JPH02164113A - 電力増幅器 - Google Patents
電力増幅器Info
- Publication number
- JPH02164113A JPH02164113A JP63319757A JP31975788A JPH02164113A JP H02164113 A JPH02164113 A JP H02164113A JP 63319757 A JP63319757 A JP 63319757A JP 31975788 A JP31975788 A JP 31975788A JP H02164113 A JPH02164113 A JP H02164113A
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- Japan
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- signal
- circuit
- output
- triangular wave
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明はアナログ信号をパルス化して電力増幅するパ
ルス幅変調方式の電力増幅器に関するものである。
ルス幅変調方式の電力増幅器に関するものである。
従来、オーディオ用増幅器として、Ａ級増幅器ならびに
Ｂ級増幅器が知られているが、最近のオーディオ機器は
小型化、大出力化の傾向にあるため、増幅器の発熱、す
なわち増幅器の効率が重要視されている。従来より、効
率が良いとされているＢ級増幅器においては、最大効率
が７８．５％であるが、実使用状態においてはきわめて
効率が悪い、そこで、効率を良くするために、パルス幅
変調方式の電力増幅器、いわゆるＤ級増幅器と称される
高効率増幅器が重要視されてきた。
Ｂ級増幅器が知られているが、最近のオーディオ機器は
小型化、大出力化の傾向にあるため、増幅器の発熱、す
なわち増幅器の効率が重要視されている。従来より、効
率が良いとされているＢ級増幅器においては、最大効率
が７８．５％であるが、実使用状態においてはきわめて
効率が悪い、そこで、効率を良くするために、パルス幅
変調方式の電力増幅器、いわゆるＤ級増幅器と称される
高効率増幅器が重要視されてきた。
以下、第２図を参照しながら、従来のＤ級の電力増幅器
について説明する。第２図において、■は入力端子、２
は前置増幅回路、３は三角波発生回路、４は比較回路、
５は出力増幅回路、６はローハスフィルタ、７は帰還回
路、８はスピーカ等の負荷である。
について説明する。第２図において、■は入力端子、２
は前置増幅回路、３は三角波発生回路、４は比較回路、
５は出力増幅回路、６はローハスフィルタ、７は帰還回
路、８はスピーカ等の負荷である。
以上のように構成されたＤ級の電力増幅器について、以
下にその動作を説明する。
下にその動作を説明する。
まず入力端子１に印加されたオーディオ信号等のアナロ
グ信号は、前置増幅回路２に加えられてで増幅され、前
置増幅回路２から比較回路４の一方の入力端子に変調信
号として入力される。また、比較回路４の他方の入力端
子には、三角波発生回路３で発生した三角波キャリア信
号が入力され、比較回路４にて両者が比較される。この
結果、比較回路４から前置増幅回路２に人力されるアナ
ログ信号の波形に応じてパルス幅変調されたパルス信号
、すなわちパルス幅変調信号が出力される。
グ信号は、前置増幅回路２に加えられてで増幅され、前
置増幅回路２から比較回路４の一方の入力端子に変調信
号として入力される。また、比較回路４の他方の入力端
子には、三角波発生回路３で発生した三角波キャリア信
号が入力され、比較回路４にて両者が比較される。この
結果、比較回路４から前置増幅回路２に人力されるアナ
ログ信号の波形に応じてパルス幅変調されたパルス信号
、すなわちパルス幅変調信号が出力される。
このパルス幅変調信号は、周期が三角波キャリア信号の
周期と等しく、かつパルスのデユーティ比がアナログ信
号の波形に応じて変化することになる。そして、このパ
ルス幅変！Ｉｌ信号は、出力増幅回路５に供給される。
周期と等しく、かつパルスのデユーティ比がアナログ信
号の波形に応じて変化することになる。そして、このパ
ルス幅変！Ｉｌ信号は、出力増幅回路５に供給される。
この出力増幅回路５では、内部のスイッチング素子をパ
ルス幅変調信号に応じてオンオフ駆動することにより、
パルス幅変調信号を電力増幅することになる。
ルス幅変調信号に応じてオンオフ駆動することにより、
パルス幅変調信号を電力増幅することになる。
さらに、電力増幅されたパルス幅変調信号をローパスフ
ィルタ６に通すと、ローパスフィルタ６の積分動作によ
って三角波キナリア信号に対応するキャリア周波数成分
が除去され、アナログ信号と相似な波形の低周波出力信
号がローパスフィルタ６から負荷８に供給される。
ィルタ６に通すと、ローパスフィルタ６の積分動作によ
って三角波キナリア信号に対応するキャリア周波数成分
が除去され、アナログ信号と相似な波形の低周波出力信
号がローパスフィルタ６から負荷８に供給される。
また、ローパスフィルタ６を通過した低周波出力信号の
一部が帰還回路７を介して前置増幅回路２に帰還され、
これによって、変調特性および電力増幅器の特性を良く
することができるようになっている。
一部が帰還回路７を介して前置増幅回路２に帰還され、
これによって、変調特性および電力増幅器の特性を良く
することができるようになっている。
しかしながら、上記のような構成では、パルス幅変調を
行うための三角波キャリア信号を発生させる方法として
、多くの場合、三角波キャリア信号と等しい周波数の矩
形波を積分することにより、三角波キャリア信号を作成
するのが一触的である。
行うための三角波キャリア信号を発生させる方法として
、多くの場合、三角波キャリア信号と等しい周波数の矩
形波を積分することにより、三角波キャリア信号を作成
するのが一触的である。
このように積分によって三角波キャリア信号を作成する
場合、作成された三角波キャリア信号の波形において、
特に頂点付近の勾配の直線性が悪（、低周波出力信号の
歪発生の原因となっている。
場合、作成された三角波キャリア信号の波形において、
特に頂点付近の勾配の直線性が悪（、低周波出力信号の
歪発生の原因となっている。
また、三角波キャリア信号の直線性が悪いと増幅器の利
得が変化するという問題点を有している。
得が変化するという問題点を有している。
したがって、この発明の目的は、常に三角波キャリア信
号の勾配の直線性の良いところを使用して歪成分の非常
に少ない出力信号を得ることができ、かつ電力増幅器自
体の利得を一定に保って常に入力信号に比例した出力信
号を得ることができる電力増幅器を提供することである
。
号の勾配の直線性の良いところを使用して歪成分の非常
に少ない出力信号を得ることができ、かつ電力増幅器自
体の利得を一定に保って常に入力信号に比例した出力信
号を得ることができる電力増幅器を提供することである
。
この発明の電力増幅器は、アナログ信号からなる変調信
号と三角波発生回路から出力される三角波キャリア信号
とを比較してパルス幅変調信号を出力する比較回路と、
この比較回路から出力されるパルス幅変調信号を電力増
幅する出力増幅回路と、出力増幅回路の出力信号のキャ
リア周波数成分を除去して負荷に供給するローパスフィ
ルタと、出力増幅回路に電源電圧を供給する電源回路と
、三角波発生回路より出力される三角波キ中リア信号の
振幅と電源回路より出力増幅回路に供給する電源電圧と
をアナログ信号の大きさに応じて制御する制御回路とを
備えた構成となっている。
号と三角波発生回路から出力される三角波キャリア信号
とを比較してパルス幅変調信号を出力する比較回路と、
この比較回路から出力されるパルス幅変調信号を電力増
幅する出力増幅回路と、出力増幅回路の出力信号のキャ
リア周波数成分を除去して負荷に供給するローパスフィ
ルタと、出力増幅回路に電源電圧を供給する電源回路と
、三角波発生回路より出力される三角波キ中リア信号の
振幅と電源回路より出力増幅回路に供給する電源電圧と
をアナログ信号の大きさに応じて制御する制御回路とを
備えた構成となっている。
なお、三角波キャリア信号としては、通常の三角波だけ
でなく、鋸歯状波も含む。
でなく、鋸歯状波も含む。
この発明の構成によれば、三角波発生回路から出力され
る三角波キャリア信号の振幅がアナログ信号の大きさに
応じて制御回路で制御されるため、三角波キャリア信号
の勾配の直線性が良好な状態で比較回路からパルス幅変
調信号を取り出すことができる。また、同じ制′４′ｎ
（を号で出力増幅回路に供給する’；Ｉｔ源電圧全電圧
することにより、三角波キャリア信号の振幅の変化に伴
うローパスフィルタの出力のレベル変化がキャンセルさ
れるので、入力されるアナログ信号レベルに比例した出
力信号を取り出すことができる。
る三角波キャリア信号の振幅がアナログ信号の大きさに
応じて制御回路で制御されるため、三角波キャリア信号
の勾配の直線性が良好な状態で比較回路からパルス幅変
調信号を取り出すことができる。また、同じ制′４′ｎ
（を号で出力増幅回路に供給する’；Ｉｔ源電圧全電圧
することにより、三角波キャリア信号の振幅の変化に伴
うローパスフィルタの出力のレベル変化がキャンセルさ
れるので、入力されるアナログ信号レベルに比例した出
力信号を取り出すことができる。
以下、この発明の一実施例を図面を参照しながら説明す
る。
る。
第１図はこの発明の一実施例の電力増幅器の構成を示す
ブロック図である。第１図において、１は入力端子、２
は入力端子１に加えられたオーディオ信号等のアナログ
信号が入力される前置増幅回路、３はパルス幅変調用の
三角波キャリア信号を発生する三角波発生回路、４は前
置増幅回路２より出力される変調信号と三角波発生回路
３より出力される三角波キャリア信号とが入力され両者
を比較してパルス幅変調信号を出力する比較回路である
。５は比較回路４より出力されるパルス幅変調信号に応
じて内部のスイッチング素子をオンオフ駆動して電力増
幅を行う出力増幅回路、６は出力増幅回路５の出力を積
分することによりキャリア周波数成分を除去するローパ
スフィルタ、７はローパスフィルタ６の出力の一部を前
置増幅回路２へ帰還する帰還回路、８はローパスフィル
タ６の出力端に接続されたスピーカ等の負荷、９は電源
回路である。１０は、入力端子１に入力されたアナログ
信号の大きさに応じて、三角波発生回路３で発生させる
三角波キャリア信号の出力振幅と電源回路９より出力増
幅回路５に供給する電源電圧とを制御する制御回路であ
る。
ブロック図である。第１図において、１は入力端子、２
は入力端子１に加えられたオーディオ信号等のアナログ
信号が入力される前置増幅回路、３はパルス幅変調用の
三角波キャリア信号を発生する三角波発生回路、４は前
置増幅回路２より出力される変調信号と三角波発生回路
３より出力される三角波キャリア信号とが入力され両者
を比較してパルス幅変調信号を出力する比較回路である
。５は比較回路４より出力されるパルス幅変調信号に応
じて内部のスイッチング素子をオンオフ駆動して電力増
幅を行う出力増幅回路、６は出力増幅回路５の出力を積
分することによりキャリア周波数成分を除去するローパ
スフィルタ、７はローパスフィルタ６の出力の一部を前
置増幅回路２へ帰還する帰還回路、８はローパスフィル
タ６の出力端に接続されたスピーカ等の負荷、９は電源
回路である。１０は、入力端子１に入力されたアナログ
信号の大きさに応じて、三角波発生回路３で発生させる
三角波キャリア信号の出力振幅と電源回路９より出力増
幅回路５に供給する電源電圧とを制御する制御回路であ
る。
以上のように構成された実施例の電力増幅器について、
以下にその動作を説明する。
以下にその動作を説明する。
まず、入力端子１に加えられたアナログ信号は、前置増
幅回路２と制御回路１０とに入力される。
幅回路２と制御回路１０とに入力される。
前置増幅回路２に入力された信号は、前置増幅回路２で
増幅された後、変調信号として比較回路４の一方の入力
端子に入力される。また、三角波発生回路３で発生する
三角波キャリア信号が比較回路４の他方の入力端子に入
力される。
増幅された後、変調信号として比較回路４の一方の入力
端子に入力される。また、三角波発生回路３で発生する
三角波キャリア信号が比較回路４の他方の入力端子に入
力される。
この場合、三角波発生回路３で発生する三角波キャリア
信号の振幅は、制？■回路ＩＯより出力される制御信号
によって制御される。制御回路１０は、入力されたアナ
ログ信号の振幅の大きさに比例した振幅の三角波キャリ
ア信号を三角波発生回路３から発生させるような制御信
号を出力して二角波発生回路３に与えることになる。上
記の制御′Ｂ傷信号、アナログ信号の振幅の変化にかか
わらず三角波発生回路３から出力される三角波キャリア
信号において、常に直線性の良好な領域で変調信号と比
較できるように、三角波キャリア信号の振幅を制御する
ことになる。
信号の振幅は、制？■回路ＩＯより出力される制御信号
によって制御される。制御回路１０は、入力されたアナ
ログ信号の振幅の大きさに比例した振幅の三角波キャリ
ア信号を三角波発生回路３から発生させるような制御信
号を出力して二角波発生回路３に与えることになる。上
記の制御′Ｂ傷信号、アナログ信号の振幅の変化にかか
わらず三角波発生回路３から出力される三角波キャリア
信号において、常に直線性の良好な領域で変調信号と比
較できるように、三角波キャリア信号の振幅を制御する
ことになる。
つぎに、比較回路４に入力された変調信号および三角波
キャリア信号は、比較回路４において比較され、この結
果アナログ信号に応じてパルス幅変調されたパルス幅変
調信号が出力されることになる。このパルス幅変調信号
は、アナログ信号の振幅の大きさに比例して三角波キャ
リア信号の振幅を変えることにより、三角波キャリア信
号の直線性の良好な領域で変調信号（アナログ信号）と
を比較して作成したものであるため、歪のない理想的な
パルス幅変調信号となる。
キャリア信号は、比較回路４において比較され、この結
果アナログ信号に応じてパルス幅変調されたパルス幅変
調信号が出力されることになる。このパルス幅変調信号
は、アナログ信号の振幅の大きさに比例して三角波キャ
リア信号の振幅を変えることにより、三角波キャリア信
号の直線性の良好な領域で変調信号（アナログ信号）と
を比較して作成したものであるため、歪のない理想的な
パルス幅変調信号となる。
このパルス幅変調信号は出力増幅回路５に供給され、出
力増幅回路５では、内部のスイッチング素子をオンオフ
駆動することにより、パルス幅変調信号を電力増幅する
。この時、出力増幅回路５の電源電圧は、電源回路９か
ら供給される。そのイ直は、電源回路９において、制御
回路１０より出力される制御信号、すなわちアナログ信
号の振幅の大きさに比例した制御信号により制御される
。
力増幅回路５では、内部のスイッチング素子をオンオフ
駆動することにより、パルス幅変調信号を電力増幅する
。この時、出力増幅回路５の電源電圧は、電源回路９か
ら供給される。そのイ直は、電源回路９において、制御
回路１０より出力される制御信号、すなわちアナログ信
号の振幅の大きさに比例した制御信号により制御される
。
この場合、電源電圧の値は、三角波キャリア電圧の振幅
の変化に伴うローパスフィルタ６の出力の変化をキャン
セルするように制御される。
の変化に伴うローパスフィルタ６の出力の変化をキャン
セルするように制御される。
そして、電力増幅されたパルス幅変調信号をローパスフ
ィルタ６に通すと、ローパスフィルタ６の出力は、パル
ス幅変調信号から三角波キャリア信号に対応する周波数
成分が除去され、元のアナログ信号と相偵な低周波出力
信号となって負荷８に供給される。
ィルタ６に通すと、ローパスフィルタ６の出力は、パル
ス幅変調信号から三角波キャリア信号に対応する周波数
成分が除去され、元のアナログ信号と相偵な低周波出力
信号となって負荷８に供給される。
一方、ローパスフィルタ６を通過して取り出された低周
波信号は帰還回路７を介して前置増幅回路２に帰還する
。この帰還による作用は従来例と同様である。
波信号は帰還回路７を介して前置増幅回路２に帰還する
。この帰還による作用は従来例と同様である。
以上のように、この実施例によれば、三角波発生回路３
から出力される三角波キャリア信号の振幅と出力増幅回
路５へ供給する電源電圧とをアナログ信号の大きさに応
じてル制御する制御回路１０を付加したことにより、直
線性の良いパルス幅変調信号を生成することができる。
から出力される三角波キャリア信号の振幅と出力増幅回
路５へ供給する電源電圧とをアナログ信号の大きさに応
じてル制御する制御回路１０を付加したことにより、直
線性の良いパルス幅変調信号を生成することができる。
すなわち、歪成分の非常に少ない出・力信号が得られる
。また、同じ制御信号で電源電圧を制御するため、電力
増幅器自体の利得を一定に保つことができる。
。また、同じ制御信号で電源電圧を制御するため、電力
増幅器自体の利得を一定に保つことができる。
この発明の電力増幅器によれば、三角波キャリア信号の
振幅と出力増幅回路に供給する電源電圧とをアナログ信
号の大きさに応じて制御するため、常に三角波キャリア
信号の勾配の直線性が良好な状態でパルス幅変調信号を
作り出すことができ、歪成分の非常に少ないパルス信号
となるため、出力信号の低歪率化を達成することが可能
で、かつ電力増幅器自体の利得を一定に保つことができ
る。
振幅と出力増幅回路に供給する電源電圧とをアナログ信
号の大きさに応じて制御するため、常に三角波キャリア
信号の勾配の直線性が良好な状態でパルス幅変調信号を
作り出すことができ、歪成分の非常に少ないパルス信号
となるため、出力信号の低歪率化を達成することが可能
で、かつ電力増幅器自体の利得を一定に保つことができ
る。
また、パルス幅変調方式（Ｄ級）の電力増幅器の電力効
率の良さをそのまま維持するものであるから大出力化、
小型化、高効率化、低歪率化を可能にするという効果を
得ることができる。
率の良さをそのまま維持するものであるから大出力化、
小型化、高効率化、低歪率化を可能にするという効果を
得ることができる。
第１図はこの発明の一実施例の電力増幅器の構成を示す
ブロック図、第２図は従来の電力増幅器の一例の構成を
示すブロック図である。
ブロック図、第２図は従来の電力増幅器の一例の構成を
示すブロック図である。
Claims (1)
- パルス幅変調用の三角波キャリア信号を発生する三角波
発生回路と、アナログ信号からなる変調信号と前記三角
波発生回路より出力される三角波キャリア信号とが入力
され両者を比較する比較回路と、この比較回路より出力
されるパルス幅変調信号に応じてスイッチング素子を駆
動することにより前記パルス幅変調信号の電力増幅を行
う出力増幅回路と、この出力増幅回路の出力からキャリ
ア周波数成分を除去して負荷に供給するローパスフィル
タと、前記出力増幅回路に電源電圧を供給する電源回路
と、前記三角波発生回路より出力される三角波キャリア
信号の振幅と前記電源回路より前記出力増幅回路に供給
する電源電圧とを前記アナログ信号の大きさに応じて制
御する制御回路とを備えた電力増幅器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63319757A JPH02164113A (ja) | 1988-12-19 | 1988-12-19 | 電力増幅器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63319757A JPH02164113A (ja) | 1988-12-19 | 1988-12-19 | 電力増幅器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02164113A true JPH02164113A (ja) | 1990-06-25 |
Family
ID=18113836
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63319757A Pending JPH02164113A (ja) | 1988-12-19 | 1988-12-19 | 電力増幅器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02164113A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006129366A (ja) * | 2004-11-01 | 2006-05-18 | Texas Instr Japan Ltd | Ｐｗｍドライバおよびこれを用いたｄ級増幅器 |
| JP2009141935A (ja) * | 2007-12-05 | 2009-06-25 | Renyo Handotai Kofun Yugenkoshi | Ｄ級増幅器およびそのマルチレベル出力信号生成方法 |
| WO2011161911A1 (ja) * | 2010-06-25 | 2011-12-29 | パナソニック株式会社 | 増幅装置 |
| CN103532502A (zh) * | 2012-12-18 | 2014-01-22 | 深圳市友讯达科技发展有限公司 | 一种电力线载波功率放大装置 |
-
1988
- 1988-12-19 JP JP63319757A patent/JPH02164113A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006129366A (ja) * | 2004-11-01 | 2006-05-18 | Texas Instr Japan Ltd | Ｐｗｍドライバおよびこれを用いたｄ級増幅器 |
| JP2009141935A (ja) * | 2007-12-05 | 2009-06-25 | Renyo Handotai Kofun Yugenkoshi | Ｄ級増幅器およびそのマルチレベル出力信号生成方法 |
| WO2011161911A1 (ja) * | 2010-06-25 | 2011-12-29 | パナソニック株式会社 | 増幅装置 |
| CN102959858A (zh) * | 2010-06-25 | 2013-03-06 | 松下电器产业株式会社 | 放大装置 |
| US9036836B2 (en) | 2010-06-25 | 2015-05-19 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Amplifier apparatus |
| CN102959858B (zh) * | 2010-06-25 | 2015-09-02 | 松下知识产权经营株式会社 | 放大装置 |
| US9257945B2 (en) | 2010-06-25 | 2016-02-09 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Amplifier apparatus |
| JP2016029835A (ja) * | 2010-06-25 | 2016-03-03 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 増幅装置 |
| JP5903638B2 (ja) * | 2010-06-25 | 2016-04-13 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 増幅装置 |
| CN103532502A (zh) * | 2012-12-18 | 2014-01-22 | 深圳市友讯达科技发展有限公司 | 一种电力线载波功率放大装置 |
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