JPH0520008Y2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0520008Y2 JPH0520008Y2 JP1986021648U JP2164886U JPH0520008Y2 JP H0520008 Y2 JPH0520008 Y2 JP H0520008Y2 JP 1986021648 U JP1986021648 U JP 1986021648U JP 2164886 U JP2164886 U JP 2164886U JP H0520008 Y2 JPH0520008 Y2 JP H0520008Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- input signal
- voltage
- analog
- power
- switching
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Amplifiers (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
「産業上の利用分野」
この考案は、オーデイオ回路等に用いて好適な
高効率、低歪の電力増幅器に関する。[Detailed Description of the Invention] "Industrial Application Field" This invention relates to a high-efficiency, low-distortion power amplifier suitable for use in audio circuits and the like.
「従来の技術」
増幅器においては、消費電力の減少化および出
力段回路の発熱量低下などのために、その効率化
が求められている。特に、大出力アンプでは安全
性等のためにも、その発熱量の低下が大きな課題
となつている。``Prior Art'' Amplifiers are required to be more efficient in order to reduce power consumption and the amount of heat generated by output stage circuits. In particular, reducing the amount of heat generated by high-output amplifiers has become a major issue for safety and other reasons.
そして、増幅器を高効率化するための手段とし
ては、パルス幅変調方式(PWM方式)やそれに
類似の方式が知られている。例えば、第4図イに
示す回路は、PWM方式を採用した電力増幅器で
あり、コンパレータ20によつて入力信号Viと
キヤリア信号Caとを比較し、この結果として
PWM矩形波を得る。そして、この矩形波がドラ
イブ回路21を介してトランジスタ22,23の
各ベースに供給され、これにより、トランジスタ
22,23の共通コレクタからは第4図ロに示す
ようなPWM信号が出力される。この出力信号を
ローパスフイルタによつて平滑すると、同図ハに
示すように入力信号に対応したアナログ信号が得
られる。 Pulse width modulation (PWM) and similar methods are known as means for increasing the efficiency of amplifiers. For example, the circuit shown in Fig. 4A is a power amplifier that uses the PWM method, and the comparator 20 compares the input signal Vi and the carrier signal Ca, and the result is
Get PWM square wave. This rectangular wave is supplied to the bases of the transistors 22 and 23 via the drive circuit 21, so that a PWM signal as shown in FIG. 4B is output from the common collector of the transistors 22 and 23. When this output signal is smoothed by a low-pass filter, an analog signal corresponding to the input signal is obtained as shown in FIG.
ところで、上述したPWM方式やそれに類似の
方式は、その効率の点においては極めて優れてい
るが、アナログ信号をパルス信号に変換し、再度
アナログ信号に戻すという手順のため歪や雑音が
生じ易く、また、大振幅のパルス波を用いるため
不要輻射等の高周波雑音が発生し、その対策が難
しいという問題があつた。そのため、オーデイオ
機器等にはあまり使用されていないのが実状であ
つた。 By the way, the above-mentioned PWM method and similar methods are extremely superior in terms of efficiency, but because of the procedure of converting an analog signal into a pulse signal and then converting it back to an analog signal, distortion and noise are likely to occur. In addition, since a large amplitude pulse wave is used, high frequency noise such as unnecessary radiation is generated, and it is difficult to take countermeasures against this problem. Therefore, the reality is that it is not often used in audio equipment and the like.
次に、第5図に示す回路は、電源電圧切換方式
の増幅回路であり、入力信号の振幅に応じて出力
段トランジスタの駆動電源電圧を切り換えるもの
である。すなわち、入力信号Viをアナログアン
プ25を介してトランジスタ26,27のベース
に供給し、また、制御回路28によつて入力レベ
ルを検出し、この検出した入力レベルに応じてス
イツチSa1〜Sa3のいづれか1つおよびスイツチ
Sb1〜Sb3のいづれか1つをオンとするように動
作する。 Next, the circuit shown in FIG. 5 is an amplifier circuit of the power supply voltage switching type, which switches the drive power supply voltage of the output stage transistor in accordance with the amplitude of the input signal. That is, the input signal Vi is supplied to the bases of the transistors 26 and 27 via the analog amplifier 25, the input level is detected by the control circuit 28, and the switches Sa 1 to Sa 3 are activated according to the detected input level. one of these and a switch
It operates to turn on any one of Sb 1 to Sb 3 .
そして、第5図に示す回路によれば、入力信号
の振幅値に応じてスイツチSa1〜Sa3のいづれか
1つ、およびスイツチSb1〜Sb3のいづれか1つ
が適宜オンとなり、これによつてトランジスタ2
6,27の駆動電源電圧が入力信号に応じて変化
する。したがつて、出力段トランジスタの電源電
圧が固定となつている回路に比べて効率が向上す
る利点があり、また、入力信号がアナログ信号の
まま増幅されるので第4図に示す回路のような不
都合点がない。 According to the circuit shown in FIG. 5, one of the switches Sa1 to Sa3 and one of the switches Sb1 to Sb3 are appropriately turned on in accordance with the amplitude value of the input signal, whereby the transistors 2
The drive power supply voltages of 6 and 27 change in response to the input signal, which has the advantage of improving efficiency compared to a circuit in which the power supply voltage of the output stage transistor is fixed, and since the input signal is amplified as an analog signal, there is no disadvantage as in the circuit shown in FIG.
ところで、上述した第5図に示す回路において
は、トランジスタ26,27に入力される信号に
対し、第6図ロに示すような小刻みな電圧切換を
行つた方が、同図イに示すような刻みの大きな切
換に比べて効率が良い。すなわち、電圧切換の刻
みが大きい場合は、図に斜線を付した部分の面積
が大となるから、その分だけ損失が増大してしま
う。しかしながら、同図ロに示すような小刻みな
電圧切換を行うには、第5図に示す切換用の電源
Va1〜Va3,Vb1〜Vb3およびスイツチSa1〜Sa3,
Sb1〜Sb3の数を増やさなければならず、構成の
複雑化およびコストの増大化を招く問題があつ
た。 By the way, in the circuit shown in FIG. 5 described above, it is better to perform small voltage switching as shown in FIG. 6B for the signals input to the transistors 26 and 27, as shown in FIG. It is more efficient than switching in large increments. That is, if the step of voltage switching is large, the area of the shaded portion in the figure becomes large, and the loss increases accordingly. However, in order to perform small voltage switching as shown in Figure 5, it is necessary to use the switching power supply shown in Figure 5.
Va 1 ~ Va 3 , Vb 1 ~ Vb 3 and switch Sa 1 ~ Sa 3 ,
The number of Sb 1 to Sb 3 had to be increased, which caused a problem of complicating the configuration and increasing costs.
この考案は上述した事情に鑑みてなされたもの
で、切換用電源の数をそれほど増やすことなく小
刻みな電源電圧切換を行うことができ、かつ、不
要輻射等の高周波妨害を大幅に低減し得て、高効
率かつ、低歪の電力増幅器を提供することを目的
としている。 This idea was made in view of the above-mentioned circumstances, and it is possible to perform small power supply voltage switching without significantly increasing the number of switching power supplies, and to significantly reduce high-frequency interference such as unnecessary radiation. The purpose is to provide a power amplifier with high efficiency and low distortion.
「問題点を解決するための手段」
この考案は、上記問題点を解決するために、予
め設定された複数の基準値とアナログ入力信号の
絶対値とを比較し、この比較結果に基づいて逐次
前記アナログ入力信号を2進化デジタルコード化
する変換回路と、前記2進化デジタルコードの各
ビツトに対応した数だけ設けられるとともに電圧
値が各ビツトに対応して重み付けされている複数
の電圧源と、これら各電圧源のうち前記2進化デ
ジタルコードによつて指定されるものを直列接続
して出力する切換回路とを有するデジタル電力増
幅器と、前記アナログ入力信号をアナログ信号の
まま電力増幅して負荷に供給するとともに、前記
デジタル電力増幅器の出力を動作電源として用い
るアナログ電力増幅器を具備している。"Means for solving the problem" In order to solve the above problem, this invention compares the absolute value of the analog input signal with a plurality of preset reference values, and based on the comparison results, a conversion circuit that converts the analog input signal into a binary digital code; a plurality of voltage sources provided in a number corresponding to each bit of the binary digital code, and whose voltage values are weighted in accordance with each bit; A digital power amplifier includes a switching circuit that connects in series the voltage sources designated by the binary digital code and outputs the voltage sources, and a digital power amplifier that amplifies the power of the analog input signal as an analog signal and supplies it to a load. and an analog power amplifier that uses the output of the digital power amplifier as an operating power source.
「作用」
入力信号が基準値を横切る毎に、デジタル電力
増幅器の出力電圧が最小ビツトコードに対応する
電源電圧の間隔で小刻みに増減し、前記アナログ
電力増幅器には増幅すべき信号の振幅値に応じた
必要最低限の動作電源電圧が的確に印加される。
さらに、入力信号の変化が遅いとき(周波数が低
いとき)は、デジタル増幅器の出力電圧切換の間
隔が長くなり、不要輻射等が可及的に低減され
る。"Function" Every time the input signal crosses the reference value, the output voltage of the digital power amplifier increases or decreases little by little at intervals of the power supply voltage corresponding to the minimum bit code, and the analog power amplifier The minimum required operating power supply voltage is applied accurately.
Furthermore, when the input signal changes slowly (when the frequency is low), the interval between output voltage switching of the digital amplifier becomes long, and unnecessary radiation etc. are reduced as much as possible.
「実施例」
以下、図面を参照してこの考案の実施例につい
て説明する。"Embodiments" Hereinafter, embodiments of this invention will be described with reference to the drawings.
第1図はこの考案の一実施例の構成を示す回路
図である。この図において、1はアナログ増幅器
であり、入力端子2に印加される入力信号がデイ
レイラインDLを介して供給されるようになつて
いる。デイレイラインDLは入力信号を微少時間
だけ遅延させるもので、例えば、ローパスフイル
タ等によつて構成される。なお、このデイレイラ
インDLの機能については後述する。 FIG. 1 is a circuit diagram showing the configuration of an embodiment of this invention. In this figure, 1 is an analog amplifier, and an input signal applied to an input terminal 2 is supplied via a delay line DL. The delay line DL delays the input signal by a minute amount of time, and is composed of, for example, a low-pass filter. Note that the function of this delay line DL will be described later.
次に、Qa,Qbはパワートランジスタであり、
各々のエミツタがエミツタ抵抗re,reを介して共
通接続され、エミツタ抵抗re,reの接続点と接地
点との間に負荷ZLが介挿されている。Ba,Bbは
直列接続されたベースバイアス源であり、バイア
ス源Ba,Bbは各々トランジスタQaおよびQbに
ベースバイアス電流を供給する。前述したアナロ
グ増幅器1の出力信号は、このバイアス源Ba,
Bbの接続点に供給されるようになつている。ま
た、エミツタ抵抗re,reの接続点と偏差検出点4
との間にはインピーダンス素子3が介挿され、負
帰還がかけられるようになつている(帰還率は
β)。そして、上述した構成要素によりアナログ
アンプ部A.AMPが構成されており、このアナロ
グアンプ部A.AMPは入力端子2に供給される入
力信号をアナログ信号のまま増幅し、エミツタ抵
抗re,reの接続点から出力する。 Next, Qa and Qb are power transistors,
The respective emitters are commonly connected via emitter resistors re, re, and a load ZL is interposed between the connection point of the emitter resistors re, re and the ground point. Ba and Bb are base bias sources connected in series, and the bias sources Ba and Bb supply base bias currents to transistors Qa and Qb, respectively. The output signal of the analog amplifier 1 described above is generated by the bias sources Ba,
It is designed to be supplied to the connection point of Bb. Also, the connection point of the emitter resistors re and re and the deviation detection point 4
An impedance element 3 is inserted between the two and the negative feedback is applied (the feedback rate is β). The above-mentioned components constitute an analog amplifier section A.AMP, and this analog amplifier section A.AMP amplifies the input signal supplied to the input terminal 2 as an analog signal, and the emitter resistors re and re. Output from the connection point.
次に、5は、入力信号を全波整流して入力信号
の絶対値(アナログ値)を検出してレベル検出コ
ンパレータ6に供給する絶対値検出回路である。
レベル検出コンパレータ6は、予め等間隔に設定
された8段階の基準レベルと絶対値検出回路5の
出力信号のレベルとを各々比較するものであり、
絶対値検出回路5の信号レベルが大となるにした
がつて、最小レベルに対応する出力から順次
“1”信号として行く。したがつて、絶対値検出
回路5の出力レベルが最大の時は、レベル検出コ
ンパレータの8つの出力は全部“1”信号とな
り、また、絶対値検出回路5の出力信号が最小基
準レベルより小さい場合は、レベル検出コンパレ
ータ8の出力は全部“0”信号となる。 Next, 5 is an absolute value detection circuit which full-wave rectifies the input signal, detects the absolute value (analog value) of the input signal, and supplies the detected absolute value to the level detection comparator 6 .
The level detection comparator 6 compares the level of the output signal of the absolute value detection circuit 5 with eight reference levels set at equal intervals in advance.
As the signal level of the absolute value detection circuit 5 increases, the outputs are sequentially set to "1" starting from the output corresponding to the minimum level. Therefore, when the output level of the absolute value detection circuit 5 is the maximum, all eight outputs of the level detection comparator become "1" signals, and when the output signal of the absolute value detection circuit 5 is smaller than the minimum reference level. In this case, all outputs of the level detection comparator 8 become "0" signals.
7は、レベル検出コンパレータ6の8つの出力
信号の状態を3ビツトのデジタル信号にデコード
するエンコーダ(8LINE TO 3 BCD エンコ
ーダ)であり、20〜22ビツトの出力信号は各々フ
オトカプラPC0〜PC2を介して、スイツチング
用の電界効果トランジスタSWA〜SWCのゲート
に供給されるようになつている。上記構成によれ
ば、エンコーダ7のいづれかのビツトが“1”と
なると、そのビツトに対応する電界効果トランジ
スタSWA〜SWCがオンとなり、この結果、電界
効果トランジスタSWA〜SWCのオン/オフ状態
は入力信号の波高値の2進化レベルに対応する。
なお、この実施例において、フオトカプラPC0
〜PC2を用いているのは、エンコーダ7をTTL
によつて構成しているためであり、エンコーダ7
の出力信号レベルと電界効果トランジスタSWA
〜SWCのゲート電位とのインターフエイスを取
るためである。 7 is an encoder (8LINE TO 3 BCD encoder) that decodes the states of the 8 output signals of the level detection comparator 6 into 3-bit digital signals, and the 20 to 22 bit output signals are sent to photocouplers PC0 to PC2, respectively. It is designed to be supplied to the gates of switching field effect transistors SWA to SWC through the switch. According to the above configuration, when any bit of the encoder 7 becomes "1", the field effect transistors SWA to SWC corresponding to that bit are turned on, and as a result, the on/off states of the field effect transistors SWA to SWC are determined by the input. It corresponds to the binary level of the peak value of the signal.
In addition, in this example, the photocoupler PC0
~PC2 is used because encoder 7 is TTL
This is because the encoder 7
Output signal level of field effect transistor SWA
~This is to interface with the gate potential of SWC.
V0,V1,V2は各々エンコーダ7の各出力ビツ
トに対応して設けられている電圧源であり、その
電圧値はビツトに応じた重み付けがなされてお
り、すなわち、E,2E,4Eとなつている。上述
した電圧源V0,V1,V2は各々a−b点間に同一
方向(b点側を正)に介挿されており、また、a
点と電圧源V0との間、電圧源V0と電圧源V1との
間、および電圧源V1とV2との間に電界効果トラ
ンジスタSWA,SWBおよびSWCが各々介挿さ
れている。D0,D1,D2は、各々a−b点間に同
一方向に直列接続されたスイツチング用のダイオ
ードであり、ダイオードD0のアノードがa点に、
ダイオードD1,D2のアノードが電圧源V0,V1の
各正電極に各々接続されている。 V 0 , V 1 , and V 2 are voltage sources provided corresponding to each output bit of the encoder 7, and the voltage values are weighted according to the bits, that is, E, 2E, and 4E. It is becoming. The voltage sources V 0 , V 1 , and V 2 mentioned above are each inserted between points a and b in the same direction (point b side is positive), and
Field effect transistors SWA, SWB and SWC are inserted between the point and the voltage source V 0 , between the voltage source V 0 and the voltage source V 1 , and between the voltage sources V 1 and V 2 , respectively. . D 0 , D 1 , and D 2 are switching diodes connected in series in the same direction between points a and b, and the anode of diode D 0 is connected to point a,
Anodes of diodes D 1 and D 2 are connected to positive electrodes of voltage sources V 0 and V 1 , respectively.
次に、第1図に示す8は、入力信号の極性を判
定するコンパレータであり、入力信号が正のとき
は“0”レベルの出力信号eをスイツチング用の
電界効果トランジスタsweに供給し、入力信号が
負のときは“1”レベルの出力信号fをスイツチ
ング用の電界効果トランジスタswfのゲートに供
給する。また、VfはパワートランジスタQaのコ
レクタに印加される電圧の最下位値を保証するた
めの電圧源(値はE),Vrはパワートランジスタ
Qbのコレクタに印加される電圧の最下位値を保
証する電圧源(値はE)であり、D4,D5,D7,
D8は各々スイツチング用のダイオードである。
そして、上記各構成要素により、デジタルアンプ
部D.AMPが構成されている。 Next, 8 shown in FIG. 1 is a comparator that determines the polarity of the input signal, and when the input signal is positive, it supplies an output signal e of "0" level to the switching field effect transistor swe, and inputs When the signal is negative, an output signal f of "1" level is supplied to the gate of the switching field effect transistor swf. In addition, Vf is a voltage source (value is E) for guaranteeing the lowest value of the voltage applied to the collector of the power transistor Qa, and Vr is the power transistor
A voltage source (value E) that guarantees the lowest value of the voltage applied to the collector of Qb, D 4 , D 5 , D 7 ,
D8 are switching diodes.
The digital amplifier section D.AMP is configured by each of the above components.
次に、上述した構成によるこの実施例の動作を
説明する。 Next, the operation of this embodiment with the above-described configuration will be explained.
まず、入力信号が供給されると、エンコーダ7
がその絶対値に対応する2進デジタル信号を出力
し、この結果、電界効果トランジスタSWA〜
SWCが上記2進デジタル信号に対応してオンあ
るいはオフ状態となる。そして、電界効果トラン
ジスタSWA〜SWCのいづれかがオンとなると、
そのビツトに対応するダイオードD0〜D2が逆バ
イアスとなつてオフとなり、この結果、当該ビツ
トの電圧源の電圧値が第1図に示す点a−b間に
出力される。したがつて、点a−b間に出力され
る電圧は、電界効果トランジスタSWA〜SWCが
オンとなつたビツトの電圧源の電圧値を加え合わ
せた電圧となり、すなわち、入力信号の絶対値の
2進化コードに対応する電圧となる。 First, when an input signal is supplied, the encoder 7
outputs a binary digital signal corresponding to its absolute value, and as a result, the field effect transistor SWA~
The SWC is turned on or off in response to the binary digital signal. Then, when any of the field effect transistors SWA to SWC turns on,
The diodes D 0 to D 2 corresponding to that bit are reverse biased and turned off, and as a result, the voltage value of the voltage source for that bit is output between points a and b shown in FIG. Therefore, the voltage output between points a and b is the sum of the voltage values of the voltage sources of the bits where the field effect transistors SWA to SWC are turned on, that is, twice the absolute value of the input signal. The voltage corresponds to the evolution code.
そして、入力信号が正のときは、電界効果トラ
ンジスタsweがオンとなり、この結果、点a−b
間に得られる入力信号のレベルに対応する電圧と
電圧源Vfの電圧との加算値がダイオードD5を介
してパワートランジスタQaのコレクタに供給さ
れる。また、この場合は、ダイオードD4,D6は
オフ状態となるが、ダイオードD7はオン状態と
なるので、パワートランジスタQbのコレクタに
は電圧源Vrの電圧−Eが印加される。 Then, when the input signal is positive, the field effect transistor swe is turned on, and as a result, the point a-b
The sum of the voltage corresponding to the level of the input signal obtained during this period and the voltage of the voltage source Vf is supplied to the collector of the power transistor Qa via the diode D5 . Further, in this case, the diodes D 4 and D 6 are in the off state, but the diode D 7 is in the on state, so that the voltage −E of the voltage source Vr is applied to the collector of the power transistor Qb.
入力信号が負のときは、電界効果トランジスタ
swfがオンとなり、この結果、点a−b間に得ら
れる入力信号レベルに対応する電圧と電圧源Vr
の電圧との加算値がダイオードD6を介してパワ
ートランジスタQbのコレクタに負方向に印加さ
れる。また、この場合は、ダイオードD5,D7は
オフとなるが、ダイオードD4はオンとなるので、
トランジスタQaのコレクタには電圧源Vfの電圧
Eが印加される。 When the input signal is negative, the field effect transistor
swf is turned on, and as a result, the voltage corresponding to the input signal level obtained between points a and b and the voltage source Vr
is applied to the collector of power transistor Qb through diode D6 in the negative direction. Also, in this case, diodes D 5 and D 7 are off, but diode D 4 is on, so
A voltage E from a voltage source Vf is applied to the collector of the transistor Qa.
一方、アナログアンプ部A.AMPは、入力信号
をアナログ信号のまま増幅する動作を行つていお
り、その最終段であるパワートランジスタQa,
Qbの電源がデジタルアンプ部D.AMPから供給さ
れる。この場合、入力信号がアナログ増幅されて
アナログアンプA.AMPから出力されるのに要す
る時間は、デジタルアンプ部D.AMPが入力信号
の波高値に対応する電圧をパワートランジスタ
Qa,Qbに供給するのに要する時間よりやや短い
ため、デイレイラインDLを用いてこの時間遅れ
を補償している。 On the other hand, the analog amplifier section A.AMP performs the operation of amplifying the input signal as an analog signal, and the power transistor Qa, which is the final stage,
Power for Qb is supplied from the digital amplifier section D.AMP. In this case, the time required for the input signal to be analog amplified and output from the analog amplifier A.AMP is such that the digital amplifier section D.AMP transmits the voltage corresponding to the peak value of the input signal to the power transistor.
Since the time required to supply Qa and Qb is slightly shorter, the delay line DL is used to compensate for this time delay.
次に、アナログアンプ部A.AMPの出力信号と
上記デジタルアンプ部D.AMPの出力信号との関
係を第2図に示す。第2図に示すSAおよびSD
は、各々アナログアンプ部A.AMPおよびデジタ
ルアンプ部D.AMPの出力信号波形を示してお
り、この図から判るように、電力段であるパワー
トランジスタQa,Qbの電源は、デジタルアンプ
D.AMPによつて入力信号に応じた値に切換えら
れる。そして、この場合の損失は、波形SDから
SAを減算した部分であるから、極めて効率のよ
いアナログ増幅が行なわれていることが判る。ま
た、この場合のデジタルアンプD.AMPによる電
源切換段数は8段(3ビツト)あるが、切換用の
電圧源は3個で済んでおり、その構成の簡略化が
図られている。 Next, FIG. 2 shows the relationship between the output signal of the analog amplifier section A.AMP and the output signal of the digital amplifier section D.AMP. SA and SD shown in Figure 2
show the output signal waveforms of the analog amplifier section A.AMP and the digital amplifier section D.AMP, respectively. As can be seen from this figure, the power supply for the power transistors Qa and Qb, which are the power stage, is from the digital amplifier.
D.AMP switches the value according to the input signal. And the loss in this case is from the waveform SD
Since this is the part after subtracting SA, it can be seen that extremely efficient analog amplification is being performed. Further, although the number of power supply switching stages by the digital amplifier D.AMP in this case is 8 stages (3 bits), only 3 voltage sources are required for switching, which simplifies the configuration.
さらに、図に示す期間T1とT2とを見較べてみ
ると、電源切換周期Tが期間T1では短く、期間
T2では長くなつていることが判る。すなわち、
入力信号の周波数が高い時は電源切換速度が速
く、入力信号の周波数が低い時は電源切換速度が
遅くなつている。これは、入力信号の周波数が低
いときは、入力信号がレベル検出コンパレータ6
の基準値を1段階分変化するのに要する時間が長
くなり、エンコーダ7の出力信号の変化が遅くな
るからである。この場合、パワートランジスタ
Qa,Qbに対する電源の切換えが不要に多ければ
不要輻射等の高周波妨害が生じ易いという問題が
生じ、また、逆に電源切換が遅過ぎれば、パワー
トランジスタQa,Qbに供給する電源電圧が過小
もしくは過多となる状態が生じて、歪発生や効率
悪化の問題が生ずる。そして、この実施例におい
ては、第2図に示すように、入力信号の変化が速
ければこれに応じて電源切換速度が速くなり、ま
た、入力信号の変化が遅ければ自動的に電源切換
速度も遅くなる。したがつて、この実施例におい
ては、入力信号の波高値に応じた適切な電源電圧
をパワートランジスタQa,Qbに供給することが
できるとともに、電源切換速度を可及的に遅くで
き、これによつて、増幅特性を損なうことなく、
高周波妨害等を低減することができる利点を得て
いる。 Furthermore, when comparing periods T 1 and T 2 shown in the figure, it is found that the power supply switching cycle T is short in period T 1 ;
It can be seen that T 2 has become longer. That is,
When the frequency of the input signal is high, the power supply switching speed is fast, and when the frequency of the input signal is low, the power supply switching speed is slow. This means that when the frequency of the input signal is low, the input signal is detected by the level detection comparator 6.
This is because the time required to change the reference value by one step becomes longer, and the change in the output signal of the encoder 7 becomes slower. In this case, the power transistor
If the power supply for Qa and Qb is switched unnecessarily many times, the problem arises that high frequency interference such as unnecessary radiation is likely to occur.On the other hand, if the power supply is switched too late, the power supply voltage supplied to the power transistors Qa and Qb may be too low or too low. A situation in which there is too much occurs, causing problems such as generation of distortion and deterioration of efficiency. In this embodiment, as shown in FIG. 2, if the input signal changes quickly, the power supply switching speed increases accordingly, and if the input signal changes slowly, the power supply switching speed also increases automatically. Become slow. Therefore, in this embodiment, an appropriate power supply voltage can be supplied to the power transistors Qa and Qb according to the peak value of the input signal, and the power supply switching speed can be made as slow as possible. Therefore, without impairing the amplification characteristics,
This has the advantage of being able to reduce high frequency interference, etc.
次に、第3図は上記実施例におけるデジタルア
ンプ部D.AMPのより詳細な構成例を示す回路図
である。なお、この図において第1図の各部と対
応する部分には同一の符号を付しその説明を省略
する。 Next, FIG. 3 is a circuit diagram showing a more detailed configuration example of the digital amplifier section D.AMP in the above embodiment. In this figure, the same reference numerals are given to the parts corresponding to those in FIG. 1, and the explanation thereof will be omitted.
図に示す10は、3個の抵抗10a,10b,
10c(値はR,R,2R)と、2個のダイオード
Da,Dbとからなる絶対値検出回路であり、第1
図に示す絶対値検出回路5に対応する。なお、こ
の絶対値検出回路10は入力信号の絶対値の1/2
の値を出力する。次に、11は8個のコンパレー
タ11a〜11gから成るレベル比較コンパレー
タ、12は例えばT.I.社のSN74148等の8進−2
進BCDエンコーダであり、13a〜13cは
各々電界効果トランジスタSWA〜SWCのドライ
ブ回路である。また、コンパレータ15およびト
ランジスタバツフア16等は第1図に示す極性検
出回路8に対応する回路である。 10 shown in the figure is three resistors 10a, 10b,
10c (values R, R, 2R) and two diodes
This is an absolute value detection circuit consisting of Da and Db, and the first
This corresponds to the absolute value detection circuit 5 shown in the figure. Note that this absolute value detection circuit 10 detects 1/2 of the absolute value of the input signal.
Output the value of . Next, numeral 11 is a level comparison comparator consisting of eight comparators 11a to 11g, and numeral 12 is an octal-2 comparator such as TI's SN74148.
It is a forward BCD encoder, and 13a to 13c are drive circuits for field effect transistors SWA to SWC, respectively. Further, the comparator 15, the transistor buffer 16, etc. are circuits corresponding to the polarity detection circuit 8 shown in FIG.
「考案の効果」
以上説明したように、この考案によれば、予め
設定された複数の基準値とアナログ入力信号の絶
対値とを比較し、この比較結果に基づいて逐次前
記アナログ入力信号を2進化デジタルコード化す
る変換回路と、前記2進化デジタルコードの各ビ
ツトに対応した数だけ設けられるとともに電圧値
が各ビツトに対応して重み付けされている複数の
電圧源と、これら各電圧源のうち前記2進化デジ
タルコードによつて指定されるものを直列接続し
て出力する切換回路とを有するデジタル電力増幅
器と、前記アナログ入力信号をアナログ信号のま
ま電力増幅して負荷に供給するとともに、前記デ
ジタル電力増幅器の出力を動作電源として用いる
アナログ電力増幅器を具備したので、入力信号が
基準値を横切る毎に、デジタル電力増幅器の出力
電圧が最小ビツトコードに対応する電源電圧の間
隔で小刻みに増減し、切換用電源の数をそれほど
増やすことなく極めて効率の良い電力増幅器を提
供することができる。また、それぞれ重み付けさ
れた各電源を2進数的に組み合わせているので、
電源の数nに対して電源電圧の段数が2nと多く設
定でき、部品点数、スペース、コストが少なくて
済む。さらに、入力信号の変化が遅いとき(周波
数が低いとき)は、デジタル増幅器の出力電圧切
換の間隔が長くなり、不要輻射等が可及的に低減
されて高周波妨害を大幅に低減することができる
利点が得られる。"Effect of the invention" As explained above, according to this invention, the absolute value of the analog input signal is compared with a plurality of preset reference values, and based on the comparison results, the analog input signal is A conversion circuit for converting into an evolutionary digital code, a plurality of voltage sources provided in a number corresponding to each bit of the binary digital code, and whose voltage value is weighted in accordance with each bit, and a plurality of voltage sources among these voltage sources. a digital power amplifier having a switching circuit for serially connecting and outputting signals specified by the binary digital code; Since we are equipped with an analog power amplifier that uses the output of the power amplifier as an operating power supply, each time the input signal crosses the reference value, the output voltage of the digital power amplifier increases or decreases in small increments at intervals of the power supply voltage corresponding to the minimum bit code, and switches. An extremely efficient power amplifier can be provided without significantly increasing the number of power supplies. In addition, each weighted power source is combined in binary, so
The number of power supply voltage stages can be set as large as 2 n for the number n of power supplies, and the number of parts, space, and cost can be reduced. Furthermore, when the input signal changes slowly (when the frequency is low), the interval between switching the output voltage of the digital amplifier becomes longer, reducing unnecessary radiation as much as possible, and high frequency interference can be significantly reduced. Benefits can be obtained.
第1図はこの考案の一実施例の構成を示す回路
図、第2図は第1図に示すアナログアンプ部A.
AMPとデジタルアンプ部D.AMP出力信号を示
す波形図、第3図は同実施例におけるデジタルア
ンプ部のより詳細な実施例を示す回路図、第4図
イはPWM増幅回路の構成を示すブロツク図、同
図ロおよびハは各々PWM変調波形および復調波
形を示す波形図、第5図は電圧切換方式を用いた
従来の増幅器の回路図、第6図は電圧切換方式に
おける切換段数と電力ロスとの関係を示す波形図
である。
5……絶対値検出回路、6……レベル検出コン
パレータ、7……エンコーダ(以上5,6,7は
変換回路)、V0〜V2……電圧源、SWA〜SWD…
…電界効果トランジスタ(切換回路)、D1〜D3…
…ダイオード(切換回路)、D.AMP……デジタ
ル電力増幅器、A.AMP……アナログ電力増幅
器。
Fig. 1 is a circuit diagram showing the configuration of an embodiment of this invention, and Fig. 2 is a circuit diagram showing the configuration of the analog amplifier section A shown in Fig. 1.
AMP and digital amplifier section D.A waveform diagram showing the AMP output signal, Figure 3 is a circuit diagram showing a more detailed example of the digital amplifier section in the same example, and Figure 4 A is a block diagram showing the configuration of the PWM amplifier circuit. Fig. 5, Fig. 5 is a circuit diagram of a conventional amplifier using the voltage switching method, and Fig. 6 shows the number of switching stages and power loss in the voltage switching method. FIG. 5...Absolute value detection circuit, 6...Level detection comparator, 7...Encoder (5, 6, and 7 above are conversion circuits), V0 to V2 ...Voltage source, SWA to SWD...
…Field effect transistor (switching circuit), D 1 to D 3 …
...Diode (switching circuit), D.AMP...Digital power amplifier, A.AMP...Analog power amplifier.
Claims (1)
信号の絶対値とを比較し、この比較結果に基づ
いて逐次前記アナログ入力信号を2進化デジタ
ルコード化する変換回路と、前記2進化デジタ
ルコードの各ビツトに対応した数だけ設けられ
るとともに電圧値が各ビツトに対応して重み付
けされている複数の電圧源と、これら各電圧源
のうち前記2進化デジタルコードによつて指定
されるものを直列接続して出力するデジタル電
力増幅器と、 (ロ) 前記アナログ入力信号をアナログ信号のまま
電力増幅して負荷に供給するとともに、前記デ
ジタル電力増幅器の出力を動作電源として用い
るアナログ電力増幅器 とを具備することを特徴とする電力増幅器。[Claims for Utility Model Registration] (a) Conversion that compares the absolute value of an analog input signal with a plurality of preset reference values, and sequentially converts the analog input signal into a binary digital code based on the comparison results. a circuit, a plurality of voltage sources provided in a number corresponding to each bit of the binary code, and whose voltage value is weighted corresponding to each bit; (b) a digital power amplifier that outputs the analog input signal by connecting it in series; A power amplifier characterized by comprising: an analog power amplifier used for
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1986021648U JPH0520008Y2 (en) | 1986-02-18 | 1986-02-18 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1986021648U JPH0520008Y2 (en) | 1986-02-18 | 1986-02-18 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62133415U JPS62133415U (en) | 1987-08-22 |
| JPH0520008Y2 true JPH0520008Y2 (en) | 1993-05-26 |
Family
ID=30818279
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1986021648U Expired - Lifetime JPH0520008Y2 (en) | 1986-02-18 | 1986-02-18 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0520008Y2 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002345071A (en) * | 2001-05-11 | 2002-11-29 | Sony Corp | Audio signal playback device |
| JP7002424B2 (en) * | 2018-08-28 | 2022-01-20 | 株式会社東芝 | Semiconductor device |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51132745A (en) * | 1975-05-14 | 1976-11-18 | Sansui Electric Co | Amplifier |
| JPS59137614U (en) * | 1983-03-07 | 1984-09-13 | ヤマハ株式会社 | power amplifier |
-
1986
- 1986-02-18 JP JP1986021648U patent/JPH0520008Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62133415U (en) | 1987-08-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6175272B1 (en) | Pulse—width modulation system | |
| US6781452B2 (en) | Power supply processing for power amplifiers | |
| US5262733A (en) | Pulse-width modulation amplifier | |
| CN111224627B (en) | Audio amplifier with embedded buck controller for class G applications | |
| SE0302681D0 (en) | Method of pulse area modulation | |
| EP1418667A1 (en) | Multi-level class-D amplifier by means of 3 physical levels | |
| US6028484A (en) | Ultrasound apparatus and method for amplifying transmit signals | |
| US7106135B2 (en) | Amplifier system and method | |
| KR20050037507A (en) | Polyphase impedance transformation amplifier | |
| US7116168B2 (en) | Power multiplier system and method | |
| JPH0431203B2 (en) | ||
| US5361048A (en) | Pulse width modulator having a duty cycle proportional to the amplitude of an input signal from a differential transducer amplifier | |
| JPH0520007Y2 (en) | ||
| US6320465B1 (en) | Constant duty-cycle limiting of analog input signal swing in a class-D amplifier | |
| US6750705B2 (en) | Class D amplifier energy control | |
| JPH07283662A (en) | Power amplifier circuit | |
| JPS61234106A (en) | Power amplifier | |
| JPH0115218Y2 (en) | ||
| US7054360B2 (en) | Method and apparatus for generating pulse width modulated waveforms | |
| JP2839558B2 (en) | PWM drive circuit | |
| JPH06152268A (en) | Switching amplifier | |
| JP3804707B2 (en) | Motor control device and motor control switching method | |
| JPH08242131A (en) | High resolution current control amplifier | |
| US6310954B1 (en) | Ringer circuit | |
| JPS62133415U (en) |