JPS6130765B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は増幅器のクランプ回路に関し、BTL
接続された増幅器の一方の増幅器がクリツプした
時もう一方の増幅器の利得を２倍にする方式の増
幅器において、クリツプと利得変化をスムーズに
つなぐことによつて、つなぎ目に生ずる歪みを抑
圧することを目的とする。。

発明者らは、先に特願昭54―82970号により、
増幅器の出力を高め、効率を上げる目的で、出力
レベルが電源電圧以内の範囲では、通常のBTL
増幅器として動作し、レベルが電源電圧を越える
範囲では、出力レベルに追従させて一方の電源電
圧を高めるようにした増幅器を提案した。

その一例を第１図に示す。

第１図において、１は正相入力端、２は増幅
器、３はダイオード、４はコンデンサ、５は電源
駆動部、６は逆相入力端、７は増幅器、８はダイ
オード、９はコンデンサ、１０は電源駆動部、１
１は負荷、１２は電源である。

第１図において、出力レベルが電源電圧以下の
ある範囲のときは、増幅器２，７は通常のBTL
増幅器として動作し、それぞれダイオード３，８
を通して、電源１２から電源電圧が供給されてい
る。

つぎに出力レベルが上記範囲を越えると、増幅
器２，７のうち一方が負荷電圧でクリツプする
が、もう一方の増幅器の電源電圧が電源駆動部５
また、は１０でコンデンサ４または９が正方向に
駆動されるため、正方向に持ち上げられて、クリ
ツプすることなしに増幅を続け、電源駆動部５ま
たは１０がクリツプするレベル、すなわち電源１
２の電圧の２倍まで出力を得ることができる。

この時一方の増幅器が負荷方向でクリツプする
と同時に、もう一方の増幅器の利得が実質的に２
倍になるようになつていれば、BTL出力におけ
る歪みは発生しないはずである。

前述の特願昭54―82970号の中で、このような
特性を得る一つの方法として、第２図に示すよう
な回路を既に提案している。

第２図において、１３は入力端、１４は増幅
器、１５は第１図の回路の２〜５を割含む第１の
増幅器、１６，１７，１８はそれぞれ第１の増幅
器の入力抵抗、帰還抵抗および接地抵抗、１９は
第１図の回路の７〜１０を含む第２の増幅器、２
０，２１，２２はそれぞれ第２の増幅器の入力抵
抗、帰還抵抗および接地抵抗、２３は抵抗２４，
２５と共に位相転回路を構成する増幅器、２６，
２７は全体帰還用抵抗である。

第２図において、抵抗１６〜１８，２０〜２
２，２４〜２７の値をそれぞれR16，R17、
R18，R20，R21，R22，R24，R26，R27とおき、 （R17＋R18）／R18＝R21／R20 と設定することにより増幅器１５と１９を逆相の
同利用になるようにし、さらに、 R26＝R27・R24／R25 とすれば、増幅器１５および１９の出力信号が
逆相で同量だけ帰還されるため、結局、増幅器１
５および１９の出力間の電圧に対応した信号が帰
還される。

そこで例えば、増幅器１９の出力が負電源電圧
でクリツプしたとすると、抵抗２７を通して帰還
される信号がなくなるため、全体の帰還量は半分
になり、その結果、実質的に増幅器１５の利得が
２倍になり、入力端１３から、増幅器１５と１９
の出力端間までの利得は一定に保たれる。

また、増幅器１５がクリツプした場合でも同様
である。

このようにして、入力端１３に正弦波を印加し
た場合には、増幅器１５および１９の出力端に
は、第３図ａ，ｂに示すような電圧波形が得ら
れ、それらを合成すると、増幅器１５，１９の出
力端間には、元の正弦波に対応した出力信号が得
られる。

しかし、第２図に示す構成では、前記クリツプ
レベル以下の時の帰還量に対し、クリツプレベル
以上の時の帰還量は半分になるが、増幅器１４の
利得は有限であるため、この帰還量の変化によつ
て、入力端１３から増幅器１５，１９の出力端間
までの利得がある程度変化し、それが歪みとなつ
て現れて来るという問題がある。

本発明は以上の問題を解決するためには、この
ような増幅器にクランプ回路を付加し、このクラ
ンプ回路によつて、利得変化をなくし、歪みを抑
圧するようにしたものである。

以下本発明の一実施例について、第４図と共に
説明する。

第４図において、１１〜２７は第２図の同番号
のものに対応しており、２６〜３１はクランプ用
ダイオードおよび抵抗である。

第４図において、抵抗３１の値をR31とおき、 前述の （R17＋R18）／R18＝R21／R20 という条件と共に、 R16＝R20、 R31／R22＝R20／R21 R31＋R22＝R18 という条件を満足するように各抵抗値を設定す
ると、クランプ回路２９〜３１および抵抗１６〜
１８，２０〜２２を含む第１および第２の増幅器
１５，１９のみで、一方の増幅器出力が負方向で
クランプされると同時に、もう一方の増幅器の利
得が２倍になるという動作を以下で設明する。

まず、前段幅器１４の出力電圧が負方向に動く
場合、あるレベルまではダイオード２９は導通し
ないため、第１の増幅器１５の正相入端は、前段
出力電圧に追従して動き、第２の増幅器１９の逆
相入力端は接地電位してある。そして、前段出力
電圧がダイオード２９の導通レベルに達すると、
ダイオード２９は導通するため、第１の増幅器１
５の正相入力端はそのレベルクランプされると同
時に、抵抗１６が第２の増幅器２９の入力抵抗２
０と並列に入るため、第２の増幅器１９の利得は
２倍になる。

つぎに、前段増幅器１４の出力電圧が正方向に
動く場合、あるレベルまではダイオード３０は導
通しないため、第１の増幅器１５の逆相入力端
は、前段出力電圧に追従従して動き、第２の増幅
器１９の正相入力端は接地電位にある。そして、
前段出力電圧が、ダイオード３０の導通レベルに
達するとダイオード３０は導通するため、第２の
増幅器１９の正相入力に、前段出力電圧を抵抗３
１と２２で分圧した電圧が加わるが、この系路に
よる第２の増幅器出力の利得 〔R22／（R31＋R22）〕・〔（R20＋R21）／
R20〕＝R21／R20 は、入力抵抗２０からの系路による利得 −R21／R20 と打消し合つてゼロになるため、第２の増幅器
はここでクランプされる。

この時、抵抗３１と２２は、抵抗１８と並列に
入るため、第１の増幅器１５の利得は２倍にな
る。

なお、以上のクランプ回路によつてクランプさ
れる第１および第２の増幅器の出力レベルを、そ
れぞれの電源電圧によるクリツプレベルの直前に
設定しておくことにより、電源利用率をほとんど
損うことなく、有効にクランプ、伸長動作が行わ
れる。

なお、現実には、ダイオード２９，３０に直列
抵抗成分があるため、抵抗１６，３１の値につい
ては、その分だけ小さくなるように修正した方が
誤差が少くなる。また、ダイオード３０が導通し
て、抵抗１８に並列に抵抗３１，２２が入つて
も、厳密には、第１の増幅器の利得は２倍になら
ず、２倍より少し低めになるので、抵抗１７，１
８の値は少し大き目に設定した方が誤差が少くな
る。

なお、第４図に示す実施例では、第１および第
２の増幅器の電源電圧の正側が持ち上がるように
なつているが、逆の場合については、ダイオード
２９，３０の極性をそれぞれ入替えれば良い。

以上のように、本発明によれば、クランプ回路
によつて、第１および第２の増幅器の一方がクラ
ンプされると同時にもう一方の利得が２倍になる
ため、全体の帰還量がクランプ前と後で変化する
ことがなく、したがつて歪みを十分に抑圧するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図，第２図は従来例の回路図、第３図は従
来例の動作説明図、第４図は本発明の一実施例の
回路図である。 ３，８……ダイオード、４，９……コンデン
サ、１２……電源、１４……前段、１５……第１
の増幅器、１６……第１の入力抵抗、１７……第
１の帰還抵抗、１８……第１の接地抵抗、１９…
…第２の増幅器、２０……第２の入力抵抗、２１
……第２の帰還抵抗、２２……第２の接地抵抗、
２３，２４，２５……位相反転回路、２６，２７
……加算回路、２９……第１のダイオード、３０
……第２のダイオード、３１……クランプ抵抗。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 前段と、正相入力端と逆相入力端と出力端と
   を持ち、上記前段の出力端と上記正相入力端との
   間に第１の入力抵抗が接続され、上記出力端と逆
   相入力端との間に第１の帰還抵抗が接続され、上
   記逆相入力端とアース間に第１の接地抵抗が接続
   された第１の増幅器と、正相入力端と逆相入力端
   と出力端を持ち、上記前段の出力段と上記逆相入
   力端との間に第２の入力抵抗が接続され、上記出
   力端と逆相入力端との間に第２の帰還抵抗が接続
   され、上記正相力端とアース間に第２の接地抵抗
   が接続された第２の増幅器と、第２の増幅器の出
   力電圧を反転する位相反転回路と、上記位相反転
   回路の出力電圧と第１の増幅器の出力電圧と第１
   の増幅器の出力電圧とを加算してそれを上記前段
   増幅器の入力端に帰還する加算回路とで構成さ
   れ、第１および第２の増幅器の出力端間から出力
   を取り出すようにした増幅器において、上記第１
   の増幅器の正相入力端と上記の増幅器の逆相入力
   端、および上記第１の増幅器の逆相入力端と上記
   第２の増幅器の増幅器の正相入力端端間にそれぞ
   れ第１および第２のダイオードを接続して成る増
   幅器のクランプ回路。 ２ 特許請求の範囲第１項において、第２のダイ
   オードに直列にクランプ抵抗を接続したことを特
   徴とする増幅器のクランプ回路。 ３ 特許請求の範囲第１項において、クランプ回
   路によるクランプレベルを、第１および第２の増
   幅器の電源電圧によつて制御されるクリツプレベ
   ルの近傍に設定したことを特徴とする増幅器のク
   ランプ回路。 ４ 特許請求の範囲第２項において、第１の入力
   抵抗と第２の入力抵抗の値をほぼ等しく、またク
   ランプ抵抗と第２の接地抵抗の和と第１の接地抵
   抗の値をほぼ等しく設定し、さらに、第２の入力
   抵抗対第２の帰還抵抗の比と、クランプ抵抗対第
   ２の接地抵抗の比をほぼ等しく設定したことを特
   徴とする増幅器のクランプ回路。 ５ 特許請求の範囲第４項において、第１のダイ
   オードの直列抵抗成分を第１の入力抵抗に含め、
   第２のダイオードの直列抵抗成分をクランプ抵抗
   に含めて設定したことを特徴とする増幅器のクラ
   ンプ回路。 ６ 特許請求の範囲第４項において、第１および
   第２の増幅器が、正まさは負の電源からダイオー
   ドを介して電源電圧が供給され、第１および第２
   の増幅器の出力電圧が、電源電圧の近傍のあるレ
   ベルを越える範囲では、上記第１および第２の増
   幅器と、上記ダイオードとの接続点に一端が接続
   されたコンデンサの他端を駆動することにより、
   上記接続点の電源電圧を増大させるようにした増
   幅器のクランンプ回路。