JPH0452680B2 - - Google Patents

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JPH0452680B2
JPH0452680B2 JP58056022A JP5602283A JPH0452680B2 JP H0452680 B2 JPH0452680 B2 JP H0452680B2 JP 58056022 A JP58056022 A JP 58056022A JP 5602283 A JP5602283 A JP 5602283A JP H0452680 B2 JPH0452680 B2 JP H0452680B2
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circuit
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terminals
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Hidehiko Aoki
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Toshiba Corp
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Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0452680B2 publication Critical patent/JPH0452680B2/ja
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04SSTEREOPHONIC SYSTEMS 
    • H04S7/00Indicating arrangements; Control arrangements, e.g. balance control
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04SSTEREOPHONIC SYSTEMS 
    • H04S2400/00Details of stereophonic systems covered by H04S but not provided for in its groups
    • H04S2400/13Aspects of volume control, not necessarily automatic, in stereophonic sound systems

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Stereophonic System (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は、ステレオ再生装置に係り、特に両
チヤンネルの信号成分を3端子出力でかつ規定電
源電圧に対して可及的に出力振幅を大きくして取
り出すことができ、例えばステレオヘツドホン等
に使用して好適するものに関する。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
周知のように、例えばステレオヘツドホン等の
ように3端子入力を有している装置に、ステレオ
の両チヤンネル信号成分をそれぞれ増幅して供給
するステレオ再生手段としては、従来より第1図
に示すものがある。すなわち、これは、3つの入
力端子11乃至13のうち、接地端に接続された
入力端子12を共通にして、該入力端子12と他
の2つの入力端子11,13との間にステレオの
例えばL及びRチヤンネルの信号成分をそれぞれ
供給する。そして、上記L及びRチヤンネルの信
号成分を増幅回路14,15でそれぞれ増幅し、
3つの出力端子16乃至18のうち、接地端に接
続された出力端子17を共通にして、該出力端子
17と他の2つの出力端子16,18との間から
上記L及びRチヤンネルの信号成分をそれぞれ取
り出して、図示しないステレオヘツドホン等に供
給するようにしたものである。
ところで、このような従来のステレオ再生手段
では、例えば増幅回路14,15の電源電圧の絶
対値をVccとすると、L及びRチヤンネルの信号
成分の出力電圧は、第2図に示すように、接地電
位(0電位)を基準にしてピークで±Vcc(実際に
は無効分があるので±Vccより若干0に近い)ま
でしかとることができないものである。つまり、
上記L及びRチヤンネルの信号成分の出力電圧の
無歪及び最大範囲は、L及びRチヤンネルの信号
成分が互いに同相であるか逆相であるかを問わ
ず、第3図に示すようになる。このため、L及び
Rチヤンネルの信号成分の出力電圧を高めるため
には、電源電圧を高くする必要があるものであ
る。一方、このようなヘツドホンを用いる機器
は、電池使用のポータブルタイプが多いため、上
記電源電圧を高くすることができないという恨み
があり、結局大出力が得られないという問題があ
る。
また、第4図に示すように、入力端子12と出
力端子17との間に、増幅回路19を介在させる
ようにした構成も考えられるが、このようにして
も入力端子12と出力端子17とは電位的に接地
電位と同電位であるため、やはり大出力を得るこ
とができないものである。
さらに、第5図乃至第7図に示すように、入力
端子12と入力端子11,13との間にそれぞれ
供給されるL及びRチヤンネルの信号成分に、R
及びLチヤンネルの信号成分を各抵抗によつて規
定された所定の比率でそれぞれ混合し、該混合信
号を増幅回路20,21でそれぞれ増幅して出力
端子17と出力端子16,18との間から出力す
るようにすることにより、出力端子17と出力端
子16,18から得られる各出力信号をそれぞれ
図示しない2つのスピーカで再生した場合、両ス
ピーカの実際の間隔よりも広い間隔をもつて音が
放出されるように聞こえる如くした、いわゆるス
テレオワイド効果をもたせるようにしたものがあ
る。そして、このような構成によるステレオ再生
手段においても、出力端子17が共通であるた
め、結局上記と同様な問題を有しているものであ
る。
そこで、従来より、低い電源電圧でL及びRチ
ヤンネルの信号成分の出力電圧振幅を大きくする
ために、第8図に示すような、BTL
(balancedtransfomerless)回路が考えられてい
る。すなわち、これは、入力端子11,12間に
供給されたLチヤンネルの信号成分を増幅回路2
2を介して出力端子23から出力するとともに、
位相反転回路24及び増幅回路25を介して出力
端子26から出力するようにし、また、入力端子
13,12間に供給されたRチヤンネルの信号成
分を増幅回路27を介して出力端子28から出力
するとともに、位相反転回路29及び増幅回路3
0を介して出力端子31から出力するようにした
ものである。
このようなBTL回路によれば、例えばLチヤ
ンネルの信号成分の出力について考えると、第9
図に示すように、出力端子23,26からそれぞ
れ出力される電圧波形A、Bは完全に逆相である
ため、増幅回路22,25の電源電圧の絶対値を
Vccとすると、Lチヤンネルの信号成分の出力電
圧つまり出力端子23,26間の電位差は、ピー
クで2Vccとなり、第1図に示したものに比して理
論的に2倍とることができるものである。また、
Rチヤンネルの信号成分の出力電圧についても同
様にピークで2Vccとることができる。すなわち、
上記L及びRチヤンネルの信号成分の出力電圧の
無歪及び最大範囲は、L及びRチヤンネルの信号
成分が互いに同相であるか逆相であるかを問わ
ず、第10図に示すようになる。
しかしながら、上記のようなBTL回路構成を
用いたステレオ再生手段では、4つの出力端子2
3,26,28,31が必要であり、3端子入力
のステレオヘツド等には使用できないという問題
がある。
〔発明の目的〕
この発明は上記事情を考慮してなされたもの
で、例えば2チヤンネルステレオの各信号成分を
3端子出力でかつクロストーク特性を損なうこと
なく規定電源電圧に対して出力振幅を可及的に大
きくして取り出すことができ、特に3端子入力の
ステレオヘツドホン等に使用して好適する極めて
良好なステレオ再生装置を提供することを目的と
する。
〔発明の概要〕
すなわち、この発明は、第1及び第2の入力端
と基準電位が印加される第3の入力端とを備え、
前記第1及び第3の入力端間に供給される一方チ
ヤンネルの信号成分を定数(a)倍し前記第2及び第
3の入力端間に供給される他方チヤンネルの信号
成分を定数(b)倍する第1の増幅手段と、前記一方
チヤンネルの信号成分を定数(c)倍し前記他方チヤ
ンネルの信号成分を定数(d)倍する第2の増幅手段
と、前記一方チヤンネルの信号成分を定数(e)倍し
前記他方チヤンネルの信号成分を定数(f)倍する第
3の増幅手段と前記第1乃至第3の増幅手段のう
ちの1つの増幅手段の出力端を共通にして該出力
端と他の2つの増幅手段の各出力端との間からそ
れぞれ前記両チヤンネルの各信号成分自体または
それらに応じた出力信号を得る第1および第2の
出力手段と、前記第1および第2の出力手段の各
両端の電位差を検出して前記第1および第2の入
力端側に帰還する第1および第2の帰還手段とを
具備し、前記共通に使用される出力端を有する前
記増幅手段の定数を共に0でないようにしてなる
ことを特徴とするものである。
〔発明の実施例〕
先ず、この発明の基本例について第11乃至第
25図を参照して説明する。すなわち、第11図
において、41乃至43は入力端子で、そのうち
入力端子42は接地されている。そして、上記入
力端子41,42間にLチヤンネルの信号成分が
供給され、上記入力端子43,42間にRチヤン
ネルの信号成分が供給されるものである。
ここで、上記入力端子41は、ステレオ再生装
置本体44を構成する第1乃至第3の増幅回路4
5乃至47の各入力一端にそれぞれ接続されてい
る。また、上記入力端子43は、第1乃至第3の
増幅回路45乃至47の各入力他端にそれぞれ接
続されている。そして、上記第1の増幅回路45
は、Lチヤンネルの信号成分を定数(a)倍し、Rチ
ヤンネルの信号成分を定数(b)倍して、両者を加算
した信号を出力端子48に出力するように、マト
リクスが構成されている。また、上記第2の増幅
回路46は、Lチヤンネルの信号成分を定数(c)倍
し、Rチヤンネルの信号成分を定数(d)倍して、両
者を加算した信号を出力端子49に出力するよう
に、マトリクスが構成されている。さらに、上記
第3の増幅回路47は、Lチヤンネルの信号成分
を定数(e)倍し、Rチヤンネルの信号成分を定数(f)
倍して、両者を加算した信号を出力端子50に出
力するように、マトリクスが構成されている。
このため、各出力端子48乃至50から出力さ
れる電圧をそれぞれV1乃至V3とすると、このV1
乃至V3は、 V1=aL+bR V2=cL+dR V3=eL+fR と表わすことができる。そして、出力端子48,
49間の電位差V1-2は、 V1-2=V1−V2=aL+bR−(cL+dR) =(a−c)L+(b−d)R となり、出力端子50,49間の電位差V3-2は、 V3-2=V3−V2=eL+fR−(cL+dR) =(e−c)L+(f−d)R となる。そこで、今、出力端子48,49間から
Lチヤンネルの信号成分を取り出し、出力端子5
0,49間からRチヤンネルの信号成分を取り出
したいとすると、 a−c≠0、b−d=0 e−c=0、f−d≠0 となるように各定数a乃至fを設定すればよいも
のである。例えば、 a=3/4、b=−1/4、c=−1/4 d=−1/4、e=−1/4、f=3/4 とすると、出力端子48,49間の電位差V1-2
は、 V1-2=V1−V2= 3/4L−1/4R−(−1/4L−1/4R)=L となり、出力端子50,49間の電位差V3-2は、 V3-2=V3−V2= −1/4L+3/4R−(−1/4L−1/4R)=
R となつて、L及びRチヤンネルの信号成分がそれ
ぞれ取り出されるものである。
この場合、出力端子48,49間及び出力端子
50,49間からそれぞれ得られるL及びRチヤ
ンネルの信号成分は、第12図に示すように、各
出力端子48乃至50からそれぞれ出力される電
圧波形C乃至Eのうち波形CとDとの差分及び波
形EとDの差分になるため、第1乃至第3の増幅
回路45乃至47の電源電圧の絶対値をVccとす
ると、先に述べたBTL回路と同様にピークで
2Vccまでとることができるものである。
したがつて、第1乃至第3の増幅回路45乃至
47の各定数a乃至fの値を適宜選定することに
より、3つの出力端子48乃至50であつて、な
おかつ出力端子48,49間及び出力端子50,
49間から先に述べたBTL回路のように規定電
源電圧よりも出力電圧を大きくしてL及びRチヤ
ンネルの信号成分を取り出すことができるもので
ある。ただし、この場合、共通に使用される出力
端子49に接続される第2の増幅回路46の定数
c、dは共に「0」であると、出力端子49が接
地されたのと等価になり、先に第1図で説明した
ものと同様になるので、この定数c、dが共に
「0」になる条件は除くものである。
また、先に述べたように、b−d=0、e−c
=0なる条件を除き、出力端子48,49間及び
出力端子50,49間から出力されるL及びRチ
ヤンネルの信号成分に所定の比率でR及びLチヤ
ンネルの信号成分をそれぞれ含ませるようにすれ
ば、先に説明したステレオワイドの効果を持たせ
ることもできるようになるものである。例えば、 a=3/4、b=−1/4、c=−(1/4−1/10) d=−(1/4−1/10)、e=−1/4、f=3/4 とすると、出力端子48,49間の電位差V1-2
は、 V1-2=V1−V2 =3/4L−1/4R−{−(1/4−1/10)L−
(1/4− 1/10)R} =3/4L−1/4R+1/4L−1/10L+1/4
R−1/10R =9/10L−1/10R となり、出力端子50,49間の電位差V3-2は、 V3-2=V3−V2 =−1/4L+3/4R−{−(1/4−1/10)L
−(1/4− 1/10)R} =−1/4L+3/4R+1/4L−1/10L+1/
4R−1/10 R=9/10R−1/10L となつて、ステレオワイドの効果が得られるもの
である。
以下、上記ステレオ再生装置本体44を具体的
な回路素子で構成した例について説明する。
まず、第13において、入力端子41は、抵抗
R1,R2を直列に介して増幅回路51の反転入力
端一に接続されるとともに、増幅回路51の非反
転入力端+に接続されている。そして、この増幅
回路51の出力端子は、出力端子48に接続され
るとともに、抵抗R3を介して該増幅回路51の
反転入力端−に接続されている。また、入力端子
42は抵抗R4,R5を直列に介して増幅回路52
の反転入力端−に接続されるとともに、増幅回路
52の非反転入力端+に接続されている。そし
て、この増幅回路52の出力端は、出力端子49
に接続されるとともに、抵抗R6を介して該増幅
回路52の反転入力端−に接続されている。さら
に、入力端子43は抵抗R7,R8を直列に介して
増幅回路53の反転入力端−に接続されるととも
に、増幅回路53の非反転入力端+に接続されて
いる。そして、この増幅回路53の出力端は、出
力端子50に接続されるとともに、抵抗R9を介
して該増幅回路53の反転入力端−に接続されて
いる。また上記抵抗R1,R2の接続点と、抵抗R4
R5の接続点と、抵抗R7,R8の接続点とは共通接
続されている。
第13図に示すような構成において、今、各増
幅回路51乃至53をゲインが無限大の理想的な
ものとして考えると、各増幅回路51乃至53の
反転入力端−の電位と非反転入力端+の電位とは
等しいと考えられる。このため、第13図に示す
回路は共通端子54からインピーダンス成分をみ
ると、第14図に示すような等価回路で考えるこ
とができる。そして、入力端子41,42間及び
入力端子43,42間に、L及びRチヤンネルの
信号成分がそれぞれ供給されると、共通端子54
の出力電圧V54は、 V54=(R4R5)(R7R8)/(R1R2)+(R4R5
)(R7R8)L +(R1R2)(R4R5)/(R7R8)+(R1R2
(R4R5)R となる。そこで、各増幅回路51乃至53の出力
電圧をV1乃至V3とすると、 1/R3(V1−L)=1/R2(L−V54) であるから、 V1=R2+R3/R2L−R3/R2V54 V2=−R6/R5V54 1/R9(V3−R)=1/R8(R−V54) であるから、 V3=R8+R9/R8R−R9/R8V54 となる。このため、出力端子48,49の間の電
位差V1-2は、 V1-2=V1−V2=R2+R3/R2L+(R6/R5−R3/R2)V54 となり、出力端子50,49間の電位差V3-2は、 V3-2=V3−V2=R8+R9/R8R+(R6/R5−R9/R8)V54 となる。ここで、 R3/R2=R6/R5=R9/R8 とすると、 V1-2=R2+R3/R2L V3-2=R8+R9/R8R となり、出力端子48,49間及び出力端子5
0,49間から、L及びRチヤンネルの信号成分
がそれぞれ得られるものである。
次に、第15図において、入力端子41は、抵
抗R10,R11,R12をそれぞれ介して増幅回路5
1,52,53の非反転入力端+、反転入力端
−、反転入力端−に各々接続されている。また、
入力端子43は、抵抗R13,R14,R15をそれぞれ
介して増幅回路51,52,53の反転入力端
−、反転入力端−、非反転入力端+に各々接続さ
れている。さらに、入力端子42は、増幅回路5
2の非反転入力端+に接続されるとともに、抵抗
R16,R17をそれぞれ介して増幅回路51,53
の非反転入力端+に各々接続されている。また、
各増幅回路51乃至53の出力端と反転入力端−
との間には、抵抗R18,R19,R20が、それぞれ介
挿接続されている。
第15図に示すような構成において、入力端子
41,42間及び入力端子43,42間に、L及
びRチヤンネルの信号成分がそれぞれ供給される
と、まず、増幅回路51の非反転入力端+の電圧
は、 R16/R10+R16L であるから、増幅回路51の出力電圧V1は、 1/R18(R16/R10+R16L−V1) =1/R13(R−R16/R10+R16L) ∴V1=R13+R18/R13 ・R16/R10+R16L−R18/R13R となる。また、増幅回路52はその非反転入力端
+が接地されているので、その出力電圧V2は −V2/R19=L/R11+R/R14 ∴V2=−R19/R11L−R19/R14R となる。さらに、増幅回路53の非反転入力端+
の電圧は、 R17/R15+R17R であるから、増幅回路53の出力電圧V3は、 1/R20(R17/R15+R17R−V3) =1/R12(L−R17/R15+R17R) ∴V3=R20/R12L+R12+R20/R12 ・R17/R15+R17R) となる。ここで、 R10=R15、R16=R17 R11=R14=R13=R12、R18=R19=R20 とすると、出力端子48,49間の電位差V1-2
は、 V1-2=V1−V2 =(R13+R18/R13・R16/R10+R16L−R18/R13R) −(R19/R11L−R19/R14R) =(R11+R19/R11・R16/R10+R16+R19/R11)L となる。同様にして、出力端子50,49間の電
位差V3-2は、 V3-2=V3−V2 =(R11+R19/R11・R17/R15+R17+R19/R11)R となり、出力端子48,49間及び出力端子5
0,49間から、L及びRチヤンネルの信号成分
がそれぞれ得られるものである。
次に、第16図において、入力端子41は、
NPN形のトランジスタQ1乃至Q3の各ベースにそ
れぞれ接続されている。これらトランジスタQ1
乃至Q3の各エミツタは、それぞれ抵抗R21乃至
R23を介して共通接続され、その共通接続点は抵
抗R24を介してNPN形のトランジスタQ4のエミ
ツタに接続されるとともに、定電流源55を介し
て接地されている。そして、上記トランジスタ
Q1乃至Q4、抵抗R21乃至R24及び定電流源55よ
りなる回路が差動増幅回路56を構成するもので
ある。
一方、入力端子43は、NPN形のトランジス
タQ5乃至Q7の各ベースにそれぞれ接続されてい
る。これらトランジスタQ5乃至Q7の各エミツタ
は、それぞれ抵抗R25乃至R27を介して共通接続
され、その共通接続点は抵抗R28をしてNPN形の
トランジスタQ8のエミツタに接続されるととも
に、定電流源57を介して接地されている。そし
て、上記トランジスタQ5乃至Q8、抵抗R25乃至
R28及び定電流源57よりなる回路が差動増幅回
路58を構成するものである。
ここで、上記トランジスタQ4,Q8の各ベース
は共通接続され、その接続点は入力端子42に接
続されている。また、トランジスタQ1,Q5のコ
レクタは、共に直流電圧+Vccが印加された電源
端子59に接続されている。さらに、上記トラン
ジスタQ4,Q7の各コレクタは共通接続され、そ
の接続点は抵抗R29を介して電源端子59に接続
されるとともに、バツフア回路60を介して出力
端子48に接続されている。また、上記トランジ
スタQ3,Q6の各コレクタは共通接続され、その
接続点は抵抗R30を介して電源端子59に接続さ
れるとともに、バツフア回路61を介して出力端
子49に接続されている。さらに、上記トランジ
スタQ2,Q8の各コレクタは共通接続され、その
接続点は抵抗R31を介して電源端子59に接続さ
れるとともに、バツフア回路62を介して出力端
子50に接続されている。
なお、各差動増幅回路56,58がリニア動作
するように、各トランジスタQ1乃至Q8のエミツ
タに接続された抵抗R21乃至R28による電位降下
は、 VT=kT/q 但し、 k:ボルツマン定数 T:絶対温度 q:電子の電荷 よりも十分に大きいものとし、かつ R24=R21R22R23 R28=R25R26R27 とする。
第16図に示すような構成において、入力端子
41,42間及び入力端子43,42間に、L及
びRチヤンネルの信号成分がそれぞれ供給される
と、バツフア回路60の出力電圧V1は、 V1=R29(△Ic4+△Ic7)=R29(L/R24−R/R27) となる。但し、△Ic4、△Ic7は、トランジスタ
Q4,Q7のコレクタ電流の変化分である。また、
バツフア回路61の出力電圧V2は、 V2=R30(△Ic3+△Ic6) =R30(−L/R23−R/R26) となる。但し、△Ic3、△Ic6は、トランジスタ
Q3,Q6のコレクタ電流の変化分である。さらに、
バツフア回路62の出力電圧V3は、 V3=R31(△Ic2+△Ic8) =R31(−L/R22+R/R28) となる。但し、△Ic2、△Ic8は、トランジスタ
Q2,Q8のコレクタ電流の変化分である。ここで、 R29=R30=R31、R24=R28 R23=R27=R22=R26 とすると、出力端子48,49間の電位差V1-2
は、 V1-2=V1−V2 =V29(L/R24−R/R27)−R30(−L/R23−R/R
26) =R30(1/R24+1/R23)L となる。同様にして、出力端子50,49間の電
位差V3-2は、 V3-2=V3−V2=R30(1/R24+1/R23)R となり、出力端子48,49間及び出力端子5
0,49間から、L及びRチヤンネルの信号成分
がそれぞれ得られるものである。
次に、第17図において、入力端子41は、抵
抗R32を介して増幅回路63の反転入力端−に接
続されるとともに、抵抗R33を介して増幅回路6
4の反転入力端−に接続されている。そして、上
記増幅回路63の出力端は、抵抗R34,R35をそ
れぞれ介して、増幅回路65,66の各反転入力
端−に各々接続されている。
一方、入力端子43は、抵抗R36を介して増幅
回路67の反転入力端−に接続されるとともに、
抵抗R37を介して上記増幅回路66の反転入力端
−に接続されている。そして、上記増幅回路67
の出力端は、抵抗R38,R39をそれぞれ介して、
増幅回路64,65の各反転入力端−に各々接続
されている。
また、上記増幅回路64乃至66の出力端は、
出力端子48乃至50にそれぞれ接続されてい
る。さらに、入力端子42は、各増幅回路63乃
至67の非反転入力端+にそれぞれ接続されてい
る。また、各増幅回路63乃至67の出力端と反
転入力端−との間には、それぞれ抵抗R40乃至
R44が介挿接続されている。
第17図に示すような構成において、入力端子
41,42間及び入力端子43,42間に、L及
びRチヤンネルの信号成分がそれぞれ供給される
と、まず増幅回路63の出力電圧V63は、 V63=−R40/R32L となる。また、増幅回路67の出力電圧V67は、 V67=−R44/R36R となる。そこで、増幅回路64の出力電圧V1は V1=−R41(L/R33+V67/R38) =−R41/R33L+R41/R38・R44/R36R となる。また、増幅回路65の出力電圧V2は、 V2=−R42(V63/R34+V67/R39 =R42/R34・R40/R32L +R42/R39・R44/R36R となる。さらに、増幅回路66の出力電圧V3は、 V3=−R43(V63/R35+R/R37) =R43/R35・R40/R32L−R43/R37R となる。このため、出力端子48,49間の電位
差V1-2は、 V1-2=V1−V2 =−(R41/R33+R42/R34・R40/R32)L +R44/R36(R41/R38−R42/R39)R となる。また、出力端子50,49間の電位差
V3-2は、 V3-2=V3−V2 =R40/R32(R43/R35−R42/R34)L −(R43/R37+R42/R39・R44/R36)R となる。ここで、 R41/R38−R42/R39=0、R43/R35−R42/R34=0 とすることにより、出力端子48,49間及び出
力端子50,49間から、L及びRチヤンネルの
信号成分がそれぞれ得られるものである。また、 R41/R38−R42/R39>0、R43/R35−R42/R34>0 とすれば、前述したステレオワイドの効果を得る
ことができる。
以上に、この発明を具体的な回路素子で構成し
た例を示したが、次に、再び第1図に示した第1
乃至第3の増幅回路45乃至47の各マトリクス
を決めるための定数a乃至fについて、一般的に
説明する。すなわち、各定数a乃至fをそれぞれ a=k−1/k、b=−1/k、c=−1/k d=−1/k、e=−1/k、f=k−1/k とすると、各出力端子48乃至50の出力電圧
V1乃至V3は、 V1=k−1/kL−1/kR V2=−1/kL−1/kR V3=−1/kL+k−1/kR となる。そこで、まず、k=2の場合について考
えると、出力電圧V1乃至V3は、 V1=1/2L−1/2R V2=−1/2L−1/2R V3=−1/2L+1/2R となり、この場合、 V1+V3=0 となる。そして、出力端子48,49間及び出力
端子50,49間にそれぞれ得られるL及びRチ
ヤンネルの信号成分の出力電圧が、 −Vcc1/2L−1/2RVcc −Vcc−1/2L−1/2RVcc −Vcc−1/2L+1/2RVcc なる条件を満足する範囲、つまり第18図に示す
範囲内にあれば無歪であり、この無歪範囲は先に
第3図に示した無歪範囲よりも広くなされてい
る。
次に、k=3の場合について考えると、各出力
電圧V1乃至V3は、 V1=2/3L−1/3R V2=−1/3L−1/3R V3=−1/3L+2/3R となり、この場合、 V1+V3=−V2 となる。そして、L及びRチヤンネルの信号成分
の出力電圧が、 −Vcc2/3L−1/3RVcc −Vcc−1/3L−1/3RVcc −Vcc−1/3L+2/3RVcc なる条件を満足する範囲、つまり第19図に実線
で示す範囲内にあれば無歪となるものである。
ここで、L及びRチヤンネルの信号成分の最大
出力電圧について考えると、まず、L及びRチヤ
ンネルの信号成分の出力電圧が同符号の場合、 |V2||V1| |V2||V3| であり、V2が最初にVccまたは−Vccでクリツプ
されることになる。ところが、この時点では、
V1,V3は同符号で、まだクリツプされていない
ため、 |V1−V2|=2Vcc |V3−V2|=2Vcc となるところまで、L及びRチヤンネルの信号成
分の出力電圧は増大し得る。次に、L及びRチヤ
ンネルの信号成分の出力電圧が互いに異符号のと
きには、V1,V2は互いに異符号となるので、L
及びRチヤンネルの信号成分の出力電圧のうちの
どちらかがV2より先にクリツプされる。このた
め、V1,V2がそれぞれVcc、−Vccのうちのどちら
か一方でクリツプされたとき、L及びRチヤンネ
ルの信号成分の出力電圧が最大となる。よつて、
L及びRチヤンネルの信号成分の最大出力電圧
は、第19図中一点鎖線で示されるようになるも
のである。そして、この最大出力電圧は、以下に
述べるk>4の状態で全て同じである。
次に、k=4の場合について考えると、各出力
電圧V1乃至V3は、 V1=3/4L−1/4R V2=−1/4L−1/4R V3=−1/4L+3/4 となる。そして、L及びRチヤンネルの信号成分
の出力電圧が、 −Vcc3/4L−1/4RVcc −Vcc−1/4L−1/4RVcc −Vcc−1/4L+3/4RVcc なる条件を満足する範囲、つまり第20図に実線
で示す範囲内であれば無歪となるものである。そ
して、L=RのときV1=−V2=V3であり、すべ
て同時にクリツプされるものである。
次に、k=5の場合について考えると、各出力
電圧V1乃至V3は、 V1=4/5L−1/5R V2=−1/5L−1/5R V3=−1/5L+4/5R となる。そして、L及びRチヤンネルの信号成分
の出力電圧が、 −Vcc4/5L−1/5RVcc −Vcc−1/5L−1/5RVcc −Vcc−1/5L+4/5RVcc なる条件を満足する範囲、つまり第21図に実線
で示す範囲内にあれば無歪となるものである。
以上に、kが2から5までの場合について説明
したが、第19図乃至第21図から明らかなよう
に、L及びRチヤンネルの信号成分が同相の場合
は、その無歪範囲及び最大出力範囲が従来の
BTL回路の範囲(第10図参照)と略同等とな
つているが、L及びRチヤンネルの信号成分が逆
相の場合は、その無歪範囲及び最大出力範囲が従
来のBTL回路の範囲よりもせまくなつているこ
とがわかる。ところが、実際の音楽信号において
は、L及びRチヤンネルの信号成分は同相である
ことがほとんどであり、特にパワーとして大きな
低音は中央(つまりL=R)に位置することが常
識となつている。このため、この発明に係るステ
レオ再生装置では、ほとんどの音楽信号に対し
て、従来のBTL回路と略同等の無歪範囲及び最
大出力範囲を有しているとみなすことができるも
ので、特に3端子入力を有するステレオヘツド等
に極めて好適し得るものである。
次に、最大パワー出力について説明する。ま
ず、パワーP0の式は、一般に、 P0=V2/r 但し、 r:負荷抵抗 となる。このため、L及びRチヤンネルの信号成
分全体のパワー出力は、 P0=1/r(L2+R2) となり、上式及び第19図乃至第21図に示した
最大出力電圧から、容易に最大パワー出力を理解
することができる。
ここで、L及びRチヤンネルの信号成分として
最も多いL=Rのときの無歪最大パワー出力につ
いて考える。まず、従来の第1図に示したような
ステレオ再生手段の場合、その最大パワー
P0maxは、 P0max=1/r{(Lmax(r.m.s))2+(Rmax(r.m. s))2} =1/r{(Vcc/√2)2+(Vcc/√2)2}=Vcc
/r となる。また、第8図に示したようなBTL回路
の場合、その最大パワーP0maxは P0max=1/r{(2Vcc/√2)2+(2Vcc/√2)2
=4Vcc 2/r となる。
一方、この発明に係るステレオ再生装置では、
まずL=Rでk4の場合、前述したように、 V2=−1/k−1/kR が最初にクリツプする。このため |V2|Vccより、 L=R=±k/2Vcc(Vpeak) が得られ、よつて、最大パワーP0maxは、 P0max=1/r{(±kVcc/2√2)2+(±kVcc/2√
2)2}= k2/4・Vcc 2/r となり、第22図中曲線Fで示されるようになる
ものである。また、k4の場合、L=Rである
から、 |V1|=|V3|=|k−2/kL1Vccとな る。このため、 L=R=±k/k−2Vcc(Vpeak) が得られ、よつて、 P0max=1/r{(±kVcc/(k−2)√2)2 +(±kVcc/(k−2)√2)2}=k2/(k−2)2
・Vcc 2/r となり、第22図中曲線Gで示されるようになる
ものである。
ただし、歪を無視した単なる最大パワー出力
は、k>2では P0max=4Vcc 2/r である。
次に、L≠Rの場合について説明する。ここで
は、|L|が最大振幅でRを可変とし、R/Lを
パラメータとして考える。すると、LとRとは完
全にアナロジーであり、パワーについてはR、L
の符号を無視できるので、 −1R/L1 を考えれば全ての条件を満足したことになる。す
なわち、第1図に示すステレオ再生手段の場合、
その最大パワーP0maxは、 P0max=1/r(Vcc/√2)2{1+(R/L)2} となり、第8図に示すBTL回路の場合は、 P0max=1/r(2・Vcc/√2)2{1+(R/L
2} となる。
一方、この発明に係るステレオ再生装置では、
k4の場合について考えると、前述した V2=−1/kL−1/kR のV2が先にクリツプする場合には、 |V2|=|−1/kL−1/kR| =|−1/k(1+R/L)L|Vcc ∴P0max=1/r(kVcc/√2(1+R/L))2 {1+(R/L)2} …… となる。また前述の V1=k−1/kL−1/kR のV2が先にクリツプする場合には、 |V1|=|k−1/kL−1/kR =|1/k(k−1−R/L)L|Vcc ∴P0max=1/r(kVcc/√2(k−1−R/L))2 {1+(R/L)2} …… となる。以上の結果を第1図に示すステレオ再生
手段の最大パワーP0maxを「1」として正規化
した値を第23図に示す。なお、第23図におい
て直線Hは第8図に示すBTL回路の最大パワー
P0maxである。
ここで、上記式、式は無歪条件を含めたも
のであり、歪を無視した最大パワー出力は、k>
2において、 −1R/L0で、 P0max=1/r(√2Vcc/1−R/L)2{1+(R
/L)2} であり、 0R/L1で、 P0max=1/r(2Vcc/√2)2{1+(R/L)2
} となる。
また、以上のような基本例と同様なものとして
第24図に示すように構成されるステレオ増幅器
が考えられる。
すなわち、仮想接地点に接続される第2の入力
端42aとの間にそれぞれ(L)チヤンネル信号およ
び(R)チヤンネル信号が印加される第1および
第3の入力端子41aおよび43aは、それぞれ
第1および第3の増幅回路45aおよび47aの
各非反転入力端(+)に対応的に接続されると共
に、抵抗R1,R2を直列に介して相互に結合され
ている。
ここで、抵抗R1,R2の接続中点は第2の増幅
回路46aの反転入力端(−)に接続されてい
る。この第2の増幅回路46aはその非反転入力
端(+)が基準電位点Vref1に接続され、その出
力端が帰還抵抗R3を介して自からの反転入力端
(−)に接続されると共に第2の出力端子49a
に接続されている。
また、上記第1および第3の増幅回路45a,
47aはそれぞれの出力端が帰還抵抗R4,R5
対応的に介して各自の反転入力端(−)に接続さ
れると共に、第1および第3の出力端子48a,
50aに対応的に接続され、且つそれらの各反転
入力端(−)間が抵抗R6を介して相互に結合さ
れている。
そして、上記第1および第3の出力端子48
a,50aと第2の出力端子49aとの間にはヘ
ツドホンの如きL、Rのチヤンネルの負荷ZL,ZR
が接続されている。
而して、以上の構成において抵抗R1〜R3を R1=R2=1−k/kR3 に選定し、且つ抵抗R3〜R6を R1=R2=k/1−kR6 に選定すると、第1乃至第3の出力端子48a,
49a,50aの各電位V1,V2,V3はそれぞれ
次のようになる。
V1=R4+R6/R6L−R4/R6R=1/1−k(L−k・ R) V2=−R3/R1L−R3/R1R=−k/1−k(L+R) V3=R5+R6/R6R−R5/R6L=1/1−k(R−k・ L) これによつて、負荷ZL,ZBにかかる電圧VL
VRは VL=V1−V2=1+k/1−k・L VR=V3−V2=1+k/1−k・R となり、両者共に、Lチヤンネル成分のみまたは
Rチヤンネル成分のみの信号となつていることが
分る。
そして、このような増幅装置によれば3線(端
子)式で二つの負荷に別々の信号を送出すること
ができ、前述した基本例のそれと同様にシングル
アンプを2個使用した場合に比べて大きな出力を
得ることができる。
つまり、L=Rならばk=1/3、L=1/2Rまた はR=1/2Lならばk=1/2、L=0またはR=0 ならばk=1でそれぞれ従来のBTL構成の場合
と同じノンクリツプ最大出力を得ることができる
ものである。
第25図はこのような出力の大きさの比較を示
しており、(A)が従来のBTL増幅装置の出力であ
り、(B)が従来のシングルアンプの出力であり、(C)
がこの発明の基本例(第24図も含む)によるフ
ルパワー出力であり、(D)がこの発明の基本例(第
24図も含む)によるノンクリツプ最大出力であ
る。但し、VL,VRはそれぞれ±2Vcc(これは2電
源式のときで、1電源式のときは±Vcc)でクリ
ツプするものとする。
つまり、この発明の基本例によるものはL=R
のときのみ、V1,V2,V3が同時にクリツプし始
めて、ノンクリツプ最大出力が従来のBTL回路
と同じ出力となるものである。
しかるに、一般にはV1とV2(またはV3とV2
とが同時にクリツプする訳ではないので、フルパ
ワー出力に比べてVL,VRが早くからクリツプし
始めてしまうという点で、上述したこの発明の基
本例の難点がある。
また、上述したこの発明の基本例では使用する
抵抗比の精度にクロストーク特性が大きく影響を
受けてしまいがちであり、抵抗比が1%ずれただ
けでもクロストーク特性が−40dBに低下されて
しまうので、通常の2系統アンプに比べてかなり
劣つたものになつてしまいがちであるという難点
を有していた。
そこで、この発明は上述の難点を克服し得るよ
うに基本例をさらに進展させたもので、V1とV2
(またはV3とV2)とが同時にクリツプし始めるよ
うにしてノンクリツプ最大出力の向上化を図ると
共に、特に抵抗比の精度によるクロストーク特性
への悪影響をなくすように改良した点に特徴を有
している。
以下、この発明の一実施例につき第26図、第
27図を参照して説明する。
すなわち、第26図において上述した第24図
の場合と同様に構成される部分については同一符
号を付してその説明を省略すると、第24図の第
1および第3の入力端子41aおよび43a相当
部には新設する入力段アンプとしての第4および
第5の増幅回路70,71の各出力端が接続され
ている。
そして、これら第4および第5の増幅回路7
0,71の各非反転入力端(+)がそれぞれ仮想
接地点に接続される第2の入力端42bとの間に
L,Rチヤンネル信号が対応的に印加される第1
および第3の入力端子41b,43bに対応的に
接続されている。
また、上記第4および第5の増幅回路70,7
1の各反転入力端(−)は新設される差動増幅器
としての第6および第7の増幅回路72,73の
各出力端に対応的に接続されている。
ここで、第6および第7の増幅回路72,73
はそれらの各反転入力端(−)が抵抗R7,R11
対応的に介して上記第2の出力端子49aに共通
に接続されると共に抵抗R8,R12を対応的に介し
て各自の出力端に接続され、且つそれらの反非反
転入力端(+)が抵抗R9またはR13を介して上記
第1および第3の出力端子48a,50aに対応
的に接続されると共に抵抗R10またはR14を介し
て基準電位点Vre2,Vre3に対応的に接続され
ている。
而して、以上の構成において第6および第7の
増幅回路72,73の出力電位をV4およびV5
した場合、このうちの一方の出力電位V4は V4=R10/R9+R10・R7+R8/R7・V1−R8/R7・V3 となる。ここで、R7=R8=αR9=αR10に選定し
てやれば V4=1/α(V1−V3) となる。
この場合、第4の増幅回路70の増幅度が十分
に大きければ、負帰還作用によりV4=Lとなる
が、上述したようにVL=V1−V3なので VL=α・L と表わすことができる。
つまり、左チヤンネルLの出力電圧VLは入力
信号L成分と相似となつているものである。
これによつて、V1またはV2のいずれか一方が
クリツプすると、負帰還作用により第6の増幅回
路70の出力はクリツプしている側の振幅を小さ
くし且つその分だけクリツプしていない側の振幅
を大きくして相似を保とうとする。従つて、結果
的にV1,V2は同時にクリツプし始めることによ
り、それだけLチヤンネル側のノンクリツプ最大
出力が増加することになる。
以上の説明はLチヤンネル側について述べた
が、Rチヤンネル側もやはり同じ動作を営むよう
になつて、Rチヤンネル側のノンクリツプ最大出
力が増加することは言う迄もない。
第27図は以上による出力関係を示したもの
で、k=1/2およびk=1/3とした基本例による図 示破線の(C)、(D)特性に比して、第26図による図
示実線の(D)′特性の方がより大きなノンクリツプ
最大出力となつているのが一目瞭然である。
そして、第26図の実施例の如く負荷ZLまたは
ZRの両端電圧を差動検出して入力信号と比較して
いるので、使用する抵抗比の精度がそれ程とれな
くても、クロストーク特性が悪化することはな
い。これは、抵抗R7〜R14の抵抗比がばらついた
としても、V1,V2,V3の各電位が変動するのみ
で、クロストーク特性には悪影響が及ぼされない
からである。
また、この場合、いわゆるオーバーオールの負
帰還をかけているので、歪率を良くすることもで
きるようになつている。
なお、ノンクリツプ最大出力が増加することに
ついては前述した通りであるが、第27図からも
分るように同相成分は通常のBTL回路と同じ大
きさの出力が得られるものであり、一般に音楽成
分は同相成分が主体なので聴感上は通常のBTL
回路の場合と殆ど変りがないものである。
第28図は他の実施例を示すもので、この場合
図示点線の枠で囲んだ部分は基本例と同様な部分
であり、特に第24図に示したものと全く同じ動
作をするものであり、これに第26図に示した同
様のLチヤンネル側およびRチヤンネル側の帰還
信号を作り出す回路および各チヤンネルの入力信
号と相似の出力電圧72,73を得る回路70,
71が付設されている。
なお、この発明は上記各実施例に限定されるも
のではなく、この外その要旨を逸脱しない範囲で
種々変形して実施することができる。
〔発明の効果〕
したがつて、以上詳述したようにこの発明によ
れば、例えば2チヤンネルステレオの各信号成分
を3端子出力(パワーアンプも3個でよい)でか
つクロストーク特性を損なうことなく規定電源電
圧に対して出力振幅を可及的に大きくして取り出
すことができ、特に3端子入力のステレオヘツド
ホン等に使用して好適する極めて良好なステレオ
再生装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図乃至第3図はそれぞれ従来のステレオ再
生手段を説明するための回路構成図、波形図及び
無歪最大出力範囲を示す図、第4図乃至第7図は
それぞれ他の従来のステレオ再生手段を示す回路
構成図、第8図乃至第10図はそれぞれ従来の
BTL回路を説明するための回路構成図、波形図
及び無歪最大出力範囲を示す図、第11図はこの
発明に係るステレオ再生装置の基本例を示すブロ
ツク構成図、第12図は同基本例を説明するため
の波形図、第13図及び第14図はそれぞれ同基
本例を具体的な回路素子で構成した一例を示す回
路構成図及び等価回路図、第15図乃至第17図
はそれぞれ同基本例を具体的な回路素子で構成し
た他の例を示す回路構成図、第18図乃至第21
図はそれぞれ同基本例の定数を変えた場合の無歪
最大出力範囲を示す図、第22図及び第23図は
それぞれ同基本例の最大パワー出力を説明するた
めの特性曲線図、第24図及び第25図は他の基
本例の構成図とそれのノンクリツプ最大出力を説
明するための特性曲線図、第26図及び第27図
はこの発明の一実施例を示す構成図とそれのノン
クリツプ最大出力を説明するための特性曲線図、
第28図は同じく他の実施例の構成図である。 11,12,13……入力端子、14,15…
…増幅回路、16,17,18……出力端子、1
9……増幅回路、20,21……増幅回路、22
……増幅回路、23……出力端子、24……位相
反転回路、25……増幅回路、26……出力端
子、27……増幅回路、28……出力端子、29
……位相反転回路、30……増幅回路、31……
出力端子、41,42,43……入力端子、44
……ステレオ再生装置本体、45……第1の増幅
回路、46……第2の増幅回路、47……第3の
増幅回路、48,49,50……出力端子、5
1,52,53……増幅回路、54……共通端
子、55……定電流源、56……差動増幅回路、
57……定電流源、58……差動増幅回路、59
……電源端子、60,61,62……バツフア回
路、63,64,65,66,67……増幅回
路、70,71,72,74……増幅回路、R1
〜R14……抵抗、ZL,ZR……負荷。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 第1及び第2の入力端と基準電位が印加され
    る第3の入力端とを備え、前記第1及び第3の入
    力端間に供給される一方チヤンネルの信号成分を
    定数(a)倍し前記第2及び第3の入力端間に供給さ
    れる他方チヤンネルの信号成分を定数(b)倍する第
    1の増幅手段と、前記一方チヤンネルの信号成分
    を定数(c)倍し前記他方チヤンネルの信号成分を定
    数(d)倍する第2の増幅手段と、前記一方チヤンネ
    ルの信号成分を定数(e)倍し前記他方チヤンネルの
    信号成分を定数(f)倍する第3の増幅手段と、前記
    第1乃至第3の増幅手段のうちの1つの増幅手段
    の出力端を共通にして該出力端と他の2つの増幅
    手段の各出力端との間からそれぞれ前記両チヤン
    ネルの各信号成分自体またはそれらに応じた出力
    信号を得る第1および第2の出力手段と、前記第
    1および第2の出力手段の各両端の電位差を検出
    して前記第1および第2の入力端側に帰還する第
    1および第2の帰還手段とを具備し、前記共通に
    使用される出力端を有する前記増幅手段の定数を
    共に0でないようにしてなることを特徴とするス
    テレオ再生装置。
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