JPH0733022U - Bias circuit for power amplifier - Google Patents

Bias circuit for power amplifier

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JPH0733022U
JPH0733022U JP6760593U JP6760593U JPH0733022U JP H0733022 U JPH0733022 U JP H0733022U JP 6760593 U JP6760593 U JP 6760593U JP 6760593 U JP6760593 U JP 6760593U JP H0733022 U JPH0733022 U JP H0733022U
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circuit
class
output
bias
power amplifier
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JP6760593U
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Inventor
利彦 崎野
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日本コロムビア株式会社
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 AB級電力増幅器のバイアス回路に於いて、
出力トランジスタの大なる熱時定数による適正バイアス
電流の遅れをカバーし、安定に適正バイアス電流を流す
ことの出来る電力増幅器のバイアス回路を提供する。 【構成】 AB級の電力増幅器のA級動作時とB級動作
時を識別する識別回路19の識別出力によりサンプルア
ンドホールド回路20で出力トランジスタ1及び2のA
級動作時出力トランジスタの電流をサンプリングし、B
級動作時これをホールドするホールド電圧によって出力
トランジスタ1及び2のバイアス回路8を制御回路29
で制御してバイアス電流を適正化して安定化を図る。
(57) [Abstract] [Purpose] In the bias circuit of class AB power amplifier,
Provided is a bias circuit of a power amplifier which covers a delay of an appropriate bias current due to a large thermal time constant of an output transistor and can stably flow an appropriate bias current. According to the discrimination output of a discrimination circuit 19 for discriminating between a class A operation and a class B operation of a class AB power amplifier, a sample and hold circuit 20 outputs A of output transistors 1 and 2
The current of the output transistor is sampled during class operation and B
The control circuit 29 controls the bias circuit 8 of the output transistors 1 and 2 by a hold voltage that holds the voltage during class operation.
Control to optimize the bias current and stabilize it.

Description

【考案の詳細な説明】[Detailed description of the device]

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】[Industrial applications]

本考案はAB級プッシュプル電力増幅器のバイアス回路に用いて好適なバイア ス回路の改良に関する。 The present invention relates to an improvement of a bias circuit suitable for a bias circuit of a class AB push-pull power amplifier.

【0002】[0002]

【従来の技術】[Prior art]

従来からプッシュプル電力増幅器のバイアス回路としては図4に示す様に相補 対称のNPNのトランジスタ1及びPNPトランジスタ2を負荷(実際にはスピ ーカ)3に対し並列に、電源+B,−Bに対し直列になる様に直列接続してプッ シュプル構成した出力トランジスタ1及び2のベースに定電流源4を介して抵抗 4,5,6からなるバイアス回路8によってバイアスを付与していた。 Conventionally, as a bias circuit of a push-pull power amplifier, as shown in FIG. 4, a complementary symmetrical NPN transistor 1 and a PNP transistor 2 are connected in parallel to a load (actually a speaker) 3 and are connected to the power supplies + B and -B. On the other hand, a bias circuit 8 consisting of resistors 4, 5 and 6 is applied to the bases of the output transistors 1 and 2 which are connected in series so as to be in series with each other through a constant current source 4.

【0003】 即ち、正電圧源+Bに接続した定電流源4の他端に抵抗5,6,7を直列に接 続し、該直列接続した抵抗7の他端を負電源−Bに接続し、抵抗5及び6間並に 抵抗6及び7間に出力トランジスタ1及び2のベースを接続する様にし、これら 出力トランジスタ1及び2にベース電流より十分に大きいブリーダ電流IB を流 し、抵抗6の抵抗値をR6 とすると、両端電圧をIB 6 ≒VBE1 +VBE2 とな る様に成していた。That is, the resistors 5, 6 and 7 are connected in series to the other end of the constant current source 4 connected to the positive voltage source + B, and the other end of the resistor 7 connected in series is connected to the negative power source −B. , The bases of the output transistors 1 and 2 are connected between the resistors 5 and 6 as well as between the resistors 6 and 7, and a bleeder current I B that is sufficiently larger than the base current is supplied to the output transistors 1 and 2 so that the resistor 6 is connected. the resistance value When R 6, the voltage across the not make as that Do and I B R 6 ≒ V BE1 + V BE2.

【0004】 実際には図5に示す様に2個の出力トランジスタ1及び2のベース間に2個の ダイオード、例えばバリスタ9,10を直列に更に微調用の可変抵抗器11を直 列接続してAB級のバイアス電流を流すバイアス回路8を構成している。図5で 図4との対応部分には同一符号を付して重複説明を省略するもダイオード9及び 10と可変抵抗器11は温度補償と減電圧補償の為に用いられる。又、NPNト ランジスタ12は励振用のトランジスタでベースに入力信号Inが供給され、コ レクタはバイアス回路8の可変抵抗11の一体に接続され、エミッタは負電圧源 −Bに接続されている。出力トランジスタ1及び2のエミッタ間に接続した抵抗 13及び14はダイオード9及び10をバイアス回路8に用いることで、これら ダイオードの順方向電圧降下VF と出力トランジスタ1及び2のベース・エミッ タ間電圧VBE1 及びVBE2 の電圧差を吸収し、アイドリング時のコレクタ電流を 制御するためのエミッタ抵抗である。Actually, as shown in FIG. 5, two diodes, for example, varistors 9 and 10 are connected in series between the bases of the two output transistors 1 and 2 and a variable resistor 11 for fine adjustment is connected in series. A bias circuit 8 for passing a class AB bias current. 5, the parts corresponding to those in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals and duplicate description is omitted, but the diodes 9 and 10 and the variable resistor 11 are used for temperature compensation and voltage reduction compensation. The NPN transistor 12 is a transistor for excitation, the input signal In is supplied to the base, the collector is integrally connected to the variable resistor 11 of the bias circuit 8, and the emitter is connected to the negative voltage source -B. The resistors 13 and 14 connected between the emitters of the output transistors 1 and 2 use the diodes 9 and 10 in the bias circuit 8 so that the forward voltage drop V F of these diodes and the base-emitter of the output transistors 1 and 2 are connected. It is an emitter resistor for absorbing the voltage difference between the voltages V BE1 and V BE2 and controlling the collector current during idling.

【0005】[0005]

【考案が解決しようとする課題】[Problems to be solved by the device]

上述の図5に示した電力増幅器のバイアス回路8によれば、出力トランジスタ 1及び2に大電流が流れて温度が上昇したりすると、該出力トランジスタ1及び 2のバイアス電流が変化してしまう、そこで温度補償素子であるダイオード9及 び10によって出力トランジスタ1及び2の温度上昇を検出する(トランジスタ 1及び2のVBE1 及びVBE2 は温度が高くなると値が小さくなる負の温度係数を 持っているので、VBE1 及びVBE2 を検出する。)ことで出力トランジスタ1及 び2のバイアス電流の変化を補正して(VF >VBE1 orVBE2 )バイアス電流を 一定にし、動作の安定化を図っている。According to the bias circuit 8 of the power amplifier shown in FIG. 5 described above, when a large current flows through the output transistors 1 and 2 and the temperature rises, the bias currents of the output transistors 1 and 2 change. Therefore, the temperature rise of the output transistors 1 and 2 is detected by the temperature compensating diodes 9 and 10 (V BE1 and V BE2 of the transistors 1 and 2 have a negative temperature coefficient that becomes smaller as the temperature rises). Therefore, V BE1 and V BE2 are detected.) By correcting the change in the bias current of the output transistors 1 and 2, (V F > V BE1 or V BE2 ), the bias current becomes constant and the operation is stabilized. I am trying.

【0006】 然るに、斯かる温度補償方式では出力トランジスタ1及び2に放熱用のラジェ ータが取り付けられているが、このラジェータの熱時定数は数分〜数十分と極め て大きな値を示すので熱伝達時間の遅れがあり、出力トランジスタ1及び2が安 定して所定のバイアス電流を流すまでに長時間を要することになる。However, in such a temperature compensation system, a radiator for heat radiation is attached to the output transistors 1 and 2, but the thermal time constant of this radiator is extremely large, from several minutes to several tens of minutes. Therefore, there is a delay in heat transfer time, and it takes a long time for the output transistors 1 and 2 to stabilize and to flow a predetermined bias current.

【0007】 又、出力トランジスタ1及び2としては相補対称のNPN及びPNPトランジ スタを用いているがこれら、各出力トランジスタ1及び2の温度特性を完全に合 せることは困難であり、各出力トランジスタ1及び2の温度特性の違いにより、 正確な温度補償が困難となる問題もあった。Further, although complementary symmetrical NPN and PNP transistors are used as the output transistors 1 and 2, it is difficult to perfectly match the temperature characteristics of the output transistors 1 and 2 with each other. There is also a problem that accurate temperature compensation becomes difficult due to the difference in temperature characteristics between 1 and 2.

【0008】 更に出力トランジスタ1及び2が熱的に安定化しても出力が大きく変化したと きは上記した大きな熱時定数の為の時間的遅れによってバイアス電流が大きく変 化し、バイアス電流の補正に過不足を生じ、瞬時の出力変化に対応して、安定化 したバイアス電流を流すことが出来ない問題があった。Further, even if the output transistors 1 and 2 are thermally stabilized, if the output changes greatly, the bias current changes greatly due to the time delay due to the large thermal time constant described above, and the bias current is corrected. There was a problem that excess and deficiency occurred and a stabilized bias current could not be flown in response to an instantaneous output change.

【0009】 本考案は叙上の問題点を解消した電力増幅器のバイアス回路を提供しようとす るもので、その目的とするところは出力トランジスタ1及び2のバイアス電流検 出回路でバイアス電流を検出して、出力トランジスタ1及び2のバイアス電流を 速い応答速度で一定化させ、適正なバイアス電流を出力トランジスタ1及び2に 供給して、電力増幅器を安定化させる様に成したものである。The present invention is intended to provide a bias circuit for a power amplifier that solves the above problems, and its object is to detect the bias current by the bias current detection circuit of the output transistors 1 and 2. Then, the bias currents of the output transistors 1 and 2 are made constant at a high response speed, and an appropriate bias current is supplied to the output transistors 1 and 2, thereby stabilizing the power amplifier.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

本考案の電力増幅器のバイアス回路はその例が図1に示される様に、2個の出 力トランジスタ1及び2をプッシュプル接続したAB級電力増幅器のバイアス回 路8において、出力トランジスタ1及び2の各エミッタに流れるバイアス電流に 応じた検出信号を出力する検出回路15と、この検出回路15からの検出信号に 基づいてA級動作かB級動作かを識別する識別回路19と、この識別回路19か らの識別出力信号により、A級動作時に出力トランジスタ1及び2が電流をサン プルし、B級動作時ホールドするサンプルアンドホールド回路20と、このサン プルアンドホールド回路20のサンプルアンドホールド出力信号を所定電圧と比 較してプッシュプル接続した出力トランジスタ1及び2のバイアス電流を制御す る制御回路29とを具備して成るものである。 As shown in FIG. 1, the bias circuit of the power amplifier according to the present invention includes output transistors 1 and 2 in a bias circuit 8 of a class AB power amplifier in which two output transistors 1 and 2 are push-pull connected. Detection circuit 15 that outputs a detection signal corresponding to the bias current flowing in each emitter of the, a discrimination circuit 19 that discriminates between the class A operation and the class B operation based on the detection signal from this detection circuit 15, and this discrimination circuit A sample-and-hold circuit 20 that outputs currents from the output transistors 1 and 2 during class A operation and holds during class B operation according to the identification output signal from 19 and the sample-and-hold output of the sample-and-hold circuit 20. A control circuit 29 for controlling the bias currents of the output transistors 1 and 2 which are push-pull connected by comparing the signal with a predetermined voltage. Those consisting comprises a.

【0011】[0011]

【作用】[Action]

本考案の電力増幅器のバイアス回路はAB級プッシュプル電力増幅器でのA級 動作時及び/又はB級動作時のバイアス電流を検出して、A級動作時に出力トラ ンジスタ1及び2の検出電流をサンプリングし、B級動作時ホールドしたので、 大きな熱時定数に影響されないで迅速に所定バイアス電流に制御可能な電力増幅 器のバイアス回路が得られる。 The bias circuit of the power amplifier of the present invention detects the bias current during class A operation and / or class B operation in the class AB push-pull power amplifier, and detects the detection current of the output transistors 1 and 2 during class A operation. Since it is sampled and held during class B operation, it is possible to obtain a bias circuit of a power amplifier that can be quickly controlled to a predetermined bias current without being affected by a large thermal time constant.

【0012】[0012]

【実施例】【Example】

以下、本考案の電力増幅器のバイアス回路を図面について詳記する。図1はA B級プッシュプル電力増幅器のバイアス回路の一実施例を示すもので、NPNト ランジスタ12は励振段を構成し、ベースは入力信号Inが供給される入力端子 に接続されているエミッタは負電源−Bに接続され、コレクタはPNP型の出力 トランジスタ2のベース及びバイアス回路8を構成するフォトカプラ26の受光 素子28のエミッタとの接続点Dに接続されている。 Hereinafter, the bias circuit of the power amplifier of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows an embodiment of a bias circuit of a class AB push-pull power amplifier, in which an NPN transistor 12 constitutes an excitation stage, and a base is an emitter connected to an input terminal to which an input signal In is supplied. Is connected to the negative power source -B, and the collector is connected to the base of the PNP type output transistor 2 and the connection point D to the emitter of the light receiving element 28 of the photocoupler 26 that constitutes the bias circuit 8.

【0013】 フォトカプラ26は発光素子27と受光素子28としてのフォトトランジスタ より構成され、発光素子27側と受光素子28側を電気的に遮断すると共に内部 インピーダンスを変化させてバイアス回路8として機能する。受光素子28とし てのフォトトランジスタのベースは逆バイアスされ、発光素子27から供給する 光量に比例したコレクタ電流を流す様に成され、コレクタはPNP型の出力トラ ンジスタ2と補償対称に構成されたNPN型の出力トランジスタ1のベースと電 流源4の一端との接続点Cに接続され、電流源4の他端は正電源+Bに接続され ている。The photocoupler 26 is composed of a phototransistor as a light emitting element 27 and a light receiving element 28. The photocoupler 26 electrically cuts off the light emitting element 27 side and the light receiving element 28 side and changes the internal impedance to function as the bias circuit 8. . The base of the phototransistor as the light receiving element 28 is reverse-biased so that a collector current proportional to the amount of light supplied from the light emitting element 27 is made to flow, and the collector is constructed in compensation symmetry with the PNP type output transistor 2. It is connected to a connection point C between the base of the NPN output transistor 1 and one end of the current source 4, and the other end of the current source 4 is connected to the positive power source + B.

【0014】 補償対称のプッシュプル型のNPN出力トランジスタ1及びPNP出力トラン ジスタ2は互に直列に接続され、夫々のコレクタは正電源+B及び負電源−Bに 接続され、夫々のエミッタは直列接続したエミッタ抵抗13及び14を介して接 続され、エミッタ抵抗13と14の接続点Jから出力信号OUTの取り出される 出力端子に接続され、この出力端子と接地間にスピーカ等の負荷3が接続され、 夫々の出力トランジスタ1及び2は負荷3に対し並列に正及び負電源+B及び− Bに対し直列に接続されてプッシュプル動作を行なうSEPP回路を構成してい る。このエミッタ抵抗13及び14は後述するもバイアス電流検出回路15を構 成する。The compensation-symmetrical push-pull NPN output transistor 1 and PNP output transistor 2 are connected in series with each other, their collectors are connected to a positive power supply + B and a negative power supply −B, and their emitters are connected in series. Connected via the emitter resistors 13 and 14 connected to the output terminal from which the output signal OUT is taken out from the connection point J between the emitter resistors 13 and 14, and the load 3 such as a speaker is connected between this output terminal and the ground. The output transistors 1 and 2 are connected in parallel to the load 3 in series with the positive and negative power supplies + B and -B to form a SEPP circuit for performing push-pull operation. The emitter resistors 13 and 14 form a bias current detection circuit 15, which will be described later.

【0015】 出力トランジスタ1のエミッタとエミッタ抵抗13との接続点A並に出力トラ ンジスタ2のエミッタとエミッタ抵抗14との接続点Bは夫々差動増幅器等から 成る第1及び第2のコンパレータ16及び17の非反転入力端子及び反転入力端 子接続され、更に、エミッタ抵抗13及び14の接続点Jは出力端子に接続され 、この出力端子からの出力信号OUTは第1及び第2のコンパレータ16及び1 7の反転入力端子及び非反転入力端子に供給されている。第1及び第2のコンパ レータ16及び17の出力はアンドゲート回路18の入力端子に接続されて出力 トランジスタ1及び2がA級動作をしているかB級動作をしているかの識別を行 なう識別回路19を構成している。The connection point A between the emitter of the output transistor 1 and the emitter resistor 13 and the connection point B between the emitter of the output transistor 2 and the emitter resistor 14 are the first and second comparators 16 each including a differential amplifier or the like. And 17 are connected to the non-inverting input terminal and the inverting input terminal, and the connection point J of the emitter resistors 13 and 14 is connected to the output terminal. The output signal OUT from the output terminal is connected to the first and second comparators 16 and 16. And 17 inverting and non-inverting input terminals. The outputs of the first and second comparators 16 and 17 are connected to the input terminals of the AND gate circuit 18 to discriminate whether the output transistors 1 and 2 are in class A operation or class B operation. A discrimination circuit 19 is formed.

【0016】 この識別回路19の識別信号はサンプルアンドホールド回路20に供給されて 、サンプル及びホールドが行なわれる。このサンプルアンドホールド回路20の 差動増幅器21の非反転及び反転入力端子はA及びB点と接続されている。The identification signal of the identification circuit 19 is supplied to the sample and hold circuit 20 to be sampled and held. The non-inverting and inverting input terminals of the differential amplifier 21 of the sample-and-hold circuit 20 are connected to points A and B.

【0017】 サンプルアンドホールド回路20は後述するも2個のバッファアンプ間にアナ ログスイッチとホールディングコンデンサを組み込んで簡単に構成可能であるが アクイジョンタイムが多少大きいものではIC1個で構成したもの等も市販され ている。As will be described later, the sample-and-hold circuit 20 can be easily configured by incorporating an analog switch and a holding capacitor between two buffer amplifiers. However, if the acquisition time is a little long, it may be one IC. It is commercially available.

【0018】 サンプルホールド回路20の出力は差動増幅器から成る第3のコンパレータ2 3の非反転入力端子に供給される。反転入力端子は一端が接地され、他端が基準 電圧端子Eに接続された基準電圧源22に接続されている。The output of the sample hold circuit 20 is supplied to the non-inverting input terminal of the third comparator 23, which is a differential amplifier. The inverting input terminal has one end grounded and the other end connected to the reference voltage source 22 connected to the reference voltage terminal E.

【0019】 コンパレータ23の出力端は抵抗24を介してフォトカプラ26の発光素子2 7である発光ダイオードのアノードに接続され、発光ダイオードのカソードは接 地されている。抵抗24と発光ダイオード27のアノードの接続点と接地間には コンデンサ25を接続する。抵抗24とコンデンサ25とは積分回路30を構成 している。The output terminal of the comparator 23 is connected to the anode of the light emitting diode which is the light emitting element 27 of the photocoupler 26 via the resistor 24, and the cathode of the light emitting diode is grounded. A capacitor 25 is connected between the connection point of the resistor 24 and the anode of the light emitting diode 27 and the ground. The resistor 24 and the capacitor 25 form an integrating circuit 30.

【0020】 上述の構成に於ける電力増幅器のバイアス回路8の動作を以下説明する。初め に出力トランジスタ1及び2のバイアス電流(アイドリング電流)はAB級動作 が行なわれる様なアイドリング電流が流されている。一般にAB級増幅ではアイ ドリング電流は最大出力電流の1/2以下だけ流す様にバイアスされるが、無信 号時のコレクタ損失は出力電流の最大値Ipeakがアイドリング電流Iidに対し、 Ipeak≦Iid ‥‥‥‥‥ (1) Ipeak≧Iid ‥‥‥‥‥ (2) とした時、(1)式ではA級動作、(2)式ではアイドリング電流がA級の1/ 10以下であればB級動作の損失と同じと考えられる。The operation of the bias circuit 8 of the power amplifier in the above configuration will be described below. Initially, the bias currents (idling currents) of the output transistors 1 and 2 are such that the class AB operation is performed. Generally, in class AB amplification, the idling current is biased so as to flow only half or less of the maximum output current, but the collector loss when there is no signal is such that the maximum value of the output current Ipeak is Ipeak ≤ Iid ‥‥‥‥‥‥‥‥ (1) If Ipeak ≧ Iid ‥‥‥‥‥‥‥‥ (2), if the formula (1) operates in class A, and in formula (2) the idling current is 1/10 or less of class A, It is considered to be the same as the loss of class B operation.

【0021】 即ち、A級動作時は出力トランジスタ1及び2は共に「オン」状態であり、B 級動作時は出力トランジスタ1又は2のいずれか一方が「オフ」状態である。That is, both output transistors 1 and 2 are in the “on” state during class A operation, and either one of the output transistors 1 or 2 is in the “off” state during class B operation.

【0022】 上述の如きアイドリング電流、即ち、バイアス電流はエミッタ抵抗13及び1 4に流れ、エミッタ抵抗13の両端A−J間及びエミッタ抵抗14の両端J−B 間にバイアス電流に対応した電圧降下を生じてエミッタ抵抗13及び14は出力 トランジスタ1及び2のエミッタバイアス電流に応じた電流を検出するバイアス 電流検出回路15を構成する。このバイアス電流検出回路15はバイアス電流を 流すだけの無信号時には差動アンプ等を用いて簡単にバイアス電流に対応した検 出信号を取り出すことが出来るが、例えば出力トランジスタ1及び2のバイアス 電流I1 及びI2 上に交流出力信号が重畳されると検出が難しくなる。The idling current as described above, that is, the bias current flows through the emitter resistors 13 and 14, and a voltage drop corresponding to the bias current occurs between both ends A and J of the emitter resistor 13 and both ends J and B of the emitter resistor 14. Then, the emitter resistors 13 and 14 form a bias current detection circuit 15 that detects a current according to the emitter bias current of the output transistors 1 and 2. The bias current detection circuit 15 can easily take out a detection signal corresponding to the bias current by using a differential amplifier or the like when there is no signal that only supplies the bias current. For example, the bias current I of the output transistors 1 and 2 can be extracted. When the AC output signal is superimposed on 1 and I 2 , detection becomes difficult.

【0023】 そこでバイアス電流検出回路15を構成するエミッタ抵抗13及び14の夫々 の両端間A−J及びJ−Bの降下電圧即ち、バイアス電流I1 及びI2 に対応し た電圧を第1及び第2のコンパレータ16及び17に供給する。該第1及び第2 のコンパレータ16及び17はAB級電力増幅器出力トランジスタ1及び2がA 級動作しているときは出力トランジスタ1及び2は共に「オン」されているので 、エミッタ抵抗13及び14両端電圧は第1及び第2のコンパレータ16及び1 7に供給されて、両端電圧が比較される。Then, the voltage drop corresponding to the bias currents I 1 and I 2 between the first and second drops of AJ and JB between the respective ends of the emitter resistors 13 and 14 constituting the bias current detection circuit 15 is made. It is supplied to the second comparators 16 and 17. The first and second comparators 16 and 17 have emitter resistors 13 and 14 because both output transistors 1 and 2 are "on" when the class AB power amplifier output transistors 1 and 2 are operating in class A. The voltage between both ends is supplied to the first and second comparators 16 and 17, and the voltage between both ends is compared.

【0024】 一方B級動作しているときは出力トランジスタ1及び2のいずれか一方が「オ フ」されるので第1及び第2のコンパレータ16又は17のいずれか一方にエミ ッタ抵抗13又は14の両端電圧が供給される。On the other hand, when the class B operation is being performed, one of the output transistors 1 and 2 is “off”, so that either one of the first and second comparators 16 or 17 has an emitter resistor 13 or The voltage across 14 is supplied.

【0025】 今、負荷3のスピーカに供給される出力電流を縦軸にとり、横軸を時間軸tと し、出力電流を図2Aの如き波形と考えたとき、出力トランジスタ1及び2のバ イアス電流I1 及びI2 は図2Bの如き波形となる。この様なタイミング波形を 有するバイアス電流I1 及びI2 が流れた時のA級動作時の第1のオペアンプ1 6のF点の出力波形は図2Cに示す様に出力電流の1サイクルに亘ってHパルス を出力し、第2のコンパレータ17のG点の出力波形は図2Dに示す様に正の半 サイクルにLパルスを出力する。Now, assuming that the output current supplied to the speaker of the load 3 is on the vertical axis and the horizontal axis is the time axis t, and the output current is considered to have a waveform as shown in FIG. 2A, the bias of the output transistors 1 and 2 is biased. The currents I 1 and I 2 have waveforms as shown in FIG. 2B. The output waveform at the point F of the first operational amplifier 16 at the time of class A operation when the bias currents I 1 and I 2 having such timing waveforms flow over one cycle of the output current as shown in FIG. 2C. H pulse is output, and the output waveform of point G of the second comparator 17 outputs L pulse in the positive half cycle as shown in FIG. 2D.

【0026】 この第1及び第2のコンパレータ16及び17の出力をアンドゲート回路18 に供給すれば図2C及び図2Dに示す様に共にHパルスの期間のみアンドゲート 回路18の出力に図2Eの様にHパルスが出力される。即ち第1及び第2のコン パレータ16及び17並にアンドゲート回路18によって、出力トランジスタ1 及び2がA級動作を行っている場合はHパルスが検出され、後述するサンプルア ンドホールド回路20に供給される。即ち、第1及び第2のコンパレータ16及 び17とアンドゲート回路18によって出力トランジスタ1及び2がA級動作を 行っているか、或いはB級動作を行っているかを識別可能な識別回路19が構成 されることになる。If the outputs of the first and second comparators 16 and 17 are supplied to the AND gate circuit 18, as shown in FIGS. 2C and 2D, the output of the AND gate circuit 18 is output to the output of the AND gate circuit 18 only during the H pulse. Similarly, the H pulse is output. That is, when the output transistors 1 and 2 are performing class A operation, the H pulse is detected by the first and second comparators 16 and 17 as well as the AND gate circuit 18, and the H pulse is detected by the sample and hold circuit 20 described later. Supplied. That is, the first and second comparators 16 and 17 and the AND gate circuit 18 constitute the discrimination circuit 19 capable of discriminating whether the output transistors 1 and 2 are performing class A operation or class B operation. Will be done.

【0027】 アンドゲート回路18からのHパルスはサンプルパルスとしてサンプルアンド ホールド回路(以下S&H回路と記す)20に与えられる。図3AはS&H回路 20の原理的構成を示すもので差動増幅器21としてはバッファアンプ21aと 入力インピーダンスが無限大の例えばFET入力オペアンプ21bが用いられ、 これらアンプ21a及び21b間にスイッチング手段30とホールディングコン デンサ31を介在させ、スイッチング手段30をアンドゲート回路18からのH パルス、即ちサンプルパルスで「オン」「オフ」させて、エミッタ抵抗13及び 14両端A,Bの電圧をホールディングコンデンサ31でB級動作時ホールドし 、オペアンプ21bの出力端のホールド電圧を制御回路29の第3のコンパレー タ23に供給する様に成されている。図3Bは前記したIC1個で構成したS& H回路(LF398H)20の回路を示している。The H pulse from the AND gate circuit 18 is given to the sample and hold circuit (hereinafter referred to as S & H circuit) 20 as a sample pulse. FIG. 3A shows a principle configuration of the S & H circuit 20. As the differential amplifier 21, a buffer amplifier 21a and an FET input operational amplifier 21b having an infinite input impedance are used, and a switching means 30 is provided between the amplifiers 21a and 21b. The holding capacitor 31 is interposed, and the switching means 30 is turned “on” and “off” by the H pulse, that is, the sample pulse from the AND gate circuit 18, and the voltage across the emitter resistors 13 and 14 A and B is held by the holding capacitor 31. It holds during class B operation and supplies the hold voltage at the output end of the operational amplifier 21b to the third comparator 23 of the control circuit 29. FIG. 3B shows a circuit of the S & H circuit (LF398H) 20 composed of one IC described above.

【0028】 即ち、上述の如きS&H回路20を用いることで図2Eに示す様にA級動作時 サンプルし、B級動作時にホールドさせることが可能となる。そして、このホー ルドされた電圧はバイアス電流に対応している。That is, by using the S & H circuit 20 as described above, it is possible to sample during class A operation and hold during class B operation as shown in FIG. 2E. And this held voltage corresponds to the bias current.

【0029】 次に第3のコンパレータ23について説明する。サンプルホールド電圧は第3 のコンパレータ23の非反転入力端子に供給され、反転入力端子には端子Eに基 準電圧源22から供給される基準電圧レベルが与えられているので、この基準電 圧レベルとサンプルS&H回路20の出力電圧とが比較される。Next, the third comparator 23 will be described. The sample-hold voltage is supplied to the non-inverting input terminal of the third comparator 23, and the inverting input terminal is supplied with the reference voltage level supplied from the reference voltage source 22 at the terminal E. And the output voltage of the sample S & H circuit 20 are compared.

【0030】 第3のコンパレータ23の基準電圧レベルよりS&H回路のホールド信号電圧 が大きければHレベル信号を、ホールド信号電圧が小さければLレベル信号を出 力する。この比較出力信号は抵抗24及びコンデンサ25で構成された積分回路 30で積分されると共にフォトカプラ26の発光素子27を駆動して発光させる 。この第3のコンパレータ23及び積分回路30並にフォトカプラ26の発光素 子27を含めて制御回路29とする。フォトカプラ26の発光素子27の発光に より受光素子28のインピーダンスが変化し、電流源4及びフォトカプラ26内 の受光素子28で構成させたバイアス回路8のC及びD間の降下電圧が変化して 、出力トランジスタ1及び2のバイアス電流をコントロールすることに成る。If the hold signal voltage of the S & H circuit is higher than the reference voltage level of the third comparator 23, an H level signal is output, and if the hold signal voltage is low, an L level signal is output. This comparison output signal is integrated by an integrating circuit 30 composed of a resistor 24 and a capacitor 25, and also drives a light emitting element 27 of the photocoupler 26 to emit light. The third comparator 23, the integrating circuit 30, and the light emitting element 27 of the photocoupler 26 are included in the control circuit 29. The light emission of the light emitting element 27 of the photo coupler 26 changes the impedance of the light receiving element 28, and the voltage drop between C and D of the bias circuit 8 constituted by the current source 4 and the light receiving element 28 in the photo coupler 26 changes. As a result, the bias currents of the output transistors 1 and 2 are controlled.

【0031】 即ち、出力トランジスタ1及び2の出力が増大し、温度が上昇すればバイアス 電流も増加するがS&H回路20のホールド信号も増大する。ここで、本例では 識別回路19によってA級動作がB級動作かを識別して、A級動作時にS&H回 路20をサンプリングし、B級動作時にホールドする様に制御する。このS&H 回路20のホールド電圧が増大し、ホールド電圧が基準レベルを越えるとHレベ ルを出力し、制御回路29はバイアス回路8のインピーダンスを減少させてC及 びD間の降下電圧を減少させバイアス電流を減少させる。That is, when the outputs of the output transistors 1 and 2 increase and the temperature rises, the bias current also increases, but the hold signal of the S & H circuit 20 also increases. Here, in this example, the discrimination circuit 19 discriminates whether the class A operation is the class B operation, controls the S & H circuit 20 to be sampled during the class A operation, and held during the class B operation. When the hold voltage of the S & H circuit 20 increases and the hold voltage exceeds the reference level, the H level is output, and the control circuit 29 reduces the impedance of the bias circuit 8 to reduce the voltage drop between C and D. Reduce the bias current.

【0032】 逆に出力トランジスタ1及び2のバイアス電流が減少したときは上述の説明と 逆の動作によって出力トランジスタ1及び2に流れるバイアス電流を増加させる ことになる。本例では基準電圧源22の基準電圧レベルをAB級動作する様に選 択されているが、この基準電圧レベルをA級或いはB級動作する様にすれば種々 のクラスの動作状態の設定を行なうことが出来る。Conversely, when the bias currents of the output transistors 1 and 2 decrease, the bias current flowing through the output transistors 1 and 2 is increased by the operation opposite to the above description. In this example, the reference voltage level of the reference voltage source 22 is selected to operate in class AB. However, if this reference voltage level is operated in class A or class B, it is possible to set the operating states of various classes. You can do it.

【0033】 上述の実施例では識別回路19によって出力トランジスタ1及び2がA級動作 した状態を検出したが、例えば出力トランジスタ1及び2がB級動作した状態を 検出する様にしてもよい。Although the discrimination circuit 19 detects the state in which the output transistors 1 and 2 are in the class A operation in the above-described embodiment, for example, the state in which the output transistors 1 and 2 are in the class B operation may be detected.

【0034】 本考案は上述のように、AB級電力増幅用出力トランジスタ1及び2のバイア ス電流の変動を直接検出し、この検出電圧をS&H回路20によりA級動作時に サンプル動作させ、B級動作時にホールドさせる様にしたのでバイアス電流を迅 速に安定化させることの可能な電力増幅器のバイアス回路を得ることが可能とな る。As described above, the present invention directly detects the variation in bias current of the class AB power amplification output transistors 1 and 2, and the detected voltage is sampled by the S & H circuit 20 during class A operation to class B. Since it is held during operation, it is possible to obtain a bias circuit for a power amplifier that can quickly stabilize the bias current.

【0035】[0035]

【考案の効果】[Effect of device]

本考案の電力増幅器のバイアス回路によれば入力信号が供給されるAB級動作 時に於いても出力トランジスタのバイアス電流を速い応答速度で安定化させ、熱 伝達時間の遅れや出力トランジスタに温度特性の違いがあっても最適なバイアス 電流を安定に流すことの出来るものが得られる。 According to the bias circuit of the power amplifier of the present invention, the bias current of the output transistor is stabilized at a fast response speed even in the class AB operation in which the input signal is supplied, and the delay of heat transfer time and the temperature characteristic of the output transistor are suppressed. Even if there is a difference, it is possible to obtain a device that can stably pass the optimum bias current.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本考案の一実施例を示す電力増幅器のバイアス
回路の構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram of a bias circuit of a power amplifier showing an embodiment of the present invention.

【図2】本考案の電力増幅器のバイアス回路の波形説明
図である。
FIG. 2 is a waveform diagram of the bias circuit of the power amplifier of the present invention.

【図3】本考案の電圧増幅器のバイアス回路に用いるサ
ンプルアンドホールド回路の構成図である。
FIG. 3 is a block diagram of a sample-and-hold circuit used in the bias circuit of the voltage amplifier of the present invention.

【図4】従来の電力増幅器のバイアス回路の説明図であ
る。
FIG. 4 is an explanatory diagram of a bias circuit of a conventional power amplifier.

【図5】従来の電力増幅器のバイアス回路の実際の回路
図である。
FIG. 5 is an actual circuit diagram of a bias circuit of a conventional power amplifier.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 NPN型出力トランジスタ 2 PNP型出力トランジスタ 8 バイアス回路 15 バイアス電流検出回路 19 識別回路 20 サンプルアンドホールド回路 29 制御回路 30 積分回路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 NPN type output transistor 2 PNP type output transistor 8 Bias circuit 15 Bias current detection circuit 19 Identification circuit 20 Sample and hold circuit 29 Control circuit 30 Integration circuit

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 【請求項1】 2個の出力トランジスタをプッシュプル
接続したAB級電力増幅器のバイアス回路において、 上記出力トランジスタの各エミッタに流れるバイアス電
流に応じた検出信号を出力する検出回路と、 上記検出回路からの検出信号に基づいてA級動作かB級
動作かを識別する識別回路と、 上記識別回路からの識別出力信号により、A級動作時に
上記出力トランジスタ電流をサンプルし、B級動作時ホ
ールドするサンプルアンドホールド回路と、 上記サンプルアンドホールド回路のサンプルアンドホー
ルド出力信号を所定電圧と比較して上記プッシュプル接
続した出力トランジスタのバイアス電流を制御する制御
回路とを具備して成ることを特徴とする電力増幅器のバ
イアス回路。
1. A bias circuit of a class AB power amplifier in which two output transistors are push-pull connected, and a detection circuit for outputting a detection signal according to a bias current flowing through each emitter of the output transistor; A discrimination circuit for discriminating between the class A operation and the class B operation based on the detection signal of A, and a discrimination output signal from the discrimination circuit for sampling the output transistor current during the class A operation and holding it during the class B operation And a hold circuit and a control circuit for comparing the sample and hold output signal of the sample and hold circuit with a predetermined voltage to control the bias current of the push-pull output transistor. Bias circuit of amplifier.
【請求項2】 前記識別回路がコンパレータ及びアンド
ゲート回路とから構成されて成ることを特徴とする請求
項1記載の電力増幅器のバイアス回路。
2. The bias circuit for a power amplifier according to claim 1, wherein the identification circuit is composed of a comparator and an AND gate circuit.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2013042422A (en) * 2011-08-18 2013-02-28 Yokogawa Electric Corp Bias circuit for power amplifier, and power amplifier
KR101322682B1 (en) * 2009-04-09 2013-10-30 한국델파이주식회사 Correction circuit for input voltage lever of Linear Power Module
KR20200003058A (en) * 2017-04-28 2020-01-08 주식회사 아도반테스토 Amplifier, bias voltage trimming circuit, input signal amplification method and bias voltage trimming method

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