DE60302330T2

DE60302330T2 - Digitale verstärkungseinrichtung

Info

Publication number: DE60302330T2
Application number: DE60302330T
Authority: DE
Inventors: Toshiya Nakagaki
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2002-08-22
Filing date: 2003-07-25
Publication date: 2006-08-03
Anticipated expiration: 2023-07-26
Also published as: JP2004080661A; US20050113055A1; EP1455445B1; WO2004019487A1; JP3956800B2; DE60302330D1; US7202742B2; EP1455445A1; EP1455445A4

Description

GEBIET DER TECHNIK
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Verringerung der Verzerrung einer digitalen Verstärkungseinrichtung, insbesondere auf eine in Audiogeräten von Automobilen verwendete digitale Verstärkungseinrichtung.
TECHNISCHER HINTERGRUND
Eine herkömmliche digitale Verstärkungseinrichtung, die im Hinblick auf eine Verringerung der Spulenverzerrung eines Tiefpassfilters konstruiert ist, wird in der Japanischen Patent-Offenlegung Nr. 2000-307359 offenbart.
6 ist das Blockdiagramm einer Schaltung der herkömmlichen digitalen Verstärkungseinrichtung. Der ΔΣ-Modulator 101 (ΔΣ in 6) verwandelt das analoge Eingangssignal 105 in ein Pulsdichtenmodulationssignal. Der Konstantspannungsschalter 102 (SW in 6) besteht aus einem Schalterelement mit einem kleinen Ein-Widerstand wie einem Metalloxidhalbleiter-Feldeffekttransistor (MOSFET) und verstärkt die Leistung eines Ausgangssignals des ΔΣ-Modulators 101. Das Tiefpassfilter 103 (LPF in 6) besteht aus einer Spule und einem Kondensator. Die Grenzfrequenz des Tiefpassfilters 103 ist tiefer gelegt als die Schaltfrequenz des Konstantspannungsschalters 102. Die im Ausgangssignal des Konstantspannungsschalters 102 enthaltene Schaltkomponente wird abgeschwächt, der Leistungsausgang des Konstantspannungsschalters 102 wird geglättet und zu einem analogen Ausgangssignal demoduliert. Der Rückkopplungskreis 104 (β in 6) koppelt ein Ausgangssignal des Tiefpassfilters 103 zu einem Eingang des ΔΣ-Modulators 101 zurück. In dieser Konfiguration wird eine im Tiefpassfilter 103 auftretende Verzerrung auf der Basis der Ausgangsspannung erkannt und als eine negative Phasenkomponente zum Eingangsteil zurückgekoppelt, um den Klirrfaktor zu verbessern.
Verzerrung durch eine im Tiefpassfilter verwendete Spule verursacht auch Probleme bezüglich der Klangqualität. Die digitale Verstärkungseinrichtung verlangt ein Tiefpassfilter für die Integration der Pulssignale, aber die Spulenverzerrung ist insbesondere bei hohen Ausgangsleistungen ein wichtiger Faktor verschlechterter Klangqualität. Diese Verzerrung wird durch die nichtlineare Kennlinie der B-H-Kurve des für die Spule verwendeten magnetischen Materials verursacht und stellt eine durch den Strom verursachte Stromverzerrung dar. Je höher der Strom, desto grösser die Auswirkung der nichtlinearen Kennlinie.
Insbesondere die Audiogeräte in Automobilen werden oft mit einem 12-Volt-System als der Energiequelle im Fahrzeug betrieben, so dass eine hohe Leistungsabgabe mit einer Stromquelle niedriger Spannung gewonnen werden muss. Dafür wird ein Verfahren verwendet, bei dem die Impedanz des Lautsprechers als der Last herabgesetzt wird. Bei verringerter Lastimpedanz erhöht sich aber der Laststrom, und daher steigt die Verzerrung der Spule des Tiefpassfilters in der digitalen Verstärkungseinrichtung weiter und verschlechtert die Klangqualität.
Um den Klirrfaktor des Tiefpassfilters 103 in der digitalen Verstärkungseinrichtung zu verringern, sind Mittel für die Erkennung des Ausgangsstromes nützlich. Wenn lediglich ein Widerstand als Last wirkt, ist die Ausgangsspannung dem Ausgangsstrom proportional, und daher kann die Verzerrung der Spule durch Erkennung der Ausgangsspannung genau verringert werden. Wenn aber eine nichtlineare Last wie zum Beispiel ein Lautsprecher verwendet wird, kann der Ausgangsstrom stark verzerrt werden, selbst wenn die Ausgangsspannung nicht verzerrt wird. Es ist schwierig, diese Verzerrung durch Erkennung der Ausgangsspannung zu korrigieren.
Um den Ausgangswirkungsgrad zu verbessern, müssen der Einschaltwiderstand des Schalttransistors und die Widerstandskomponente des Ausgangskreises auf ein Minimum reduziert werden. Hier stellt der Schalttransistor den Ausgangsteil einer digitalen Verstärkerstufe dar, und die Widerstandskomponente ist zum Beispiel eine Widerstandskomponente der Spule im Tiefpassfilter 3. Daher wird nicht bevorzugt, einen Widerstand oder dergleichen im Augangskreis in Reihe zu schalten.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Eine digitale Verstärkungseinrichtung besitzt die folgenden Elemente:
eine digitale Verstärkereinheit mit einem differentiellen Eingangsanschluss für die Eingabe eines Analogsignals und einem differentiellen Ausgangsanschluss für die Ausgabe eines digitalen Signals, die das Analogsignal in das digitale Signal umwandelt, die Leistung verstärkt und das digitale Signal ausgibt;
ein Tiefpassfilter für die Integration des digitalen Signals; und
einen Lastausgangsanschluss für die Ausgabe eines Signals vom Tiefpassfilter,
dadurch gekennzeichnet, dass die digitale Verstärkungseinrichtung weiter einen Stromrückkopplungskreis umfasst, um an den differentiellen Eingangsanschluss ein Signal zurückzukoppeln, das mit einem Signal in Beziehung steht, das durch Transformatorkopplung mit dem Tiefpassfilter geliefert wird.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Schaltungsblockdiagramm einer digitalen Verstärkungseinrichtung gemäss der beispielhaften Ausführungsform Nr. 1 der vorliegenden Erfindung.
2 ist ein Diagramm der Übertragungskennlinie eines ersten Stromrückkopplungskreises der digitalen Verstärkungseinrichtung gemäss der beispielhaften Ausführungsform Nr. 1.
3 ist ein charakteristisches Diagramm der gesamten harmonischen Verzerrung in der Ausgangsleistung der digitalen Verstärkungseinrichtung gemäss der beispielhaften Ausführungsform Nr. 1.
4 ist ein schematisches Diagramm einer ersten Spule vom Transformatorkopplungstyp in einer digitalen Verstärkungseinrichtung gemäss der beispielhaften Ausführungsform Nr. 2 der vorliegenden Erfindung.
5 ist ein Schaltungsblockdiagramm einer digitalen Verstärkungseinrichtung gemäss der beispielhaften Ausführungsform Nr. 3 der vorliegenden Erfindung.
6 ist ein Schaltungsblockdiagramm einer herkömmlichen digitalen Verstärkungseinrichtung.
EINGEHENDE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die vorliegende Erfindung liefert digitale Verstärkungseinrichtungen für die Behandlung der Probleme herkömmlicher digitaler Verstärkungseinrichtungen.
Die digitalen Verstärkungseinrichtungen gemäss den beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
(Beispielhafte Ausführungsform Nr. 1)
1 ist ein Schaltungsblockdiagramm einer digitalen Verstärkungseinrichtung gemäss der beispielhaften Ausführungsform Nr. 1 der vorliegenden Erfindung.
Der analoge Eingangsanschluss 11 ist über das Eingangsimpedanzelement 12 (Z in 1) mit dem differentiellen Eingangsanschluss 20 der digitalen Verstärkereinheit 13 verbunden. Der differentielle Ausgangsanschluss 21 der digitalen Verstärkereinheit 13 ist über das Tiefpassfilter 14 mit dem Lastausgangsanschluss 22 verbunden. Das Tiefpassfilter 14 hat eine erste Spule 15 vom Transformatorkopplungstyp, einen zwischen die erste transformatorartig gekoppelte Spule 15 und den Lastausgangsanschluss 22 zwischengeschalteten Kondensator 16 sowie einen zwischen den Lastausgangsanschluss 22 und Erde zwischengeschalteten Überbrückungskondensator 17. Die primärseitige Wicklung der ersten transformatorartig gekoppelten Spule 15 ist zwischen den differentiellen Ausgangsanschluss 21 und den Lastausgangsanschluss 22 in Reihe zwischengeschaltet. Ein Ende der Sekundärwicklung der ersten transformatorartig gekoppelten Spule 15 ist geerdet, das andere Ende ist über den ersten Stromrückkopplungskreis 18 (βC in 1) mit dem differentiellen Eingangsanschluss 20 verbunden. Der differentielle Eingangsanschluss 20 ist über den Spannungsrückkopplungskreis 19 (βV in 1) ebenfalls mit dem differentiellen Ausgangsanschluss 21 verbunden.
Die Arbeit der digitalen Verstärkungseinrichtung wird hierunter beschrieben.
Ein an den analogen Eingangsanschluss 11 angelegtes analoges Audio-Eingangssignal wird über ein Paar von Eingangsimpedanzelementen 12 zum differentiellen Eingangsanschluss 20 der digitalen Verstärkereinheit 13 geführt. Dieses analoge Signal wird zu einem digitalen Pulsbreitenmodulationssignal (PWM-Signal) umgewandelt, dessen Frequenz weit genug über der des analogen Audiosignals liegt, und in seiner Leistung durch die digitale Verstärkereinheit 13 verstärkt. Das verstärkte PWM-Signal wird vom differentiellen Ausgangsanschluss 21 zum Tiefpassfilter 14 geführt. Das PWM-Signal wird durch das Tiefpassfilter 14 integriert, über den Lastausgangsanschluss 22 an den Lautsprecher 33 geliefert und als Klang reproduziert. Die Spannung des vom differentiellen Ausgangsanschluss 21 der digitalen Verstärkereinheit 13 gelieferten digitalen Signals wird über den Spannungsrückkopplungskreis 19 an den differentiellen Eingangsanschluss 20 zurückgekoppelt. Der Strom des digitalen Signals wird von der Sekundärwicklung der ersten transformatorartig gekoppelten Spule 15 über den ersten Stromrückkopplungskreis 18 an den differentiellen Eingangsanschluss 20 zurückgekoppelt. Hier ist die erste transformatorartig gekoppelte Spule 15 eine Komponente des Tiefpassfilters 14.
2 ist ein Übertragungskennliniendiagramm des ersten Stromrückkopplungskreises 18. Kurve 23 in 2 zeigt die Kennlinie einer in der Sekundärwicklung der ersten transformatorartig gekoppelten Spule 15 induzierten Spannung mit einem Gradienten des Kopplungskoeffizienten M, während Kurve 24 eine Übertragungskennlinie des ersten Stromrückkopplungskreises 18 zeigt.
Im ersten Stromrückkopplungskreis 18 muss eine als Verzerrung wirkende Schaltfrequenzkomponente dadurch abgeschwächt werden, dass die Grenzfrequenz Fc des ersten Stromrückkopplungskreises 18 niedriger als die Schaltfrequenz Fs des PWM-Signals gemacht wird. Die Schleifenverstärkung und Phase des ersten Stromrückkopplungskreises 18 müssen so angepasst werden, dass eine verzerrende Komponente der Signalfrequenz Ft aufgehoben wird. In anderen Worten ist die dritte harmonische Verzerrung, die in der ersten transformatorartig gekoppelten Spule 15 auftritt, in der digitalen Verstärkungseinrichtung die grösste. Wenn die Übertragungskennlinie des ersten Stromrückkopplungskreises 18 so eingestellt wird, dass nur die dritte harmonische Verzerrung rückgekoppelt wird, kann die dritte harmonische Verzerrung weitgehend verringert werden. In diesem Falle wird nur ein Fehlersignal als dritte harmonische Verzerrung rückgekoppelt, so dass die Rückkopplungsverstärkung einfach der reziproke Wert der Verstärkung A der digitalen Verstärkereinheit 13 sein kann, nämlich 1/A. Somit wird der Rückkopplungsbetrag des ersten Stromrückkopplungskreises 18 so eingestellt, dass er beim Dreifachen der Signalfrequenz Ft, also bei 3 × Ft, am grössten ist, wodurch die Verezrrung durch die dritte Harmonische der Signalfrequenz Ft wirksam verringert wird.
3 ist ein charakteristisches Diagramm des gesamten harmonischen Klirrfaktors in der Ausgangsleistung der digitalen Verstärkungseinrichtung gemäss der beispielhaften Ausführungsform Nr. 1. Die waagerechte Achse zeigt die Ausgangsleistung, die senkrechte Achse zeigt den gesamten harmonischen Klirrfaktor (total harmonic distortion THD + N in 3). Die Vielecklinie 25 stellt die Kennlinie dar, wenn der erste Stromrückkopplungskreis 18 nicht vorhanden ist, während die Vielecklinie 26 die Kennlinie darstellt, wenn der erste Stromrückkopplungskreis 18 vorhanden ist. Wenn der erste Stromrückkopplungskreis 18 zusammen mit der ersten transformatorartig gekoppelten Spule 15 vorhanden ist, erkennt man bei Ausgangsleistungen von 1 bis 30 W eine Verbesserung von 20 dB oder mehr gegenüber der herkömmlichen digitalen Verstärkungseinrichtung.
3 zeigt ein typisches Beispiel für den Fall, wo die Frequenz F des analogen Eingangssignals 50 Hz, die Ausgangslast RL der digitalen Verstärkungseinrichtung 1 Ω und die zum Betrieb der digitalen Verstärkungseinrichtung verwendete Versorgungsspannung 14,4V betragen.
Die oben erörterte Struktur vermag die Verzerrung des Tiefpassfilters mit einem Stromrückkopplungskreis zu verringern, der die Stromverzerrung erkennt und rückkoppelt, die die Verzerrung des Tiefpassfilters bewirkt.
(Beispielhafte Ausführungsform Nr. 2)
4 ist ein schematisches Diagramm der ersten transformatorartig gekoppelten Spule 15 einer digitalen Verstärkungseinrichtung gemäss der beispielhaften Ausführungsform Nr. 2 der vorliegenden Erfindung. 4 zeigt die aus einer Ringdoppelwicklung gebildete erste transformatorartig gekoppelte Spule. Die Widerstandskomponente der ersten transformatorartig gekoppelten Spule 15 bewirkt einen Verlust und muss daher verringert werden. Die Widerstandskomponente ist der Anzahl von Windungen der Spulenwicklung proportional, so dass erforderlich ist, eine gewünschte Induktivität mit einer kleinen Anzahl von Windungen zur Verfügung zu stellen. Daher wird bevorzugt, ein Kernmaterial einzusetzen, das eine hohe magnetische Durchlässigkeit besitzt.
Ein Material mit hoher magnetischer Durchlässigkeit hat aber allgemein eine stark nichtlineare B-H-Kurve. Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Nichtlinearität der B-H-Kurve zu kompensieren, aber es wird nicht bevorzugt, dass die B-H-Kurve eine extreme Nichtlinearität besitzt. Ein Ringkern 27 wird benutzt, der eine B-H-Kurve von guter Linearität besitzt.
Die Anzahl von Windungen der Primärwicklung 28 wird so angesetzt, dass sie die Induktivität des Tiefpassfilters 14 liefert. Um die Widerstandskomponente zu verringern, werden bevorzugt die dickestmöglichen Wicklungen verwendet, wenn dabei eine vorbestimmte Anzahl von Windungen erreicht werden kann.
Die Sekundärwicklung 29 kann dünn sein. Die Anzahl von Windungen der Sekundärwicklung 29 kann im Wesentlichen willkürlich festgelegt werden, solange ein Gleichgewicht zwischen dieser Anzahl und der Übertragungskennlinie des ersten Stromrückkopplungskreises 18 bewahrt wird. Die Anzahl von Windungen beträgt aber bevorzugt einige oder mehr als einige, um den Kopplungskoeffizienten M zu stabilisieren. Eine Befestigung der Wicklungen mit Kleber stabilisiert den Kopplungskoeffizienten M ebenfalls.
Die in herkömmlichen digitalen Verstärkungseinrichtungen oft verwendete Ringspule wird in der oben erörterten Struktur eingesetzt, so dass ein gedrucktes Schaltmuster verwendet werden kann, das im Wesentlichen dem der herkömmlichen Technik ähnlich ist. Zusätzlich kann ein Muster eingesetzt werden, das Vorkehrungen gegen Strahlungsrauschen beinhaltet, und die Struktur der herkömmlichen digitalen Verstärkungseinrichtung kann mit geringen Veränderungen verwendet werden, so dass der Strom mit geringen Kosten erkannt werden kann.
(Beispielhafte Ausführungsform Nr. 3)
5 ist ein Schaltungsblockdiagramm einer digitalen Verstärkungseinrichtung gemäss der beispielhaften Ausführungsform Nr. 3 der vorliegenden Erfindung. In 5 wird hiernach hauptsächlich der Teil der digitalen Verstärkungseinrichtung beschrieben, der sich von der beispielhaften Ausführungsform Nr. 1 unterscheidet.
Die zweite transformatorartig gekoppelte Spule 30 ist eine Komponente des Leitungsfilters des Eingangsteils einer Stromquelle, die Primärwicklung stellt eine Induktivitätskomponente des Leitungsfilters dar, und die Widerstandskomponente ist bevorzugt klein. Die mit der Primärwicklung elektromagnetisch verbundene Sekundärwicklung wid aus zwei Wicklungen gebildet; diese Wicklungen besitzen im Wesentlichen die gleiche Anzahl von Windungen, aber umgekehrte Polarisation, und ein Ende jeder Wicklung ist geerdet.
Kondensator 31 bildet eine kapazitive Komponente des Leitungsfilters und ist mit der Ausgangsseite der Primärwicklung der zweiten transformatorartig gekoppelten Spule 30 verbunden. Um Ströme mit geringen Schwankungen an die digitale Verstärkereinheit 13 zu liefern, wird bevorzugt, die Kapazität des Kondensators 31 genügend hoch zu wählen.
Strom wird von aussen an den Eingangsanschluss 34 der Stromquelle angelegt, durch die Primärwicklung der zweiten transformatorartig gekoppelten Spule 30 geschickt und als Stromquelle 35 für die digitale Verstärkereinheit 13 geliefert. Somit wird die digitale Verstärkereinheit 13 mit Strom versorgt.
Ein Paar von zweiten Stromrückkopplungskreisen 32 (βI in 5) ist mit den entsprechenden, nicht geerdeten Anschlüssen der Sekundärspule der zweiten transformatorartig gekoppelten Spule 30 verbunden. Die Polarität und die Verstärkung der zweiten Stromrückkopplungskreise 32 sind so eingestellt, dass die Brummspannung des Stromversorgungskreises aufgehoben wird. Zur alleinigen Einstellung der Verstärkung können die zweiten Stromrückkopplungskreise 32 lediglich aus einem Widerstand bestehen. Allgemein ist aber der Stromversorgung eine Schaltwellenform überlagert, so dass die zweiten Stromrückkopplungskreise 32 aus Tiefpassfiltern aufgebaut werden können, deren Grenzfrequenz nicht unterhalb der eines wiedergegebenen Audiofrequenzbandes liegt.
Die Arbeit der digitalen Verstärkungseinrichtung wird hierunter beschrieben.
Die Stromversorgungsleitung vom Eingangsanschluss 34 der Stromversorgung zur digitalen Verstärkereinheit 13 hat eine kleine, aber endliche Impedanz, so dass Stromwelligkeit in der Stromversorgungsleitung auftritt. Diese Stromquelle liefert der digitalen Verstärkereinheit 13 eine Bezugsspannung, so dass die Stromwelligkeit direkt zu einer Verzerrungskomponente des Ausgangssignals wird. Daher erkennt die zweite transformatorartig gekoppelte Spule 30 eine Stromverzerrung, betrachtet sie als Stromwelligkeit der Stromquelle und addiert sie zum Eingangssignal. In diesem Moment stellen die zweiten Stromrückkopplungskreise 32 einen Korrekturbetrag ein, so dass die durch die Stromwelligkeit der Stromquelle verursachte Verzerrungskomponente in der Ausgangsspannung der digitalen Verstärkereinheit 13 aufgehoben werden kann.
Wenn eine Impedanz wie zum Beispiel ein Widerstand in der Stromversorgungsleitung vorhanden ist, verursacht sie einen Verlust und senkt den Wirkungsgrad. Indem der Verzerrungsstrom mit der zweiten, transformatorartig gekoppelten Spule 30 erkannt wird, kann aber die Verzerrungskomponente aufgehoben werden, ohne die Widerstandskomponente zu vergrössern.
In der oben beschriebenen Struktur kann die Stromwelligkeit der Stromquelle als Verzerrungsstrom erkannt werden, ohne die Impedanz der Stromversorgungsleitung zu erhöhen, indem der Verzerrungsstrom mit der zweiten, transformatorartig gekoppelten Spule 30 erkannt wird. Durch Rückkopplung des Verzerrungsstromes kann die durch die Impedanz der Stromversorgungsleitung hervorgerufene Verzerrung verringert werden.
Wie in Ausführungsformen Nr. 1 bis Nr. 3 erörtert, besitzt die digitale Verstärkungseinrichtung der vorliegenden Erfindung einen ersten Strommrückkopplungskreis, der die Stromverzerrung erkennt, die die Verzerrung im Tiefpassfilter verursacht, und sie rückkoppelt, so dass die Verzerrung des Tiefpassfilters verringert werden kann.
Die digitale Verstärkungseinrichtung der vorliegenden Erfindung besitzt auch einen Spannungsrückkopplungskreis, um die Spannung eines vom differentiellen Ausgangsanschluss gelieferten digitalen Signals zum differentiellen Eingangsanschluss rückzukoppeln, so dass sowohl der Strom als auch die Spannung rückgekoppelt und die Verzerrung des Tiefpassfilters weiter verringert werden kann.
Die digitale Verstärkungseinrichtung der vorliegenden Erfindung besitzt ein aus einer Ringdoppelwicklung und einem Kondensator gebildetes Tiefpassfilter, so dass sie mit geringen Veränderungen gegenüber der Struktur der herkömmlichen digitalen Verstärkungseinrichtung tatsächlich eingesetzt werden kann. Der Strom kann daher mit geringen Kosten erkannt werden, und die Verzerrung kann mit geringen Kosten verringert werden.
Die digitale Verstärkungseinrichtung der vorliegenden Erfindung kann die Verzerrung des Tiefpassfilters mit einem ersten Stromrückkopplungskreis verringern, der die die Verzerrung im Tiefpassfilter verursachende Stromverzerrung erkennt und rückkoppelt. Durch den zweiten Stromrückkopplungskreis kann die digitale Verstärkungseinrichtung auch die Verzerrung verringern, die durch die Impedanz des Stromversorgungskreises verursacht wird.
Somit besitzt die digitale Verstärkungseinrichtung der vorliegenden Erfindung einen Stromrückkopplungskreis, der transformatorartig mit dem Tiefpassfilter gekoppelt ist und Strom zum differentiellen Eingangsanschluss rückkoppelt. Der Stromrückkopplungskreis erkennt die die Verzerrung des Tiefpassfilters verursachende Stromverzerrung und koppelt sie zurück, wodurch die Verzerrung des Tiefpassfilters verringert wird.
INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
Eine digitale Verstärkungseinrichtung der vorliegenden Erfindung kann durch Stromrückkopplung die Verzerrung eines Tiefpassfilters verringern. Die digitale Verstärkungseinrichtung der vorliegenden Erfindung kann auch durch Stromrückkopplung von einem Stromversorgungskreis die durch die Impedanz des Stromversorgungskreises verursachte Verzerrung verringern.

11: Analoger Eingangsanschluss
12: Eingangsimpedanzelement
13: Digitale Verstärkereinheit
14: Tiefpassfilter
15: erste Spule vom Transformatorkopplungstyp
16: Kondensator
17: Überbrückungskondensator
18: erster Stromrückkopplungskreis
19: Spannungsrückkopplungskreis
20: Differentieller Eingangsanschluss
21: Differentieller Ausgangsanschluss
22: Leistungsausgangsanschluss
23: in der Sekundärwicklung induzierte Spannung
24: Übertragungskennlinie des Stromrückkopplungskreises
25: Kennlinie, wenn Stromrückkopplungskreis nicht vorhanden
26: Kennlinie, wenn Stromrückkopplungskreis vorhanden
27: Ringkern
28: Primärwicklung
29: Sekundärwicklung
30: zweite Spule vom Transformatorkopplungstyp
31: Kondensator
32: zweiter Stromrückkapplungskreis
33: Lautsprecher
34: Eingangsanschluss der Stromquelle
35: Stromversorgung der digitalen Verstärkereinheit 13

Claims

Digitale Verstärkungseinrichtung, umfassend: eine digitale Verstärkereinheit (13) mit einem differentiellen Eingangsanschluss (11) für die Eingabe eines Analogsignals und einem differentiellen Ausgangsanschluss (21) für die Ausgabe eines digitalen Signals, wobei die digitale Verstärkereinheit das Analogsignal in das digitale Signal umwandelt, die Leistung verstärkt und das digitale Signal ausgibt; ein Tiefpassfilter (14) für die Integration des digitalen Signals; und einen Lastausgangsanschluss (22) für die Ausgabe eines Signals vom Tiefpassfilter, dadurch gekennzeichnet, dass die digitale Verstärkungseinrichtung weiter einen Stromrückkopplungskreis (15, 18) umfasst, um an den differentiellen Eingangsanschluss ein Signal zurückzuleiten, das mit einem Signal in Beziehung steht, das durch Transformatorkopplung mit dem Tiefpassfilter geliefert wird.
Digitale Verstärkungseinrichtung nach Anspruch 1, weiter einen Spannungsrückkopplungskreis umfassend, um an den differentiellen Eingangsanschluss die Spannung eines digitalen Signals zurückzuleiten, das vom differentiellen Ausgangsanschluss geliefert wird.
Digitale Verstärkungseinrichtung nach Anspruch 1, weiter eine Spule vom Transformatorkopplungstyp umfassend, um mit dem Tiefpassfilter transformatorartig gekoppelt zu werden, dadurch gekennzeichnet, dass eine Primärseite der Spule des Transformatorkopplungstyps so gekoppelt ist, dass sie eine Induktivitätskomponente des Tiefpassfilters liefert, ein Anschluss einer Sekundärseite der Spule des Transformatorkopplungstyps geerdet ist und der andere Anschluss an den Stromrückkopplungskreis gekoppelt ist; und dadurch, dass ein Ausgangssignal des Tiefpassfilters an den differentiellen Eingangsanschluss zurückgeleitet wird.
Digitale Verstärkungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Tiefpassfilter eine Ring-Doppelwicklung und einen Kondensator umfasst.
Digitale Verstärkungseinrichtung nach Anspruch 1, weiter umfassend: eine zweite Spule vom Transformatorkopplungstyp mit einer Primärspule und einer Sekundärspule, die aus zwei Wicklungen gebildet wird, wobei die Wicklungen in zueinander entgegengesetzten Richtungen gewickelt sind; und einen zweiten Stromrückkopplungskreis, dadurch gekennzeichnet, dass die Primärspule so angeordnet ist, dass sie eine Induktivitätskomponente eines Leitungsfilters eines Stromquelleneingangs zur Verfügung stellt und Stromversorgung an die digitale Verstärkereinheit liefert; dadurch, dass die Anschlüsse der Wicklungen auf der einen Seite geerdet, aber die Anschlüsse der Wicklungen auf der anderen Seite an den zweiten Stromrückkopplungskreis gekoppelt sind; und dadurch, dass der zweite Stromrückkopplungskreis ein Signal an den differentiellen Eingangsanschluss zurückleitet, das mit einem Signal von den Wicklungen in Beziehung steht.