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±9.3mA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。
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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、高压的视频放大器,具体指标如表1所示:
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3.2 放大电路静态工作点设置
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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500MHz
C.根据电路输出电流的要求,三极管的IC电流>250mA
3.4 直流通路分析

4 仿真分析
4.1 静态工作点的仿真分析

通过仿真软件对电路的静态工作点进行仿真分析,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

由仿真图可以看出:N3在负半周期内工作,N4在正半周期内工作。
4.3 电路放大能力仿真分析

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

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.
作者简介:
黄丽萍(1988.07),女,安徽省阜阳人,硕士研究生,2013年毕业于东北大学电力电子与电力传动专业,现任职于中国电子科技集团公司第43研究所数模电路事业部,工程师,主要从事线路设计方面的研究。