JPH08222976A - オーディオ信号増幅装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】消費電力を低減することができ、音響出力の増
強することができるオーディオ信号増幅装置を提供する
ことにある。 【構成】第１の出力段アンプと、第２の出力段アンプ
と、これら第１および第２の出力段アンプの接地側とな
る仮想接地レベルの基準電圧を発生するスイッチングレ
ギュレータとを備えるものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、オーディオ信号増幅
装置に関し、詳しくは、乾電池１本乃至２本で駆動され
るようなポータブル磁気テーププレーヤやポータブルＣ
Ｄプレーヤなどにおけるオーディオ出力アンプにおい
て、消費電力を低減することができ、音響出力を増強す
ることが可能な携帯用の音響機器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のヘッドホーンステレオやＤＣＣ、
ＤＡＴなどのポータブル磁気テーププレーヤやＭＤ、Ｃ
Ｄなどのポータブルディスクプレーヤでは、乾電池で駆
動され、その本数は、１本から２本程度である。従っ
て、オーディオ回路の電源電圧は、１．２Ｖあるいは
２．４Ｖ程度でしかない。しかも、多くの場合ステレオ
機能を備えていて、その出力段の回路は、２系統になっ
ている。このようなポータブル形の音響機器では、駆動
電源を電池１本とするような要請が強く、長時間演奏を
実現する要請が多い。さらに、最近の回路では、低域ブ
ーストアンプを備えていて、消費電力が増加する傾向に
ある。

【０００３】図２は、電池１本程度で駆動されるこの種
のステレオオーディオ装置のオーディオ増幅回路２０を
中心とする一例であって、出力回路１０は、左右の音を
再生するためにオペアンプ（ＯＰ）で構成される左側に
対応する出力アンプ１１（Ｌ側）とオペアンプで構成さ
れる右側に対応する出力アンプ１２（Ｒ側）、そして、
ほぼＶcc／２の基準電圧を発生する仮想接地の状態を作
出すボルテージフォロアのセンターアンプ１３とで構成
されている。なお、これらのアンプは、通常、オーディ
オ帯域では、ほぼフラットな増幅特性になっている。Ｌ
側のアンプ１１は、ボリューム１４を介して差動アンプ
で構成される低域ブーストアンプ１５からの出力信号を
受ける。同様に、Ｒ側のアンプ１２は、ボリューム１６
を介して差動アンプで構成される低域ブーストアンプ１
７からの信号を受ける。

【０００４】各低域ブーストアンプ１５，１７は、それ
ぞれＬ側，Ｒ側のプリアンプ１８，１９から、再生され
たオーディオ信号を（＋）入力側に受けるとともに、バ
スブーストアンプ２１から出力をバッファアンプ１５
ａ，１７ａを介して（−）入力側に受ける。バスブース
トアンプ２１は、プリアンプ１８，１９からのＬ側とＲ
側の両チャネルのＬ＋Ｒ信号を抵抗，コンデンサ（Ｒ
Ｃ）からなる低域フィルタ２２を通して受けてＬ＋Ｒの
低域成分を増幅して出力する。そこで、低域ブーストア
ンプ１５，１７の低域での増幅率がバスブーストアンプ
２１の出力に応じて大きくなる。Ｃ1 ，Ｃ2 ，Ｃ3 ，Ｃ
4 は、それぞれカップリングコンデンサであり、２３，
２４は、それぞれ出力段のアンプ１０に接続された左右
のヘッドホーンである。なお、電源としての乾電池は省
略してある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】この種の回路は、低電
圧駆動の出力回路として適するが、センターアンプ１３
は、仮想接地状態を実現するために、電位をＶcc／２を
保持するような電流駆動をする。この関係から出力アン
プ１１，１２とほぼ等しい電力がここで損失される。す
なわち、Ｖcc²×Ａsinωｔ／８ＲL分の損失がある。た
だし。Ａは信号の振幅、ＲLは負荷抵抗値である。した
がって、この種の回路では出力段アンプが３個あるのと
同じになる。特に低域増強したときには、大きな電流が
流れ、消費電力が増加する。また、ポータブル音響装置
にあっては音響出力の増強の要請も高い。この発明の目
的は、このような従来技術の問題点を解決するものであ
って、消費電力を低減することができ、音響出力の増強
することができるオーディオ信号増幅装置を提供するこ
とにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るためのこの発明のオーディオ信号増幅装置の特徴は、
第１の出力段アンプと、第２の出力段アンプと、これら
第１および第２の出力段アンプの接地側となる仮想接地
レベルの基準電圧を発生するスイッチングレギュレータ
とを備えるものである。

【０００７】

【作用】このように、スイッチングレギュレータにより
仮想接地電位を発生させることにより、仮想接地のセン
ターアンプを用いる場合より無効電力が減少して消費電
力を低減することができる。特に、デューティ５０％程
度のパルスによるＰＷＭ制御を行えば、センターアンプ
の電力消費に比べて、それを半分程度まで低減すること
が可能である。

【０００８】

【実施例】図１は、この発明のオーディオ信号増幅装置
を適用した一実施例の電池駆動のオーディオ出力回路を
中心としたブロック図である。なお、図２と同一の構成
は同一の符号で示す。図１においては、センターアンプ
１３が削除され、これに換わって、仮想接地の基準電圧
回路１が設けられている。スイッチングレギュレータ１
は、スイッチング回路２と、制御回路３と、平滑回路４
とから構成され、平滑回路４の出力がヘッドホーン２
３，２４の接地側の点ＲＥＦに接続されている。

【０００９】スイッチング回路２は、ほぼ１００ｋＨｚ
の発振周波数を持つ三角波を発生する三角波発生回路２
ａと、この三角波発生回路の振幅の基準レベルを決める
バイアス回路２ｂ、そして、三角波を(+) 入力側に受け
るコンパレータ２ｃ、電源ライン＋ＶccとグランドＧＮ
Ｄ間に挿入され、コンパレータ２ｃの出力によりＯＮ／
ＯＦＦされるＮＰＮ形のスイッチングトランジスタＱと
からなる。平滑回路４は、電源ライン＋Ｖccとグランド
間に挿入されたコンデンサＣ1 、電源ライン＋Ｖccと点
ＲＥＦとの間に直列に接続されたコイルＬと、順方向に
のダイオードＤと、点ＲＥＦとグランド間に接続された
コンデンサＣ2 とからなる。なお、コイルＬとダイオー
ドＤとの接続点とグランドＧＮＤ間には、前記のスイッ
チングトランジスタＱが、そのコレクタが接続点に接続
され、そのエミッタが接地される形で設けられている。

【００１０】制御回路３は、差動アンプ３ａと分圧回路
３ｂと基準電圧発生回路３ｃとで構成され、分圧回路３
ｂが点ＲＥＦのグランド間の電圧を分圧してその分圧さ
れた電圧を差動アンプ３ａの(+) 入力側に加える。差動
アンプ３ａは、(-) 入力側に基準電圧発生回路３ｃから
の電圧が加えられていて、これらに差が発生したとき
に、誤差信号を発生してコンパレータ２ｃの(-) 入力側
に送出する。これによりコンパレータ２ｃの基準側のレ
ベルが変化して誤差に応じて三角波のスライスレベルが
上下に移動し、出力信号のパルス幅がＰＷＭ変調され
る。

【００１１】次にその動作について説明すると、仮に、
点ＲＥＦの電位をＶcc／２とし、これを基準電位とする
と、点ＲＥＦがこの状態にあるときには、分圧回路３ｂ
による分圧電圧が基準電圧発生回路３ｃの電圧と一致し
ていてコンパレータ２ｃの(-) 入力側の電位が三角波の
振幅の中心に位置している。そして、コンパレータ２ｃ
は、ディユーティ５０％でほぼ１００ｋＨｚの発振周波
数の駆動パルスをスイッチングトランジスタＱに加え、
トランジスタＱは、ほぼディユーティ５０％でＯＮ／Ｏ
ＦＦされている。

【００１２】ここで、点ＲＥＦの電位が上昇したときに
は、分圧回路３ｂによる分圧電圧が基準電圧発生回路３
ｃの電圧よりも上昇して＋側の誤差電圧が発生する。こ
れがコンパレータ２ｃの(-) 入力側に送出され、これの
基準レベルが上昇する。その結果、パルス幅が短くなる
パルスがコンパレータ２ｃから発生して、トランジスタ
ＱのＯＮ期間が減少する。これにより電源ライン＋Ｖcc
からコイルＬに供給される電流が減少してコンデンサＣ
2 に供給される電力が低下する。そこで、コンデンサＣ
2 の端子電圧である点ＲＥＦの電圧が低下して基準電圧
に戻る。点ＲＥＦの電位が低下したときには前記の動作
と逆になる。

【００１３】その結果、従来のセンターアンプ１３と同
様に点ＲＥＦは、スイッチングレギュレータ１により出
力段アンプ１１，１２の動作に追従して基準電位に維持
されることになる。しかも、スイッチングレギュレータ
１の消費電力は、センターアンプ１３より低く抑えるこ
とができ、基準レベルでディユーティ５０％で動作する
ように制御しているので、その消費電力をセンターアン
プ１３の利用した場合に比べて半分程度まで低減するこ
とができる。これにより出力段アンプ１１，１２に従来
よりも大きな電流を流すことができるので、音響出力を
増強することができ、かつ消費電力も低く抑えられる。

【００１４】ところで、実施例では、スイッチングトラ
ンジスタＱを電源ラインと接地間に挿入した電流シャン
ト形のものを用いているが、これは、電源ラインに直列
に挿入して電源ラインを直接ＯＮ／ＯＦＦするスイッチ
ングレギュレータであってもよいことはもちろんであ
る。また、実施例のヘッドホーン２３，２４は、これら
を通常のスピーカに換えてもよいことはもちろんであ
る。

【００１５】

【発明の効果】以上説明したきたように、この発明にあ
っては、スイッチングレギュレータにより仮想接地電位
を発生させることにより、仮想接地のセンターアンプを
用いる場合より無効電力が減少して消費電力を低減させ
ることができる。特に、デューティ５０％程度のパルス
によるＰＷＭ制御を行えば、センターアンプの場合に比
べて、これによる消費電力を半分程度まで低減させるこ
とが可能になる。その結果、出力段アンプ側の電流量を
増加させることができ、出力電流をより大きく採れるの
で、低域ブーストアンプやバスブーストアンプによる低
域増強機能のある携帯用のオーディオ信号増幅装置や出
力増強したオーディオ信号増幅装置に適する回路が実現
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、この発明のオーディオ信号増幅装置を
適用した一実施例の電池駆動のオーディオ出力回路を中
心としたブロック図である。

【図２】図２は、従来の電池駆動の音響機器のオーディ
オ出力回路を中心としたブロック図である。

【符号の説明】

１…スイッチングレギュレータ、２…スイッチング回
路、２ａ…三角波発生回路、２ｂ…バイアス回路、２ｃ
…コンパレータ、３…制御回路、４…平滑回路４、１０
…出力回路、１１，１２…出力段アンプ、１３…センタ
ーアンプ、１４，１６…ボリューム、１７，１８…低域
ブーストアンプ、１９…バスブースト、２０…オーディ
オ増幅回路、Ｑ…スイッチングトランジスタ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】第１の出力段アンプと、第２の出力段アン
   プと、これら第１および第２の出力段アンプの接地側と
   なる仮想接地レベルの基準電圧を発生するスイッチング
   レギュレータとを備えることを特徴とするオーディオ信
   号増幅装置。