CN108336980B - 一种功率放大器 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种功率放大器，该功率放大器应用于超声神经刺激，可以提升功率放大器输出的功率效率。包括：电源电路、电压放大电路、电流放大电路、差分输入电路、恒流源电路以及频响优化电路，其中，电源电路分别与电压放大电路、电流放大电路、差分输入电路、恒流源电路以及频响优化电路相连，差分输入电路分别与频响优化电路以及恒流源电路相连，频响优化电路还与电压放大电路相连，电压放大电路还与恒流源电路以及电流放大电路相连。

Description

一种功率放大器

技术领域

本申请涉及功放技术领域，具体而言，涉及一种功率放大器。

背景技术

超声刺激属于既古老又新兴的无创神经刺激手段，采用超声作为神经刺激手段历来是人们广泛关注的焦点。

高强度聚焦超声(HIFU，High intensity focused ultrasound)技术是通过超声波换能器，将功率放大器提供的电能量转换为机械振动，利用机械振动形成的超声波束聚焦于神经靶区，以此达到超声神经刺激的目的。其中，靶区的温度由聚焦靶区的超声波束能量和作用时间决定。因而，如何有效控制功率放大器提供的电能量大小以及作用时间是控制靶区温度的关键。

超声波换能器的核心部件为压电陶瓷，使用周期变化的电压可以使得压电陶瓷周期性的机械振动，功率放大器一般采用三极管、场效应管组成电流放大电路以获得大电流作为输出，输出电流通过匹配器转化成电压作用于换能器，其中，匹配器需要按照每个换能器的参数进行特别制作。由于场效应管或三极管与负载(压电陶瓷)是通过并联的方式连接形成分流网络，当场效应管或三极管输出的大电流作用于分流网络，由于场效应管或三极管的阻抗，大电流易引起功率的无谓消耗，从而导致功率放大器的输出功率效率较低；进一步地，由于流过场效应管或三极管的电流过大，使得场效应管或三极管温升较快，从而烧毁场效应管或三极管。

发明内容

有鉴于此，本申请的目的在于提供一种功率放大器，能够提升功率放大器输出的功率效率。

第一方面，本发明提供了功率放大器，该功率放大器应用于超声神经刺激，包括：电源电路、电压放大电路、电流放大电路、差分输入电路、恒流源电路以及频响优化电路，其中，

电源电路，用于依据设定的负载与最大输出功率计算输出电压，向电压放大电路、电流放大电路、差分输入电路、恒流源电路以及频响优化电路提供所述输出电压；

差分输入电路，用于依据电源电路的负极输出电压，对外部输入的预先设置的控制信号进行差分放大处理，并输出至恒流源电路以及频响优化电路；

频响优化电路，用于依据电源电路的正极输出电压，对差分输入电路的输出进行频率响应优化后，输出至电压放大电路；

恒流源电路，用于作为电压放大电路的偏置电路，将差分输入电路的输出调节为恒流源，输出至电压放大电路；

电压放大电路，用于作为电流放大电路的偏置电路，依据电源电路的正极输出电压以及负极输出电压，对恒流源电路以及频响优化电路的输出进行电压放大后，输出至电流放大电路；

电流放大电路，用于对电压放大电路的输出电流进行电流放大，保持电压放大电路的输出电压不变，并输出至负载。

结合第一方面，本发明提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述频响优化电路包括：第二三极管、第三三极管、第五三极管、第六三极管、第七三极管、第十四稳压管、第一电阻、第二电阻以及第三电阻，其中，

第一电阻的一端、第二电阻的一端以及第三三极管的集电极分别与电源电路的正极输出电压相连；

第一电阻的另一端与第五三极管的发射极相连；

第五三极管的基极分别与集电极以及第二三极管的基极相连，集电极还与第六三极管的集电极相连；

第六三极管的发射极与差分输入电路的第一输出端相连，基极分别与第十四稳压管的负极、第七三极管的基极以及第三三极管的基极相连；

第二电阻的另一端与第二三极管的发射极相连；

第二三极管的集电极分别与频响优化电路的输出端以及第七三极管的集电极相连；

第七三极管的发射极与差分输入电路的第三输出端相连；

第三三极管的发射极与第三电阻的一端相连，基极还与第三电阻的另一端相连；

第十四稳压管的正极与差分输入电路的第二输出端相连。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述差分输入电路包括：第八三极管、第九三极管、第十三极管以及第四电阻，其中，

第八三极管的基极接入预先设置的控制信号，集电极作为第一输出端，发射极作为第二输出端，分别与第九三极管的发射极以及第十三极管的集电极相连；

第九三极管的集电极作为第三输出端，基极与反馈电路的输出端相连；

第十三极管的基极作为第四输出端，发射极与第四电阻的一端相连；

第四电阻的另一端与电源电路的输出负极相连。

结合第一方面的第二种可能的实施方式，本发明提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述恒流源电路包括：第十一三极管、第十二三极管、第十三稳压管以及第五电阻，其中，

第十一三极管的集电极与电源电路的输出正极相连，发射极与第五电阻的一端相连，基极与第五电阻的另一端相连；

第五电阻的另一端还与差分输入电路的第四输出端以及第十二三极管的集电极以及基极相连；

第十二三极管的基极为输出端，发射极与第十三稳压管的负极相连；

第十三稳压管的正极与电源电路的输出负极相连。

结合第一方面的第三种可能的实施方式，本发明提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述电压放大电路包括：第十五三极管、第十六稳压管、第十七三极管、第十八三极管、第六电阻、第七电阻、第十电阻以及第十一电阻，其中，

第十一电阻的一端与电源电路的输出正极相连，另一端与第十八三极管的集电极相连；

第十八三极管的基极与频响优化电路的输出端相连，发射极作为第一输出端，分别与第七电阻的一端以及第十五三极管的集电极相连；

第七电阻的另一端分别与第六电阻的一端以及第十五三极管的基极相连；

第六电阻的另一端分别与第十五三极管的发射极以及第十六稳压管的负极相连；

第十六稳压管的正极作为第二输出端，与第十七三极管的集电极相连；

第十七三极管的基极与恒流源电路的输出端相连，发射极与第十电阻的一端相连；

第十电阻的另一端与电源电路的输出负极相连。

结合第一方面的第四种可能的实施方式，本发明提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，所述电流放大电路包括：第一三极管、第四三极管、第八电阻以及第九电阻，其中，

第四三极管的基极与电压放大电路的第一输出端相连，集电极与电源电路的输出正极相连，发射极与第八电阻的一端相连；

第八电阻的另一端作为输出端，与第九电阻的一端相连；

第九电阻的另一端与第一三极管的集电极相连；

第一三极管的基极与电压放大电路的第二输出端相连，发射极与电源电路的输出负极相连。

结合第一方面、第一方面的第一种可能的实施方式至第五种可能的实施方式中的任一可能的实施方式，本发明提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，所述功率放大器还包括：

第十九三极管，基极与第四三极管的发射极相连，集电极与电压放大电路的第一输出端相连，发射极与电流放大电路的输出端相连。

结合第一方面、第一方面的第一种可能的实施方式至第五种可能的实施方式中的任一可能的实施方式，本发明提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，所述功率放大器还包括：

反馈电路，用于将电流放大电路的输出反馈至差分输入电路，以稳定放大增益。

结合第一方面的第七种可能的实施方式，本发明提供了第一方面的第八种可能的实施方式，其中，所述反馈电路包括：第十二电阻以及第十三电阻，其中，

第十二电阻的一端接地，另一端作为反馈输出，以与第九三极管的基极相连；

第十三电阻的一端与电流放大电路的输出端相连，另一端与第十二电阻的另一端相连。

结合第一方面、第一方面的第一种可能的实施方式至第五种可能的实施方式中的任一可能的实施方式，本发明提供了第一方面的第九种可能的实施方式，其中，所述电源电路为双电源电路，所述电压放大电路为负反馈电压放大电路，所述电流放大电路为推挽放大电路。

本申请实施例提供的功率放大器，包括：电源电路、电压放大电路、电流放大电路、差分输入电路、恒流源电路以及频响优化电路，其中，电源电路，用于依据设定的负载与最大输出功率计算输出电压，向电压放大电路、电流放大电路、差分输入电路、恒流源电路以及频响优化电路提供所述输出电压；差分输入电路，用于依据电源电路的负极输出电压，对外部输入的预先设置的控制信号进行差分放大处理，并输出至恒流源电路以及频响优化电路；频响优化电路，用于依据电源电路的正极输出电压，对差分输入电路的输出进行频率响应优化后，输出至电压放大电路；恒流源电路，用于作为电压放大电路的偏置电路，将差分输入电路的输出调节为恒流源，输出至电压放大电路；电压放大电路，用于作为电流放大电路的偏置电路，依据电源电路的正极输出电压以及负极输出电压，对恒流源电路以及频响优化电路的输出进行电压放大后，输出至电流放大电路；电流放大电路，用于对电压放大电路的输出电流进行电流放大，保持电压放大电路的输出电压不变，并输出至负载。这样，通过在电流放大电路前设置电压放大电路，使得功率放大器可以采用高电压供电，从而有效减小输出电流，降低了功率放大器的阻抗引起的无谓功率消耗，提升了功率放大器的输出功率效率。

为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例涉及的一种功率放大器结构示意图；

图2为本申请实施例涉及的频响优化电路结构示意图；

图3为本申请实施例涉及的差分输入电路结构示意图；

图4为本申请实施例涉及的恒流源电路结构示意图；

图5为本申请实施例涉及的电压放大电路结构示意图；

图6为本申请实施例涉及的电流放大电路结构示意图；

图7为本申请实施例涉及的反馈电路结构示意图；

图8为本申请实施例基于图1至图7的功率放大器具体电路结构示意图；

图9为本申请实施例的电源电路结构示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

图1为本申请实施例涉及的一种功率放大器结构示意图。如图1所示，该功率放大器应用于超声神经刺激，包括：电源电路11、电压放大电路12、电流放大电路13、差分输入电路14、恒流源电路15以及频响优化电路16，其中，

电源电路11分别与电压放大电路12、电流放大电路13、差分输入电路14、恒流源电路15以及频响优化电路16相连，差分输入电路14分别与频响优化电路16以及恒流源电路15相连，频响优化电路16还与电压放大电路12相连，电压放大电路12还与恒流源电路15以及电流放大电路13相连。

电源电路11，用于依据设定的负载与最大输出功率计算输出电压，向电压放大电路12、电流放大电路13、差分输入电路14、恒流源电路15以及频响优化电路16提供所述输出电压；

本实施例中，作为一可选实施例，电源电路11用于为各电路提供工作电压，采用双电源电路，根据功率放大器具体的输出功率，将输出功率换算成相应的电压，即利用变压器对220V交流电(AC)进行变换，得到两级次级变换电压，再通过整流滤波获得相应的电压，例如：当负载(超声换能器)为50Ω时，功率放大器的输出功率为10W，则计算得到的电压有效值为22.6V，换算成相应的电压(电源电压)为22.6*1.414＝32V。相对于开关电源电路，由于可以有效利用交流电，双电源电路11成本更低。

差分输入电路14，用于依据电源电路11的负极输出电压，对外部输入的预先设置的控制信号进行差分放大处理，并输出至恒流源电路15以及频响优化电路16；

本实施例中，差分输入电路14可采用运算放大器或分立元件实现。作为一可选实施例，若功率放大器的输出功率较小，可采用运算放大器构成差分输入电路14的输入端，从而可以降低功率放大器调试难度；若功率放大器的输出功率较大，可以采用分立元件构成差分放大电路，以获得更高的输出电压，并可以有效消除噪声以及电源电路11电压信号波动等干扰信号的干扰。

频响优化电路16，用于依据电源电路11的正极输出电压，对差分输入电路14的输出进行频率响应优化后，输出至电压放大电路12；

本实施例中，频响优化电路16可以使得输入电压放大电路12的信号具有更好的频率响应特性，作为一可选实施例，频响优化电路16可以采用自举电路来获得较好的频率响应。

恒流源电路15，用于作为电压放大电路12的偏置电路，将差分输入电路14的输出调节为恒流源，输出至电压放大电路12；

本实施例中，设置恒流源电路15作为电压放大电路12的偏置电路，可以提高电压放大倍数，使得差分输入电路14的电压放大能力趋近于三极管的电流放大能力，从而提升输出的电压值。

本实施例中，恒流源电路15采用耗尽型晶体管与电阻构建，并采用稳压管(第十三稳压管)作为稳压源，从而实现了稳压并且稳流的目的。通过使用镜像的恒流源电路作为共射极电压放大电路的负载，降低了因电阻负载产生的无功功率，并且大大提高了电压放大倍数。

电压放大电路12，用于作为电流放大电路13的偏置电路，依据电源电路11的正极输出电压以及负极输出电压，对恒流源电路15以及频响优化电路16的输出进行电压放大后，输出至电流放大电路13；

本实施例中，作为一可选实施例，为了提升电压放大电路12的电压放大倍数，以获得更大的增益，电压放大电路12采用负反馈电压放大电路12，对电压进行放大，而维持电流不变。

电流放大电路13，用于对电压放大电路12的输出电流进行电流放大，保持电压放大电路12的输出电压不变，并输出至负载。

本实施例中，电流放大电路13的输出电流足以驱动负载。作为一可选实施例，电流放大电路13采用推挽放大电路，利用电压放大电路12作为推挽放大电路的偏置电路，从而可以改善推挽放大电路的稳定性，避免因热耦合产生射级电流漂移。

本实施例中，恒流源电路作为电压放大电路的偏置，电压放大电路与电流放大电路作为独立单元，分别对信号电压与电流进行放大，从而达到放大功率的目的。

本实施例中，通过在电流放大电路13前设置电压放大电路12，使得功率放大器可以采用高电压供电，这样，在输出同样的输出功率时，可以有效减小输出电流，降低了功率放大器的阻抗引起的无谓功率消耗，从而提升功率放大器的输出功率效率；进一步地，由于流过功率放大器内的场效应管或三极管的电流减小，使得场效应管或三极管温升较慢，能够稳定场效应管或三极管等有源器件的静态工作点，避免了场效应管或三极管的烧损，从而可以简化热设计；而且，功率放大器的输出电压受输入信号控制，输出电流受负载控制，在功率放大器工作的有效范围内，负载越小，控制的输出电流越大，从而能够保障负载获得对应的功率；此外，能够降低压电陶瓷与功放间阻抗匹配的设计要求，改善了三极管偏置电路因供电电压不同而需重新设计的弊端。

图2为本申请实施例涉及的频响优化电路结构示意图。如图2所示，本实施例中，作为一可选实施例，频响优化电路16可以包括：第二三极管201、第三三极管202、第五三极管203、第六三极管204、第七三极管205、第十四稳压管206、第一电阻207、第二电阻208以及第三电阻209，其中，

第一电阻207的一端、第二电阻208的一端以及第三三极管202的集电极分别与电源电路的正极输出电压相连；

第一电阻207的另一端与第五三极管203的发射极相连；

第五三极管203的基极分别与集电极以及第二三极管201的基极相连，集电极还与第六三极管204的集电极相连；

第六三极管204的发射极与差分输入电路的第一输出端相连，基极分别与第十四稳压管206的负极、第七三极管205的基极以及第三三极管202的基极相连；

第二电阻208的另一端与第二三极管201的发射极相连；

第二三极管201的集电极分别与频响优化电路的输出端以及第七三极管205的集电极相连；

第七三极管205的发射极与差分输入电路的第三输出端相连；

第三三极管202的发射极与第三电阻209的一端相连，基极还与第三电阻209的另一端相连；

第十四稳压管206的正极与差分输入电路的第二输出端相连。

本实施例中，频响优化电路16采用将共射极三极管(放大器)与共基极三极管级联，其中，共射极三极管作为射极跟随器使用，具有高输入阻抗，从而避开了共射极三极管的密勒效应，避免了输入电容随放大倍数增大，从而影响频率响应。

本实施例中，作为一可选实施例，三极管包括但不限于：电子三极管、双极型晶体管、J型场效应管、金属氧化物半导体场效应晶体管、金属氧化物半导体晶体管、V型槽场效应管等。

图3为本申请实施例涉及的差分输入电路结构示意图。如图3所示，本实施例中，作为一可选实施例，差分输入电路14包括：第八三极管301、第九三极管302、第十三极管303以及第四电阻304，其中，

第八三极管301的基极接入预先设置的控制信号，集电极作为第一输出端，发射极作为第二输出端，分别与第九三极管302的发射极以及第十三极管303的集电极相连；

第九三极管302的集电极作为第三输出端，基极与反馈电路的输出端相连；

第十三极管303的基极作为第四输出端，发射极与第四电阻304的一端相连；

第四电阻304的另一端与电源电路的输出负极相连。

图4为本申请实施例涉及的恒流源电路结构示意图。如图4所示，本实施例中，作为一可选实施例，恒流源电路15包括：第十一三极管401、第十二三极管402、第十三稳压管403以及第五电阻404，其中，

第十一三极管401的集电极与电源电路的输出正极相连，发射极与第五电阻404的一端相连，基极与第五电阻404的另一端相连；

第五电阻404的另一端还与差分输入电路的第四输出端以及第十二三极管402的集电极以及基极相连；

第十二三极管402的基极为输出端，发射极与第十三稳压管403的负极相连；

第十三稳压管403的正极与电源电路的输出负极相连。

图5为本申请实施例涉及的电压放大电路结构示意图。如图5所示，本实施例中，作为一可选实施例，电压放大电路12包括：第十五三极管501、第十六稳压管502、第十七三极管503、第十八三极管504、第六电阻505、第七电阻506、第十电阻507以及第十一电阻508，其中，

第十一电阻508的一端与电源电路的输出正极相连，另一端与第十八三极管504的集电极相连；

第十八三极管504的基极与频响优化电路的输出端相连，发射极作为第一输出端，分别与第七电阻506的一端以及第十五三极管501的集电极相连；

第七电阻506的另一端分别与第六电阻505的一端以及第十五三极管501的基极相连；

第六电阻505的另一端分别与第十五三极管501的发射极以及第十六稳压管502的负极相连；

第十六稳压管502的正极作为第二输出端，与第十七三极管503的集电极相连；

第十七三极管503的基极与恒流源电路的输出端相连，发射极与第十电阻507的一端相连；

第十电阻507的另一端与电源电路的输出负极相连。

图6为本申请实施例涉及的电流放大电路结构示意图。如图6所示，本实施例中，作为一可选实施例，电流放大电路13包括：第一三极管601、第四三极管602、第八电阻603以及第九电阻604，其中，

第四三极管602的基极与电压放大电路的第一输出端相连，集电极与电源电路的输出正极相连，发射极与第八电阻603的一端相连；

第八电阻603的另一端作为输出端，与第九电阻604的一端相连；

第九电阻604的另一端与第一三极管601的集电极相连；

第一三极管601的基极与电压放大电路的第二输出端相连，发射极与电源电路的输出负极相连。

本实施例中，为了有效保障输入至超声换能器的功率过高导致的对靶区组织的温升过高，作为再一可选实施例，该功率放大器还包括：

保护电路17，包括第十九三极管，第十九三极管的基极与第四三极管602的发射极相连，集电极与电压放大电路的第一输出端相连，发射极与电流放大电路的输出端相连。

本实施例中，还可以对功率放大器的输出功率进行控制，作为再一可选实施例，该功率放大器还包括：

反馈电路18，用于将电流放大电路13或保护电路17的输出反馈至差分输入电路14，以稳定放大增益。

本实施例中，反馈电路18可以应用于宽频带功率放大器，对宽频带功率放大器的输出功率通断进行控制。作为一可选实施例，反馈电路18为一电阻分压电路，可以依据电流放大电路13或保护电路17的输出，调节并控制输入差分输入电路14的第九三极管基极的信号大小。

图7为本申请实施例涉及的反馈电路结构示意图。如图7所示，本实施例中，作为一可选实施例，反馈电路包括：第十二电阻701以及第十三电阻702，其中，

第十二电阻701的一端接地，另一端作为反馈输出，以与第九三极管的基极相连；

第十三电阻702的一端与电流放大电路的输出端相连，另一端与第十二电阻701的另一端相连。

图8为本申请实施例基于图1至图7的功率放大器具体电路结构示意图。

图9为本申请实施例的电源电路结构示意图。如图9所示，本实施例中，作为一可选实施例，电源电路包括：变压器T20、第一整流器T23、第二整流器T24、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6、第七电容C7、第八电容C8、第九电容C9以及第十电容C10，其中，

变压器T20的初级线圈的一端与交流电火线(220VACL)相连，另一端与交流电零线(220VACN)相连；

变压器T20的次级线圈包括第一次级线圈和第二次级线圈，其中，第一次级线圈的两个输出端分别对应与第一整流器T23的两个输入端相连，第二次级线圈的两个输出端分别对应与第二整流器T24的两个输入端相连；

第一整流器T23的输出负极与第二整流器T24的输出正极相连；

第一整流器T23的输出正极分别与第一电容C1的正极、第二电容C2的正极、第三电容C3的正极、第七电容C7的一端以及第九电容C9的一端相连，并作为电源电路的正极输出电压；

第一整流器T23的输出负极分别与第一电容C1的负极、第二电容C2的负极、第三电容C3的负极、第七电容C7的另一端以及第九电容C9的零一端相连，并作为电源电路的接地端；

第二整流器T24的输出正极分别与第四电容C4的正极、第五电容C5的正极、第六电容C6的正极、第八电容C8的一端以及第十电容C10的一端相连，并作为电源电路的接地端；

第二整流器T24的输出负极分别与第四电容C4的负极、第五电容C5的负极、第六电容C6的负极、第八电容C8的另一端以及第十电容C10的另一端相连，并作为电源电路的负极输出电压。

本实施例中，作为一可选实施例，交流电为220V交流电，电源电路的输出正极为120V，电源电路的输出负极为-120V。

本实施例中，利用电压放大电路和电流放大电路实现功率放大，可以减少有缘器件的静态工作点，功率放大器的输出电压受输入信号控制，输出电流受负载控制，在有效范围内，负载越小，输出电流越大，使得负载获得对应的功率，能够有效提高功率放大器输出的功率效率；而利用自举电路，可以获得更好的频率响应；采用变压器供电，可以降低功率放大器的电源设计难度；同时，采用高电压供电，使得获得同样功率时减小电流，从而可以简化热设计。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个***，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请提供的实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释，此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本申请的具体实施方式，用以说明本申请的技术方案，而非对其限制，本申请的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请实施例技术方案的精神和范围。都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种功率放大器，其特征在于，该功率放大器应用于超声神经刺激，包括：电源电路、电压放大电路、电流放大电路、差分输入电路、恒流源电路以及频响优化电路，其中，

电源电路，用于依据设定的负载与最大输出功率计算输出电压，向电压放大电路、电流放大电路、差分输入电路、恒流源电路以及频响优化电路提供所述输出电压；

差分输入电路，用于依据电源电路的负极输出电压，对外部输入的预先设置的控制信号进行差分放大处理，并输出至恒流源电路以及频响优化电路；

频响优化电路，用于依据电源电路的正极输出电压，对差分输入电路的输出进行频率响应优化后，输出至电压放大电路；

恒流源电路，用于作为电压放大电路的偏置电路，将差分输入电路的输出调节为恒流源，输出至电压放大电路；

电压放大电路，用于作为电流放大电路的偏置电路，依据电源电路的正极输出电压以及负极输出电压，对恒流源电路以及频响优化电路的输出进行电压放大后，输出至电流放大电路；

电流放大电路，用于对电压放大电路的输出电流进行电流放大，保持电压放大电路的输出电压不变，并输出至负载；

所述恒流源电路包括：第十一三极管、第十二三极管、第十三稳压管以及第五电阻，其中，

第十一三极管的集电极与电源电路的输出正极相连，发射极与第五电阻的一端相连，基极与第五电阻的另一端相连；

第五电阻的另一端还与差分输入电路的第四输出端以及第十二三极管的集电极以及基极相连；

第十二三极管的基极为输出端，发射极与第十三稳压管的负极相连；

第十三稳压管的正极与电源电路的输出负极相连。

2.如权利要求1所述的功率放大器，其特征在于，所述频响优化电路包括：第二三极管、第三三极管、第五三极管、第六三极管、第七三极管、第十四稳压管、第一电阻、第二电阻以及第三电阻，其中，

第一电阻的一端、第二电阻的一端以及第三三极管的集电极分别与电源电路的正极输出电压相连；

第一电阻的另一端与第五三极管的发射极相连；

第五三极管的基极分别与集电极以及第二三极管的基极相连，集电极还与第六三极管的集电极相连；

第六三极管的发射极与差分输入电路的第一输出端相连，基极分别与第十四稳压管的负极、第七三极管的基极以及第三三极管的基极相连；

第二电阻的另一端与第二三极管的发射极相连；

第二三极管的集电极分别与频响优化电路的输出端以及第七三极管的集电极相连；

第七三极管的发射极与差分输入电路的第三输出端相连；

第三三极管的发射极与第三电阻的一端相连，基极还与第三电阻的另一端相连；

第十四稳压管的正极与差分输入电路的第二输出端相连。

3.如权利要求2所述的功率放大器，其特征在于，所述差分输入电路包括：第八三极管、第九三极管、第十三极管以及第四电阻，其中，

第八三极管的基极接入预先设置的控制信号，集电极作为第一输出端，发射极作为第二输出端，分别与第九三极管的发射极以及第十三极管的集电极相连；

第九三极管的集电极作为第三输出端，基极与反馈电路的输出端相连；

第十三极管的基极作为第四输出端，发射极与第四电阻的一端相连；

第四电阻的另一端与电源电路的输出负极相连。

4.如权利要求1所述的功率放大器，其特征在于，所述电压放大电路包括：第十五三极管、第十六稳压管、第十七三极管、第十八三极管、第六电阻、第七电阻、第十电阻以及第十一电阻，其中，

第十一电阻的一端与电源电路的输出正极相连，另一端与第十八三极管的集电极相连；

第十八三极管的基极与频响优化电路的输出端相连，发射极作为第一输出端，分别与第七电阻的一端以及第十五三极管的集电极相连；

第七电阻的另一端分别与第六电阻的一端以及第十五三极管的基极相连；

第六电阻的另一端分别与第十五三极管的发射极以及第十六稳压管的负极相连；

第十六稳压管的正极作为第二输出端，与第十七三极管的集电极相连；

第十七三极管的基极与恒流源电路的输出端相连，发射极与第十电阻的一端相连；

第十电阻的另一端与电源电路的输出负极相连。

5.如权利要求4所述的功率放大器，其特征在于，所述电流放大电路包括：第一三极管、第四三极管、第八电阻以及第九电阻，其中，

第四三极管的基极与电压放大电路的第一输出端相连，集电极与电源电路的输出正极相连，发射极与第八电阻的一端相连；

第八电阻的另一端作为输出端，与第九电阻的一端相连；

第九电阻的另一端与第一三极管的集电极相连；

第一三极管的基极与电压放大电路的第二输出端相连，发射极与电源电路的输出负极相连。

6.如权利要求1至5任一项所述的功率放大器，其特征在于，所述功率放大器还包括：

第十九三极管，基极与第四三极管的发射极相连，集电极与电压放大电路的第一输出端相连，发射极与电流放大电路的输出端相连。

7.如权利要求1至5任一项所述的功率放大器，其特征在于，所述功率放大器还包括：

反馈电路，用于将电流放大电路的输出反馈至差分输入电路，以稳定放大增益。

8.如权利要求7所述的功率放大器，其特征在于，所述反馈电路包括：第十二电阻以及第十三电阻，其中，

第十二电阻的一端接地，另一端作为反馈输出，以与第九三极管的基极相连；

第十三电阻的一端与电流放大电路的输出端相连，另一端与第十二电阻的另一端相连。

9.如权利要求1至5任一项所述的功率放大器，其特征在于，所述电源电路为双电源电路，所述电压放大电路为负反馈电压放大电路，所述电流放大电路为推挽放大电路。

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