JP2017525264A - 音声増幅器 - Google Patents
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Abstract
増幅される音声信号(Vin)のための入力(12)と、増幅された音声信号に基づいて負荷(16)に給電するための出力(14)と、
音声信号(Vin)を受け取る、高い直線性・低出力インピーダンスの基準電圧の発生器(18)と、
出力が結合インダクタンス(22)を通して基準電圧発生器(18)の出力に接続される電圧発生器(20)を含む電流発生器(19)と、
増幅器の制御のために、電流発生器(19)への入力として、基準電圧発生器(18)で提供される電流(iA)を表す信号を導入する手段(32、40、42、60)とを含み、
前記手段(32、40、42、60)が、結合インダクタンス(22)の値(L(iD))と負荷(16)に提供される電流(L・(diLOAD/dt))の時間に対するドリフトとの積を表す信号(diLOAD/dt)をさらに導入することができる。
Description
- 増幅される音声信号のための入力と、増幅された音声信号に基づいて負荷に給電するための出力と、
- 増幅される音声信号を入力として受け取ることができる、非常に高い直線性および低出力インピーダンスの基準電圧の発生器と、
- 出力が結合インダクタンスを通して基準電圧発生器の出力に接続される電圧発生器を含む電流発生器と、
- 増幅器の制御のために、電流発生器への入力として、基準電圧発生器によって出力として提供される電流を表す信号を導入するための手段とを含むタイプの低歪みおよび高性能を有する非常に高い忠実度の音声増幅器に関する。
- D級増幅器のインダクタンスにおける電流リップルは、スイッチング周波数に反比例し、インダクタンスの値に反比例する。それでも、高周波電流リップルは、A級アナログ増幅器によって完全に吸収され、放散され、それによって、顕著な放熱が生じ、システムの性能が低下する。
- A級増幅器によって消費された電流によるD級増幅器の比例積分(PI)帰還制御の場合の安定限界内にとどまる最大許容利得は、D級増幅器のインダクタンスの値に正比例し、特にマイクロコントローラの計算時間のずれおよびPWMタイプの調整の使用に固有の時間のずれからなるシステムの時間のずれおよび遅延のすべての合計に反比例する。
- 増幅器の制御のために、電流発生器への入力として、基準電圧発生器によって出力として提供される電流を表す信号を導入するための手段は、ドラフト比例積分調整器(draft-proportional-integral regulator)を含み、
- 結合インダクタンスの値と負荷に提供される電流の時間に対するドリフトとの積を表す信号は、結合インダクタンスの値と出力から負荷に提供される電流の時間に対するドリフトとの積であり、
- 増幅器の制御のために、電流発生器への入力として、基準電圧発生器によって出力として提供される電流を表す信号を導入するための手段は、電流発生器の入力として、増幅される音声信号を表す信号、および結合インダクタンスの値と出力から負荷に提供される電流の時間に対するドリフトとの積の両方を含む信号を導入することができ、
- 増幅器の制御のために、電流発生器への入力として、基準電圧発生器によって出力として提供される電流を表す信号を導入するための手段は、基準電圧発生器の出力において提供される電流を表す信号として、結合インダクタンスの値と基準電圧発生器の出力において提供される電流の値との積を含む信号を導入することができ、
- 前記増幅器は、電圧発生器の出力において提供される電流を測定するための手段と、電圧発生器の出力において提供される電流に基づいて結合インダクタンスの値を計算するための手段とを含み、
- 前記増幅器は、一方においては、基準電圧発生器の出力において提供される電流から電圧発生器の出力において提供される電流および増幅される音声信号を表す信号を推定するための手段と、他方においては、電圧発生器の出力において提供される電流に基づいて結合インダクタンスの値を計算するための手段とを含み、
- 電圧発生器の出力において提供される電流を推定するための前記手段は、結合インダクタンスの値の推定値によって除算された電流発生器の制御信号と増幅される音声信号を表す信号との差の商を積分するための段を含み、
- 増幅器の制御のために、電流発生器への入力として、基準電圧発生器によって出力として提供される電流を表す信号および結合インダクタンスの値と負荷に提供される電流の時間に対するドリフトとの積を表す信号を導入するための手段は、電流発生器の入力において所定の遅延を用いて電流発生器の制御信号を再導入するステップを含み、
- 結合インダクタンスの値は、1マイクロヘンリーよりも大きく、増幅器の制御のために、電流発生器への入力として、基準電圧発生器によって出力として提供される電流を表す信号および結合インダクタンスの値と負荷に提供される電流の時間に対するドリフトとの積を表す信号を導入するための手段は、電流発生器の入力において所定の遅延を用いて電流発生器の制御信号を再導入するための1つの手段だけを含む。
- インダクタンスにおける電流が飽和電流よりもずっと小さいとき、利得の倍増の可能性に関連した2:1の比、および
- 新たな電圧セットポイントの導入に関連した5:1の比。
- 合計の微分は微分の合計に等しい。
- 関数の積分の微分はその関数に等しい。
- 加算は可換であり結合的である。
12 入力
14 出力
16 スピーカ、負荷
18 基準電圧発生器、基準電圧増幅器
19 電流源、電流発生器
20 電圧発生器
22 結合インダクタンス、インピーダンス
23A、23B インダクタンス
24 結合点
25 接続インピーダンス
25A 制御ユニット
26 差動増幅器、電圧増幅段
27 逆帰還ループ
28A、28B 消費電流、電流センサ
30 アナログ加算器
32 線形調整器、PID調整器
34 線形増幅段、出力
36 微分段、出力
38 積分段、出力
40 アナログ加算器
42 線形増幅段
50 差動増幅器
51 逆帰還ループ
54 遅延段、遅延ユニット
60 手段
62 測定段、ユニット
64 アナログ加算器
66 時間、ユニット
68 乗算器
70 段、ユニット
72 乗算器
80 推定器
82 ユニット
84 遅延ユニット
86 減算段、減算器
88 除算器
90 ユニット
92 積分器、ユニット
Claims (10)
- 増幅される音声信号(Vin)のための入力(12)と、前記増幅された音声信号に基づいて負荷(16)に給電するための出力(14)と、
前記増幅される音声信号(Vin)を入力として受け取ることができる基準電圧発生器(18)と、
出力が結合インダクタンス(22)を通して前記基準電圧発生器(18)の出力に接続される電圧発生器(20)を含む電流発生器(19)と、
増幅器の制御のために、前記電流発生器(19)への入力として、前記基準電圧発生器(18)によって出力として提供される電流(iA)を表す信号を導入するための手段(32、40、42、60)とを含む音声増幅器であって、
増幅器の制御のために、前記電流発生器(19)への入力として、前記基準電圧発生器(18)から出力として提供される電流(iA)を表す信号を導入するための前記手段(32、40、42、60)が、前記結合インダクタンス(22)の値(L(iD))と前記負荷(16)に提供される電流(
- 増幅器の制御のために、前記電流発生器(19)への入力として、前記基準電圧発生器(18)によって出力として提供される電流を表す信号を導入するための前記手段(32、40、42、60)が、微分比例積分(PID)調整器(32)を含むことを特徴とする、請求項1に記載の増幅器。
- 増幅器の制御のために、前記電流発生器(19)への入力として、前記基準電圧発生器(18)によって出力として提供される電流(iA)を表す信号を導入するための前記手段(32、40、42、60)が、前記基準電圧発生器(18)の出力において提供される電流(iA)を表す信号として、前記結合インダクタンス(22)の値(L)と前記基準電圧発生器(18)の出力において提供される電流(iA)の値との積を含む信号(LiA)を導入することができることを特徴とする、請求項1から4のいずれか一項に記載の増幅器。
- 前記電圧発生器(20)の出力において提供される電流(iD)を測定するための手段(62)と、前記電圧発生器(20)の出力において提供される電流(iD)に基づいて前記結合インダクタンス(22)の値(L)を計算するための手段(70)とを含むことを特徴とする、請求項1から5のいずれか一項に記載の増幅器。
- 一方においては、前記基準電圧発生器(18)の出力において提供される電流(iA)から前記電圧発生器(20)の出力において提供される電流(iD)および前記増幅される音声信号(Vin)を表す信号を推定するための手段(82)と、他方においては、前記電圧発生器(20)の出力において提供される電流(iD)に基づいて前記結合インダクタンス(22)の値(L)を計算するための手段とを含むことを特徴とする、請求項1から5のいずれかに記載の増幅器。
- 前記電圧発生器(20)の出力において提供される電流(iD)を推定するための前記手段(82)が、前記結合インダクタンス(22)の値の推定値によって除算された前記電流発生器(20)の制御信号と前記増幅される音声信号(Vin)を表す前記信号との差の商を積分するための段(86、88、92)を含むことを特徴とする、請求項7に記載の増幅器。
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