JPH11168326A - 出力増幅回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 出力増幅回路における熱損失を低くおさえる
ことができできるようにすることを目的とする。 【解決手段】 パルス幅変調手段３０とスイッチング手
段５０とスイッチング手段５０に直流信号を供給する直
流電源手段１７とを設け、パルス幅変調手段３０で音声
周波数帯域入力信号をパルス幅変調信号に変換し、この
パルス幅変調信号でスイッチング手段５０をスイッチン
グし、この直流信号を被パルス幅変調信号とし、この被
パルス幅変調信号から音声周波数帯域にある信号を抽出
してこの音声周波数帯域入力信号を増幅した信号を得る
ようにした出力増幅回路。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、音声周波数帯域信
号の出力増幅回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、音声周波数帯域信号の出力増幅回
路として図２に形態を示した回路が知られている。

【０００３】図２において、１は前置増幅部、１０は電
力増幅部で、前置増幅部１は信号入力端子３と集積回路
５より構成され、電力増幅部１０は、パワートランジス
タ１１、エミッタ抵抗器１３、結合コンデンサ１５、直
流電源端子１７及び直流電源端子１７に接続された電源
ライン１９で構成されている。２１は電力増幅部１０の
負荷であるダイナミックスピーカである。尚図示せざる
も電源ライン１９から集積回路５に電源が供給される。

【０００４】集積回路５の入力側を信号入力端子３に接
続し、パワートランジスタ１１のベースを集積回路５の
出力側に接続し、コレクタを電源ライン１９に接続し、
エミッタをエミッタ抵抗器１３を通じて接地し、エミッ
タとエミッタ抵抗器１３との接続中点を結合コンデンサ
１５を通じてボイスコイル２３の一端に接続しボイスコ
イル２３の他端を接地する。

【０００５】そして信号入力端子３に入力した音声周波
数帯域信号を集積回路５で所定の信号レベルに増幅して
パワートランジスタ１１のベースに供給し、パワートラ
ンジスタ１１で電力増幅して得た駆動電流Ｉｓｐを結合
コンデンサ１５を通じてダイナミックスピーカ２１のボ
イスコイル２３に供給し、ダイナミックスピーカ２１か
ら音響信号を再生する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】斯る従来の出力増幅回
路においては、ボイスコイル２３の駆動電流Ｉｓｐがパ
ワートランジスタ１１のコレクタ・エミッタ間を通過す
るので、電源電圧Ｖｃｃとエミッタ電圧Ｖｅの差分の電
圧と駆動電流Ｉｓｐによって発生する電力がパワートラ
ンジスタ１１で消費され発熱となる。

【０００７】この発熱があるためにパワートランジスタ
１１の放熱フィン、放熱ファン等の放熱部材が必須とな
って、この回路を組み込んだセットの小型化、省電力化
には逆行する方向となり、バッテリを電源とする機器に
おいてバッテリ使用時間を伸ばすことを阻害する要因と
なる不都合があった。

【０００８】本発明は斯る点に鑑み、音声周波数帯域信
号の出力増幅回路の発熱の減少を図り、出力増幅回路の
省電力化を図ることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、音声周波数帯
域入力信号の出力増幅回路において、パルス幅変調手段
３０とスイッチング手段５０と当該スイッチング手段に
直流信号を供給する直流電源手段１７とを設け、パルス
幅変調手段３０でこの音声周波数帯域入力信号をパルス
幅変調信号に変換し、スイッチング手段５０をこのパル
ス幅変調信号でスイッチングしてこの直流信号を被パル
ス幅変調信号に変換し、この被パルス幅変調信号から音
声周波数帯域にある信号を抽出してこの音声周波数帯域
入力信号を増幅した信号を得る。

【００１０】また本発明は、音声周波数帯域入力信号の
出力増幅回路において、パルス幅変調手段３０とスイッ
チング手段５０とハイカットフィルタ手段６０と信号帰
還手段７０，３３と当該スイッチング手段に直流信号を
供給する直流電源手段１７とを設け、この音声周波数帯
域入力信号を変調手段３０に供給してパルス幅変調信号
に変換し、このパルス幅変調信号でスイッチング手段５
０をスイッチングしてこの直流信号を被パルス幅変調信
号に変換し、この被パルス幅変調信号をハイカットフィ
ルタ手段６０を通じてこの被パルス幅変調信号からこの
音声周波数帯域にある信号を抽出してこの音声周波数帯
域入力信号を増幅した信号出力を得ると共に信号帰還手
段７０，３３によりこの出力を変調手段３０に帰還す
る。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、図１を参照しながら本発明
の出力増幅回路の実施の形態につき説明する。

【００１２】図１は出力増幅回路の構成を示し、図２に
示した構成と同一の部分には同一番号を付与して詳細な
説明を省略して説明する。

【００１３】３０はパルス幅変調部で、パルス幅変調部
３０は音声周波数帯域信号の信号入力端子３と演算増幅
器３１とパルス幅変調器３６とで構成する。演算増幅器
３１は非反転入力３２と反転入力３３と出力３４と出力
３４と反転入力３３との間に接続された帰還抵抗器３５
とを具備する。そしてパルス幅変調器３６は信号入力３
７とパルス幅変調信号出力３８とを具備する。３Ｅは信
号入力の接地側端子である。

【００１４】５０はスイッチング部で、スイッチング部
５０のスイッチ素子をＰチャンネルＭＯＳ型ＦＥＴ５１
（以下の説明ではＦＥＴ５１と称する）で構成する。６
０は第１のハイカットフィルタ部で、第１のハイカット
フィルタ部６０はフライホイール・ダイオード６１と、
リアクタンスコイル６２と平滑用コンデンサ６３で構成
する。７０は出力検出回路で、出力検出回路７０は直列
に接続した２個の抵抗器７１及び７２並びに抵抗器７１
及び７２の接続中点に設けた出力検出信号の出力部７３
で構成する。そして８０は第２のハイカットフィルタ部
で、第２のハイカットフィルタ部８０はリアクタンスコ
イル８１と平滑用コンデンサ８２で構成する。

【００１５】電源ライン１９をＦＥＴ５１のソースＳに
接続しゲートバイアス抵抗器５２を通じてＦＥＴ５１の
ゲートＧに接続しそしてパルス幅変調部３０の電源ライ
ン（図示せず）接続する。パルス幅変調信号出力端子３
８をＦＥＴ５１のゲートＧに接続し、パルス幅変調部３
０の内部接地ライン（図示せず）を接地する。第１のハ
イカットフィルタ部６０のフライホイール・ダイオード
６１のアノード側を接地し、ダイオード６１のカソード
側をリアクタンスコイル６２の一端に接続し、リアクタ
ンスコイル６２の他端を平滑用コンデンサ６３の一端に
接続し、コンデンサ６３の他端を接地する。ＦＥＴ５１
のドレーンＤをダイオード６１のカソード側とリアクタ
ンスコイル６２のこの一端との接続中点に接続する。

【００１６】信号入力端子３を抵抗器３９を通じて非反
転入力端子３２に接続し、出力検出回路７０を構成する
抵抗器７１及び７２の一端をリアクタンスコイル６２と
平滑用コンデンサ６３との接続中点に接続し、直列に接
続した２個の抵抗器７１及び７２の他端を接地し、抵抗
器７１と７２の接続中点に設けた出力検出信号端子７３
を演算増幅器３１の反転入力端子３３に接続する。出力
端子３４をパルス幅変調器３６の入力端子３７に接続す
る。

【００１７】２個の抵抗器７１及び７２のこの一端を第
２のハイカットフィルタ部８０のリアクタンスコイル８
１の一端に接続し、リアクタンスコイル８１の他端を平
滑用コンデンサ８２の一端に接続し、平滑用コンデンサ
８２の他端を接地する。そしてリアクタンスコイル８１
のこの一端を結合コンデンサ１５の一端に接続し、結合
コンデンサ１５の他端をスピーカ２１のボイスコイル２
３の一端に接続し、ボイスコイル２３の他端を接地す
る。

【００１８】信号入力端子３に入力した音声周波数帯域
入力信号を抵抗器３９を通じて非反転入力端子３２に供
給し、出力検出信号の出力部７３から反転入力端子３３
に出力検出信号を帰還する。この音声周波数帯域入力信
号とこの出力検出信号とを演算増幅器３１で比較してこ
れら信号間の誤差を補正する。そしてこの誤差を補正し
た音声周波数帯域入力信号を出力３４からパルス幅変調
器３６の入力３７に供給し、この音声周波数帯域信号の
振幅に応じてパルスの幅をかえて変調したパルス幅変調
信号を出力３８から得る。

【００１９】出力３８から得たこのパルス幅変調信号を
ＦＥＴ５１のゲートＧに供給し、このパルス幅変調信号
のパルス幅に応じてＦＥＴ５１をスイッチング動作さ
せ、直流電源端子１７からソースＳに供給した直流信号
をチョッピングし、ドレインＤ側から被パルス幅変調信
号を得、この被パルス幅変調信号を第１のハイカットフ
ィルタ部６０に供給し、第１のハイカットフィルタ部６
０で信号入力端子３に入力した音声周波数帯域信号の周
波数帯域以外の高域周波数成分（以下の説明ではノイズ
成分と称する）を減衰し、この音声周波数帯域にある信
号（以下の説明では基本波成分と称する）を抽出する。

【００２０】尚第１のハイカットフィルタ部６０はフラ
イホイール・ダイオード６１を具備するので、このパル
ス幅変調信号に応じたＦＥＴ５１のスイッチング動作が
オン状態のときにアクタンスコイル６２にチャージした
エネルギーがこの動作がオフ状態のときに平滑用コンデ
ンサ６３をチャージする。よってこのノイズ成分の減衰
をより効果的におこなうことができる。

【００２１】第１のハイカットフィルタ部６０でノイズ
成分が減衰したこの基本波成分を出力検出回路７０に供
給し、抵抗器７１及び７２でこの基本波成分を分圧した
信号を出力検出信号の出力部７３から反転入力端子３３
に帰還する。

【００２２】この基本波成分を第２のハイカットフィル
タ部８０に供給してさらにノイズ成分を減衰した基本波
成分を得る。そしてこの基本波成分を結合コンデンサ１
５を通じてダイナミックスピーカ２１のボイスコイル２
３に供給してダイナミックスピーカ２１でこの基本波成
分を音響信号として再生する。

【００２３】尚、抵抗器８３は平滑用コンデンサ６３及
び８２を放電する為に設けた抵抗器である。

【００２４】図１に示した実施の形態によれば、電力増
幅部を構成するＦＥＴ５１の動作をスイッチング動作と
したので、電源電圧Ｖccとボイスコイルの駆動電流Ｉｓ
ｐによって発生する電力がＦＥＴ５１で消費され熱損失
を発生することがない。

【００２５】さらにまた、図１に示した実施の形態によ
れば高域周波数成分が減衰した基本波成分を得る為の第
１のハイカットフィルタ部６０及び第２のハイカットフ
ィルタ部８０をリアクタンスコイルとコンデンサとより
構成したＬＣ型フィルタとしたのでこれらフィルタ部に
おける電力損失を低くおさえることができる。

【００２６】

【発明の効果】本発明によれば、出力増幅回路における
熱損失を低くおさえることができ、電源の利用効率を向
上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の出力増幅回路の構成を示す回路図であ
る。

【図２】従来の出力増幅回路の構成を示す回路図であ
る。

【符号の説明】

３ 入力端子、３０ パルス幅変調部、３１ 演算増幅
器、３６ パルス幅変調器、５０ スイッチング部、６
０ 第１のハイカットフィルタ部、７０ 出力検出回
路、８０ 第２のハイカットフィルタ部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 音声周波数帯域入力信号の出力増幅回路
   において、パルス幅変調手段とスイッチング手段と当該
   スイッチング手段に直流信号を供給する直流電源手段と
   を設け、前記パルス幅変調手段で前記音声周波数帯域入
   力信号をパルス幅変調信号に変換し、前記スイッチング
   手段を前記パルス幅変調信号でスイッチングして前記直
   流信号を被パルス幅変調信号に変換し、前記被パルス幅
   変調信号から音声周波数帯域にある信号を抽出して前記
   音声周波数帯域入力信号を増幅した信号を得るようにし
   た出力増幅回路。
2. 【請求項２】 音声周波数帯域入力信号の出力増幅回路
   において、パルス幅変調手段とスイッチング手段とハイ
   カットフィルタ手段と信号帰還手段と、前記スイッチン
   グ手段に直流信号を供給する直流電源手段とを設け、前
   記音声周波数帯域入力信号を前記変調手段に供給してパ
   ルス幅変調信号に変換し、前記パルス幅変調信号で前記
   スイッチング手段をスイッチングして前記直流信号を被
   パルス幅変調信号に変換し、前記被パルス幅変調信号を
   ハイカットフィルタ手段に通じて前記被パルス幅変調信
   号から音声周波数帯域にある信号を抽出して前記音声周
   波数帯域入力信号を増幅した信号出力を得ると共に前記
   信号出力を前記信号帰還手段により前記変調手段に帰還
   するようにした出力増幅回路。