JPH069224U - 増幅器 - Google Patents

増幅器

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JPH069224U
JPH069224U JP6196092U JP6196092U JPH069224U JP H069224 U JPH069224 U JP H069224U JP 6196092 U JP6196092 U JP 6196092U JP 6196092 U JP6196092 U JP 6196092U JP H069224 U JPH069224 U JP H069224U
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 高入力インピーダンス増幅器の入力部にFE
Tをコンプリメンタリ・ペアを使って、オフセット電圧
を打ち消し、ノイズの少ない増幅を行う。又、電流電圧
変換抵抗を外部から変化させて、ノイズや歪の少ない録
音システムを構築する。 【構成】 高抵抗R2に接続された入力部のFETQ
1、Q2をコンプリメンタリ・ペアとし、オフセット電
圧の発生を防止する。アンプの出力に接続された電圧電
流変換抵抗R3により信号電圧に変換される。この時、
信号電圧は電圧電流変換抵抗R3によりノイズ電流に比
べて十分に大きな電流に変換する事が出来る。信号電流
は電流電圧変換器(1)に入力され、電流電圧変換抵抗
R4により電圧に変換される。R4を外部のコントロー
ル装置(3)に依ってコントロールできるようにして於
けば、外部から自由に増幅度を制御できる。

Description

【考案の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】
この考案は、マイクロフォンや、ムービングコイル・カートリッジなど微小 な出力電圧をS/Nよく、しかも低歪で増幅する増幅器と、それを応用したマイ ク・システム、及び、録音システムに関するものである。
【従来の技術】
従来は、図3のようにNPN、または、PNPのFETQ1のソースフォロ ワで入力された信号は、増幅器(1)で増幅され、R6、R7、R8による減衰 器に依って出力レベルを調整され、増幅器(2)に依って増幅され、トランスT 1に依って出力されていた。 この信号は図4のように、複数のマイク群(4)から出力された信号は、伝 送ケーブル群(5)に依って調整室まで長距離を伝送され、ミキシングアンプ( 6)に入力される。ミキシングアンプ内では、トランスT2に依って信号は受け られ、マイクアンプ群(7)に依って増幅され、可変抵抗(8)に依ってそれぞ れのマイクの出力を調整されミキシングアンプ(9)に依って、各マイクの出力 を加算され、その全体の出力をマスター可変抵抗(10)で調整され、出力アン プ(11)に依って、テープレコーダーなどに出力される。
【0003】
【考案が解決しようとする課題】
これには次のような欠点があった。 1.図3に於いてQ1のFETからのゲート漏れ電流が発生し、高抵抗R2にそ の電流が流れ出力にオフセット電圧として表れるので、ゲート漏れ電流を小さく するためには電源電圧を低くせざるを得ず、大きなダイナミックレンジがとり難 かった。 2.増幅器(1)は、電圧増幅器なので電圧ノイズを低く押さえるには、トラン ジスタやFETの選別、入力の増幅素子を複数並列化するなど技術的に難しく、 高価であった。又、増幅素子の複数化に依って、入力容量が増え、周波数特性の 悪化、負帰還を掛けたときの安定性の悪化などの問題点もあった。 3.増幅度の調整を、R6、R7、R8の抵抗による減衰器でおこなっていたの で、減衰分だけS/N比の悪化があった。 4.電圧増幅器(1)、(2)には負帰還がR4、R5、R9、R10に依って 掛けられており、この負帰還が原因となる過渡特性の悪化などの音質を劣化させ る要因があった。 5.出力にトランスが接続されているので、インピーダンスを合わせるために、 R11による整合抵抗が必要で、これにより、出力電圧が1/2になり、その分 出力電圧が低下し、S/Nの悪化になっていた。 6.図4に於いてマイク毎に伝送ケーブル(5)が必要で、このケーブルを調整 室まで長距離伸ばさなければならないので、周波数特性の劣化、周囲からのノイ ズの混入などの問題があった。 7.マイクとテープレコーダーなどの間に、トランス、アンプ、可変抵抗器など の多くの素子が入るので歪やS/N比の悪化が起きていた。 等の欠点があった。
【0004】
【課題を解決するための手段】
1.図1のように、入力部におけるFETのソースフォロワをコンプリメンタリ で使う事により、ゲート漏れ電流どうしが打ち消され、高抵抗R2には電流が流 れない。従って、オフセット電圧は発生しないので、電源電圧を十分に高くでき るので大きなダイナミックレンジが確保できる。この場合、FET入力部は、ソ ースフォロワに限らなくとも、ソース接地でも可能である。 2.入力に設置した電圧電流変換抵抗R3に依って電圧電流変換を行う事により 、電流ノイズよりも遥かに大きな信号電流に変換し、その信号電流を電流電圧変 換器に依って電圧に変換するので大きなS/N比がとれる。 3.増幅度の調整を、電流電圧変換抵抗R4の可変抵抗に依って行う事により、 電流電圧変換率を調整し、S/N比の悪化無しに増幅度の調整を行う。 4.図1に於いて、電流電圧変換抵抗R4を可変抵抗にする事により自由に増幅 度を設定でき、可変抵抗の位置に依ってノイズや歪の劣化が起こらないので、負 帰還を用いなくとも十分な特性を得る事が出来き過渡特性の劣化は起こらない。 5.バッファアンプ(2)より直接出力するために、出力低下もなく、しかも、 S/N比を大きくとれ、電流電圧変換を行う電流電圧変換抵抗R4を大きくする 事により、ラインレベルの電圧を得る事が出来るので、図3の回路に比べ遥かに 大きい増幅度と大きな出力電圧を得る事が出来る。 6.図1に於いて、マイクアンプの可変抵抗R4を、コントロール装置(3)で コントロール入力(4)に依ってコントロールが可能にすることにより、図2の ように、マイク1からマイクnまでのマイク群のすぐそばにミキシングアンプ( 2)を置く事が出来るので、マイクの本数分のマイクケーブル(1)を長々と引 く必要がないので周波数特性の劣化が少ない。しかも、図3の回路に比べるとラ インレベルの電圧を得る事が出来るので、ミキシングアンプ(2)からの出力を 調整室にあるテープレコーダーなどに信号ケーブル(4)に依って長距離を伝送 しても外部からのノイズの混入に依ってS/N比を低下させる事がない。 7.図2のように、ミキシング装置(6)に内蔵された可変抵抗器(7)に依っ て、それぞれのマイクの増幅度を調整し、マスター可変抵抗器(8)に依って、 全てのマイク群の増幅度を調整するような信号をリモート信号として有線、また は、光や、電波などの無線の手段(5)に依って、マイク内部に内蔵した増幅度 調整可変抵抗器をコントロールする事に依って、ミキシングアンプの出力を直接 テープレコーダー等と接続する事が可能となり、S/N比や歪の悪化を起こさな い。
【0005】
【作用】
図1において、NPN−FETQ1のゲートから流れ出たゲート漏れ電流は 、PNP−FETQ2のゲート漏れ電流として吸収されるので、高抵抗R2には 電流は流れず、従ってオフセット電圧は発生しない。 Q1、Q2のソースフォロアの出力インピーダンスは低いので、電圧電流変換 抵抗R3の値の設定により、ノイズ電流より十分に大きな電流信号に変換する事 が出来る。電流電圧変換器は入力インピーダンス0で出力にはR4と信号電流の 積の電圧が出力される。 R4を変化させる事により、電流電圧変換率を変化させる事が出来るので、電 圧増幅度をR4により自由に変化させる事が可能である。ノイズ電圧も、信号と 同じようにR4に比例して変化するので、常にノイズと信号の比(S/N比)は 一定である。 R3をR4に比べて小さくする事により、大きな電圧増幅度を得られるので、 一般のマイクの出力に比べて遥かに大きな出力電圧を得る事が出来る。又、マイ ク本体に増幅度の調整用の可変抵抗を内蔵させる事が出来るので、入力の大きさ に合わせて適切な増幅度に調整が出来、しかも、S/N比の悪化が起こらない。 図2のにおいて、ミキシング装置(6)に内蔵される可変抵抗(8)により、 各マイク毎に設けられた可変抵抗(7)のスパンを設定できるようにすると、可 変抵抗(7)により、それぞれのマイク毎の増幅度を設定し、可変抵抗(8)に より、マイク1からマイクnまでの全体の増幅度をコントロールする事が可能と なる。それぞれのマイクの増幅度をコントロールする信号として、電圧や電流、 パルス幅などのアナログ的手段、PCM等のデジタル的手段を使用する事が可能 である。それらの信号を、有線または、無線の手段(5)に依ってリモートコン トロールする事により、音声信号の劣化を最小にとどめる事が可能な録音システ ムの構築が可能となる。
【0006】
【実施例】
実施例 1 図5は、実際の実施例である。成極電圧+VPより高抵抗R1によりコンデン サマイク・カプセルC0に電圧が掛けられ、結合コンデンサC1により音声成分 が高抵抗R2に出力される。R1、R2の値は、数100Mオームから数Gオー ムの高い値なので、バッファーアンプのインピーダンスが低かったり漏れ電流が あると出力が小さくなったり、オフセット電圧が発生する。 ここでは、コンプリメンタリー・ペアのFETQ1、Q2を0バイアス・ソー スホロワとして用いる事により、高い入力インピーダンスを得る事が出来る。ま た、コンプリメンタリー・ペアのNPN−FETQ1からのゲート漏れ電流は、 PNP−FETQ2のゲート漏れ電流として吸収されるので、オフセット電圧は 発生しない。 信号電圧は、電圧電流変換抵抗R3に依って電流に変換される。Q1、Q2に 十分なドライブ能力があれば、R3を小さくする事に依って、大きな電流信号に 変換する事が出来ので、信号電流をノイズ電流に比べて十分に大きくする事が可 能である。 トランジスタQ5からQ8は定電流源CS1、CS2とで、電流入力部を構成 している。これらのトランジスタは、CS1、CS2の定電流源を流れるバイア ス電流を単に信号電流で変調するだけの働きをするだけである。 Q3、Q4、Q9、Q10で構成されるカレントミラー回路では、Q4から流 れる出すバイアス電流はQ10にそのまま流れ込むので電流電圧変換抵抗R4に は電流は流れず電圧降下は発生しない。信号電流のみがR4に流れ電圧降下によ り信号電圧を発生する。この時、Q1、Q2と出力電圧の比、すなわち、電圧増 幅度はR3とR4の比、R4/R3になる。 R4に発生した電圧は、他のリアクタンス分や、抵抗分がR4に並列に接続さ れると、歪の発生、周波数特性の悪化、電圧増幅度の変化などを起こすので、イ ンピーダンスの高いバッファーアンプをQ11、Q12で構成し、この出力を出 力とする事により、それらの悪影響を排除できる。 又、この増幅回路は、図6、図7、図8、図9、図10のような他の電流入力 回路や、FETとトランジスタを組み合わせたバッファーアンプを利用しても実 現可能である。
【0007】
【実施例】
実施例 2 図6は、より大きな信号電流がとれるように構成されたコンプリメンタリ・ペ アFETQ1、Q2と出力トランジスタQ3、Q4及びバイアス抵抗R3に依る バッファーアンプと、Q7、Q8、Q9、Q10、及び定電流源CS1、CS2 で構成された電流入力部で構成した回路である。
【0008】 実施例 3 図7は、電流入力回路をQ5、Q6のFETによるゲート接地回路にした回路 である。
【0009】 実施例 4 図8は、電流入力回路を、定電流源CS1とコンデンサC2、C3で構成した 回路である。
【0010】 実施例 5 図9は、電流入力回路をツェナーダイオードD1、D2で構成し、カレントミ ラー回路のエミッタ側の定電流源CS1、CS2とC2、C3で構成した電流電 圧変換回路である。
【0011】 実施例 6 図10は、バイアス電流設定と同時に電圧電流変換を電圧電流変換抵抗R3、 R4で行った回路である。
【0012】 実施例 7 図11は、出力電流は大きいが出力電圧が小さいような電磁変換器などを使う 場合は、この実施例のようにバッファーアンプを用いずに直接電流電圧変換器に 接続する事が可能である。
【0013】 実施例 8 図12は、電流電圧変換を行う可変抵抗R4を外部からコントロールして増幅 度の可変を可能にした回路で、(1)の無線受信機と、コントロール信号のデコ ーダー(2)で出力される制御電圧は、有線の外部コントロール端子EXとの切 り替え器S1で無線か有線かを選択されて、抵抗R5、アンプA1、LEDD1 で構成された電圧光変換回路により、制御電圧は光に変換され、その光に依って 、CDSR4がコントロールされる。このとき、R4の制御は、モータードライ ブ可変抵抗器、電子スイッチによる抵抗の切り替え、電子制御可変抵抗器など、 他の手段でも同じように可能である。 また、R4の制御に電子スイッチによる抵抗の切り替え等を使用すると制御電 圧の替わりにデジタルデーター等でも同じようにR4をコントロール する事が出来る。
【0014】
【考案の効果】
この増幅器は、次の効果を持っている。 1.高入力インピーダンス入力部におけるFETをコンプリメンタリ・ペアで使 う事により、ゲート漏れ電流どうしを打ち消し、入力部の高抵抗には電流が流れ ない。従って、オフセット電圧は発生しないので、電源電圧を十分に高くでき、 大きなダイナミックレンジが確保できる。 2.入力抵抗に依って電圧電流変換を行う事により、電流ノイズよりも遥かに大 きな信号電流に変換し、それを、電流電圧変換器に依って電圧に変換するので大 きなS/N比がとれる。 3.増幅度の調整の為、電流電圧変換を行う抵抗を可変抵抗とする事に依って、 電流電圧変換率を調整し、S/N比の悪化無しに増幅度の調整を行う事が可能と なる。 4.可変抵抗の設定により自由に増幅度を設定でき、ノイズや歪の悪化もないの で、負帰還を用いなくとも十分な特性を得る事が出来き、過渡特性の劣化は起こ らない。 5.バッファアンプより直接出力するために、出力低下もなく、しかも、S/N 比を大きくとれるので、従来の回路に比べ遥かに大きい増幅度を設定できる。 6.マイクアンプの増幅度設定可変抵抗R4を、コントロール装置でコントロー ル入力に依ってコントロールを可能とすることにより、マイク群のすぐそばにミ キシングアンプを置く事が出来るので、マイクの本数分のマイクケーブルを長々 と引く必要がなく周波数特性の劣化が少ない。しかも、従来の回路に比べると大 きな電圧を得る事が出来るので、ミキシングアンプからの出力を調整室にあるテ ープレコーダーなどに信号ケーブルに依って長距離を伝送しても外部からのノイ ズの混入に依ってS/N比を低下させる事がない。 7.ミキシング装置に内蔵された可変抵抗器に依って、それぞれのマイクの増幅 度を調整し、主可変抵抗器に依って、全てのマイク群の増幅度を調整するような 信号をリモート信号として有線、または、光や、電波などの無線の手段に依って 、マイク内部に内蔵した増幅度調整可変抵抗器をコントロールする事に依って、 ミキシングアンプの出力を直接テープレコーダー等と接続する事が可能となり、 S/N比や歪の悪化を起こさない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本考案の説明図である。
【符号の説明】
(1) 電流電圧変換器 (2) 出力バッファアンプ (3) コントロール装置 OUT 出力端子 R1 高抵抗 R2 高抵抗 R3 電圧電流変換抵抗 R4 電流電圧変換抵抗 +VCC 正極電源 −VCC 負極電源 +VP 成極電圧 C0 コンデンサマイクカプセル C1 入力コンデンサ Q1 NPN−FET Q2 PNP−FET
【図2】本考案の説明図である。
【符号の説明】
マイク1 マイク群の1番目のマイク マイクn マイク群のn番目のマイク (1) マイク信号伝送ケーブル群 (2) ミキサー・アンプ (3) ミキシング・アンプ (4) 信号出力ケーブル (5) コントロールケーブル群 (6) ミキシング・コントローラー (7) 増幅度コントロール可変抵抗群 (8) マスター可変抵抗 テープレコーダーなど テープレコーダーなどの記録装置や、アンプ、スピーカ
ーなどの再生装置。
【図3】従来の技術の説明図である。
【符号の説明】
(1) 増幅器 (2) 増幅器 OUTPUT 出力端子 R1 高抵抗 R2 高抵抗 R3 負荷抵抗 R4 負帰還抵抗 R5 負帰還抵抗 R6 減衰器抵抗 R7 減衰器抵抗 R8 減衰器抵抗 R9 負帰還抵抗 R10 負帰還抵抗 R11 出力インピーダンス・マッチング抵抗 +VCC 正極電源 −VCC 負極電源 +VP 成極電圧 C0 コンデンサマイクカプセル C1 入力コンデンサ C2 結合コンデンサ Q1 NPN−FET Q2 PNP−FET T1 出力トランス
【図4】実施例1の説明図である。
【符号の説明】
マイク1 マイク群の1番目のマイク マイクn マイク群のn番目のマイク (4) マイク群 (5) マイク信号伝送ケーブル群 (6) ミキサー・アンプ (7) マイク・アンプ群 (8) 音量調整器 (9) ミキシングアンプ (10) マスター可変抵抗 (11) 出力アンプ テープレコーダーなど テープレコーダーなどの記録装置や、アンプ、スピーカ
ーなどの再生装置。
【図5】実施例1の説明図である。
【符号の説明】
OUT 出力端子 R1 高抵抗 R2 高抵抗 R3 電圧電流変換抵抗 R4 電流電圧変換抵抗 +VCC 正極電源 −VCC 負極電源 +VP 成極電圧 C0 コンデンサマイクカプセル C1 入力コンデンサ Q1 NPN−FET Q2 PNP−FET Q3 カレントミラー回路を構成するトラン
ジスタ Q4 カレントミラー回路を構成するトラン
ジスタ Q5 電流入力部を構成するトランジスタ Q6 電流入力部を構成するトランジスタ Q7 電流入力部を構成するトランジスタ Q8 電流入力部を構成するトランジスタ Q9 カレントミラー回路を構成するトラン
ジスタ Q10 カレントミラー回路を構成するトラン
ジスタ Q11 NPN−FET Q12 PNP−FET CS1 定電流源 CS2 定電流源
【図6】実施例1の説明図である。
【符号の説明】
OUT 出力端子 R1 高抵抗 R2 高抵抗 R3 バイアス抵抗 R4 電圧電流変換抵抗 R5 電流電圧変換抵抗 +VCC 正極電源 −VCC 負極電源 +VP 成極電圧 C0 コンデンサマイクカプセル C1 入力コンデンサ Q1 NPN−FET Q2 PNP−FET Q3 エミッタホロワ Q4 エミッタホロワ Q5 カレントミラー回路を構成するトラン
ジスタ Q6 カレントミラー回路を構成するトラン
ジスタ Q7 電流入力部を構成するトランジスタ Q8 電流入力部を構成するトランジスタ Q9 電流入力部を構成するトランジスタ Q10 電流入力部を構成するトランジスタ Q11 カレントミラー回路を構成するトラン
ジスタ Q12 カレントミラー回路を構成するトラン
ジスタ Q13 NPN−FET Q14 PNP−FET CS1 定電流源 CS2 定電流源
【図7】実施例2の説明図である。
【符号の説明】 OUT 出力端子 R1 高抵抗 R2 高抵抗 R3 電圧電流変換抵抗 R4 電流電圧変換抵抗 +VCC 正極電源 −VCC 負極電源 +VP 成極電圧 C0 コンデンサマイクカプセル C1 入力コンデンサ Q1 NPN−FET Q2 PNP−FET Q3 カレントミラー回路を構成するトラン
ジスタ Q4 カレントミラー回路を構成するトラン
ジスタ Q5 電流入力部を構成するFET Q6 電流入力部を構成するFET Q7 カレントミラー回路を構成するトラン
ジスタ Q8 カレントミラー回路を構成するトラン
ジスタ Q9 NPN−FET Q10 PNP−FET
【図8】実施例3の説明図である。
【符号の説明】
OUT 出力端子 R1 高抵抗 R2 高抵抗 R3 電圧電流変換抵抗 R4 電流電圧変換抵抗 +VCC 正極電源 −VCC 負極電源 +VP 成極電圧 C0 コンデンサマイクカプセル C1 入力コンデンサ C2 電流入力部を構成するコンデンサ C3 電流入力部を構成するコンデンサ CS1 電流入力部を構成する定電流源 Q1 NPN−FET Q2 PNP−FET Q3 カレントミラー回路を構成するトラン
ジスタ Q4 カレントミラー回路を構成するトラン
ジスタ Q5 カレントミラー回路を構成するトラン
ジスタ Q6 カレントミラー回路を構成するトラン
ジスタ Q7 NPN−FET Q8 PNP−FET
【図9】実施例4の説明図である。
【符号の説明】
OUT 出力端子 R1 高抵抗 R2 高抵抗 R3 電圧電流変換抵抗 R4 電流電圧変換抵抗 +VCC 正極電源 −VCC 負極電源 +VP 成極電圧 C0 コンデンサマイクカプセル C1 入力コンデンサ C2 バイパスコンデンサ C3 バイパスコンデンサ D1 電流入力部を構成するツェナー・ダイ
オード D2 電流入力部を構成するツェナー・ダイ
オード CS1 定電流源 CS2 定電流源 Q1 NPN−FET Q2 PNP−FET Q3 カレントミラー回路を構成するトラン
ジスタ Q4 カレントミラー回路を構成するトラン
ジスタ Q5 カレントミラー回路を構成するトラン
ジスタ Q6 カレントミラー回路を構成するトラン
ジスタ Q7 NPN−FET Q8 PNP−FET
【図10】実施例5の説明図である。
【符号の説明】
OUT 出力端子 R1 高抵抗 R2 高抵抗 R3 電圧電流変換抵抗 R4 電圧電流変換抵抗 R5 電流電圧変換抵抗 +VCC 正極電源 −VCC 負極電源 +VP 成極電圧 C0 コンデンサマイクカプセル C1 入力コンデンサ Q1 NPN−FET Q2 PNP−FET Q3 カレントミラー回路を構成するトラン
ジスタ Q4 カレントミラー回路を構成するトラン
ジスタ Q5 カレントミラー回路を構成するトラン
ジスタ Q6 カレントミラー回路を構成するトラン
ジスタ Q7 NPN−FET Q8 PNP−FET
【図11】実施例6の説明図である。
【符号の説明】
OUT 出力端子 L0 信号源 Q1 カレントミラー回路を構成するトラン
ジスタ Q2 カレントミラー回路を構成するトラン
ジスタ Q3 電流入力部を構成するFET Q4 電流入力部を構成するFET Q5 カレントミラー回路を構成するトラン
ジスタ Q6 カレントミラー回路を構成するトラン
ジスタ Q7 NPN−FET Q8 PNP−FET R1 電流電圧変換抵抗 +VCC 正極電源 −VCC 負極電源
【図12】実施例7の説明図である。
【符号の説明】
OUT 出力端子 R1 高抵抗 R2 高抵抗 R3 電圧電流変換抵抗 R4 電流電圧変換抵抗 +VCC 正極電源 −VCC 負極電源 +VP 成極電圧 C0 コンデンサマイクカプセル C1 入力コンデンサ Q1 NPN−FET Q2 PNP−FET Q3 カレントミラー回路を構成するトラン
ジスタ Q4 カレントミラー回路を構成するトラン
ジスタ Q5 電流入力部を構成するFET Q6 電流入力部を構成するFET Q7 カレントミラー回路を構成するトラン
ジスタ Q8 カレントミラー回路を構成するトラン
ジスタ Q9 NPN−FET Q10 PNP−FET D1 LED EX 外部制御端子 (1) 無線リモートコントロール受信機 (2) 変換回路 S1 切り替えスイッチ R5 入力抵抗 A1 増幅器

Claims (4)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】 高入力インピーダンス増幅器の入力部に
    おいて、FETのゲート漏れ電流に依って、オフセット
    電圧が発生するのを、コンプリメンタリーの1組のFE
    Tにより、ゲート電流どうしをを打ち消し、オフセット
    電圧の発生を防ぐ手段。
  2. 【請求項2】 電圧電流変換、及び、電流電圧変換に依
    ってで微小電圧をS/Nよく歪を少なく増幅する手段。
  3. 【請求項3】 請求項1、請求項2を含み、増幅器の増
    幅度の連続可変を可能としたマイク・システム
  4. 【請求項4】 前記マイク・システムを用いた録音シス
    テム
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2006067166A (ja) * 2004-08-26 2006-03-09 Sanyo Electric Co Ltd 増幅装置
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