JP2002532933A - 信号を増幅する装置 - Google Patents

信号を増幅する装置

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JP2002532933A
JP2002532933A JP2000587436A JP2000587436A JP2002532933A JP 2002532933 A JP2002532933 A JP 2002532933A JP 2000587436 A JP2000587436 A JP 2000587436A JP 2000587436 A JP2000587436 A JP 2000587436A JP 2002532933 A JP2002532933 A JP 2002532933A
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signal
control
bridge amplifier
pulse width
control stage
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JP2000587436A
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English (en)
Inventor
ニューテブーン,ハリー
セー デイクマンス,エイセ
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Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Philips Electronics NV
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F3/00Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/20Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers
    • H03F3/21Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers with semiconductor devices only
    • H03F3/217Class D power amplifiers; Switching amplifiers
    • H03F3/2173Class D power amplifiers; Switching amplifiers of the bridge type

Abstract

(57)【要約】 入力信号(10)を増幅する装置は、制御段(12)と、上記制御段に少なくとも第1及び第2の制御信号(16、18)を介して結合される切換ブリッジ増幅器(14)とを有する。ブリッジ増幅器(14)は、制御信号(16、18)に依存して少なくとも2つの状態で切換えられ得る。制御段(12)は、ブリッジ増幅器(14)の単一の実質的に受動状態のみを制御するようにされることで比較的少量の切換損失が生じる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】 本発明は、制御段と、この制御段に少なくとも第1及び第2の制御信号を介し
て結合され、制御信号に依存して少なくとも2つの状態で切換可能である切換ブ
リッジ増幅器とを有し、入力信号を増幅する装置に関する。
【0002】 本発明は、更に、このような装置を具備するオーディオシステム及び補聴器に
関する。
【0003】 このような装置は、米国特許出願第5387875号に開示される。オーディ
オシステム及び補聴器では、このような装置は可聴信号を増幅するためにしばし
ば使用される。上記米国特許文書から公知の装置は、三角形状基準信号を発生す
る発生器と、夫々第1及び第2の制御信号を発生する第1及び第2の比較器とを
有する。増幅されるべき入力信号は、基準信号と比較されることによって第1の
比較器の中で第1の制御信号に変換される。同様にして、インバータによって反
転された入力信号は、基準信号と比較されることによって第2の比較器の中で第
2の制御信号に変換される。その後、入力信号は、4つのスイッチから構成され
る切換ブリッジ増幅器に制御信号を印加することで増幅される。
【0004】 公知の装置の中に組込まれた切換ブリッジ増幅器は、4つの状態に置かれ得る
。これら4つの状態は、夫々図2A乃至図2Dに示される。図2A及び図2Bは
、ブリッジ増幅器の2つの能動状態を示し、ここではブリッジ増幅器は負荷48
に給電する。図2C及び図2Dは、ブリッジ増幅器の2つの受動状態を示し、こ
こではブリッジ増幅器は負荷48に給電しない。公知の装置では、切換ブリッジ
増幅器の全ての4つの状態は制御段によって制御されている。
【0005】 公知の装置では、比較的多量の電力がブリッジ増幅器の中で散逸される。
【0006】 本発明は、ブリッジ増幅器の中で比較的少量の電力を散逸する、冒頭段落にお
いて説明したタイプの装置を提供することを目的とする。
【0007】 上記目的を達成するためには、本発明による装置は、制御段がブリッジ増幅器
の単一の実質的に受動状態のみを制御するようにされることを特徴とする。公知
の装置では、図2C及び図2Dに示す切換ブリッジ増幅器の受動状態は、夫々制
御段によって制御される。
【0008】 本発明は、ブリッジ増幅器中のスイッチによって実施される数多くの切換動作
により、公知の装置において比較的多量の電力の散逸が生じるといった認識に基
づく。スイッチによって実施される切換動作は、スイッチの中で少量の電力を散
逸させる。これらいわゆる切換損失は、ブリッジ増幅器を2つの受動状態のうち
1つの状態にしかなり得ないようにブリッジ増幅器を制御することによって、本
発明による装置では減少される。このとき他方の受動状態は制御されない。結果
として、ブリッジ増幅器の中のスイッチはより少ない数の切換動作を実施するこ
とで、より少量の電力を散逸する。
【0009】 本発明による装置の実施例は、制御段が、入力信号をサイン及び振幅が符号化
された符号信号に変換する変換ユニットと、符号信号の振幅をパルス幅変調信号
に変換するパルス幅変調器と、パルス幅変調信号及び符号信号のサインから制御
信号を発生する発生器とを有することを特徴とする。制御信号がこのような方法
で簡単に発生され得ることは知られている。
【0010】 本発明による装置の更なる実施例は、パルス幅変調信号が少なくとも二値の信
号を有し、パルス幅変調信号が実質的に低い値を有するとき発生器がブリッジ増
幅器の受動状態を制御するようにされることを特徴とする。このため、発生器の
簡単な実装が実現される。
【0011】 本発明の上記及び他の面は、以下に説明する実施例を参照して明らかにされ、
明確にされる。
【0012】 図1は、本発明による装置の例を示す図である。装置は、制御段12と、上記
制御段に第1の制御信号16及び第2の制御信号18を介して結合される切換ブ
リッジ増幅器14とを有する。増幅されるべき入力信号10は、制御段12によ
って第1及び第2の制御信号16及び18に変換される。これらの信号16及び
18を用いてブリッジ増幅器14を制御することで、装置によって増幅された入
力信号が2つの出力44及び46から得られる。入力信号10は、例えば、増幅
された後、出力44及び46の間に配置される拡声器48によって音声に変換さ
れ得る可聴信号でもよい。
【0013】 制御段12は、変換ユニット20と、パルス幅変調器26と、発生器27とを
有する。変換ユニット20では、入力信号10は、サイン及び振幅が符号化され
た符号信号に変換され、その後、符号信号のサイン22及び振幅24は分離され
る。符号信号の振幅24は、その後、パルス幅変調器26においてパルス幅変調
信号28に変換される。発生器27において、制御信号16及び18がパルス幅
変調信号28及び符号信号のサイン22から発生される。
【0014】 発生器27は、第1及び第2のNANDゲート32及び34と、インバータ3
0とを有する。パルス幅変調信号28、及び、符号信号のサイン22を第1のN
ANDゲート32の入力に送ることによって、第1の制御信号16が第1のNA
NDゲート32の出力で生成される。第2の制御信号18は、パルス幅変調信号
28、及び、インバータによって反転された符号信号のサイン22を第2のNA
NDゲート34の入力に送ることによって、第2のNANDゲート34の出力で
生成される。
【0015】 切換ブリッジ増幅器14は、4つの電界効果トランジスタ36、38、40、
及び、42を有する。ここでは、これらのトランジスタは、切換素子として機能
する。トランジスタ36及び40は、いわゆるn型チャンネル電界効果トランジ
スタであり、トランジスタ38及び42は、いわゆるp型チャンネル電界効果ト
ランジスタである。トランジスタ36及び40のソースは、比較的高い電源電圧
+に接続される。トランジスタ38及び42のソースは、比較的低い電源電圧
に接続される。トランジスタ36及び38のドレインは、互いと接続され、
又、出力44にも接続される。トランジスタ40及び42のドレインは、互いと
接続され、又、出力46にも接続される。トランジスタ36及び38のゲートは
、第1の制御信号16に接続される。トランジスタ40及び42のゲートは、第
2の制御信号18に接続される。
【0016】 第1の制御信号16が論理1の値を有する場合、トランジスタ36がオンにな
り、即ち、このトランジスタのドレイン及びソース間で伝導的でない一方で、ト
ランジスタ38はオフになり、即ち、このトランジスタのドレイン及びソース間
は伝導的に相互接続される。第2の制御信号18が論理1の値を有する場合、ト
ランジスタ40がオンになり、即ち、このトランジスタのドレイン及びソース間
で伝導的でない一方で、トランジスタ42はオフになり、即ち、このトランジス
タのドレイン及びソース間で伝導的に相互接続される。制御信号16及び18が
これらの値を有する場合、ブリッジ増幅器14は、図2Cに示す状態にある。こ
れに類似して、制御信号16及び18が夫々論理0の値を有する場合、ブリッジ
増幅器14は、図2Dに示す状態にある。第1の制御信号16が論理0の値を有
する一方で、第2の制御信号18が論理1の値を有する場合、ブリッジ増幅器1
4は図2Aに示す状態にある。最後に、第1の制御信号16が論理1の値を有す
る一方で、第2の制御信号18が論理0の値を有する場合、ブリッジ増幅器14
は、図2Bに示す状態にある。
【0017】 図1に示す制御段12の構成は、正の入力信号10の場合にはブリッジ増幅器
14が図2B及び図2Cに示す状態に交互に置かれる一方で、負の入力信号10
の場合にはブリッジ増幅器14が図2A及び図2Cに示す状態に交互に置かれる
よう制御段を用いて切換ブリッジ増幅器14を制御させる。入力信号10がゼロ
の場合、ブリッジ増幅器14は、図2Cに示す受動状態にある。入力信号10が
どの値であっても、ブリッジ増幅器は図2Dに示す受動状態にならない。
【0018】 図1に示すように発生器27の構成は、数多くの可能な構成のうちの一つに過
ぎないことが当業者には明らかである。まず、ANDゲートを用いて得られる論
理機能は、ORゲートを用いても得られ得る。追加的に、制御信号16及び18
が入れ替わるよう発生器27を構成することが可能である。最後に、図2Cに示
す受動状態に代わって図2Dに示す受動状態となるようブリッジ増幅器14を制
御することが可能である。
【0019】 図1に示す装置は、オーディオシステム及び補聴器において特に適切に使用さ
れ得る。
【0020】 図2A乃至図2Dでは、切換ブリッジ増幅器14の幾つかの状態を示す。図2
Aでは、ブリッジ増幅器14の第1の能動状態示す。ここでは、スイッチ36及
び42がオフにされ、スイッチ38及び40がオンにされる。結果として、電流
+iは、出力44及び46の間に設けられた負荷48を流れる。図2Bでは、ブ
リッジ増幅器14の第2の受動状態を示し、ここではスイッチ36及び42がオ
ンにされ、スイッチ38及び40がオフにされる。結果として、電流−iは負荷
48を流れる。図2Cでは、ブリッジ増幅器14の第1の受動状態を示す。この
状態では、スイッチ36及び40がオンにされ、スイッチ38及び42がオフに
される。結果として、出力44及び46は夫々比較的低い電源電圧Vに接続さ
れ、電流は全く負荷48を流れない。最後に、図2Dでは、ブリッジ増幅器14
の第2の受動状態を示し、ここではスイッチ36及び40がオフにされ、スイッ
チ38及び42がオンにされる。結果として、出力44及び46は夫々比較的高
い電源電圧Vに接続され、この状態においても電流は全く負荷48を流れない
。本発明による装置では、切換ブリッジ増幅器14は、図2C及び図2Dに示す
受動状態のうちの一つのみを生じるよう制御される。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明による装置の例を示す図である。
【図2】 2A乃至2Dは、本発明による装置の動作を説明する切換ブリッジ増幅器の幾
つかの状態を示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 Groenewoudseweg 1, 5621 BA Eindhoven, Th e Netherlands Fターム(参考) 5D020 AC01 5J091 AA02 AA18 CA36 HA09 HA17 HA38 KA04 KA33 KA53 KA62 MA09 MA23 SA05 TA01 UW09 5J092 AA02 AA18 CA36 HA09 HA17 HA38 KA04 KA33 KA53 KA62 MA09 MA23 SA05 TA01

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 制御段と、上記制御段に少なくとも第1及び第2の制御信号
    を介して結合され、上記制御信号に依存して少なくとも2つの状態で切換可能で
    ある切換ブリッジ増幅器とを有し、入力信号を増幅する装置であって、 上記制御段は、上記ブリッジ増幅器の単一の実質的に受動状態のみを制御する
    ようにされることを特徴とする装置。
  2. 【請求項2】 上記制御段は、上記入力信号をサイン及び振幅が符号化され
    た符号信号に変換する変換ユニットと、上記符号信号の振幅をパルス幅変調信号
    に変換するパルス幅変調器と、上記パルス幅変調信号及び上記符号信号のサイン
    から上記制御信号を発生する発生器とを有することを特徴とする請求項1記載の
    装置。
  3. 【請求項3】 上記パルス幅変調信号は、少なくとも二値の信号を有し得、
    上記パルス幅変調信号が実質的に低い値を有するとき、上記発生器は、上記ブリ
    ッジ増幅器の受動状態を制御するようにされることを特徴とする請求項2記載の
    装置。
  4. 【請求項4】 請求項1乃至3のうちいずれか一項記載の信号を増幅する装
    置を具備するオーディオシステム。
  5. 【請求項5】 請求項1乃至3のうちいずれか一項記載の信号を増幅する装
    置を具備する補聴器。
JP2000587436A 1998-12-08 1999-11-24 信号を増幅する装置 Pending JP2002532933A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
EP98204174 1998-12-08
EP98204174.1 1998-12-08
PCT/EP1999/009205 WO2000035082A1 (en) 1998-12-08 1999-11-24 Device for amplifying signals

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US (1) US6313697B1 (ja)
EP (1) EP1053591A1 (ja)
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