JPH11511935A - 負荷がかかる帰還を備えるブリッジ増幅器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ブリッジ形状において２つの増幅器を有するブリッジ増幅器回路が示され、これにおいて、一つの増幅器の出力部から他の増幅器の基準入力部への帰還経路は、この基準入力部で電圧の変化を軽減するための補償手段と一緒に設けられている。前記増幅器回路の利得がこの帰還経路があることによって影響されなくても、この方法においてオフセット及びひずみは軽減される。

Description

【発明の詳細な説明】 負荷がかかる帰還を備えるブリッジ増幅器 技術分野 本発明は、第１及び第２増幅器を有するブリッジ増幅器回路に関する。これら 増幅器の各々は、出力部の間で接続された負荷に増幅された入力信号を入力する ための、信号入力部、基準入力部及び出力部を持つ。 背景技術 このような増幅器回路は、データハンドブックIC01b“Semiconductors for Ra dio and Audio Systems”1995 of Philips Semiconductorsの1247頁から既知で ある。ブリッジ形状において、この増幅器回路TDA1516は、これら２つの増幅器 の出力部の間で接続された負荷を駆動するために使用される。この既知のブリッ ジ増幅器回路は、これら２つの増幅器間にオフセットが発生するという欠点があ り、この欠点が前記負荷に直流電流を流す。これは入れ代わり不必要な電力消費 となる。 発明の開示 本発明は、ブリッジ増幅器回路に出力部で軽減されたオフセットを提供するこ とを目的とする。 本発明に従うブリッジ増幅器回路は、帰還経路が第１増幅器の出力部から第２ 増幅器の基準入力部に設けられること、及び補償手段は前記第２増幅器の基準入 力部で信号の変化を軽減するために設けられることを特徴とする。 本発明は、前記第２増幅器の基準入力部で信号の変化の補償を設けることによ って、２つの出力部の間のオフセット電圧を減少するために、帰還経路は前記第 １増幅器の出力部から当該基準入力部に設けることが可能であるという認識に基 づいている。この方法において、帰還経路の利点（即ちオフセット電圧の減少） は、帰還経路の通常の欠点、即ち増幅器回路の減少された利得を持たないで維持 されることである。本発明の追加的な利点は、信号の変化のみを補償することで ある。これは、第１増幅器の出力信号に存在するゆがみ成分が前記基準入力部、 及びそれ故に第２増幅器の出力部にも同様に存在することを意味する。これらの ゆがみ成分は、前記負荷の両端に共通モード(common mode)で存在し、このこと は、前記負荷を流れる信号電流におけるゆがみ成分が十分に減少することを意味 する。 本発明に従うブリッジ増幅器回路の実施例は、帰還経路はインピーダンスを有 すること、及び前記補償手段は入力信号に比例する電流値を持つ電流源を有する ことを特徴とする。これは本発明に従う方法の簡単な実施例である。この帰還経 路にインピーダンスを挿入することは、基準入力部で信号の変化を減少するため の当該入力部に接続すべき簡単な入力信号依存電流源の使用を可能にする。入力 信号に比例するこの電流を作ることによって、前記第１増幅器の出力信号におけ るどんな誤り／ゆがみ又はオフセットは、前記入力信号ＩＮには存在せず、この 基準入力部では減少されない。これは、前記負荷の両端でそれらが存在すること によって、それらの補償となる。 本発明に従うブリッジ増幅器回路の実施例は、インピーダンス値と電流値との 積は、第１増幅器の出力部によって当該基準入力部に第２増幅器の基準入力部に 印加される信号電圧を十分に補償するための電圧を供給するように選択されるこ とを特徴とする。前記帰還インピーダンスと一緒に前記基準入力部に入力される 信号電流は、当該基準入力部でレジスタンス値と信号電流値との積とほぼ等しい 電圧となる。前記第２増幅器の出力電圧にほぼ等しいが符号が逆であるこの積の 値を選択することによって、この出力電圧は前記基準入力部で十分に補償され、 これによってこの回路の利得を最大にする。この基準入力部は小さい変化しか持 たない電圧のみを扱わなければならず、広い範囲を持つ電圧は扱わなくてよいこ とがこの補償の追加的な利点である。これは第１増幅器の入力回路を十分に簡単 にする。 本発明に従う増幅器回路の実施例は、第１増幅器の利得は第２増幅器の利得よ りも高いことを特徴とする。第２増幅器よりも高い利得を持つ第１増幅器を設け ることによって、この第１増幅器は、第２増幅器よりも早く高い出力電圧を駆け 、 これによって最も高いゆがみを持つ増幅器となるだろう。第１増幅器の出力電圧 に存在するゆがみ成分が、第２増幅器の出力電圧にも存在することを前記帰還経 路は保証するので、この帰還経路の存在によって、このゆがみは前記負荷を流れ る信号電流には存在しない。従って、このゆがみは、前記負荷の両端では存在す るが、当該負荷を通る電流には存在しない。これらの方法を通じて、このブリッ ジ増幅器回路は、ブリッジ増幅器回路において可能なものより小さなゆがみで僅 かに大きな出力電圧を生成するために駆動することができ、ここで、両方の増幅 器の利得は等しい（か又は第２増幅器の利得が第１増幅器の利得よりも高い）。 図面の簡単な説明 本発明の目的及び特徴は、図面を参照して以下に述べる好ましい実施例から明 らかになるだろう。 第１図は、既知のブリッジ増幅器回路の回路図を示し、 第２図は、本発明に従うブリッジ増幅器回路の第１実施例の回路図を示し、 第３図は、本発明に従うブリッジ増幅器回路の第２実施例の回路図を示す。 これら図において、同じ部分には同一の参照番号を与える。 発明を実施するための最良の形態 第１図は、既知のブリッジ増幅器回路の回路図を示す。このブリッジ増幅器回 路は、非反転信号入力部１０１、反転基準入力部１０２及び出力部１０３を持つ 第１増幅器１、反転信号入力部２０２、非反転基準入力部２０１及び出力部２０ ３を持つ第２増幅器２、負荷３並びに基準電圧源４を有する。前記基準入力部１ ０２及び２０１は、前記基準電圧源４に接続されている。前記信号入力部１０１ 及び２０２は、入力信号ＩＮを入力するために互いに接続されている。この入力 信号ＩＮは、前記第１増幅器１及び第２増幅器２で増幅され、これら増幅器は高 い利得を達成するためにブリッジ形状で動作する。前記負荷３は、前記出力１０ ３及び２０３の間に接続される。たとえ各増幅器に同じ基準電圧が印加されても 、例えばこれら２つの増幅器の間の不整合によって、オフセット電圧が前記出力 １０３及び２０３の間に存在することはまだ可能である。 第２図は、本発明に従うブリッジ増幅器回路の第１実施例の回路図を示す。第 ２図は、以下のような点で第１図と異なる； −前記第２増幅器２の基準入力部２０１は、もはや前記基準電圧源４又は前記第 １増幅器１の基準入力部１０２と接続されない、 −インピーダンス５は、前記第１増幅器１の出力部１０３と前記第２増幅器２の 基準入力部２０１との間に接続される、 −信号電流源６は、前記第２増幅器２の基準入力部２０１に接続される。 この信号電流源６の電流値は前記入力信号に比例する。信号電流源６で出力され る電流の符号は、第１増幅器１の出力部１０３で前記インピーダンス５を介して 出力される信号電圧に対し大きさは比例するが、符号又は極性は逆であるので、 第２増幅器２の基準入力部２０１に信号電圧を生成する。この方法において、前 記信号電流源６は前記基準入力部２０１で信号の変化を減少するための補償手段 として働く。好ましくは、このインピーダンス５のインピーダンス値とこの信号 電流源６の電流値との積は、第１増幅器１で出力される前記信号電圧を十分に補 償するために選択される。前記第１増幅器１の出力信号に存在するひずみ成分及 びオフセット電圧だけが前記第２増幅器２の基準入力部２０１へと帰還される。 このことは、好ましくないこれらの成分は負荷３の両端で存在し、その結果、こ れらの好ましくない成分に関する電流は、負荷５に殆ど流れないことを意味する 。前記基準入力部２０１で信号の変化が効果的に補償されるので、信号の変化に 対する帰還はない。この方法において、通常の帰還の欠点、即ち減少する利得は もはや存在せず、前記ブリッジ増幅器回路の利得は、帰還を行わない既知のブリ ッジ増幅器回路の利得とほぼ同じになる。正の入力電圧から負の入力電圧に延在 する電圧変化のように、この入力回路は大きな入力信号ＩＮに応じて生成される 大きな電圧変化を扱う必要がないので、前記第２増幅器２の入力回路が簡単なま まであることが本発明の追加的な利点である。好ましい実施例において、第１増 幅器１の利得は少なくともわずかに第２増幅器２の利得よりも高い。このことは 、大きな入力信号レベルでは第２増幅器２の出力電圧は、如何なるひずみも含ま ないことを可能にすることを意味するのに対し、第１増幅器１の出力信号は、こ の第１増幅器１のより高い利得によって、ひずみを幾らか（又は多く）有する。 こ の帰還によって、このひずみは、前記負荷のもう一端に帰還され、ひずみは前記 負荷３を通る電流には存在しない。両方の増幅器の利得が同じになる及びこの状 態及びこの前の状態において、これら増幅器の利得の総和が同じになる場合、両 方の出力信号はいくらかのゆがみを有するので、第２増幅器２の出力信号におけ るゆがみだけが帰還で補償される。よって、たとえ最終的な利得が変化しなくて も、この第１増幅器１の利得が少なくともわずかに第２増幅器２の利得よりも高 い場合、この負荷３を通る信号に僅かなゆがみが存在するだろう。よって、第２ 増幅器２の利得が前記第１増幅器１の利得と等しい又はより大きい回路と比較し た場合、減少するゆがみを持つより高い全利得を得ることを可能にする。 第３図は、本発明に従う増幅器回路の第２実施例の回路図を示す。これら第１ 増幅器１及び第２増幅器２は演算増幅器として構成され、これら増幅器の各々は 、それぞれの出力部１０３及び２０３とそれぞれの反転信号入力部１０１及び２ ０２との間に接続されるそれぞれの帰還インピーダンス９及び１０を持つ。信号 電流源７及び８は、信号電流をそれぞれの信号入力部に供給するための前記信号 入力部１０１及び２０２にそれぞれ接続される。これら電流値は入力信号に比例 するが互いに逆の符号である。信号電流源６及び７は、同じ符号を持つ。基準入 力部１０２及び２０１は、それぞれ非反転入力部である。インピーダンス５のイ ンピーダンス値と信号電流源６の電流値との積は、好ましくはインピーダンス９ のインピーダンス値と信号電流源７の電流値との積とほぼ等しくなるべきである 。インピーダンス１０のインピーダンス値と信号電流源８の電流値との積は、好 ましくはひずみを減少するための出力部１０３よりも出力部２０３でより低い信 号利得を実現するために他の前述された積より低くなるべきである。 本発明は、上記に挙げたような実施例に限定されない。代わりとして、２つの 増幅器が互いに逆の符号を持つ利得を有する限り、入力部の符号は全て反対にな ってもよい。前記基準電圧源４は本発明の一部ではないので、この基準電圧源は 多くの方法で実施されてもよい。その上、直流（ＤＣ）に対する有限のインピー ダンスを供給し、且つ、第２増幅器２の基準入力部２０１で第１増幅器１の出力 電圧の（少なくとも）補償を、前記補償手段と一緒に提供する限り、このインピ ーダンス５は、レジスタとする必要はなく、コイル又は素子の組合わせたものも 可能である。インピーダンス９及び１０は、第１増幅器１及び第２増幅器２に対 する如何なる所望の伝達関数でも提供するための適切なインピーダンスネットワ ークでそれぞれ置き換えられてもよい。有限のインピーダンスがオフセットを軽 減するために直流（ＤＣ）を供給する限り、インピーダンス５は、所望の帰還特 性を提供するための適切なインピーダンスネットワークで置き換えられてもよい 。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．第１及び第２増幅器を有するブリッジ増幅器回路であり、前記増幅器の各々 は、出力部の間で接続された負荷に増幅された入力信号を入力するための、信号 入力部、基準入力部及び前記出力部を持つブリッジ増幅器において、帰還経路が 前記第１増幅器の出力部から前記第２増幅器の基準入力部に設けられること、及 び補償手段は前記第２増幅器の基準入力部で信号の変化を軽減するために設けら れることを特徴とするブリッジ増幅器回路。 ２．請求項１に記載のブリッジ増幅器回路において、前記帰還手段はインピーダ ンスを有すること、及び前記補償手段は前記入力信号に比例する電流値を持つ電 流源を有することを特徴とするブリッジ増幅器回路。 ３．請求項２に記載のブリッジ増幅器回路において、前記インピーダンス値と前 記電流値との積は、前記第１増幅器の出力部によって前記第２増幅器の基準入力 部に入力される信号電圧を十分に補償するための当該基準入力部で電圧を供給す るために選択されることを特徴とするブリッジ増幅器回路。 ４．請求項１、２又は３に記載のブリッジ増幅器回路において、前記第１増幅器 の利得は、前記第２増幅器の利得よりも高いことを特徴とするブリッジ増幅器回 路。