JPS60160706A - Power amplifier circuit - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To decrease the output sound pressure level against the change in a speaker impedance by inserting a resistor in series with a speaker so as to detect a voltage generated across the resistor and injecting the voltage to a negative feedback circuit. CONSTITUTION:When the input impedance of the speaker 8 is changed because of heat or the like, the voltage produced across the resistor 6 is changed. The feedback amount is changed by injecting said voltage to a feedback circuit (comprising resistors 4, 3) via a resistor 5. Thus, when the internal impedance of the speaker 8 is decreased, a current i0 is increased and the voltage across the resistor 6 is increased. Then the potential of an inverting input of a power amplifier circuit 2 is increased, its output voltage v0 is decreased and the current i0 is decreased, resulting that the output change is decreased.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野９ 本発明は、電力増幅回路に係）、特にスピーカを駆動す
るためのオーディオに用−て好適な電力ＮＩ幅回路に関
する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Application of the Invention 9] The present invention relates to a power amplifier circuit), and particularly to a power NI width circuit suitable for use in audio for driving a speaker.

〔発明の背景〕[Background of the invention]

オーディオ機器の電力増幅回路は、音楽ンースのＰＣＭ
化による高ダイナミツクレンジ化に伴い。The power amplification circuit of audio equipment uses music-based PCM.
With the increase in high dynamic cleansing due to

大出力化が要求されている。一方スピーカも、この大出
力に耐え得るように、電気信号から音に変換した時に住
じる損失で発生する熱を効率良く放熱する工夫がなされ
ている。しかし、この放熱の時定数は、１０数秒程度と
長ｈ０このことから。Higher output is required. On the other hand, in order to withstand this high output, speakers are also designed to efficiently dissipate the heat generated due to loss when converting electrical signals into sound. However, the time constant of this heat dissipation is about 10 seconds, which is a long h0.

大出力の信号がスピーカに加わった直後から、　１０数
秒の間は、スピーカのボイスコイルの温＆Ｕｆｆ温に対
して高くなる。この温度変化によル、スピーカの入力イ
ンピーダンスは高くなる。このようなスピーカの性質に
対し、従来の電力増幅回路Ｆｉ。Immediately after a high-output signal is applied to the speaker, the temperature becomes higher than the speaker's voice coil temperature and Uff temperature for about 10 seconds. This temperature change increases the input impedance of the speaker. In contrast to the characteristics of such speakers, the conventional power amplifier circuit Fi.

出力インピーダンスが十分小さい定電圧駆動の構成をと
っていることから、スピーカ入力インピーダンスが変化
すると、それに伴い、ボイスコイルに流れる電流が変わ
る。スピーカの出力音圧レベルＰＢｕ、ボイスコイルに
流れる電流ｊＢに対し１次式の関係がある。Since it has a constant voltage drive configuration with a sufficiently small output impedance, when the speaker input impedance changes, the current flowing through the voice coil changes accordingly. There is a linear relationship between the output sound pressure level PBu of the speaker and the current jB flowing through the voice coil.

Ｐｓ　”　ｉＢ’　・・（１） よって、スピーカ入力インピーダンスＺｓが温度によっ
て変化するとボイスコイルの電流１Ｂが変わシ、音圧の
変化として、検知される。この音圧の変化は、インピー
ダンスＺｓの２乗に反比例するため、Ｚｓが２倍になる
と、音圧Ｐｓはン４となってしまう欠点がある。Ps ” iB' (1) Therefore, when the speaker input impedance Zs changes due to temperature, the voice coil current 1B changes and is detected as a change in sound pressure. This change in sound pressure is caused by the change in impedance Zs Since it is inversely proportional to the power, there is a drawback that when Zs doubles, the sound pressure Ps becomes n4.

このような欠点を容易に克服する一手段としては、電力
増幅回路を定電流駆動の構成とすることが考えられる。One way to easily overcome these drawbacks is to configure the power amplifier circuit to be driven at a constant current.

これは、スピーカ入力インピーダンスＺＢが変化しても
、定電流駆動して因ることからボイスコイルに流れる電
流１Ｂは、変化しない。This is because even if the speaker input impedance ZB changes, the current 1B flowing through the voice coil does not change because it is driven at a constant current.

よって出力音圧レベルＰｓもスピーカ入力インピーダン
スＺｓの影響を受けなｌ／＞ｏ　Ｌかし、スピーカ入力
インピーダンスＺｓは、低域共振周波ａｆｏを持ってお
’）＊ｆｏで入力インピーダンスＺ８は、高くなる。Therefore, the output sound pressure level Ps is not affected by the speaker input impedance Zs. However, the speaker input impedance Zs has a low resonance frequency afo, and the input impedance Z8 is high. Become.

この時、ボイスコイルに流れる電流は、定電流駆動して
−ることから一定であるため、スピーカに加わる電力は
、低域共振周波数ｆ０の点で大きくなシ、スピーカの許
容入力電力を超えてしまＡ。At this time, the current flowing through the voice coil is constant due to constant current drive, so the power applied to the speaker is large at the low resonance frequency f0, exceeding the allowable input power of the speaker. Shima A.

スピーカを損傷するという欠点がある。It has the disadvantage of damaging the speaker.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明の目的は、従来技術の欠点をなくシ、スピーカの
入力インピーダンスが熱的に変化した時にお込ても、出
力音圧レベルの変化を少なくする電力増幅回路を提供す
ることにある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to eliminate the drawbacks of the prior art and to provide a power amplifier circuit that reduces changes in the output sound pressure level even when the input impedance of a speaker changes thermally.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

定電圧駆動構成の電力増幅回路において、スピーカに流
れる電流を検出するために、スピーカと直列に抵抗器を
挿入し、抵抗器両端に発生した電圧を検出し、その電圧
を負帰還回路に注入することによシ、スピーカ入力イン
ピーダンスの変化に対して、出力音圧レベルの変化を少
なくしたことにある。In a power amplifier circuit with a constant voltage drive configuration, in order to detect the current flowing through the speaker, a resistor is inserted in series with the speaker, the voltage generated across the resistor is detected, and that voltage is injected into the negative feedback circuit. Particularly, the change in the output sound pressure level is reduced with respect to the change in the speaker input impedance.

〔発明の実施例ｊ 以下１本発明の一実施例を第１図により説明する。第１
図において、１は、信号入力端子、２は電力増幅回路、
５，４，５．６は抵抗器で、抵抗値ＲＢ　＋Ｒ４、Ｒ５
＋Ｒ６を有する。また７は、抵抗器６の両端に発生した
電圧を検出するバッファ用のアンプ、９．１０は出力端
子で、８はスピーカで常温での入力インピーダンスはＺ
ｓである。信号入力端子１にｖｉの信号が加わった時の
、電力増幅回路２の出力電圧Ｖ。、スピーカに流れる電
流ｉ。、スピーカ両端の電圧をｖ８として、以下第１図
の動作を説明する。[Embodiment of the Invention j Hereinafter, one embodiment of the present invention will be explained with reference to FIG. 1st
In the figure, 1 is a signal input terminal, 2 is a power amplifier circuit,
5, 4, 5.6 are resistors, resistance value RB +R4, R5
+R6. Also, 7 is a buffer amplifier that detects the voltage generated across the resistor 6, 9.10 is an output terminal, 8 is a speaker, and the input impedance at room temperature is Z.
It is s. Output voltage V of the power amplifier circuit 2 when the signal vi is applied to the signal input terminal 1. , the current i flowing through the speaker. , the operation of FIG. 1 will be described below, assuming that the voltage across the speaker is v8.

抵抗器３の両端電圧Ｖ３Ｆｉ＋抵抗器４からの電流ｊ４
と、抵抗器５からの電流ｉ５によって生じる。よって。Voltage across resistor 3 V3Fi + current j4 from resistor 4
is caused by the current i5 from the resistor 5. Therefore.

ｖ３＝Ｒ３（１４＋ｉ５）　”（２１ １４Ｆｉ、次式で表わすことができる。v3=R3(14+i5)”(21 14Fi can be expressed by the following formula.

ｉ４　”　（Ｖｏ−ｖ、　）／Ｒ４・　（３ンまたｊ５
は、アンプ７の出力電圧なり７とすると。i4 ” (Vo-v, )/R4・ (3 n also j5
is the output voltage of amplifier 7, which is 7.

１Ｂ　＝　（Ｖ７−　ｖ３）　／Ｒ５・・・（４）アン
グアけ、利得ＫＶのバッファアンプとするとｖ７は、次
式で示される。1B = (V7-v3)/R5... (4) Assuming that the buffer amplifier has a gain of KV, v7 is expressed by the following equation.

ｖｙ　＝Ｋｖ−Ｖｏ＠　Ｒ４／（Ｒ，＋ｚＢ’　）　・
・・（５）（３）〜（５）式を（２）式に代入しｖ３を
めると次式となる。vy =Kv-Vo@R4/(R, +zB') ・
...(5) Substituting equations (3) to (5) into equation (2) and subtracting v3 yields the following equation.

電力増幅回路２の電圧利得が十分大きければ、電圧ｖ５
は、入力電圧ｖｉに等しい。よって出力電圧ｖｏけ、（
６）式から。If the voltage gain of the power amplifier circuit 2 is sufficiently large, the voltage v5
is equal to the input voltage vi. Therefore, the output voltage voke, (
6) From Eq.

（以下余白） さらに、スピーカ８に流れる電流ｉ。ｒ／ｉ。(Margin below) Furthermore, a current i flows through the speaker 8. r/i.

（３）式からスピーカ８から出力される音圧レベルＰ８
は、次式となる。From equation (3), the sound pressure level P8 output from the speaker 8
is the following formula.

（但し、Ｋｓ　ｌ’を比例定数） 一方、スピーカ８に加わる電力Ｐ。け１次式で表わされ
る。(However, Ks l' is a proportionality constant.) On the other hand, the power P applied to the speaker 8. is expressed by a linear equation.

よって、第１図で示した回路は、　（１０式で示した電
力がスピーカ８に加わｉ）％（９）式で示した音圧レベ
ルが出力される。第２図に、スピーカ８のインピーダン
スＺＩｌ＋が変化した時の音圧レベルＰ８及びスピーカ
に加わる電力Ｐ。を示す。音圧レベルＰＳはＫＳ　ｒ　
Ｋ２’　ｌ　Ｖｌ’　、　Ｋ＋’で規格化したＰ８・Ｋ
＋”（ＫＢＫ２”ｉ’　）で実線で示してあシ、電力Ｐ
。はに２’、ｖ、’に、で規格化した”　ＰｏＫ＋　／
　（Ｋ２’　−，２）で、一点破線で示しである。また
ＺＳＦｉＫ、で規格化しである。第２図から、スピーカ
のインピーダンスＺ８が大きくなっても、スピーカに加
わる電力Ｐ。は大きくならず、定電流駆動構成のパワー
アンプのように、スピーカを損傷することかない。また
、出力音圧レベルＰ３は、従来定電圧駆動構成のパワー
アンプでは、スピーカインピーダンスが２倍変化すると
、〃に減少していたものが、第２図から、　Ｚ、／に、
が１から２への２倍となっても、Ｐ８は約１／２　、３
の減少にとどまることができる。Therefore, the circuit shown in FIG. 1 outputs the sound pressure level shown by the equation (9) when the power shown by equation 10 is applied to the speaker 8. FIG. 2 shows the sound pressure level P8 and the electric power P applied to the speaker when the impedance ZIl+ of the speaker 8 changes. shows. Sound pressure level PS is KS r
P8・K normalized by K2' l Vl', K+'
+"(KBK2"i'), the solid line indicates the power P.
. Normalized by 2', v, 'PoK+ /
(K2' -, 2), indicated by a dotted line. It is also standardized by ZSFiK. From FIG. 2, even if the impedance Z8 of the speaker increases, the power P applied to the speaker. It does not become large and will not damage the speaker like a power amplifier with a constant current drive configuration. Furthermore, in the conventional power amplifier with a constant voltage drive configuration, the output sound pressure level P3 decreases to 〃 when the speaker impedance changes twice, but from Fig. 2, it becomes Z, /.
Even if P8 doubles from 1 to 2, P8 is approximately 1/2, 3
can be maintained at a reduced rate.

第３図及び第４図は１本発明の他の実施例を示したもの
で、第１図と同符号のものは同一機能を有する。第３図
及び第４図の実施例におりては。3 and 4 show another embodiment of the present invention, and the same reference numerals as in FIG. 1 have the same functions. In the embodiment shown in FIGS. 3 and 4.

抵抗器６が電力増幅回路２の出力側に接続され。A resistor 6 is connected to the output side of the power amplifier circuit 2.

その両端の電圧変化をアンプ７が検出する構成となって
おシ、他の動作は第１図と同様でおシ、同様の効果が得
られる。The configuration is such that the amplifier 7 detects the voltage change at both ends thereof, but the other operations are the same as in FIG. 1, and the same effects can be obtained.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、従来、定電圧駆動構成の電力増幅回路
で、スピーカの熱的なインピーダンス変化にニジ、イン
ピーダンスが２倍増加すると、出力音圧レベルがＺとな
っていたものを、約１／２．５の減少にとどめることが
できると込う効果がある。According to the present invention, in a conventional power amplifier circuit with a constant voltage drive configuration, when the impedance increases twice due to the thermal impedance change of the speaker, the output sound pressure level is reduced to approximately 1. It has the effect of being able to limit the decrease to /2.5.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図は本発明の一実施例を示す図、第２図は本発明の
実施例によるスピーカ入力インピーダンスに対する出力
音圧レベル及びスピーカに供給する電力を示す図、第３
図と第４図は本発明の他の実施例を示す図である。 １・・・入力端子、２・・・電力増幅回路。 ５．４，５．６・・・抵抗器、　７・・・アンプ。 第　１　図 第　２図 ２外□FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing the output sound pressure level and the power supplied to the speaker with respect to the speaker input impedance according to the embodiment of the present invention, and FIG.
4 and 4 are diagrams showing other embodiments of the present invention. 1... Input terminal, 2... Power amplifier circuit. 5.4, 5.6...Resistor, 7...Amplifier. Figure 1 Figure 2 Outside □

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 電流に対応した出力が得られる負荷を定電圧構成で駆動
する電力増幅回路において、負荷に流れる電流を検出す
る手段を設け、該電流検出手段の出力信号を、上記電力
増幅回路の帰還回路に注入し、上記負荷のインピーダン
スの変化に対し、上記負荷が出力する電流に対応した出
力レベルの変化を少なくしたことを特徴とする電力増幅
回路。In a power amplifier circuit that drives a load with a constant voltage configuration that provides an output corresponding to the current, a means for detecting the current flowing through the load is provided, and an output signal of the current detection means is injected into a feedback circuit of the power amplifier circuit. A power amplifying circuit characterized in that a change in an output level corresponding to a current outputted by the load is reduced in response to a change in impedance of the load.