JPS6233406Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は回路間のアイソレータ回路に関し、特
に各回路が個別にアースされた回路システムにお
けるアイソレータ回路に関するものである。

〔考案の背景〕

例えば車載用音響機器においては、カセツトデ
ツキやチユーナ等の信号源とこの信号源からの出
力を増幅するアンプとが個別に設置されて所謂コ
ンポーネントカーステレオシステムとされること
が多い。従つて、これら各コンポーネント間を接
続するアース系、例えば自動車ボデイーにインピ
ーダンスが存在すると、そこに自動車から発生す
るオルタネータノイズ、イグニツシヨンノイズ、
ホーンノイズ等の各種のノイズ電流が流れて、ア
ンプ入力に信号とともにこのノイズ成分が重畳さ
れて印加されて雑音発生原因となつている。

〔従来の技術〕

かかるアース回路に発生するノイズ電流による
雑音発生を防止すべく、ライントランスやフオト
カツプラ等を用いて各コンポーネント間のアース
を分離する方法があるが、ライントランスにおい
ては重畳やコストの点で問題があり、フオトカプ
ラにおいては、それ自信で雑音を拾つて出力する
欠点がある。

従つて、第１図に示す如きアイソレータ回路を
用いてノイズを除去する方法が採用されている。

即ち、チユーナやデツキ等の信号源回路１とア
ンプ２との間に差動アンプ３を設けたものであ
り、信号源回路１の出力端を差動アンプ３の正相
入力に、信号源回路１のアース端を差動アンプ３
の逆相入力に夫々接続し、この差動アンプ３の出
力端及びコモン端（アース端）を夫々アンプ２の
入力及びアース端に接続するようにしたものであ
る。尚、４はスピーカであり、＋Ｂはカーバツテ
リを示している。

こうすることにより、出力側のアンプ２のアー
ス端と入力側の信号源１のアース端との間に雑音
電圧ｅ_Nがあつた場合、差動アンプ３の正相入力
電圧はｅ_S＋ｅ_N（ｅ_Sは信号電圧）となり、逆相
入力電圧はｅ_Nとなるから、当該差動アンプ３の
利得をＡとすれば、差動アンプ出力ｅ_O即ち出力
アンプの入力は、 ｅ_O＝Ａ（ｅ_S＋ｅ_N−ｅ_N）＝Ae_S …(1) となる。よつて、アース間に存在する雑音電圧は
除去されることになる。

しかしながら、差動アンプ３におけるCMRR
（同相成分除去比）は略50dB〜60dBが限度である
から、差動入力に同相で印加される雑音成分ｅ_N
の完全な除去は不可能であり、また回路素子数も
多くなつてコスト高となるものである。

〔考案の目的〕

従つて、本考案の目的は極めて簡単な構成で各
コンポーネントのアース端子間に発生する雑音成
分を除去すべく各コンポーネント間のアースを分
離するアイソレータ回路を提供することである。

〔実施例〕

本考案のアイソータ回路は、信号源回路とこの
信号源出力を増幅等の処理をなす信号処理回路と
が個別にアースされた回路システムにおけるアイ
ソレータ回路を対象とするものであつて、その特
徴とするところは信号源回路の出力端及びアース
端に夫々入力端及びアース端が接続されたインピ
ーダンス変換手段と、このインピーダンス変換手
段の出力端に接続された制御電極とこの制御電極
の電圧変化に対して同相及び逆相の電圧変化を
夫々発生する第１及び第２被制御電極とを有する
トランジスタ等の能動素子と、第１被制御電極へ
インピーダンス変換手段のアース端に重畳するノ
イズ成分を伝達する伝達手段とを含み、第２被制
御電極に生ずる出力信号を信号処理回路の入力へ
印加するようにしたことにある。

以下に本考案について図面に基づいて説明す
る。

第２図は本考案の一実施例回路を用いたカーコ
ンポーネントシステム図であり、第１図と同等部
分は同一符号により示されている。図において
は、チユーナ又はテープデツキ等の信号源１とア
ンプ２との間に、インピーダンス変換回路５１及
び能動素子としてのPNPトランジスタQ₁を有す
るアイソレータ回路５を設けたものである。

詳述すれば、インピーダンス変換回路５１の入
力端及びアース端に信号源回路１の出力端及びア
ース端が夫々接続されており、インピーダンス変
換回路５１の出力端がPNPトランジスタQ₁のベ
ース制御電極に接続されている。トランジスタ
Q₁の第１被制御電極であるエミツタにはエミツ
タ抵抗R₁を介してカーバツテリよりの電源＋Ｂ
が印加され、その第２被制御電極であるコレクタ
には負荷抵抗R₂が設けられており、この抵抗R₂
の両端から出力アンプ２の入力信号が導出されて
いる。従つて、トランジスタQ₁のコレクタがア
ンプ２の入力端に、抵抗R₂の他端がアンプ２の
アース端に夫々接続されている。そして、信号源
回路１及びインピーダンス変換回路５１の共通ア
ース端と回路電源ライン（＋Ｂ）とがコンデンサ
C₁により容量結合されており、これにより当該
共通アース端に重畳されるノイズ成分、例えばオ
ルタネータノイズ或いはイグニツシヨンノイズ等
がコンデンサC₁及びエミツタ抵抗R₁を介してト
ランジスタQ₁のエミツタへ伝達されることにな
る。尚、このコンデンサC₁は電源デカツプリン
グコンデンサとしても用いられている。

第３図は第２図のシステムの等価回路であつ
て、インピーダンス変換回路５１としてNPNト
ランジスタQ₂、エミツタ低抗R₅及びベースバイ
アス抵抗R₃，R₄よりなるエミツタフオロワ回路
を用いた場合を示している。尚、C₂，C₃はカツ
プリングコンデンサであり、ｅ_Sは信号源回路１
の出力電圧、Ｒ_Sはその信号源インピーダンス及
びRLはアンプの入力インピーダンスを夫々示し
ている。

かかる構成において、交流電圧についてのみ考
えた場合、トランジスタQ₁のベース電圧をｅ_b、
エミツタ電圧をｅ_fとすると、アンプ２側のアー
スポイントを基準としみると、トランジスタQ₁
のベースには雑音電圧ｅ_Nと信号源回路１の出力
電圧ｅ_Sとの和、すなわちｅ_N＋ｅ_Sがトランジス
タQ₁のベースに印加されることになる。

ｅ_b＝ｅ_N＋ｅ_S …(2) 又トランジスタQ₁のエミツタにはコンデンサ
C₁および抵抗R₁を介して雑音電圧ｅ_Nが印加され
ることになる。

ｅ_f＝ｅ_N …(3) ここでトランジスタQ₁のベースはｅ_b＝ｅ_N＋
ｅ_Sの交流電圧でスイングされることになり、又
そのエミツタはｅ_f＝ｅ_Nによつてスイングされる
ことになる。この結果トランジスタQ₁のエミツ
タ・ベース間には雑音電圧ｅ_Nが同相で印加され
ることになり、しかもその雑音電圧レベルは同一
である。

従つてトランジスタQ₁のベース・エミツタ間
における雑音電圧ｅ_Nの相対的な印加電圧は零と
なり、コレクタには雑音電圧ｅ_Nに基づく出力電
流は伝達されず、信号源回路１の出力電圧ｅ_Sの
みがトランジスタQ₁による増幅度AVとの積をも
つて抵抗R₂に出力されることになる。

従つて雑音電圧ｅ_Nによる交流成分は抵抗R₂に
生ずることはなく、雑音電圧は除去されることに
なる。

第５図は第３図の回路においてインピーダンス
変換回路５１を設けずに信号源回路１の出力とト
ランジスタQ₁のベースとを直結した場合の
CMRR（同相成分除去比）とＲ_Sとの関係を示す
特性図であり、Ｒ_S≒０においてCMRRが略70dB
となつて理想的な特性を示し、Ｒ_Sが増大するに
つれて特性は劣化することが判る。よつて、
CMRRを従来の差動アンプを用いた回路に比べ
良好とするためにはＲ_S≒０とする必要があり、
そのために、エミツタフオロワ等によるインピー
ダンス変換回路５１が用いられているものであ
る。こうすることによりトランジスタQ₂の電流
増幅率をｈ_feとすれば、トランジスタQ₁のベース
入力から見た信号側の出力インピーダンスは、Ｒ
_S／ｈ_feとなり、等価的にＲ_Sを略零とすることが
可能となる。尚、第６図の曲線６１，６２は夫々
第３図の回路のCMRR特性、第１図の回路の
CMRR特性を示しており、本考案の回路による
効果が明確となる。

第４図は本考案の他の実施例の回路図であり、
第３図と同等部分は同一符号により示されてい
る。本例においては、アイソレータ回路の能動素
子としてNPNトランジスタQ₁′を使用したもので
あり、トランジスタQ₂によりエミツタフオロワ
出力がベース制御電極に印加されており、第１の
被制御電極としてのエミツタは信号源ｅ_Sとイン
ピーダンス変換回路５１の共通アースラインにエ
ミツタ抵抗R₁を介して接続されており、よつて
当該共通アースラインに重畳するノイズ成分がエ
ミツタへ直接伝達される。

トランジスタQ₁′のコレクタはコレクタ抵抗R₂
を介してカーバツテリ＋Ｂから電源が供給され、
そのコレクタ出力がカツプリングコンデンサC₃
を介してアンプ（RL）へ印加される。電源デカ
ツプリングコンデンサC₁は電源ラインと出力ア
ンプ（RL）側のアース端との間に設けられてい
る。

本回路例においても第３図の場合と同様に雑音
電圧ｅ_Nと信号源回路１の出力電圧ｅ_Sとの和がト
ランジスタQ₂を介してトランジスタQ₁′のベース
に印加され、又雑音電圧ｅ_Nが抵抗R₁を介してト
ランジスタQ₁′のエミツタに印加される。

この場合においてもトランジスタQ₁′のベー
ス・エミツタ間には雑音電圧ｅ_Nが同相で印加さ
れることになり、しかもその雑音電圧レベルは同
一である。よつてトランジスタQ₁′のベース・エ
ミツタ間における雑音電圧ｅ_Nの相対的な印加電
圧は零となり、そのコレクタには雑音電圧ｅ_Nに
基づく出力電流は伝達されず、信号源回路１の出
力電圧ｅ_Sに基づく出力電流のみが伝達されるこ
とになる。

そしてCMRR特性は同様に第６図の曲線６１
となり、従来の差動アンプを用いた場合に比し改
善される。

〔考案の効果〕

叙上の如く、本考案によれば極めて簡単な構成
で入出力間のアースインピーダンスによる雑音が
良好に除去されるので、特に車載用音響機器に用
いて好適であるが、これに限定されることはな
い。

尚、上記においては分離用能動素子としてバイ
ポーラトランジスタを用いたが、電界効果トラン
ジスタを用いても良いことは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の回路間のアイソレータ回路のブ
ロツク図、第２図は本考案の一実施例の回路図、
第３図は第２図の回路の等価回路図、第４図は本
考案の他の実施例の回路図、第５図及び第６図は
本考案の回路のCMRR特性を示す図である。 主要部分の符号の説明、１……信号源回路、２
……出力アンプ、５……アイソレータ回路、５１
……インピーダンス変換回路、Q₁，Q₁′……分離
用トランジスタ、C₁……デカツプリングコンデ
ンサ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 信号源回路とこの信号源回路の出力を処理す
   る信号処理回路とが個別にアースされた回路シ
   ステムにおけるアイソレータ回路であつて、前
   記信号源回路の信号出力端及びアース端に夫々
   入力端及びアース端が接続されたインピーダン
   ス変換回路と、前記インピーダンス変換回路の
   出力端に接続された制御電極とこの制御電極の
   電圧変化に対して同相及び逆相の電圧変化を
   夫々発生する第１及び第２被制御電極とを有す
   る能動素子と、前記第１被制御電極へ前記イン
   ピーダンス変換回路のアース端に重畳するノイ
   ズ成分を伝達する伝達手段とを含み、前記第２
   被制御電極に生ずる出力信号を前記信号処理回
   路の入力へ印加するようにしたアイソレータ回
   路。 (2) 前記能動素子はPNPトランジスタであつて、
   前記制御電極、第１及び第２被制御電極は夫々
   ベース、エミツタ及びコレクタであり、前記伝
   達手段はコンデンサであることを特徴とする実
   用新案登録請求の範囲第１項記載のアイソレー
   タ回路。 (3) 前記コンデンサは前記トランジスタのエミツ
   タ電源と前記インピーダンス変換回路のアース
   端との間に設けられた電源デカツプリングコン
   デンサであることを特徴とする実用新案登録請
   求の範囲第２項記載のアイソレータ回路。 (4) 前記能動素子はNPNトランジスタであつ
   て、前記制御電極、第１及び第２被制御電極は
   夫々ベース、エミツタ及びコレクタであり、前
   記インピーダンス変換回路のアース端電位によ
   り前記エミツタはバイアスされていることを特
   徴とする実用新案登録請求の範囲第１項記載の
   アイソレータ回路。