JPH0346578Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案はＡ級増巾回路に関し、特に補聴器用増
巾器に用いて好適なものである。

背景技術とその問題点 補聴器などの小音量出力を得る増巾器として
は、一般に、素子数が少なくコスト的に安価なＡ
級増巾器が用いられている。第１図は補聴器のＡ
級出力段の従来技術を示す回路図であつて、前段
回路（図示せず）からの音声信号がコンデンサ１
を介して出力トランジスタ２に与えられ、出力ト
ランジスタ２のコレクタに接続されたイヤホン３
が駆動される。イヤホン３は例えば電磁駆動形で
あつて、その電磁変換コイルと直列に可変抵抗４
が接続され、電源＋Ｖから直流電流が流されてい
る。

可変抵抗４はイヤホンの出力音圧を制限するた
めのものであり、その抵抗値を増大させると、ト
ランジスタ２を流れるアイドリング電流（直流）
が小さくなり、負荷に加わる有効電圧が制限され
て出力音圧の最大量が制限される。

第１図に示した従来の出力段回路は、可変抵抗
４にも負荷と同じ電流が流れるため電源の利用率
が悪く、無駄な消費電力が大きい。また出力制限
に伴なつてマイクロホンからイヤホンに至る増巾
系の利得を下げることが考えられるが、平坦な周
波数特性を維持しながら利得を減衰させるのが困
難であつた。

特に従来では、音量調整ボリユーム（ゲイン調
整用）とアイドリング電流とは無関係で、ゲイン
に関係なくアイドリング電流は可変抵抗４を調整
しない限り一定である。

一般にＡ級アンプの直流出力電流（消費電流）
は最大出力が歪なく得られるように設定されてい
て、小レベル出力及び中レベル出力を発生してい
るときには、無駄な電流が流れて電源利用効率が
極めて悪くなる。

第２図は第１図の出力段を含む補聴器のマイク
ロホンからイヤホンに至る増巾系の動作特性を示
すグラフである。

第２図において、実線は入力（dB_SPL）−出力
（dB_SPL）特性（SPLはサウンドプレツシヤーレベ
ル）を示し、点線は入力（dB_SPL）−歪み（％）特
性を示している。実線及び点線の各特性Ａ〜Ｄは
増巾系のゲインを20dB、30dB、40dB、50dBの
夫々に調整した場合である。第２図から分るよう
にゲインが20dBまたは30dBのように低く設定さ
れている場合には、特性ＡまたはＢのように広範
囲の入力に対して十分な余裕があり、入力が
80dB_SPLのような大レベルとなつても容易にクリ
ツピングが生ずることはなく、低歪の出力が得ら
れる。しかし通常の入力レベルは約60dB_SPLであ
つて、特性Ａ，Ｂは通常の入力に対して余裕があ
り過ぎ、ゲインの割にはアイドリング電流を流し
過ぎていると考えられる。

特性Ｃはゲインが40dBの場合で、入力70dB_SPL
でほぼクリツプし、それ以上の入力レベルについ
ては歪が大きく増大する。通常の入力レベルを
60dB_SPLとすれば、Ａ級増巾系としてはその能力
に過不足がなく、ゲインとアイドリング電流の量
とはバランスがとれていると考えられる。

特性Ｄはゲインが50dBの場合で、通常の入力
60dB_SPLで既にクリツピングが生じ、それ以上の
入力レベルについて歪が増大する。従つてこの特
性は好ましいものではなく、アイドリング電流を
増加させて歪み点（或いはクリツピングレベル）
を上げるのが望ましい。

このように従来の増巾系はゲインとアイドリン
グ電流とが無関係であつて、一つの動作点を選ら
んで特性Ｃのように効率及び特性上最適な動作が
得られるように調整しても、ゲインを変更したと
き、特性Ａ，Ｂ若しくはＤのようにゲインとアイ
ドリング電流にアンバランスが生じ、最適動作点
からずれてしまう問題があつた。

考案の目的 本考案は上述の問題にかんがみ、Ａ級増巾回路
のゲイン調整に追従してＡ級増巾器のアイドリン
グ電流が変化し、これによつて常に最適動作点が
維持され、電源の利用効率が低下しないようにす
ることを目的とする。

課題を解決するための手段 本考案のＡ級増巾回路は、電源ラインと出力段
回路との間に設けられた電磁変換コイルと、上記
出力段回路の出力側と上記電磁変換コイルとの接
続点に接続されるとともにこの電磁変換コイルに
流れる直流アイドリング電流を検出する検出回路
と、この検出回路と上記出力段回路の入力側との
間に接続された増巾制御回路とを備え、この増巾
制御回路によつて上記出力段回路の増巾ゲインを
調整するとともに、この増巾ゲインの増減に伴つ
て上記直流アイドリング電流を同方向に増減制御
するようにしたことを特徴とする。

この構成により、増巾ゲインが小さいときに
は、出力段回路のアイドリング電流を小さくし、
増巾ゲインが大きいときにはアイドリング電流を
大きくし、これによつて出力のクリツピングが生
じないようにしながら、電源の利用効率を大巾に
改善している。また出力段回路の帰還ループを利
用して増巾制御回路を構成しているので、構成が
簡単である。

実施例 以下本考案を実施例に沿つて図面を参照して説
明する。

第３図は本考案の原理を示す補聴器の増巾系の
回路図である。第３図においてマイクロホン１０
の出力信号は差動アンプ１１の−入力に与えら
れ、差動アンプ１１の出力によつてイヤホン３が
駆動される。なお差動アンプ１１はＡ級アンプと
して動作し、その出力に結合されたイヤホン３の
電磁変換コイルは＋電源に直接に接続され、所定
の直流電流I_L（アイドリング電流）が流れている。
そして入力音声信号に応じて電磁変換コイルを流
れる直流電流が変動し、変動分（交流成分）がイ
ヤホン３の振動板で音圧に変換される。

差動アンプ１１から成る増巾系には、その出力
の直流電流レベルを調整する可変抵抗１２ａ及び
増巾ゲインを調整する可変抵抗１２ｂが設けられ
ている。これらの可変抵抗１２ａ，１２ｂは１軸
２連ボリユームで構成され、１つのつまみによつ
て互に連動して調整される。

第３図に示すように可変抵抗１２ａは電圧源１
３に結合され、その可動端子から可変のバイアス
電圧が取り出されるようになつている。このバイ
アス電圧は差動アンプ１１の＋入力に与えられ
る。従つて可変抵抗１２ａを調整することによ
り、差動アンプ１１の出力の直流電圧レベルが調
整され、これにより負荷の直流電流I_Lが可変され
る。一方、可変抵抗１２ｂは差動アンプ１１のゲ
イン調整端子に結合されていて、その抵抗値を調
整することにより、例えば差動アンプ１１の負帰
還量が変化され、増巾ゲインが調整されるように
なつている。

従つて、例えば可変抵抗１２ｂを大きくして増
巾ゲインを減衰させると、可変抵抗１２ａもこれ
に連動して大きくなり差動アンプ１１に与えられ
るバイアス電圧が大きくなる。このため差動アン
プ１１の出力の直流電圧レベルが高くなり、イヤ
ホン３を流れる直流電流I_Lが小さくなる。即ち、
増巾ゲインを小さくすれば、それに追従してＡ級
増巾出力のアイドリング電流I_Lも小さくなる。逆
に、可変抵抗１２ａ，１２ｂを小さくすると、増
巾ゲインが増大すると共に、アイドリング電流も
増大する。

第３図の増巾回路の動作特性は第４図の如くで
ある。第４図のグラフの実線及び点線は第２図と
同様に入力（dB_SPL）−出力（dB_SPL）特性及び入
力（dB_SPL）−歪（％）特性を夫々示し、Ａ，Ｂ，
Ｃ，Ｄは夫々ゲインが20dB，30dB，40dB，
50dBの場合である。第４図から明らかなように、
ゲインが変化しても、それに追従してＡ級増巾出
力のアイドリング電流が自動調整されるので、ゲ
インに関係なく常に一定の入力レベル以上（例え
ば70dB_SPL以上）で増巾部のクリツピングが生ず
る。通常の入力レベル範囲は60dB_SPLの近傍であ
つて、この範囲の入力については低ゲイン
（20dB）から高ゲイン（50dB）にわたつてリニ
アな入出力特性が得られる。そしてまれに発生す
る70dB_SPL以上の入力に対してはどのゲインにつ
いても実線の如くに出力が飽和し、点線の如くに
歪が増大する。

第３図の増巾回路は、低ゲインのときには直流
出力電流量も低減され、高ゲインのときには直流
出力電流量も増加される。従つて従来の如くに最
大出力が歪なく得られるように大きなアイドリン
グ電流を設定しておく必要はなく、無駄な電流が
流れない。即ち、ゲインとアイドリング電流とが
常にバランスし、実効的な出力に比例して消費電
流が増減されるから、電源のの利用効率は著しく
改善される。特に、補聴器には通常は電池電源が
使用されるが、その寿命は大巾に改善される。

第５図は本考案の一実施例を示す補聴器の回路
図である。第５図においてマイクロホン１０の出
力はトランジスタ１３を備える初段を経て、トラ
ンジスタ１４〜１６から成る出力段に与えられ
る。この出力段は直結構成のDCアンプで、Ａ級
で動作する。出力段の最終段出力トランジスタ１
６のコレクタにはイヤホン３が接続され、第３図
の実施例と同じように直流電流I_Lが電源ライン１
７からアイドリング電流として流されている。

このアイドリング電流はトランジスタ１６のコ
レクタ出力のDCレベルで定まるが、そのコレク
タ出力電圧（或いはアイドリング電流量）を検出
するために可変抵抗１２ａと抵抗１８とが直列に
トランジスタ１６のコレクタ及び接地ライン１９
の間に接続されている。可変抵抗１２ａの可動端
子から得られる検出電圧は直列抵抗２０，２１を
介して出力段の入力（トランジスタ１４のベー
ス）に与えられる。なおトランジスタ１４のベー
スに直流電圧のみを帰還させるために抵抗２０，
２１の接続点と接地ライン間にデカツプリングの
コンデンサ２２が挿入されている。

一方、可変抵抗１２ａと抵抗１８との接続点か
ら得られる交流の音声信号はカツプリングコンデ
ンサ２３及び可変抵抗１２ｂを介してトランジス
タ１４のベースに帰還される。この帰還はトラン
ジスタ１４〜１６から成る出力段が３段構成であ
る故に負帰還となつている。従つて可変抵抗１２
ｂを調整することにより、出力段の負帰還量を変
えてその増巾ゲインを調整することができる。

可変抵抗１２ａ，１２ｂは１軸２連ボリユーム
で構成され、互に連動して動作される。可変抵抗
１２ｂを小さくすると、負帰還量が増大し、増巾
ゲインは小さくなる。このゲイン調整操作に伴な
つて可変抵抗１２ａの可動端子は接地ライン側に
動かされる。従つて可変抵抗１２ａの可動端子の
直流電圧レベルは小さくなり、抵抗２０，２１を
介してトランジスタ１４のベース電圧も低下され
る。するとトランジスタ１４のコレクタ電流が小
さくなり、そのコレクタ電圧が上昇し、トランジ
スタ１５のベース電圧も上昇してそのコレクタ電
流も小さくなる。これによつてトランジスタ１５
のコレクタ電圧が低下し、トランジスタ１６のベ
ース電圧も低下し、そのコレクタ電流、即ち、出
力の直流アイドリング電流が減少する。

逆に、可変抵抗１２ｂを大にしてゲインを増加
させると、それに追従してアイドリング電流が増
大する。

以上のように、第５図の実施例では、可変抵抗
１２ａと抵抗１８とから成る検出回路が、イヤホ
ン３の電磁変換コイルに流れる電流を検出するた
めに、出力段回路の出力側と上記電磁変換コイル
との接続点に接続されている。この検出回路と上
記出力段回路の入力側との間には、増巾制御回路
が設けられている。この増巾制御回路は、上記出
力段回路の増巾ゲインを調整する手段である可変
抵抗器１２ｂと、ゲイン調整に追従して上記出力
段回路に流れる電流を制御する手段である可変抵
抗１２ａの可動端子及びそれに連なる抵抗２０，
２１、コンデンサ２２とから成る。

次に第６図は更に別の実施例を示している。こ
の例では１つの可変抵抗１２によつてゲイン調整
とアイドリング電流の調整とができるようになつ
ている。第６図でマイクロホン１０の出力はコン
デンサ２５及び抵抗２６を介してDCアンプ２７
に与えられ、DCアンプ２７の出力によつてイヤ
ホン３が駆動される。DCアンプ２７の入力と出
力とは交流成分について逆相関係になつている。
なおDCアンプ２７はＡ級で動作し、その出力の
直流電流がイヤホン３の電磁変換コイルを流れる
点は、既述の第３図及び第５図の実施例と同じで
ある。

DCアンプ２７の出力と電源ライン１７との間
には可変抵抗１２及び抵抗２８の直列回路が接続
され、更に抵抗２８の両端には抵抗２９及びコン
デンサ３０の直列回路が接続されている。可変抵
抗１２の可動端子から得られる電圧は、抵抗３１
を介してDCアンプ２７の入力に交流的及び直流
的に負帰還される。なおDCアンプ２７は純抵抗
３２で代表される入力インピーダンスを持つてい
るとする。

従つて可変抵抗１２、抵抗２８，２９及びコン
デンサ３０が電磁変換コイルに流れる電流を検出
する検出回路を構成し、可変抵抗１２及びその可
動端子から抵抗３１を介して電圧２７の入力に至
る帰還路が、増巾ゲインを調整する手段及びゲイ
ン調整に追従して出力段回路に流れる電流を制御
する手段を夫々構成している。

可変抵抗１２の可動端子をDCアンプ２７の出
力側に近ずければ、DCアンプ２７の交流負帰還
量（帰還電流）が増大し、増巾ゲインは低下す
る。これと共にDCアンプ２７の入力の直流レベ
ルが低下し、DCアンプ２７の出力の直流レベル
は逆に上昇するから、イヤホン３を流れるアイド
リングI_L電流は減少する。

逆に、可変抵抗１２の可動端子を電源ライン１
７側に近ずければ、増巾ゲインは増大し、アイド
リング電流I_Lは増大する。

第７図は第６図のより具体的な回路図であつ
て、その構成は第５図とほぼ同じであり、第５図
及び第６図と同じ部分には同じ符号が付されてい
る。第７図においては、第６図のDCアンプ２７
がトランジスタ１４〜１６から成る３段直結アン
プとなつている。その動作は第６図において説明
した通りであつて、可変抵抗１２を調整すること
により増巾ゲインとアイドリング電流とを同方向
に増減することができる。

考案の効果 本考案は上述の如く、Ａ級増巾回路のゲイン調
整に追従して出力段の直流電流を制御するように
したので、従来のように最大出力電力に合わせて
出力段の直流電流レベルを設定する必要がなく、
出力（ゲイン）に応じた最適な直流電流を流すこ
とができる。従つて電源の利用効率が極めて良く
なると共に電源容量を実質的に小さくすることが
可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は補聴器のＡ級出力段の従来技術を示す
回路図、第２図は第１図の回路を含む補聴器のマ
イクロホンからイヤホンに至る増巾系の動作特性
を示すグラフ、第３図は本考案の原理的構成を示
す補聴器の増巾系の回路図、第４図は第３図の回
路の動作特性の一例を示すグラフ、第５図、第６
図は夫々本考案の実施例を示す補聴器の増巾回路
図、第７図は第６図の具体的な回路図である。 なお図面に用いた符号において、３……イヤホ
ン、１０……マイクロホン、１２ａ，１２ｂ……
可変抵抗である。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 電源ラインと出力段回路との間に設けられた電
   磁変換コイルと、 上記出力段回路の出力側と上記電磁変換コイル
   との接続点に接続されるとともにこの電磁変換コ
   イルに流れる直流アイドリング電流を検出する検
   出回路と、 この検出回路と上記出力段回路の入力側との間
   に接続された増巾制御回路とを備え、 この増巾制御回路によつて上記出力段回路の増
   巾ゲインを調整するとともに、この増巾ゲインの
   増減に伴つて上記直流アイドリング電流を同方向
   に増減制御するようにしたことを特徴とするＡ級
   増巾回路。