JP2009302805A - 増幅装置 - Google Patents

Abstract

【課題】増幅装置からの所定レベル以上の出力を、適切に防止することができる技術を提供する。
【解決手段】入力信号を増幅する増幅手段１１（１１ａ、１１ｂ・・・）と、増幅手段に対して電源電圧を供給する電源供給手段と、電源供給手段が供給する電源電圧を制限する電圧制限手段１４ａ、１４ｂとを備えた増幅装置において、増幅手段への入力信号に基づいて電圧制限手段を制御する制御手段を設ける。増幅手段としてはたとえば、複数のチャンネルに対応した複数の増幅手段であって、各増幅手段がＡ級増幅回路を含むものが該当し、電源供給手段としてはＡ級増幅回路に対して電源電圧を供給するものが該当する。
【選択図】図１

Description

本発明は、入力信号を増幅する増幅装置に関する。

図３は、従来のマルチチャンネルアンプの構成を示す回路図である。図中の３１（３１ａ、３１ｂ、３１ｃ・・・）はそれぞれ、入力されるチャンネル１、チャンネル２、チャンネル３・・・の信号を増幅して出力するパワーアンプ、３２は抵抗Ｒ２を介して各パワーアンプ３１の出力側に接続され、各パワーアンプ３１の出力を加算し、直流信号に変換する加算・変換回路、３３ａ及び３３ｂは各パワーアンプ３１におけるＡ級増幅に用いられるＡ級電源の電源電圧に対して制限を付与する電圧リミッタ回路、３４は加算・変換回路３２の出力に基づいて電圧リミッタ回路３３を制御するマイコンである。

各パワーアンプ３１は、Ａ級増幅回路及び電力増幅回路を含む。Ａ級増幅回路に対しては、電圧リミッタ回路３３ａ及び３３ｂを介して、図示していない電源供給回路から電源電圧が供給される。電力増幅回路に対しては、＋Ｂ電源及び−Ｂ電源から電力の供給が行われる。

この構成において、加算・変換回路３２は各パワーアンプ３１が出力する各チャンネルの信号を加算し、直流電圧に変換してマイコン３４に供給する。マイコン３４は、供給される電圧が所定値を超えると、電圧リミッタ回路３３ａ及び３３ｂに制御信号を送り、パワーアンプ３１に供給されるＡ級電源用の電源電圧に対し、電圧リミッタ回路３３ａ及び３３ｂにより所定の制限を付与する。各パワーアンプ３１が過電流により破壊されるのを防止するためである。

なお、これに関連する技術として、特許文献１においては、パワーアンプに対し、可変電源回路により、増幅すべき入力信号のレベルに応じた電源電圧を供給するようにした技術が開示されている。この技術においては、可変電源回路が追従できないような入力信号が入力されたときには、可変電源回路が所定レベルに立ち上がるまで、固定電源回路からパワーアンプに対して電源電圧を供給するようにしている。

特開平０６−０４５８５６号公報

しかしながら、上述図３のマルチチャンネルアンプによれば、パワーアンプ３１に対する一定レベル以上の信号の入力が継続する場合には次のような現象が生じる。すなわち、一定レベル以上の入力信号に応じて、まず、パワーアンプ３１の出力が所定レベル以上となり、これに応じて加算・変換回路３２の出力が所定レベルを超える。すると、マイコン３４は電圧リミッタ回路３３ａ及び３３ｂを動作させ、Ａ級電源の電圧を所定の低レベルに下降させる。これによってパワーアンプ３１の出力レベルが下がり、加算・変換回路３２の出力が所定レベル以下となる。これに基づき、マイコン３４は電圧リミッタ回路３３ａ及び３３ｂの動作を停止させ、Ａ級電源の電圧を所定の高レベルに上昇させる。すると再度、パワーアンプ３１の出力は所定レベル以上となり、加算・変換回路３２の出力が所定レベルを超え、マイコン３４は電圧リミッタ回路３３ａ及び３３ｂを動作させる。このようにして、パワーアンプ３１に対する一定レベル以上の入力信号が継続する場合には、パワーアンプ３１は高レベル及び低レベルの出力を繰り返すことになる。

したがって、各パワーアンプ３１に対して一定レベル以上の入力信号を印加しながら各パワーアンプ３１の連続出力を測定する場合、パワーアンプ３１の出力は高レベル及び低レベルを繰り返して不安定となる。このため特に、マルチチャンネルアンプが安全規格に合致するかどうかを調べるための出力パワーの測定に際しては、測定に長時間を要することになり、測定結果も不安定となる。

一方、上述の可変電源回路により入力信号のレベルに応じた電源電圧を供給する技術によれば、可変電源回路で追従できないような高電圧信号が入力されたときには可変電源回路が所定レベルに立ち上がるまで固定電源回路がパワーアンプに電源電圧を供給するようにしているが、実際に高電圧信号が入力されてからそれを検出するまでに要する時間、及び検出してから固定電源回路による電源供給を開始するまでに要する時間の間は可変電源回路により十分ではない電圧が供給されるので、どうしてもその間における歪の発生を防止することができない。また、この技術は、上述図３の技術とは異なり、入力信号のレベルに応じた電源電圧を供給するものであり、パワーアンプからの所定レベル以上の出力を防止するものではない。

本発明の目的は、このような従来技術の問題点に鑑み、パワーアンプからの所定レベル以上の出力を、適切に防止することができる技術を提供することにある。
することにある。

この目的を達成するため、第１の発明に係る増幅装置は、入力信号を増幅する増幅手段と、前記増幅手段に対して電源電圧を供給する電源供給手段と、前記電源供給手段が供給する電源電圧を制限する電圧制限手段と、前記増幅手段への入力信号に基づいて前記電圧制限手段を制御する制御手段とを具備することを特徴とする。

第２の発明に係る増幅装置は、第１発明において、前記増幅手段は複数のチャンネルに対応した複数の増幅手段であり、前記制御手段は、各増幅手段への入力信号を加算する加算手段と、前記加算手段による加算結果を直流信号に変換する直流変換手段とを備え、
前記直流変換手段により得られた直流信号のレベルに基づき、前記電圧制限手段の制御を行うものであることを特徴とする。

第３の発明に係る増幅装置は、第２発明において、前記加算手段及び出力手段の間に前記加算手段又は変換手段の出力を増幅する増幅手段を有することを特徴とする。

第４の発明に係る増幅装置は、第１発明において、前記増幅手段は複数のチャンネルに対応した複数の増幅手段であり、前記制御手段は、各増幅手段への入力信号のレベルをデジタル値に変換するＡＤ変換手段を備え、前記ＡＤ変換手段により変換されたデジタル値に基づき、前記電圧制限手段の制御を行うものであることを特徴とする。

第５の発明に係る増幅装置は、第１〜第４のいずれかの発明において、前記増幅手段はＡ級増幅回路を含み、前記電源供給手段は前記Ａ級増幅回路に対して電源電圧を供給するものであることを特徴とする。

本発明によれば、増幅装置に対して所定レベル以上の入力信号が連続的に印加される場合でも、増幅装置の出力において高レベル及び低レベルを繰り返させることなく、増幅装置からの所定レベル以上の出力を、適切に防止することができる。

図１は本発明の一実施形態に係る増幅装置の構成を示す回路図である。同図において、１１（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ・・・）はそれぞれ、チャンネル１、チャンネル２、チャンネル３・・・の入力端子及び出力端子間に接続され、各チャンネルの入力信号を増幅して出力するパワーアンプ、１２は抵抗Ｒ１を介して各パワーアンプ１１の入力端子に接続され、各パワーアンプ１１への入力信号を加算して直流信号に変換する加算・変換回路、１３は加算・変換回路１２の出力を増幅する増幅回路、１４ａ及び１４ｂは各パワーアンプ１１におけるＡ級増幅に用いられるＡ級電源の電源電圧に対して制限を付与する電圧リミッタ回路、１５は増幅回路１３の出力に基づいて電圧リミッタ回路１４ａ及び１４ｂを制御するマイコンである。加算・変換回路１２は各パワーアンプ１１への入力信号を加算する加算回路、及び該加算回路による加算結果を直流信号に変換する変換回路を備える。

各パワーアンプ１１は入力信号に対して電圧増幅を行うＡ級増幅回路、及び電力増幅を行う電力増幅回路を備える。各増幅回路にはＡ級増幅用及び電力増幅用として独立の電源が供給される。Ａ級増幅用の電源は、プラス側の電圧リミッタ回路１４ａ及びマイナス側の電圧リミッタ回路１４ｂを介し、図示していない電源回路から供給される。電力増幅用には＋Ｂ電源及び−Ｂ電源が供給される。

リミッタ回路１４ａ及び１４ｂは、パワーアンプ１１に供給されるＡクラス用電源のプラス側及びマイナス側の電源電圧が所定値を超えている場合には、その電圧が所定値となるように制限する。リミッタ回路１４ａ及び１４ｂとしては、ダイオード等を用いた公知のものを使用することができる。リミッタ回路１４ａ及び１４ｂは、マイコン１５からの制御信号がオンである場合に動作するように構成される。制御信号がオフである場合には図示していない電源回路からの電圧をそのままパワーアンプ１１に印加する。

チャンネル数は２チャンネル、４チャンネル、６（５．１）チャンネル等の可能なチャンネル数であれば、何チャンネルであってもよい。チャンネル数に対応する数のパワーアンプ１１が設けられる。

この構成において、各パワーアンプ１１に対して対応するチャンネルの信号が入力されると、該入力信号を各パワーアンプ１１は、電圧リミッタ１４ａ及び１４ｂからの電源電圧に基づいてＡ級増幅し、さらに±Ｂ電源に基づき電力増幅して出力する。その際、加算・変換回路１２は各パワーアンプ１１への入力信号を加算し、直流電圧に変換して出力する。レベル増幅回路１３はこの直流電圧を、マイコン１５のＡＤポートへ入力するのに適した電圧値となるように増幅し、マイコン１５のＡＤポートに供給する。

マイコン１５は、ＡＤポートに供給された電圧に基づき、リミッタ出力ポートから制御信号を出力することにより、電圧リミッタ回路１４ａ及び１４ｂを制御する。すなわち、ＡＤポートに供給された電圧の電圧値が所定値以下である場合には、制御信号の出力をオフとし、所定値を超えた場合にはオンとする。制御信号がオフのとき、電圧リミッタ回路１４ａ及び１４ｂは、図示していない電源回路からの電源電圧をそのまま各パワーアンプ１１に供給する。

一方、制御信号がオンのとき、電圧リミッタ回路１４ａ及び１４ｂは、図示していない電源回路からの電源電圧のレベルを、所定の低レベルとなるように制限する。これにより各パワーアンプ１１には該所定の低レベルの電圧が供給される。これに応じて各パワーアンプ１１の出力も低レベルとなる。このようにして、各パワーアンプ１１に供給されるＡ級増幅用の電源電圧は、各パワーアンプ１１に入力される信号の総和が所定レベルを超えた場合には、所定の低レベルを超えないように制限される。すなわち、該総和が所定レベルを超えている限り、Ａ級増幅用の電源電圧は所定の低レベルを維持する。

以上のように本実施形態によれば、各パワーアンプ１１に入力される信号の総和が所定レベルを超えた場合には、Ａ級増幅用の電源電圧を、所定の低レベルを超えないように制限するようにしたため、該総和が所定レベルを超えている間は、Ａ級増幅用の電源電圧を所定の低レベルに維持することができる。したがって、該総和が所定レベルを超えている期間が継続する場合でも、従来のように各パワーアンプ１１の出力が高レベル及び低レベルを繰り返すのを回避することができる。したがって、電圧リミッタ回路１４ａ及び１４ｂのオン・オフに拘わらず、増幅装置の出力パワーの測定を容易かつ安定したものとすることができる。また、出力パワーの測定時には電圧リミッタ回路１４ａ及び１４ｂの働きによって出力が下がり、電源のエネルギーが効果的に制御されるので、電源トランスを小型化し、コストの削減を図ることができる。

図２は本発明の他の実施形態に係る増幅装置の構成を示す回路図である。同図において図１の場合と同一の符号は図１の場合と同一の要素を示す。図２中の２１は、各ＡＤポートが抵抗Ｒ１を介して各パワーアンプ１１の入力端子に接続され、リミッタ出力ポートが電圧リミッタ回路１４ａ及び１４ｂに接続されたマイコンである。マイコン２１はＡＤポートを介して得られる各パワーアンプ１１への入力信号のレベルに基づき、リミッタ出力ポートを介して電圧リミッタ回路１４ａ及び１４ｂを制御する。他の構成については、図１の形態の場合と同様である。

この構成において、各パワーアンプ１１に対して対応するチャンネルの信号が入力されると、各パワーアンプ１１は入力信号を、電圧リミッタ１４ａ及び１４ｂを介して印加される電源電圧に基づいてＡ級増幅し、さらに±Ｂ電源に基づき電力増幅して出力する。その際、マイコン２１は、各パワーアンプ１１への入力信号のレベルをＡＤポートを介して取得するとともに、取得した入力信号のレベルに基づいて、リミッタ出力ポートから制御信号を出力することにより、電圧リミッタ回路１４ａ及び１４ｂを制御する。

すなわちマイコン２１は、所定のプログラムに従い、ＡＤポートに入力される各パワーアンプ１１への入力信号について、そのレベルをデジタル値に変換し、所定時間についての平均値を算出し、全パワーアンプ１１について合計することによりトータルパワーを決定する。そして、得られたトータルパワーが所定値以下である場合には、電圧リミッタ回路１４ａ及び１４ｂへの制御信号をオフとし、所定値を超えた場合にはオンとする。これにより、各パワーアンプ１１に供給されるＡ級増幅用の電源電圧は、トータルパワーが所定レベルを超えた場合には、所定の低レベルを超えないように制限され、該所定の低レベルを維持する。これに応じて各パワーアンプ１１の出力も低レベルとなる。トータルパワーが所定レベルを超えていない場合には、図示していない電源回路からの電源電圧が、そのまま各パワーアンプ１１に供給される。

したがって、本実施形態によれば、増幅装置が出力するトータルパワーが所定レベルを超えている限り、Ａ級増幅用の電源電圧は所定の低レベルを維持するので、図１の実施形態の場合と同様に、各パワーアンプ１１の出力が高レベル及び低レベルを繰り返すのを回避することができる。また、図１の実施形態に比べ、各パワーアンプ１１への入力信号をマイコン２１に対して直接入力するようにしているので、加算・変換回路１２及び増幅回路１３を不要とし、さらにコストの軽減を図ることができる。

なお、本発明は上述実施形態に限定されることなく、適宜変形して実施することができる。たとえば、上述においては、各パワーアンプへの入力信号に基づいてＡ級増幅用の電源電圧を制限するようにしているが、これに加え、各パワーアンプへの入力信号に基づいて電力増幅用の電源電圧を制限するようにしてもよい。

また、上述においては、加算・変換回路１２における加算回路及び変換回路、並びに増幅回路１３は、この順序で配置されているが、これら加算回路、変換回路、及び増幅回路１３の順序は適宜入れ替えてもよい。

また、上述においては、電圧リミッタ回路１４ａ及び１４ｂによりＡ級増幅用のプラス側及びマイナス側の電源電圧を制限するようにしているが、この代わりにプラス側又はマイナス側のいずれか一方を制限するようにしてもよい。

本発明の一実施形態に係る増幅装置の構成を示す回路図である。 本発明の他の実施形態に係る増幅装置の構成を示す回路図である。 従来のマルチチャンネルアンプの構成を示す回路図である

符号の説明

１１（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ・・・），３１（３１ａ、３１ｂ、３１ｃ・・・）：パワーアンプ、１２，３２：加算・変換回路、１３：増幅回路、１４ａ，１４ｂ，３３ａ，３３ｂ：電圧リミッタ回路、１５，２１，３４：マイコン、Ｒ１，Ｒ２：抵抗。

Claims (5)

1. 入力信号を増幅する増幅手段と、
   前記増幅手段に対して電源電圧を供給する電源供給手段と、
   前記電源供給手段が供給する電源電圧を制限する電圧制限手段と、
   前記増幅手段への入力信号に基づいて前記電圧制限手段を制御する制御手段とを具備することを特徴とする増幅装置。
2. 前記増幅手段は複数のチャンネルに対応した複数の増幅手段であり、
   前記制御手段は、
   各増幅手段への入力信号を加算する加算手段と、
   前記加算手段による加算結果を直流信号に変換する直流変換手段とを備え、
   前記直流変換手段により得られた直流信号のレベルに基づき、前記電圧制限手段の制御を行うものであることを特徴とする請求項１に記載の増幅装置。
3. 前記加算手段及び出力手段の間に前記加算手段又は変換手段の出力を増幅する増幅手段を有することを特徴とする請求項２に記載の増幅装置。
4. 前記増幅手段は複数のチャンネルに対応した複数の増幅手段であり、
   前記制御手段は、
   各増幅手段への入力信号のレベルをデジタル値に変換するＡＤ変換手段を備え、
   前記ＡＤ変換手段により変換されたデジタル値に基づき、前記電圧制限手段の制御を行うものであることを特徴とする請求項１に記載の増幅装置。
5. 前記増幅手段はＡ級増幅回路を含み、
   前記電源供給手段は前記Ａ級増幅回路に対して電源電圧を供給するものであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の増幅装置。

Images