JPH02234503A - 電力増幅器 - Google Patents
電力増幅器Info
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- JPH02234503A JPH02234503A JP5460789A JP5460789A JPH02234503A JP H02234503 A JPH02234503 A JP H02234503A JP 5460789 A JP5460789 A JP 5460789A JP 5460789 A JP5460789 A JP 5460789A JP H02234503 A JPH02234503 A JP H02234503A
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- Japan
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- power amplifier
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の目的］
（産業上の利用分野）
この発明は、例えば中波用あるいは短波用放送機の音声
信号変調増幅器に用いられる電力増゛幅器に戻する。
信号変調増幅器に用いられる電力増゛幅器に戻する。
（従来の技術）
一般に、放送機の変調増幅器に用いられる音声増幅用電
力増幅器は、電源効率のよいことが要求されるため、真
空管式の直線電力増幅器からＰＷＭ（パルス幅変調）方
式の電力増幅器に移行されつつある。このＰＷＭ方式の
電力増幅器は、放送機の振幅変調の変調度が１００％ま
で直線的であ−ることが要求されるだけでなく、出力電
圧Ｏｖからの直線性をも要求される。従来のＰＷＭ方式
電力増幅器は、第５図に示すように、信号源１１からの
跨声信号をＰＷＭ回路！２でパルス幅変調した後、パル
ス増幅器Ｉ３にて電力増幅し、さらにローパスフィルタ
ｌ４で不要な周波数成分を除去して出力するようにした
ものである。
力増幅器は、電源効率のよいことが要求されるため、真
空管式の直線電力増幅器からＰＷＭ（パルス幅変調）方
式の電力増幅器に移行されつつある。このＰＷＭ方式の
電力増幅器は、放送機の振幅変調の変調度が１００％ま
で直線的であ−ることが要求されるだけでなく、出力電
圧Ｏｖからの直線性をも要求される。従来のＰＷＭ方式
電力増幅器は、第５図に示すように、信号源１１からの
跨声信号をＰＷＭ回路！２でパルス幅変調した後、パル
ス増幅器Ｉ３にて電力増幅し、さらにローパスフィルタ
ｌ４で不要な周波数成分を除去して出力するようにした
ものである。
ところが、このＰＷＭ方式では、原理的に低レベルでの
直線性が悪く、そのパルス幅対出力電圧特性は一般的に
第６図に示すようになり、パルス幅がＯに近いところで
は直線に，はなっていない。
直線性が悪く、そのパルス幅対出力電圧特性は一般的に
第６図に示すようになり、パルス幅がＯに近いところで
は直線に，はなっていない。
この非直線性は無視できないほど大きく、この増幅器に
例えば負ピーク値がＯｖの正弦波を入力すると、出力波
形に第７図に示すような歪みを生じてしまう。このまま
実用に供すると、従来の真空管式の直線電力増幅器を使
用した電力増幅器と比べて、特性上見劣りがする欠点が
あった。
例えば負ピーク値がＯｖの正弦波を入力すると、出力波
形に第７図に示すような歪みを生じてしまう。このまま
実用に供すると、従来の真空管式の直線電力増幅器を使
用した電力増幅器と比べて、特性上見劣りがする欠点が
あった。
（発明が解決しようとする課題）
以上述べたように従来のＰＷＭ方式による電力増幅器で
は、電源効率は良いが直線性が悪いという問題があった
。
は、電源効率は良いが直線性が悪いという問題があった
。
この発明は上記の問題を解決するためになされたもので
、電源効率の低下を最少限に止どめながら、良好な直線
性を得ることのできる電力増幅器を提供することを目的
とする。
、電源効率の低下を最少限に止どめながら、良好な直線
性を得ることのできる電力増幅器を提供することを目的
とする。
［発明の目的］
（課題を解決するための手段）
上記目的を達成するためにこの発明に係る電力増幅器は
、第１の系統に設けられ、入力信号をパルス幅変調方式
によって電力増幅する第１の電力増幅回路と、この第１
の電力増幅回路の出力を単方向化する第１の単方向化手
段と、第２の系統に設けられ、前記入力信号を直線的に
増幅する第２の増幅回路と、この第２の増幅回路の出力
を単方向化する第２の単方向化手段と、前記第２の系統
に設けられ、入力信号を遅延出力する遅延回路と、前記
第１及び第２の系統の各出力信号を加算出力する加算回
路と、前記入力信号のレベルが基準値以上のとき前記第
１の系統の第１の電力増幅回路を、基準値以下のとき前
記第２の系統の第２の電力増幅回路を実質的に動作させ
る選択手段とを具備して構成される。
、第１の系統に設けられ、入力信号をパルス幅変調方式
によって電力増幅する第１の電力増幅回路と、この第１
の電力増幅回路の出力を単方向化する第１の単方向化手
段と、第２の系統に設けられ、前記入力信号を直線的に
増幅する第２の増幅回路と、この第２の増幅回路の出力
を単方向化する第２の単方向化手段と、前記第２の系統
に設けられ、入力信号を遅延出力する遅延回路と、前記
第１及び第２の系統の各出力信号を加算出力する加算回
路と、前記入力信号のレベルが基準値以上のとき前記第
１の系統の第１の電力増幅回路を、基準値以下のとき前
記第２の系統の第２の電力増幅回路を実質的に動作させ
る選択手段とを具備して構成される。
（作用）
上記構成による電力増幅器は、第１の系統にＰＷＭ方式
の第１の電力増幅回路を、第２の系統に直線性に優れた
増幅回路を設け、第１の増幅回路の非直線性が顕著に現
われるレベル以下では第２の系統で電力増幅し、そのレ
ベル以上では第２の系統で電力増幅し、両者を加算して
出力するようにしている。
の第１の電力増幅回路を、第２の系統に直線性に優れた
増幅回路を設け、第１の増幅回路の非直線性が顕著に現
われるレベル以下では第２の系統で電力増幅し、そのレ
ベル以上では第２の系統で電力増幅し、両者を加算して
出力するようにしている。
（実施例）
以下、第１図乃至第４図を参照してこの発明の一実施例
を説明する。
を説明する。
第１図はその構成を示すもので、信号源２１がらの音声
信号Ｖｌｎは出力系統選択回路２２に人力される。この
選択回路２２は入力信号の電圧レベルと基準レベルとを
比較し、人力レベルが基準レベル以上のとき第１の系統
を、基準レベル以下のとき第２の系統を選択して動作さ
せるもので、ここで第１の系統が選択された場合、音声
信号はＰＷＭ回路２３、／＜ルス増幅回路２４及びロー
バスフィルタ２５からなるＰＷＭ方式の電力増幅回路で
電力増幅される。一方、第２の系統が選択された場合、
音声信号は遅延回路２７で一定時間遅延され、直線電力
増幅回路２８で直線増幅される。各系統の電力増幅出力
はそれぞれダイオード２６． ２９で単方向化された後
、加算部３０で加算され、出力端子３ｌを介して出力さ
れる。
信号Ｖｌｎは出力系統選択回路２２に人力される。この
選択回路２２は入力信号の電圧レベルと基準レベルとを
比較し、人力レベルが基準レベル以上のとき第１の系統
を、基準レベル以下のとき第２の系統を選択して動作さ
せるもので、ここで第１の系統が選択された場合、音声
信号はＰＷＭ回路２３、／＜ルス増幅回路２４及びロー
バスフィルタ２５からなるＰＷＭ方式の電力増幅回路で
電力増幅される。一方、第２の系統が選択された場合、
音声信号は遅延回路２７で一定時間遅延され、直線電力
増幅回路２８で直線増幅される。各系統の電力増幅出力
はそれぞれダイオード２６． ２９で単方向化された後
、加算部３０で加算され、出力端子３ｌを介して出力さ
れる。
上記出力系統選択回路２２は、具体的には第２図あるい
は第３図に示す構成が考えられる。第２図の回路は、各
系統には音声信号Ｖ１ｎをそのまま供給し、第２の系統
入力部から音声信号Ｖｉｎを取出してコンパレータ２２
２に人力し、このコンパレータ２２２で基ｌＩＩｆＩＳ
圧源２２１の出力レベルＶ ｒａｒと比較する。そして
、コンバレータ２２２の出力をＰＷＭ回路２３とパルス
増幅回路２４との間に介在させたスイッチ２２３に与え
、ＶＩｎ≦Ｖ ｒｅｒのときスイッチ２２３を閉じてＰ
ＷＭ回路２３の出力を遮断するように構成したものであ
る。
は第３図に示す構成が考えられる。第２図の回路は、各
系統には音声信号Ｖ１ｎをそのまま供給し、第２の系統
入力部から音声信号Ｖｉｎを取出してコンパレータ２２
２に人力し、このコンパレータ２２２で基ｌＩＩｆＩＳ
圧源２２１の出力レベルＶ ｒａｒと比較する。そして
、コンバレータ２２２の出力をＰＷＭ回路２３とパルス
増幅回路２４との間に介在させたスイッチ２２３に与え
、ＶＩｎ≦Ｖ ｒｅｒのときスイッチ２２３を閉じてＰ
ＷＭ回路２３の出力を遮断するように構成したものであ
る。
一方、第３図に示す回路は、第２の系統には音声信号Ｖ
ｌｎをそのまま供給し、第１の系統には前置補償増幅回
路２２４を介してＰＷＭ回路２３に洪給するようにした
ものである。第４図は人力音声信号Ｖｌｎを前置補償増
幅回路２２４によって低レベル入力での利得を下げて入
出力特性を示したものである。尚、第２図に示す構成よ
り第３図に示す構成の方が、回路は複雑になるが後の系
統出力間のつながりをスムーズにすることができる。
ｌｎをそのまま供給し、第１の系統には前置補償増幅回
路２２４を介してＰＷＭ回路２３に洪給するようにした
ものである。第４図は人力音声信号Ｖｌｎを前置補償増
幅回路２２４によって低レベル入力での利得を下げて入
出力特性を示したものである。尚、第２図に示す構成よ
り第３図に示す構成の方が、回路は複雑になるが後の系
統出力間のつながりをスムーズにすることができる。
また、高レベル入力時に直線電力増幅回路２８の出力を
遮断しないと電源高率上の不利が生じるが、これは前記
直線電力増幅回路２８の最大出力電圧を、総合としての
本発明の電力増幅器の直線を得るのに必要な最少限の電
圧に押さえた設計として、高レベル入力時に直線電力増
幅回路２８が飽和し、第１の系統の出力電圧より第２の
系統の出力電圧が低い状態を実現すれば、出力単方向化
のためのダイオード２９により、直ＩＴｆＳ力増幅回路
２８が自動的に遮断されたのと等価になる。これら直線
電力増幅回路２８の遮断に関しては、出力系統選択回路
が第２図に示すものであっても第３図に示すものであっ
ても変わるところはない。
遮断しないと電源高率上の不利が生じるが、これは前記
直線電力増幅回路２８の最大出力電圧を、総合としての
本発明の電力増幅器の直線を得るのに必要な最少限の電
圧に押さえた設計として、高レベル入力時に直線電力増
幅回路２８が飽和し、第１の系統の出力電圧より第２の
系統の出力電圧が低い状態を実現すれば、出力単方向化
のためのダイオード２９により、直ＩＴｆＳ力増幅回路
２８が自動的に遮断されたのと等価になる。これら直線
電力増幅回路２８の遮断に関しては、出力系統選択回路
が第２図に示すものであっても第３図に示すものであっ
ても変わるところはない。
上記遅延回路２７は第１の系統出力と第２の系統出力の
各位相を加算部３０で一致させるためのもので、ローパ
スフィルタ２５以外の各回路の遅延時間が無視できる程
度に短い場合（通常の設計ではたいてい短くできる）に
は、例えばローパスフィルタ２５と同じ伝達関数を持つ
小信号用ローバスフィルタ（例えばアクティブフィルタ
、ＬＣフィルタ等）を組めばよい。また、各系統間の位
相差が問題にならない程度に小さい場合には省略しても
よいものである。
各位相を加算部３０で一致させるためのもので、ローパ
スフィルタ２５以外の各回路の遅延時間が無視できる程
度に短い場合（通常の設計ではたいてい短くできる）に
は、例えばローパスフィルタ２５と同じ伝達関数を持つ
小信号用ローバスフィルタ（例えばアクティブフィルタ
、ＬＣフィルタ等）を組めばよい。また、各系統間の位
相差が問題にならない程度に小さい場合には省略しても
よいものである。
上記直線電力増幅回路２８は低レベル入力で優れた直線
性を持つもので、必要な電力を供給することができ、こ
れによる電源効率の低下が許容範囲内のものであればど
のようなものでもよい。単方向化用のダイオード２８．
２９は一方の系統出力が加算部３０を介して他の系統
に入り込まないようにするためのものであり、また前述
のようにダイオード２９は高レベル人力時に直線電力増
幅回路２８の出力を遮断する機能を合わせ持つ。但し、
ダイオードの使用を強制するものではなく、例えばダイ
オードの電圧降下が問題となるような用途では音声入力
電圧によりオン・オフ制御するトランジスタ、サイリス
タ、ＦＥＴ等の能動素子に置換えても一向に差支えない
。
性を持つもので、必要な電力を供給することができ、こ
れによる電源効率の低下が許容範囲内のものであればど
のようなものでもよい。単方向化用のダイオード２８．
２９は一方の系統出力が加算部３０を介して他の系統
に入り込まないようにするためのものであり、また前述
のようにダイオード２９は高レベル人力時に直線電力増
幅回路２８の出力を遮断する機能を合わせ持つ。但し、
ダイオードの使用を強制するものではなく、例えばダイ
オードの電圧降下が問題となるような用途では音声入力
電圧によりオン・オフ制御するトランジスタ、サイリス
タ、ＦＥＴ等の能動素子に置換えても一向に差支えない
。
上記加算部３０はトランス等を用いて各系統を加算する
ことも考えられるが、第１図に示すように単純に線を接
続しただけのワイヤードＯＲ回路でその目的を充分達成
できるものである。
ことも考えられるが、第１図に示すように単純に線を接
続しただけのワイヤードＯＲ回路でその目的を充分達成
できるものである。
すなわち、上記の回路において、良く設計されたＰＷＭ
方式の電力増幅回路でも非直線性が顕著に現われるのは
デューティ比が１０％を割るあたりからである。この部
分は、電力として考えれば総出力の１％にも満たない僅
かな部分である。この部分の出力電力を主たるＰＷＭ方
式で電力増幅を行わずに他の直線電力増幅回路２８で電
力増幅すれば良好な直線性を得ることができる。また、
この直線電力増幅回路２８の電力効率を低めに見積もっ
て５０％ととし、常に総出力電力の１％をこのｔｉ線電
力増幅回路２８が受持ったとしても、総合電源効率の低
下は１％以下に収まる。実際には、ＰＷＭ方式の電力増
幅回路のデューティ比が１０％以下で動作する時間は、
音声信号増幅では極わずかであるため、総合電源効率の
低下はほとんどないといってよい程度である。
方式の電力増幅回路でも非直線性が顕著に現われるのは
デューティ比が１０％を割るあたりからである。この部
分は、電力として考えれば総出力の１％にも満たない僅
かな部分である。この部分の出力電力を主たるＰＷＭ方
式で電力増幅を行わずに他の直線電力増幅回路２８で電
力増幅すれば良好な直線性を得ることができる。また、
この直線電力増幅回路２８の電力効率を低めに見積もっ
て５０％ととし、常に総出力電力の１％をこのｔｉ線電
力増幅回路２８が受持ったとしても、総合電源効率の低
下は１％以下に収まる。実際には、ＰＷＭ方式の電力増
幅回路のデューティ比が１０％以下で動作する時間は、
音声信号増幅では極わずかであるため、総合電源効率の
低下はほとんどないといってよい程度である。
したがって、上記構成による電力増幅器は、高出力時に
はＰＷＭ方式の電力増幅回路を、低出力時には直線性の
よい電力増幅回路で電力増幅を行い、両者の位相合せを
行なって加算出力するようにしているので、ほとんど電
源効率を下げることなく電力増幅時の直線性を良好に保
持することができる。尚、この発明は上記実施例に限ら
ず、その要旨を変更しない範囲で種々変形してもよいこ
と゛は勿論である。
はＰＷＭ方式の電力増幅回路を、低出力時には直線性の
よい電力増幅回路で電力増幅を行い、両者の位相合せを
行なって加算出力するようにしているので、ほとんど電
源効率を下げることなく電力増幅時の直線性を良好に保
持することができる。尚、この発明は上記実施例に限ら
ず、その要旨を変更しない範囲で種々変形してもよいこ
と゛は勿論である。
〔発明の効果］
以上のようにこの発明によれば、電源効率の低下を最少
限に止どめながら、良好な直線性を得ることのできる電
力増幅器を提供することができる。
限に止どめながら、良好な直線性を得ることのできる電
力増幅器を提供することができる。
第１図はこの発明に係る電力増幅器の一実施例の全体構
成を示すブロック回路図、第２図及び第３図はそれぞれ
同実施例の出力系統選択回路の具体的な構成を示すブロ
ック回路図、第４図は第３図の回路を用いた場合のＰＷ
Ｍ方式電力増幅回路の入出力特性図、第５図はＰＷＭ方
式の電力増幅器の構成を示すブロック回路図、第６図は
第５図に示す電力増幅器のＰＷＭパルス幅対出力電圧特
性を示す図、第７図は第６図に示す特性を持つ電力増幅
器に正弦波信号を入力したときＯＶ付近で歪みを生じる
様子を示す波形図である。 ２ｌ・・・信号源、２２・・・出力系統選択回路、２２
１コンバレータ、２２２・・・基準電圧源、２２３・・
・スイッチ、２３・・・ＰＷＭ回路、２４・・・パルス
増幅回路、２５・・・ローパスフィルタ、２６． ２９
・・・単方向化用ダイオード、２８・・・遅延回路、２
９・・・直線電力増幅回路、８０・・・加算部、３ｌ・
・・出力端子、Ｖｌｎ・・・音声信号。
成を示すブロック回路図、第２図及び第３図はそれぞれ
同実施例の出力系統選択回路の具体的な構成を示すブロ
ック回路図、第４図は第３図の回路を用いた場合のＰＷ
Ｍ方式電力増幅回路の入出力特性図、第５図はＰＷＭ方
式の電力増幅器の構成を示すブロック回路図、第６図は
第５図に示す電力増幅器のＰＷＭパルス幅対出力電圧特
性を示す図、第７図は第６図に示す特性を持つ電力増幅
器に正弦波信号を入力したときＯＶ付近で歪みを生じる
様子を示す波形図である。 ２ｌ・・・信号源、２２・・・出力系統選択回路、２２
１コンバレータ、２２２・・・基準電圧源、２２３・・
・スイッチ、２３・・・ＰＷＭ回路、２４・・・パルス
増幅回路、２５・・・ローパスフィルタ、２６． ２９
・・・単方向化用ダイオード、２８・・・遅延回路、２
９・・・直線電力増幅回路、８０・・・加算部、３ｌ・
・・出力端子、Ｖｌｎ・・・音声信号。
Claims (1)
- 第１の系統に設けられ、入力信号をパルス幅変調方式に
よって電力増幅する第１の電力増幅回路と、この第１の
電力増幅回路の出力を単方向化する第１の単方向化手段
と、第２の系統に設けられ、前記入力信号を直線的に増
幅する第２の増幅回路と、この第２の増幅回路の出力を
単方向化する第２の単方向化手段と、前記第２の系統に
設けられ、入力信号を遅延出力する遅延回路と、前記第
１及び第２の系統の各出力信号を加算出力する加算回路
と、前記入力信号のレベルが基準値以上のとき前記第１
の系統の第１の電力増幅回路を、基準値以下のとき前記
第２の系統の第２の電力増幅回路を実質的に動作させる
選択手段とを具備することを特徴とする電力増幅器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5460789A JPH02234503A (ja) | 1989-03-07 | 1989-03-07 | 電力増幅器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5460789A JPH02234503A (ja) | 1989-03-07 | 1989-03-07 | 電力増幅器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02234503A true JPH02234503A (ja) | 1990-09-17 |
Family
ID=12975425
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5460789A Pending JPH02234503A (ja) | 1989-03-07 | 1989-03-07 | 電力増幅器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02234503A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002539660A (ja) * | 1999-03-09 | 2002-11-19 | トリパス テクノロジー インコーポレイテッド | 混合信号出力のノイズシェーピングのための方法および装置 |
| JP2003069351A (ja) * | 2001-08-29 | 2003-03-07 | Yokogawa Analytical Systems Inc | 高周波増幅回路及び高周波増幅回路の駆動方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58175308A (ja) * | 1982-01-26 | 1983-10-14 | Yokogawa Hewlett Packard Ltd | 多重モ−ド増幅器 |
| JPS593612B2 (ja) * | 1976-11-15 | 1984-01-25 | 松下電工株式会社 | パネルの凹凸防止方法 |
-
1989
- 1989-03-07 JP JP5460789A patent/JPH02234503A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS593612B2 (ja) * | 1976-11-15 | 1984-01-25 | 松下電工株式会社 | パネルの凹凸防止方法 |
| JPS58175308A (ja) * | 1982-01-26 | 1983-10-14 | Yokogawa Hewlett Packard Ltd | 多重モ−ド増幅器 |
Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| JP2002539660A (ja) * | 1999-03-09 | 2002-11-19 | トリパス テクノロジー インコーポレイテッド | 混合信号出力のノイズシェーピングのための方法および装置 |
| JP2003069351A (ja) * | 2001-08-29 | 2003-03-07 | Yokogawa Analytical Systems Inc | 高周波増幅回路及び高周波増幅回路の駆動方法 |
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