JPS6053311A - 電力増幅器 - Google Patents

電力増幅器

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JPS6053311A
JPS6053311A JP58161416A JP16141683A JPS6053311A JP S6053311 A JPS6053311 A JP S6053311A JP 58161416 A JP58161416 A JP 58161416A JP 16141683 A JP16141683 A JP 16141683A JP S6053311 A JPS6053311 A JP S6053311A
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amplifier
transistor
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output
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JP58161416A
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Hisashi Sotokari
外狩 久
Takeshi Ogawara
小河原 武志
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NEC Corp
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NEC Corp
Nippon Electric Co Ltd
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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】 本発明にスピーカなどの負荷に一対の電力増幅器から出
力全供給する電力増幅装置に関する。
一般に、一対の電力増幅器の出力間にスピーカなどの負
荷を接続する電力増幅器の回路構成はBTL(Bala
nced Transformer−Less)回路ト
イわね−ステレオなどの音声増幅回路に用いられている
。従来のBTL回路の一例?第1図、第2図に示す。
第1図において、Axe正相負帰還電力増幅器。
A2ぼ逆相負帰還電力増幅器、 H+t −H,u r
i抵抗、几りに負荷(スピーカL C1−C3Hコンテ
ンサであり、これらにx、 vIJ T L回路を構成
している。また、lに増幅器AIの入力端子、2に抵抗
its、 l(+6の又虞、Vooに直に電圧源、80
は信号発生器を示す0増幅器AlICに信号発生器SG
からの信号が入力されるので、この増幅器AIの出力信
号#ri信号発生器8Gからの基本信号と増幅器へ1で
発生した歪成分と雑音成分との合成信号となる。−万、
増幅器A2の入力信号に、増幅器AIの出力信号?抵抗
旧、抛にニジ抵抗分割したものである○したがって、増
幅器A2の出力信号に信号発生器SGからの基本信号と
増幅器A、I、 A2で各々発生した歪取外と雑音成分
の合成信号となるので増幅器A1の歪と雑音成分が余分
に加算され、そのため増幅器A1. A2の各出力信号
相互間で歪と雑音成分のアンバランス音生ずる○ このことケさらに具体的rii5?、明する。第1図に
おいて次式がQり立つ0ここで信号発生器S’()の歪
率に無視するものとする。
vo=Avvl+v、 +++ ・+・・−・(t)V
l:’:el−βvo−−−(2) Lだ(7、自、 vl、 vo、 vn、Ay、βぼ各
々増幅器A1の入カフf℃圧、反転入力電出、串力電圧
、(歪+雑音)電圧、開ループ利得、帰還回路の利得ヶ
示すものとするO ここでこ引らの式からV+に消去すると増幅器AIの出
力′電圧V。汀次のようvcなる○ここで増幅RyA2
の入力面、圧e1は増幅器A1の出力市1圧V。fp、
5. Reの抵抗分割比で入力するため、5 1(、s + HτvoVC圧縮さり、る。この時入力
電圧CIに仄の1うにlる○ ここで増@器A2げ逆相負帰還電力増幅器であるので、
増幅器AIと同様の亀王、利得にダラシを付けた記号で
表わし、抵癩3に流れる電流全1とすると、次の各式が
成立する。
一す== Av’vl’ 十vn’ ・・・・・・・・
・(5)v(=e(−kLs■+βv、/ 、、、 、
、、 、、・(6)ここで増幅器A2の入力インピーダ
ンス?無限大とすると次式が成立する。
これら(5)〜(7ン式からvl’、ITh消去すると
β′=l(,3 玉Tから次式が得られる。
ざらに、増幅器A、I、 A2は同特注をもつ増幅器で
あるのでvn=vn’、 Av=Av’、β=β′とす
る0また、ここで4IPgA1.A2の各々の出力電圧
を同等にする為、増幅器AI、 A2の各出力電圧を同
等とするため増幅器A2の入力電圧に増幅器A1の入力
電圧に設定される。すなわち、増幅器AIの出力電圧に
増幅器A1のなり4中〃ν2、の出力電圧V。′に次式
のようになる。
・・・(8)′ ここで(31,(ff各式全比較すると増幅器A2の出
力電圧の歪と雑音電圧に、増幅器A1の出力電圧の歪と
雑音電圧エリも、寸う(1−7,) v、だけアンバラ
ンスになっている。
この具体例として、AV= 1000(60d/) 、
β=而面vn−10nvの場合、増幅器A2の出力にお
ける(歪と雑音)市、圧との増加分△vn’i△vn−
())(l p、)”o中1mvとなり、増幅器A2の
歪と雑音電圧に、増幅器A1の歪や雑音電圧より、1 
(1%増加しその分だけアンバランス音生ずる○ 次に入力端子11cおける入力インピーダンスZ1に、
増幅器A1の入力インピーダンス1Zioとすると、次
式で示さねる0 こqo()式において、USに交流信号バイパス用コン
テンサであるから、l(、torc比べて充分小さいの
でR=)LIOとなる。また、Z+o rr正相負帰還
電力増幅器Alの入力インピーダンスであるからRrr
比べて光分大きいので、ZI中1L+oと設定できる。
例えば、Rs=R9=10にΩ、に6=47μF、J=
、1.[セ。
R+o =: 1(Il+ = 50KQ、Zio =
 5MΩとすると Zi=49.5X10 キRIOと
なる。
さらに増幅器A2の入力に増幅器A1の出力を抵抗R1
5,几6の分割ICエリイ材でいるので、抵抗損、 R
8において直流動作点2が変動1.7にいように直流カ
ット用容量(:4全必要とする0 第2図に従来の他のB T L回路の回路図?示す0こ
の回路に、正相負帰還電力増幅器AIの入力端子IVC
,逆相負帰還増@器A2の逆相入力端子3から抵砂3.
コンテンサ04を介して接続され、iた増幅器A2の同
相入力端子から抵mlも7を介して、抵抗I(、s、 
R9,H・IOの交点に透続されたものである。この図
において、増幅器AI、 A2の入力信号rX@接信号
発生器S()から入力されるので、増幅器/l+、 A
2の各出力信号り信号発生器SGからの基本信号と増幅
器AI、 A2で各々発生した歪と雑音成分の今収信号
で出力される。ここで増幅器AI、 A2に同−回路で
構成した時、こり、ら増幅器で発生した歪と雑音成分に
ほぼ同等であるので、増幅器AI、 A2の各出力信号
相互間での歪と雑音とのアンバランス?生ずることにな
い。
次に、入力端子lの入力インピーダンスZiホ、第1図
の場合と同様に次式のようになる。
ここで入力端子lから増幅器A2?みたインピーダンス
に、この増幅器が逆相負帰還増幅器である1 ま ため、はぼ(R3十云子−)で設定されるが運げRsv
c比べて充分に小さいのでR3となり、また、第1図と
同様rcR中ハlOとなる。(10式においてZj。
に同相負帰還電力増幅器AIの入力インピーダンスであ
るから、I(、(キRto ) 、 )(,31c比べ
て光分大きいので、Zilにit (キル1o)とR3
の並列抵抗値で設定されるが、R3の抵抗値に一般的v
c数百Ω〜数にΩの抵抗となる〇 こねに、逆相負帰還電力増幅器A2の閾電圧利得A、v
ぼ開電圧利得AVOが光分太きけhばAv=”/R4と
なる。従って、入力端子lからみた入力インピーダンス
Z+、を大きくするためにに抵抗値R3を太きくtaX
けh−ばlらず、従って抵抗値几4も必然的に大きくな
り、抵抗値R7も同様に大きくする必要がある。こねに
抵抗)も7が増幅器の入力端子の@流バイアス電圧一定
化するために、抵抗値I(,4と同一値に設定されるか
らである。この場合増幅器AHC阪続陸続ている抵抗R
4,’ )R7の抵抗値が太き(2#。
げ、増幅器A1に陸続されている抵抗R2,几10の抵
抗値とのアンバランス1’(工って増幅器A ” r 
A2の同相入力端子における直流バイアス電圧の相違を
生じ、出力負荷に直流電流が流力、その出力負荷を焼損
することもあるため抵抗1モ3汀数百Ω〜鉱浦度となる
0 従って、入力インピーダンスZiIHR(lt中R+o
 )とR3で設定されるから、入力端子lからみた入力
インピーダンスZi+uR3の抵抗値が支配的となり、
第1図の入力インピーダンスZi(例、tJf、50に
Ω)と比べて入力インピーダンスZi+ (例えば、Z
T(Ω)の低下という不具合?生じる。具体例をあげる
と、几s =R9= l (lJ(rλ R10=5(
IKΩ、e5==47 try、f=IJ<1llz。
■も3=2にΩ+ ”0=5MΩ とすると1(・==
Rtθ、ZI′=1.92X10中1(,3となる。
さらに、第1図と同様に逆相負帰還増幅器幅器八2の入
力に対して直流動作点3が変動しないように直流カット
用の容量に4を必をとする。
本発明の目的に、これらの問題点全解決し−hiL回路
における出力信号相互の歪率のアンバランス奮なくし、
入力インピーダンスの低下をなくし帰還入力の定めの直
流カット用結合容量を不要とした電力増@装f*:!r
提供することYCある。
本発明の電力増幅装置の1fnry、に、各ペースおよ
びエミッタ同志がそり、それ共通陸続さ力た第1゜第2
のトランジスタと、各ベースおよびエミッタ同志が共通
阪続された第3.第4のトランジスタとにエフ差動増幅
器を構成し、前記第1.第2のトランジスタのベースか
ら入力?供給し、前記第3.第4のトランジスタのベー
スを帰還入力とし、前記第1.第3のトランジスタの各
コレクタ紮それぞ9出力端とした並列帰還型増幅器と;
この並列帰還型増幅器の各出力端を七ねそれ入力端ロ接
荷を阪続したこと?特徴とする。
第3図に本発明の笑施例の回路図、第4図rユ第3図の
増幅器Al(A4)の部分の詳細回路図である。
図において、A1. A41”I正相負帰還電力増幅器
、A3に並列帰還型増幅器、D1〜D4にダイオード、
QI〜Qyrrトランジスタ、■も+4.IJ’)抵抗
、 11M13i定電流源であり、第1図と同一記号に
同−S成要素?示す。まt、4,5にそわぞれ増幅器A
3の出力端子、6. 71’;Jそ妬ぞれトランジスタ
Q1とQ3+Q2とQ4σバース端子、8汀増幅器A3
の入力端子。
10.11,12ぼ増幅器AIの同相、逆相入力端子お
Iび出力端子、13,14,151−r増1陥器A4の
同相。
逆相入力端子おLび出力端子である。1曵おいて、並列
負帰還電力増幅器A3ぼ、トランジスタQ1.Q3のベ
ースおよびトランジスタQ2. Q4のベースが共通接
続され、トランジスタQl、 Q、2. Q3. Q4
のエミッタも共通阪続され、トランジスタQl、 Q2
お工びQ3. Q4力嗟動増幅器を構成している。この
共通エミッタにに定wL流源12が接続さね、トランジ
スタQ、1. Ql+のコレクタがトランジスタQ6の
ベースIC@絖さね、トランジスタQ2のコレクタにト
ランジスタQ5のベース、ダイオード1)3Vc阪続さ
れていてトランジスタQ3のコレクタにダイオードD5
と増幅器A4の同相入力端子13[接続さ力、トランジ
スタQ4のコレクタぼダイオードD4と増幅器A1の同
相入力端子toxi続されている0さら1こ、トランジ
スタQl、 Q3の共通ペーストr足車流源11とダイ
オードD1との朕続点范康続ざ力、ダイオード1)1に
入力トランジスタQ7のエミッタVc陸続すh−、トラ
ンジスタQ70ベースに抵抗分割(Rs、 R6)され
た毎号発生器8Gから入力が陸続さ9、トランジスタQ
21Q4の共通ペースぼ定電流源■3とトランジスタQ
6のコレクタrc妥続点に陸続さ力ている〇この図にお
いて、トランジスタQI、 Q=げベース・エミッタが
共通なのでコレクタが2個ある1つノ1ランジスタQA
と考え、またトランジスタQ2゜Q4もコレクタが2個
ある1つのトランジスタQ、Bと考え、hば、トランジ
スタQA、 QBのエミッタが共通である1つの差障増
幅器全構成するとみなさtする。
このトランジスタQAの一万のコレクタにトランジスタ
Q6のベースIC(2)続さ力、このトランジスタQ、
6ノコレクタが定電流源■3とトランジスタQBのベー
スV′C接続点vc、接続されているので、この差動増
幅器汀全帰還増@器となっている。したがって、トラン
ジスタQAのペース電位(貌続点6の電位)とトランジ
スタQnのベース電位(汲続点7の電位)とげ等しいの
でトラ72279人(7)1つのコレクタ。
(Q3のコレクタフとトランジスタQBの1つのコレク
タ(Q4のコレクタ)(汀同等の電流が流れ、出力端4
,5の電位に等しくなる。このため増りリh器A]、 
Aヰの入力電圧差になく、増幅器AI、 A4の出力間
に生じる出力オンセット電圧差になくなる。さらに、入
力信号に対して出力9@5の出力信号が逆相信号となり
、出力端4の出カイ3号に正相信号となるので一次段の
増幅器と(7ては正相負帰還1扛力増幅器(AI、A4
)だけが必要となり、逆相負帰還電力増幅器を必要とし
ない。Tflわち、同じ構成の増幅器が用いられるので
、増幅器から発生する歪および雑音電圧が等しいと考え
られる。
次に本発明の詳細な説明する。
まず、イh号発生器SGから入力された入力信号げ、並
列負帰還増幅器A3を介して直結された増幅器At、 
A4の各入力端子10.13に入力さtする。
このため増幅器AIの出カイ=号ぼ、信号発生器SOか
らの基本信号と並列負帰還増幅器A3で発生した歪と雑
音成分と増幅器AIで発生した歪と雑材成分との合成イ
ぎ号である。同様1こ増幅器A4の出力1g梠1J1悄
号発生器8Gからの基本信号と並列負帰還増幅器A3で
発生した歪と雑音成分と増幅器A4で発生した歪と雑+
j1−55C分との合成信号となる。ここで増幅器AI
、 A4が同一回路構成であると、こtしら増幅器へ1
.A4の出力信号相互間花生じる歪と雑音成分のアンバ
ランス音生じること汀ケい。
次に、入力端子8から回路内FAt見た入力インピーダ
ンスZ+2ぽ次式で示さ力る。
タタシ、ZV:rトランジスタQ7のベースから回路内
部金兄た入力インビーターンスであり、紡Ωあり、I(
+tに数十にΩ程度であるからZ i zキ1(+14
とな乙。例、tば、z == 、14Ω、R14= 5
0にΩトTbトZr2 =3Ω 48.8XlO(キR・1)となる。
−!た、この実施例に、従来の回路のように増幅器A2
の入力に直流動作点全没#させないための直流カット用
容量(C4)k必要としない。
さらに、増幅器AI、 A4の出力オフセット電FEt
cよる影響もない。すなわち、増幅器A3のトランジス
タQ3のコレクタ電流■oQ3がトランジスタQ4のコ
レクタ篭流異4の2倍になったとしても、増幅器AI、
 A4の入力端子10.13の電位差i18mv変化す
るだけである。一般に負荷の焼損を生じない負荷の両端
の直流電圧の許容値に150mv以円であるから、出力
オフセット電圧にJ:v負荷の焼損?生じることげない
第41九に第3図の増幅器AI、 A4部分の詳却1回
路図を示す。図において、第1図〜第3図と同一番号、
記号に同一構成要素を示し、D6,7にダイオード、Q
to〜Q+7汀トランジスタ、■も20〜1L26げ抵
抗、14ば定電流源を示す。この正相負帰還電力増幅器
AI、 A、4に、同一の回路構成となっている。
以上説明した1うに、本発明のB ’I’ L構成の回
路を用いることによって、従来のBTL回路における出
力信号相互間の歪率のアンバランス、入力インビーター
ンスの低下、出力端子の直流動作点変動防止の帰還入力
端子における@流カット用容量の挿入というような問題
点を改善することが出来る。
なお、N3図における増幅器A3内のトランジスタQ!
とQ3.トランジスタQ2とQ4で構成さhる差動増幅
器に、それらトランジスタケ各々マルチコレクタにして
差1ノ増幅器を構成しても同等の効果を得られることげ
明らかである。
【図面の簡単な説明】
第1ンj、第2図汀従米の電力増幅器の一例?示す回路
図、第3図、第4図に本発明の第1および第2の実施例
1示す回路図である。図において、A、l、 A4・・
・・・・正相負帰還電力増幅器、A2・・・逆相力帰還
電力増幅器、A3・・・並列負帰還増幅器、に+−C+
・・・・・・コンチン丈、D++−D7・・・・・・ダ
イオード、II〜J3・・・・・・定電流源、Q1〜Q
71 QIO〜Q17・・・・・・・・・トランジスタ
、1匂〜It!5. R2o〜R26・・・・・・・・
・抵抗、RL・・・スピーカなどの負荷、8G・・・信
号発生器、l、l O,13・・・増幅器の同相入力端
子、2・・抵抗陸続点、3゜11.14・・・・・・増
幅器の逆相入力端子、4.5・・・増幅缶入3の出力端
子、6,7・・・トランジスタの共通ペース端子、8・
・・増幅器A3の入力端子、12゜15・・・・・・増
幅器の出力端子 である0

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 各ベースおよびエミッタ同志がそれぞれ共通接続された
    第1.F2のトランジスタと、名ベースおよびエミッタ
    同志が共通接続された第3.第4のl・ランジスタとに
    より差動増幅器を構成し、前記第1.F2のトランジス
    タのベースから入力を供給し、前記第3.第4のトラン
    ジスタのベース全帰還入力とし、前記第1.第3のトラ
    ンジスタの各コレクタをそれぞれ出力端とした並列帰還
    型増幅器と;この並列帰還型増幅器の各出力端をそれぞ
    わ入力端に接続した第1お工び第2の電力増電力増幅装
    置。
JP58161416A 1983-09-02 1983-09-02 電力増幅器 Granted JPS6053311A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4933712A (en) * 1987-09-22 1990-06-12 Toppan Printing Co., Ltd. System for making covering masks for use in photoengraving

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