FR3055173B1 - Dispositif d'amplification comprenant un circuit de compensation - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne un dispositif (10) d'amplification d'un signal d'entrée comprenant : - un premier étage d'amplification (12), - un deuxième étage d'amplification (14), chaque étage d'amplification (12, 14) comprenant : • un circuit de commutation (22), le circuit de commutation (22) étant propre à générer en sortie (22A, 22B) un signal commuté ayant au moins deux états, et • un élément inductif (24) propre à lisser le signal commuté pour obtenir un signal lissé (11, 13), le signal lissé (11, 13) ayant une composante utile et une composante parasite. Le dispositif d'amplification (10) comprend, en outre, un circuit de compensation (16), pour chaque étage d'amplification (12, 14), propre à générer un signal de compensation (I2, I4) de la composante parasite du signal lissé (11, I3) généré dans l'élément inductif (24) dudit étage d'amplification (12, 14).
Description
Dispositif d’amplification comprenant un circuit de compensation
La présente invention concerne un dispositif d’amplification d’un signal d’entréecomprenant : - une entrée différentielle pour le signal d’entrée, - une sortie différentielle pour un signal de sortie, - un premier étage d’amplification ayant une entrée, - un deuxième étage d’amplification ayant une entrée, les entrées de chaque étage d’amplification formant l’entrée différentielle,chaque étage d’amplification comprenant : • une sortie pour une charge, les sorties de chaque étage d’amplificationformant la sortie différentielle, • un circuit de commutation, le circuit de commutation étant propre à généreren sortie un signal commuté ayant au moins deux états, • un élément inductif connecté entre la sortie du circuit de commutation et lasortie de l’étage d’amplification, l’élément inductif étant propre à lisser lesignal commuté généré par le circuit de commutation pour obtenir un signallissé, le signal lissé ayant une composante utile et une composanteparasite, les signaux commutés en sortie des circuits de commutation de chaque étaged’amplification étant opposés.
Un tel dispositif d’amplification est, par exemple, utilisé en tant qu’amplificateur dela tension aux bornes d’une charge.
Lorsque la charge est un composant audio, tel qu’un haut-parleur, la composanteparasite haute fréquence, de forme triangulaire, générée dans l’élément inductif de l’étaged’amplification nuit à la qualité du signal audio restitué par le haut-parleur.
En outre, une telle composante parasite est à l’origine d’échauffement du dispositifd’amplification et de la charge, ce qui induit une perte de rendement en sortie du dispositifd’amplification.
Il existe donc un besoin pour réduire la composante parasite générée par l’élémentinductif d’un tel dispositif d’amplification. A cet effet, l’invention a pour objet un dispositif d’amplification tel que décritprécédemment, dans lequel le dispositif d’amplification comprend, en outre, un circuit decompensation, pour chaque étage d’amplification, propre à générer un signal decompensation de la composante parasite du signal lissé généré dans l’élément inductifdudit étage d’amplification, chaque circuit de compensation étant connecté à la sortie del’étage d’amplification correspondant et à la sortie du circuit de commutation de l’autre étage d’amplification, les différences de chaque signal lissé et du signal de compensationcorrespondant formant le signal de sortie en sortie du dispositif d’amplification.
Suivant des modes de réalisation particuliers, le dispositif d’amplification comprendune ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou suivant toutes lescombinaisons techniquement possibles : - chaque circuit de compensation comprend au moins un élément inductif, l’écartrelatif entre l’inductance de l’élément inductif du circuit de compensation et l’inductance del’élément inductif de l’étage d’amplification correspondant étant inférieur ou égal à 30pourcents ; - chaque circuit de compensation comprend un filtre passe-haut ; - le filtre passe-haut comprend un condensateur ; - le signal d’entrée est un signal modulé par une fréquence porteuse, le filtrepasse-haut ayant une fréquence de coupure strictement inférieure à la fréquenceporteuse du signal d’entrée ; - le signal d’entrée a une fréquence utile, le filtre passe-haut ayant une fréquencede coupure strictement supérieure à la fréquence utile du signal d’entrée ; - les étages d’amplification sont des étages d’amplification d’un signal numérique,le dispositif comprenant, en outre, au moins un amplificateur analogique connecté ensortie de l’un des étages d’amplification ; - le ou chaque amplificateur analogique est un amplificateur de classe A ou AB ; - le dispositif comprend, en outre, un dispositif de mesure du courant de sortie dechaque amplificateur analogique et un module de commande propre à recevoir au moinsla mesure du courant de sortie de chaque amplificateur analogique, le module decommande étant propre à générer les signaux en entrée des étages d’amplification enfonction des courants de sortie mesurés de sorte, d’une part, que les signaux commutésen sortie des circuits de commutation desdits étages soient opposés et, d’autre part, quele courant de sortie de chacun des amplificateurs analogiques soit minimisé ; - les signaux en entrée de chaque étage d’amplification sont en opposition dephase durant plus de 70 pourcents du temps. L’invention concerne, également, un système audio comprenant : - un dispositif d’amplification tel que décrit précédemment, et - un haut-parleur connecté à la sortie de chaque étage d’amplification. D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de ladescription qui suit de modes de réalisation de l’invention, donnés à titre d’exempleuniquement et en référence aux dessins qui sont : - figure 1, une vue schématique d’un exemple d’un dispositif d’amplification selonun premier mode de réalisation de l’invention, - figure 2, un exemple d’un premier chronogramme représentant les tensions ensortie des circuits de commutation de chaque étage d’amplification du dispositifd’amplification, - figure 3, un exemple d’un deuxième chronogramme représentant la composanteparasite d’un signal lissé, le signal de compensation de ladite composante parasite et larésultante des deux signaux, et - figure 4, une vue schématique d’un exemple d’un dispositif d’amplification selonun deuxième mode de réalisation de l’invention.
Un dispositif d’amplification 10 selon un premier mode de réalisation de l’inventionest illustré sur la figure 1.
Le dispositif d’amplification 10 est aussi connu sous le nom de «pontd’amplification ».
Le dispositif d’amplification 10 comprend deux entrées 10A, 10B recevant dessignaux en opposition de phase formant un signal d’entrée différentiel à amplifier et deuxsorties 20A, 20B pour un signal de sortie différentiel amplifié. Les deux entrées 10A, 10Bdu dispositif d’amplification 10 forment une entrée différentielle. Les deux sorties 20A, 20Bdu dispositif d’amplification 10 forment une sortie différentielle
Le signal d’entrée est, par exemple, généré par un module de commande 11 et uninverseur 13 comme visible sur la figure 1. Le signal d’entrée est un signal modulé, parexemple, en largeur d’impulsions, caractérisé par une fréquence porteuse et une bandede fréquence utile. La bande de fréquence utile est, par exemple, l’intervalle compris entre20 Hertz (Hz) et 100 kilohertz (kHz). La fréquence porteuse est, par exemple, supérieureou égale à 400 kHz.
Le signal d’entrée est une tension. Comme visible sur la figure 1, le signal reçu parl’une des deux entrées 10A, 10B du dispositif d’amplification est inversé par l’inverseur 13de sorte que les signaux reçus par chacune des deux entrées 10A, 10B sont enopposition de phase et forment un signal d’entrée différentiel.
Le dispositif d’amplification 10 comprend, en outre, un premier étaged’amplification 12, un deuxième étage d’amplification 14 et un circuit de compensation 16pour chaque étage d’amplification 12, 14.
Chaque étage d’amplification 12, 14 comprend une entrée correspondant auxentrées 10A, 10B du dispositif d’amplification 10, une sortie 20A, 20B correspondant auxsorties 20A, 20B du dispositif d’amplification 10, un circuit de commutation 22 et unélément inductif 24. Les sorties 20A, 20B de chaque étage d’amplification 12, 14 sont destinées à être connectée à une même charge 26, telle qu’un haut-parleur, pour formerun système audio.
Les deux étages d’amplification 12, 14 sont alimentés par une même tensiond'alimentation V1. La tension d’alimentation V1 est, par exemple, positive.
Chaque circuit de commutation 22 comprend au moins deux transistors 31, 32connectés en série entre la tension d’alimentation V1 et une masse. L’entrée de chaquecircuit de commutation 22 correspond à l’entrée 10A, 10B de l’étage d’amplification 12, 14correspondant. La sortie de chaque circuit de commutation 22 des étages 12, 14 estformée par un point milieu 22A, 22B entre les deux transistors 31, 32 de chacun desétages 12, 14.
La grille des transistors 31, 32 de chaque étage d’amplification 12, 14 estconnectée à l’entrée du circuit de commutation 22 correspondant de sorte à êtrealimentée par le signal d’entrée. La grille de l’un des transistors 31, 32 de chaque étaged’amplification 12, 14 étant connectée à un inverseur 34, lorsque l’un des transistors 31,32 est passant, l’autre transistor 31, 32 est bloqué.
Les transistors sont, par exemple, des transistors MOSFET.
Le circuit de commutation 22 de chaque étage d’amplification 12, 14 est propre àgénérer un signal commuté ayant au moins deux états à partir du signal en entrée 10A,10B dudit étage d’amplification 12, 14 et de la tension d’alimentation V1. Les tensionsd’alimentation V1 des deux étages 12, 14 étant identiques et les signaux en entrée 10A,10B desdits étages 12, 14 étant en opposition de phase, les signaux commutés en sortie22A, 22B des circuits de commutation 22 de chaque étage 12, 14 ont des états opposées.Ainsi, lorsque le signal commuté en sortie 22A du circuit de commutation 22 du premierétage d’amplification 12 a une tension égale à la tension d’alimentation V1,respectivement égal à la tension nulle, le signal commuté en sortie 22B du circuit decommutation 22 du deuxième étage d’amplification 12 a une tension égale à la tensionnulle, respectivement égal à la tension d’alimentation V1. L’élément inductif 24 est formé, par exemple, d’une bobine. L’élément inductif 24de chaque étage d’amplification 12, 14 est connecté à la sortie 22A, 22B du circuit decommutation 22 dudit étage 12, 14, d’une part, et la sortie 20A, 20B dudit étage 12, 14,d’autre part. L’élément inductif 24 est propre à lisser le signal commuté généré par le circuit decommutation 22 correspondant pour obtenir un signal lissé 11, 13. Le signal lissé 11, I3 aune composante utile et une composante parasite. La composante utile est bassefréquence et la composante parasite est haute fréquence.
La composante utile du signal lissé 11, 13 est la composante transportant la partieutile du signal d’entrée à amplifier. Dans le cas d’un amplificateur audio, la composanteutile est la musique à amplifier, par exemple les signaux de fréquence comprise entre20 Hz et 100 kHz.
La composante parasite du signal lissé 11, I3 est une composante relative à uncourant ondulatoire de forme triangulaire, généré dans l’élément inductif 24. Un telcourant ondulatoire (en anglais « ripple current ») est dû à une variation haute fréquencede la tension aux bornes de l’élément inductif 24. Un tel courant ondulatoire a, parexemple, une fréquence porteuse égale à 400 kHz.
Chaque circuit de compensation 16 est connecté, d’une part, à la sortie 20A, 20Bde l’étage d’amplification 12, 14 correspondant et, d’autre part, à la sortie 22A, 22B ducircuit de commutation 22 de l’autre étage d’amplification 12, 14. En d’autres termes, lecircuit de compensation 16 d’un étage d’amplification 12, 14 est connecté en parallèle del’élément inductif 24 et de la sortie 20A, 20B de l’autre étage d’amplification 12, 14.
Chaque circuit de compensation 16 est propre à générer un signal decompensation I2, I4 de la composante parasite du signal lissé 11, I3 généré dans l’élémentinductif 24 de l’étage d’amplification 12, 14 correspondant.
Chaque circuit de compensation 16 comprend au moins un élément inductif 36 etun filtre passe-haut 38.
Idéalement, les inductances de chaque élément inductif 24 et de l’élément inductif36 du circuit de compensation correspondant ont la même valeur. En pratique, l’écartrelatif entre l’inductance de l’élément inductif 36 du circuit de compensation 16 etl’inductance de l’élément inductif 24 de l’étage d’amplification 12, 14 correspondant estinférieur ou égal à 30 pourcents (%). Dans le cas présent, l’écart relatif est le rapport de lavaleur absolue de la différence entre l’inductance de l’élément inductif 36 du circuit decompensation 16 et l’inductance de l’élément inductif 24 de l’étage d’amplification 12, 14correspondant, par l’inductance de l’élément inductif 24 dudit étage d’amplification 12, 14.
Le filtre passe-haut 38 est formé d’un condensateur dans son interaction avecl’élément inductif 36 du circuit de compensation 16 correspondant.
Le filtre passe-haut 38 est propre à autoriser le passage de la composanteparasite haute fréquence du signal lissé 11, I3 dans le circuit de compensation 16 duditfiltre passe-haut 38.
Le filtre passe-haut 38 de chaque circuit de compensation 16 a une fréquence decoupure strictement inférieure à la fréquence porteuse.
Le filtre passe-haut 38 a une fréquence de coupure strictement supérieure à lafréquence utile du signal lissé 11, I3.
La fréquence de coupure est, par exemple, comprise entre 100 kHz et 300 kHz.
Ainsi, un tel dispositif d’amplification 10 permet via les signaux de compensationI2, I4 générés par les circuits de compensation 16 de compenser la composante parasitehaute fréquence du signal lissé 11, I3 généré dans l’élément inductif 24 de chaque étaged’amplification 12, 14. Les signaux de compensation I2, I4 permettent d’éviter que lescomposantes parasites hautes fréquences des signaux lissés 11, I3 ne traversent lacharge 26.
La différence du signal lissé 11, I3 et du signal de compensation I2, I4 de chaqueétage d’amplification 12, 14 forme le signal de sortie amplifié I5 en sortie 20A et 20B dudispositif d’amplification 10. Le signal amplifié est un courant.
Les chronogrammes des figures 2 et 3 illustrent la forme des signaux.
En particulier, la figure 2 illustre en traits pointillés la tension en sortie 22A ducircuit de commutation 22 du premier étage d’amplification 12 et en traits pleins la tensionen sortie 22B du circuit de commutation 22 du deuxième étage d’amplification 14. Commevisible sur la figure 2, de telles tensions ont des états opposés et commutent à 400 kHzentre deux états de tensions respectives égales à 20 Volts (V) et 0 V.
La figure 3 illustre en traits pleins fins la composante parasite triangulaire hautefréquence du signal lissé 11 du premier étage d’amplification 12 ; en traits pointillés lesignal de compensation I2 de ladite composante parasite ; et en traits pleins gras le signalde sortie I5 obtenu par la différence entre le signal lissé 11 et le signal de compensationI2. Dans l’exemple de la figure 3, le signal lissé 11 est un courant d’amplitude égale à plusou moins 0,4 Ampères à une fréquence de 400 kHz. Dans l’exemple de la figure 3, lesignal de sortie I5 est débarrassé de la composante parasite triangulaire haute fréquencedu signal lissé 11 et ne comprend plus que la partie basse fréquence du signal, c’est-à-dire la composante utile.
La configuration du premier étage d’amplification 12 et du deuxième étaged’amplification 14 permet de réaliser simplement les circuits de compensation 16. Eneffet, chaque circuit de compensation 16 est alimenté directement par le circuit decommutation 22 de l’autre étage d’amplification 12, 14. Aucune autre alimentationsupplémentaire n’est donc requise ni aucun autre composant actif, tel qu’un transistor parexemple.
Un dispositif d’amplification 10 selon un deuxième mode de réalisation est illustrésur la figure 4.
Le dispositif d’amplification 10 selon le deuxième mode de réalisation comprendles mêmes éléments que le premier mode de réalisation. Ces éléments ne sont donc pasdécrits à nouveau.
Le dispositif d’amplification 10 comprend, en outre, au moins un amplificateuranalogique 40. Sur la figure 4, deux amplificateurs analogiques 40 sont représentés.
Chaque amplificateur analogique 40 est connecté à la sortie 20A, 20B de l’un desétages d’amplification 12, 14. En l’occurrence, l’un des amplificateurs 40 illustré sur lafigure 4 est connecté à la sortie 20A du premier étage d’amplification 12 et l’autreamplificateur 40 est connecté à la sortie 20B du deuxième étage d’amplification 14.
Chaque amplificateur 40 est, par exemple, un amplificateur de classe A ou declasse AB. Un amplificateur de classe A est un amplificateur ayant une très haute linéaritéet une faible impédance de sortie. De préférence, l’impédance de sortie d’un amplificateurde classe A est inférieure à 0,2 Ohms. Un amplificateur de classe B est un amplificateurcomportant des éléments d’amplification qui fonctionnent en régime linéaire pendantseulement la moitié du temps et sont bloqués sensiblement l’autre moitié du temps. Unamplificateur de classe AB est un amplificateur propre à commuter d’un état passant à unétat bloqué de sorte que l’amplificateur est de classe A pour les faibles puissances, et declasse B pour les puissances supérieures.
Dans l’exemple illustré sur la figure 4, le signal à amplifier 41 est inversé par unamplificateur 43 de gain -1 pour donner un signal intermédiaire 44. Le signal à amplifier41 et le signal intermédiaire 44 constituent donc un signal différentiel.
Une tension de référence Vcom est ajoutée à chacun du signal à amplifier 41 et dusignal intermédiaire 44 par le biais d’additionneurs 45 de sorte à former les signauxd’entrée 46A et 46B respectifs de chacun des amplificateurs 40. La tension de référenceVcom est comprise entre la tension d’alimentation V1 et la masse. Avantageusement, latension de référence Vcom est égale à la moitié de la tension d’alimentation V1. Lessignaux d’entrée 46A et 46B des amplificateurs 40 sont des tensions.
Ainsi, les signaux d’entrée 46A et 46B des amplificateurs 40 possèdent une mêmecomposante continue Vcom et des composantes alternatives opposées.
Comme illustré sur la figure 4, un dispositif de mesure 47 est propre à mesurer lecourant de sortie de chacun des amplificateurs 40 et à fournir les mesures effectuées aumodule de commande 11. Par exemple, le dispositif de mesure 47 comprend un capteur àeffet Hall propre à mesurer les courants de sortie via la différence des courantsd’alimentation de chacun des amplificateurs 40.
Le module de commande 11 est propre à commander chacun des étagesd’amplification 12, 14 de sorte que les signaux en entrée 10A, 10B des étagesd’amplification 12, 14 soient opposés (donc que les signaux commutés en sortie 22A, 22Bdes circuits de commutation 22 desdits étages 12, 14 soient opposés), tout en minimisantle courant fourni par chacun des amplificateurs 40. Les signaux d’entrée 46A et 46B des amplificateurs 40 étant en opposition de phase et centrés autour de la tension deréférence Vcom, les signaux en entrée 10A et 10B des étages d’amplification 12, 14 sontégalement d’états opposés si la tension de référence Vcom est égale à la moitié de latension d’alimentation V1 et si tous les composants 22, 31, 32, 24, 36, 38 de chacun desétages 12, 14 ont la même valeur pour chacun des étages 12, 14. En pratique, lesdispersions faibles des valeurs de ces composants, inférieures à 30 %, assurent que lessignaux en entrée 10A, 10B des étages d’amplification 12, 14 sont en opposition dephase durant plus de 70 % du temps.
Le dispositif d’amplification 10 selon le deuxième mode de réalisation permetd’effectuer à la fois une amplification en analogique et une amplification en numériqued’un signal analogique à amplifier 41. Le dispositif d’amplification 10 présente unelinéarité au moins égale à celle des amplificateurs analogiques 40 utilisés dans lesystème et un rendement énergétique très proche de celui des étages d’amplificationnumériques 12, 14 utilisés, dans la mesure où les amplificateurs analogiques 40 neconsomment que très peu de courant, donc très peu de puissance. Par exemple, lesamplificateurs 40 fournissent moins de 1 % du courant I5 fourni à la charge 26. Ainsi, untel dispositif d’amplification 10 est adapté pour amplifier des signaux audio, par exemple,destinés à un haut-parleur, avec une très haute linéarité et un rendement énergétique trèsélevé.
En outre, les circuits de compensation 16 permettent d’éviter que les composantesparasites triangulaires hautes fréquences des signaux lissés se retrouvent absorbéesdans les amplificateurs analogiques 40, ce qui aurait pour conséquence de provoquer leuréchauffement et de détériorer la qualité du signal en sortie et le rendement de telsamplificateurs 40.
Claims (4)
- REVENDICATIONS1.- Dispositif (10) d’amplification d’un signal d’entrée comprenant : - une entrée différentielle (10A, 10B) pour le signal d’entrée, - une sortie différentielle (20A, 20B) pour un signal de sortie (I5), - un premier étage d’amplification (12) ayant une entrée (10A), - un deuxième étage d’amplification (14) ayant une entrée (10B), les entrées (10A, 10B) de chaque étage d’amplification (12, 14) formant l’entréedifférentielle, chaque étage d’amplification (12, 14) comprenant : • une sortie (20A, 20B) pour une charge (26), les sorties (20A, 20B) dechaque étage d’amplification (12, 14) formant la sortie différentielle, • un circuit de commutation (22), le circuit de commutation (22) étant propreà générer en sortie (22A, 22B) un signal commuté ayant au moins deuxétats, • un élément inductif (24) connecté entre la sortie (22A, 22B) du circuit decommutation (22) et la sortie (20A, 20B) de l’étage d’amplification (12, 14),l’élément inductif (24) étant propre à lisser le signal commuté généré par lecircuit de commutation (22) pour obtenir un signal lissé (11, I3), le signallissé (11,13) ayant une composante utile et une composante parasite, les signaux commutés en sortie (22A, 22B) des circuits de commutation (22) dechaque étage d’amplification (12, 14) étant opposés, caractérisé en ce que le dispositif d’amplification (10) comprend, en outre, uncircuit de compensation (16), pour chaque étage d’amplification (12, 14), propre à générerun signal de compensation (I2, I4) de la composante parasite du signal lissé (11, I3)généré dans l’élément inductif (24) dudit étage d’amplification (12, 14), chaque circuit decompensation (16) étant connecté à la sortie (20A, 20B) de l’étage d’amplification (12, 14)correspondant et à la sortie (22A, 22B) du circuit de commutation (22) de l’autre étaged’amplification (12, 14), les différences de chaque signal lissé (11, I3) et du signal decompensation (I2, I4) correspondant formant le signal de sortie (I5) en sortie (20A, 20B)du dispositif d’amplification (10), les étages d’amplification (12, 14) étant des étagesd’amplification numériques, le dispositif (10) comprenant, en outre, au moins unamplificateur analogique (40) connecté en sortie (20A, 20B) de l’un des étagesd’amplification (12, 14) de sorte que le dispositif (10) soit propre à effectuer à la fois uneamplification en analogique et une amplification en numérique du signal d’entrée.
- 2, - Dispositif d’amplification (10) selon la revendication 1, dans lequel chaquecircuit de compensation (16) comprend au moins un élément inductif (36), l’écart relatifentre l’inductance de l’élément inductif (36) du circuit de compensation (16) et l’inductancede l’élément inductif (24) de l’étage d’amplification (12, 14) correspondant étant inférieurou égal à 30 pourcents. 3, - Dispositif d’amplification (10) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel chaquecircuit de compensation (16) comprend un filtre passe-haut (38). 4, - Dispositif d’amplification (10) selon la revendication 3, dans lequel le filtrepasse-haut (38) comprend un condensateur. 5, - Dispositif d’amplification (10) selon la revendication 3 ou 4, dans lequel lesignal d’entrée est un signal modulé par une fréquence porteuse, le filtre passe-haut (38)ayant une fréquence de coupure strictement inférieure à la fréquence porteuse du signald’entrée. 6, - Dispositif d’amplification (10) selon l’une quelconque des revendications 3 à 5,dans lequel le signal d’entrée a une fréquence utile, le filtre passe-haut (38) ayant unefréquence de coupure strictement supérieure à la fréquence utile du signal d’entrée. 7, - Dispositif d’amplification (10) selon l’une quelconque des revendications 1 à 6,dans lequel le ou chaque amplificateur analogique (40) est un amplificateur de classe Aou AB. 8, - Dispositif d’amplification (10) selon l’une quelconque des revendications 1 à 7,dans lequel le dispositif (10) comprend, en outre, un dispositif de mesure (47) du courantde sortie de chaque amplificateur analogique (40) et un module de commande (11 ) propreà recevoir au moins la mesure du courant de sortie de chaque amplificateur analogique(40), le module de commande (11) étant propre à générer les signaux en entrée (10A,10B) des étages d’amplification (12, 14) en fonction des courants de sortie mesurés desorte, d’une part, que les signaux commutés en sortie (22A, 22B) des circuits decommutation (22) desdits étages (12,14) soient opposés et, d’autre part, que le courantde sortie de chacun des amplificateurs analogiques (40) soit minimisé.
- 9. - Dispositif d’amplification (10) selon la revendication 8, dans lequel les signauxen entrée (10A, 10B) de chaque étage d’amplification (12, 14) sont en opposition dephase durant plus de 70 pourcents du temps.
- 10, - Système audio comprenant : - un dispositif d’amplification selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, et - un haut-parleur (26) connecté à la sortie de chaque étage d’amplification(12, 14).
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KR100567458B1 (ko) * | 2003-11-19 | 2006-04-04 | 한국과학기술원 | 리플궤환 필터를 이용한 아날로그/디지털 혼합형 증폭기 |
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WO2007016428A2 (fr) * | 2005-07-28 | 2007-02-08 | Rgb Systems, Inc. | Procede et appareil destines a la mise en oeuvre d'une commutation douce dans un amplificateur de classe d |
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