应用新型电流传输电路的20瓦/8欧小甲

电流声gl

应用新型电流传输电路的20瓦/8欧小甲正在制做中，又没赶上大赛，很是遗憾！在这里要感谢小明提供1702解码板。

laibu88

还早，还只是框架图

电流声gl

新型电流传输电路

电流声gl

新型电流传输电路实物

电流声gl

回复2楼，元旦放完假就可开声了。这几天不上来了。欢迎大家对电路方案和新型电流传输电路提出宝贵意见。更多的电路图和照片过完节再传上来。

laibu88

哈哈，都放假了，放假前进来看看

patch

老鸟 ！

画图好功夫，堪比电脑

zhudong

老鸟 ！

画图好功夫，堪比电脑
patch 发表于 2010-1-1 15:24

还有那一手好字一样让人佩服呀！再看看自己写的字------

sdlww

LZ的字非常漂亮!!!

HiVi1120

图画得漂亮啊

weyejia

期待佳作，问题是要把dac。。。。。等等元件标示出来啊。

tsyg99

很好的构思，虽然失真度还是比较高，至少信噪比相对很高了。如果是直接放大数字信号就更有趣了

电流声gl

回12楼,这正是低失真的设计!看来要先介绍一下原理了.

billy_108

电路图画得很漂亮，就冲这个顶一下！！

电流声gl

出了麻烦

电流声gl

电源及保护电路实物图

电流声gl

电流信号线性传输的方法

本发明涉及一种电流信号线性传输电路技术方案，属于电学领域的基本电子电路。

模拟电信号可分为电压信号和电流信号，现阶段，音响设备的电信号传输以电压传输方式为主。电流传输方式比电压传输方式有很多技术上的优势，正逐步为人们所认识，在音响设备中的应用也越来越多，将是模拟放大技术今后的发展方向。
有源放大器件发展至今，还没有制造出线性放大器件，现阶段的电信号放大器降低非线性失真采用的主要手段还是环路负反馈技术。有三个以上极点（占绝大多数）的负反馈放大器存在不稳定因素，在特定情况下会诱发自激振荡，深度环路负反馈还会引发严重的瞬态互调失真，这两点是目前的晶体管放大器声音不耐听的最主要原因。环路负反馈技术也只能改善失真，而不能消除失真，要消除电信号放大器的非线性失真，必须从电路设计上着手，一是对有源放大器件的非线性进行补偿，又分为异性补偿和同性补偿；二是使传输（放大）电信号与有源放大器件的参数无关，这是最彻底、最有效的方法，才能使稳定的零失真的理想放大器成为现实。
目前现有的电流信号传输电路，是以双极晶体三极管电流镜象电路为基础构成的，利用同性补偿克服晶体管的非线性。它需要使用十几对双极晶体三极管，并至少要对VBE、β两项参数进行配对，制造成本很高，由于配对误差及双极晶体三极管基极电流的影响，传输电流信号是存在误差（失真）的。场效应晶体管可以接成共源极、共栅极和共漏极三种基本组态电路，其**栅极组态电路输入电阻最小，输出电阻最大，由于没有栅流，其电流增益恒等于1，最适合用来传输电流信号。

为了消除电信号放大器的非线性失真，并解决现有的电流信号传输电路存在的问题和缺点，本发明提供一种能实现电流信号线性传输的电路技术方案。该技术方案实施电流信号的传输与电路中元器件的参数无关，从而消除有源放大器件非线性因素的影响，实现电流信号的零失真传输。当输入级的两个场效应晶体管配对良好时，在电压信号与电流信号输入端之间串一个电阻，还可将电压信号转换成电流信号，实现线性V/I变换。
本发明实现电流信号线性传输，消除电信号放大器的非线性失真所采用的技术方案是：以接成共栅极组态的场效应晶体管电路和恒流源为基础来构建电流信号传输电路，主要由四个场效应晶体管和两个恒流源以及静态工作电流、电压设定用偏置电源、电阻组成。其电路连接关系：第一晶体管（Q1）和第二晶体管（Q2）的源极分别经各自的偏置电阻（RN、RP）与电流信号输入端（1）连接，第一晶体管（Q1）的栅极经偏置电源（VG－）与信号地（4）连接，第二晶体管（Q2）的栅极经偏置电源（VG+）与信号地（4）连接；第一晶体管（Q1）的漏极和第三晶体管（Q3）的源极与正恒流源（IS+）的输出端直接相接于节点（3），正恒流源（IS+）的另一端与正电源（+VD）输入端（5）连接；第二晶体管（Q2）的漏极和第四晶体管（Q4）的源极与负恒流源（IS－）的输出端直接相接于节点（2），负恒流源（IS－）的另一端与负电源（－VD）输入端（7）连接；第三晶体管（Q3）的漏极和第四晶体管（Q4）的漏极直接与电流信号输出端（6）连接，第三晶体管（Q3）的栅极经偏置电源（VO+）与正电源（+VD）输入端（5）连接，第四晶体管（Q4）的栅极经偏置电源（VO－）与负电源（－VD）输入端（7）连接。
四个场效应晶体管均接成共栅极组态[对于交流信号而言，偏置电源（VG－、VG+、VO+、VO－）、供电电源（+VD、－VD）均可看作短路]电路。恒流源（IS+、IS－）为四个场效应管提供静态工作电流，同时也分别为第一晶体管（Q1）和第二晶体管（Q2）的负载。电阻（RN）和偏置电源（VG－）构成第一晶体管（Q1）的分压器式自偏压电路，确定其静态工作电流，同时也确定了第三晶体管（Q3）的静态工作电流，其值为IS+值减去第一晶体管（Q1）的静态工作电流值。电阻（RP）和偏置电源（VG+）构成第二晶体管（Q2）的分压器式自偏压电路，确定其静态工作电流，同时也确定了第四晶体管（Q4）的静态工作电流，其值为IS－值减去第二晶体管（Q2）的静态工作电流值。偏置电源（VO+）用来确定第一晶体管（Q1）和第三晶体管（Q3）及正恒流源（IS+）的静态工作电压，偏置电源（VO－）用来确定第二晶体管（Q2）和第四晶体管（Q4）及负恒流源（IS－）的静态工作电压。输入电流信号由第一晶体管（Q1）和第二晶体管（Q2）构成的共栅极互补推挽电路接收，经过各自的恒流源负载（IS+、IS－）传输至第三晶体管（Q3）和第四晶体管（Q4）构成的倒置的共栅极互补推挽电路合成输出，完成对电流信号的传输。
场效应晶体管可分为结型和绝缘栅两大类型，图1晶体管符号标示的是结型场效应管，使用绝缘栅场效应管时电路连接关系不变。第一晶体管（Q1）和第二晶体管（Q2）使用同一类型的互补型号，第一晶体管（Q1）为N沟道，第二晶体管（Q2）为P沟道；第三晶体管（Q3）和第四晶体管（Q4）使用同一类型的互补型号，第三晶体管（Q3）为P沟道，第四晶体管（Q4）为N沟道。目前，结型场效应管的耐压较低（市面上常见的互补型号K246/J103为50伏，K170/J74为40伏），当电源电压（+VD、－VD）较高（例如用于功放电路）时，四个晶体管可选用耐压更高的绝缘栅场效应管（市面上常见的有K214/J77、K2013/J313等绝缘栅增强型中功率互补型号，耗尽型不常见）。第一晶体管（Q1）和第二晶体管（Q2）工作时，υDS基本不变（简单点说，υDS的变化是由自身的υGS变化量与对应输出管的υGS变化量的差值引起的，两个υGS变化量本身就不大，差值就更小了），对耐压要求相对较低，使用结型场效应管时，在它们的漏极与节点（3）、（2）之间分别串一个稳压二极管分压也可解决耐压不足的问题，而且不影响电流信号的传输性能，也可只将第三晶体管（Q3）和第四晶体管（Q4）换成绝缘栅场效应管。使用绝缘栅场效应管时，要对偏置电路作相应的调整。
在第一晶体管（Q1）和第二晶体管（Q2）使用结型场效应管的情况下，如果只需要对电流信号源的电流信号实施传输时，可以不使用偏置电源（VG－、VG+），第一晶体管（Q1）和第二晶体管（Q2）的栅极直接与信号地（4）连接，由偏置电阻（RN、RP）建立自偏压确定第一晶体管（Q1）和第二晶体管（Q2）的静态工作电流，优点是偏置电路非常简单，缺点是输入电阻较大，不过也能做到小于100Ω，基本能满足电流信号源对负载阻抗的要求。
当要兼顾电压信号源输入，需要用电阻进行线性V/I变换时，无论第一晶体管（Q1）和第二晶体管（Q2）是使用结型场效应管还是使用绝缘栅场效应管都必须取消偏置电阻（RN、RP），第一晶体管（Q1）和第二晶体管（Q2）的源极直接与电流信号输入端（1）连接，由偏置电源（VG－、VG+）建立的固定偏压确定第一晶体管（Q1）和第二晶体管（Q2）的静态工作电流。只要第一晶体管（Q1）和第二晶体管（Q2）配对良好，在电压信号与电流信号输入端（1）之间串一个电阻，就可将电压信号线性的转换成电流信号。
本发明实现电流信号零失真传输的基本原理，是利用场效应晶体管的压控特性，无栅流（结型场效应管输入电阻＞100MΩ，绝缘栅型场效应管输入电阻＞100000MΩ，栅流完全可以忽略不计）产生。图1是基本原理电路，对于电流信号而言，四个场效应晶体管和两个电阻构成了包含四个节点（1、2、3、6）的闭合面，根据基尔霍夫电流定律（KCL）有：
-ii-IS++IS-+i0=0     设定IS+=IS-即有：   i0= ii
即可实现电流信号的零失真传输，并与构成电路的元器件参数无关。
当使用结型场效应管时，电路能传输的最大电流为饱和漏电流IDSS，要根据传输电流信号的大小选择合适的管子，当不能满足要求时，可多管并联使用，同时还能降低输入电阻，常见的绝缘栅场效应管都是中、大功率管，使用中没有这个问题。
以第一晶体管（Q1）和第二晶体管（Q2）使用结型场效应管为例，证明在取消偏置电阻（RN、RP）的情况下，在电压信号与电流信号输入端（1）之间串一个电阻，就能将电压信号线性的转换成电流信号，使用偏置电阻（RN、RP）时不成线性的证明略。当υDS不变（电路结构能保证υDS变化非常小，可近似认为不变）时，结型场效应管的转移特性：

              υGS
               VP                                          
在图3-1电路中，VG-、VG+为偏置电压，确定两管静态工作电流，一般取VG-=VG+=VG=0.5VP，此时静态工作电流iDO=0.25IDSS，假设N沟道Q1与P沟道Q2参数相同（即完全配对使用）。
对于N沟道Q1，VP是负值，IDSS是正值，υGS=-VG+△υGS，[1]式可写成：
             -VG+△υGS
               -VP
             VG-△υGS
                VP                                         ………………[2]
对于P沟道Q2，VP是正值，IDSS是负值，υGS=VG+△υGS，[1]式可写成：
             VG+△υGS
               VP                                                      ………………[3]
将[2]式展开得：
          2VG  2         VG2    2VG        △υGS2
           VP   VP         VP2    VP2         VP2              ………………[4]
将[3]式展开得：
           2VG   2         VG2     2VG         △υGS2
              VP   VP        VP2     VP2           VP2          ………………[5]
对于节点（1），根据基尔霍夫电流定律（KCL）有：
-ii-iDN-iDP=0
ii=-（iDN+iDP）
将[4]、[5]式代入上式得：
         4         4VG
         VP         VP2                                                             ………………[6]
           4         4VG
            VP         VP2         
实质上就是N沟道Q1与P沟道Q2互补合成后的跨导（也称互导），IDSS、VP、VG都是常数，因此gM也为常数。[6]式可写成：
ii=-gM△υGS                                                                        ………………[7]
[7]式对于iD随υGS按平方规律变化的绝缘栅场效应管构成的互补推挽电路也是成立的，属于对有源放大器件的非线性进行补偿的异性补偿方法。
图3-2非常直观的表明了这种关系。
输入电压：υi=Rii-△υGS  
           △υGS= Rii-υi
代入[7]式得：
ii=-gMRii+gMυi
          gM           
        1+ gMR                                                                            ………………[8]
从[8]式可得出结论：当N沟道Q1与P沟道Q2完全配对时，gM为常数，在电压信号与电流信号输入端（1）之间串一个电阻，就能将电压信号转换成电流信号，实现线性V/I变换。
图1电路仅仅是一种技术方案，构成具体实施电路时，对恒流源（IS+、IS－）最基本的要求是输出电阻大，对偏置电源（VG－、VG+、VO+、VO－）最基本的要求是电压稳定，只要满足要求，对电流信号传输电路性能的影响可忽略，可用任何元器件以任何方式构成。另外，在具体实施电路中很难保证正恒流源（IS+）和负恒流源（IS－）的电流值绝对相同（但对传输交流电流信号无影响），电源电压、环境温度等外界因素的变化也会引起偏差，使得没有电流信号输入时，输出电流不为零。因此，有必要加入零位伺服电路，用来自动控制零点漂移，具体（电路）方式可根据电路设计要求选取。

电流声gl

公式成乱码了，下午用照片发上来．

音乐传真

关注一下电流传输！最终还是看声音效果。

aisls

楼主的小甲机  竟然不用散热片，环保局的同志就是不一样啊。