双向高电压输出线性放大电路的制作方法

本发明涉及电子电路技术领域，尤其涉及一种精密测量仪器仪表内部需要高精度线性可调电源，且满足宽范围双向电压可调要求的双向高电压输出线性放大电路。

背景技术：

随着电子工业技术的发展，对仪器仪表测量精度的要求一直在不断提高，对于电子元器件的精密测量，不管是有源或无源器件的测量，其本质上都是电压和电流的测量。而现在高精度测量仪器需要将小信号经过线性放大达较高电压(50v以上)输出，传统的利用运算放大器构成的比例放大器，由于受运算放大器电源电压及本身的限制不能实现高电压放大输出。

技术实现要素：

为解决技术背景所提出的问题，本发明提供一种双向高电压输出线性放大电路，该电路能将可调基准电压信号，经过电路的线性放大输出正负210v以上，且由精密电阻构成的反馈电路使输出高精度电压可调。

本发明采用以下技术方案：双向高电压输出线性放大电路，包括恒流源电路、差分输入级电路、串联级共射电压放大电路、反馈电路、电流跟随输出电路，恒流源电路和差分输入级电路相连接，差分输入级电路和串联级共射电压放大电路相连接，串联级共射电压放大电路和电流跟随输出电路相连接，反馈电路分别和差分输入级电路和电流跟随输出电路相连接。

所述恒流源电路包括第三三极管、第一电阻、第二电阻、第一电容、第一二极管组、第二二极管，第一二极管的阴极与第二二极管的阳极相连接，第一电阻一端连接电源ⅰ，另一端连接第三三极管的发射极，第三三极管的基极连接第二电阻的一端、第一电容的一端、第一二极管的阳极，第二电阻另一端接地，第一电容的另一端与第二二极管的阴极连接后，共同连接电源ⅱ。

所述差分输入级电路包括第一三极管、第二三极管、第五电阻、第三电容、第六电阻、第二电容、第四电阻、第三电阻，第一三极管的发射极和第二三极管的发射极共同连接第一三极管的集电极，第一三极管的集电极连接电源ⅲ，第一三极管的基极连接第五电阻的一端，第五电阻的另一端连接第三电容的一端、第六电阻的一端，第三电容的另一端、第六电阻的另一端接地，第二三极管的基极连接第二电容的一端、第四电阻的一端，第二电容的另一端接地，第四电阻的另一端连接第三电阻的一端后，共同连接输入接口，第三电阻的另一端接地。

所述串联级共射电压放大电路包括第四三极管、第五三极管、第四电容、第六电容、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第七电容、第九电阻、第二十八电阻、第三二极管第四二极管，第三二极管和第四二极管的阴极共同连接电源ⅳ，第四三极管的发射极连接第二三极管的集电极、第二一二极管的阳极，第四三极管的基极连接第四电容的一端、第九电阻的一端，第九电阻的另一端连接第四二极管的阳极、第二十八电阻的一端，第二十八电阻的另一端连接第十二电阻的一端、第十一电阻的一端，第四三极管的集电极连接第五三极管的发射极、第四电容的另一端，第五三极管的集电极连接第六电容的一端，第五三极管的基极连接第六电容的另一端、第十电阻的一端，第十电阻的另一端连接第七电容的一端、第十一电阻的另一端，第七电容的另一端接地。

所述反馈电路包括第七电阻、第八电阻、第三电容和第六电阻，第六电阻的一端连接第三电容的一端、第七电阻的一端，第七电阻的另一端和第三电容的另一端共同连接第八电阻的一端。

所述电流跟随输出电路包括第六三极管、第七三极管、第八三极管、第九三极管、第十三极管、第十一三极管、第二十七电阻、第十二电容、第十六电阻、第十七电阻、第十五电阻、第二十六电阻、第二十五电阻、第十八电阻、第十四电阻、第十九电阻、第十一电容、第二十一电阻、第二十二电阻、第二十电阻、第十三电阻、第二十三电阻、第二十四电阻、第八电容、第九电容、第十电容、第五二极管组，第六二极管组，第五二极管的阳极和第六二极管的阴极连接，第六二极管的阴极连接第十二电容的一端和第二十七电阻的一端，同时连接负250v电源，第五二极管的阳极与第十二电容的另一端和第九三极管的基极相连接，第九三极管的基极接地，第九三极管的发射极连接第二十七电阻的另一端，第九三极管的集电极连接第八三极管的发射极，第八三极管的基极连接第十六电阻的一端、第十七电阻的一端、第十五电阻的一端，第十六电阻的另一端连接负250v电源，第十五电阻的另一端接地，第十七电阻的另一端连接第八电阻的另一端、输出接口、第十八电阻的一端，第十八电阻的另一端连接第十四电阻的一端、第十九电阻的一端、第七三极管的基极，第十四电阻的另一端接地，第十九电阻的另一端连接正250v电源，第八三极管的集电极连接第十三极管的发射极、第八三极管的集电极输出、第二十六电阻的一端，第十三极管的基极连接第二十六电阻的另一端、第二十五电阻的一端，第十三极管的集电极连接第二十五电阻的另一端、第七三极管的集电极、第七三极管的集电极输出、第十一电容的一端、第八电容的一端，第七三极管的发射极连接第六三极管的发射极，第六三极管的基极连接第二十一电阻的一端、第十一电容的另一端、第二十二电阻的一端，第二十二电阻的另一端连接正250v电源，第二十一电阻的另一端接地；第六三极管的集电极连接第十一三极管的集电极，第十一三极管的基极连接第二十电阻的一端，第二十电阻的另一端连接第八电容的另一端、第十三电阻的一端、第五三极管的集电极，第十一三极管的发射极连接第二十电阻的一端、第九电容的一端，第二十电阻的另一端连接第二十三电阻的一端、第十电容的一端、第十三电阻的另一端、第十二电阻的另一端，同时第二十电阻的另一端、第二十三电阻的一端、第十电容的一端、第十三电阻的另一端、第十二电阻的另一端连接正250v电源，第九电容的另一端连接第二十三电阻的另一端、第十电阻的另一端。

所述电源ⅰ、电源ⅱ连接负15v的电源接口，电源ⅲ、电源ⅳ连接正15v的电源接口。

本发明具有的优点：能将一定小信号经过比例线性放大，达高电压输出，电压最高达到正负210v输出。

附图说明

图1为本发明的电路图。

图2为调整管电路。

具体实施方式

下面结合附图1、图2和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

本发明提供的双向高电压输出线性放大电路，包括恒流源电路1、差分输入级电路2、串联级共射电压放大电路3、反馈电路4、电流跟随输出电路5，恒流源电路1和差分输入级电路2相连接，差分输入级电路2和串联级共射电压放大电路3相连接，串联级共射电压放大电路3和电流跟随输出电路5相连接，反馈电路4分别和差分输入级电路2和电流跟随输出电路5相连接。

本发明的恒流源电路1包括第三三极管t3、第一电阻r1、第二电阻r2、第一电容c1、第一二极管组d1、第二二极管d2，第一二极管d1的阴极与第二二极管d2的阳极相连接，第一二极管阳极和第三三极管基极相连接，第二二极管阴极和负电源相连接，第一电阻r1一端连接电源ⅰ，即15v电源的负极接口，另一端连接第三三极管t3的发射极，第三三极管t3的基极连接第二电阻r2的一端、第一电容c1的一端、第一二极管d1的阳极，第二电阻r2另一端接地，第一电容c1的另一端与第二二极管d2的阴极连接后，共同连接电源ⅱ，即15v电源的负极接口。第一二极管d1和第二二极管d2上固定正向压降，于是在第一电阻r1上形成固定电压，这样形成第三三极管t3集电极电流恒定，上述恒流源电路1作为差分输入级电路2的静态偏置。

差分输入级电路2包括第一三极管t1、第二三极管t2、第五电阻r5、第三电容c3、第六电阻r6、第二电容c2、第四电阻r4、第三电阻r3，第一三极管t1的发射极和第二三极管t3的发射极共同连接第一三极管t1的集电极，第一三极管t1的集电极连接电源ⅲ，即15v电源的正极输入接口，第一三极管t1的基极连接第五电阻r5的一端，第五电阻r5的另一端连接第三电容c3的一端、第六电阻r6的一端，第三电容c3的另一端、第六电阻r6的另一端接地，第二三极管t2的基极连接第二电容c2的一端、第四电阻r4的一端，第二电容c2的另一端接地，第四电阻r4的另一端连接第三电阻r3的一端后，共同连接输入接口vin，第三电阻r3的另一端接地。第二三极管t2基极作为反相输入端，而第一三极管t1基极作为同相输入端，该差分输入级电路2构成本发明的输入级。

串联级共射电压放大电路3包括第四三极管t4、第五三极管t5、第四电容c4、第六电容c6、第十电阻r10、第十一电阻r11、第十二电阻r12、第七电容c7、第九电阻r9、第二十八电阻r28、第三二极管d3第四二极管d4，第三二极管d3和第四二极管d4的阴极共同连接电源+vcc，第四三极管t4的发射极连接第二三极管t2的集电极、第三二极管d3的阳极，第四三极管t4的基极连接第四电容c4的一端、第九电阻r9的一端，第九电阻r9的另一端连接第四二极管d4的阳极、第二十八电阻r28的一端，第二十八电阻r28的另一端连接第十二电阻r12的一端、第十一电阻r11的一端，第四三极管t4的集电极连接第五三极管t5的发射极、第四电容c4的另一端，第五三极管t5的集电极连接第六电容c6的一端，第五三极管t5的基极连接第六电容c6的另一端、第十电阻r10的一端，第十电阻r10的另一端连接第七电容c7的一端、第十一电阻r11的另一端，第七电容c7的另一端接地。该串联级共射电压放大电路对电压进行放大，由第四三极管t4发射极为输入，第五三极管集电极输出。

电流跟随输出电路5包括第六三极管t6、第七三极管t7、第八三极管t8、第九三极管t9、第十三极管t10、第十一三极管t11、第二十七电阻r27、第十二电容c12、第十六电阻r16、第十七电阻r17、第十五电阻r15、第二十六电阻r26、第二十五电阻r25、第十八电阻r18、第十四电阻r14、第十九电阻r19、第十一电容c11、第二十一电阻r21、第二十二电阻r22、第二十电阻r20、第十三电阻r13、第二十三电阻r23、第二十四电阻r24、第八电容c8、第九电容c9、第十电容c10、第五二极管d5、第六二极管d6，第五二极管d5的阳极和第六二极管d6的阴极相连接，第五二极管d5的阴极连接第十二电容c12的一端和第二十七电阻r27的一端，同时连接负250v电源，第五二极管d5的阳极连接第十二电容c12的另一端、第九三极管t9的基极，第五二极管d5和第六二极管d6串联后两端压降恒定，于是第二十七电阻r27上电压恒定，第九三极管t9集电极电流恒定，其基极接地，第九三极管t9的发射极连接第二十七电阻r27的另一端，第九三极管t9的集电极连接第八三极管t8的发射极，第八三极管t8的基极连接第十六电阻r16的一端、第十七电阻r17的一端、第十五电阻r15的一端，第十六电阻r16的另一端连接负250v电源，第十五电阻r15的另一端接地，第十七电阻r17的另一端连接第八电阻r8的另一端、输出接口vout、第十八电阻r18的一端，第十八电阻r18的另一端连接第十四电阻r14的一端、第十九电阻r19的一端、第七三极管t7的基极，第十四电阻r14的另一端接地，第十九电阻r19的另一端连接正250v电源，第八三极管t8的集电极连接第十三极管t10的发射极、第二十六电阻r26的一端，第十三极管t10的基极连接第二十六电阻r26的另一端、第二十五电阻r25的一端，第十三极管t10的集电极连接第二十五电阻r25的另一端、第七三极管t7的集电极、第十一电容c11的一端、第八电容c8的一端，第七三极管t7的发射极连接第六三极管t6的发射极，第六三极管t6的基极连接第二十一电阻r21的一端、第十一电容c11的另一端、第二十二电阻r22的一端，第二十二电阻r22的另一端连接正250v电源，第二十一电阻r21的另一端接地；第六三极管t6的集电极连接第十一三极管t11的集电极，第十一三极管t11的基极连接第二十电阻r20的一端，第二十电阻r20的另一端连接第八电容c8的另一端、第十三电阻r13的一端、第五三极管t5的集电极，第十一三极管t11的发射极连接第二十电阻r24的一端、第九电容c9的一端，第二十电阻r24的另一端连接第二十三电阻r23的一端、第十电容c10的一端、第十三电阻r13的另一端、第十二电阻r12的另一端，同时第二十电阻r24的另一端、第二十三电阻r23的一端、第十电容c10的一端、第十三电阻r13的另一端、第十二电阻r12的另一端连接正250v电源，第九电容c9的另一端连接第二十三电阻r23的另一端、第十电阻r10的另一端。第十三极管t10和第二十五电阻r25、第二十六电阻r26构成恒定压降。在电流跟随输出中，第十一三极管基极经二十电阻r20作为输入端，第十三极管t10的集电极和发射极形成固定电压降，第七三极管t7集电极作为正电压输出推动级，第八三极管t8集电极作为负电压输出推动级。推动图2所示调整管电路输出vout。

反馈电路4包括第七电阻r7、第八电阻r8、第三电容c3和第六电阻r6，第六电r6的一端连接第三电容c3的一端、第七电阻r7的一端，经第五电阻r5与放大器输入级同相输入端第一三极管t1基极相连接，构成负反馈；第七电阻r7的另一端和第三电容c3的另一端共同连接第八电阻r8的一端。第八电阻r8另端连接输出端；输出电压由第七电阻和第八电阻的电阻值的和：r7+r8，与第六电阻r6相比的比例关系决定电压的放大倍数，使输出级输出电压vout与输入vin的比值和r7+r8与r6的比值相等。

当输出vout电压值因负载变化而发生波动时，由第十四电阻r14、第十五电阻r15、第十六电阻r16、第十七电阻r17第十八电阻r18和第十九电阻r19构成的电路，便改变第七三极管t7和第八三极管t8基极电位，从而调节第七三极管t7集电极输出v1和第八三极管t8集电极输出v2。从而通过v1和v2推动图2所示调整管电路，来调节vout输出。

本发明的电路具有双向电压线性放大作用，在输入端口vin输入基准电压信号0v至正负10v时，线性放大输出vout输出在0v至正负210v的电压。本电路解决了传统由运放和外围电路构成的线性比例放大电路，由于运放的电源电压低而无法实现高电压输出的线性放大电路。本发明由耐高压三极管(t6、t7、t8、t9、t10、t11)、精密电阻(r6、r7、r8)和二极管组成，具有精度高，性能稳定。

需要说明的是，本发明图2作为调整管电路不作本发明内容。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明整体构思前提下，还可以作出若干改变和改进，这些也应该视为本发明的保护范围。