JP3014557B2 - バッテリー内蔵オーディオ装置及びオーディオ信号増幅回路 - Google Patents

バッテリー内蔵オーディオ装置及びオーディオ信号増幅回路

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JP3014557B2 JP4300499A JP30049992A JP3014557B2 JP 3014557 B2 JP3014557 B2 JP 3014557B2 JP 4300499 A JP4300499 A JP 4300499A JP 30049992 A JP30049992 A JP 30049992A JP 3014557 B2 JP3014557 B2 JP 3014557B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、バッテリー内蔵オー
ディオ装置及びオーディオ信号増幅回路に関し、詳しく
は、電源電圧が変動しやすいオーディオ機器、例えばバ
ッテリー駆動等によって電源電圧が徐々に低下するよう
な携帯型のヘッドホンステレオ等に適したオーディオ信
号増幅回路、および、かかるオーディオ信号増幅回路を
具備するバッテリー内蔵オーディオ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図3に、低電源電圧対応の従来のオーデ
ィオ信号増幅回路の例を示す。ここで、1は入力信号A
のオーディオ信号成分を非反転増幅して出力信号Bを出
力する差動アンプ、2は基準電圧VB を発生する基準電
圧発生回路である。アンプ1の初段のトランジスタは、
通常、エミッタ接地形に接続されており、ベースが入力
信号を受ける。このため、アンプ1が動作し得るために
は、入力信号は、少なくとも1VF (0.6〜0.7
V)以上の電圧でなければならない。ところが、低い電
源電圧の下では、単に電源電圧を二分しただけでは、こ
の入力信号の動作点電圧すなわちベースのバイアス電圧
が確保できない。
【0003】そこで、低電源電圧対応の回路では基準電
圧発生回路2が設けられ、入力信号の振幅等をも考慮し
て、基準電圧VB は通常0.9V程度に設定される。こ
れにより、アンプ1の非反転入力端子及び反転入力端子
さらには出力信号Bの動作点電圧が基準電圧VB に固定
され、この動作点電圧を中心として信号値が振れる。し
たがって、供給電圧が1.5V以下の標準的なバッテリ
ーの下でもオーディオ信号を増幅することができる。こ
の出力信号はヘッドホンやイヤーホン等を介して音響出
力とされる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】このように従来のバッ
テリー内蔵オーディオ装置及びオーディオ信号増幅回路
では、電源電圧Vccの値に拘らずに基準電圧VB が出力
信号Bの動作点電圧とされる(図4(a)参照)。そこ
で、バッテリーが新しくて電源電圧Vccの値が大きく
(図4(b)のVcc1参照)、アンプ1の出力電圧に余
裕があるうちは、出力信号Bは基準電圧VB を中心とし
て十分な振幅を有することができる(図4(b)の波形
Bc 参照)。しかし、バッテリーの放電が進んで電源電
圧Vccの値が小さくなると、電源電圧Vccと基準電圧V
B との差が無くなってくる(図4(c)のVcc2参
照)。そうすると、アンプ1の出力電圧に余裕がなくな
って、基準電圧VB を中心として振れる出力信号Bは、
電源電圧側の波形が電圧Vcc2以下に限定され、電源側
には十分な振幅で振れることができない(図4(c)の
波形Bd 参照)。
【0005】このため、電源電圧の低下した状態でも一
応は動作するものの、その場合は出力信号の波形が大き
く歪んでしまう。これでは、音響が乱れて聴取者に不快
感を与えてしまうので不都合である。この発明の目的
は、このような従来技術の問題点を解決するものであっ
て、低い電源電圧の下でもオーディオ信号を歪ませずに
増幅することができる構成のバッテリー内蔵オーディオ
装置及びオーディオ信号増幅回路を実現することにあ
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るこの発明のバッテリー内蔵オーディオ装置の構成は、
以下のオーディオ信号増幅回路を具備するものである。
このような目的を達成するこの発明のオーディオ信号増
幅回路の構成は、初段の差動トランジスタ対のベースが
入力信号を受け帰還抵抗を有するアンプを具備して、受
けたオーディオ信号が増幅された出力信号を出力するオ
ーディオ信号増幅回路において、所定の電圧値の基準電
圧を発生して前記ベースのバイアス電圧として供給する
基準電圧発生回路と、電圧が前記基準電圧と同一の電圧
値に制御される制御ラインと、前記帰還抵抗の実質的に
2倍の抵抗値を有し電源電圧のラインと前記制御ライン
との間に接続されて第1の電流を流す第1の抵抗と、前
記帰還抵抗の実質的に2倍の抵抗値を有し前記制御ライ
ンと接地ラインとの間に接続されて第2の電流を流す第
2の抵抗と、を具備し、前記第2の電流と前記第1の電
流との差電流を制御電流として出力する制御電流生成回
路と、を備え、前記制御電流が前記トランジスタ対の中
の前記帰還抵抗がベースに接続された方のトランジスタ
のベース接続側に加えられることにより、前記アンプの
入力バイアス電圧を前記基準電圧に保持しつつ前記出力
信号の動作点電圧が前記電源電圧の実質的に半分の電圧
値に制御されるものである。
【0007】
【作用】このような構成のこの発明のバッテリー内蔵オ
ーディオ装置及びオーディオ信号増幅回路にあっては、
アンプの非反転入力信号及び反転入力信号の動作点電圧
が基準電圧に保たれて、すなわち差動トランジスタ対の
ベースのバイアス電圧がトランジスタ動作の必要値に保
たれる。そこで、アンプは入力信号の差動増幅動作を行
うことが可能である。さらにアンプの出力信号の動作点
電圧が電源電圧の実質的に半分の電圧値に制御されるこ
とから、電源電圧が高いときには出力信号は十分に大き
な振幅を採ることができ、電源電圧が下がってほとんど
基準電圧程度にまで低くなったときでも出力信号は電源
側へも接地側へも実質的に対称に振れることができる。
したがって、高い電源電圧の下ではもちろんのこと、低
い電源電圧の下であっても、オーディオ信号を歪ませず
に増幅することができる。
【0008】
【実施例】図1は、この発明のオーディオ信号増幅回路
の一実施例の回路図である。ここで、1は入力信号Aの
オーディオ信号成分を非反転増幅して出力信号Bを出力
する差動アンプ、2は基準電圧VB を発生する基準電圧
発生回路であり、3は電源電圧Vccと基準電圧VB とに
応じた制御電流Im を生成する制御電流生成回路であ
る。アンプ1は、初段の回路がエミッタ接地形に接続さ
れた差動トランジスタ対であり、そのベースが非反転入
力端子と反転入力端子とを介して入力信号を受ける。
【0009】基準電圧発生回路2は、ダイオードの順方
向電圧(1VF )と抵抗での降下電圧(2Vsat 程度に
設定)により、約0.9Vの基準電圧VB を発生する。
この基準電圧VB は、抵抗Rp を介してオーディオ信号
Aの動作点電圧としてアンプ1の非反転入力端子(+)
に伝えられる。さらに、抵抗Rm を介してアンプ1の反
転入力端子(−)にも伝えられる。この反転入力端子
(−)は帰還抵抗Rf を接続されたアンプ1の機能によ
り非反転入力端子(+)に仮想短絡しているので、やは
り基準電圧VB を動作点電圧とする入力信号を受ける。
これにより、アンプ1の両入力端子の受ける入力信号
は、入力信号の振幅等を考慮したとしても、ベース−エ
ミッタ間のバイアス電圧として必要な1VF (0.6〜
0.7V)以上の電圧が確保される。そこで、アンプ1
の動作には支障がない。
【0010】制御電流生成回路3は、全帰還アンプを主
体として構成され、一方の入力信号とされる基準電圧V
B に追従するように他方の入力信号の電圧が制御され
る。この他方の入力信号は、電源Vccのラインと接地G
NDのラインとの間に直列接続された抵抗間の接続点の
電圧として与えられる。言い換えれば制御ライン3a
は、電圧が基準電圧VB と同一になるように制御され
る。これにより、電源Vcc側の抵抗(抵抗値2×Rf )
には電流I1=((Vcc−VB )/(2×Rf ))が流
れ、接地GND側の抵抗(抵抗値2×Rf )には電流I
2=(VB /(2×Rf ))が流れる。よって、この接
続点からは、これらの差電流Im'=(I1−I2)=
(((Vcc/2)−VB )/Rf )が得られる。この差
電流は、電源電圧の半分の電圧と基準電圧との差電圧に
従うものであり、その電流の向きが反転されて制御電流
Im として出力される。
【0011】制御電流Im は、アンプ1の反転入力端子
(−)と基準電圧を伝達する抵抗Rp と帰還抵抗Rf と
の接続点に対して加えられる(図1では符号の関係で引
き出す方向に図示されている)。そして、アンプ1の反
転入力端子(−)が非反転入力端子(+)に仮想短絡し
てその接続点の電圧が制御電流Im によっては左右され
ないことから、この制御電流Im は帰還抵抗Rf を介し
て流れる。これによって発生する抵抗Rf での電圧降下
により、出力信号Bの電圧レベルは、Im ×Rf すなわ
ち((Vcc/2)−VB )だけ遷移する。
【0012】すると、制御電流Im が無ければ出力信号
Bの電圧レベルはVm であったのであるから、制御電流
Im が加えられたことにより、出力信号Bの動作点電圧
VB'は(Vcc/2)となる(図2(a)参照)。そこ
で、バッテリーが新しくて電源電圧Vccの値が大きく
(図2(b)のVcc1参照)、アンプ1の出力電圧に余
裕があれば、当然に、出力信号Bは動作点電圧VB ' を
中心として十分な振幅を有することができる(図2
(b)の波形Ba参照)。
【0013】そればかりでなく、バッテリーの放電が進
んで電源電圧Vccの値が小さくなって、電源電圧Vccと
基準電圧VB との差が無くなくなり(図2(c)のVcc
2参照)、アンプ1の出力電圧に余裕がなくなってきた
ときであっても、動作点電圧VB ' を中心として振れる
出力信号Bは、電源電圧側の波形が歪むということがな
く、電源側にも接地側にも対称に振れることができる
(図2(c)の波形Bb参照)。したがって、バッテリ
ーの供給電圧が0.9V程度(1VF +2Vsat )にま
で低下したときでも、オーディオ信号を歪ませずに増幅
することができる。これにより、ヘッドホンやイヤーホ
ン等からは澄んだ音響が出力される。なお、本発明のバ
ッテリー内蔵オーディオ装置の実施例は、上述のオーデ
ィオ信号増幅回路を具備するものであり、その作用効果
は同様である。
【0014】
【発明の効果】以上の説明から理解できるように、この
発明にあっては、電源電圧に対応した電流値の制御電流
を生成してアンプの帰還側入力端子に加える。これによ
り、電源電圧が低下したときでも、アンプ動作の前提と
なる初段トランジスタのベース電位を所定値に保持しつ
つベース電流を調整することができる。そこで、出力信
号の動作点電圧が電源電圧の中点電圧となる。その結
果、高い電源電圧の下ではもちろんのこと、低い電源電
圧の下でも、オーディオ信号を歪ませずに増幅すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、この発明のオーディオ信号増幅回路の
一実施例の回路図である。
【図2】図2は、その説明図であり、(a)は電圧の関
係を示すグラフ、(b),(c)は波形例である。
【図3】図3は、従来のオーディオ信号増幅回路の例で
ある。
【図4】図4は、従来例についての説明図であり、
(a)は電圧の関係を示すグラフ、(b),(c)は波
形例である。
【符号の説明】
1 アンプ 2 基準電圧発生回路 3 制御電流生成回路

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】初段の差動トランジスタ対のベースが入力
    信号を受け帰還抵抗を有するアンプを具備して、受けた
    オーディオ信号が増幅された出力信号を出力するオーデ
    ィオ信号増幅回路を具備するバッテリー内蔵オーディオ
    装置において、 所定の電圧値の基準電圧を発生して前記ベースのバイア
    ス電圧として供給する基準電圧発生回路と、 電圧が前記基準電圧と同一の電圧値に制御される制御ラ
    インと、前記帰還抵抗の実質的に2倍の抵抗値を有し電
    源電圧のラインと前記制御ラインとの間に接続されて第
    1の電流を流す第1の抵抗と、前記帰還抵抗の実質的に
    2倍の抵抗値を有し前記制御ラインと接地ラインとの間
    に接続されて第2の電流を流す第2の抵抗と、を具備
    し、前記第2の電流と前記第1の電流との差電流を制御
    電流として出力する制御電流生成回路と、 を備え、前記制御電流が前記トランジスタ対の中の前記
    帰還抵抗がベースに接続された方のトランジスタのベー
    接続側に加えられることにより、前記アンプの入力バ
    イアス電圧を前記基準電圧に保持しつつ前記出力信号の
    動作点電圧が前記電源電圧の実質的に半分の電圧値に制
    御されるオーディオ信号増幅回路を具備することを特徴
    とするバッテリー内蔵オーディオ装置。
  2. 【請求項2】初段の差動トランジスタ対のベースが入力
    信号を受け帰還抵抗を有するアンプを具備して、受けた
    オーディオ信号が増幅された出力信号を出力するオーデ
    ィオ信号増幅回路において、 所定の電圧値の基準電圧を発生して前記ベースのバイア
    ス電圧として供給する基準電圧発生回路と、 電圧が前記基準電圧と同一の電圧値に制御される制御ラ
    インと、前記帰還抵抗の実質的に2倍の抵抗値を有し電
    源電圧のラインと前記制御ラインとの間に接続されて第
    1の電流を流す第1の抵抗と、前記帰還抵抗の実質的に
    2倍の抵抗値を有し前記制御ラインと接地ラインとの間
    に接続されて第2の電流を流す第2の抵抗と、を具備
    し、前記第2の電流と前記第1の電流との差電流を制御
    電流として出力する制御電流生成回路と、 を備え、前記制御電流が前記トランジスタ対の中の前記
    帰還抵抗がベースに接続された方のトランジスタのベー
    接続側に加えられることにより、前記アンプの入力バ
    イアス電圧を前記基準電圧に保持しつつ前記出力信号の
    動作点電圧が前記電源電圧の実質的に半分の電圧値に制
    御されることを特徴とするオーディオ信号増幅回路。
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