JPH1117478A - 電力増幅装置 - Google Patents
電力増幅装置Info
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Abstract
信号、電源電圧の変化に追従して電圧制御増幅器を制御
しあらゆる条件でも増幅器の出力歪率を悪化させないす
ぐれた電力増幅装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 電圧増幅器3と電力増幅器5の接続点か
ら信号を取り出し、その信号を電圧比較器7を通した後
に積分回路8で直流電圧に変換し、電圧制御増幅器2の
増幅度を変化させる構成のリミッタ手段を備えることに
より、電力増幅器5の出力状態に応じて電圧リミッタを
かけ出力電圧を一定歪率にする。
Description
用される電力増幅装置に関するものである。
て説明する。入力端子1から入力された信号は電圧制御
増幅器2を通り、負帰環回路4と電圧増幅器3と電力増
幅器5から構成される電力増幅装置9で増幅されてスピ
ーカ6を駆動する。このスピーカ6に過大入力が印加さ
れたり、ダイナミックレンジを超えて電気的に波形がク
リップして歪んだ音を出さないため、従来は電圧制御増
幅器2の出力、すなわち電力増幅装置9の入力電圧を検
出し、電圧比較器7でパルスに変換し、その電圧を積分
回路8で積分して直流信号に変換し、電圧制御増幅器2
の増幅度を下げて出力の波形歪を抑圧するようにリミッ
タ手段を構成していた。
構成では、入力信号の大小のみの検出および制御である
ため、電力増幅装置9そのもののクリップや電源電圧の
変動による出力段のクリップなどの制御ができず、スピ
ーカから歪を発生するといった問題が生じていた。
の本発明の電力増幅装置は、電圧増幅器と電力増幅器と
の接続点より電圧を検出し、その電圧を用いて電圧制御
増幅器を制御するようにリミッタ手段を構成したもので
ある。この構成とすることにより、入力信号の大小と電
源電圧の変動などによる信号のクリップを防止すること
ができる。
は、出力電圧を負帰環する初段の電圧増幅器と前記電圧
増幅器に接続された電力増幅器との接続点の電圧を基準
電圧と比較する電圧比較器を有し、この電圧比較器の出
力電圧にもとづき前記電圧増幅器の前段に接続された電
圧制御増幅器を制御するように構成したリミッタ手段を
備えた電力増幅装置であり、負帰環ループ内にある電圧
増幅器と電力増幅器の接続点の電圧は電力増幅装置の出
力のクリップに応じた信号を発生するため、この信号を
利用して電圧制御増幅器を制御することにより電力増幅
器のクリップを防止する作用を有する。
環する初段の電圧増幅器と前記電圧増幅器に接続された
電力増幅器との接続点の電圧を位相反転した電圧を基準
電圧と比較する第1の電圧比較器と、前記電圧増幅器の
前段に接続された電圧制御増幅器の出力電圧を基準電圧
と比較する第2の電圧比較器とを有し、前記第1、第2
の電圧比較器の出力電圧の和電圧にもとづき前記電圧制
御増幅器を制御するように構成したリミッタ手段を備え
た電力増幅装置であり、同様に電力増幅装置のクリップ
を防止する作用を有する。
環する初段の電圧増幅器と前記電圧増幅器に接続された
電力増幅器との接続点の電圧と、前記電圧増幅器の前段
に接続された電圧制御増幅器の出力電圧を加算し、その
加算した電圧を基準電圧と比較する電圧比較器を有し、
この電圧比較器の出力電圧にもとづき前記電圧制御増幅
器を制御するように構成したリミッタ手段を備えた電力
増幅装置であり、同様に電力増幅装置のクリップを防止
する作用を有する。
3のいずれかに記載の発明において、電圧増幅器の増幅
度が電力増幅器の増幅度に対し同じか、または小さく設
定したものであり、安定した出力波形クリップに対応す
る信号を検出する作用を有する。
3のいずれかに記載の発明において、電力増幅器の構成
がシングル出力またはBTL出力の構成としたものであ
り、どちらの場合でもリミッタ回路を実現する作用を有
する。
態1の電力増幅装置のリミッタ回路の構成を示すブロッ
ク図である。図1において、入力端子1に印加された信
号は電圧制御増幅器2に入力され、ここで振幅が制限さ
れる。この電圧制御増幅器2の出力は電力増幅装置9の
初段の電圧増幅器3に接続される。この電圧増幅器3は
電力増幅器5の出力から負帰環回路4を通して帰環され
た電圧も印加される。この電圧増幅器3の出力は電力増
幅器5に接続され、その出力はスピーカ6を駆動する。
この電圧増幅器3と電力増幅器5の接続点は負帰環回路
4による負帰環ループ内にあるため、出力の波形がクリ
ップすると、図3の電圧波形のように正弦波の最大振幅
付近にコブのあるような波形となる。これは出力電圧の
クリップ信号が負帰環回路4を通じて電圧増幅器3に帰
環されるため、出力の信号を補正しようとする負帰環制
御によるものであり、この電圧を電圧比較器7に接続す
ると、クリップした情報を得ることができる。
電力増幅器5の接続点の電圧を基準電圧と比較する電圧
比較器7を有し、この電圧比較器7の出力電圧を積分回
路8で直流に変換し、電圧制御増幅器2を制御するよう
にリミッタ手段を構成している。
ウインドコンパレータと呼ばれるものが用いられる。こ
のウインドコンパレータは、入力端子10がコンパレー
タ15,16の反転入力端と非反転入力端とに接続さ
れ、コンパレータ15の非反転入力端およびコンパレー
タ16の反転入力端に抵抗11,12,13により基準
電圧が印加され、コンパレータ15,16の抵抗14に
より電源電圧が印加された共通出力端が出力端子17に
接続された構成のものである。このウインドコンパレー
タの出力パルス波形は図3(a)に示すように電圧増幅
器3と電力増幅器5の接続点の電圧がコブのような異常
電圧を発生し、出力段がクリップした時に図3(b)に
示すようにパルスが発生するように設定してあり、この
電圧比較器7の出力信号を積分回路8で直流に変換し電
圧制御増幅器2の増幅度を下げ、最終的に電力増幅装置
9の出力クリップを防止することができる。
示した特性図であり、比較例のようにリミッタを用いて
いない場合の電力増幅装置は電源電圧の低下につれ、出
力がクリップし歪率が悪化する。しかし、本例によるリ
ミッタ回路を用いれば電源電圧の変動に追従して電圧制
御増幅器2を制御し、入力電圧をしぼるため、電源電圧
が変動しても歪率はほぼ一定に保たれ、波形もクリップ
することはない。
態2の電力増幅装置のリミッタ回路の構成を示すブロッ
ク図であり、このリミッタ手段は電圧制御増幅器2の出
力信号を電圧比較器44の入力へ接続し、さらに電圧増
幅器3の出力信号を増幅度1の反転増幅器19を通して
位相反転した後に電圧比較器18へ接続し、この2つの
電圧比較器44,18の出力の和を積分回路8で直流に
変換して電圧制御増幅器2を制御するように構成されて
いる。電圧比較器44,18は図6に示すようなウイン
ドコンパレータと呼ばれるものが用いられる。ウインド
コンパレータ44は実施の形態1で用いたものと同じで
あり、他方のウインドコンパレータは、入力端子22が
コンパレータ26,27の反転入力端と非反転入力端に
接続され、コンパレータ26の非反転入力端およびコン
パレータ27の反転入力端に抵抗23,24,25によ
り基準電圧が印加され、コンパレータ26,27の出力
端が共通接続されている。これらのウインドコンパレー
タの出力はすべてオープンコレクタなのでダイレクトに
接続し、プルアップ抵抗20で電源端子へ接続されてい
る。この2組のウインドコンパレータの出力を積分回路
8で直流電圧に変換し、電圧制御増幅器2の増幅度を変
化させる。この2組のウインドコンパレータ44,18
はそれぞれの電圧を超えた場合にパルスを発生するが、
ウインドコンパレータ44は主に過大入力に対して有効
であり、ウインドコンパレータ18は本発明の実施の形
態1に記載したように電力増幅器の波形クリップに有効
である。また反転増幅器19を通すことにより、すべて
のコンパレータが動作した場合でも波形のピーク値が1
80°位相がちがうために出力パルスが重なって制御電
圧が不正確になることを防止できる。
態3の電力増幅装置のリミッタ回路の構成を示すブロッ
ク図であり、このリミッタ手段は電圧制御増幅器2の出
力信号と電圧増幅器3の出力信号とを加算器28へ接続
して信号の和をとり、この加算器28の出力信号を電圧
比較器7へ接続し、この電圧比較器7の出力を積分回路
8を通して直流電圧に変換し電圧制御増幅器2の増幅度
を制御するように構成してある。この構成にすることに
より本発明の実施の形態2とほぼ同様の特性が実現でき
る。
態について図面を用いて説明する。図8は本発明の電力
増幅装置9を抜き出したブロック図である。電力増幅装
置9は電圧増幅器3と電力増幅器5と負帰環回路4とか
らなり、それぞれの増幅度を設定しトータルの増幅度を
決定する。本例のように、このブロック内からリミッタ
回路の検出信号出力30を用いる場合は、電圧増幅器3
の増幅度を電力増幅器5の増幅度以下に設定する。この
設定をすることにより電力増幅器5が波形クリップする
以前に電圧増幅器3がクリップして検出信号が不正確に
なることを防止することができる。
態について図面を用いて説明する。図9および図10は
その構成を示すブロック図であり、以下これについて説
明する。図9は電力増幅器5がシングル出力(対アース
間で出力振幅が得られる)の場合の構成を示すもので、
電力増幅器5の前段に演算増幅器36と抵抗31〜35
によって構成された電圧増幅段からなる。演算増幅器3
6と抵抗31,32,33,35によって電圧増幅段の
増幅度が決定され、抵抗34が負帰環抵抗であり、トー
タルの増幅度を決定する。このように電力増幅器5が例
えばパワーICのようにリミッタ検出出力を設けられな
い場合でも少ない回路の追加で実現可能である。これと
同様に図10に電力増幅器5がBTL構成(2つの増幅
器で正負の信号を出力する)の場合のブロック図を示
す。電圧増幅段を演算増幅器43と抵抗37〜42で差
動増幅器として構成すれば同様にリミッタ検出出力端子
30を設けることができる。
えられるリミッタ回路は、増幅器の入力電圧の大小、電
源電圧の変動などに追従して電力増幅器の出力信号をク
リップさせないため、スピーカから異音を発生させず、
正常な音楽信号を常に供給できるすぐれたものである。
示すブロック図
示す回路図
示す特性図
示すブロック図
示すブロック図
示すブロック図
示すブロック図
Claims (5)
- 【請求項1】 出力電圧を負帰環する初段の電圧増幅器
と前記電圧増幅器に接続された電力増幅器との接続点の
電圧を基準電圧と比較する電圧比較器を有し、この電圧
比較器の出力電圧にもとづき前記電圧増幅器の前段に接
続された電圧制御増幅器を制御するように構成したリミ
ッタ手段を備えた電力増幅装置。 - 【請求項2】 出力電圧を負帰環する初段の電圧増幅器
と前記電圧増幅器に接続された電力増幅器との接続点の
電圧を位相反転した電圧を基準電圧と比較する第1の電
圧比較器と、前記電圧増幅器の前段に接続された電圧制
御増幅器の出力電圧を基準電圧と比較する第2の電圧比
較器とを有し、前記第1、第2の電圧比較器の出力電圧
の和電圧にもとづき前記電圧制御増幅器を制御するよう
に構成したリミッタ手段を備えた電力増幅装置。 - 【請求項3】 出力電圧を負帰環する初段の電圧増幅器
と前記電圧増幅器に接続された電力増幅器との接続点の
電圧と、前記電圧増幅器の前段に接続された電圧制御増
幅器の出力電圧を加算し、その加算した電圧を基準電圧
と比較する電圧比較器を有し、この電圧比較器の出力電
圧にもとづき前記電圧制御増幅器を制御するように構成
したリミッタ手段を備えた電力増幅装置。 - 【請求項4】 電圧増幅器の増幅度が電力増幅器の増幅
度に対し等しいか、または小さく設定した請求項1ない
し3のいずれかに記載の電力増幅装置。 - 【請求項5】 電力増幅器の構成がシングル出力または
BTL出力方式からなる請求項1ないし3のいずれかに
記載の電力増幅装置。
Priority Applications (5)
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|---|---|---|---|
| JP9171424A JPH1117478A (ja) | 1997-06-27 | 1997-06-27 | 電力増幅装置 |
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Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9171424A JPH1117478A (ja) | 1997-06-27 | 1997-06-27 | 電力増幅装置 |
Publications (1)
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| JPH1117478A true JPH1117478A (ja) | 1999-01-22 |
Family
ID=15922884
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Country Status (5)
| Country | Link |
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| EP (1) | EP0921635B1 (ja) |
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- 1998-06-26 US US09/230,790 patent/US6163212A/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-06-26 WO PCT/JP1998/002880 patent/WO1999000895A1/ja not_active Ceased
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