一种宽带宽高压CRT视频放大器设计

1、 一种宽带宽高压crt视频放大器设计 摘要：本文研究了一种宽带宽，高压的彩色或单色crt视频放大器，该放大器用于驱动目前最苛刻的高分辨率的crt监视器。本文分析了该视频放大器的电路原理，对关键参数进行了设计，通过仿真验证电路理论参数，根据已验证的理论参数实验调试实际电路，并对实验结果进行了分析。关键词：宽带宽，高压；crt视频放大器；实验验证1 引言近几年随着监视器和lcd电视等市场的不断扩大，用户对视频放大器的要求发生变化，高压、宽带宽的视频放大器变得十分重要。本文研究的是一款宽带宽、高压的视频放大器，具有175mhz带宽，55v峰值电压输出摆动。它是一款互阻抗的放大器，给定输入电流9.3m

2、a时，输出可获得25v电压摆动，且输出偏置电压是供电电压的一半。本文分析了该视频放大器的电路原理，对关键参数进行了设计，通过仿真验证电路理论参数，根据已验证的理论参数实验调试实际电路，并对实验结果进行了分析。2 电路原理整个电路的拓扑结构选择上我们选用了多级的放大电路，根据信号的输入模式输入级采用了互补对称输入的模式，同时为了进一步增强输出能力，输出级采用了推挽互补对称的输出的工作方式。同时为了进一步稳定输出，增加了反馈级满足系统的使用要求1。原理框图如图1所示，电路拓扑结构如图2所示。图1 电路原理框图图2 电路拓扑结构图3 电路参数的设计3.1 设计目标本设计的目标是设计一款宽带宽、高压的

3、视频放大器，具体指标如表1所示：表1 电特性指标3.2 放大电路静态工作点设置图3 静态工作点的设置为了保证放大器能够不失真的对输入信号进行放大，静态工作点的设置一般是设置在输出负载特性曲线的中间最好2。3.3 关键芯片的选择放大电路的本质是在输入信号的作用下，通过有源元件对输入信号的放大，同时根据模块的特点，该模块用于驱动crt的显示器，同时输出的电压要求也很高，因此对于电路内部的有源元件（三极管）的选择有以下的要求：a管子的vceo值电路工作的标称电压（60v）b根据电路的要求，其工作的带宽最大要在175mhz ，因此我们选用的三极管的特征频率应在500mhzc根据电路输出电流的要求，三极

4、管的ic电流250ma3.4 直流通路分析图4 电路的直流通路（1）n1和n2三极管的静态工作点分析如下：图5 n1和n2静态工作点的计算n1三极管的静态工作点：n1和n2通路：n2三极管的静态工作点：（2）n3和n4三极管的静态工作点分析如下：图6 n3和n4静态工作点的计算n3三极管的静态工作点n4三极管的静态工作点判断n3三极管处于截止状态（3）输出电压和n4静态工作点的计算图7 输出电压和n4静态工作点的计算输出端的静态工作点：n4端的静态工作点：4 仿真分析4.1 静态工作点的仿真分析（a）静态工作点计算值（b）静态工作点仿真值图8 静态工作点仿真分析通过仿真软件对电路的静态工作点进

5、行仿真分析，可以看出静态工作点的计算值与仿真值一致。通过仿真，验证了电路的可行性。4.2 各个三极管电路动态仿真分析当输入交流信号时，1脚的波形图9 1脚的输入信号的电流波形图10 n1的集电极和基极电流由仿真图可以看出n1三极管处于放大状态。图11 n2的集电极和基极电流波形由仿真图可以看出n2三极管处于放大状态。图12 n3的集电极和基极电流波形由仿真图可以看出n3三极管半个周期内工作图13 n4的集电极和基极电流波形由仿真图可以看出n4三极管半个周期内工作n3集电极电流波形n4集电极电流波形输入电流波形图14 输入电流信号和n3集电极电流以及n4集电极电流波形由仿真图可以看出：n3在负半

6、周期内工作，n4在正半周期内工作。4.3 电路放大能力仿真分析（a） 输入信号为1.85v正弦波9.3ma（b） 输入电流为9.3ma图15 输入信号电压和电流波形由仿真的波形，我们可以看出：电路能够将小的输入电流信号，经过电路的放大，转换成大的电压信号来驱动crt监视器。当输入的电压为1.85v，输入的电流为9.3ma时，电路能够获得25v的输出电压摆动。波形正常不失真，满足技术指标内容。5实验验证图16 输入为1.43v正弦波/方波时输出20v摆动的电压图17 输入为1.85v正弦波/方波时输出25v摆动的电压6 总结本文研究了一款宽带宽、高压视频放大器，阐述了电路的工作原理，并对关键参数进行设计。通过仿真平台和实验验证了该产品电路拓扑结构及元件各参数选取的正确性，产品可获得25v的输出电压摆动，波形正常不失真，满足技术指标要求。可广泛应用于高压、宽带宽的驱动。参考文献：1 王淑娟.模拟电子技术基础m.北京：高等教育出版社，2009.5.2 华成英，童诗白.模拟电子技术基础m.4版.北京：高等教育出版社，2006.