温度补偿电路设计论文

谷津前言“每一个声响，每一种声音，在这个世上都有其存在的价值与意义，它也代表一种信息的传达。在人类的定义当中，声音泛指人类耳朵所能听到的波。在自然界中这波亦可能是人类耳朵所听不到的频率，如同蝙蝠利用波的反射来定位与飞行，它所用的波则是人类耳朵结构所听不到的。下面小编整理了一些《温度补偿电路设计论文 (精选3篇)》，仅供参考，大家一起来看看吧。

温度补偿电路设计论文 篇1：

一种对数视放基线温度补偿的电路设计

摘要：本文介绍一种对数视频放大器基线的温度补偿模拟电路的设计，其主要特点是通过分段补偿的方式来实现高低温的各自补偿，电路结构简单、易调试、且实用性强。

关键词：基线、温度补偿

1引言

在现代接收系统中，需要处理具有窄脉宽大动态的高密度脉冲信号，这就使得对数放大器得到广泛应用。检波对数视频放大器(DLVA)先用线性响应二极管检波器对射频信号的包络进行检波，在随后的视频带宽放大器内对检波器的输出近似压缩成一个对数函数。在使用DLVA的过程中，基线是一个重要的指标，不仅受链路本身的影响，而且受温度的影响也非常明显，由于温度的影响基线会产生漂移，直接会影响整个接收系统的使用，导致测试参数不准确。本文针对DLVA的温度特性，设计一种用模拟电路的方式来补偿基线受温度漂移的影响。

2温度漂移分析

2.1基线的成分

基线是指DLVA在无信号输入情况下输出电压值，即零输入时，直流偏置(也称失调电压)。

对于一个包含微波放大器，检波管以及视频放大器的DLVA来说，如图1所示，其噪声成分还是比较复杂。主要包含三方面：检波器前的微波噪声，噪声与信号构成的交调噪声以及检波器后的视频噪声。

微波噪声在检波管的作用下，产生了噪声自相关分量，转换为检波电平。所以微波噪声确实是基线重要组成部分。

交调噪声主要是噪声与信号产生的互相关分量，主要影响正切灵敏度(TSS)，基线是无信号情况下的直流偏置，所以交调噪声对基线没有影响。

而视频噪声是检波管以及检波管后的电路产生，不会产生自相关分量，同时频率较低，通常视频带宽不超过100MHz，这样的噪声在示波器中显示为电压的无序抖动。

2.2基线受温度影响分析

良好的基线温度稳定性是DLVA的关键。要实现好的温度稳定性就需要温补电路，DLVA的温补是在对数视频放大器上进行补偿的，这是因为对放的增益远远大于射频链路的增益，进行温补后效果较好。当然要想实现有效的温补，首先必须弄清温度给电路带来了何种影响，这样设计的温补电路才具有针对性，才能发挥更好的作用。

从图1可以看出，对放的反向输入端与正向输入端的器件完全不同，从而其温度特性也不相同。这样在对放的输入端，实质上形成了以温度为自变量的差模信号。一般的运放这样输入不一致可能不会有太大影响。但DLVA所使用的对放往往具有几千倍的电压放大倍数，温度引起的微小变化在输出端的变化将变得非常明显，尤其是反向输入端连接是检波二极管，其温度特性明显。因此，由于对数视频放大器输入的不平衡性是造成温度漂移的主要原因。

3温补电路设计

3.1温补电路结构

如图1所示，反向输入端温度特性变化最大的就是检波二极管，如果在正向输入端也串入二极管再配合温补电阻，这样就能基本达到温度信号的共模，从而消除温度的影响。图2电路是正斜率温补电路，具体温补方向见图3，图4电路是负斜率温补电路，具体温补方向见图5。

温补电路的机理主要是利用二极管伏安特性的温漂特性来实现的。由于半导体中载流子浓度受温度影响明显，所以二级管的伏安特性会随温度有明显变化。以硅二级管举例：在硅半导体二极管的特性曲线的正偏区域，随着温度升高，以2.5mV/℃的水平向左偏移，见图6。这就导致了随着温度的升高，导通二极管的管压降以2.5mV/℃下降。

3.2温补电路设计

DLVA的温补工作量比较大，这是因为DLVA的温度特性受到了检波管温漂特性、对放失调电压温漂特性以及温补用的二极管本身温漂特性的影响。这些器件的温漂特性，不仅随着批次的不一样发生变化;同时，在通电一段时间后，也会发生变化。为了减小调试量了，温补电路作如下分段补偿设计，来实现高低温分开补偿的目的，如图7所示：

图中U2、U3的功能是射随电路，而D2与D3的功能也较为明显是温补电路中二极管。从U1的外围电路来看，U1是一个引入负反馈的反向放大器，其放大倍数在50～100之间。由于放大倍数很大，节点B的电压很重要。节点B一旦产生微小的电压偏移，U1将直接饱和到其电源的上轨或者下轨。

而节点B的电压受到节点A的影响，节点A本质上是一个钳位电压，钳位于二极管的导通电压，但二极管的导通电压是受到温度影响的。所以节点B是个温度敏感节点。当温度超过25℃时，节点A电压下降，节点B电压从零进入负电压。由于U1有很大的反向放大倍数，此时U1直接饱和，输出上轨电压，二极管D2导通，H节点输出D2的温漂特性，C节点为零;同理温度低于25℃时，C节点输出D3的温漂特性，H节点为零。将C节点接入对放的第一级运放正向输入端，而H接收接入对放的第二级运放的反向输入端，这样就实现了对放高低温下的分段补偿。

4 结论

这样的分段好处是非常明显，高温的调整不影响低温，低温的调整不影响高温，可以大大减少调试工作量，提高了效率。

参考文献：

[1] 罗鹏，丁亚生.对数放大器的原理与应用(上).电子产品世界，2005，04A

[2] 于爭.信号完整性揭秘.北京：机械工业出版社，2013

作者：张晓波

温度补偿电路设计论文 篇2：

DA&T B—90宝岛音响亲民之作

谷津前言

“每一个声响，每一种声音，在这个世上都有其存在的价值与意义，它也代表一种信息的传达。在人类的定义当中，声音泛指人类耳朵所能听到的波。在自然界中这波亦可能是人类耳朵所听不到的频率，如同蝙蝠利用波的反射来定位与飞行，它所用的波则是人类耳朵结构所听不到的。因为它们所用频率是人类所能听得到的频率(20Hz20KHz)之外，我们又称它为超音波。每一种物质所发出的声音，本质上是不可相同的，顶多只能类似，例如：某些动物利用声音来辨别身份，但在我们人类看来这种叫声是相同的。既然每一种声音的本质都不会是相同的，所以两把一模一样的小提琴也不会相同，只是我们没有用心，够不够专业去分辨。”

有些时间没有听到这样一段话了，它是一个音响人对音响的态度，也说明音响对于我们而言，不是简单的一个字“玩”，更多的是要用心去感悟、享受它。所以今天当我看到谷津音响，突然发现作为一个来自宝岛台湾的音响，它更多的不是高高在上，而是做到亲民为上。它给我的第一感觉就是以最低廉的价格做到最好的声音表现。

走进谷津B-90合并式功放

谷津，红旋钮，薄机身，典型的小型功放，作为笔者的我也就只听过B-80合并式功放，然表现用四个字来形容最恰当不过——“可圈可点”，应该说其声音表现在同价位上颇有竞争力。且旗下从U1、U2、HA-2到B-90、B-100P等均有不俗表现，但若各位对谷津略有了解，就会发现这些产品均附有耳机接口，后来作为音响爱家的我从总代理才得知，原来谷津的创始人张先生是一位耳机发烧友，对于耳机十分热衷，所以从他的首款产品开始就都有耳机接口，且他的成名作就是一部耳机放大器HA-1。后来大家所熟知的U1、U2、HA-2解码，包括现在的HA-3耳机放大器都十分注重耳机输出。据说张先生对于耳机放大器的测试，所用到之耳机都是在业界颇有名气的——德国sennheiser(声海)HD800、德国beyerdynamic(拜亚动力)T1、美国GRADO(歌德)PS1000。今天放在我们面前的这部B-90，虽不是耳机放大器，却也很有特色，除了做到音响的核心——功率放大，亦能为我们带来D/A解码，目前市面上此类产品并不多，若有，价格亦偏高，似乎英国Naim(名)有款，据说在3万元以上，而B-90却不足万元。

谈到谷津B-90，不能不提到他家的另一为人津津乐道的产品B-80合并式功放。这是谷津张先生A-15功放后推出的又一力作，整机以黑、红两色为主色调，较之前产品更具Hi-End色彩，已完全脱离小厂土炮味。两颗酒红色的旋钮，分别是输入掣和音量掣，且具遥控功能。内部的环型牛较A-15功放更有力，功率设计为2×100W。该功放采用了Nonfeedback(非回授)线路技术，无TIM失真，带宽更可直达600KHz;而它的SBCA(Synchro bias Class A)同时相动态A类技术使功放可做到无转换失真，且永远动作于线性放大区，并备有34dB与44dB不同增益之输入选择和bypass功能。当然另有值得一提的两点就是可当纯后级使用，若可能，消费者可选择一部多声道数字解码，配以B-80的多声道模拟前级，即可成为一部多声道数字前级。

那么B-90相对B-80在哪些方面做了改进呢?应该说功率放大上B-90相对B-80无太多改变，但设计者为了让更多的音响玩家能够享受更多的音响玩乐，在B-80的基础上设计并采用了与HA-2相同性能的D/A，以强化功放的功率需求。在它的身上除了功率放大和信号输入外，另增添了一组高性能的D/A转换器支持SPDIF格式。

谷津B-90 D/A转换器

关于D/A，已经是现在最热门的话题，大家在同步与异步上争论不休，规格上也也早就启动，从最早的44.1K/16Bit到192K/24Bit，到现在的384K/32Bit，未来会有人做到多高现在不得而知。但有一点很清楚，声音信号是用数字来记录，目的在于更精确的记录声音，最主要还是给人耳听到，而人耳的听力极限大约为20Hz-20KHz。可承受的最大音压约为120dB以下，年纪越小其承受的音压能力也越小，动态范围则是音压的相对值。目前业界多以96KHz/24Bit或192KHz/24Bit为主，母带录音则以96k/24Bit为主，少部分采用192KHz/24Bit来录制，当然我们也有看到部分录音室采用384KHz/32Bit，但这已经微乎其微。可当我们真正选择D/A数字解码时，却发现很多朋友并在乎的并不是D/A的技术参数，更在乎它的声音表现，所以往往无论多优秀的技术仅仅是对音响玩家或音乐爱好者有那么一点点的心理因素，但真正让它们对其发生改变的还是D/A解码器本身的声音。

B-90作为一部合并式功放，与普通功放最大的不同就是内建D/A解码，DAC为192KHz/24Bit，并且向下全部支持，采用Bit by Bit，Simple技术，不做任何升频或降频取样。取样率越高，模拟率电路便做了一定简化，但为考虑大多数唱片软件均为44.1KHz，因此B-90在DAC上采用的是AnadogFlter设计，就如HA-2 DAC拥有极高的斜率与极低的相位差一般。

B-90除了D/A解码，还有一点也是我们要看到的，那就是Bias(静态电流)可调。这种设计最早被应用在谷津A-50，主要是用于调节8欧与4欧之间的静态电流对应，简单讲来就是喇叭阻抗下降1倍，驱动电流就上升l倍。该设计被谷津更多的用于一些耳机放大器上，特别是HA-1与HA-2上，由于耳机阻抗变化更大，因此将Bias(静态电流)设计成多段可调。那为什么谷津会在B-90设计有Bias(静态电流)?这都源于如果功放没有Bias(静态电流)则处于B类放大，B类放大带来的结果就是会产生交叉失真，一点点的Bias(静态电流)都会令交叉失真消除，形成AB类放大。可是Bias(静态电流)怎样才算最好，自然是各位嘴边常提及的A类。这里B 90以STD03N和STD03P来担负Bias(静态电流)的作用，其内建温度调节可使工作点保持稳定，不会随着温度变化而飘移，同时简化了温度补偿电路设计，减少不必要的零件带来的恶化。而负责调节STD03N与STD03P的功率电阻，B-90特别订制了超低误差的无感线绕电阻。对于变压器，B-90则专门为它设计了一个位置，以降低变压器对放大线路的干扰，对称的布局与精采的PCB Lay Out是在同价位功放上难以看到的，优秀的动态范围、极低的噪讯底层、快速的回转率与瞬时反应等……B-90为我们带来的是一个划时代的数字播放的方便性，下面就让我们重新定义这未来的多功能功放吧。

原来音乐可以这么美

民谣诗人Allan Taylor(艾伦.泰勒)，英国具有极其崇高地位的音乐人，也是我最喜欢的一位民谣歌手，他60年代便红遍英国民谣乐坛。其歌曲轻柔、稳重、温暖而抒情，和煦的歌声与纯熟的吉他技巧搭配其它优秀乐手的简单乐器伴奏特别适合夜深人静的时候轻松欣赏。而他的专辑《Colour To TheMoon》更是录音精致、清澈而透明。其低沉醇厚的嗓音、诗意的歌词、耐听优美的曲调，与稳健幽雅的吉他演奏，这些特色造就了Allan Taylor(艾伦.泰勒)独特的魅力，征服了世界各地喜欢民谣吉他的乐迷。聆听他的音乐就仿如在时间与空间中尽情悠游，像是阅读一本精彩的回忆录，随着他的歌声进入一段又一段的旅途。透过B-90，你会发现自己不是在玩音响，而是在享受音乐带给你的乐趣。其实想来也对，音响是什么?是音乐的重播载体，对音乐的完美诠释，坐在那里，品茗享受音乐，实在是舒坦。虽为男声，却也是那样的轻柔，不温不火，暖暖的直入心中，Allan Taylor(艾伦.泰勒)的吐词清晰明了，吉他之声与柔柔的歌声形成最美的和谐。

相比起民谣诗人Allan Taylor(艾伦.泰勒)，下面我欣赏的这张唱片的演奏者则略显轻盈、飘逸，东方女性的矜持更为浓郁，但也正是这点让她的古典吉他更有自己独特的一面。她就是日本著名古典吉他演奏家——村治佳织。在日本，村治佳织的名字家喻户晓，她是新生代古典吉他演奏家中的领军人物，被誉为“吉他公主”。在日本，村治甚至拥有自己的电台节目，每周邀请不同领域的嘉宾，聊的是音乐与历史。她甚至被称为“自然的协调音色，富有天性的艺术家”。对于村治佳织，其实还源于笔者对一张收来的村治佳织专辑，欣赏这张专辑，让人不自觉的脱口而出就是一句“多自然啊”这样的词语。《巴洛克素描》是村治佳织的第三张专辑，也正是这张唱片，让众多的吉他爱好者认识了这位才情横溢的吉他演奏家。其收录的19段乐曲的原作者分别是斯卡拉蒂、巴赫、亨德尔，有趣的是，这三位伟大的作曲家都出生于1685年。这些乐曲原本是为键盘、弦乐器或人声创作的，村治佳织仅仅通过吉他，就将巴洛克音乐中繁复严谨的结构和端庄典雅的风格表现得如此完美。与Allan Taylor(艾伦·泰勒)的吉他演奏相比，村治佳织的古典吉他更多了份对音乐的真实，对音乐的唯美，每一根拨弦都是那样的用心，轻轻的，轻轻的走进我们心中。即便是不懂古典音乐的人，也会因为她的演奏变得爱上古典音乐。B-90在这里凸显给我们的是一种柔情万种，魅力风情尽在你我眼前，轻盈的高频表现的如此轻松自然，悠悠然就顺延向上，丝毫不费力。中频委婉润柔，虽不是Allan Taylor(艾伦.泰勒)的人声与吉他的结合，但却让你感到古典吉他的最美就是能够很好的把音乐的每一个细节都表现出来，有着丰富的层次感。

《1812序曲》(降E大调序曲“1812”，作品第49号)是柴科夫斯基于1880年创作的一部大型管弦乐作品。这是为了纪念1812年库图佐夫带领俄国人民击退拿破仑大军的入侵，赢得俄法战争的胜利。与很多大型管弦乐不同，该作品以曲中的炮火声闻名，特别是Mercury(水星)和Telarc(泰拉克)公司的录音最为有名。这两家录音公司在整个乐曲的演奏中采用了真实的火炮场景，以做到最逼真的音乐效果。该序曲于1882年8月20日在莫斯科救世主大教堂首演。曲目开始时出现一个深广的主题，代表着俄罗斯广袤的领土和无限风光。后来乐曲进入发展部，一个侵略性的主题代表着法军的入侵。再次转到一个进行曲，表达的是俄罗斯人武装上前线，准备抵抗侵略者。后来激烈的主体冲突描绘了残酷的战争。里面被扭曲的马赛曲代表着法军。后来，俄国人赢得了战争的胜利，俄国国歌在真实的炮声、钟声中把乐曲推至最高潮。柴科夫斯基曾经对自己的这首乐曲并不满意，在完成《1812序曲》之后，他给他的资助人和朋友梅克夫人的信中说：“这首曲子将会非常嘈杂而且喧哗，我创作它时并无大热情，因此，此曲可能没有任何艺术价值。”但怕是连他自己也没有想到这首大型管弦乐竟会成为最受大众欢迎的作品，苏联作家马克西姆·高尔基称赞《1812序曲》“这首序曲是深具人民性的音乐，像平稳的波涛那样庄严有力地在大厅回荡，它以一种新的东西攫住你，把你高举于时代之上，它的声音表达出这一庄严的历史时刻，极其成功地描绘了人民奋起保卫祖国的威力及其雄伟气魄。”谷津的B-90面对这样一首气势磅礴的大型管弦乐，却并没有吓倒，而就如红色旋风来到我们面前，可以充分感受到大型管弦乐的恢弘庞大，每一个片段都充满了音乐对俄国人民对法军的仇恨，也让听者透过乐曲感受到一场大型战役的来临，当战役真正来临时气氛是那样的紧张。乐曲在这时每一个环节都是那样的清晰，层次丰富，低频厚实、低沉、稳重。大炮、钟声虽让有些朋友感到还不是特别的强大，足以震撼，但在控制力上却也是较为突出的，有着让人满足的深沉低频和下潜。

音响的评论、音乐的尾声

天下没有不散的宴席，经过一段时间的欣赏，我们一帮人也要各自回家了，但对于谷津B-90却是有着各自不同的评论。有人说作为一部普罗价位，适合大众的合并式功放，它的表现可圈可点，值得拥有，有人则以为它还有一定的不足，譬如以为它的功率偏小。但我以为这些都不重要，重要的是如何把音乐的内涵表现出来。在这点上谷津B-90做的算是不错的，它追求的不是音响的音响性，更多的是对音乐的诠释，可以让听者感受到音乐的唯美，音乐的真实，自然轻松的声音飘于你我，所以这里我强烈为各位推荐这部声靓价廉的来自宝岛台湾的谷津B-90合并式功放。

作者：邹宁

温度补偿电路设计论文 篇3：

一种高阶温度补偿带隙基准

摘 要：文章基于通过控制mos管的栅极电压产生随着温度变化的补偿电流原理，采用0.5 μm BCD30 V工艺，设计一款二阶温度补偿带隙基准电压源，仿真结果表明，电源电压等于7V时，电路能够产生一个稳定的1.24 V输出电压，在-40～125C内，最小温度系数为3.47×10-6/℃，最大温度系数为6.5×10 -6/℃，输出电压偏差3 mV。在7V电源电压下，100 kHz频率下电源抑制比为65 dB。

关键词：基准电源;高阶补偿;温度系数;电源抑制比

基准电压源是模拟集成电路中一个非常重要的模块，被广泛应用于高精度的DC/DC，ADC，DAC以及DRAM等集成电路设计中，这就要求基准电压需要高的电源抑制比，以及不随温度的变化而变化，因此，关键问题就是如何设计一个高电源抑制比、低温漂系数的高性能基准电压源[1]。由于带隙基准电路能够实现高的电源抑制比(Power SupplyRejection Ratio，PSRR)和低温漂系数，因为成为各种基准源中性能佳应用广的电路[2]。在传统的带隙基准电压源结构上，笔者通过叠加了一个与传统带隙电压随着温度具有相似变化曲率的电流，对传统的带隙基准进行补偿，因此得到一个精度高，且温漂低的基准电压[3]。

1 二阶补偿原理分析

文中提出的二阶温度补偿带隙基准电压源的补偿原理如图1所示。图1左侧是传统的一阶温度补偿：

α为正负温度补偿系数。然后，通过由负温度系数电压控制的工作于亚阈值区MOS管产生的补偿电压Vcomp对一阶基准电压进行补偿，这个电压有着与Vref相似的曲率变化，最后将两个电压相减，得到最终的二阶温度补偿电压：

2 电路设计

文中设计的二阶补偿带隙基准电压源电路如图2所示，该电路由启动电路、一阶温度补偿带隙基准电路和二阶温度补偿电路组成。

2.1 一阶补偿带隙基准的设计

图2左侧为文中提出的传统一阶补偿带隙基准电路，为整个电路提供一阶基准电压，不考虑中间二阶补偿电路，忽略MN2的分流，令Vref电压为Vref1，图中Q4，Q5，Q6，Q8，R7组成PTAT (Proportionalto Absolute Temperature)的电流，Q4，Q5具有一样的面积，Q6，Q8面积为1：8，MP2镜像MP1的电流，Q10的基极电压为：

其中，k为玻尔茲曼常数，T为热力学温度，q为电荷量，因此通过适当的调整R4，R7的宽长比，可以使得电路的正负温度系数相抵消，从而获得一阶补偿基准电压。

2.2 二阶温度补偿电路设计

图2右侧所示为文中提到的二阶补偿电路，MP4，

3 仿真结果与分析

基于0.5 μm BCD工艺模型，采用Cadence公司的仿真工具，对文中的二阶带隙基准电路的电路性能参数进行仿真验证。如图3所示，当电源电压为6V时，基准电压的温度曲线，图中可以看出，在温度从-30℃变化至130℃范围内，基准电压峰值之差为2 mV，即温度系数为TC=5.5×l0-6/℃，因此，与传统的一阶温度补偿方法相比，文中提出的二阶补偿极大地提高了基准电压的温度稳定性[5-6]。

如图4所示，给出了设计的带隙基准源的电源抑制比曲线，低频电源抑制比为-75 dB，因此能够有效抑制电源电压变化引起的基准变化。

4 结语

负温度系数电压控制工作在亚阈值区域MOS管的栅极电压，产生一个跟一阶带隙电压一样温度变化趋势的补偿电压，提高了基准的温度稳定性，仿真结果表明，该基准电压在整个温度变化范围内电压波动没有超过3 mV，温度系数小于8 PPM，能够应用于对基准源精度要求高的场合。

[参考文献]

[1]何年乐，王忆.模拟集成电路设计与仿真[M].北京：科学出版社，2013.

[2]刘春娟，王永顺，刘肃.高精度低噪声基准电压源的设计[J]固体电子学研究与进展，2011 (6)：624-629.

[3]何开全，谭开洲，李荣强.高性能模拟集成电路工艺技术[J]微电子学，2004 (4)：398-401

[4]赵双龙.BCD工艺在电源管理IC设计中的应用[D].杭州：浙江大学，2006.

[5]黎海明.高性能CMOS带隙电压基准源的研究与设计[D].成都：电子科技大学，2006.

[6]ALLEN P E， HOLBERG D R.CMOS analog circuit design[M].London： Oxford University Press， 2011.

作者：冉波 聂海 毛煜