JP3439030B2 - 増幅回路 - Google Patents

増幅回路

Info

Publication number
JP3439030B2
JP3439030B2 JP17028596A JP17028596A JP3439030B2 JP 3439030 B2 JP3439030 B2 JP 3439030B2 JP 17028596 A JP17028596 A JP 17028596A JP 17028596 A JP17028596 A JP 17028596A JP 3439030 B2 JP3439030 B2 JP 3439030B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal
voltage
amplifier
power supply
circuit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP17028596A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH1022740A (ja
Inventor
幸直 佐久間
栄寿 前原
憲一 小久保
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sanyo Electric Co Ltd filed Critical Sanyo Electric Co Ltd
Priority to JP17028596A priority Critical patent/JP3439030B2/ja
Publication of JPH1022740A publication Critical patent/JPH1022740A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3439030B2 publication Critical patent/JP3439030B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Dc-Dc Converters (AREA)
  • Amplifiers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は増幅回路に関し、更
に詳しく言えば、オーディオアンプなどに用いられ、ス
イッチング電源を備えた増幅回路のスイッチングノイズ
による悪影響の低減を目的とする。
【0002】
【従来の技術】以下で従来例に係るオーディオアンプに
搭載される増幅回路について説明する。従来、一定電圧
を電源電圧としていたオーディオアンプにおいては、常
時最大出力を取り出せる程度の高電圧を電源電圧とし
て、アンプを駆動していた。
【0003】このような回路では、出力が小レベルであ
ったような場合においても、常時最大出力を取り出せる
程度の高電圧を電源電圧としているので、アンプ内での
消費電力は必要以上に大きくなり、アンプの効率は低か
った。そこで、アンプの高効率化を図るために、以下に
示すような増幅回路が提案されている。これは、増幅信
号(ZS)に一定電圧を上乗した電圧を電源電圧とし
て、増幅信号(ZS)の増減に応じて電源電圧を変動さ
せながら駆動するというものである。
【0004】この回路は具体的には図17に示すような
回路であって、アンプ(1)と、補助電源部(2)とを
有する。なお、アンプ(1)の負側には、補助電源部
(2)と同様の構成を有する電源が接続されているが、
これは正側と同様なので説明を省略する。上記の回路に
よれば、電源が投入されると補助電源部(2)に、一定
の電源電圧(±Vcc)が印加される。
【0005】次いで入力信号(AS)がアンプ(1)に
よって増幅されて増幅信号(ZS)が生成されて不図示
のスピーカに出力され、同時に補助電源部(2)にも出
力される。するとオフセット電圧生成回路(4)によっ
て増幅信号(ZS)に一定電圧が上乗されてコンパレー
タ(7)の反転入力部(−)に入力される。一方、コン
パレータ(7)の非反転入力部(+)にはチョッパ電源
(8)から出力される電源電圧(+Vc)が入力されて
おり、常に電源電圧(+Vc)と一定電圧が上乗された
増幅信号(ZS)とは比較されている。
【0006】コンパレータ(7)の出力はチョッパ電源
(8)のスイッチング素子(SW)に接続されており、
一定電圧が上乗された増幅信号(ZS)を電源電圧(+
Vc)が下回るとコンパレータ(7)の出力がローレベ
ル(以下“L”と称する)になってスイッチング素子
(SW)がONされて電源電圧(+Vc)が上昇し、逆
に一定電圧が上乗された増幅信号(ZS)を電源電圧
(+Vc)が上回るとコンパレータ(7)の出力がハイ
レベル(以下“H”と称する)になってスイッチング素
子(SW)がOFFされて電源電圧(+Vc)が上昇す
る。
【0007】以上の動作により、電源電圧(+Vc)は
図18に示すように増幅信号(ZS)に一定電圧が上乗
された電圧に追従するように変化しながらアンプ(1)
に供給される。この電源電圧(+Vc)を用いて、アン
プ(1)によって入力信号(AS)が増幅されて増幅信
号(ZS)がスピーカに出力される。このようにして増
幅信号(ZS)の大小に応じて電源電圧(±Vc)を変
動させることにより、常時最大出力を取り出せる高電圧
を電源電圧としてアンプを駆動するような場合に比し
て、特に小レベルの出力時における消費電力のロスを軽
減し、高効率化をはかっていた。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の増幅回路ではチョッパ電源(8)を用いており、こ
のスイッチング素子(SW)のスイッチング周波数は、
約200kHz〜500kHz程度である。これは、アンプ
の周波数特性を可聴帯の上限である20kHzまで得てな
おかつ、出力波形の追従性の確保やリップル成分の抑制
を図るためである。
【0009】スイッチング素子(SW)のノイズの周波
数は、基本周波数の200kHzと、2次〜5次の高調波
すなわち400kHz〜1MHzである。このノイズは、A
Mラジオの周波数帯である200kHz〜2MHzの範囲に
入ってしまうので、この増幅回路の近くにAMラジオが
あった場合には、AMラジオからノイズが出力されてし
まうという問題が生じていた。
【0010】特に車載用の用途では、AMやFMのラジ
オチューナーとオーディオアンプが一緒に搭載されたも
のが用いられるので、この問題は無視出来ない大きな問
題となっていた。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は上記従来の欠点
に鑑み成されたもので、図1に示すように、入力信号を
増幅して増幅信号として出力する信号増幅部と、前記増
幅信号に基づいてスイッチング動作し、前記増幅信号に
追従する電源電圧を生成するスイッチング素子を備えた
スイッチング電源とを有し、かつ前記スイッチング電源
は、当該増幅回路の近くでラジオが動作している期間
中、前記スイッチング素子のスイッチング動作を停止さ
せて一定電圧を前記信号増幅部に供給することを特徴と
する増幅回路により、上記課題を解決するものである。
【0012】
【発明の実施の形態】以下で本発明の実施形態について
図面を参照しながら説明する。 (1)第1の実施形態 以下で、本発明の第1の実施形態に係る増幅回路につい
て図面を参照しながら説明する。
【0013】この増幅回路は具体的には図1に示すよう
な回路であって、チューナ内蔵のオーディオアンプなど
に用いられ、信号増幅部の一例であるアンプ(11)
と、補助電源部(12)とを有する。なお、アンプ(1
1)の負側には、図1に示す補助電源部(12)と同様
の構成を有する電源が接続されているが、これは正の電
源電圧(+Vc)を生成する補助電源部(12)と構成
は同一であって、負の電源電圧(−Vc)を生成する点
だけが異なるので図示せず、また説明も省略する。
【0014】アンプ(11)は、信号増幅部の一例であ
って、後述の電源電圧(+Vc)を用いて、入力信号
(AS)を増幅して増幅信号(ZS)を出力するもので
ある。これはそれぞれ入力信号(AS)を電圧増幅する
電圧増幅部と、電圧増幅部の出力を電流増幅する電流増
幅部を有するが、特に図示はしていない。補助電源部
(12)はオフセット電圧生成回路(14)と、コンパ
レータ(17B)と、チョッパ電源(18)とを有する
回路であって、一定の直流電圧(+Vcc)を増幅信号
(ZS)の増減に応じて変化させてアンプ(11)に供
給するものである。具体的には、増幅信号(ZS)に、
オフセット電圧生成回路(14)によって生成されるオ
フセット電圧を上乗し、この電圧に追従するように変化
する正の電源電圧(+Vc)を供給している。
【0015】オフセット電圧生成部(14)は、増幅信
号(ZS)に一定電圧を上乗するものである。コンパレ
ータ(17B)は信号生成部の一例であって、一定電圧
が上乗された増幅信号(ZS)と正の電源電圧(+V
c)とを比較して、その比較結果をスイッチング素子
(SW)に出力するものである。
【0016】スイッチング素子(SW)はそのゲートが
コンパレータ(17B)の出力に接続され、ソースが一
定の直流電圧(+Vcc)に接続され、ドレインがチョ
ッパ電源(18)のローパスフィルタを構成するダイオ
ード(D),チョークコイル(L)に接続されるMOS
FETからなり、コンパレータ(17B)の出力に応じ
てON/OFF動作し、一定の直流電圧(+Vcc)を
増減させながらアンプ(11)に供給するものである。
【0017】また、スイッチング回路(SC)は、スイ
ッチング素子(SW)と一定電圧(Vz)との間に接続
され、ラジオ動作信号(AM)が入力されたときにON
して、スイッチング素子(SW)のゲート電位を、スイ
ッチング素子(SW)がONする電圧である一定電圧
(Vz)に強制的に引き下げ、これをONせしめる回路
である。
【0018】以下で上記の増幅回路の動作について説明
する。まず補助電源部(12)に、一定の電源電圧(±
Vcc)が印加される。次いで入力信号(AS)がアン
プ(11)によって増幅されて増幅信号(ZS)が生成
されて不図示のスピーカに出力され、同時に補助電源部
(12)にも出力される。
【0019】するとオフセット電圧生成回路(14)に
よって増幅信号(ZS)に一定電圧が上乗されてコンパ
レータ(17B)の反転入力部(−)に入力される。一
方、コンパレータ(17B)の非反転入力部(+)には
チョッパ電源(18)から出力される電源電圧(+V
c)が入力されており、常に電源電圧(+Vc)と一定
電圧が上乗された増幅信号(ZS)とは比較されてい
る。
【0020】コンパレータ(17B)によるこの比較結
果はスイッチング素子(SW)に出力される。このと
き、一定電圧が上乗された増幅信号(ZS)を電源電圧
(+Vc)が上回るとコンパレータ(17B)の出力が
ハイレベル(以下“H”と称する)になってスイッチン
グ素子(SW)がOFFして電源電圧(+Vc)が下降
し、逆に一定電圧が上乗された増幅信号(ZS)を電源
電圧(+Vc)が下回るとコンパレータ(17B)の出
力がローレベル(以下“L”と称する)になってスイッ
チング素子(SW)がONして電源電圧(+Vc)が上
昇する。
【0021】このようにしてスイッチング素子(SW)
はON/OFF動作を繰り返す。このときのスイッチン
グ周波数は200〜500kHzである。以上の動作に
より、電源電圧(+Vc)は図2に示すように増幅信号
(ZS)に一定電圧が上乗された電圧に追従するように
変化しながらアンプ(11)に供給される。この電源電
圧(+Vc)を用いて、アンプ(11)によって入力信
号(AS)が増幅されて増幅信号(ZS)がスピーカに
出力されるので、一定電圧を電源電圧とした場合に比べ
て、効率がよくなる。
【0022】以下で、本実施形態の特徴的な動作である
AMラジオがONしている場合の動作について説明す
る。この場合、AMラジオをオンした場合、同時に例え
ばマイコンよりVHの信号がスイッチング回路(SC)
に入力する。すると、スイッチング回路(SC)ONし
てスイッチング素子(SW)のゲートに一定電圧(V
z)が印加されるので、スイッチング素子(SW)は他
の回路の動作に関らずマイコンよりVHの信号がが入力
されている期間中、ONしつづけてON/OFF動作を
しない。従って、この間アンプ(11)には一定の電源
電圧(±Vcc)が印加され、通常のAB級アンプと同
様の動作をする。
【0023】このように、本実施形態に係る増幅回路に
よれば、AMラジオが近くで動作しているときにはスイ
ッチング素子(SW)のスイッチング動作を停止してい
るので、従来スイッチング動作により生じていたスイッ
チングノイズの高調波成分が、AMラジオの周波数帯で
ある200kHz〜2MHzの範囲に入り、近くにAMラジ
オがあった場合など、このAMラジオからノイズが出力
されてしまうという問題を極力抑止することが可能にな
る。
【0024】特にAMやFMのラジオチューナーが搭載
されたオーディオアンプには、特に有効である。なお、
本実施形態では図1に示すような回路構成の増幅回路に
ついて説明しているが、本発明はこれに限らず、増幅信
号(ZS)に一定電圧が上乗された電圧に追従するよう
に変化する電源電圧によって動作し、スイッチング回路
を備えたチョッパ電源を有する増幅回路であれば、どの
ような回路であっても、同様の効果を奏する。
【0025】(2)第2の実施形態 以下で、本発明の第2の実施形態に係る増幅回路につい
て説明する前に、なぜ本実施形態で下記のような構成を
とったかという理由について簡単に説明する。第1の実
施形態の回路構成による増幅回路は、図4に示すように
その立上がりが急峻な増幅信号(ZS)が生成された時
には補助電源部がその急峻な変化に追従しきれずに、図
4に示すように、本来常に増幅信号(ZS)を上回って
いるべき電源電圧(+Vc)が増幅信号(ZS)を下回
ってしまい、増幅信号(ZS)が歪んでしまうという欠
点が有るので、本実施形態に係る増幅回路でこの欠点の
改善を図ったわけである。
【0026】以下で、本発明の第2の実施形態について
図面を参照しながら説明する。なお、第1の実施形態と
共通する事項については、重複を避けるため説明を省略
する。この回路が第1の実施形態と異なる点は、単に増
幅信号(ZS)に一定電圧を上乗して、これに電源電圧
が追従するように動作するのではなく、勾配検出部(7
1)によって増幅信号(ZS)の勾配を検出し、その検
出結果と一定電圧との和を増幅信号(ZS)に上乗する
という点である。
【0027】本実施形態に係る増幅回路は、チューナ内
蔵のオーディオアンプなどに用いられ、図3に示すよう
に、勾配検出部(71)、オフセット電圧生成部(7
2)、チョッパ電源(74),第1,第2のコンパレー
タ(73A,73B)及びスイッチング回路(SC)を
有する補助電源部(77)と、プリアンプ(75A),
パワーアンプ(75B)からなる増幅部(75)を有す
る回路である。
【0028】勾配検出部(71)は微分回路を有し、増
幅信号(ZS)の微分を求める回路である。オフセット
電圧生成部(72)は、増幅信号(ZS)に一定電圧を
上乗するオフセット部(72A)と加算回路(72B)
とを有し、増幅信号(ZS)の微分と、一定電圧と、増
幅信号の加算結果であるオフセット電圧(Va)を生成
する回路である。
【0029】第1のコンパレータ(73A)、第2のコ
ンパレータ(73B)は信号生成部の一例を構成するも
のであって、スイッチング素子(SW)のゲート電極に
電圧を印加してこのON/OFF状態を制御する回路で
ある。第2のコンパレータ(73B)は動作の安定化の
ために設けたものである。チョッパ電源(74)はスイ
ッチング素子(SW)を有する。このスイッチング素子
(SW)は、ソースが一定の電源電圧(+Vcc)に接
続され、ドレインがダイオード(D150)及びコンデ
ンサ(C151)に接続され、ゲートが第2のコンパレ
ータ(73B)に接続されるMOSFETであって、O
N/OFFして一定の電源電圧(+Vcc)を降圧して
電源電圧(+Vc)を生成する。
【0030】また、スイッチング回路(SC2)は、ス
イッチング素子(SW)と一定電圧(Vz)との間に接
続され、ラジオ動作信号(AM)が入力されたときにO
Nして、スイッチング素子(SW)のゲート電位を強制
的に引き上げ、これをONせしめる回路である。本実施
形態に係る増幅回路の動作について以下で説明する。
【0031】まずパワーアンプ(75B)から出力され
る増幅信号(ZS)が、微分回路である勾配検出部(7
1)によって微分される。一方オフセット電圧生成部
(72)によって増幅信号(ZS)には一定電圧が上乗
せされ、加算回路によって増幅信号(ZS)の微分と一
定電圧が上乗せされた増幅信号(ZS)との加算結果で
ある電圧(以下でこれをオフセット電圧(Va)と称す
る)が生成される。
【0032】次いで、第1のコンパレータ(73A)に
よってチョッパ電源(74)の出力である電源電圧(+
Vc)とオフセット電圧(Va)とが比較処理され、第
2のコンパレータ(73B)の反転入力側に出力され、
第2のコンパレータ(73B)の非反転入力の基準電圧
と比較された出力結果がスイッチング素子(SW)に出
力され、200〜500kHzのスイッチング周波数でス
イッチング素子(SW)がON/OFF動作をする。
【0033】すなわち、オフセット電圧(Va)を電源
電圧(+Vc)が下回ると第1のコンパレータ(73
A)の出力が“L”になり、第2のコンパレータ(73
B)の非反転入力(−)にこの“L”が入力される。す
ると第2のコンパレータ(73B)の出力は“H”にな
り、チョッパ電源(74)のスイッチング素子(SW)
がONして電源電圧(+Vc)が上昇する。
【0034】逆にオフセット電圧(Va)を電源電圧
(+Vc)が上回ると第1のコンパレータ(73A)の
出力が“H”になり、第2のコンパレータ(73B)の
非反転入力(−)にこの“H”が入力される。すると第
2のコンパレータ(73B)の出力は“L”になり、チ
ョッパ電源(74)のスイッチング素子(SW)がOF
Fして電源電圧(+Vc)が下降する。
【0035】以上の動作の結果、電源電圧(+Vc)は
オフセット電圧(Va)に追従するように動作すること
になる。このようにして、上記の増幅回路は常に増幅信
号(ZS)に一定電圧が上乗せされた電圧と増幅信号
(ZS)の微分の和であるオフセット電圧(Va)に、
パワーアンプ(75B)の最終段のトランジスタ(TR
11)のコレクタに印加される電源電圧(+Vc)が追
従するように動作している。
【0036】ここで第1の実施形態の増幅回路で歪みが
生じていた、図4に示すような立ち上がりが急峻な増幅
信号(ZS)について考えると、その増幅信号(ZS)
に一定値を上乗せし(図5)、同時に図6に示すような
増幅信号(ZS)の微分をとり、一定値が上乗せされた
増幅信号と増幅信号(ZS)の微分との和をとって、図
7に示すようなオフセット電圧(Va)を生成し、電源
電圧(+Vc)がこのオフセット電圧(Va)に追従す
るように変化して生成されていることになる。
【0037】よって、増幅信号(ZS)の変化が急峻な
場合にはその微分が増大し、増大した増幅信号(ZS)
の微分が上乗せされたオフセット電圧(Va)に追従す
るように電源電圧(+Vc)が供給されるので、急峻な
信号の変化があったときにも常に図7に示すように電源
電圧が増幅信号を下回ることはないので、増幅信号(Z
S)の変化に電源電圧(+Vc)が余裕をもって追従で
き、第1の実施形態の増幅回路で生じていたアンプの出
力の歪みを抑止することが可能となる。
【0038】以下で、本発明の特徴となるAMラジオが
動作している場合の動作について説明する。この場合、
AMラジオをオンした場合、同時にマイコンよりVHの
信号がスイッチング回路(SC2)に入力する。する
と、スイッチング素子(SW)のゲートに一定電圧(V
z)が印加され、スイッチング素子(SW)は他の回路
の動作に関らずON/OFF動作をやめ、マイコンより
VHの信号が入力されている期間中、ONしつづける。
従って、この間パワーアンプ(75B)の最終段の出力
のトランジスタ(TR11)のコレクタには一定の電源
電圧(±Vcc)が印加され、通常のAB級アンプと同
様の動作をする。
【0039】このように、本実施形態に係る増幅回路に
よれば、AMラジオが近くで動作しているときにはスイ
ッチング素子(SW)のスイッチング動作を停止してい
るので、従来スイッチング動作により生じていたスイッ
チングノイズが、AMラジオの周波数帯である200k
Hz〜2MHzの範囲に入り、近くにAMラジオがあった場
合など、このAMラジオからノイズが出力されてしまう
という問題を極力抑止することが可能になる。
【0040】特にAMやFMのラジオチューナーとオー
ディオアンプが一緒に搭載されたものには、多大な効果
を奏する。なお、本実施形態では図3に示すような回路
構成の増幅回路について説明したが本発明はこれに限ら
ず、増幅信号(ZS)の微分と増幅信号(ZS)との加
算結果にさらに一定電圧を上乗して生成された電圧に追
従して変化する電源電圧で動作する回路であれば、凡そ
どのような回路構成をとっても同様の効果を奏する。
【0041】以下で、上記回路の適用例について図8を
参照しながら説明する。図8は、上記の回路を実際のハ
イブリッドICに適用した場合の例を示す回路である。
図8に示すように、この回路はLチャンネル用アンプ
(81),Rチャンネル用アンプ(82),制御用IC
(83),正側のコンパレータ(84),負側のコンパ
レータ(85),ノイズカット回路(86),正側のプ
リドライバ(87),負側のプリドライバ(88),正
側のスイッチング素子(M1),負側のスイッチング素
子(M2)を有し、L,R両チャンネルのオーディオア
ンプと、これに電源電圧を供給する電源回路とを備えて
いる。
【0042】この回路は、図8に示す回路の適用例の一
つなので、図8の回路と共通する点については説明を省
略する。Lチャンネル用アンプ(81),Rチャンネル
用アンプ(82)は図3の回路のプリアンプ(75
A),パワーアンプ(75B)に相当するアンプであっ
て、図3の最終段の出力トランジスタ(Q3,Q4,Q
7,Q8)は図3のトランジスタ(TR11,TR1
2)に相当する。
【0043】制御用IC(83)は、図3の勾配検出部
(71),加算部(72),第1のコンパレータ(73
A)を搭載したICである。正側,負側のコンパレータ
(84,85)は図3の第2のコンパレータ(73B)
に相当する回路である。ノイズカット回路(86)はト
ランジスタ(Q61,Q62)を備えた回路であって、
図8の1番の外部端子からラジオ動作信号(AM)が入
力されたときにこれらのトランジスタ(Q61,Q6
2)が同時にONして、正側,負側のプリドライバ(8
7,88)を介して正側のスイッチング素子(M1),
負側のスイッチング素子(M2)を同時にONさせる回
路である。図3の回路ではスイッチング回路(SC2)
に該当する。
【0044】この回路によれば、Lチャンネル,Rチャ
ンネルの入力信号(AS1,AS2)がそれぞれ18
番,22番の外部端子に入力され、L,Rチャンネル用
アンプ(81,82)でそれぞれ増幅されて13番と1
4番の端子からそれぞれL,Rチャンネルの増幅信号
(ZL,ZR)が不図示のスピーカに出力される。この
増幅信号(ZL,ZR)はそれぞれ制御用IC(83)
に帰還され、同時に電源電圧(±Vc)が帰還される。
この電源電圧(±Vc)は、2番,9番の外部端子から
印加される一定電圧(+Vcc,−Vcc)が正側,負
側のスイッチング素子(M1,M2)によって降圧され
て生成される。
【0045】この回路において、AMラジオが動作して
いるときには、ラジオ動作信号(AM)が1番の外部端
子から入力されて、ノイズカット回路(86)のトラン
ジスタ(Q61,Q62)が同時にONし、正側,負側
のプリドライバ(87,88)を介して正側のスイッチ
ング素子(M1),負側のスイッチング素子(M2)を
同時にONさせる。するとそれまでスイッチング動作し
ていたこれらのスイッチング素子(M1,M2)はON
しつづけるので、通常のAB級アンプと同様の動作を
し、仮に近くでAMラジオが動作していても、スイッチ
ングノイズがAMラジオに悪影響を与えない。
【0046】(3)第3の実施形態 以下で本発明の第3の実施形態について図面を参照しな
がら説明する。本発明の発明者などにより、第1,第2
の実施形態と異なる方式で消費電力を低減するアンプが
提案されている(特願平5−167864)。このアン
プは、BTL(Balanced Transformerless)回路を用い
た回路である。通常このBTLには4個のトランジスタ
が必要で、これを駆動するスイッチングレギュレータも
また4個必要であったが、本発明の発明者などによりス
イッチングレギュレータを1個に低減する事が実現され
た。以下でこの方式を用いてノイズ低減を図る方法につ
いて説明する。
【0047】図9は、本発明の一実施形態を示す回路図
で、(17)は、正負の2つの入力端子(18)及び
(19)と、出力信号の直流レベルを設定する共通端子
(70)と、正負2つの出力端子(21)及び(22)とを
備え、一方の入力端子からの入力信号を抵抗R1及びR
2の比で定まる利得により、増幅する第1の差動増幅器
である。
【0048】(23)及び(24)は、前記第1の差動増幅
器(17)の互いに逆相の2つの出力信号が印加されるバ
イアス回路であり、(25)は第1SEPP OCL(sil
ngle-ended push-pull output capacitor less)(26)
と第2SEPP OCL(27)とにより構成され負荷
(28)を駆動するBTL増幅器である。また、(29)
は、前記負荷(28)の両端に発生する2つの出力信号の
レベルが所定値以下では加算動作を行ない、所定値以上
では入出力端子間がクランプ動作を行なう非線型加算回
路であり、(30)は、前記負荷(28)の両端に発生する
2つの出力信号の加算を行なう加算回路である。(31)
は、前記非線型加算回路(29)の出力信号と基準電源
(32)の基準電圧との差に応じた比較出力信号を前記第
1の差動増幅器(17)の前記共通端子(20)に印加する
第2の差動増幅器であり、(33)は、前記加算回路(3
0)の出力信号レベルに応じてしベルが変化する電源電
圧を前記BTL増幅器(25)に印加するスイッチング電
源である。
【0049】このような構成の回路に、図9に示すよう
にスイッチングトランジスタ(SC3)が加えられてい
る。このスイッチングトランジスタ(SC3)は、本発
明の特徴となる点であり、トランジスタスイッチ(5
0)のベースに接続されAMラジオがこの近傍で動作し
ている時には、ラジオ動作信号(AM)の入力によりO
Nして、ラジオ動作信号(AM)が入力されている期間
中ずっとトランジスタスイッチ(50)をONせしめる
スイッチングトランジスタである。
【0050】以下で上記回路の動作について、(A)A
Mラジオが当該増幅回路のそばで動作していない場合、
(B)AMラジオが当該増幅回路のそばで動作している
場合、の2つの場合に分けて説明する。 (A)AMラジオが当該増幅回路のそばで動作していな
い場合 この場合にはAMラジオが動作していないので、ラジオ
動作信号(AM)はスイッチングトランジスタ(AM)
に入力されず、したがってこれもONしない。そこでス
イッチングトランジスタ(AM)がないものと扱ってよ
い。
【0051】図9の信号源(34)からの入力信号は、第
1の差動増幅器(17)の反転入力端子(19)に印加され
増幅された互いに逆相の2つの出力信号が出力端子(2
1)及び(22)に発生する。そして、前記2つの出力信
号は、各々バイアス回路(23)及び(24)を介して第1
及び第2SEPP OCL(26)及び(27)に印加され
る。
【0052】前記第1及び第2SEPP OCL(26)
及び(27)を構成するトランジスタの動作は、第1及び
第2トランジスタ(35)及び(36)が共にオンしている
時は、第3及び第4トランジスタ(37)及び(38)が共
にオンする。逆に、第3及び第4トランジスタ(37)及
び(38)が共にオンすると第1及び第2トランジスタ
(26)及び(27)は共にオフする。
【0053】図15は、図1の第1の差動増幅器(17)
とバイアス回路(23)及び(24)とBTL増幅器(25)
との具体回路図を示すものである。図15において、図
9と同一の回路素子については、同一の符号を付す。次
に端子(39)及び(40)の直流電圧の定まり方について
説明する。端子 (39)及び(40)の直流電圧は、非線
型加算回路(29)、第2の差動増幅器(31)による帰還
ループにより定まる。
【0054】ここで非線型加算回路(29)の具体回路を
図16に示す。図16の第2の差動増幅器(31)の出力
信号は、図15の可変電流源(41)の電流値を制御す
る。前記可変電流源(41)の電流値を変化させると、ト
ランジスタ(42)及び(43)のエミッタ・コレクタ路を
流れる直流電流が変化し、バイアス回路(23)及び(2
4)に内蔵されるトランジスタ(44)及び(45)のべー
ス電圧が変化する。その結果、第1乃至第4トランジス
タ(35)乃至(38)のべース電圧が変化し、端子(39)
及び(40)の直流電圧が等しく変化する。
【0055】図16の第2の差動増幅器(31)は、2つ
の入力信号のレベルが等しくなるように帰還動作を行な
うので、電圧Vcは電圧VBCと等しくなり、同時に電圧V
olとVo2も電圧VBCと等しくなる。図16の抵抗(46)
及び(47)の働きにより、前述の帰還動作が達成され
る。図16のダイオード(48)及び(49)は、端子(3
9)及び(40)の電圧Vol及びVo2が電圧VBCよりダイオ
ードの順方向電圧VF以下に低下するのを防止する役目で
ある。図16の回路の入出力特性を図10に示す。図1
0から明らかなように、図16の回路は、電圧Vol及び
Vo2とが近い値(2VF以下)の時は、加算器として動作
するが、それ以上となるとクランプ回路として働く。
【0056】従って、図9の端子(39)及び(40)の直
流電圧は、基準電源(32)に応じて任意に定めることが
できる。本発明は、負荷(28)を半波信号で駆動するこ
とを特徴とする。その為、前記基準電源(32)の値は、
図11の(a)及び(b)に示す如くアースレベルに近い低い
値に設定される。この状態で、前述の如く第1及び第2
トランジスタ(35)及び(36)が共にオンしたとする。
すると、端子(39)から端子(40)に電流が流れ、端子
(39)の電圧は、直流電圧VBCから上昇し、端子(4
0)の電圧は、直流電圧VBCから低下する。しかしなが
ら、端子(40)の電圧は、非線型加算回路(29)のクラ
ンプ動作に応じて電圧(VBCc-VF)以下には低下しな
い。
【0057】又、端子(39)の電圧は、信号レベルに応
じて上昇する。その様子を図11(a)及び (b)の期間t
1に示す。図11(a)は、端子(39)の電圧レベルを示
し、期間t1では信号の半サイクル分が発生する。又、
図11(b)は、端子(40)の電圧レベルを示し、期間t
1では、本来負の半サイクルが生ずる期間、クランプさ
れて電圧VBCから電圧VF分、低下したしベルとなる。
【0058】図11(a)及び(b)の期間t1から明らかな
ように、負荷は、B級動作を行なう第1及び第2トラン
ジスタ(35)及び(36)により駆動される。次に、図1
1の期間t2になったとすると、今度は第3及び第4ト
ランジスタ(37)及び(38)が共にオンし、端子(40)
から端子(39)へ電流が流れる。この場合の動作も、前
述と同様であり、図11(a)にはクランプされた電圧が
図11(b)には信号が発生する。
【0059】従って、負荷(28)は、正弦波信号ではな
く、両端から半彼信号で駆動されることが明らかであ
る。負荷(28)に発生する出力信号は、端子(39)と端
子(40)との両端間に発生する交流分であるので、電圧
Volから電圧Vo2を引いた図11(c)との交流信号が出
力となる。図16の回路について更に詳しく説明する。
【0060】今、図14(a)及び(b)に示す如き互いに逆
極性の正弦波が図1の端子(39)及び(40)に発生して
いたとする。図14に実線で示す交流分は、図16の抵
抗(46)及び(47)の働きによりキャンセルされ、図1
4の一点鎖線で示す直流分が加算されて図1 4(c)の如
くなり、図14(c)の電圧が直流電圧VBCと等しくな
る。この時、図9のダイオード(48)及び(49)は動作
しない。
【0061】次に図16のダイオード(48)及び(49)
が存在しないとし、その状態で図11(a)及び(b)に示す
如き直流レベルが偏位している信号が図9の端子(39)
及び(40)に発生したとする。すると、ダイオード(4
8)及び(49)が存在しないとすると、図11(e)の電
圧Vxの如き電圧が図9の第2の差動増幅器(31)に加
わる。
【0062】ところが、第2の差動増幅器(31)は、前
記電圧Vxが前記直流電圧VBCと等しくなるように制御
するので、第1の差動増幅器(17)の出力直流電圧が安
定に定まらなくなってしまう。そこで、本発明では図1
6のダイオード(48)及び(49)を設け、該ダイオード
(48)及び(49)のクリップ作用を用いて直流電圧を定
めている。
【0063】図16の実施例におけるダイオード(48)
及び(49)は、そのカソードとアノードを逆方向にして
も良い。但し、その場合は、図11(a)及び(b)に示す無
信号レベルVBCが電源電圧(+Vcc)レベルに近い場合
となる。尚、図16のダイオード(48)及び(49)の働
きは、図9の第1及び第2の差動増幅器(17)及び(3
1)に対して有効であり、その場合の電源は、スイッチ
ング電源である必要はない。
【0064】図9の回路で電力消費を減らすためには、
入力信号に応じて電圧VCEが大きく変化するトランジス
タのコレクタ・エミツタ路に、入力信号に対して相似の
電源電圧を加えれば良い。そこで、本発明では、負荷
(28)の両端に発生する電圧Vol及びVo2を加算回
路(30)で検出及び加算し、加算した信号(Vo1+Vo
2)でスイッチング電源(33)のトランジスタスイッチ
(50)をオンオフさせる。すると、スイッチング電源
(33)の出力端には、図11(d)の電圧Vxが生ずる。
図11(d)の電圧Vxは、負荷(28)の両端に発生する
電圧に基づいて作成されているので、確実に出力信号レ
ベルに応答した値の電源電圧値を発生させることができ
安定に消費電力の削減につながる。尚、ツェナーダイオ
ード(51)は、レベルシフト用である。図11(d)から
明らかなように信号電圧Vo1と相似の電圧Vxが第1
トランジスタ(35)のコレクタに加わることになり、第
1トランジスタ(35)のコレクタ損失がわすか(Vx-V
o1)であることが明らかである。
【0065】図11(e)は、図11(b)の信号に対する電
源電圧の変化を示しており、電源電圧Vxの変化が全て
有効に利用されていることが明らかである。従って、図
9の回路に依れば単一電源で消費電力の少ない電力増幅
装置が得られる。一般にスイッチング電源は、その応答
性が必らずしも高くなく、急激に変化する信号(オンオ
フ信号)に追随できない場合があり、その様な場合には
第1及び第3トランジスタ(35)及び(37)が飽和して
しまう恐れがある。そこで、本発明では、トランジスタ
(52)を設け、第1及び第3トランジスタ(35)及び
(37)のコレクタ電圧が低下するのを防止している。
【0066】図12は、加算回路(30)の具体回路例を
示すもので、入力端子(53)及び(54)に印加された信
号の内、正極性の信号が出力端子(55)に加算して得ら
れる。ところで、図9の負荷(28)をドライブする方法
としては、図9の如きBTLドライブ以外に図13の如
き方法でも良い。図13において、入力端子(56)に正
極性の半波信号が印加されたとすると、第1スイッチ
(57)をオフ、第2スイッチ(58)をオンさせる。する
と、第1トランジスタ(59)のエミッタから第2スイッ
チ(58)に電流が流れる。逆に、入力端子(60)に正極
性の半波信号が印加されると、第1スイッチ(57)をオ
ン、第2スイッチ(58)をオフさせ、第2トランジスタ
(61)から負荷(62)に逆方向の電流を流す。この様に
して、負荷(62)を半波の信号でドライブしても良い。
【0067】(B)AMラジオが当該増幅回路のそばで
動作している場合 この場合の動作が、本発明の特徴となる動作である。こ
の場合にはAMラジオが動作しているので、図9におい
て、ラジオ動作信号(AM)はスイッチングトランジス
タ(SC3)に入力され、スイッチングトランジスタ
(SC3)がONする。すると、スイッチングトランジ
スタ(SC)がONしてトランジスタスイッチ(50)
のベース電位を接地電位(GND)まで引き下げるの
で、このトランジスタスイッチ(50)は他の回路部の
動作に関らず、ラジオ動作信号(AM)が入力されてい
る期間だけONし、スイッチング動作をしない。
【0068】このため、AMラジオが近くで動作してい
る時にはトランジスタスイッチ(50)がスイッチング
動作をしないことで、このスイッチングノイズがAMラ
ジオに飛び込んで、ノイズとなってラジオから出力され
るという事態を極力抑止する事が可能になる。
【0069】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る増幅
回路によれば、AMラジオが近くで動作している期間だ
けスイッチング電源のスイッチング動作を停止させてい
るので、このスイッチングノイズがAMラジオに飛び込
むなどの悪影響を防止する事が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態に係る増幅回路の回路
図である。
【図2】本発明の第1の実施形態に係る増幅回路の動作
を説明する図である。
【図3】本発明の第2の実施形態に係る増幅回路の回路
図である。
【図4】本発明の第2の実施形態に係る増幅回路の利点
を説明する図である。
【図5】本発明の第2の実施形態に係る増幅回路の動作
を説明する第1の図である。
【図6】本発明の第2の実施形態に係る増幅回路の動作
を説明する第2の図である。
【図7】本発明の第2の実施形態に係る増幅回路の動作
を説明する第3の図である。
【図8】本発明の第2の実施形態に係る増幅回路の適用
例を示す回路図である。
【図9】本発明の第3の実施形態に係る増幅回路を説明
する回路図である。
【図10】本発明の第3の実施形態に係る非線形加算回
路の入出力特性を示す図である。
【図11】本発明の第3の実施形態に係る増幅回路の負
荷に供給される電圧の波形図である。
【図12】本発明の第3の実施形態に係る加算回路の回
路図である。
【図13】本発明の第3の実施形態に係る増幅回路の別
法を説明する構成図である。
【図14】本発明の第3の実施形態に係る増幅回路の動
作を説明する波形図である。
【図15】本発明の第3の実施形態に係る差動増幅回
路、バイアス回路及びBTL増幅器の一例を示す回路図
である。
【図16】本発明の第3の実施形態に係る非線形加算回
路の一例を示す回路図である。
【図17】従来例に係る増幅回路の回路図である。
【図18】従来例に係る増幅回路の動作を説明する図で
ある。
【符号の説明】 (11) アンプ(信号増幅部) (12) 補助電源部 (14) オフセット電圧生成回路 (17B) コンパレータ (18) チョッパ電源 (19) 信号生成部 (AM) ラジオ動作信号 (AS) 入力信号 (ZS) 増幅信号 (SW) スイッチング素子 (SC) スイッチング回路 (71) 勾配検出部 (72) オフセット電圧生成部 (73A) 第1のコンパレータ (73B) 第2のコンパレータ (74) チョッパ電源回路 (75) 信号増幅部 (75A) プリアンプ (75B) パワーアンプ (77) 補助電源部 (Va) オフセット電圧 (Vb) 定電圧 (SC2) スイッチング回路 (81) Lチャンネル用アンプ (82) Rチャンネル用アンプ (83) 制御用IC (84) 正側のコンパレータ (85) 負側のコンパレータ (86) ノイズカット回路 (87) 正側のプリドライバ (88) 負側のプリドライバ (M1) 正側のスイッチング素子, (M2) 負側のスイッチング素子 (17) 第1の差動増幅器 (25) BTL増幅器 (28) 非線形加算回路 (30) 加算回路 (31) 第2の差動増幅器 (50) トランジスタスイッチ (SC3) スイッチングトランジスタ
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平7−221558(JP,A) 特開 平7−221557(JP,A) 特開 平7−15248(JP,A) 特公 昭62−8973(JP,B1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H03F 1/26 H02M 3/155

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力信号を増幅して増幅信号として出力
    する信号増幅部と、前記信号増幅部で増幅された増幅信号と前記信号増幅部
    に供給される電源電圧とを比較し スイッチング動作し、
    前記増幅信号に追従する電源電圧を生成するスイッチン
    グ素子を備えたスイッチング電源を有し、当該信号増幅部の近くでラジオが動作している期間中、
    AMラジオが動作させることにより発生する信号を前記
    スイッチング素子に加え、該スイッチング素子のスイッ
    チング動作を強制的に停止させて 一定電圧を前記信号増
    幅部に供給することを特徴とする増幅回路。
  2. 【請求項2】 前記スイッチング電源は、 前記増幅信号に一定電圧を上乗してオフセット電圧を生
    成するオフセット電圧生成部と、 前記オフセット電圧と前記信号増幅部に供給される電源
    電圧とを比較し所定のスイッチング周波数を有する駆動
    信号を生成する信号生成部と、 前記スイッチング周波数でスイッチング動作するスイッ
    チング素子を備え、前記オフセット電圧に追従する電圧
    を前記信号増幅部に電源電圧として供給するチョッパ部
    とを有することを特徴とする請求項1記載の増幅回路。
  3. 【請求項3】 前記スイッチング電源は、 前記増幅信号の勾配を検出してオフセット電圧生成部に
    出力する勾配検出部と、 前記増幅信号と、前記増幅信号の勾配とに基づいてオフ
    セット電圧を生成し、チョッパ電源に出力するオフセッ
    ト電圧生成部と、前記オフセット電圧及び勾配検出部で検出された増幅信
    号の勾配信号が加算された信号と前記信号増幅部に供給
    される電源電圧とを比較し 所定のスイッチング周波数を
    有する駆動信号を生成する信号生成部と、 前記スイッチング周波数でスイッチング動作するスイッ
    チング素子を備え、前記オフセット電圧に追従する電圧
    を前記信号増幅部に電源電圧として供給するチョッパ部
    とを有することを特徴とする請求項1記載の増幅回路。
  4. 【請求項4】 第1及び第2入力端子と、第1及び第2
    出力端子と、該第1及び第2出力端子の直流レベルを定
    める共通入力端子とを備え一方の入力端子からの入力信
    号を増幅する第1の差動増幅器と、 該第1の差動増幅器の2つの出力信号に応じて負荷を増
    幅するBTL増幅器と、 前記第1入力端子と前記第1出力端子との間及び前記第
    2入力端子と前記第2出力端子との間に互いに等しい大
    きさの負帰還を施す負帰還回路と、 前記2つの出力端子に発生する2つの出力信号の加算を
    行う加算部と、該加算部の加算出力レベルを基準として
    前記2つの出力端子のレベルをクランプする非線形加算
    回路と、 前記非線形加算回路の出力信号と基準電源の基準電圧と
    の差に応じた比較出力信号を前記第1の差動増幅器の前
    記共通端子に印加する第2の差動増幅器と、 前記負荷の両端に発生する2つの出力信号の加算を行う
    加算回路と、 前記加算回路の出力信号レベルに応じてレベルが変化す
    る電源電圧を前記BTL増幅器に印加するスイッチング
    電源とを備え、当該BTL増幅器の近くでAMラジオが動作している期
    間中、AMラジオが動作させることにより発生する信号
    を前記スイッチング素子に加え、該スイッチング素子の
    スイッチング動作を強制的に停止させて 一定電圧を前記
    BTL増幅器に供給することを特徴とする増幅回路。
JP17028596A 1996-06-28 1996-06-28 増幅回路 Expired - Fee Related JP3439030B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP17028596A JP3439030B2 (ja) 1996-06-28 1996-06-28 増幅回路

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP17028596A JP3439030B2 (ja) 1996-06-28 1996-06-28 増幅回路

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH1022740A JPH1022740A (ja) 1998-01-23
JP3439030B2 true JP3439030B2 (ja) 2003-08-25

Family

ID=15902121

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP17028596A Expired - Fee Related JP3439030B2 (ja) 1996-06-28 1996-06-28 増幅回路

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3439030B2 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4604396B2 (ja) * 2001-05-30 2011-01-05 パナソニック株式会社 音声出力制御回路

Also Published As

Publication number Publication date
JPH1022740A (ja) 1998-01-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0618673B1 (en) A differential amplification circuit wherein a DC level at an output terminal is automatically adjusted
US5834977A (en) Amplifying circuit with power supply switching circuit
US7142050B2 (en) Recovery from clipping events in a class D amplifier
US20060109049A1 (en) Low noise audio amplifier
US4115739A (en) Power amplifier
US6998911B2 (en) Gate control circuit with soft start/stop function
US5200711A (en) Pulse-width modulated, linear audio-power amplifier
US5554959A (en) Linear power amplifier with a pulse density modulated switching power supply
US11831286B2 (en) Audio amplifier with embedded buck controller for class-G application
US7205834B2 (en) Power amplifier
WO2001001554A1 (en) Boost bridge amplifier
KR0166112B1 (ko) 전원 회로 및 증폭 회로 및 혼성 집적 회로 장치
JP3439030B2 (ja) 増幅回路
KR100528107B1 (ko) 전력증폭장치
JPH04216206A (ja) 高い忠実度で使用するための高効率音声増幅器
JP3124179B2 (ja) パルス幅変調回路
JP2004128639A (ja) D級増幅器
JP3281798B2 (ja) 電力増幅回路
JPH0661753A (ja) 高効率化低障害電力増幅器
JPH09294033A (ja) 電力増幅装置
JP3414886B2 (ja) オーディオ信号電力増幅回路およびこれを用いるオーディオ装置
JPH06260858A (ja) 電力増幅装置
JPS61171209A (ja) Pwm方式パワ−アンプ
JP2000049542A (ja) 増幅回路
JP2002208822A (ja) 電子回路および音響出力装置

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080613

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090613

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090613

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100613

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110613

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110613

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120613

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120613

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130613

Year of fee payment: 10

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees