JPS58146108A - 電力増幅器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、増幅器べき信号の振幅に応じて電源電圧を
切り換えることにより電力効率を高めた電力増＃Ｉａ＆
：係り、特＆：ｉＩ源電圧【切り換えた時の切換ノイズ
【減少させるようにした重力場＊＊に関Ｔる・ 従来、オーディオ用の電力増幅器として、増−Ｔべき信
号の振幅に応じて出力段の増−素子に供給される電源電
圧を切り換え、こｎにより前記増幅素子の損失【抑えて
電力効率を同上させたものが知られている。第１図はこ
のような電力増幅器の一例を示す回路図である。

この図においてＮＰＮ）ランジスタ１ａとＰＮＰトラン
ジスタ１ｂとは、プッシュプル出力段増幅回路【構成す
るもので、入力端子８に供給される入力信号（増幅Ｔべ
き信号）をプッシュプル増幅して負荷８へ供給Ｔるよう
＆：すっている。これらトランジスタｌａ、ｌｂの各コ
レクタには電源４ｍの電源電圧＋ｖ１　と、電源４ｂの
電源電圧−ｖ、とがダイオード６Ｍ、６ｂｆ：各々介し
て供給されると共に、電源４ａの電源電圧＋■１　と電
源６ａの電源電圧＋■２とな加算した電源電圧＋■旦と
、電源４ｂの電源電圧−■、と電源６ｂの電源電圧−■
！とを加算した電源電圧−Ｖ、とがＮＰＮ）ランジスタ
フ１１．ＰＮＰ）ランジスタＷｂを各々介して供給ざｎ
るようになっている。

この場合、トランジスタｑａ、　７ｂは前記入力信号の
振幅が所定振＠【越えた領域においてのみ同振幅に応じ
て導通Ｔるようになっており、したがって、入力信号の
振幅が前記所定振幅より小ざい場合はトランジスタ１ａ
、１ｂの各コレクタ電圧＋Ｖｓｓ−Ｖｓは各々＋Ｖ、、
−Ｖ、　　となり、また入力信号の振幅が前記所定振幅
【越えると前記コレクタ電圧＋ｖ８、−Ｖ、は＋ｖ、、
、−ｖＨｔ”各々上限として前記入力信号の振幅に応じ
て変化Ｔる。ＴなわちＩ！／図に示Ｔｌｌ力増幅器にお
いては、トランジスタｌａ、ｌｂの両エミッタの接続点
に得らｎる出力信号の電圧ｒｔｅｅとした場合、トラン
ジスタＨａ、Ｉｂの各コレクタ電圧＋■５ｌ−Ｖ８は＠
２図に示Ｔように変化する。

ところで、このように構成すれた従来の電力増幅器にお
いては、増幅Ｔべき信号の振幅が前記所定振幅を越える
時点において（例えば＠２図における時刻１．．１．）
）ランジスタ？ａ、（Ｗｂ）が導通開始して同トランジ
スタ７　ｍ、（Ｗｂ）のコレクタ電流か急激に増加し、
−万、増１１ｔ＃Ｔぺさ信号の振幅が前記所定＃１ｍ以
下に減少■る時点においては（例えば第１図における時
刻１．．１．）、トランジスタ７　ａ、　　（７ｂ）が
非導通状１１Ａに移行して同トランジスタ？　ａ、（７
ｂ）のコレクタ電流は急激に零になる。したかつてこの
ような従来の電力増幅器においてをよ、ｌ！２図におけ
る時刻ＬＨ、ｔ！、ｔａ、、　　１４のようにトランジ
スタｌａ、ｌｂに供給される電源電圧が切り換えられる
時点＆、、おいて、上述したようなトランジスタ７ａ、
７ｂのスイッチング作用によって、出力信号（ｅ、）に
＠−図に示Ｔようなスパイクノイズがのる（Ｔなわちス
イッチング歪が発生Ｔる）という問題があった。

この発明は上記の点に鑑み、電源電圧切換時におけるス
パイクノイズの発生【防止して、出力信号のスイッチン
グ歪【減少させることができる電力増幅器を提供Ｔるも
ので、Ｉ！ｌのトランジスタと第コのトランジスタとを
設け、入力信号の振幅か小である時には、ｆａｌのトラ
ンジスタと誦コのトランジスタとの両トランジスタによ
って前記入力信号の増幅を並列的に行なわせ〜また前記
入力信号の振幅が大である時には、主として第１のトラ
ンジスタにより入力信号の増幅を行なうと共に第２ノト
ランジスタを介して＠／のトランジスタに電源電圧を供
給ぎせるようにし、前記入力信号のｌｋＮＭの大小にか
かわらずｌｌＩコのトランジスタが非導通状態とならな
いようにしたことを特徴としている。

以下この発明の一実施例ｒｔ図面にしたかって説明する
。第３図はこの発明による電力増幅器の−ｍ成例を示Ｔ
回路図である。この図において、２は増幅Ｔべき信号（
入力信号）が供給される入力端子であり、この入力端子
２に供給される入力信号はＮＰＮ）ランジスタｌａ（第
１の増幅素子）、ＮｐＮ）ランジスタフｍ（第１の増幅
素子）のベースに各々供給される。なお実際にはこれら
のトランジスタ１Ｍ、？ａのペース間にはバイアス回路
が介挿すれるようになっている。トランジスタ７ａはコ
レクタ（Ｋ源入力端）が電源６ａの正側亀子４Ｉ：Ｍ！
続己れ、かつエミッタがダイオード８ａ（＠コのダイオ
ード）　ｔｌｌｉ方向に介してトランジスタｌａのコレ
クタ（電源入力端）に接続されると共に、抵抗９ａ、コ
ンデンサ１０ａの並列接続回路を介して出力端子１１に
接続されている。トランジスタＩａのコレクタはダイオ
ード？１ｊｌ（第１のダイオード）【逆方向に介して電
源６１の負側端子と電源４ａの正側端子との接続点に接
続ざｎｌかつエミッタが抵抗ＩＢａを介して出力端子１
１に一＠絖されている。出力端子１１と接地端子１Ｂと
の間にＧズ負荷Ｂが介挿ざｎｌまた前記電源４ａの負＠
端子は接地されている。そして、前記抵抗９ａ、コンデ
ンサｌｏａの並列接続回路はＦランジスタフａで増＃Ｍ
された信号を負荷８＆：供給するバイパス回路１４ａを
構成している。なお、この実施例における負電源側回路
は、上述した正電源ｍ回路と相補構成となっている。

次に以上の構成になる電力増幅器の動作を説明ＴるＯ まず、正電源何回路の動作から説明Ｔる。今入力端子２
に供給される入力信号の振幅が小ざく、トランジスタ７
ａのエミッタ電位が電源４ａの電源電圧＋ｖｉより低い
場＆−ダイオード８ａは逆バイアスざｎ非導通状態とな
るｏしたがってこの場合、トランジスタｌａのコレクタ
には翫電源４ａからダイオード６！ｌｔ−介して電源電
圧＋ｖｌが供給ざｎ、同トランジスタ１ａはこの電源電
圧＋■１を用いて前記入力信号を増幅しこの出力な抵抗
１２ａを介して負荷８へ供給する。またこの場甑トラン
ジスタ７ａも前記入力信号【増幅し＼この出力をバイパ
ス回路１４ａｒｔ介して負荷８へ供給するＯＴなわち、
入力信号の振幅が電圧＋■、で決まる所定振幅より小ざ
い場合は、同人力信号は、トランジスタＩａとトランジ
スタ７！１とにより並列的に増＠ｇｎで負荷Ｂへ供給さ
れるこ″とになムそしてこの場合、トランジスタ１ｍ、
？ａに流れる電流の配分は、抵抗１ｍの抵・抗誼と、バ
イパス回路１４ａのインピーダンスとの比により決まる
Ｏ 次に、前記入力信号の振幅が前記所定振幅より大きい場
合、トランジスタ７ａのエミッタ電位は電源電圧＋ｖ１
　より高くなるから、ダイオード８１番ゴ導通し、ダイ
オード６ａは逆バイアスされて非導通状態になる。した
がってこの場合、トランジスタｌａのコレクタには、ト
ランジスタ７ｍからダイオード８ａ配介して前記入力信
号の振幅に応じた電源電圧が供給されるようになる。そ
してトランジスタｔａはこの電源電圧を用いて入力信号
を増幅し、この出力を抵抗ｌｚａを介して負荷Ｂへ供給
する０またこの場合、シランジスタフａは上述したよう
にトランジスタｌａのコレクタに電源電圧【供給Ｔると
共に、前記入力信号の振幅が小ざい場合と同様にバイパ
ス回路１４ａを介してこのＩｌ電源電圧Ｔ７２わちトラ
ンジスタ７ａから出力される入力信号の増幅出力）の−
酩【負荷８へ供給している。

なお−この第３図に示Ｔ電力増軸器における負電源側回
路は、上述した正電源側回路と相補的な動作を行なう。

このように、この実施例によれば、入力信号の振幅が前
記所定振幅より小ざい場合は、トランジスタ１Ｍ、（ｌ
ｂ）とトランジスタ７ａ％　　（Ｗｂ）とが同人力信号
な並列的に増幅して負荷３へ供給し、−万人力信号のｆ
！幅が前記所定振幅【越えた場合は主としてトランジス
タｌａ、（ｌｂ）が同人力信号を増幅して負荷８へ供給
し、またトランジスタ？ａ、（７ｂ）はトランジスタ１
ｍ、　（ｌｂ）のコレクタへ、これらトランジスタｌａ
、（ｌｂ）が飽和しないように、より太きｑｔ電源電圧
供給Ｔる。しかして、この実施例によればトランジスタ
７ａ、Ｗｂには、入力信号の振幅が前記所定振幅より小
ざい場合においても、入力信号の振幅に応じた電流が流
れることになり、したがって入力信号の振幅か前記所定
振幅【越えて上昇または下降し、トランジスタ７ａ、Ｗ
ｂがトランジスタ１ａ、１ｂに電源電圧【供給開始また
は供給停止した場合においても同トランジスタｑｍ、７
ｂに流れる電流は従来の電力増幅器におけるように急激
に変化することがなく、シたがって出力信号にスパイク
ノイズがのることはない。

なお、上述した実施例においては、コンデンサｌｅａ、
ｌＯｂを用いて各バイパス回路１４ａ。

１４　ｂ　１Ｆ−１ｆＥしていることからトランジスタ
７ａ。

７ｂが信号増幅動作を行なう時において、入力信号の周
波数が高いと各バイパス回路１４ａ、ｔ＋ｂのインピー
ダンスが減少し、トランジスタ？ａ。

フｂのエミッタ電流が増加して電力効率が低下Ｔるよう
に見えるか、実際の音楽信号等は高い周波数成分と低い
周波数成分とにより１Ｉｌｌｉ２れた複合信号であるこ
とから効率の低下はほとんど無視できる程度である。

以上説明したようにこの発明による電力増幅器は、電源
入力端にＩ８１の電源電圧が第１のダイオードを介して
供給され、かつ入力信号【増幅して出力端子へ供給Ｔる
第１の増幅素子と、電源入力端に前記ｌＩｌ！ｌの電源
電圧より高い＠−の電源電圧が供給され、かつ前記入力
信号に対応Ｔる信号を増幅して出力Ｔる第２の増幅素子
と、このｆＩｎコの増幅素子の出力を前記第１の増幅素
子の電源入力端へ供給ＴるＩＩ！コのダイオードと、前
記ｌｌ！コの増輻素子の出力を前記出力亀子へ供給Ｔる
バイパス回路とｔ’設けたので、入力信号の振幅が小８
い場合−おいても前記１Ｂ２の増幅素子に同人力信号の
振幅に応じた電流が流れるようになり１この結果電源電
圧切換時におけるスパイクノイズの発生を防止して１出
力信号のスイッチング歪を減少させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の電力増幅器の−ＩＩ成例を示Ｔ回路図、
第１図は回倒の動作を説明Ｔるための波形図、１！３図
はこの発明による電力増幅器の一実施−例を示Ｔ回路図
である。 ＩＪＩ、ｌｂ・・・・・・ＩＩ／の増幅素子（トランジ
スタ）、６ａ、６ｂ・・・・・・第１のダイオード（ダ
イオード）、７ａ、？ｂ・・・・・・第一の増幅素子（
トランジスタ）、８ａ、８ｂ・・・・・・ＩＩＪのダイ
オードＣダイオード）−１４ａ、１４ｂ・・・・・・バ
イパス回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 電源入力端に１１！／の電源電圧がＩＩ／のダイオード
   を介して供給され、かつ入力信号【増幅して出力端子へ
   供給Ｔる＠／の増幅素子と、電源入力端に前記Ｉ！ｌの
   電源電圧より高い纂コの電源電圧が供給され、かつ前記
   人力信号に対応誓る信号を増幅して出力Ｔる亀１の増幅
   素子と、このＩ！コの増幅素子の出力を前記＠／の増幅
   素子の電源入力端へ供給するＳコのダイオードと、前記
   １１２の増幅素子の出力【前記出力端子へ供給するバイ
   パス回路と【具備してなる電力増幅器。