三电容的负极接地，所述第三电容的正极与所述匹配网络、所述第八电阻的第一端、所述第一晶体管的发射极电连接，所述第八电阻的第二端与正电源电连接；所述负半周单元包括：第四电容、第九电阻，所述第四电容的正极接地，所述第四电容的负极与所述匹配网络、所述第九电阻的第一端、所述第二晶体管的发射极电连接，所述第九电阻的第二端与负电源电连接。
进一步地，所述静态工作点电路包括：正半周静态工作点单元和负半周静态工作点单元；所述正半周静态工作点单元包括：第六电阻和所述第八电阻，所述第六电阻的输入端与所述匹配网络电连接，所述第六电阻的输出端与所述第八电阻的第一端电连接；所述负半周静态工作点单元包括：第七电阻和所述第九电阻，所述第七电阻的输入端与所述匹配网络电连接，所述第七电阻的输出端与所述第九电阻的第一端电连接。
进一步地，所述第一晶体管为PNP型，所述第二晶体管为NPN型，所述第一晶体管和所述第二晶体管的集电极连接在一起。
进一步地，所述匹配网络设置有匹配电阻，所述第一晶体管和所述第二晶体管的配对检测方法：检测所述匹配电阻两端的电压，若所述匹配电阻两端的电压是浮动的，则所述第一晶体管和所述第二晶体管没有配对好，反之所述第一晶体管和所述第二晶体管配对好。
进一步地，所述第一晶体管和所述第二晶体管互为对方的集电极负载。
进一步地，电路的输出直流偏移调整步骤包括：
S010，将第一晶体管和第二晶体管匹配好，确定第八电阻和第九电阻的阻值；
S020，通过调整第六电阻和第七电阻的阻值来调整电路的输出直流偏移。
本发明取得的有益价值是：本发明通过将所述匹配网络、所述低频响应滤波电路、所述静态工作点电路、所述放大单元以及其他电路通过巧妙的设计连接在一起，在保障电路的功能正常的前提下，使得各部分电路共用部分元器件，以降低电路整体的体积和降低功耗；实现了低噪声、低失真、高信噪比、高动态范围、宽频率响应等特点，同时由于电路的简化，使得电路的调试更为容易；电路在调试过程中，能够方便地对晶体管进行配对，并提高晶体管的配对准确度，以及通过微调第六电阻、第七电阻来使得电路的输出直流偏移减小。以上极大地提高了本发明的实用价值。
附图说明
图1为本发明一种动圈唱头放大电路的原理图；
图2为本发明一种动圈唱头放大电路的示意框图；
图3为本发明一种动圈唱头放大电路的实施时的小信号输出波形图；
图4为本发明一种动圈唱头放大电路的实施时的大信号输出波形图；
图5为本发明一种动圈唱头放大电路的频率响应曲线；
图6为本发明一种动圈唱头放大电路的基波零到九次谐波失真率表。
【附图标记】
101···匹配网络
201···低频响应滤波电路的正半周单元
301···放大单元的第一晶体管电路
401···放大单元的第二晶体管电路
501···低频响应滤波电路的负半周单元
601···输出端负载。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加浅显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于此描述的其他方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例限制。
如图1-图2所示，本发明公开了一种动圈唱头放大电路，其包括：匹配网络，所述匹配网络用于配对互补的晶体管对、MC唱头的输出阻抗进行匹配，所述匹配网络与信号输入端电连接；
低频响应滤波电路，所述低频响应滤波电路用于决定电路的低频响应和滤波，所述低频响应滤波电路对称设置并分别电连接正、负电源(VCC、VEE)，所述低频响应滤波电路与所述匹配网络电连接；
静态工作点电路，所述静态工作点电路用于决定电路的静态工作点，所述静态工作点电路与所述低频响应滤波电路、所述匹配网络电连接，所述静态工作点电路对称设置并分别电连接正、负电源(VCC、VEE)；
放大单元，所述放大单元包括：第一晶体管Q01和第二晶体管Q02，所述第一晶体管Q01用于输入信号的正半周期放大，所述第二晶体管Q02用于输入信号的负半周期放大，所述第一晶体管Q01和所述第二晶体管Q02组成互补放大电路，所述放大单元与所述匹配网络、所述低频响应滤波电路、所述静态工作点电路、信号输入端、信号输出端电连接；
输出端负载，所述输出端负载与所述放大单元、信号输出端电连接。
具体地，如图1所示，所述输出端负载为第十电阻R10(负载电阻)，所述第十电阻R10的第一端与信号输出端、所述第一、二晶体管(Q01、Q02)的集电极电连接，所述第十电阻R10的第二端接地。
具体地，如图1所示，所述匹配网络包括：第一电阻R01、第一电容C01、第二电容C02，所述第一电阻R01为匹配电阻，所述第一电阻R01的输入端与信号输入端、所述第一电容C01的输入端、所述第二电容C02的输入端、所述第一晶体管Q01的基极、所述第二晶体管Q02的基极电连接；所述第一电容C01、所述第二电容C02对称设置并为高频补偿电容、匹配电容，所述第一电容C01的输出端与所述第一晶体管Q01的发射极电连接，所述第二电容C02的输出端与所述第二晶体管Q02的发射极电连接。
所述低频响应滤波电路包括：正半周单元和负半周单元；
所述正半周单元包括：第三电容C03、第八电阻R08，所述第三电容C03的负极接地，所述第三电容C03的正极与所述匹配网络、所述第八电阻R08的第一端、所述第一晶体管Q01的发射极电连接，所述第八电阻R08的第二端与正电源VCC电连接；
所述负半周单元包括：第四电容C04、第九电阻R09，所述第四电容C04的正极接地，所述第四电容C04的负极与所述匹配网络、所述第九电阻R09的第一端、所述第二晶体管Q02的发射极电连接，所述第九电阻R09的第二端与负电源VEE电连接；
所述低频响应滤波电路通过所述第三电容C03、所述第八电阻R08和所述第四电容C04、所述第九电阻R09组成正、负电源的滤波电路，同时决定着电路的低频响应。
所述静态工作点电路包括：正半周静态工作点单元和负半周静态工作点单元；
所述正半周静态工作点单元包括：第六电阻R06和所述第八电阻R08，所述第六电阻R06的输入端与所述匹配网络电连接，所述第六电阻R06的输出端与所述第八电阻R08的第一端电连接；
所述负半周静态工作点单元包括：第七电阻R07和所述第九电阻R09，所述第七电阻R07的输入端与所述匹配网络电连接，所述第七电阻R07的输出端与所述第九电阻R09的第一端电连接。
具体地，电路的高频响应主要是由所述第一晶体管Q01、所述第二晶体管Q02的Cob(基极集电极电容)和所述第一电容C01、所述第二电容C02来决定的。电路的增益主要是由所述第八电阻R08、所述第九电阻R09、所述第十电阻R10来确定的，其中主要是由所述第十电阻R10决定的。
需要说明的是，所述第三电容C03的正极与所述第一电容C01的输出端、所述第六电阻R06的输出端电连接；所述第四电容C04的负极与所述第二电容C02的输出端、所述第七电阻R07的输出端电连接；所述第六电阻R06的输入端与所述第一电容C01的输入端、信号输入端电连接；所述第七电阻R07的输入端与所述第二电容C02的输入端、信号输入端电连接。
需要指出的是，如图1所示，所述第一晶体管Q01为PNP型，所述第二晶体管Q02为NPN型，所述第一晶体管Q01和所述第二晶体管Q02的集电极连接在一起。本发明属于纯甲类的共集电极互补推挽电路，推挽臂的上下两管互为对方的集电极负载。
具体地，所述第一晶体管Q01和所述第二晶体管Q02的配对检测方法：检测所述匹配电阻R01两端的电压，若所述匹配电阻R01两端的电压是浮动的，则所述第一晶体管Q01和所述第二晶体管Q02没有配对好，反之所述第一晶体管Q01和所述第二晶体管Q02配对好；既是在VRO1＝0时，所述第一晶体管Q01和所述第二晶体管Q02配对好。
具体地，电路的输出直流偏移调整步骤包括：
S010，将第一晶体管Q01和第二晶体管Q02匹配好，确定第八电阻R08和第九电阻R09的阻值；
S020，通过调整第六电阻R06和第七电阻R07的阻值来调整电路的输出直流偏移。
图5为本发明的频率响应曲线，观察曲线可知本发明在约10Hz到约1MHz的范围内能够取得很好的频率响应效果(响应曲线段平坦)，可见本发明正常工作的频率响应范围在10Hz到1MHz。图5结合图6所示的谐波对比表格，可见在本发明的频率响应范围内，本发明输出的放大信号的失真率非常之低。
图3为本发明输出的小信号波形图，图4为本发明输出的大信号波形图，图6为本发明的失真率表(谐波的标准输出和本发明输出的谐波的对比表格)，其中图6中得出THD(总谐波失真)为0.00207441％；可见图3和图4中的本发明输出的大、小信号的偏移量极小，能够取得很好的低失真效果和放大效果，进而提高用户使用体验。
图3和图4结合图1来看，这个电路的小信号波形到大信号波形来看，也就是从小信号的500nV到大信号的100mV，这个电路的动态范围可达106dB。从谐波失真率只有0.00207441％来看，失真率也是较小的。从频率响应曲线上来看，有效频响可达10Hz到1MHz，而且频响平坦，没有大的起伏(起伏都在正负0.1dB以内)。
结合对图3-图6的描述，可见本发明在10Hz到1MHz的频率范围内能够取得很好的低噪声、低失真、高信噪比、高动态范围、宽频率响应的效果。
如图2所示，输入信号在信号输入端进入到匹配网络101(包括：输入阻抗、输入电容)后，正半周的输入信号进入到低频响应滤波电路的正半周单元201(输入信号正半周期放大电路)，再进入到放大单元的第一晶体管电路301(输入信号正半周期放大电路有源负载)，然后在输出端负载601(合成电路)处输出；而负半周的输入信号进入到低频响应滤波电路的负半周单元501(输入信号负半周期放大电路)，再进入到放大单元的第二晶体管电路401(输入信号负半周期放大电路有源负载)，然后在输出端负载601(合成电路)处输出。
综上所述，本发明通过将所述匹配网络、所述低频响应滤波电路、所述静态工作点电路、所述放大单元以及其他电路通过巧妙的设计连接在一起，在保障电路的功能正常的前提下，使得各部分电路共用部分元器件，以降低电路整体的体积和降低功耗；实现了低噪声、低失真、高信噪比、高动态范围、宽频率响应等特点，同时由于电路的简化，使得电路的调试更为容易；电路在调试过程中，能够方便地对晶体管进行配对，并提高晶体管的配对准确度，以及通过微调第六电阻、第七电阻来使得电路的输出直流偏移减小。以上极大地提高了本发明的实用价值。
以上所述的实施例仅表达了本发明的一种或多种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此理解为对本发明专利的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明的保护范围应以所附权利要求为准。