CN111193477B - 一种复合放大器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种复合放大器，通过直流放大模块和宽带放大模块分别对所输入信号的直流、低频信号和高频信号进行电压放大，其中直流放大模块采用了高精密运算放大器，并通过第一反馈模块调节直流、低频信号的放大倍数，具有高直流精度的特性，宽带放大模块采用晶体管等放大器件对高频信号和直流放大模块的输出信号进行放大，具有高带宽特性，并且晶体管具有良好的散热性能，能够承受较高的电压，具有高电压特性，将放大后的信号通过输出驱动模块降低输出信号的阻抗，提高复合放大器的输出驱动能力，并通过第二反馈模块对高频信号的放大倍数进行调节，使得复合放大器同时具有高带宽、高精度、高驱动能力以及高直流精度的特性。

Description

一种复合放大器

技术领域

本发明涉及电子技术领域，具体涉及一种复合放大器。

背景技术

放大器是能把输入信号的电压或者功率放大的装置，是电子技术工具中处理信号的重要元件。根据放大器的特性，通常将放大器分为不同类型，以突出显示放大器的一些特性，例如高精度放大器是指那些失调电压小，温度漂移小，以及增益、共模抑制比很高的放大器；又如宽带放大器是指那些频带很宽的放大器。

然而放大器的各种性能是相互制约的，例如高精度放大器不具有高带宽的特性，又例如宽带放大器不具有高压的特性。因此，亟需一种同时具有高带宽、高精度、高输出驱动能力以及高直流精度的复合放大器。

复合放大器由两个或以上独立的放大器组成，并同时具有多种特性的电压或者功率放大装置，例如同时具有高带宽、高精度、高驱动能力等特性，这种配置方式可以改善放大器的整体性能。但现有的集成的宽带高压放大器输出信号幅度受限于信号频率。集成的宽带高压放大器在输出高频、大幅度信号时放大器内部温度会急剧升高，导致性能急剧恶化，同时集成的宽带高压放大器压摆率有限，这些原因导致了集成的宽带高压放大器输出高频、大幅度信号的能力不理想。例如，目前集成的宽带高压放大器在低频率下能输出峰峰值为20Vpp的信号，但是当频率到达300MHz时，其最大输出信号的峰峰值不超过5Vpp。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种同时具有高带宽、高输出驱动能力的复合放大器。

一种实施例中提供一种复合放大器，包括：信号输入端、高频耦合模块、直流放大模块、宽带放大模块、输出驱动模块和信号输出端；

所述高频耦合模块的输入端与信号输入端相连，用于将信号输入端所输入信号中的直流信号和低频信号进行隔离，并输出输入信号中的高频信号；

所述直流放大模块的输入端与信号输入端相连，用于对信号输入端所输入信号中的直流信号和低频信号进行放大；

所述宽带放大模块的输入端与高频耦合模块的输出端和直流放大模块的输出端相连，用于对输入信号中的高频信号和直流放大模块的输出信号进行放大；

所述输出驱动模块的输入端与宽带放大模块的输出端相连，用于为宽带放大模提供具有高输入阻抗的负载，同时为输出信号提供低输出阻抗；

所述输出驱动模块的输出端与信号输出端相连。

进一步地，还包括第一反馈模块，所述第一反馈模块的输入端与输出驱动模块的输出端连接，第一反馈模块的输出端与直流放大模块的反馈端相连，所述第一反馈模块为直流放大模块提供负反馈，调节直流放大模块对直流和低频信号的放大倍数。

进一步地，还包括第二反馈模块，所述第二反馈模块的输入端与输出驱动模块的输出端相连，第二反馈模块的输出端与宽带放大模块的反馈端相连，所述第二反馈模块为宽带放大模块提供高频负反馈，调节宽带放大模块对高频信号的放大倍数。

进一步地，所述高频耦合模块为第一电容。

进一步地，所述直流放大模块包括第二电容和高精密运算放大器，所述高精密运算放大器的同相输入端与信号输入端相连，高精密运算放大器的反相输入端与第一反馈模块的输出端相连，高精密运算放大器的输出端与宽带放大模块的输入端相连，第二电容连接在高精密运算放大器的反相输入端与输出端之间。

进一步地，所述宽带放大模块包括：

第一宽带放大模块，所述第一宽带放大模块的输入端与高频耦合模块的输出端和直流放大模块的输出端相连，用于对输入信号中的高频信号和直流放大模块的输出信号进行一次放大；

第二宽带放大模块，所述第二宽带放大模块的输入端与第一宽带放大模块的输出端相连，用于对一次放大后的信号进行二次放大。

进一步地，所述第一宽带放大模块包括第一放大单元和第二放大单元，第二放大单元并联在第一放大单元的两端；第一放大单元与第二放大单元的结构相同；

所述第一放大单元的输入端与高频耦合模块的输出端和直流放大模块的输出端相连，第一放大单元用于将高频耦合模块输出端所输出的高频信号和直流放大模块的输出信号的电压进行放大，并输出第一一次放大信号；第二放大单元的输入端与高频耦合模块的输出端和直流放大模块的输出端相连，第二放大单元用于将高频耦合模块输出端所输出的高频信号和直流放大模块的输出信号的电压进行放大，并输出第二一次放大信号；

所述第一放大单元包括第一放大器和第三放大器，所述第一放大器为共射极晶体管放大器或共源极晶体管放大器，第三放大器为共基极晶体管放大器或共栅极晶体管放大器；所述第一放大器的控制极与高频耦合模块的输出端以及直流放大模块的输出端相连，第一放大器的第一极与第二反馈模块的第一输出端相连，第一放大器的第二极与第三放大器的第一极相连，第三放大器的控制极与一负电压源相连，第三放大器的第二极输出第一一次放大信号；

所述第二放大单元包括第二放大器和第四放大器，所述第二放大器为共射极晶体管放大器或共源极晶体管放大器，第四放大器为共基极晶体管放大器或共栅极晶体管放大器；所述第二放大器的控制极与高频耦合模块的输出端以及直流放大模块的输出端相连，第二放大器的第一极与第二反馈模块的第二输出端相连，第二放大器的第二极与第四放大器的第一极相连，第四放大器的控制极与一负电压源相连，第四放大器的第二极输出第二一次放大信号。

进一步地，所述第二宽带放大模块包括第三放大单元和第四放大单元，第四放大单元并联在第三放大单元的两端；第三放大单元与第四放大单元的结构相同；

所述第三放大单元的输入端与第一放大单元的输出端相连，第三放大单元用于将第一一次放大信号的电压进行放大，并输出第一二次放大信号；所述第四放大单元的输入端与第二放大单元的输出端相连，第四放大单元用于将第二一次放大信号的电压进行放大，并输出第二二次放大信号。

进一步地，所述输出驱动模块包括第五放大单元和第六放大单元，第六放大单元并联在第五放大单元的两端，第五放大单元与第六放大单元的结构相同；

所述第五放大单元的输入端与第三放大单元的输出端相连，第五放大单元为第二宽带放大模块提供具有高输入阻抗的负载，并输出第一放大信号，同时提供低输出阻抗；所述第五放大单元的输出端与信号输出端相连；

所述第六放大单元的输入端与第四放大单元的输出端相连，第六放大单元用于为第二宽带放大模块提供具有高输入阻抗的负载，并输出第二放大信号，同时提供低输出阻抗；所述第五放大单元的输出端与信号输出端相连。

进一步地，所述第一反馈模块包括第一反馈电阻和第二反馈电阻，第六放大单元的输出端与第一反馈电阻的一端相连，第一反馈电阻的另一端与高精密运算放大器的反相输入端相连，第一反馈电阻的另一端还与第二反馈电阻的一端相连，第二反馈电阻的另一端与地相连；

所述第二反馈模块包括第一反馈电容、第三反馈电阻和第四反馈电阻，第六放大单元的输出端还与第一反馈电容的一端相连，第一反馈电容的另一端与第三反馈电阻的一端相连，第三反馈电阻的另一端与第一放大器的第一极相连，第一反馈电容的另一端还与第四反馈电阻的一端相连，第四反馈电阻的另一端与第二放大器的第一极相连。

依据上述实施例的复合放大器，通过直流放大模块和宽带放大模块分别对信号输入端所输入信号的直流、低频信号和高频信号进行电压放大，其中宽带放大模块在对信号进行放大时，具有很高的信号带宽，使得复合放大器具有高带宽的特性，将放大后的高频信号和直流、低频信号通过输出驱动模块降低了输出信号的输出阻抗，提高了复合放大器的输出驱动能力，使得复合放大器同时具有高带宽和高输出驱动能力的特性。

附图说明

图1为一种实施例的复合放大器的结构图；

图2为一种实施例的复合放大器的电路图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。

另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接（联接）。

在本发明实施例中，复合放大器包括直流放大模块和宽带放大模块，通过高频耦合模块将输入信号中的直流、低频信号和高频信号进行隔离，将直流、低频信号输入直流放大模块中进行放大，直流放大模块由高精密运算放大器组成，使得复合放大器具有与单独运算放大器相同的高直流精度放大特性；同时，将高频信号输入宽带放大模块中进行放大，宽带放大模块由多个分立的晶体管等放大器件组成，其具有良好的频率特性和散热性能，使得复合放大器具有高带宽，并能承受较高电压，将放大后的高频信号通过输出驱动模块来降低信号输出端的输出阻抗，使得复合放大器具有高输出驱动能力；此外，本实施例中复合放大器通过第一反馈模块和第二反馈模块分别对直流、低频信号和高频信号的放大倍数进行调节，提高了复合放大器的放大精度。

实施例：

请参考图1，图1为一种实施例的复合放大器的结构图，包括：信号输入端1、高频耦合模块2、直流放大模块6、宽带放大模块3、输出驱动模块4和信号输出端5。

其中，所述高频耦合模块2的输入端与信号输入端1相连，用于将信号输入端1所输入信号中的直流信号和低频信号进行隔离，并输出输入信号中的高频信号；本实施例中的高频耦合模块2为第一电容C1，其通过第一电容C1将信号输入端所输入信号的直流信号和低频信号进行隔离。

所述直流放大模块6的输入端与信号输入端1相连，用于对信号输入端1所输入信号中的直流信号和低频信号进行放大；直流放大模块6的输出端与宽带放大模块3的输入端相连。

如图2所示，直流放大模块6包括第二电容C2和高精密运算放大器U1，所述高精密运算放大器U1为高精密集成运算放大器，例如型号为AD8510的运算放大器等，本实施例将输入信号中的直流信号和低频信号分离出来，通过高精密集成运算放大器单独对直流信号和低频信号进行放大，使得复合放大器在对直流信号和低频信号的放大方面具有与单独运算放大器相同的高精密特性，所述高精密运算放大器U1的同相输入端与信号输入端1相连，高精密运算放大器U1的输出端与宽带放大模块3的输入端相连，第二电容C2连接在高精密运算放大器U1的反相输入端与输出端之间。具体地，直流放大模块6还包括电阻R1、电阻R2，电阻R1连接在高精密运算放大器U1的同相输入端与信号输入端1之间，电阻R2连接在高精密运算放大器U1的输出端与宽带放大模块3的输入端之间。

所述宽带放大模块3的输入端与高频耦合模块2的输出端和直流放大模块的输出端相连，用于对输入信号中的高频信号和直流放大模块的输出信号进行放大。本实施例中的宽带放大模块3所采用的放大器件为晶体管或场效应管放大器件，其具有良好的散热性能，若输入信号的功率较大时，避免了因散热性能差而导致的复合放大器性能下降的问题。同时，高精密运算放大器U1既将信号输入端1所输入信号中的直流信号和低频信号进行了放大，并且还为宽带放大模块3和输出驱动模块4中的晶体管放大电路提供了静态工作电压和静态工作电流，由于复合放大器的压摆率与静态工作电流呈正相关，也就是较大的静态工作电流对应于较大的压摆率，现有的集成放大器受限于功耗和散热性能，无法在高静态工作电流下进行工作，而本实施例所采用的晶体管等放大器件因具有良好的散热性能，使得其可工作在高静态工作电流下，因此本实施例所提供的复合放大器具有高压摆率。

其中，宽带放大模块3包括第一宽带放大模块301和第二宽带放大模块302，所述第一宽带放大模块301的输入端与高频耦合模块2的输出端以及直流放大模块的输出端相连，用于对输入信号中的高频信号和直流放大模块的输出信号进行一次放大；本实施例中的第一宽带放大模块301包括第一放大单元和第二放大单元，第二放大单元并联在第一放大单元的两端；第一放大单元与第二放大单元的结构相同。所述第一放大单元的输入端与高频耦合模块的输出端以及直流放大模块的输出端相连，第一放大单元用于将高频耦合模块输出端所输出的高频信号和直流放大模块的输出信号进行放大，并输出第一一次放大信号；第二放大单元与第一放大单元并联，第二放大单元同样用于将高频耦合模块输出端所输出的高频信号和直流放大模块的输出信号进行放大，并输出第二一次放大信号。本实施例中的第一放大单元和第二放大单元结构相同，均为晶体管放大电路，因此第一放大单元输出的第一一次放大信号和第二放大单元输出的第二一次放大信号是相同的放大信号，其均对信号输入端1所输入信号中的高频信号和直流放大模块的输出信号进行了放大，其同时输入给第二宽带放大模块302中的两个并联放大结构中。

如图2所示，第一放大单元包括第一放大器Q1和第三放大器Q3，所述第一放大器Q1为共射极晶体管放大器或共源极晶体管放大器，第三放大器Q3为共基极晶体管放大器或共栅极晶体管放大器；所述第一放大器Q1的控制极与高频耦合模块2的输出端和直流放大模块6的输出端相连，第一放大器Q1的第一极与第二反馈模块7的第一输出端相连，第一放大器Q1的第二极与第三放大器Q3的第一极相连，第三放大器Q3的控制极与一负电压源VEE1相连，第三放大器Q3的第二极输出第一一次放大信号。所述第二放大单元包括第二放大器Q2和第四放大器Q4，所述第二放大器Q2为共射极晶体管放大器或共源极晶体管放大器，第四放大器Q4为共基极晶体管放大器或共栅极晶体管放大器；所述第二放大器Q2的控制极与高频耦合模块2的输出端和直流放大模块6的输出端相连，第二放大器Q2的第一极与第二反馈模块7的第二输出端相连，第二放大器Q2的第二极与第四放大器Q4的第一极相连，第四放大器Q4的控制极与一负电压源VEE1相连，第四放大器Q4的第二极输出第二一次放大信号。

具体地，第一宽带放大模块301还包括电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7和电感L1，在第一放大单元中电阻R3连接在第一放大器Q1的控制极与高频耦合模块2的输出端之间，第一放大器Q1的第一极还与一负电压源VEE2相连，电阻R4连接在第一放大器Q1的第一极与负电压源VEE2之间，第三放大器Q3的第二极还与电阻R5的一端相连，电阻R5的另一端与电感L1的一端相连，电感L1的另一端与一电压源VCC1相连；同样地，在第二放大单元中，电阻R6连接在第二放大器Q2的控制极与高频耦合模块2的输出端之间，第二放大器Q2的第一极还与一负电压源VEE2相连，电阻R7连接在第二放大器Q2的第一极与负电压源VEE2之间，第四放大器Q4的第二极与第三放大器Q3的第二极相连。由于第一放大单元和第二放大单元的结构相同，因此电阻R3与电阻R6的阻值相同，电阻R4和电阻R7的阻值相同，并且第一放大器Q1和第二放大器Q2型号相同，第三放大器Q3和第四放大器Q4型号相同，均为晶体管放大器件，若为三极管时，则第一放大器Q1、第二放大器Q2、第三放大器Q3和第四放大器Q4的控制极为基极，第一极为发射极，第二极为集电极，本实施例中的三极管为小功率射频三极管，例如型号为BFU690F的三极管；若为场效应管时，则第一放大器Q1、第二放大器Q2、第三放大器Q3和第四放大器Q4的控制极为栅极，第一极为源极，第二极为漏极。

本实施例中第一放大单元和第二放大单元均为渥尔曼放大电路，也就是由共射极放大电路和共基极放大电路构成的放大电路，以第一放大单元为例，在本实施例中第一放大器Q1为共射极晶体管放大器，第三放大器Q3为共基极晶体管放大器，由于共基极晶体管放大器具有良好的频率特性，也就是具有高带宽，但是其输入阻抗较低，输入阻抗较低导致输入放大器的电压降低，使得其不能有效对输入信号的电压进行放大。本实施例在共基极晶体管放大器的基础上加入了共射极晶体管放大器，使得第一放大单元的输入阻抗更高，使得第一放大单元在具有高带宽的同时能够具有较大放大电压倍数。第二放大单元结构与第一放大单元的结构相同，因此具有相同的高带宽和较大放大倍数。

第二宽带放大模块302的输入端与第一宽带放大模块301的输出端相连，用于对一次放大后的信号进行二次放大。本实施例对输入信号中的高频信号和直流放大模块的输出信号进行两次放大，这样对一次放大后的信号进行二次放大，使得输出的信号具有更高的电压，使得复合放大器能够保证高带宽的同时具有较高输出幅值，并且由于第二宽带放大模块302采用了晶体管或场效应管作为放大器件，其具有良好的散热性能，并能够承受较高的输入电压和输出电压，因此本实施例所提供的复合放大器能够对较高电压的输入信号进行放大，具有高电压的特性。

如图2所示，第二宽带放大模块包括第三放大单元和第四放大单元，第四放大单元并联在第三放大单元的两端；第三放大单元与第四放大单元的结构相同；所述第三放大单元的输入端与第一放大单元的输出端相连，第三放大单元用于将第一一次放大信号的电压进行放大，并输出第一二次放大信号；所述第四放大单元的输入端与第二放大单元的输出端相连，第四放大单元用于将第二一次放大信号的电压进行放大，并输出第二二次放大信号。本实施例中的第三放大单元和第四放大单元均可由两个共射晶体管放大器并联组成，其可承受较高的电压，同时具有良好的散热性能。

具体地，第二宽带放大模块还包括第一电阻R8、第二电阻R9、第三电阻R10、第四电阻R11、第五电阻R12、第六电阻R13、第七电阻R14、第八电阻R15、第九电阻R16、第十电阻R17、第三电容C3、第四电容C4、第一电感L2、第一负电压源VEE3和第一电压源VCC2。

第三放大单元包括第五放大器Q5和第七放大器Q7，第四放大单元包括第六放大器Q6和第八放大器Q8，所述第五放大器Q5、第六放大器Q6、第七放大器Q7和第八放大器Q8均为晶体管。

第三放大单元中所述第一放大单元的输出端与第一电阻R8的一端相连，第一电阻R8的另一端与第五放大器Q5的控制极相连，第五放大器Q5的第一极与第二电阻Q9的一端相连，第二电阻Q9的另一端与第一负电压源VEE3相连，第五放大器Q5的第二极与第三电阻R10的一端相连，第三电阻R10另一端与第四电阻R11的一端相连，第四电阻R11的另一端与第一电压源VCC2相连，第一电感L2并联在第四电阻R11的两端，第五放大器Q5的第一极还与第五电阻R12的一端相连，第五电阻R12的另一端与第七放大器Q7的控制极相连，第七放大器Q7的第一极与第六电阻R13的一端相连，第六电阻R13的另一端与第一负电压源VEE3相连，第三电容C3并联在第六电阻R13的两端，第五放大器Q5的第二极还与第七放大器Q7的第二极相连，第七放大器Q7的第二极输出第一二次放大信号.

同样地，第四放大单元中第一放大单元的输出端还与第七电阻R14的一端相连，第七电阻R14的另一端与第六放大器Q6的控制极相连，第六放大器Q6的第一极与第八电阻R15的一端相连，第八电阻R15的另一端与第一负电压源VEE3相连，第六放大器Q6的第二极与第五放大器Q5的第二极相连，第六放大器Q6的第一极还与第九电阻R16相连，第九电阻R16的另一端与第八放大器Q8的控制极相连，第八放大器Q8的第一极与第十电阻R17的一端相连，第十电阻R17的另一端与第一负电压源VEE3相连，第四电容C4并联在第十电阻R17的两端,第八放大器Q8的第二极输出第二二次放大信号。由于第三放大单元与第四放大单元的结构相同，因此第一电阻R8与第七电阻R14的阻值相同，第二电阻Q9与第八电阻R15的阻值相同，第六电阻R13与第十电阻R17的阻值相同，并且第五放大器Q5和第六放大器Q6的型号相同，第七放大器Q7和第八放大器Q8的型号相同，均为晶体管放大前进，若为三极管时，则第五放大器Q5、第六放大器Q6、第七放大器Q7和第八放大器Q8的控制极为基极，第一极为发射极，第二极为集电极；若为场效应管时，则第五放大器Q5、第六放大器Q6、第七放大器Q7和第八放大器Q8的控制极为栅极，第一极为源极，第二极为漏极。

所述输出驱动模块4的输入端与第二宽带放大模块302的输出端相连，用于为第二宽带放大模块302的输出提供具有一高输出阻抗的负载。所述输出驱动模块4的输出端与信号输出端5相连，为信号输出端提供很低的输出阻抗，提高其的负载驱动能力。

如图2所示，输出驱动模块4包括第五放大单元和第六放大单元，第六放大单元并联在第五放大单元的两端，第五放大单元与第六放大单元的结构相同。所述第五放大单元的输入端与第七放大器Q7的第二极相连，为第七放大器提供具有高输入阻抗的负载，并输出第一放大信号；所述第五放大单元的输出端与信号输出端相连。所述第六放大单元的输入端与第八放大器Q8的第二极相连，为第八放大器提供具有高输入阻抗的负载，并输出第二放大信号；所述第六放大单元的输出端与信号输出端相连。

本实施例中输出驱动模块4中的第五放大单元和第六放大单元分别由两个并联的射极跟随器构成，具有输入阻抗高且输出阻抗低的特性，提高了复合放大器输出端的负载能力。

具体地，输出驱动模块4包括电阻R18、第九放大器Q9、电阻R19、第十放大器Q10和恒流源I1，其中第五放大单元中第七放大器Q7的第二极与电阻R18的一端相连，电阻R18的另一端与第九放大器Q9的控制极相连，第九放大器Q9的第二极与第一电压源VCC2相连，第九放大器Q9的第一极与恒流源I1相连，第九放大器Q9的第一极还与信号输出端5相连；同样地，第六放大单元中第八放大器Q8的第二极与电阻R19的一端相连，电阻R19的另一端与第十放大器Q10的控制极相连，第十放大器Q10的第二极与第一电压源VCC2相连，第十放大器Q10的第一极与恒流源I1相连，第十放大器还与第九放大器的第一极和信号输出端5相连，同时分别与第一反馈模块8、第二反馈模块7的输入端相连。其中电阻R18和电阻19的阻值相同，第九放大器Q9与第十放大器Q10的型号相同，第九放大器Q9与第十放大器Q10均为晶体管放大器件，若为三极管时，第九放大器Q9与第十放大器Q10的控制极为基极，第一极为发射极，第二极为集电极；若为场效应管时，第九放大器Q9与第十放大器Q10的控制极为栅极，第一极为源极，第二极为漏极。

所述输出驱动模块4的输出端还与第一反馈模块8的输入端连接，第一反馈模块8的输出端与直流放大模块6的反馈端相连，第一反馈模块8用于调节信号输入端所输入信号中的直流信号和低频信号的放大倍数；第六放大单元的输出端还与第二反馈模块7的输入端相连；如图2所示，第一反馈模块8包括第一反馈电阻R20和第二反馈电阻R21，第六放大单元的输出端与第一反馈电阻R20的一端相连，第一反馈电阻R20的另一端与高精密运算放大器U1的反相输入端相连，第一反馈电阻R20的另一端还与第二反馈电阻R21的一端相连，第二反馈电阻R21的另一端与地相连,本实施例中第二反馈电阻R21为阻值可调的电阻。这样，通过第一反馈模块来稳定直流放大模块6、第一宽带放大模块301、第二宽带放大模块302和输出驱动模块4的静态工作电压与电流，同时通过第二反馈电阻R21和第一反馈电阻R20的来确定整个复合放大器对直流信号和低频信号的放大倍数，其中输入信号中直流信号和低频信号的放大倍数为1+R20/R21，由于第二反馈电阻R21为可调电阻，其可通过调节第二反馈电阻R21的阻值来调节直流信号和低频信号的放大倍数，使得复合放大器具有高直流精度。

所述输出驱动模块4的输出端还与第二反馈模块7的输入端连接，第二反馈模块7的输出端与第一宽带放大模块301的反馈端相连，第二反馈模块7用于调节信号输入端所输入信号中的高频信号的放大倍数；第六放大单元的输出端与第一反馈模块的输入端相连；如图2所示，第二反馈模块7包括第一反馈电容C5、第三反馈电阻R22和第四反馈电阻R23，第六放大单元的输出端还与第一反馈电容C5的一端相连，第一反馈电容C5的另一端与第三反馈电阻R22的一端相连，第三反馈电阻R22的另一端与第一放大器Q1的第一极相连，第一反馈电容C5的另一端还与第四反馈电阻R23的一端相连，第四反馈电阻R23的另一端与第二放大器Q2的第一极相连。这样，第一反馈电容C5从输出驱动模块的输出端耦合到高频反馈信号，同时隔离了输出驱动模块所输出的直流信号和低频信号，第一反馈电容C5将耦合到的高频反馈信号分别通过第三反馈电阻R22和第四反馈电阻R23送到第一宽带放大模块301的反馈端（第一放大器Q1的第一极、第二放大器Q2的第一极），构成了复合放大器的高频负反馈回路，其中第三反馈电阻R22和第四反馈电阻R23的阻值相同，输入信号中高频信号的放大倍数为1+R22/R4。本实施例中高频信号的放大倍数是一定的，可通过调节第二反馈电阻R21的阻值来调节直流信号和低频信号的放大倍数，使得直流信号和低频信号的放大倍数与高频信号的放大倍数相同，避免了复合放大器在使用过程中由于温度漂移等原因造成直流和低频放大倍数存在偏差的问题，提高了复合放大器对输入信号的放大精度。

以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。

Claims (8)

1.一种复合放大器，其特征在于，包括：信号输入端、高频耦合模块、直流放大模块、宽带放大模块、输出驱动模块和信号输出端；

所述高频耦合模块的输入端与信号输入端相连，用于将信号输入端所输入信号中的直流信号和低频信号进行隔离，并输出输入信号中的高频信号；

所述直流放大模块的输入端与信号输入端相连，用于对信号输入端所输入信号中的直流信号和低频信号进行放大；所述直流放大模块的输出端与宽带放大模块的输入端相连；

所述宽带放大模块的输入端与高频耦合模块的输出端和直流放大模块的输出端相连，用于对输入信号中的高频信号和直流放大模块的输出信号进行放大；

所述宽带放大模块包括：

第一宽带放大模块，所述第一宽带放大模块的输入端与高频耦合模块的输出端和直流放大模块的输出端相连，用于对输入信号中的高频信号和直流放大模块的输出信号进行一次放大；

第二宽带放大模块，所述第二宽带放大模块的输入端与第一宽带放大模块的输出端相连，用于对一次放大后的信号进行二次放大；

所述第一宽带放大模块包括第一放大单元和第二放大单元，第二放大单元并联在第一放大单元的两端；第一放大单元与第二放大单元的结构相同；

所述第一放大单元的输入端与高频耦合模块的输出端和直流放大模块的输出端相连，第一放大单元用于将高频耦合模块输出端所输出的高频信号和直流放大模块的输出信号的电压进行放大，并输出第一一次放大信号；第二放大单元的输入端与高频耦合模块的输出端和直流放大模块的输出端相连，第二放大单元用于将高频耦合模块输出端所输出的高频信号和直流放大模块的输出信号的电压进行放大，并输出第二一次放大信号；

所述第一放大单元包括第一放大器和第三放大器，所述第一放大器为共射极晶体管放大器或共源极晶体管放大器，第三放大器为共基极晶体管放大器或共栅极晶体管放大器；所述第一放大器的控制极与高频耦合模块的输出端以及直流放大模块的输出端相连，第一放大器的第一极与第二反馈模块的第一输出端相连，第一放大器的第二极与第三放大器的第一极相连，第三放大器的控制极与一负电压源相连，第三放大器的第二极输出第一一次放大信号；

所述第二放大单元包括第二放大器和第四放大器，所述第二放大器为共射极晶体管放大器或共源极晶体管放大器，第四放大器为共基极晶体管放大器或共栅极晶体管放大器；所述第二放大器的控制极与高频耦合模块的输出端以及直流放大模块的输出端相连，第二放大器的第一极与第二反馈模块的第二输出端相连，第二放大器的第二极与第四放大器的第一极相连，第四放大器的控制极与一负电压源相连，第四放大器的第二极输出第二一次放大信号；

所述输出驱动模块的输入端与宽带放大模块的输出端相连，用于为宽带放大模提供具有高输入阻抗的负载，同时为输出信号提供低输出阻抗；

所述输出驱动模块的输出端与信号输出端相连。

2.如权利要求1所述的复合放大器，其特征在于，还包括第一反馈模块，所述第一反馈模块的输入端与输出驱动模块的输出端连接，第一反馈模块的输出端与直流放大模块的反馈端相连，所述第一反馈模块为直流放大模块提供负反馈，调节直流放大模块对直流和低频信号的放大倍数。

3.如权利要求1或2所述的复合放大器，其特征在于，所述第二反馈模块的输入端与输出驱动模块的输出端相连，第二反馈模块的输出端与宽带放大模块的反馈端相连，所述第二反馈模块为宽带放大模块提供高频负反馈，调节宽带放大模块对高频信号的放大倍数。

4.如权利要求1所述的复合放大器，其特征在于，所述高频耦合模块为第一电容。

5.如权利要求1所述的复合放大器，其特征在于，所述直流放大模块包括第二电容和高精密运算放大器，所述高精密运算放大器的同相输入端与信号输入端相连，高精密运算放大器的反相输入端与第一反馈模块的输出端相连，高精密运算放大器的输出端与宽带放大模块的输入端相连，第二电容连接在高精密运算放大器的反相输入端与输出端之间。

6.如权利要求2所述的复合放大器，其特征在于，所述第二宽带放大模块包括第三放大单元和第四放大单元，第四放大单元并联在第三放大单元的两端；第三放大单元与第四放大单元的结构相同；

所述第三放大单元的输入端与第一放大单元的输出端相连，第三放大单元用于将第一一次放大信号的电压进行放大，并输出第一二次放大信号；所述第四放大单元的输入端与第二放大单元的输出端相连，第四放大单元用于将第二一次放大信号的电压进行放大，并输出第二二次放大信号。

7.如权利要求6所述的复合放大器，其特征在于，所述输出驱动模块包括第五放大单元和第六放大单元，第六放大单元并联在第五放大单元的两端，第五放大单元与第六放大单元的结构相同；

所述第五放大单元的输入端与第三放大单元的输出端相连，第五放大单元为第二宽带放大模块提供具有高输入阻抗的负载，并输出第一放大信号，同时提供低输出阻抗；所述第五放大单元的输出端与信号输出端相连；

所述第六放大单元的输入端与第四放大单元的输出端相连，第六放大单元用于为第二宽带放大模块提供具有高输入阻抗的负载，并输出第二放大信号，同时提供低输出阻抗；所述第六放大单元的输出端与信号输出端相连。

8.如权利要求7所述的复合放大器，其特征在于，所述第一反馈模块包括第一反馈电阻和第二反馈电阻，第六放大单元的输出端与第一反馈电阻的一端相连，第一反馈电阻的另一端与高精密运算放大器的反相输入端相连，第一反馈电阻的另一端还与第二反馈电阻的一端相连，第二反馈电阻的另一端与地相连；

所述第二反馈模块包括第一反馈电容、第三反馈电阻和第四反馈电阻，第六放大单元的输出端还与第一反馈电容的一端相连，第一反馈电容的另一端与第三反馈电阻的一端相连，第三反馈电阻的另一端与第一放大器的第一极相连，第一反馈电容的另一端还与第四反馈电阻的一端相连，第四反馈电阻的另一端与第二放大器的第一极相连。

Images