JP3319072B2 - Power amplifier - Google Patents

Power amplifier

Info

Publication number
JP3319072B2
JP3319072B2 JP22996993A JP22996993A JP3319072B2 JP 3319072 B2 JP3319072 B2 JP 3319072B2 JP 22996993 A JP22996993 A JP 22996993A JP 22996993 A JP22996993 A JP 22996993A JP 3319072 B2 JP3319072 B2 JP 3319072B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
voltage
pulse
output
winding
signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP22996993A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH0786846A (en
Inventor
和也 岩田
正彦 畠中
克芳 藤井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Corp
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Panasonic Corp
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Panasonic Corp, Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Panasonic Corp
Priority to JP22996993A priority Critical patent/JP3319072B2/en
Publication of JPH0786846A publication Critical patent/JPH0786846A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3319072B2 publication Critical patent/JP3319072B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、音響機器においてスピ
ーカ等の負荷を駆動する電力増幅器に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power amplifier for driving a load such as a speaker in audio equipment.

【0002】[0002]

【従来の技術】音響機器における電力増幅器は、直流電
源から与えられる直流電圧を入力信号に基づき変調し、
入力信号に相似な波形を負荷であるスピーカに供給する
ものが通常である。この様な電力増幅器において、電力
損失を極力小さくし電力変換効率を向上したものが開発
されており、直流電源にはスイッチングレギュレータ、
電力増幅器にはD級電力増幅器が存在することは公知で
ある。
2. Description of the Related Art A power amplifier in an audio device modulates a DC voltage supplied from a DC power supply based on an input signal.
Usually, a waveform similar to an input signal is supplied to a speaker as a load. In such power amplifiers, those that minimize power loss and improve power conversion efficiency have been developed.
It is known that power amplifiers include class D power amplifiers.

【0003】ところで、上記スイッチングレギュレータ
とD級電力増幅器の組み合わせでは、電力交換効率は向
上できるが、回路規模が大きくなる、コストがかかる等
の問題点がある。
[0003] By the way, the combination of the switching regulator and the class D power amplifier can improve the power exchange efficiency, but has problems such as an increase in circuit scale and cost.

【0004】そこで、従来より特開昭57−87218
号公報に記載されている様な負荷駆動回路があった。
In view of the above, Japanese Patent Laid-Open No. 57-87218 discloses a conventional method.
There has been a load drive circuit as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-209,873.

【0005】以下に、従来の負荷駆動回路について説明
する。図10は従来の負荷駆動回路を示すものである。
1001は1002、1003、1004から成るパル
ス状の交流電圧を発生するパルス電圧発生器、1002
は商用交流電源から供給される交流電圧を整流平滑して
直流電圧に変換する整流平滑器、1003は整流平滑器
1002で生成した直流電圧を交流電圧に変換するイン
バータ、1004はインバータ1003を制御する制御
器、1005は1006及び1007から成るパルス幅
変調器、1006はアナログ入力信号に応じたパルス幅
を有するパルス幅変調信号を生成する変調信号発生器、
1007は変調信号発生器1006の出力に従いパルス
電圧発生器1001の出力信号のパルス幅を変調するス
イッチ、1008はパルス幅変調器1005の出力を積
分するフィルタである。
Hereinafter, a conventional load driving circuit will be described. FIG. 10 shows a conventional load drive circuit.
1001 is a pulse voltage generator for generating a pulsed AC voltage composed of 1002, 1003 and 1004;
Is a rectifier-smoothing device that rectifies and smoothes an AC voltage supplied from a commercial AC power supply and converts it to a DC voltage; 1003 is an inverter that converts the DC voltage generated by the rectifier-smoothing device 1002 into an AC voltage; 1004 controls the inverter 1003 A controller; 1005, a pulse width modulator including 1006 and 1007; 1006, a modulation signal generator for generating a pulse width modulation signal having a pulse width corresponding to the analog input signal;
A switch 1007 modulates the pulse width of the output signal of the pulse voltage generator 1001 in accordance with the output of the modulation signal generator 1006, and a filter 1008 integrates the output of the pulse width modulator 1005.

【0006】図11は従来の負荷駆動装置の動作を説明
する説明図である。図12は従来の負荷駆動装置の動作
を説明する説明図である。
FIG. 11 is an explanatory diagram for explaining the operation of the conventional load driving device. FIG. 12 is an explanatory diagram for explaining the operation of the conventional load driving device.

【0007】以下、図10〜図12を用いて、全体の動
作を説明する。図10において、商用交流電源の交流電
圧V21がパルス電圧発生器1001に印加されている。
パルス電圧発生器1001において、交流電圧V21は整
流器D1及び平滑コンデンサC1から成る整流平滑器10
02で直流電圧V22に変換される。そして、直流電圧V
22はインバータ1003に印加される。
Hereinafter, the entire operation will be described with reference to FIGS. In FIG. 10, an AC voltage V21 of a commercial AC power supply is applied to a pulse voltage generator 1001.
In the pulse voltage generator 1001, the AC voltage V21 is supplied to a rectifier / smoothing device 10 comprising a rectifier D1 and a smoothing capacitor C1.
02 is converted to a DC voltage V22. And the DC voltage V
22 is applied to the inverter 1003.

【0008】ところで、インバータ1003において、
高周波トランスT1の1次巻き線L1の両端にはトランジ
スタQ1及びQ2のコレクタが直列接続されている。そし
て、トランジスタQ1,Q2のエミッタ共通接続点と1次
巻き線L1の中点間に直流電圧V22が印加されている。
また、トランジスタQ1,Q2の各々のベースには制御器
1004の出力が供給される。制御器1004は、例え
ば所定周波数の方形波信号とその反転信号とを発生する
発振器からなり、トランジスタQ1,Q2の各々のベース
に逆相の方形波信号を供給することによってトランジス
タQ1,Q2を交互にオン・オフしている。
By the way, in the inverter 1003,
The collectors of the transistors Q1 and Q2 are connected in series to both ends of the primary winding L1 of the high-frequency transformer T1. A DC voltage V22 is applied between the common emitter connection point of the transistors Q1 and Q2 and the middle point of the primary winding L1.
The output of the controller 1004 is supplied to the bases of the transistors Q1 and Q2. The controller 1004 includes, for example, an oscillator that generates a square wave signal of a predetermined frequency and an inverted signal thereof, and alternately switches the transistors Q1 and Q2 by supplying a square wave signal of opposite phase to each base of the transistors Q1 and Q2. On and off.

【0009】従って、トランジスタQ1,Q2のオン・オ
フ動作によりトランスT1の1次側の電流が断続され
る。これにより、直流電圧V22は1次巻き線L1と2次
巻き線L2の巻き線比に応じた電圧値を持つ方形波状の
交流電圧V23として2次巻き線の両端間に生じる。パル
ス状の交流電圧V23がパルス電圧発生器1001の出力
信号である。
Therefore, the current on the primary side of the transformer T 1 is interrupted by the on / off operation of the transistors Q 1 and Q 2 . Thus, the DC voltage V 22 is developed across the secondary winding as a square-wave-shape AC voltage V 23 having a voltage value corresponding to the winding ratio of the primary winding L 1 and the secondary winding L 2. Pulsed AC voltage V 23 is the output signal of the pulse voltage generator 1001.

【0010】次に、アナログ入力信号viはパルス幅変
調器1005に入力される。そして、変調信号発生器1
006でパルス信号に変更される。この動作を図11及
び図12を用いて説明する。
[0010] Next, the analog input signal v i is input to the pulse width modulator 1005. And the modulation signal generator 1
At 006, it is changed to a pulse signal. This operation will be described with reference to FIGS.

【0011】図11及び図12において、(a)はパル
ス電圧発生器1001より出力される交流電圧V23
(b)は入力信号vi及び三角波信号S、(c)は変調
信号発生器1006の出力、(d)はパルス幅変調器1
005の出力、(e)はフィルタ1008の出力のそれ
ぞれの波形である。
In FIGS. 11 and 12, (a) shows the AC voltage V 23 output from the pulse voltage generator 1001,
(B) the input signal v i and the triangular wave signal S, (c) the output of modulation signal generator 1006, (d) a pulse width modulator 1
(E) is the waveform of the output of the filter 1008.

【0012】まず、入力信号viが無信号の場合につい
て図11を用いて説明する。図11の(a)に示す様に
パルス交流電圧V23は、正負に振れる電圧値が同じでデ
ューティー比が50%のパルス状の交流電圧である。ま
た、変調信号発生器1006は図11の(b)に示す様
な三角波信号Sを発生し、入力信号viをサンプリング
する。変調信号発生器1006の出力は図11の(c)
に示す様な入力信号v iの信号レベルに対応したパルス
幅を持つパルス幅信号となる。スイッチ1007は変調
信号発生器1006の出力に応じて開閉する即ち変調信
号発生器1006の出力で交流電圧V23のパルス幅を変
調するため、フィルタ1008には図11の(d)に示
す様な波形が入力される。フィルタ1008は、図10
に示す様にコイルL3,L4、コンデンサC2,C3からな
るローパスフィルタであり、パルス幅変調器1005の
出力を積分して図11の(e)に示す様な波形を得る。
図11の(d)において、正負のパルス幅が等しいため
フィルタ1008の出力はゼロとなる。
First, the input signal viWhen there is no signal
This will be described with reference to FIG. As shown in FIG.
Pulse AC voltage Vtwenty threeHave the same positive and negative
It is a pulse-like AC voltage having a duty ratio of 50%. Ma
Further, the modulation signal generator 1006 is provided as shown in FIG.
Generate a triangular wave signal SiSampling
I do. The output of the modulation signal generator 1006 is shown in FIG.
Input signal v as shown in iPulse corresponding to the signal level of
It becomes a pulse width signal having a width. Switch 1007 is modulated
It opens and closes according to the output of the signal generator 1006, that is, a modulated signal.
AC voltage V at the output of signal generator 1006twenty threeThe pulse width of
To adjust the filter, the filter 1008 is shown in FIG.
Such a waveform is input. The filter 1008 is shown in FIG.
Coil L as shown inThree, LFour, Capacitor CTwo, CThreeFrom
Is a low-pass filter for the pulse width modulator 1005.
The output is integrated to obtain a waveform as shown in FIG.
In FIG. 11D, since the positive and negative pulse widths are equal,
The output of filter 1008 will be zero.

【0013】次に、入力信号viが図12の(b)に示
す様な波形の場合の動作を図12を用いて説明する。変
調信号発生器1006は、入力信号viと三角波信号S
と比較し、入力信号viの振幅値が三角波信号Sの振幅
値より大きければ正のパルス、小さければ負のパルスを
発生する。それを示したのが図12の(c)であり、パ
ルス幅変調器1005の出力は図12の(d)となる。
この信号をフィルタ1008で積分すると図12の
(e)となり、入力信号viが電力増幅され、負荷RL
駆動する。
[0013] Then, the input signal v i is described with reference to FIG. 12 the operation when the such waveform shown in FIG. 12 (b). Modulation signal generator 1006, the input signal v i and the triangular wave signal S
Compared to the pulse positive greater than the amplitude value amplitude value of the triangular wave signal S of the input signal v i, for generating a negative pulse is smaller. FIG. 12C shows this, and the output of the pulse width modulator 1005 is shown in FIG.
(E) next to FIG. 12 when integrating this signal with a filter 1008, the input signal v i is power amplification, to drive the load R L.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の構成では、パルス交流電圧の周波数とパルス幅変調手
段のサンプリングクロックである三角波信号とを同期す
る構成でないため、入力信号がゼロであっても出力信号
が発生するオフセット電圧の発生や、入力信号が存在す
る場合変調信号発生器の信号に対応したパルスがフィル
タに入力できないため波形歪の発生が生じると言う問題
点を有していた。
However, in the above-mentioned conventional configuration, since the frequency of the pulse AC voltage is not synchronized with the triangular wave signal which is the sampling clock of the pulse width modulation means, even if the input signal is zero, the output can be reduced. There has been a problem that the generation of an offset voltage at which a signal is generated, or the occurrence of waveform distortion occurs because a pulse corresponding to the signal of the modulation signal generator cannot be input to the filter when an input signal is present.

【0015】また、パルス交流電圧の発生を制御する制
御器がデューティー比50%の所定の周波数のクロック
信号しか発生しないため入力交流電圧の変動や、トラン
ス、スイッチ及びフィルタの持つインピーダンスや負荷
のインピーダンスにより生じる電圧変動に対応すること
ができないためパルス交流電圧の電圧値が変動し、出力
波形に波形歪が発生すると言う問題点を有していた。
Further, since the controller for controlling the generation of the pulsed AC voltage generates only a clock signal having a predetermined frequency with a duty ratio of 50%, the fluctuation of the input AC voltage, the impedance of the transformer, the switch and the filter, and the impedance of the load. Cannot cope with the voltage fluctuation caused by the above, there is a problem that the voltage value of the pulse AC voltage fluctuates and waveform distortion occurs in the output waveform.

【0016】更に、フィルタが高周波トランスの2次側
のコイルの両端に接続されているため、フィルタで低周
波信号に復調された信号が高周波トランスの2次側に流
れる。しかし、高周波トランスは低周波信号を充分に通
す能力がないため負荷に供給される信号波形が大幅に歪
むと言う問題点を有していた。
Further, since the filter is connected to both ends of the coil on the secondary side of the high frequency transformer, the signal demodulated into a low frequency signal by the filter flows to the secondary side of the high frequency transformer. However, the high-frequency transformer has a problem that the signal waveform supplied to the load is largely distorted because the high-frequency transformer does not have a sufficient ability to pass a low-frequency signal.

【0017】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、パルス交流電圧の周波数とパルス密度変調手段のサ
ンプリングクロックとを同期させることで、増幅したパ
ルスのパルス幅歪を除去でき出力信号の波形歪の発生を
減少させることを可能とすることと、高周波トランスの
1次側に設けたコイルに発生する電圧値が一定になるよ
うにパルス交流電圧発生手段を制御することで、入力交
流電圧の変動を除去することを可能とすることと、高周
波トランスの2次側に発生する電圧の電圧値を一定にな
るようにパルス電圧発生手段を制御することでトラン
ス、スイッチ、フィルタ及び負荷のインピーダンスによ
る影響を除去することを可能とすることと、高周波トラ
ンスの2次側のコイル両端にスイッチを設けフィルタで
発生する低周波信号を高周波トランスの2次側に流さな
い構成をとることで波形歪が削減することを可能とする
電力増幅器を提供することを目的とする。
The present invention solves the above-mentioned conventional problems. By synchronizing the frequency of the pulse AC voltage with the sampling clock of the pulse density modulation means, the pulse width distortion of the amplified pulse can be removed and the output signal of the output signal can be eliminated. It is possible to reduce the occurrence of waveform distortion and to control the pulse AC voltage generation means so that the voltage value generated in the coil provided on the primary side of the high-frequency transformer becomes constant, thereby enabling the input AC voltage to be reduced. And the impedance of the transformer, switch, filter, and load by controlling the pulse voltage generation means so that the voltage value of the voltage generated on the secondary side of the high-frequency transformer becomes constant. To eliminate the effect of the low frequency signal generated by the filter by providing switches at both ends of the secondary coil of the high frequency transformer And to provide a power amplifier which allows the waveform distortion is reduced by a configuration that does not flow to the secondary side of the high-frequency transformer.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の電力増幅器は、パルス状の交流電圧を発生す
るパルス電圧発生手段と、パルス電圧発生手段の出力で
あるパルス状の交流電圧のパルス密度を入力信号に応じ
てパルス密度変調するパルス密度変調手段と、パルス密
度変調手段の出力信号の周波数帯域を制限するフィルタ
手段とを備え、パルス状の交流電圧がパルス密度変調手
段のサンプリングクロックとが同期している構成を持
つ。
To achieve this object, a power amplifier according to the present invention comprises a pulse voltage generating means for generating a pulsed AC voltage, and a pulsed AC voltage output from the pulse voltage generating means. Pulse density modulating means for modulating the pulse density of the pulse signal according to the input signal, and filter means for limiting the frequency band of the output signal of the pulse density modulating means. It has a configuration that is synchronized with the clock.

【0019】また、本発明の電力増幅器は、上記パルス
電圧発生手段中にある高周波トランスの1次側に設けた
巻き線に発生する電圧が一定になるような構成を持つ。
Further, the power amplifier of the present invention has a configuration in which the voltage generated in the winding provided on the primary side of the high frequency transformer in the pulse voltage generating means is constant.

【0020】更に、本発明の電力増幅器は、上記パルス
電圧発生手段中にある高周波トランスの2次側に発生す
るパルス状の交流電圧の電圧値が一定になるような構成
を持つ。
Further, the power amplifier of the present invention has a configuration in which the voltage value of the pulsed AC voltage generated on the secondary side of the high-frequency transformer in the pulse voltage generating means is constant.

【0021】[0021]

【作用】本発明は上記した構成により、以下の様な作用
をする。即ち、パルス電圧発生手段はパルス密度変調手
段のサンプリングクロックに同期して直流電源から供給
される直流電圧を高周波トランスの1次側に印加し2次
側にパルス状の交流電圧を発生する。また、パルス密度
変調手段は、サンプリングクロックに同期して入力信号
をサンプリングし、パルス信号に変換する。この信号を
基に高周波トランスの2次側に発生したパルス状の交流
電圧のパルス密度を入力信号に応じて変調する。そし
て、フィルタ手段はパルス密度変調手段の出力信号の周
波数帯域を制限し、入力信号を電力増幅した出力信号で
負荷を駆動する様にしている。
According to the present invention, the following operations are performed by the above configuration. That is, the pulse voltage generating means applies a DC voltage supplied from a DC power supply to the primary side of the high frequency transformer in synchronization with the sampling clock of the pulse density modulation means, and generates a pulsed AC voltage on the secondary side. Further, the pulse density modulating means samples the input signal in synchronization with the sampling clock and converts it into a pulse signal. Based on this signal, the pulse density of the pulsed AC voltage generated on the secondary side of the high frequency transformer is modulated according to the input signal. The filter means limits the frequency band of the output signal of the pulse density modulation means, and drives the load with the output signal obtained by power-amplifying the input signal.

【0022】また、本発明は上記した構成により、以下
の様な作用をする。即ち、パルス電圧発生手段はパルス
密度変調手段のサンプリングクロックに同期して直流電
源から供給される直流電圧を高周波トランスの1次側に
印加し2次側にパルス状の交流電圧を発生する。また、
パルス密度変調手段は、サンプリングクロックに同期し
て入力信号をサンプリングし、パルス信号に変換する。
この信号を基に高周波トランスの2次側に発生したパル
ス状の交流電圧のパルス密度を入力信号に応じて変調す
る。ところで、高周波トランスの1次側には別に設けた
巻き線があり、この巻き線に発生した交流電圧を整流平
滑した電圧が一定値に成る様にサンプリングクロックは
制御されている。そして、フィルタ手段はパルス密度変
調手段の出力信号の周波数帯域を制限し、入力信号を電
力増幅した出力信号で負荷を駆動する様にしている。
Further, according to the present invention, the following operation is achieved by the above-described configuration. That is, the pulse voltage generating means applies the DC voltage supplied from the DC power supply to the primary side of the high-frequency transformer in synchronization with the sampling clock of the pulse density modulation means.
A pulse-like AC voltage is generated on the secondary side by applying the voltage. Also,
The pulse density modulation means samples the input signal in synchronization with the sampling clock and converts it into a pulse signal.
Based on this signal, the pulse density of the pulsed AC voltage generated on the secondary side of the high frequency transformer is modulated according to the input signal. By the way, there is a separately provided winding on the primary side of the high-frequency transformer, and the sampling clock is controlled so that a voltage obtained by rectifying and smoothing the AC voltage generated in this winding becomes a constant value. The filter means limits the frequency band of the output signal of the pulse density modulation means, and drives the load with the output signal obtained by power-amplifying the input signal.

【0023】更に、本発明は上記した構成により、以下
の様な作用をする。即ち、パルス電圧発生手段はパルス
密度変調手段のサンプリングクロックに同期して直流電
源から供給される直流電圧を高周波トランスの1次側に
印加し2次側にパルス状の交流電圧を発生する。また、
パルス密度変調手段は、サンプリングクロックに同期し
て入力信号をサンプリングし、パルス信号に変換する。
この信号を基に高周波トランスの2次側に発生したパル
ス状の交流電圧のパルス密度を入力信号に応じて変調す
る。ところで、サンプリング信号は高周波トランスの2
次側に別に設けた整流平滑回路に発生する電圧値が一定
値になるように制御されている。そして、フィルタ手段
はパルス密度変調手段の出力信号の周波数帯域を制限
し、入力信号を電力増幅した出力信号で負荷を駆動する
様にしている。
Further, the present invention has the following operation by the above-mentioned configuration. That is, the pulse voltage generating means applies the DC voltage supplied from the DC power supply to the primary side of the high-frequency transformer in synchronization with the sampling clock of the pulse density modulation means.
A pulse-like AC voltage is generated on the secondary side by applying the voltage. Also,
The pulse density modulation means samples the input signal in synchronization with the sampling clock and converts it into a pulse signal.
Based on this signal, the pulse density of the pulsed AC voltage generated on the secondary side of the high frequency transformer is modulated according to the input signal. By the way, the sampling signal is 2
The voltage generated in the rectifying / smoothing circuit separately provided on the next side is controlled to be constant. The filter means limits the frequency band of the output signal of the pulse density modulation means, and drives the load with the output signal obtained by power-amplifying the input signal.

【0024】[0024]

【実施例】以下、本発明の一実施例について、図面を参
照しながら説明する。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0025】図1は本発明の第1の実施例における電力
増幅器のブロック図を示す。図1において、101はパ
ルス状の交流電圧を発生するパルス電圧発生器、10
2,103はパルス電圧発生器101の入力端子、10
4は交流電圧を直流電圧に変換する整流平滑器、105
は全波整流器、106はコンデンサ、107は直流電圧
をパルス状の交流電圧に変換するインバータ、108は
トランジスタ、109は高周波トランス、110はトラ
ンジスタ108を制御する制御器、111,112はパ
ルス電圧発生器101の出力を半波整流する半波整流
器、113は入力信号に応じてパルス電圧発生器101
の出力をパルス密度変調するパルス密度変調器、114
は入力信号を入力する入力端子、115は入力信号をパ
ルス信号に変換するパルス発生器、116はパルス発生
器115の出力に基づき開閉するスイッチ、117はス
イッチ116の出力信号から必要な帯域を通過させるフ
ィルタ、118,119はフィルタ117を構成するコ
イル、120,121はフィルタ117を構成するコン
デンサ、122は出力端子、123は負荷である。
FIG. 1 is a block diagram of a power amplifier according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 101 denotes a pulse voltage generator for generating a pulsed AC voltage;
2, 103 are input terminals of the pulse voltage generator 101, 10
4 is a rectifier and smoother for converting an AC voltage to a DC voltage, 105
Is a full-wave rectifier, 106 is a capacitor, 107 is an inverter that converts a DC voltage into a pulsed AC voltage, 108 is a transistor, 109 is a high-frequency transformer, 110 is a controller that controls the transistor 108, and 111 and 112 are pulse voltage generators. A half-wave rectifier for half-wave rectifying the output of the device 101;
Density modulator 114 for pulse density modulation of the output of
Is an input terminal for inputting an input signal, 115 is a pulse generator for converting the input signal into a pulse signal, 116 is a switch that opens and closes based on the output of the pulse generator 115, 117 is a required band from the output signal of the switch 116 Filters, 118 and 119 are coils forming the filter 117, 120 and 121 are capacitors forming the filter 117, 122 is an output terminal, and 123 is a load.

【0026】図2は、本発明の第1の実施例におけるパ
ルス密度変調器113の具体的な回路の一例であり、2
01は入力端子114から入力される入力信号とパルス
密度変調器113の出力信号を加算する加算器、202
は加算器201の出力信号を積分する積分器、203は
積分器202の出力信号の極性を判別するコンパレー
タ、204は制御器110が発生する制御信号からクロ
ック信号を発生するクロック発生器、205はコンパレ
ータ203の出力信号をクロック発生器204の出力ク
ロックに基づきラッチするD型フリップフロップ、20
6はD型フリップフロップ205の出力信号を増幅する
ドライバ、207,208はドライバ206の出力に基
づきオン・オフするトランジスタである。
FIG. 2 shows an example of a specific circuit of the pulse density modulator 113 according to the first embodiment of the present invention.
01 is an adder for adding the input signal input from the input terminal 114 and the output signal of the pulse density modulator 113;
Is an integrator that integrates the output signal of the adder 201, 203 is a comparator that determines the polarity of the output signal of the integrator 202, 204 is a clock generator that generates a clock signal from a control signal generated by the controller 110, and 205 is a clock generator. A D-type flip-flop that latches an output signal of the comparator 203 based on an output clock of the clock generator 204;
Reference numeral 6 denotes a driver for amplifying the output signal of the D-type flip-flop 205, and reference numerals 207 and 208 denote transistors which are turned on / off based on the output of the driver 206.

【0027】図3はパルス幅歪を説明する説明図であ
る。図4,図5は本発明の第1の実施例における電力増
幅器の動作説明図であり、同図において、(a)は半波
整流器111の出力信号、(b)は半波整流器112の
出力信号、(c)は入力端子114に供給される入力信
号、(d)はクロック発生器204の出力信号、(e)
はパルス発生器115の出力信号、(f)はスイッチ1
16の出力信号、(g)はフィルタ117の出力信号で
ある。
FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining pulse width distortion. 4 and 5 are explanatory diagrams of the operation of the power amplifier according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 4, (a) shows the output signal of the half-wave rectifier 111 and (b) shows the output of the half-wave rectifier 112. (C) is an input signal supplied to the input terminal 114, (d) is an output signal of the clock generator 204, (e)
Is the output signal of the pulse generator 115, and (f) is the switch 1
16 (g) is an output signal of the filter 117.

【0028】この様に構成された本発明の第1の実施例
の電力増幅器について、以下その動作について説明す
る。
The operation of the thus configured power amplifier of the first embodiment of the present invention will be described below.

【0029】本発明の第1の実施例の電力増幅器は、パ
ルス電圧発生器101、パルス密度変調器113及びフ
ィルタ117で構成されている。パルス電圧発生器10
1は商用交流電源から供給される交流電圧をパルス状の
交流電圧に変換する。次に、パルス密度変調器113は
入力信号に応じてこのパルス交流電圧をパルス密度変調
する。そして、フィルタ117はパルス密度変調された
パルス交流電圧を帯域制限して電力増幅されたオーディ
オ信号を得、出力端子122に接続された負荷123を
駆動する。
The power amplifier according to the first embodiment of the present invention comprises a pulse voltage generator 101, a pulse density modulator 113 and a filter 117. Pulse voltage generator 10
1 converts an AC voltage supplied from a commercial AC power supply into a pulsed AC voltage. Next, the pulse density modulator 113 modulates the pulse AC voltage in accordance with the input signal. Then, the filter 117 obtains a power-amplified audio signal by band-limiting the pulse AC voltage subjected to the pulse density modulation, and drives the load 123 connected to the output terminal 122.

【0030】以下に各部の動作の詳細について説明す
る。パルス電圧発生器101は、入力端子102及び1
03と全波整流器105及びコンデンサ106から成る
整流平滑器104と、トランジスタ108,高周波トラ
ンス109及び制御器110から成るインバータ107
とで構成されている。
The operation of each section will be described below in detail. The pulse voltage generator 101 has input terminals 102 and 1
03, a rectifying / smoothing device 104 including a full-wave rectifier 105 and a capacitor 106, and an inverter 107 including a transistor 108, a high-frequency transformer 109, and a controller 110.
It is composed of

【0031】入力端子102と103間には、商用交流
電源から供給される交流電圧V1が印加される。印加
れた交流電圧V1は、整流平滑器104で直流電圧V2に
変換される。即ち、全波整流器105で全波整流された
のちコンデンサ106で平滑される。
An AC voltage V1 supplied from a commercial AC power supply is applied between the input terminals 102 and 103. The applied AC voltage V1 is converted into a DC voltage V2 by the rectifier / smoothing device 104. That is, after being full-wave rectified by the full-wave rectifier 105, it is smoothed by the capacitor 106.

【0032】次に、直流電圧V2は、インバータ107
でパルス状の交流電圧V3,V4及びV5に変換される。
即ち、制御器110は、パルス密度変調器113のサン
プリングクロックと同一の周波数でデューティー比50
%のクロックを発生する。トランジスタ108は、制御
器110の出力クロックに基づきオン・オフする。これ
に伴い高周波トランス109の1次側巻き線には、断続
的に直流電圧V2が印可され、1次側巻き線の両端には
制御器110の発生するクロックに相似なパルス状の交
流電圧V3が発生する。従って、中点が接地された高周
波トランス109の2次側巻き線には、1次側巻き線と
2次側巻き線の巻き線比に比例した1次側巻き線に発生
したパルス交流電圧V3に相似な互いに逆相で合同なパ
ルス交流電圧V4及びV5が発生する。これらのパルス交
流電圧V4及びV5は、それぞれ半波整流器111及び1
12で半波整流される。これらの波形は、それぞれ図4
または図5の(a)及び(b)に示してある。
Next, the DC voltage V2 is supplied to the inverter 107.
Are converted into pulsed AC voltages V3, V4 and V5.
That is, the controller 110 uses the same frequency as the sampling clock of the pulse density modulator 113 and the duty ratio 50
Generate a% clock. The transistor 108 turns on and off based on the output clock of the controller 110. Accordingly, a DC voltage V2 is intermittently applied to the primary winding of the high-frequency transformer 109, and a pulse-like AC voltage V3 similar to the clock generated by the controller 110 is applied to both ends of the primary winding. Occurs. Accordingly, the secondary winding of the high-frequency transformer 109 whose middle point is grounded has a pulse AC voltage V3 generated in the primary winding proportional to the winding ratio of the primary winding to the secondary winding. The pulse AC voltages V4 and V5, which are similar to each other and are opposite in phase, are generated. These pulse AC voltages V4 and V5 are connected to half-wave rectifiers 111 and 1 respectively.
The half-wave rectification is performed at 12. These waveforms are shown in FIG.
Alternatively, they are shown in FIGS.

【0033】パルス密度変調器113は、入力端子11
4、パルス発生器115及びスイッチ116で構成され
ている。
The pulse density modulator 113 has an input terminal 11
4. It is composed of a pulse generator 115 and a switch 116.

【0034】入力端子114に供給された入力信号vi
は、パルス発生器115でパルス信号に変換される。即
ち、パルス発生器115では、制御器110から発生さ
れるクロックからサンプリングクロックを発生する。そ
して、入力信号viは、サンプリングされパルス密度変
調信号に変換される。次に、スイッチ116は、半波整
流器111及び112から供給されるパルス交流電圧を
パルス発生器115の出力に基づきパルス密度変調す
る。
The input signal v i supplied to the input terminal 114
Is converted into a pulse signal by the pulse generator 115. That is, the pulse generator 115 generates a sampling clock from the clock generated by the controller 110. Then, the input signal v i is transformed to the sampled pulse density modulated signal. Next, the switch 116 performs pulse density modulation on the pulse AC voltage supplied from the half-wave rectifiers 111 and 112 based on the output of the pulse generator 115.

【0035】ここで、パルス発生器115及びスイッチ
116の具体的な回路例の図2を説明する。
Here, a specific circuit example of the pulse generator 115 and the switch 116 will be described with reference to FIG.

【0036】制御器110から出力されるクロックは、
クロック発生器204に入力される。クロック発生器2
04は、入力されたクロックに同期した図4または図5
の(d)に示すサンプリングクロックを発生する。ま
た、加算器201は、入力端子114から入力された入
力信号viとパルス密度変調器113の出力信号との差
を算出する。積分器202は、加算器201の出力を積
分する。次に、コンパレータ203は、積分器202の
出力信号の極性を判別する。そして、D型フリップフロ
ップ205は、クロック発生器204が発生するサンプ
リングクロックに基づきコンパレータ203の出力をサ
ンプリングする。ここで、D型フリップフロップ205
の出力は、入力信号viをクロック発生器204の発生
するサンプリングクロックでサンプルしたパルス密度変
調信号である。次に、ドライバ206は、トランジスタ
207及び208を駆動できるようにD型フリップフロ
ップ205の出力信号を増幅する。そして、トランジス
タ207及び208はドライバ206の出力に従って相
補的にオン・オフの動作を行う。即ち、半波整流器11
1及び112から供給されるパルス交流電圧を入力信号
iに対応してパルス密度変調している。
The clock output from the controller 110 is
Input to the clock generator 204. Clock generator 2
04 or FIG. 5 synchronized with the input clock.
(D) is generated. The adder 201 calculates the difference between the output signal of the input signal v i and pulse density modulator 113 which is input from the input terminal 114. The integrator 202 integrates the output of the adder 201. Next, the comparator 203 determines the polarity of the output signal of the integrator 202. The D-type flip-flop 205 samples the output of the comparator 203 based on the sampling clock generated by the clock generator 204. Here, the D-type flip-flop 205
The output of a pulse density modulation signal sampled at the sampling clock generated by the clock generator 204 to the input signal v i. Next, the driver 206 amplifies the output signal of the D-type flip-flop 205 so that the transistors 207 and 208 can be driven. Then, the transistors 207 and 208 perform on / off operations complementarily according to the output of the driver 206. That is, the half-wave rectifier 11
And pulse density modulation in response to the input signal v i the pulse AC voltage supplied from 1 and 112.

【0037】フィルタ117は、コイル118及び11
9とコンデンサ120及び121からなる梯子型フィル
タとして構成されている。そして、オーディオ帯域の信
号を通過させるようにコイル118,119及びコンデ
ンサ120,121の定数を設定している。
The filter 117 includes coils 118 and 11
9 and capacitors 120 and 121 as a ladder-type filter. Then, constants of the coils 118 and 119 and the capacitors 120 and 121 are set so as to pass a signal in the audio band.

【0038】パルス密度変調器113及びフィルタ11
7の動作を説明する。まず、入力信号viが無信号の時
の動作を図4を用いて説明する。
The pulse density modulator 113 and the filter 11
7 will be described. First, the input signal v i is the operation when no signal will be described with reference to FIG.

【0039】図4において、(a)及び(b)は、それ
ぞれ半波整流器111及び112が供給するパルス交流
電圧であり、互いに逆相のデューティー比50%の矩形
波である。(c)が入力信号vi、(d)がパルス交流
電圧(a),(b)に同期したサンプリングクロックの
波形である。入力信号viをパルス発生器115でパル
ス密度変調すると波形(e)となる。次に、スイッチ1
16は、パルス発生器115の出力に基づきパルス交流
電圧(a),(b)をパルス密度変調すると波形(f)
となる。波形(f)において、正のパルスと負のパルス
は互いの数が等しく、面積も等しいため、フィルタ11
7で処理すると出力は波形(g)に示す様に無信号とな
る。
In FIG. 4, (a) and (b) are pulse AC voltages supplied by the half-wave rectifiers 111 and 112, respectively, and are rectangular waves having mutually opposite phases and a duty ratio of 50%. (C) the input signal v i, (d) a pulse AC voltage (a), a waveform of a sampling clock synchronized with (b). When a pulse density modulation in the pulse generator 115 to the input signal v i a waveform (e). Next, switch 1
16 shows a waveform (f) when the pulse AC voltages (a) and (b) are subjected to pulse density modulation based on the output of the pulse generator 115.
Becomes In the waveform (f), since the number of positive pulses and the number of negative pulses are equal to each other and the areas are equal, the filter 11
When the processing is performed in step 7, the output becomes no signal as shown in the waveform (g).

【0040】次に、入力信号viが無信号でない場合の
動作を図5を用いて説明する。図5において、波形
(c)の様な入力信号viが入力されるとパルス発生器
115の出力波形は、波形(e)となる。波形(e)に
基づきスイッチ116を駆動すると、パルス交流電圧
(a),(b)はパルス密度変調され波形(f)とな
る。この波形(f)をフィルタ117で処理すると、波
形(g)の様に入力信号viに相似な電力増幅された信
号が得られる。
Next, will be described with reference to FIG. 5 the operation when the input signal v i is not no signal. 5, the output waveform of the input signal v i, such as the waveform (c) is inputted pulse generator 115, a waveform (e). When the switch 116 is driven based on the waveform (e), the pulse AC voltages (a) and (b) are subjected to pulse density modulation to become a waveform (f). Treatment of the waveform (f) in the filter 117, the input signal v i to the similar power amplified signal as the waveform (g) is obtained.

【0041】ところで、パルス発生器115の出力であ
るパルス密度変調信号には、図3の(c)に示す様なパ
ルス幅歪が発生する。即ち、パルス発生器115が理想
状態である場合、図3の(a)に示したサンプリングク
ロックの立ち上がりエッジでパルス発生器115の出力
波形が図3の(b)の様に変化する。しかし、実際の回
路では、図3の(c)の様になる。図3の(b)と比較
すると図示した様なパルス幅歪が発生していることがわ
かる。この様な状態で、スイッチ116に直流電圧を供
給し、直流電圧をパルス密度変調すると、スイッチ11
6の出力は図3の(c)に相似な出力信号となる。この
ため、パルス幅歪がそのまま増幅された形となる。
Incidentally, a pulse width distortion as shown in FIG. 3C is generated in the pulse density modulation signal output from the pulse generator 115. That is, when the pulse generator 115 is in the ideal state, the output waveform of the pulse generator 115 changes as shown in FIG. 3B at the rising edge of the sampling clock shown in FIG. However, in an actual circuit, it is as shown in FIG. It can be seen from the comparison with FIG. 3B that a pulse width distortion as shown occurs. In this state, when a DC voltage is supplied to the switch 116 and the DC voltage is subjected to pulse density modulation, the switch 11
The output 6 is an output signal similar to that of FIG. Thus, the pulse width distortion is amplified as it is.

【0042】しかし、本発明の第1の実施例の電力増幅
器では、上記の様な構成をとることで図4,図5の
(f)に示す様に、パルス発生器115のパルス列をパ
ルス幅の異なるパルス列に変換し、パルス幅歪を除去し
ている。
However, in the power amplifier according to the first embodiment of the present invention, by adopting the above configuration, the pulse train of the pulse generator 115 has a pulse width as shown in FIG. , And the pulse width distortion is removed.

【0043】以上の様に、本発明の第1の実施例では、
パルス状の交流電圧を入力信号に応じてパルス密度変調
することにより、パルス幅歪の発生しない電力変換効率
の高い電力増幅器を構成している。
As described above, in the first embodiment of the present invention,
By performing pulse density modulation of a pulsed AC voltage in accordance with an input signal, a power amplifier having high power conversion efficiency without generating pulse width distortion is configured.

【0044】図6は本発明の第2の実施例における電力
増幅器のブロック図を示す。図6において、601はパ
ルス状の交流電圧を発生するパルス電圧発生器、60
2,603はパルス電圧発生器601の入力端子、60
4は交流電圧を直流電圧に変換する整流平滑器、605
は全波整流器、606はコンデンサ、607は直流電圧
をパルス状の交流電圧に変換するインバータ、608は
トランジスタ、609は高周波トランス、610は高周
波トランス609の1次側に設けた巻き線、611は高
周波トランス609の1次側に設けた巻き線、612は
巻き線611に発生したパルス電圧を半波整流する半波
整流器、613は半波整流器612の出力を平滑するコ
ンデンサ、614はトランジスタ608を制御する制御
器、615,616はパルス電圧発生器601の出力を
半波整流する半波整流器、617は入力信号に応じてパ
ルス電圧発生器601の出力をパルス密度変調するパル
ス密度変調器、618は入力信号を入力する入力端子、
619は入力信号をパルス信号に変換するパルス発生
器、620はパルス発生器619の出力に基づき開閉す
るスイッチ、621はスイッチ620の出力信号から必
要な帯域を通過させるフィルタ、622は出力端子、6
23は負荷である。
FIG. 6 is a block diagram showing a power amplifier according to a second embodiment of the present invention. In FIG. 6, reference numeral 601 denotes a pulse voltage generator for generating a pulsed AC voltage;
2, 603 are input terminals of the pulse voltage generator 601;
Reference numeral 4 denotes a rectifying / smoothing device for converting an AC voltage to a DC voltage,
Is a full-wave rectifier, 606 is a capacitor, 607 is an inverter that converts a DC voltage to a pulsed AC voltage, 608 is a transistor, 609 is a high-frequency transformer, 610 is a winding provided on the primary side of the high-frequency transformer 609, and 611 is A winding provided on the primary side of the high-frequency transformer 609, 612 is a half-wave rectifier for half-wave rectifying the pulse voltage generated in the winding 611, 613 is a capacitor for smoothing the output of the half-wave rectifier 612, and 614 is a transistor 608. 615, 616 are half-wave rectifiers for half-wave rectification of the output of the pulse voltage generator 601; 617, a pulse density modulator for pulse-density-modulating the output of the pulse voltage generator 601 according to the input signal; Is an input terminal for inputting an input signal,
619, a pulse generator for converting an input signal into a pulse signal; 620, a switch that opens and closes based on the output of the pulse generator 619; 621, a filter that passes a required band from an output signal of the switch 620; 622, an output terminal;
23 is a load.

【0045】図7,図8は本発明の第2の実施例におけ
る電力増幅器の動作説明図であり、同図において、
(a)は整流平滑器604の出力信号、(b)は半波整
流器615の出力信号、(c)は半波整流器616の出
力信号、(d)は入力端子618に供給される入力信
号、(e)はクロック発生器204の出力信号、(f)
はパルス発生器619の出力信号、(g)はスイッチ6
20の出力信号、(h)はフィルタ621の出力信号で
ある。
FIGS. 7 and 8 are explanatory diagrams of the operation of the power amplifier according to the second embodiment of the present invention.
(A) is the output signal of the rectifier / smoothing device 604, (b) is the output signal of the half-wave rectifier 615, (c) is the output signal of the half-wave rectifier 616, (d) is the input signal supplied to the input terminal 618, (E) is the output signal of the clock generator 204, (f)
Is the output signal of the pulse generator 619, and (g) is the switch 6
20 is an output signal, and (h) is an output signal of the filter 621.

【0046】この様に構成された本発明の第2の実施例
の電力増幅器について、以下その動作について説明す
る。
The operation of the thus configured power amplifier of the second embodiment of the present invention will be described below.

【0047】本発明の第2の実施例の電力増幅器は、パ
ルス電圧発生器601、パルス密度変調器617及びフ
ィルタ621で構成されている。パルス電圧発生器60
1は商用交流電源から供給される交流電圧をパルス状の
交流電圧に変換する。次に、パルス密度変調器617は
入力信号に応じてこのパルス交流電圧をパルス密度変調
する。そして、フィルタ621はパルス密度変調された
パルス交流電圧を帯域制限して電力増幅されたオーディ
オ信号を得、出力端子622に接続された負荷623を
駆動する。
The power amplifier according to the second embodiment of the present invention comprises a pulse voltage generator 601, a pulse density modulator 617, and a filter 621. Pulse voltage generator 60
1 converts an AC voltage supplied from a commercial AC power supply into a pulsed AC voltage. Next, the pulse density modulator 617 performs pulse density modulation on the pulse AC voltage according to the input signal. Then, the filter 621 obtains a power-amplified audio signal by band-limiting the pulse AC voltage subjected to the pulse density modulation, and drives the load 623 connected to the output terminal 622.

【0048】以下に各部の動作の詳細について説明す
る。パルス電圧発生器601は、入力端子602及び6
03と全波整流器605及びコンデンサ606から成る
整流平滑器604と、トランジスタ608、高周波トラ
ンス609と高周波トランス609の1次側に設けた巻
き線611に発生するパルス電圧を半波整流する半波整
流器612と半波整流した電圧を平滑するコンデンサ及
び制御器614から成るインバータ607とで構成され
ている。
The details of the operation of each section will be described below. The pulse voltage generator 601 has input terminals 602 and 6
03, a full-wave rectifier 605 and a capacitor 606, a rectifier / smoothing unit 604, a transistor 608, a high-frequency transformer 609, and a half-wave rectifier for half-wave rectifying a pulse voltage generated in a winding 611 provided on the primary side of the high-frequency transformer 609. 612 and a capacitor 607 for smoothing the half-wave rectified voltage and a controller 614.

【0049】図6において、入力端子602及び60
3、全波整流器605、コンデンサ606、トランジス
タ608、高周波トランス609は図1における入力端
子102及び103、全波整流器105、コンデンサ1
06、トランジスタ108、高周波トランス109と全
く同一の動作をする。
In FIG. 6, input terminals 602 and 60
3, the full-wave rectifier 605, the capacitor 606, the transistor 608, and the high-frequency transformer 609 are the input terminals 102 and 103, the full-wave rectifier 105, and the capacitor 1 shown in FIG.
06, the transistor 108, and the high-frequency transformer 109 perform exactly the same operation.

【0050】まず、入力端子602と603間に印加
た商用交流電源から供給される交流電圧V6は、整流平
滑器604で直流電圧V7に変換される。
First, an AC voltage V6 supplied from a commercial AC power source applied between the input terminals 602 and 603 is converted into a DC voltage V7 by the rectifier / smoothing unit 604.

【0051】次に、直流電圧V7は、インバータ607
でパルス状の交流電圧V8,V9及びV10に変換される。
即ち、制御器614は、パルス密度変調器617のサン
プリングクロックと同一の周波数で交流電圧V6が変動
しないつまり、直流電圧V7が変動しなければ、デュー
ティー比50%のクロックを発生する。トランジスタ6
08は、制御器614の出力クロックに基づきオン・オ
フする。これに伴い高周波トランス609の1次側巻き
線には、断続的に直流電圧V7が印加され、1次側巻き
線610の両端には制御器614の発生するクロックに
相似なパルス状の交流電圧V8が発生する。従って、中
点が接地された高周波トランス609の2次側巻き線に
は、1次側巻き線610と2次側巻き線の巻き線比に比
例した1次側巻き線610に発生したパルス交流電圧V
8に相似な互いに逆相で合同なパルス交流電圧V9及びV
10が発生する。
Next, the DC voltage V7 is supplied to the inverter 607.
Is converted into pulsed AC voltages V8, V9 and V10.
That is, the controller 614 generates a clock having a duty ratio of 50% if the AC voltage V6 does not change at the same frequency as the sampling clock of the pulse density modulator 617, that is, if the DC voltage V7 does not change. Transistor 6
08 turns on / off based on the output clock of the controller 614. Accordingly, a DC voltage V7 is intermittently applied to the primary winding of the high-frequency transformer 609, and a pulse-like AC voltage similar to the clock generated by the controller 614 is applied to both ends of the primary winding 610. V8 occurs. Accordingly, the secondary winding of the high-frequency transformer 609 whose middle point is grounded has a pulse AC generated in the primary winding 610 proportional to the winding ratio of the primary winding 610 and the secondary winding. Voltage V
Pulsed alternating voltages V9 and V similar in phase to each other and similar to 8
10 occurs.

【0052】一方、高周波トランス609の1次側に設
けた巻き線611にはパルス交流電圧V8に比例した
(比例係数は、巻き線610と巻き線611の巻き線数
の比に等しい)パルス交流電圧V11が発生する。半波整
流器612はパルス交流電圧V 11を整流し、コンデンサ
613はこれを平滑し、直流電圧V12に変換する。ここ
で、制御器614は、直流電圧V12が所定の電圧値を持
つ基準電圧V13であるかを判断する。今、交流電圧V6
が一定であるため、直流電圧V12も一定であり、基準電
圧V13に等しい。ところが、交流電圧V6が変動する
と、直流電圧V7、パルス交流電圧V8,V9,V10,V
11及び直流電圧V12も変動する。そのため、直流電圧V
12は、基準電圧V13と異なる。しかし、制御器614
は、直流電圧V12と基準電圧V13が等しくなる様に制御
器614が発生するクロックのデューティー比を変化さ
せる。即ち、直流電圧V12>基準電圧V13であればトラ
ンジスタ608がオンの期間を少なくし、直流電圧V12
<基準電圧V13の場合はトランジスタ608がオンの時
間が長くなるように制御器614が発生するクロックの
デューティー比を変化させる。これらのパルス交流電圧
9及びV10は、それぞれ半波整流器615及び616
で半波整流され、パルス密度変調器617に供給され
る。
On the other hand, on the primary side of the high-frequency transformer 609,
The pulse AC voltage V8Proportional to
(The proportionality coefficient is the number of windings of the windings 610 and 611.
AC voltage V)11Occurs. Half wave
The flower 612 has a pulse AC voltage V 11Rectifying the capacitor
613 smoothes the DC voltage V12Convert to here
Then, the controller 614 outputs the DC voltage V12Has a predetermined voltage value.
Reference voltage V13Is determined. Now, the AC voltage V6
Is constant, the DC voltage V12Is also constant and the reference
Pressure V13be equivalent to. However, the AC voltage V6Fluctuates
And the DC voltage V7, Pulse AC voltage V8, V9, VTen, V
11And DC voltage V12Also fluctuate. Therefore, the DC voltage V
12Is the reference voltage V13And different. However, the controller 614
Is the DC voltage V12And reference voltage V13Control so that
Change the duty ratio of the clock generated by the detector 614.
Let That is, the DC voltage V12> Reference voltage V13Then tiger
The period during which the transistor 608 is on is reduced, and the DC voltage V12
<Reference voltage V13When transistor 608 is on
Of the clock generated by the controller 614 so that the interval becomes longer.
Change the duty ratio. These pulse AC voltages
V9And VTenAre half-wave rectifiers 615 and 616, respectively.
And is supplied to the pulse density modulator 617.
You.

【0053】パルス密度変調器617は、入力端子61
8、パルス発生器619及びスイッチ620で構成され
ている。
The pulse density modulator 617 is connected to the input terminal 61
8, a pulse generator 619 and a switch 620.

【0054】図6におけるパルス密度変調器617は、
図1におけるパルス密度変調器113と全く同一の動作
を行い、本発明の第2の実施例では、パルス密度変調器
113を構成する図2に示したクロック発生器204
は、制御器614の中の変調器が出力するクロックをス
ルー即ち通過させるもの(尤も、電気的インターフェー
スが取れるように信号振幅のマッチングは行う)とす
る。
The pulse density modulator 617 in FIG.
At all have lines of the same operation as pulse density modulator 113 in FIG. 1, in the second embodiment of the present invention, a pulse density modulator
The clock generator 204 shown in FIG.
Controls the clock output from the modulator in the controller 614.
Roux or something to pass through (although the electrical interface
Signal amplitude matching so that
You.

【0055】入力端子618に供給された入力信号vi
は、パルス発生器619でパルス信号に変換される。次
に、スイッチ620は、半波整流器615及び616か
ら供給されるパルス交流電圧をパルス発生器619の出
力に基づきパルス密度変調する。
The input signal v i supplied to the input terminal 618
Is converted into a pulse signal by the pulse generator 619. Next, the switch 620 performs pulse density modulation on the pulse AC voltage supplied from the half-wave rectifiers 615 and 616 based on the output of the pulse generator 619.

【0056】図6におけるフィルタ621は、図1にお
けるフィルタ117と全く同一の動作を行う。
The filter 621 in FIG. 6 performs exactly the same operation as the filter 117 in FIG.

【0057】交流電圧V6が変動した時の本発明の第2
の実施例の動作について図7及び図8を用いて説明す
る。ここでは、図7または図8の(d)に示す入力信号
iが入力された時の動作である。
When the AC voltage V 6 fluctuates, the second
The operation of this embodiment will be described with reference to FIGS. Here, an operation when the input signal v i shown in (d) of FIG. 7 or FIG. 8 is input.

【0058】図7は、制御器614が直流電圧V12と基
準電圧V13と一致するように制御器614の出力クロッ
クのデューティー比を制御しない時、つまり、デューテ
ィー比50%のクロックを出力している場合を示す。交
流電圧V6が変動することにより直流電圧V7が図7の
(a)の様に変化したとする。ここで、破線は交流電圧
6が変化しない時の電圧値Vdd0とする。直流電圧V7
が図7の(a)の様に変化することにより、半波整流器
615及び616の出力電圧はそれぞれ図7の(b)及
び(c)の様になる。即ち、デューティー比は50%で
あるが、電圧値が直流電圧V7の変化に従って変化して
いる。一方、図7の(d)に示す入力電圧viは、パル
ス発生器619において、パルス密度変調され、図7の
(f)に示すパルス信号に変換される。このパルス信号
により、スイッチ620をオン・オフすると図7の
(g)に示す波形が得られる。これを、フィルタ621
で帯域制限し、オーディオ信号に復調すると、図7の
(h)に実線で示す波形となる。図7の(h)に入力信
号viが理想的に増幅されたときの波形を破線で示し、
実線と破線の差の部分にハッチングを入れている。即
ち、図7は、交流電圧V6の電圧値が変化すると波形歪
が発生することを示している。
[0058] Figure 7, when the controller 614 does not control the duty ratio of the output clock of the controller 614 so as to coincide with DC voltage V 12 and the reference voltage V 13, that is, outputs a duty ratio of 50% of the clock Indicates when DC voltage V 7 by the AC voltage V 6 is varied to that change as in (a) of FIG. Here, the broken line is a voltage value V dd0 when the AC voltage V 6 unchanged. DC voltage V 7
Change as shown in FIG. 7A, the output voltages of the half-wave rectifiers 615 and 616 become as shown in FIGS. 7B and 7C, respectively. That is, the duty ratio is 50%, the voltage value is changed according to the change of the DC voltage V 7. On the other hand, the input voltage v i shown in (d) of FIG. 7, the pulse generator 619, a pulse-density modulation, is converted into a pulse signal shown in (f) of FIG. When the switch 620 is turned on / off by this pulse signal, a waveform shown in FIG. 7 (g) is obtained. This is applied to the filter 621.
When the signal is band-limited and demodulated into an audio signal, the waveform shown by the solid line in FIG. The waveform when the input signal vi is ideally amplified is shown by a broken line in FIG.
The difference between the solid line and the broken line is hatched. That is, FIG. 7 is a waveform distortion when the voltage value of the AC voltage V 6 is changed indicates the occurrence.

【0059】図8は、制御器614が直流電圧V12と基
準電圧V13と一致するように制御器614の出力クロッ
クのデューティー比を制御する場合を示す。図8の
(a)は交流電圧V6が変動を示す。ここで、破線は交
流電圧V6が変化しない時の電圧値Vdd0とする。制御器
614の働きにより、半波整流器615及び616の出
力電圧はそれぞれ図8の(b)及び(c)の様になる。
即ち、直流電圧V7の電圧値がVdd0で一定の場合のパル
ス交流電圧V9及びV10に成るようにパルス幅が変化し
ていることがわかる。これを図7と同様に、図8の
(d)に示す入力電圧v iが、パルス密度変調器617
に入力された時の出力波形が図8の(g)である。これ
を、フィルタ621で帯域制限し、オーディオ信号に復
調したものが図8の(h)であり、図8の(d)と相似
形であり波形歪が発生していない。
FIG. 8 shows that the controller 614 controls the DC voltage V12And base
Reference voltage V13Output clock of controller 614 so that
This shows a case where the duty ratio of the clock is controlled. In FIG.
(A) is the AC voltage V6Indicates fluctuation. Here, the broken line
Current voltage V6When the voltage does not changedd0And Controller
The output of the half-wave rectifiers 615 and 616
The force voltages are as shown in FIGS. 8B and 8C, respectively.
That is, the DC voltage V7Is Vdd0Pal when constant
AC voltage V9And VTenThe pulse width changes so that
You can see that it is. This is similar to FIG.
Input voltage v shown in (d) iIs the pulse density modulator 617
FIG. 8 (g) shows the output waveform when the signal is input to. this
Is band-limited by the filter 621 to return to an audio signal.
FIG. 8 (h) shows the result of adjustment, and is similar to FIG. 8 (d).
Shape and no waveform distortion.

【0060】以上の様に、本発明の第2の実施例では、
パルス状の交流電圧を入力信号に応じてパルス密度変調
することにより、パルス幅歪の発生しない、さらに、高
周波トランスの1次側の巻き線に発生するパルス交流電
圧の電圧値を安定化することにより商用交流電源の電圧
値が変動しても波形歪が発生しない電力変換効率の高い
電力増幅器を構成している。
As described above, in the second embodiment of the present invention,
Pulse width modulation of a pulsed AC voltage according to an input signal does not cause pulse width distortion, and further stabilizes a voltage value of a pulse AC voltage generated in a primary winding of a high-frequency transformer. Thus, a power amplifier with high power conversion efficiency that does not cause waveform distortion even when the voltage value of the commercial AC power supply fluctuates is configured.

【0061】図9は本発明の第3の実施例における電力
増幅器のブロック図を示す。図9において、901はパ
ルス状の交流電圧を発生するパルス電圧発生器、90
2,903はパルス電圧発生器901の入力端子、90
4は交流電圧を直流電圧に変換する整流平滑器、905
は全波整流器、906はコンデンサ、907は直流電圧
をパルス状の交流電圧に変換するインバータ、908は
トランジスタ、909は高周波トランス、910は高周
波トランス909の2次側に発生したパルス交流電圧を
半波整流する半波整流器、911は半波整流器910の
出力を平滑するコンデンサ、912はトランジスタ90
8を制御する制御器、913,914はパルス電圧発生
器901の出力を半波整流する半波整流器、915は入
力信号に応じてパルス電圧発生器901の出力をパルス
密度変調するパルス密度変調器、916は入力信号を入
力する入力端子、917は入力信号をパルス信号に変換
するパルス発生器、918はパルス発生器917の出力
に基づき開閉するスイッチ、919はスイッチ918の
出力信号から必要な帯域を通過させるフィルタ、920
は出力端子、921は負荷である。ここでは、高周波ト
ランス909の2次側はセンタータップ型の構造を持
ち、センタータップを接地して用いる。ここで、センタ
ータップ型巻き線の構造は、一つの巻き線の途中からタ
ップを取り出す構成と、2つの独立した巻き線の一端同
士を接続してタップにしても同様である。
FIG. 9 is a block diagram showing a power amplifier according to a third embodiment of the present invention. In FIG. 9, reference numeral 901 denotes a pulse voltage generator for generating a pulsed AC voltage;
2, 903 are input terminals of the pulse voltage generator 901;
4 is a rectifier / smoothing device for converting an AC voltage into a DC voltage;
Is a full-wave rectifier, 906 is a capacitor, 907 is an inverter that converts a DC voltage into a pulsed AC voltage, 908 is a transistor, 909 is a high-frequency transformer, and 910 is a half-pulse AC voltage generated on the secondary side of the high-frequency transformer 909. 911 is a capacitor for smoothing the output of the half-wave rectifier 910, and 912 is a transistor 90
8, 913 and 914 are half-wave rectifiers for half-wave rectifying the output of the pulse voltage generator 901, and 915 is a pulse density modulator for pulse-modulating the output of the pulse voltage generator 901 according to the input signal. , 916, an input terminal for inputting an input signal, 917, a pulse generator that converts the input signal into a pulse signal, 918, a switch that opens and closes based on the output of the pulse generator 917, 919, a required band from the output signal of the switch 918 Filter 920
Is an output terminal, and 921 is a load. Here, the high-frequency
The secondary side of the lance 909 has a center tap type structure
That is, the center tap is grounded and used. Where the center
-The structure of the tap type winding is
Configuration, and one end of two independent windings
The same applies to connecting a tap and tapping.

【0062】この様に構成された本発明の第3の実施例
の電力増幅器について、以下その動作について説明す
る。
The operation of the thus configured power amplifier of the third embodiment of the present invention will be described below.

【0063】本発明の第3の実施例の電力増幅器は、パ
ルス電圧発生器901、パルス密度変調器915及びフ
ィルタ919で構成されている。パルス電圧発生器90
1は商用交流電源から供給される交流電圧をパルス状の
交流電圧に変換する。次に、パルス密度変調器915は
入力信号に応じてこのパルス交流電圧をパルス密度変調
する。そして、フィルタ919はパルス密度変調された
パルス交流電圧を帯域制限して電力増幅されたオーディ
オ信号を得、出力端子920に接続された負荷921を
駆動する。
The power amplifier according to the third embodiment of the present invention comprises a pulse voltage generator 901, a pulse density modulator 915, and a filter 919. Pulse voltage generator 90
1 converts an AC voltage supplied from a commercial AC power supply into a pulsed AC voltage. Next, the pulse density modulator 915 performs pulse density modulation of the pulse AC voltage according to the input signal. Then, the filter 919 obtains a power-amplified audio signal by band-limiting the pulse AC voltage subjected to the pulse density modulation, and drives the load 921 connected to the output terminal 920.

【0064】以下に各部の動作の詳細について説明す
る。パルス電圧発生器901は、入力端子902及び9
03と全波整流器905及びコンデンサ906から成る
整流平滑器904と、トランジスタ908、高周波トラ
ンス909と高周波トランス909の2次側に発生した
パルス交流電圧V17を半波整流する半波整流器910
と半波整流した電圧を平滑するコンデンサ911及び制
御器912から成るインバータ907とで構成されてい
る。
The details of the operation of each section will be described below. The pulse voltage generator 901 has input terminals 902 and 9
And a rectifying / smoothing device 904 comprising a full-wave rectifier 905 and a capacitor 906; a transistor 908; a high-frequency transformer 909; and a half-wave rectifier 910 for half-wave rectifying the pulse AC voltage V17 generated on the secondary side of the high-frequency transformer 909.
And a capacitor 911 for smoothing the half-wave rectified voltage and an inverter 907 including a controller 912.

【0065】図9において、入力端子902及び90
3、全波整流器905、コンデンサ906、トランジス
タ908、高周波トランス909は図1における入力端
子102及び103、全波整流器105、コンデンサ1
06、トランジスタ108、高周波トランス109と全
く同一の動作をする。
In FIG. 9, input terminals 902 and 90
3, the full-wave rectifier 905, the capacitor 906, the transistor 908, and the high-frequency transformer 909 are the input terminals 102 and 103, the full-wave rectifier 105, and the capacitor 1 shown in FIG.
06, the transistor 108, and the high-frequency transformer 109 perform exactly the same operation.

【0066】まず、入力端子902と903間に印加
た商用交流電源から供給される交流電圧V14は、整流平
滑器904で直流電圧V15に変換される。
First, the AC voltage V14 supplied from the commercial AC power supply applied between the input terminals 902 and 903 is converted into the DC voltage V15 by the rectifier / smoothing unit 904.

【0067】次に、直流電圧V15は、インバータ907
でパルス状の交流電圧V16,V17及びV18に変換され
る。即ち、制御器912は、パルス密度変調器915の
サンプリングクロックと同一の周波数でパルス交流電圧
V17が変動しなければ、デューティー比50%のクロッ
クを発生する。トランジスタ908は、制御器912の
出力クロックに基づきオン・オフする。これに伴い高周
波トランス909の1次側巻き線には、断続的に直流電
圧V15が印加され、高周波トランス909の1次側巻き
線の両端には制御器912の発生するクロックに相似な
パルス状の交流電圧V16が発生する。従って、中点が接
地された高周波トランス909の2次側巻き線には、1
次側巻き線と2次側巻き線の巻き線比に比例した1次側
巻き線に発生したパルス交流電圧V16に相似な互いに逆
相で合同なパルス交流電圧V17及びV18が発生する。
Next, the DC voltage V15 is supplied to the inverter 907.
Are converted into pulsed AC voltages V16, V17 and V18. That is, the controller 912 generates a clock with a duty ratio of 50% unless the pulse AC voltage V17 fluctuates at the same frequency as the sampling clock of the pulse density modulator 915. The transistor 908 is turned on / off based on the output clock of the controller 912. Accordingly, a DC voltage V15 is intermittently applied to the primary winding of the high-frequency transformer 909, and a pulse similar to the clock generated by the controller 912 is applied to both ends of the primary winding of the high-frequency transformer 909. AC voltage V16 is generated. Therefore, the secondary winding of the high-frequency transformer 909 whose middle point is grounded has 1
Pulsed alternating voltages V17 and V18 having opposite phases and being similar to the pulsed AC voltage V16 generated on the primary winding in proportion to the winding ratio of the secondary winding and the secondary winding are generated.

【0068】一方、入力信号viに楽音信号を用いた場
合、振幅が急峻に大きくなる等の振幅レベルの時間変動
が発生する。また、スピーカを負荷とした場合負荷のイ
ンピーダンスが周波数特性を持っている。これらに伴い
負荷921に供給される電流が変化する。しかし、高周
波トランス909の巻き線はインピーダンスを持つ。そ
して、高周波トランス909の巻き線で電圧降下が生じ
る。そのため、負荷921には入力信号viに対応した
電流が供給できなくなり、波形歪が発生する。
On the other hand, when a tone signal is used as the input signal v i , the amplitude level changes over time, such as a sharp increase in amplitude. When a speaker is used as a load, the impedance of the load has frequency characteristics. Accordingly, the current supplied to the load 921 changes. However, the winding of the high-frequency transformer 909 has impedance. Then, a voltage drop occurs in the winding of the high-frequency transformer 909. Therefore, the load 921 will not be supplied current corresponding to the input signal v i, waveform distortion occurs.

【0069】そこで、高周波トランス909の2次側に
発生したパルス交流電圧V17を半波整流器910が整流
し、コンデンサ911がこれを平滑し、直流電圧V19
変換する。ここで、制御器912は、直流電圧V19が所
定の電圧値を持つ基準電圧V 20であるかを判断する。
Therefore, on the secondary side of the high-frequency transformer 909,
Generated pulse AC voltage V17Rectifier 910
The capacitor 911 smoothes this, and the DC voltage V19To
Convert. Here, the controller 912 outputs the DC voltage V19Place
Reference voltage V having a constant voltage value 20Is determined.

【0070】今、パルス交流電圧V17が一定であれば、
直流電圧V19も一定であり、基準電圧V20に等しい。そ
して、制御器912からはデューティー比50%のクロ
ックが出力される。
Now, if the pulse AC voltage V 17 is constant,
DC voltage V 19 is also constant and equal to the reference voltage V 20. Then, a clock having a duty ratio of 50% is output from the controller 912.

【0071】ところが、パルス交流電圧V17が変動する
と、直流電圧V19も変動する。そのため、直流電圧V19
は、基準電圧V20と異なる。しかし、制御器912は、
直流電圧V19と基準電圧V20が等しくなる様に制御器9
12が発生するクロックのデューティー比を変化させ
る。即ち、直流電圧V19>基準電圧V20であればトラン
ジスタ908がオンの期間を少なくし、直流電圧V19
基準電圧V20の場合はトランジスタ908がオンの時間
が長くなるように制御器912が発生するクロックのデ
ューティー比を変化させる。高周波トランス909の2
次側に発生したパルス交流電圧V17及びV18は、それぞ
れ半波整流器913及び914で半波整流される。そし
て、パルス密度変調器915に供給される。
[0071] However, when the pulse AC voltage V 17 is varied, also varies the DC voltage V 19. Therefore, the DC voltage V 19
It is different from the reference voltage V 20. However, the controller 912
The controller 9 controls the DC voltage V 19 and the reference voltage V 20 to be equal.
12 changes the duty ratio of the clock generated. That is, if the DC voltage V 19 > the reference voltage V 20 , the ON period of the transistor 908 is reduced, and the DC voltage V 19 <
For reference voltage V 20 changes the duty ratio of the clock controller 912 so transistor 908 is the time on the longer occurs. High frequency transformer 909-2
The pulse AC voltages V 17 and V 18 generated on the secondary side are half-wave rectified by half-wave rectifiers 913 and 914, respectively. Then, it is supplied to the pulse density modulator 915.

【0072】パルス密度変調器915は、入力端子91
6、パルス発生器917及びスイッチ918で構成され
ている。
The pulse density modulator 915 has an input terminal 91
6, a pulse generator 917 and a switch 918.

【0073】図9におけるパルス密度変調器917は、
図1におけるパルス密度変調器113と全く同一の動作
を行い、本発明の第3の実施例では、パルス密度変調器
113を構成する図2に示したクロック発生器204
は、制御器912の中の変調器が出力するクロックをス
ルー即ち通過させるもの(尤も、電気的インターフェー
スが取れるように信号振幅のマッチングは行う)とす
る。
The pulse density modulator 917 in FIG.
At all have lines of the same operation as pulse density modulator 113 in FIG. 1, in the third embodiment of the present invention, a pulse density modulator
The clock generator 204 shown in FIG.
Controls the clock output by the modulator in the controller 912.
Roux or something to pass through (although the electrical interface
Signal amplitude matching so that
You.

【0074】入力端子916に供給された入力信号vi
は、パルス発生器917でパルス信号に変換される。次
に、スイッチ918は、半波整流器913及び914か
ら供給されるパルス交流電圧をパルス発生器917の出
力に基づきパルス密度変調する。パルス密度変調器91
5の出力は、フィルタ919に供給され帯域制限されオ
ーディオ信号が出力端子920を介して負荷921に供
給される。
The input signal v i supplied to the input terminal 916
Is converted into a pulse signal by the pulse generator 917. Next, the switch 918 performs pulse density modulation on the pulse AC voltage supplied from the half-wave rectifiers 913 and 914 based on the output of the pulse generator 917. Pulse density modulator 91
The output of No. 5 is supplied to a filter 919 and band-limited, and an audio signal is supplied to a load 921 via an output terminal 920.

【0075】図9におけるフィルタ919は、図1にお
けるフィルタ117と全く同一の動作を行う。
The filter 919 in FIG. 9 performs exactly the same operation as the filter 117 in FIG.

【0076】ここで、高周波トランス909の巻き線の
持つインピーダンスにより電圧降下が生じパルス交流電
圧V17が変動した時の本発明の第3の実施例の動作につ
いて図7及び図8を用いて説明する。ここでは、図7ま
たは図8の(d)に示す入力信号viが入力された時の
動作である。
[0076] Here, the operation of the third embodiment of the present invention when the pulse AC voltage V 17 occurs a voltage drop by the impedance of the winding of the high-frequency transformer 909 is varied with reference to FIGS. 7 and 8 described I do. Here, an operation when the input signal v i shown in (d) of FIG. 7 or FIG. 8 is input.

【0077】図7は、制御器912が直流電圧V19と基
準電圧V20とが一致するように制御器912の出力クロ
ックのデューティー比を制御しない時、つまり、デュー
ティー比50%のクロックを出力している場合を示す。
パルス交流電圧V17が変動することにより半波整流器9
13及び914の出力がそれぞれ図7の(b),(c)
の様に変化したとする。即ち、デューティー比は50%
であるが、電圧値がパルス交流電圧V17の変化に従って
変化している。一方、図7の(d)に示す入力電圧vi
は、パルス発生器917において、パルス密度変調さ
れ、図7の(f)に示すパルス信号に変換される。この
パルス信号により、スイッチ918をオン・オフすると
図7の(g)に示す波形が得られる。これを、フィルタ
919で帯域制限し、オーディオ信号に復調すると、図
7の(h)に実線で示す波形となる。図7の(h)に入
力信号viが理想的に増幅されたときの波形を破線で示
し、実線と破線の差の部分にハッチングを入れている。
即ち、図7は、パルス交流電圧V17の電圧値が変化する
と波形歪が発生することを示している。
FIG. 7 shows a case where the controller 912 does not control the duty ratio of the output clock of the controller 912 so that the DC voltage V 19 matches the reference voltage V 20 , that is, outputs a clock having a duty ratio of 50%. Indicates that
Half-wave rectifier by pulse AC voltage V 17 is varied 9
13 and 914 are output from FIGS. 7B and 7C, respectively.
Let's say that it has changed. That is, the duty ratio is 50%
Although, the voltage value is changed in accordance with changes in the pulse AC voltage V 17. On the other hand, the input voltage v i shown in FIG. 7 (d)
Are subjected to pulse density modulation in a pulse generator 917 and converted into a pulse signal shown in FIG. When the switch 918 is turned on / off by this pulse signal, a waveform shown in FIG. 7 (g) is obtained. When this is band-limited by the filter 919 and demodulated into an audio signal, a waveform shown by a solid line in FIG. In FIG. 7H, the waveform when the input signal vi is ideally amplified is shown by a broken line, and the difference between the solid line and the broken line is hatched.
That is, FIG. 7 shows that the waveform distortion occurs when the voltage value of the pulse AC voltage V 17 is varied.

【0078】図8は、制御器912が直流電圧V19と基
準電圧V20と一致するように制御器912の出力クロッ
クのデューティー比を制御する場合を示す。図7と同様
にパルス交流電圧V17が変化すると、半波整流器913
及び914の出力はそれぞれ図7の(b),(c)の様
に変化する。しかし、制御器912の働きにより、半波
整流器913及び914の出力電圧はそれぞれ図8の
(b)及び(c)の様になる。即ち、パルス交流電圧V
17の電圧値が一定に成るようにパルス幅が変化している
ことがわかる。これを図7と同様に、図8の(d)に示
す入力電圧viが、パルス密度変調器915に入力され
た時の出力波形が図8の(g)である。これを、フィル
タ919で帯域制限し、オーディオ信号に復調したもの
が図8の(h)であり、図8の(d)と相似形であり波
形歪が発生していない。
FIG. 8 shows a case where the controller 912 controls the duty ratio of the output clock of the controller 912 so that it matches the DC voltage V 19 and the reference voltage V 20 . When the pulse AC voltage V 17 is varied similarly to FIG. 7, a half-wave rectifier 913
And 914 change as shown in FIGS. 7B and 7C, respectively. However, by the operation of the controller 912, the output voltages of the half-wave rectifiers 913 and 914 are as shown in FIGS. 8B and 8C, respectively. That is, the pulse AC voltage V
It can be seen that the pulse width changes so that the voltage value of 17 becomes constant. This similarly to FIG. 7, the input voltage v i shown in (d) of FIG. 8, the output waveform of the input time to the pulse density modulator 915 is (g) in FIG. 8. This is band-limited by the filter 919 and demodulated to an audio signal as shown in FIG. 8 (h), which is similar to FIG. 8 (d) and has no waveform distortion.

【0079】以上の様に、本発明の第3の実施例では、
パルス状の交流電圧を入力信号に応じてパルス密度変調
することにより、パルス幅歪みの発生しない、さらに、
高周波トランスの2次側の巻き線に発生するパルス高流
電圧の電圧値を安定化することにより商用交流電圧の電
圧値の変動や高周波トランスの巻き線のインピーダンス
による電圧降下が生じても波形歪みが発生しない電力変
換効率の高い電力増幅器を構成している。尚、本発明の
第3の実施例では、整流平滑回路910,911とパル
ス密度変調器915に接続される高周波トランス909
の2次側の巻き線を共有する形で説明したが、独立する
巻き線を用いて構成しても同様の効果が得られることは
言うまでもない。
As described above, in the third embodiment of the present invention,
By pulse-modulating the pulsed AC voltage according to the input signal, no pulse width distortion occurs.
By stabilizing the voltage value of the pulse high-current voltage generated in the secondary winding of the high-frequency transformer, the waveform distortion occurs even if the voltage value of the commercial AC voltage fluctuates or a voltage drop occurs due to the impedance of the high-frequency transformer winding. This constitutes a power amplifier with high power conversion efficiency in which no power generation occurs. Incidentally, the present invention
In the third embodiment, the rectifying / smoothing circuits 910 and 911 and the
High-frequency transformer 909 connected to density modulator 915
The secondary winding is shared, but independent.
The same effect can be obtained by using a winding
Needless to say.

【0080】[0080]

【発明の効果】以上の様に本発明は、パルス交流電圧の
周波数とパルス密度変調手段のサンプリングクロックと
を同期させることで、パルス幅歪の発生を除去できるた
め、出力信号の波形歪の発生を減少させることを可能と
する効果が得られる。
As described above, according to the present invention, since the occurrence of pulse width distortion can be eliminated by synchronizing the frequency of the pulse AC voltage with the sampling clock of the pulse density modulation means, the occurrence of waveform distortion of the output signal can be eliminated. Can be obtained.

【0081】また、高周波トランスの1次側に設けたコ
イルに発生する電圧値が一定になるようにパルス電圧発
生器を制御することで、入力交流電圧の変動を除去する
ことができるため、出力信号の波形歪の発生を減少させ
ることを可能とする効果が得られる。
Further, by controlling the pulse voltage generator so that the voltage generated in the coil provided on the primary side of the high-frequency transformer becomes constant, fluctuations in the input AC voltage can be eliminated, so that the output voltage can be reduced. The effect of enabling the occurrence of signal waveform distortion to be reduced can be obtained.

【0082】また、高周波トランスの2次側に発生する
電圧の電圧値を一定になるようにパルス電圧発生器を制
御することで高周波トランスのインピーダンスによる電
圧降下(入力信号、負荷インピーダンス等により変調さ
れている)を除去できるため、出力信号の波形歪の発生
を減少させることを可能とする効果が得られる。
Further, by controlling the pulse voltage generator so that the voltage value of the voltage generated on the secondary side of the high frequency transformer becomes constant, the voltage drop due to the impedance of the high frequency transformer (modulated by the input signal, load impedance, etc.) ) Can be removed, so that the effect of reducing the occurrence of waveform distortion of the output signal can be obtained.

【0083】更に、高周波トランスの2次側の巻き線の
中点を接地し、巻き線の両端に半波整流器を介してスイ
ッチング素子に接続することで、フィルタで復調された
負荷に供給する低周波信号を高周波トランスの2次側に
流さない構成が実現できるため、出力信号の波形歪の発
生を減少させることを可能とする効果が得られる。
Further, by connecting the midpoint of the winding on the secondary side of the high-frequency transformer to ground and connecting to the switching element via a half-wave rectifier at both ends of the winding, a low-voltage supply to the load demodulated by the filter is achieved. Since a configuration in which the frequency signal is not passed to the secondary side of the high-frequency transformer can be realized, the effect of enabling the occurrence of waveform distortion of the output signal to be reduced can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施例における電力増幅器の構
成を示すブロック図
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a power amplifier according to a first embodiment of the present invention.

【図2】同第1の実施例のパルス密度変調器の具体的な
構成を示すブロック図
FIG. 2 is a block diagram showing a specific configuration of the pulse density modulator of the first embodiment.

【図3】同第1の実施例の動作を説明する動作説明図FIG. 3 is an operation explanatory diagram for explaining the operation of the first embodiment;

【図4】同第1の実施例の動作を説明する動作説明図FIG. 4 is an operation explanatory diagram for explaining the operation of the first embodiment;

【図5】同第1の実施例の動作を説明する動作説明図FIG. 5 is an operation explanatory diagram for explaining the operation of the first embodiment;

【図6】本発明の第2の実施例における電力増幅器の構
成を示すブロック図
FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of a power amplifier according to a second embodiment of the present invention.

【図7】同第2の実施例の動作を説明する動作説明図FIG. 7 is an operation explanatory diagram for explaining the operation of the second embodiment.

【図8】同第2の実施例の動作を説明する動作説明図FIG. 8 is an operation explanatory diagram for explaining the operation of the second embodiment.

【図9】本発明の第3の実施例における電力増幅器の構
成を示すブロック図
FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of a power amplifier according to a third embodiment of the present invention.

【図10】従来の負荷駆動装置の構成を示すブロック図FIG. 10 is a block diagram showing a configuration of a conventional load driving device.

【図11】同従来例の動作を説明する動作説明図FIG. 11 is an operation explanatory diagram for explaining the operation of the conventional example.

【図12】同従来例の動作を説明する動作説明図FIG. 12 is an operation explanatory diagram for explaining the operation of the conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101 パルス電圧発生器 102,103,114 入力端子 104 整流平滑器 105 全波整流器 106,120,121 コンデンサ 107 インバータ 108 トランジスタ 109 高周波トランス 110 制御器 111,112 半波整流器 113 パルス密度変調器 115 パルス発生器 116 スイッチ 117 フィルタ 118,119 コイル 122 出力端子 123 負荷 Reference Signs List 101 pulse voltage generator 102, 103, 114 input terminal 104 rectifier smoother 105 full-wave rectifier 106, 120, 121 capacitor 107 inverter 108 transistor 109 high-frequency transformer 110 controller 111, 112 half-wave rectifier 113 pulse density modulator 115 pulse generation Container 116 Switch 117 Filter 118, 119 Coil 122 Output terminal 123 Load

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実開 昭54−96135(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H03F 3/217 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References Japanese Utility Model Showa 54-96135 (JP, U) (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) H03F 3/217

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 パルス状の交流電圧を発生するパルス電
圧発生手段と、前記パルス電圧発生手段の出力であるパ
ルス状の交流電圧のパルスを整流平滑しないパルス状の
ままで前記パルス電圧発生手段の出力電圧のパルス密度
を入力信号に応じてパルス密度変調するパルス密度変調
手段と、前記パルス密度変調手段の出力信号の周波数帯
域を制限するフィルタ手段とを備えたことを特徴とする
電力増幅器。
1. A pulse voltage generating means for generating a pulse-like AC voltage, and a pulse-like AC voltage which is not rectified and smoothed from a pulse-like AC voltage output from said pulse voltage generating means .
Pulse density modulation means for performing pulse density modulation of a pulse density of an output voltage of the pulse voltage generation means in accordance with an input signal, and filter means for limiting a frequency band of an output signal of the pulse density modulation means. A power amplifier, characterized in that:
【請求項2】 パルス電圧発生手段は、1次側に巻き線
1、2次側に巻き線2を備えた高周波トランスと、前記
巻き線1に直流電源から供給される直流電圧の印可を制
御する制御手段を備え、 前記制御手段はパルス密度変調手段のサンプリングクロ
ックに同期して前記巻き線1に直流電源から供給される
直流電圧を印可し、前記巻き線2に前記サンプリングク
ロックに同期したパルス状の交流電圧を発生させること
を特徴とする請求項1記載の電力増幅器。
2. A pulse voltage generating means for controlling a high-frequency transformer having a winding 1 on a primary side and a winding 2 on a secondary side, and applying a DC voltage supplied from a DC power supply to the winding 1 The control means applies a DC voltage supplied from a DC power supply to the winding 1 in synchronization with a sampling clock of the pulse density modulation means, and applies a pulse synchronized to the sampling clock to the winding 2 2. The power amplifier according to claim 1, wherein the power amplifier generates a constant AC voltage.
【請求項3】 パルス電圧発生手段は、1次側に巻き線
1及び巻き線2と2次側に巻き線3を備えた高周波トラ
ンスと、前記巻き線2に発生する交流電圧を整流平滑す
る平滑手段と、前記巻き線1への直流電源から供給され
る直流電圧の印可を制御する制御手段と、 前記制御手段は、所定の周波数のクロックを発生する発
振手段と、前記発振手段が発生するクロックのデューテ
ィー比を変調する変調手段と、前記変調手段の出力信号
に同期して開閉するスイッチとを備え、前記変調手段
は、前記平滑手段の出力信号の振幅値が一定値になるよ
うに前記発振手段の出力のクロックのデューティー比を
変調し、前記スイッチは前記変調手段の出力クロックの
デューティー比を変調し、前記スイッチは前記変調手段
の出力に同期して前記高周波トランスの巻き線1に直流
電源から供給される直流電圧を印可すること、前記巻き
線3にパルス状の交流電圧を発生すること、パルス密度
変調手段は、前記変調手段の出力信号をサンプリングク
ロックとして入力信号をパルス密度変調することを特徴
とする請求項1記載の電力増幅器。
3. A high-frequency transformer having a winding 1 and a winding 2 on a primary side and a winding 3 on a secondary side, and rectifies and smoothes an AC voltage generated in the winding 2 on a primary side. Smoothing means, control means for controlling application of a DC voltage supplied from a DC power supply to the winding 1, and control means for generating a clock having a predetermined frequency.
And a duty cycle of a clock generated by the oscillation means.
Modulating means for modulating an input ratio, and an output signal of the modulating means
A switch for opening and closing in synchronization with the modulation means;
Means that the amplitude value of the output signal of the smoothing means becomes a constant value.
The duty ratio of the clock of the output of the oscillation means is
Modulates, and the switch controls the output clock of the modulating means.
Modulating a duty ratio, wherein the switch is provided with the modulation means
To the winding 1 of the high-frequency transformer in synchronization with the output of
Applying a DC voltage supplied from a power supply;
Generating a pulsed alternating voltage on line 3, the pulse density
The modulating means samples the output signal of the modulating means.
Features pulse density modulation of input signal as lock
The power amplifier according to claim 1, wherein
【請求項4】 パルス電圧発生手段は、1次側に巻き線
1と2次側に巻き線2及び巻き線3を備えた高周波トラ
ンスと、前記巻き線2に発生する交流電圧を整流平滑す
る平滑手段と、前記巻き線1への直流電源から供給され
る直流電圧の印可を制御する制御手段と、 前記制御手段は、所定の周波数のクロックを発生する発
振手段と、前記発振手段が発生するクロックのデューテ
ィー比を変調する変調手段と、前記変調手段の出力信号
に同期して開閉するスイッチとを備え、前記変調手段
は、前記平滑手段の出力信号の振幅値が一定値になるよ
うに前記発振手段の出力のクロックのデューティー比を
変調し、前記スイッチは前記変調手段の出力クロックの
デューティー比を変調し、前記スイッチは前記変調手段
の出力に同期して高周波トランスの巻き線1に直流電源
から供給される直流電圧を印可し、前記巻き線3にパル
ス状の交流電圧を発生すること、パルス密度変調手段
は、前記変調手段の出力信号をサンプリングクロックと
して入力信号をパルス密度変調することを特徴とする請
求項1記載の電力増幅器。
4. A high-frequency transformer having a winding 1 on a primary side and windings 2 and 3 on a secondary side and rectifying and smoothing an AC voltage generated on the winding 2 on a primary side. Smoothing means, control means for controlling application of a DC voltage supplied from a DC power supply to the winding 1, and control means for generating a clock having a predetermined frequency.
And a duty cycle of a clock generated by the oscillation means.
Modulating means for modulating an input ratio, and an output signal of the modulating means
A switch for opening and closing in synchronization with the modulation means;
Means that the amplitude value of the output signal of the smoothing means becomes a constant value.
The duty ratio of the clock of the output of the oscillation means is
Modulates, and the switch controls the output clock of the modulating means.
Modulating a duty ratio, wherein the switch is provided with the modulation means
DC power supply to winding 1 of high-frequency transformer in synchronization with the output of
DC voltage supplied from the
Generating pulsed AC voltage, pulse density modulation means
The output signal of the modulation means as a sampling clock
A pulse density modulation of the input signal.
The power amplifier according to claim 1.
JP22996993A 1993-09-16 1993-09-16 Power amplifier Expired - Fee Related JP3319072B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP22996993A JP3319072B2 (en) 1993-09-16 1993-09-16 Power amplifier

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP22996993A JP3319072B2 (en) 1993-09-16 1993-09-16 Power amplifier

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0786846A JPH0786846A (en) 1995-03-31
JP3319072B2 true JP3319072B2 (en) 2002-08-26

Family

ID=16900552

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP22996993A Expired - Fee Related JP3319072B2 (en) 1993-09-16 1993-09-16 Power amplifier

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3319072B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6362683B1 (en) * 1999-07-29 2002-03-26 Tripath Technology, Inc. Break-before-make distortion compensation for a digital amplifier
CN115313847B (en) * 2022-08-24 2024-01-30 四川杰诺创科技有限公司 Electromagnetic compatible millimeter wave transmitter high-voltage power supply and generation method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0786846A (en) 1995-03-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
GB1563956A (en) Power supply circuits
JPWO2002067416A1 (en) Switching power amplifier and switching control method of switching power amplifier
US5166870A (en) Pulse width-modulation control device for invertor devices
JPS6130785B2 (en)
EP0234936A2 (en) AM radio transmitter
US4573018A (en) Switching amplifier system
JP2688660B2 (en) Inverter device
GB2153603A (en) Dc to dc forward converter power supply
JP3319072B2 (en) Power amplifier
JP2817670B2 (en) Wide input piezoelectric transformer inverter
JPH0823241A (en) Power amplifier
JP2934679B2 (en) Inverter device
CA1055125A (en) Pulse width modulated signal amplifier
JP2934689B2 (en) Inverter device
US4287556A (en) Capacitive current limiting inverter
JP3405538B2 (en) Piezoelectric transformer driving method and piezoelectric transformer type inverter
JPS58105606A (en) Power supplying circuit for amplifier
EP0099232A2 (en) Burst length modulation for switching power supplies
JP2688661B2 (en) Inverter device
JP2591056Y2 (en) Switching power supply
JPS5834043B2 (en) D class power amplifier
RU2231902C2 (en) Method and device for converting voltage of any kind into desired voltage incorporating regulation function
JPH0779120A (en) Output circuit
JP2518144B2 (en) Ringing signal generator
JPS62144411A (en) Power amplifier circuit

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees