JPH0353602A - 増幅装置 - Google Patents

増幅装置

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JPH0353602A
JPH0353602A JP1187338A JP18733889A JPH0353602A JP H0353602 A JPH0353602 A JP H0353602A JP 1187338 A JP1187338 A JP 1187338A JP 18733889 A JP18733889 A JP 18733889A JP H0353602 A JPH0353602 A JP H0353602A
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JP
Japan
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power
voltage
signal
input signal
volume
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JP1187338A
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Nobuo Nakai
伸郎 中井
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明11、PCM符号化された入力信号をデイジタル
/アナログ変換した後,電力増幅して負荷へ出力する増
幅装置に関するものであり,更に詳しくは、増幅装置を
構成する電力増幅素子に供給する電源としての直流電圧
を、増幅すべき入力信号の振幅値に応じて可変制御して
、該電力増幅素子における電力損失を最小にすることを
可能にした、かかる増幅装置に関するものである. 〔従来の技術〕 従来の増幅装置は、特開昭51−75862号公報に記
載のように、入力アナログ信号により,遅延素子波高値
検出を行ない,増幅素子へ印加する直流電圧の大きさを
制御していた. 〔発明が解決しようとする課題〕 上記従来技術は,負荷がスピーカであるよ5 tt場合
、オーディオ特性の劣化、遅延素子、波高値検出回路の
周波数特性、遅延時間の管理法,また波高値検出を行k
い,遅延時間をもたせる為、時系列的に振幅が変化する
音楽信号に対して、遅延された音楽信号の振幅が、波高
値検出回路の出力レベルとは,一致し11い事に対して
配慮がなされてい々い。また、負荷インピーダンスが変
化した場合に対する電力増幅素子へ印加する電源として
(7)[fi電圧レベルについて配慮がなされていtx
い。
この為、オーディオ特性が劣化し、素子のバラツキや再
生周波数によっては、再生波形が電力増幅素子段で飽和
してしまう可能性があるという問題があった.また、負
荷インピーダンスによっては高効率化(電力増41i素
子における低損失化)が実現できkい。もしくは、小電
力を印加しているにもかかわらず、飽和してしまうとい
う問題があった. 本発明の目的は,音楽信号を増幅装置で増幅する場合,
音楽信号が該増幅装置に入力するのを遅延させ,その間
に音楽信号の信号波形に応じた電源としての直流電圧を
該増幅装置に供給しておき、音楽信号が入力された段階
では、直ちに効率の良い円滑な(飽和などの生じない)
音楽信号の増幅を可能にする、その為の前記遅延時間の
管理が容易に行え、また使用するスピーカのオーム値(
負荷インピーダンス)が異なる場合には、それに対処し
て効率の良い円滑な音楽信号の増幅を可能にするという
、かかる増幅装置を提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
上記月的違成のため、本発明では,PCM符号化された
入力信号をディジタル/アナログ変換した後、電力増幅
して負荷へ出力する増幅装置において、 増幅出力を前記負荷へ供給する電力増幅素子と、該電力
増4l!素子へ電源を供給する直流電源I&置と、PC
M符号化された前紀入力信号を取り込み、その信号波形
の或る一定区間毎の最大振幅値を検出し、第1のディジ
タル/アナログ変換器を介してアナログ量に変換した後
、第1のボリュームを介して最大値検出信号として出力
すると共に、取り込んだ前記PCM符号化された入力信
号をメモリに書き込み,M.み出すことによって所定時
間遅延させた後、第2のティジタル/アナログ変換器を
介してアナログ量に変換し、更に第2のボリュームを介
して前記電力増幅素子へ入力せしめる処理装置と、罰記
#pI1のボリュームからの最大値検出信号な入力され
その最大電圧を制限して出力する電圧リミクト回路と,
核電圧リミット回路からの出力信号に従クて前記電力増
幅素子における電力損失が最小になるように前記電力増
幅素子へ電源を供給する前記直流電源装置を制御する電
源制御装置と,を具備した. 1 また上記増幅装置において、前記処理装置は、PCM符
号化された前記入力信号を取り込み、その信号波形の或
る一定区間毎の最太振輸値を検出する際、該最大振幅値
を少な〈とも、前記PCM符号化された入力信号をメモ
リに書き込み、読み出すことによって付与する遅延時間
相当の間は保持しさらに当該一定区間内で更に大なる振
幅値が検出されたら即刻それを保持するようにした処理
装置から戒るようにした。
更に上記増幅装置において,前記第1のボIJ.−ムと
第2のボリュームが互いに連動するボリュームから或る
ようにした。
又上記増幅装置において、前記電圧リミット回路が,負
荷のインピーダンスに応じてその制限する最大電圧を可
変する電圧りξット回路から成るようにした。
〔作用〕
音声信号をPCM符号化して処理する事により演算処理
の過程において特性の劣化がない。また読み出し書き込
みメモリ(記憶装fil)における遅延時間のバラツキ
は、水晶の発振精度に愛で抑圧でき、素子により誤動作
することかたい。またデジタル演算装置(処理装置)に
より,音楽信号の包結線を抽出する為(一定区間の最大
値検出〉、尖時間と保持時間のタイミングが合わずに竜
カ増幅素子にて飽和状態を発生するような誤動作をする
ことがない.また,音量調整ボリュームをデジタル−ア
ナログ変換した音楽信号と包結線とを連動して可変する
ように動作させる為、電カ増幅素子に入力される音楽信
号レベルと印加される直流電圧との相関を損う事なく、
直流電圧を制御できる。
また、包結線のとりうる最大電圧を負荷インピーダンス
(スヒ゜一力ナラスヒ゜一力のインヒ゜−ダンスンに応
じて可変できるようにし、負荷インピーダンスによる電
力効率の低下、小電カ時の電カ増幅素子における飽和を
防ぐ。
音量調整ボリュームを音楽信号と包結線とを連動して可
変するように動作する手法の代案として音量調整ポリー
−ム位置を検出して、その位置に対応した増幅度をデジ
タル処理にて音楽信号と包結線に乗ずる手法が考えられ
る.包絡線のとり5る最大電圧を切り換える回路の代案
としては、負荷インピーダンスの情報をデジタル演算処
理装置に入力し,音楽信号と包結線に乗ずる手法が考え
もれる. 〔実施例〕 以下、本発明の一実施例を第1図により説明する。音楽
信、号はPCM符号化され,デジタル演算逃理装fIL
2の入力部1に入力される.デジタル演算処理装置2は
,音楽信号を読み出し書き込み記憶装置(以下、RAM
と略す)3に入力し,所定の遅延時間に対応したアドレ
スよりデータを読み出し、つまり所定の遅延時間を付与
した後、デジタルーアナログ変換装置(以下、DACと
略す)4gに出力する。一方デジタル演算処現装置2は
PCM符号化された入力音楽信号からその一定区間の尖
頭値検出を行ない包結線電圧を抽出し、DAC4bに出
力する。音量p4整ボリューム6は音楽信号と包路線電
圧とを連動して可変ずる構或とする.電力増幅素子8は
負荷(例えばスピーカ)9を駆動する.電力増幅素子8
に印加される電源としての直流電圧は10(1.10A
である.一方、・包絡線電圧信号14は、電圧リミット
回路5を通し、負荷インピーダンス識別信号7a,74
により、(例えば使用する負荷9としてのスピーカのオ
ーム値により)竃カ増幅素子8に印加される直流電圧1
0iijOAの最大電圧を可変する。誤差増幅器12は
、電カ増幅素子8に印加される直流電圧1oαと、包絡
線電圧から得られる基準電圧との差を検出し、パルス幅
制御回路11によって、その差分に基づいてパルス幅を
制御し、スイッチング寛源10の出力電圧10a.1(
16の直流電圧を制御して,電カ増幅素子8が低損失で
動作することを可能にする。
包絡線電圧信号14と電カ増幅素子8に印加される直流
電圧10mの関係を第2図に示す.負荷インピーダンス
識別信号76.7bにより、電圧リミット回路5の最大
出力電圧を可変し、負荷インピーダンスにより、電力効
率が劣化したり、飽和したりする事を防止する.また、
負荷9に印加する音楽信号の電圧波形13と、電カ増幅
素子8に印加される直流電圧104.10Aの関係を第
3図に示す。
デジタル演算処理装置2においては,回路の情単化の為
、pcx符号化された入カ信号1の絶幻値にて、直流電
圧1 0 a + 1 0 4を可変する構成としてぃ
る.まず、時刻toにおいて、デジタル演算処理装置2
は尖頭値,4(At遅延前の値)を検出し,DAC4b
に出力する.誤差増幅器12は尖頒値Aによる基準信号
により、第2図に示す特性に基づき,直流電圧10g.
10Aを上昇させるべく、パルス幅制御回路11のパル
ス幅を可変する.スイッチング電源10は該パルス幅に
基づき電圧を可変することになる。次に所定の遅延時間
Atだげ音楽信号を遅延させ、時刻t.に音楽信号とし
てAをDAC4Gに出力する。デジタル演算処塩装置2
は時刻t0に、jt遅延前の尖頭値Aを検出した後、時
刻t。+(th−t,)においてIjt遅延後の尖頭値
A検出後、最初のゼロクロスを検出する。なお、この一
tは、RAM 5への書き込み、読み出しによって付与
されるものである。その後時刻to +( t a −
 t a )から時刻t一間における次の尖頭値Bを検
出する。本実施例においては、時刻1.まで尖頭値Aに
よる直流電圧10a+1OAを保持し、時刻1,より尖
頭値Bによる直流電圧1 0 a * 1 0 bを、
時間Atだげ保持する.ただし、尖頭値一Bを時間4t
保持している間に、Bより大なる信1  \ 号が入力された場合は,その尖頭値を保持することにk
る。
本実施例によれば、PCM符号化された音楽信号に対し
て,遅延および演算を行なう為,オーディオ性能の劣化
としては、I)AC4m単体の性能によって決定され、
現在の市販されているDACにおいても充分満足できる
性能を得る事ができる。遅延時間4tは、デジタル演算
処理装置2によって管理でき,RAM 5のアドレスを
制御により、直流電圧10g.10Aの立ち上がり特性
に合わせ、4tを任意に変化できる,また,音楽信号の
尖頭値の位置をアドレスで管理できるので,直流電圧1
0α,10bの立ち上げ時期、立ち下げ時期を確実に管
理できるので,電力増幅段での音楽信号の飽和を防ぐこ
とができる.また、音量調整ボリューム6に連動して包
路線の信号も連動して可変できるようにした為、音量ボ
リュームをいかように可変しようとも、包絡mw圧信号
は、音楽信号の音量と同期して可変でき、直流電圧10
α.10tの制御に誤差を生じkい.また,電圧リミッ
ター回路5を設けた事により、負荷インピーダンス識別
信号7a,7kにより(スビ−カ(負荷9)のもっオー
ム値に応じて)最大定格出力を満足する最大直流電圧1
0ae10Aを設定でき、低負荷インピータンス時の電
カ効率の劣化や高負荷インピーダンス時の飽和を防ぐこ
とができる.本実施例では,負荷インピーダンス繊別信
号7a.7kは2種類用意したが、もちろん,仕様(ス
ピーカのオーム値)により,更に数を増やす事も可能で
ある。
本実施例によれば、従来の直流電圧10g.10Aを±
VCC ,負荷9をRL,再生傷号13としてrPth
e、本発明による、直流電圧1oα.1ohを第2図よ
り、±[ai/p+b”Jとすれは,従来の電カ増幅素
子の損失は となり,本夾施例にょる電カ増幅素子の損失は、とたる
.上記2式を第4図に示す.第4図より、本実施例の改
善効果は明らかである。一般に電ヵ4. 増幅素子における熱設計は、最大定格出力時の信号に対
して,トーンバースト波で行なクたり,1/1o出力で
行われるが、従来に比較し、非常に有効fx結果を得ら
れる。
〔発明の効果〕
本発明によれば、遅延時関itの管理、尖頭値(信号波
形の最大値)の検出をデジタル演算処理にて実現できる
ので,オーディオ性能の劣化々く、電圧増幅素子に印加
する直流電圧を、再生信号のレベルに対して最適に劃御
できる為、電力効率を向上することができる. また、音量鯛整ボリ.−ムに連動して、包絡線を可変制
御できる為,容易に音量調整ポリ纂−ムの変動に対応し
た直流電圧を供給する事ができる,また、負荷インピー
ダンスに対応して包絡線電圧の最大電圧レベルを可変で
きるので,負荷インピーダンスによる、電力効率の劣化
が々い。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の回路ブロック図第2図は、
包結線電圧の電圧対電力増dI4A素子に印加する直流
電圧の関係を示す特性図 第3図は、再生信号と電力増幅素子に印加する直流電圧
の波形を示す波形図 第4図は、本発明と従来方式における,出力電圧対電力
増幅素子の損失の関係を示す特性図,である。 1・・・・・・・・・・・・・・・PCM符号化された
音楽信号2・・・・・・・・・・・・・・−デジタル演
算処理装置3 ・・・・・・・・・・・・・・・ RA
M4α,4A ・・・・・・ DAC 6・・・・・・・・・・・・・・・音量調整ボリューム
8・・・・・・・・・・・・・・・電力増幅素子15・
・・・・・・・・・・・電圧リミット回路7α,7b・
・・・・・負荷インピーダンス識別信号で1B LVJ

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、PCM符号化された入力信号をディジタル/アナロ
    グ変換した後、電力増幅して負荷へ出力する増幅装置に
    おいて、 増幅出力を前記負荷へ供給する電力増幅素子と、該電力
    増幅素子へ電源を供給する直流電源装置と、PCM符号
    化された前記入力信号を取り込み、その信号波形の或る
    一定区間毎の最大振幅値を検出し、第1のディジタル/
    アナログ変換器を介してアナログ量に変換した後、第1
    のボリュームを介して最大値検出信号として出力すると
    共に、取り込んだ前記PCM符号化された入力信号をメ
    モリに書き込み、読み出すことによって所定時間遅延さ
    せた後、第2のディジタル/アナログ変換器を介してア
    ナログ量に変換し、更に第2のボリュームを介して前記
    電力増幅素子へ入力せしめる処理装置と、前記第1のボ
    リュームからの最大値検出信号を入力されその最大電圧
    を制限して出力する電圧リミット回路と、該電圧リミッ
    ト回路からの出力信号に従って前記電力増幅素子におけ
    る電力損失が最小になるように前記電力増幅素子へ電源
    を供給する前記直流電源装置を制御する電源制御装置と
    、を具備して成ることを特徴とする増幅装置。 2、請求項1に記載の増幅装置において、前記処理装置
    は、PCX符号化された前記入力信号を取り込み、その
    信号波形の或る一定区間毎の最大振幅値を検出する際、
    該最大振幅値を少なくとも、前記PCM符号化された入
    力信号をメモリに書き込み、読み出すことによって付与
    する遅延時間相当の間は保持し、さらに当該一定区間内
    で更に大なる振幅値が検出されたら即刻それを保持する
    ようにした処理装置から成ることを特徴とする増幅装置
    。 3、請求項1に記載の増幅装置において、前記第1のボ
    リュームと第2のボリュームが互いに連動するボリュー
    ムから成ることを特徴とする増幅装置。 4、請求項1に記載の増幅装置において、前記電圧リミ
    ット回路が、負荷のインピーダンスに応じてその制限す
    る最大電圧を可変する電圧リミット回路から成ることを
    特徴とする増幅装置。
JP1187338A 1989-07-21 1989-07-21 増幅装置 Pending JPH0353602A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007174374A (ja) * 2005-12-22 2007-07-05 Fujitsu Ltd 電圧制御信号調整装置及び電圧制御信号調整方法
JP2010536197A (ja) * 2007-08-03 2010-11-25 ウォルフソン・マイクロエレクトロニクス・ピーエルシー アンプ回路
WO2011083758A1 (ja) * 2010-01-07 2011-07-14 パナソニック株式会社 増幅装置

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