一种基于电流镜电路的音频放大器的制作方法

本技术涉及放大电路，具体涉及一种基于电流镜电路的音频放大器。

背景技术：

1、目前，需要将音频放大时，通常采用以下方式：

2、1)反馈式电压放大，其缺点为：由分立器件或运放芯片构成，由于使用电阻并联电容的反馈方式且电容的容量较大，使音质的透明度与瞬态反应变差，声音的结像和解析力自然大打折扣，无法准确表现音乐中速度变化；

3、2)多级放大，其缺点为：常规放大器架构包括前级放大、音量控制、缓冲、电流放大和驱动耳机(或音箱)，其成本高，噪声大、音染严重；

4、3)音量控制的专用芯片，专用芯片较为昂贵，其自身噪声较大。

技术实现思路

1、有鉴于此，本实用新型的主要目的在于提供一种基于电流镜电路的音频放大器。

2、为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

3、本实用新型实施例提供一种基于电流镜电路的音频放大器，包括正电源、负电源、正极平衡差分信号端、负极平衡差分信号端、第一恒流源电路、第二恒流源电路、信号转换输入电路、第一威廉逊电流镜电路、第二威廉逊电流镜电路、第三威廉逊电流镜电路、信号转换输出电路、信号输出端，所述正电源和负电源分别与第一恒流源电路、第二恒流源电路、第一威廉逊电流镜电路和第二威廉逊电流镜电路的输入端连接，所述第一恒流源电路和第二恒流源电路的输出端均与第三威廉逊电流镜电路连接，所述正极平衡差分信号端和负极平衡差分信号端均与第三威廉逊电流镜电路的输入端连接，所述信号转换输入电路与正极平衡差分信号端连接，用于将电信号转换为电流信号，所述第三威廉逊电流镜电路分别与第一威廉逊电流镜电路和第二威廉逊电流镜电路并联后与信号转换输出电路连接，所述信号转换输出电路与信号输出端连接，用于将电流信号转换为电压信号。

4、上述方案中，所述第三威廉逊电流镜电路包括第九三极管、第十三极管、第十一三极管、第十二三极管，所述第九三极管的发射极分别于负极平衡差分信号端、第十一三极管的发射极连接，所述第九三极管的基极与第十三极管的基极连接，所述第十三极管的发射极分别于正极平衡差分信号端和第十二三极管的发射极连接，所述第十二三极管的基极与第十一三极管的基极连接。

5、上述方案中，所述信号转换平衡输入电路包括第一电阻器、正端信号输入源、负端信号输入源，所述第一电阻器的第一端与正极平衡差分信号端连接，所述第一电阻器的第二端与正端信号输入源连接；所述负端信号输入源的第一端与负极平衡差分信号端连接。

6、上述方案中，所述第一威廉逊电流镜电路包括第一三极管、第二三极管、第三三极管、第四三极管，所述第一三极管的发射极分别与第二三极管的发射极和正电源连接，所述第一三极管的基极分别与第二三极管的基极、第二三极管的集电极和第四三极管的发射极连接，所述第一三极管的集电极分别与第三三极管的发射极连接，所述第三三极管的基极分别与第三三极管的集电极、第十一三极管的集电极和第四三极管的基极连接。

7、上述方案中，所述第二威廉逊电流镜电路包括第五三极管、第六三极管、第七三极管、第八三极管，所述第八三极管的发射极分别与第六三极管的发射极和负电源连接，所述第八三极管的基极分别与第六三极管的基极、第八三极管的集电极和第七三极管的发射极连接，所述第六三极管的集电极分别与第五三极管的发射极连接，所述第五三极管的基极分别与第五三极管的集电极、第九三极管的集电极和第七三极管的基极连接。

8、上述方案中，所述第一恒流源电路包括第一恒流源负载，所述第十二三极管的集电极串联第一恒流源负载后与正电源连接。

9、上述方案中，所述第二恒流源电路包括第二恒流源负载，所述第十三极管的集电极串联第二恒流源负载后与负电源连接。

10、上述方案中，所述信号转换输出电路包括第二电阻器，所述第二电阻器的第一端分别与第四三极管的集电极、第七三极管的集电极和信号输出端连接，所述第二电阻器的第二端接地。

11、与现有技术相比，本实用新型的有益效果：

12、本实用新型采用电流镜电路架构，可以将前端输出的音频信号无损传输到输出端，并可以直接用输出端的接地电阻转换为足够大的电压信号而不必再进行增益放大，实现低失真、高信噪比的信号，同时可以将输出端的接地电阻采用电位器或数控电阻直接控制音量。

技术特征：

1.一种基于电流镜电路的音频放大器，其特征在于，包括正电源、负电源、正极平衡差分信号端、负极平衡差分信号端、第一恒流源电路、第二恒流源电路、信号转换输入电路、第一威廉逊电流镜电路、第二威廉逊电流镜电路、第三威廉逊电流镜电路、信号转换输出电路、信号输出端，所述正电源和负电源分别与第一恒流源电路、第二恒流源电路、第一威廉逊电流镜电路和第二威廉逊电流镜电路的输入端连接，所述第一恒流源电路和第二恒流源电路的输出端均与第三威廉逊电流镜电路连接，所述正极平衡差分信号端和负极平衡差分信号端均与第三威廉逊电流镜电路的输入端连接，所述信号转换输入电路与正极平衡差分信号端连接，用于将电信号转换为电流信号，所述第三威廉逊电流镜电路分别与第一威廉逊电流镜电路和第二威廉逊电流镜电路并联后与信号转换输出电路连接，所述信号转换输出电路与信号输出端连接，用于将电流信号转换为电压信号。

2.根据权利要求1所述的一种基于电流镜电路的音频放大器，其特征在于，所述第三威廉逊电流镜电路包括第九三极管、第十三极管、第十一三极管、第十二三极管，所述第九三极管的发射极分别于负极平衡差分信号端、第十一三极管的发射极连接，所述第九三极管的基极与第十三极管的基极连接，所述第十三极管的发射极分别于正极平衡差分信号端和第十二三极管的发射极连接，所述第十二三极管的基极与第十一三极管的基极连接。

3.根据权利要求2所述的一种基于电流镜电路的音频放大器，其特征在于，所述信号转换平衡输入电路包括第一电阻器、正端信号输入源、负端信号输入源，所述第一电阻器的第一端与正极平衡差分信号端连接，所述第一电阻器的第二端与正端信号输入源连接，所述负端信号输入源的第一端与负极平衡差分信号端连接。

4.根据权利要求3所述的一种基于电流镜电路的音频放大器，其特征在于，所述第一威廉逊电流镜电路包括第一三极管、第二三极管、第三三极管、第四三极管，所述第一三极管的发射极分别与第二三极管的发射极和正电源连接，所述第一三极管的基极分别与第二三极管的基极、第二三极管的集电极和第四三极管的发射极连接，所述第一三极管的集电极分别与第三三极管的发射极连接，所述第三三极管的基极分别与第三三极管的集电极、第十一三极管的集电极和第四三极管的基极连接。

5.根据权利要求4所述的一种基于电流镜电路的音频放大器，其特征在于，所述第二威廉逊电流镜电路包括第五三极管、第六三极管、第七三极管、第八三极管，所述第八三极管的发射极分别与第六三极管的发射极和负电源连接，所述第八三极管的基极分别与第六三极管的基极、第八三极管的集电极和第七三极管的发射极连接，所述第六三极管的集电极分别与第五三极管的发射极连接，所述第五三极管的基极分别与第五三极管的集电极、第九三极管的集电极和第七三极管的基极连接。

6.根据权利要求5所述的一种基于电流镜电路的音频放大器，其特征在于，所述第一恒流源电路包括第一恒流源负载，所述第十二三极管的集电极串联第一恒流源负载后与正电源连接。

7.根据权利要求6所述的一种基于电流镜电路的音频放大器，其特征在于，所述第二恒流源电路包括第二恒流源负载，所述第十三极管的集电极串联第二恒流源负载后与负电源连接。

8.根据权利要求7所述的一种基于电流镜电路的音频放大器，其特征在于，所述信号转换输出电路包括第二电阻器，所述第二电阻器的第一端分别与第四三极管的集电极、第七三极管的集电极和信号输出端连接，所述第二电阻器的第二端接地。

技术总结
本技术公开了一种基于电流镜电路的音频放大器，包括正电源、负电源、正极平衡差分信号端、负极平衡差分信号端、信号转换输入电路、第一威廉逊电流镜电路、第二威廉逊电流镜电路、第三威廉逊电流镜电路、信号转换输出电路、信号输出端；本技术采用电流镜电路架构，可以将前端输出的音频信号无损传输到输出端，并可以直接用输出端的接地电阻转换为足够大的电压信号而不必再进行增益放大，实现低失真、高信噪比的信号，同时可以将输出端的接地电阻采用电位器或数控电阻直接控制音量。

技术研发人员：黄福昌
受保护的技术使用者：莱珀（深圳）科技有限公司
技术研发日：20230920
技术公布日：2024/5/10