JP3332704B2 - 増幅回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は増幅回路に関し、更
に詳しく言えば、チョッパ電源で駆動される増幅回路の
スイッチングノイズによる周辺機器への悪影響の低減を
目的とする。

【０００２】

【従来の技術】以下で従来例に係るオーディオアンプに
搭載される増幅回路について説明する。従来、一定電圧
を電源電圧としていたオーディオアンプにおいては、常
時最大出力を取り出せる程度の高電圧を電源電圧とし
て、アンプを駆動していた。

【０００３】このような回路では、出力が小レベルであ
ったような場合においても、常時最大出力を取り出せる
程度の高電圧を電源電圧としているので、アンプ内での
消費電力は必要以上に大きくなり、アンプの効率は低か
った。特にオーディオアンプのように、電源電圧が高
く、消費電力のロスが無視出来ないような回路に適用し
た場合には、この問題は深刻であった。

【０００４】そこで、アンプの高効率化を図るために、
以下に示すような増幅回路が提案されている。これは、
増幅信号（ＺＳ）に一定電圧を上乗した電圧を電源電圧
として、増幅信号（ＺＳ）の増減に応じて電源電圧を変
動させながら駆動するというものである。この回路は具
体的には図９に示すような回路であって、アンプ
（１），正側の電源部（６）及び負側の電源部（７）を
有する。

【０００５】正側の電源部（６）はオフセット電圧生成
回路（２Ａ），コンパレータ（４Ａ），正側のチョッパ
電源（５Ａ）を有し、負側の電源部（７）はオフセット
電圧生成回路（２Ｂ），コンパレータ（４Ｂ），負側の
チョッパ電源（５Ｂ）を有する。上記回路によれば、電
源が投入されると正側，負側の電源部（６，７）に一定
の電源電圧（＋Ｖｃｃ，−Ｖｃｃ）がそれぞれ印加され
る。

【０００６】次いで入力信号（ＡＳ）がアンプ（１）に
よって増幅されて増幅信号（ＺＳ）が生成されて不図示
のスピーカに出力され、同時に正側，負側の電源部
（６，７）に出力される。正側の電源部（６）では、オ
フセット電圧生成回路（２Ａ）によって正側に振れた増
幅信号（ＺＳ）に一定電圧が上乗されてコンパレータ
（４Ａ）の反転入力部（−）に入力される。

【０００７】一方、コンパレータ（４Ａ）の非反転入力
部（＋）には正側のチョッパ電源（５Ａ）から出力され
る電源電圧（＋Ｖｃ）が入力されており、常に電源電圧
（＋Ｖｃ）と一定電圧が上乗された増幅信号（ＺＳ′）
とは比較されている。コンパレータ（４Ａ）の出力はチ
ョッパ電源（５Ａ）の第１のスイッチング回路（ＳＷ
１）に接続されており、一定電圧と微分とが上乗された
増幅信号（ＺＳ）を電源電圧（＋Ｖｃ）が下回るとコン
パレータ（４Ａ）の出力がローレベル（以下“Ｌ”と称
する）になって第１のスイッチング回路（ＳＷ１）がＯ
Ｎされて電源電圧（＋Ｖｃ）が上昇し、逆に一定電圧が
上乗された増幅信号（ＺＳ′）を電源電圧（＋Ｖｃ）が
上回るとコンパレータ（４Ａ）の出力がハイレベル（以
下“Ｈ”と称する）になって第１のスイッチング回路
（ＳＷ１）がＯＦＦされて電源電圧（＋Ｖｃ）が下降す
る。

【０００８】すなわち、以上の動作を繰り返す事でコン
パレータ（４Ａ）からは図１１に示すようなパルス信号
（ＰＰ）が出力されることになる。以上の動作について
は負側の電源部（７）についても同様であって、コンパ
レータ（４Ｂ）からは図１１に示すようなパルス信号
（ＰＭ）が出力されることになる。以上の動作により、
電源電圧（＋Ｖｃ，−Ｖｃ）は図１０に示すように増幅
信号（ＺＳ）に一定電圧が上乗された電圧（ＺＳ′）に
追従するように変化しながらアンプ（１）に供給され
る。この電源電圧（＋Ｖｃ，−Ｖｃ）を用いて、アンプ
（１）によって入力信号（ＡＳ）が増幅されて増幅信号
（ＺＳ）が不図示のスピーカに出力される。

【０００９】このようにして増幅信号（ＺＳ）の大小に
応じて電源電圧（±Ｖｃ）を変動させることにより、常
時最大出力を取り出せる高電圧を電源電圧としてアンプ
を駆動するような場合に比して、特に小レベルの出力時
における消費電力のロスを軽減し、高効率化をはかって
いた。上記回路において、コンパレータ（４Ａ，４Ｂ）
の出力のパルス信号（ＰＰ，ＰＭ）の周波数は図１１に
示すように同一であって、第１のスイッチング回路（Ｓ
Ｗ１）のスイッチング周波数と第２のスイッチング回路
（ＳＷ２）のスイッチング周波数とが同一に設定されて
いる。正側，負側の電源部（６，７）を対称な回路構
成、動作にする事で回路動作の安定性を図るためであ
る。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の増幅回路では正側、負側でチョッパ電源（５Ａ，５
Ｂ）を用いており、これらに設けられた第１，第２のス
イッチング回路（ＳＷ１，ＳＷ２）のスイッチング周波
数は、約２００ｋHz〜４００ｋHz程度である。これは、
アンプの周波数特性を可聴帯の上限である２０ｋHzまで
得てなおかつ、出力波形の追従性の確保や、出力波形の
リップル成分の低減を図るためである。

【００１１】第１，第２のスイッチング回路（ＳＷ１，
ＳＷ２）によるノイズの周波数は、図１２に示すように
基本周波数が例えば２００ｋHzのときには、２次〜５次
の高調波が４００ｋHz〜１ＭHzとなり、これらのノイズ
は、ＬＷ（Long Wave ），ＭＷ（Middle Wave ）のＡＭ
ラジオの周波数帯である２００ｋHz〜２ＭHzの範囲に入
ってしまうので、この増幅回路の近くにＡＭラジオがあ
った場合には、ＡＭラジオからこれらのノイズが出力さ
れてしまうという問題が生じていた。

【００１２】特に、ＡＭやＦＭのラジオチューナーとオ
ーディオアンプが一緒に搭載された用途では、この問題
は無視出来ない大きな問題となっていた。実際には第１
のスイッチング回路（ＳＷ１）によるノイズ，第２のス
イッチング回路（ＳＷ２）によるノイズはそれぞれ図１
２に示すレベルの１／２なのだが、図１３に示すように
それぞれのスイッチング周波数は正側、負側で同じなの
で、これを合計したノイズの強度は重畳されて２倍にな
り、図１２に示すような大きなレベルのノイズが出力さ
れてしまう。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は上記従来の欠点
に鑑み成されたもので、入力信号を増幅して増幅信号と
して出力する信号増幅部と、第１のスイッチング回路を
備えた正側のチョッパ電源を有し、前記正側の増幅信号
に一定電圧が上乗されるように変動する正の電源電圧を
生成する正側の電源部と、第２のスイッチング回路を備
えた負側のチョッパ電源を有し、前記負側の増幅信号に
一定電圧が上乗されるように変動する負の電源電圧を生
成する負側の電源部とを具備し、前記第１のスイッチン
グ回路のスイッチング周波数と前記第２のスイッチング
回路のスイッチング周波数が異なることを特徴とする増
幅回路や、図１に例示するように、入力信号を増幅して
増幅信号として出力する信号増幅部と、第１のスイッチ
ング回路を備えた正側のチョッパ電源を有し、前記正側
の増幅信号に一定電圧と前記正側の増幅信号の微分とが
上乗されるように変動する正の電源電圧を生成する正側
の電源部と、第２のスイッチング回路を備えた負側のチ
ョッパ電源を有し、前記負側の増幅信号に一定電圧と前
記正側の増幅信号の微分とが上乗されるように変動する
負の電源電圧を生成する負側の電源部とを具備し、前記
第１のスイッチング回路のスイッチング周波数と前記第
２のスイッチング回路のスイッチング周波数が異なるこ
とを特徴とする増幅回路や、前記増幅回路の近くでラジ
オが動作していない時には前記第１，第２のスイッチン
グ回路のスイッチング周波数を同一にし、かつ前記増幅
回路の近くでラジオが動作している際にのみ、前記第１
のスイッチング回路のスイッチング周波数と前記第２の
スイッチング回路のスイッチング周波数が異なるように
制御する切替回路を有することを特徴とする本発明に係
る増幅回路や、前記第１のスイッチング回路のスイッチ
ング周波数の基本波を含む高調波が、前記第２のスイッ
チング回路のスイッチング周波数の基本波を含む高調波
が重ならないことを特徴とする本発明に係る増幅回路に
より、増幅回路のスイッチングノイズがＡＭラジオなど
の周辺機器に及ぼす悪影響を低減することを可能に足ら
しめるものである。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下で本発明の実施形態について
図面を参照しながら説明する。 （１）第１の実施形態 以下で、本発明の第１の実施形態に係る増幅回路につい
て図面を参照しながら説明する。

【００１５】この増幅回路は図１に示すような回路であ
って、オーディオアンプなどに用いられ、信号増幅部の
一例であるアンプ（１１），正側の電源部（１６）及び
負側の電源部（１７）とを有する。最初に上記回路の構
成について説明する。アンプ（１１）は、信号増幅部の
一例であって、後述の電源電圧（＋Ｖｃ）を用いて、入
力信号（ＡＳ）を増幅して増幅信号（ＺＳ）を出力する
ものである。

【００１６】正側の電源部（１６）はオフセット電圧生
成回路（１２Ａ），勾配検出部（１３Ａ），コンパレー
タ（１４Ａ）及び正側のチョッパ電源（１５Ａ）を有す
る回路であって、一定の直流電圧（＋Ｖｃｃ）から増幅
信号（ＺＳ）の増減に応じて変化する正の電源電圧（＋
Ｖｃ）を生成してアンプ（１１）に供給する回路であ
る。

【００１７】具体的には、増幅信号（ＺＳ）に、オフセ
ット電圧生成回路（１２Ａ）によって生成される一定電
圧と、勾配検出部（１３Ａ）によって算出される増幅信
号（ＺＳ）の微分を上乗し、この電圧に追従するように
変化する正の電源電圧（＋Ｖｃ）を供給している。オフ
セット電圧生成回路（１２Ａ）は、増幅信号（ＺＳ）に
一定電圧を上乗するものであって、勾配検出部（１３
Ａ）は増幅信号（ＺＳ）の微分を算出する回路である。
これは具体的には微分回路を用いている。

【００１８】コンパレータ（１４Ａ）は一定電圧と、増
幅信号（ＺＳ）の微分とが上乗された増幅信号（ＺＳ）
と正の電源電圧（＋Ｖｃ）とを比較して、その比較結果
となる図２に示すような正側のパルス信号（ＰＰ）を正
側のチョッパ電源（１５Ａ）に出力する回路である。正
側のチョッパ電源（１５Ａ）は正側のパルス信号（Ｐ
Ｐ）によって第１のスイッチング回路（ＳＷ１）をＯＮ
／ＯＦＦすることで、一定の正電源（＋Ｖｃｃ）から、
増幅信号（ＺＳ）の増減に応じて変化する正の電源電圧
（＋Ｖｃ）を生成するものである。

【００１９】負側の電源部（１７）はオフセット電圧生
成回路（１２Ｂ），勾配検出部（１３Ｂ），コンパレー
タ（１４Ｂ）及び負側のチョッパ電源（１５Ｂ）を有す
る回路であって、一定の直流電圧（−Ｖｃｃ）を増幅信
号（ＺＳ）の増減に応じて変化させてアンプ（１１）に
負の電源電圧（−Ｖｃ）を供給する回路である。具体的
には、増幅信号（ＺＳ）に、オフセット電圧生成回路
（１２Ｂ）によって生成される一定電圧と、勾配検出部
（１３Ｂ）によって算出される増幅信号（ＺＳ）の微分
を上乗し、この電圧に追従するように変化する負の電源
電圧（−Ｖｃ）を供給している。

【００２０】オフセット電圧生成回路（１２Ｂ）は、増
幅信号（ＺＳ）に一定電圧を上乗するものであって、勾
配検出部（１３Ｂ）は増幅信号（ＺＳ）の微分を算出す
る回路である。これは具体的には微分回路を用いてい
る。コンパレータ（１４Ｂ）は一定電圧と、増幅信号
（ＺＳ）の微分とが上乗された増幅信号（ＺＳ）と負の
電源電圧（−Ｖｃ）とを比較して、その比較結果となる
図２に示すようなパルス信号（ＰＭ）を負側のチョッパ
電源（１５Ｂ）に出力する回路である。この負側のパル
ス信号（ＰＭ）は、図２に示すように正側のパルス信号
（ＰＰ）よりもその周波数を予め小さく設定している。
これが従来と回路構成で異なる点である。

【００２１】負側のチョッパ電源（１５Ｂ）はパルス信
号（ＰＭ）によって第２のスイッチング回路（ＳＷ２）
をＯＮ／ＯＦＦすることで、一定の負電源（−Ｖｃｃ）
から、増幅信号（ＺＳ）の増減に応じて変化する負の電
源電圧（−Ｖｃ）を生成するものである。引き続いて上
記の増幅回路の動作について以下で説明する。

【００２２】上記の回路によれば、電源が投入されると
正側，負側の電源部（１６，１７）に一定の電源電圧
（＋Ｖｃｃ，−Ｖｃｃ）がそれぞれ印加される。次いで
入力信号（ＡＳ）がアンプ（１１）によって増幅されて
増幅信号（ＺＳ）が生成されて不図示のスピーカに出力
され、同時に正側，負側の電源部（１６，１７）にも出
力される。

【００２３】正側の電源部（１６）では、オフセット電
圧生成回路（１２Ａ）によって増幅信号（ＺＳ）に一定
電圧が上乗されてコンパレータ（１４Ａ）の反転入力部
（−）に入力される。同時に勾配検出部（１３Ａ）によ
ってこの増幅信号（ＺＳ）の微分が算出されてコンパレ
ータ（１４Ａ）の反転入力部（−）に入力されるので、
この反転入力部（−）には一定電圧と増幅信号（ＺＳ）
の微分が上乗された増幅信号（ＺＳ）が入力されること
になる。

【００２４】一方、コンパレータ（１４Ａ）の非反転入
力部（＋）には正側のチョッパ電源（１５Ａ）から出力
される正の電源電圧（＋Ｖｃ）が入力されており、常に
正の電源電圧（＋Ｖｃ）と一定電圧，微分が上乗された
増幅信号（ＺＳ′）とは比較されている。コンパレータ
（１４Ａ）の出力はチョッパ電源（１５Ａ）の第１のス
イッチング回路（ＳＷ１）に接続されており、一定電圧
と微分とが上乗された増幅信号（ＺＳ′）を正の電源電
圧（＋Ｖｃ）が下回るとコンパレータ（１４Ａ）の出力
が“Ｌ”になって第１のスイッチング回路（ＳＷ１）が
ＯＮされて正の電源電圧（＋Ｖｃ）が上昇し、逆に一定
電圧と微分とが上乗された増幅信号（ＺＳ）を正の電源
電圧（＋Ｖｃ）が上回るとコンパレータ（１４Ａ）の出
力が“Ｈ”になって第１のスイッチング回路（ＳＷ１）
がＯＦＦされて正の電源電圧（＋Ｖｃ）が下降する。

【００２５】以上の動作を繰り返す事でコンパレータ
（１４Ａ）からは図２に示すような正側のパルス信号
（ＰＰ）が出力される。ここまでの動作については負側
の電源部（１７）についても同様であるが、従来と異な
り、コンパレータ（１４Ｂ）からは図２に示すように正
側のパルス信号（ＰＰ）よりも周波数が低い負側のパル
ス信号（ＰＭ）が出力されることになる。正側のパルス
信号（ＰＰ）のスイッチング周波数は例えば３００〜５
００ｋＨｚであるが、このとき負側のパルス信号（Ｐ
Ｍ）のスイッチング周波数を２００〜４００ｋＨｚ程度
になっている。つまりパルス信号（ＰＰ）によって決ま
る第１のスイッチング回路のスイッチング周波数の基本
波を含む高調波がパルス信号（ＰＭ）によって決まる第
２のスイッチング回路のスイッチング周波数の基本波を
含む高調波と重ならない点が、従来回路と本実施形態に
係る回路との異なる点である。

【００２６】以上の動作により、電源電圧（＋Ｖｃ，−
Ｖｃ）は図３に示すように増幅信号（ＺＳ）に一定電圧
と微分とが上乗された電圧（ＺＳ′）に追従するように
変化しながらアンプ（１１）に供給される。この電源電
圧（＋Ｖｃ，−Ｖｃ）を用いて、アンプ（１１）によっ
て入力信号（ＡＳ）が増幅されて増幅信号（ＺＳ）がス
ピーカに出力される。

【００２７】このようにして増幅信号（ＺＳ）の大小に
応じて電源電圧（±Ｖｃ）を変動させることにより、常
時最大出力を取り出せる高電圧を電源電圧としてアンプ
を駆動するような場合に比して、特に小レベルの出力時
における消費電力のロスを軽減し、高効率化を図ること
ができる。なお、この回路には勾配検出部（１３Ａ，１
３Ｂ）が設けられており、電源電圧（＋Ｖｃ，−Ｖｃ）
は増幅信号（ＺＳ）に一定電圧と増幅信号（ＺＳ）の微
分が上乗された電圧になっている。

【００２８】単に増幅信号（ＺＳ）に一定電圧を上乗し
て電源電圧（＋Ｖｃ，−Ｖｃ）を生成すると、立上がり
が急峻な増幅信号（ＺＳ）が生成された時には電源部が
その急峻な変化に追従しきれずに、本来常に増幅信号
（ＺＳ）を上回っているべき電源電圧（＋Ｖｃ）が増幅
信号（ＺＳ）を下回ってしまい、図４に示すように増幅
信号（ＺＳ）が歪んでしまうという欠点が有るが、この
回路では立ち上がりが急峻な増幅信号（ＺＳ）に一定電
圧と増幅信号（ＺＳ）の微分を上乗しているので、増幅
信号（ＺＳ）の変化が急峻な場合にはその微分が増大
し、増大した増幅信号（ＺＳ）の微分が上乗せされた電
圧に追従するように電源電圧（＋Ｖｃ）が供給され、急
峻な信号の変化があったときにも常に図５に示すように
電源電圧が増幅信号を下回ることはないので、増幅信号
（ＺＳ）の変化に電源電圧（＋Ｖｃ）が余裕をもって追
従でき、このような場合のアンプの出力の歪みが抑止さ
れている。

【００２９】以上説明したように、本実施形態に係る増
幅回路によれば、図２に示すように正側のパルス信号
（ＰＰ）の周波数を例えば３００〜５００ｋＨｚとした
ときに、負側のパルス信号（ＰＭ）の周波数を２００〜
４００ｋＨｚ程度にして、これらの周波数をずらしてい
る。このため正側，負側のパルス信号（ＰＰ，ＰＭ）が
それぞれ入力される第１，第２のスイッチング回路（Ｓ
Ｗ１，ＳＷ２）のスイッチング周波数もずれ、これら第
１，第２のスイッチング回路（ＳＷ１，ＳＷ２）によっ
て生じる各々のノイズは、図６に示すような特性を示
す。

【００３０】従来回路では図１１に示すように正側，負
側のパルス信号（ＰＰ，ＰＭ）の周波数を同一にしてい
たのでノイズの特性も重畳され、図１２に示すように正
側、負側で生じるノイズの強度の合計として現れるノイ
ズは正負側それぞれが発生するノイズ強度の２倍となっ
ていたが、本実施形態に係る増幅回路によれば、図６に
示すように第１のスイッチング回路（ＳＷ１）と第２の
スイッチング回路（ＳＷ２）との間のノイズの強度の特
性曲線が、互いにこれらのノイズのピークがずれている
ので、正側、負側で生じるノイズの合計は図７に示すよ
うに平均化され、基本周波数（２００ｋＨｚ）、２次〜
５次の高調波（４００ｋＨｚ〜１ＭＨｚ）に現れるノイ
ズのスペクトル状のピークが図１２に示す従来のノイズ
強度特性に比べて大幅に低減される。

【００３１】これらのスイッチングノイズが周辺機器特
にラジオなどに及ぼす悪影響はこのノイズのスペクトル
状のピークによるものがほとんどなので、これが低減さ
れることによってスイッチングノイズが近くに有るＡＭ
ラジオに飛びこむことで生じていたノイズの悪影響を低
減することが可能になる。特に、ＡＭやＦＭのラジオチ
ューナーとオーディオアンプが一緒に搭載された用途で
は、特に有効な効果を奏する。

【００３２】なお、本実施形態では図１に示すような回
路構成の増幅回路について説明しているが、本発明はこ
れに限らず、増幅信号（ＺＳ）に一定電圧，その微分が
上乗された電圧に追従するように変化する電源電圧によ
って動作し、スイッチング回路を備えたチョッパ電源を
有する増幅回路であれば、どのような回路であっても、
同様の効果を奏する。

【００３３】また、本実施形態に係る回路では勾配検出
部（１３Ａ，１３Ｂ）を設けているが、本発明はこれに
限らず、これを設けずに従来回路のように単に増幅信号
（ＺＳ）に一定電圧を上乗して電源電圧（±Ｖｃ）を生
成し、第１，第２のスイッチング回路（ＳＷ１，ＳＷ
２）のスイッチング周波数をずらすことによってもほぼ
同様の効果を奏する。

【００３４】さらに本実施形態では、負側のパルス信号
（ＰＭ）の周波数を正側のパルス信号（ＰＰ）の周波数
よりも低くしているが、本発明はこれに限らず、逆に負
側のパルス信号（ＰＭ）の周波数を正側のパルス信号
（ＰＰ）の周波数よりも高くしても同様の効果を奏す
る。 （２）第２の実施形態 以下で、本発明の第２の実施形態に係る増幅回路につい
て説明する。第１の実施形態と共通する事項について
は、重複を避けるため説明を省略する。

【００３５】この回路は図８に示すように、アンプ（２
１），正側の電源部（２６），負側の電源部（２７）及
び切替回路（２８）を有する。最初に上記回路の構成に
ついて説明する。アンプ（２１）は、信号増幅部の一例
であって、後述の電源電圧（＋Ｖｃ）を用いて、入力信
号（ＡＳ）を増幅して増幅信号（ＺＳ）を出力するもの
である。

【００３６】正側の電源部（２６）はオフセット電圧生
成回路（２２Ａ），勾配検出部（２３Ａ），コンパレー
タ（２４Ａ）及び正側のチョッパ電源（２５Ａ）を有す
る回路であって、一定の直流電圧（＋Ｖｃｃ）を増幅信
号（ＺＳ）の増減に応じて変化させてアンプ（２１）に
正の電源電圧（＋Ｖｃ）を供給する回路である。この回
路の各部の構成、機能については第１の実施形態と同様
なので説明を省略する。

【００３７】負側の電源部（２７）はオフセット電圧生
成回路（２２Ｂ），勾配検出部（２３Ｂ），コンパレー
タ（２４Ｂ）及び正側のチョッパ電源（２５Ｂ）を有す
る回路であって、一定の直流電圧（−Ｖｃｃ）を増幅信
号（ＺＳ）の増減に応じて変化させてアンプ（２１）に
負の電源電圧（−Ｖｃ）を供給する回路である。この回
路においてはコンパレータ（２４Ｂ）以外は構成、機能
が第１の実施形態のそれと同様なので説明を省略する。

【００３８】コンパレータ（２４Ｂ）は一定電圧と、増
幅信号（ＺＳ）の微分とが上乗された増幅信号（ＺＳ）
と負の電源電圧（−Ｖｃ）とを比較して、その比較結果
となる図２に示すようなパルス信号（ＰＭ）を負側のチ
ョッパ電源（２５Ｂ）に出力する回路である。第１の実
施形態と異なり、このコンパレータ（２４Ｂ）は、切替
回路（２８）の制御の下で、ＡＭラジオが近くで動作し
ているときには負側のパルス信号（ＰＭ）の周波数を、
図２に示すように正側のパルス信号（ＰＰ）よりも低く
設定し、またＡＭラジオが近くで動作していない時には
正側のパルス信号（ＰＰ）と同じ周波数に設定してい
る。

【００３９】切替回路（２８）は、本実施形態に係る増
幅回路の特徴となる回路であって、負側の電源部（２
７）のコンパレータ（２４Ｂ）に接続され、上記増幅回
路の近くでＡＭラジオが動作していないときにはコンパ
レータ（２４Ｂ）から出力されるパルス信号（ＰＭ）の
周波数をコンパレータ（２４Ａ）から出力されるパルス
信号（ＰＰ）の周波数と同一にさせ、ＡＭラジオが動作
していることを示すラジオ動作信号（ＡＭ）が入力され
たときに、コンパレータ（２４Ｂ）の出力するパルス信
号（ＰＭ）の周波数をコンパレータ（２４Ａ）のパルス
信号（ＰＰ）の周波数と異なるように設定させる回路で
ある。

【００４０】以下で上記の増幅回路の動作について、
（Ａ）ＡＭラジオが当該増幅回路の近くで動作していな
い場合，（Ｂ）ＡＭラジオが当該増幅回路の近くで動作
している場合の２つの場合に分けて説明する。 （Ａ）ＡＭラジオが当該増幅回路の近くで動作していな
い場合 この場合には、切替回路（２８）にＡＭラジオが動作し
ていることを示すラジオ動作信号（ＡＭ）が入力されな
い。これにより切替回路（２８）はコンパレータ（２４
Ｂ）から出力されるパルス信号（ＰＭ）の周波数をコン
パレータ（２４Ａ）から出力されるパルス信号（ＰＰ）
の周波数と同一になるようにコンパレータ（２４Ｂ）を
制御し、このときの動作は従来回路とほぼ同様になる。

【００４１】すなわち、従来回路と同様の動作を経て、
アンプ（２１）に入力信号（ＡＳ）が入力されて増幅さ
れて増幅信号（ＺＳ）が生成され、この増幅信号（Ｚ
Ｓ）の変化に追従して、図５に示すように増幅信号（Ｚ
Ｓ）に一定電圧と微分とが上乗された電圧（ＺＳ′）に
追従するように電源電圧（±Ｖｃｃ）が変化しながらア
ンプ（２１）に供給される。この電源電圧（＋Ｖｃ）を
用いて、アンプ（２１）によって入力信号（ＡＳ）が増
幅されて増幅信号（ＺＳ）がスピーカに出力されるの
で、一定電圧を電源電圧とした場合に比べて、効率がよ
くなる。

【００４２】この場合には、スイッチングノイズ低減の
対策についてはなんらされていないが、上記増幅回路の
近くでＡＭラジオが動作していないので、実用上特に支
障はない。 （Ｂ）ＡＭラジオが当該増幅回路の近くで動作している
場合 この場合には、ラジオ動作信号（ＡＭ）が切替回路（２
８）に入力され、図２に示すようにコンパレータ（２４
Ｂ）の出力するパルス信号（ＰＭ）の周波数をコンパレ
ータ（２４Ａ）のパルス信号（ＰＰ）の周波数と異なる
ようにコンパレータ（２４Ｂ）を制御する。

【００４３】その後の動作は第１の実施形態とほぼ同様
である。すなわち、まず電源が投入されると正側，負側
の電源部（２６，２７）に一定の電源電圧（＋Ｖｃｃ，
−Ｖｃｃ）がそれぞれ印加される、次いで入力信号（Ａ
Ｓ）がアンプ（２１）によって増幅されて増幅信号（Ｚ
Ｓ）が生成されて不図示のスピーカに出力され、同時に
正側，負側の電源部（２６，２７）にも出力される。

【００４４】正側の電源部（２６）では、オフセット電
圧生成回路（２２Ａ）によって増幅信号（ＺＳ）に一定
電圧が上乗されてコンパレータ（２４Ａ）の反転入力部
（−）に入力される。同時に勾配検出部（２３Ａ）によ
ってこの増幅信号（ＺＳ）の微分が算出されてコンパレ
ータ（２４Ａ）の反転入力部（−）に入力され、一方、
コンパレータ（２４Ａ）の非反転入力部（＋）には正側
のチョッパ電源（１５Ａ）から出力される電源電圧（＋
Ｖｃ）が入力されており、常に電源電圧（＋Ｖｃ）と一
定電圧，微分が上乗された増幅信号（ＺＳ′）とは比較
される。

【００４５】これによりコンパレータ（２４Ａ）からは
図２に示すような正側のパルス信号（ＰＰ）が出力され
る。以上の動作については負側の電源部（２７）につい
ても同様であって、コンパレータ（２４Ｂ）からは図２
に示すように正側のパルス信号（ＰＰ）よりも周波数が
低い負側のパルス信号（ＰＭ）が出力されることにな
る。正側のパルス信号（ＰＰ）のスイッチング周波数を
例えば３００〜５００ｋＨｚであると、このとき負側の
パルス信号（ＰＭ）のスイッチング周波数を２００〜４
００ｋＨｚ程度にする。

【００４６】以上の動作により、電源電圧（＋Ｖｃ，−
Ｖｃ）は図５に示すように増幅信号（ＺＳ）に一定電圧
と微分とが上乗された電圧に追従するように変化しなが
らアンプ（２１）に供給される。この電源電圧（＋Ｖ
ｃ，−Ｖｃ）を用いて、アンプ（２１）によって入力信
号（ＡＳ）が増幅されて増幅信号（ＺＳ）がスピーカに
出力される。

【００４７】このようにして増幅信号（ＺＳ）の大小に
応じて電源電圧（±Ｖｃ）を変動させることにより、常
時最大出力を取り出せる高電圧を電源電圧としてアンプ
を駆動するような場合に比して、特に小レベルの出力時
における消費電力のロスを軽減し、高効率化を図ること
ができる。以上説明したように、本実施形態に係る増幅
回路によれば、ＡＭラジオが近くで動作している時に
は、これを示すラジオ動作信号（ＡＭ）が切替回路（２
８）に入力され、これによって図２に示すように正側の
パルス信号（ＰＰ）の周波数を３００〜５００ｋＨｚと
したときに、負側のパルス信号（ＰＭ）の周波数を２０
０〜４００ｋＨｚ程度にして、これらの周波数をずらす
ように制御している。

【００４８】これにより、図３に示すように第１のスイ
ッチング回路（ＳＷ１）と第２のスイッチング回路（Ｓ
Ｗ２）との間のノイズの強度が、互いにこれらのノイズ
が打ち消し合うようにずらすことが可能になり、図７に
示すように基本周波数（２００ｋＨｚ）、２次〜５次の
高調波（４００ｋＨｚ〜１ＭＨｚ）に現れるノイズのス
ペクトル状のピークが図１２に示す従来のノイズ強度特
性に比べて低減され、このピークが原因となって生じて
いた、近くにＡＭラジオがあった場合に、このＡＭラジ
オから出力されていたノイズの悪影響を低減する事が可
能になるという第１の実施形態と同様の作用効果を奏す
る。

【００４９】さらに、第１の実施形態の回路と異なり、
切替回路（２８）によってノイズの影響が顕著に現れる
ＡＭラジオが近くで動作していない時には、正側、負側
のパルス信号（ＰＰ，ＰＭ）の周波数を同一の周波数に
している。このため、常時これらの周波数をずらして対
応している第１の実施形態に比して、ＡＭラジオの動作
時以外（例えばＣＤプレイヤーの動作時など、さらなる
音質が重視されるような場合）に、スイッチング周波数
のずれによって生じる懸念のある音質低下、電源部（２
６，２７）の増幅信号（ＺＳ）への追従性のアンバラン
スによって生じるおそれのある回路動作の不安定などの
支障が全くないという利点を有する。

【００５０】なお、本実施形態では負側の電源部（２
７）のコンパレータ（２４Ｂ）に切替回路（２８）を接
続し、この特性が信号（ＡＭ）によって変化するように
制御しているが、本発明はこれに限らず、例えば正側の
電源部（２６）のコンパレータ（２４Ａ）に切替回路
（２８）を接続し、この特性を制御するようにしても同
様の効果を奏する。

【００５１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る増幅
回路によれば、信号増幅部と、第１のスイッチング回路
を備えた正側のチョッパ電源を有する正側の電源部と、
第２のスイッチング回路を備えた負側のチョッパ電源を
有する負側の電源部とを具備し、第１のスイッチング回
路のスイッチング周波数と第２のスイッチング回路のス
イッチング周波数が異なるので、第１のスイッチング回
路と第２のスイッチング回路との間のノイズの強度が、
互いに打ち消し合うようにすることができ、正側，負側
のパルス信号の周波数を同一にしていたのでノイズの特
性が重畳され、正側、負側で生じるノイズの強度の合計
として現れるノイズは正負側それぞれが発生するノイズ
強度の２倍となっていた従来に比して、基本周波数や、
２次〜５次の高調波に現れるノイズのスペクトル状のピ
ークを、従来のノイズに比べて低減することが可能にな
る。

【００５２】これらのスイッチングノイズが周辺機器特
にラジオなどに及ぼす悪影響はこのノイズのスペクトル
状のピークによるものなので、これが低減されることに
よってスイッチングノイズがＡＭラジオの周波数帯であ
る２００ｋHz〜２ＭHzの範囲に入り、近くにＡＭラジオ
があった場合などに、このＡＭラジオから出力されてい
たノイズの悪影響を低減する事が可能になる。

【００５３】なお、本発明に係る増幅回路において、勾
配検出部が正側、負側の電源部に設けられているので、
増幅信号が急峻に変化した時でも余裕をもって追従で
き、単に一定電圧を増幅信号に上乗した場合に生じてい
た出力の歪みを抑止することが可能になる。また、本発
明に係る増幅回路において、増幅回路の近くでラジオが
動作していない時には第１，第２のスイッチング回路の
スイッチング周波数を同一にし、かつ増幅回路の近くで
ラジオが動作している際にのみ、第１のスイッチング回
路のスイッチング周波数と第２のスイッチング回路のス
イッチング周波数を異なるように設定する切替回路を有
するので、ラジオの動作時以外に、スイッチング周波数
のずれによって生じる懸念のある音質低下、回路動作の
不安定などの支障が全くないという利点を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係る増幅回路の回路
図である。

【図２】本発明の第１の実施形態に係る増幅回路の特徴
を説明する図である。

【図３】本発明の第１の実施形態に係る増幅回路の動作
を説明する第１の図である。

【図４】本発明の第１の実施形態に係る増幅回路の動作
を説明する第２の図である。

【図５】本発明の第１の実施形態に係る増幅回路の動作
を説明する第３の図である。

【図６】本発明の第１の実施形態に係る増幅回路の作用
効果を説明する第１の図である。

【図７】本発明の第１の実施形態に係る増幅回路の作用
効果を説明する第２の図である。

【図８】本発明の第２の実施形態に係る増幅回路の回路
図である。

【図９】従来例に係る増幅回路の回路図である。

【図１０】従来例に係る増幅回路の動作を説明する図で
ある。

【図１１】従来例に係る増幅回路の動作の特徴点を説明
する図である。

【図１２】従来例に係る増幅回路のスイッチングノイズ
の特性を説明する第１の図である。

【図１３】従来例に係る増幅回路のスイッチングノイズ
の特性を説明する第２の図である。

【符号の説明】

（１１） アンプ（信号増幅部） （１２Ａ，１２Ｂ） オフセット電圧生成回路 （１３Ａ，１３Ｂ） 勾配検出部 （１４Ａ，１４Ｂ） コンパレータ （１５Ａ） 正側のチョッパ電源 （１５Ｂ） 負側のチョッパ電源 （１６） 正側の電源部 （１７） 負側の電源部 （ＡＭ） ラジオ動作信号 （ＡＳ） 入力信号 （ＺＳ） 増幅信号 （２１） アンプ（信号増幅部） （２２Ａ，２２Ｂ） オフセット電圧生成回路 （２３Ａ，２３Ｂ） 勾配検出部 （２４Ａ，２４Ｂ） コンパレータ （２５Ａ） 正側のチョッパ電源 （２５Ｂ） 負側のチョッパ電源 （２６） 正側の電源部 （２７） 負側の電源部 （２８） 切替回路 （ＳＷ１） 第１のスイッチング回路 （ＳＷ２） 第２のスイッチング回路 （ＰＰ） 正側のパルス信号 （ＰＭ） 負側のパルス信号

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H03F 1/02

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力信号を増幅して増幅信号として出力
   する信号増幅部と、 第１のスイッチング回路を備えた正側のチョッパ電源を
   有し、前記正側の増幅信号に一定電圧が上乗されるよう
   に変動する正の電源電圧を生成する正側の電源部と、 第２のスイッチング回路を備えた負側のチョッパ電源を
   有し、前記負側の増幅信号に一定電圧が上乗されるよう
   に変動する負の電源電圧を生成する負側の電源部とを具
   備し、前記第１のスイッチング回路のスイッチング周波数と前
   記第２のスイッチング回路のスイッチング周波数との波
   形の立ち下がりをずらせて、前記第１のスイッチング回
   路と前記第２のスイッチング回路から発生する基本波を
   含む高周波を重ならないように設定することを特徴とす
   る増幅回路。
2. 【請求項２】 入力信号を増幅して増幅信号として出力
   する信号増幅部と、 第１のスイッチング回路を備えた正側のチョッパ電源を
   有し、前記正側の増幅信号に一定電圧と前記正側の増幅
   信号の微分とが上乗されるように変動する正の電源電圧
   を生成する正側の電源部と、 第２のスイッチング回路を備えた負側のチョッパ電源を
   有し、前記負側の増幅信号に一定電圧と前記正側の増幅
   信号の微分とが上乗されるように変動する負の電源電圧
   を生成する負側の電源部とを具備し、前記第１のスイッチング回路のスイッチング周波数と前
   記第２のスイッチング回路のスイッチング周波数との波
   形の立ち下がりをずらせて、前記第１のスイッチング回
   路と前記第２のスイッチング回路から発生する基本波を
   含む高周波を重ならないように設定することを特徴とす
   る増幅回路。
3. 【請求項３】 前記増幅回路の近くでラジオが動作して
   いない時には前記第１、第２のスイッチング回路の周波
   数を同一にし、かつ前記増幅回路の近くでラジオが動作している際にの
   み、前記第１のスイッチング回路のスイッチング周波数
   と前記第２のスイッチング回路のスイッチング周波数と
   の波形の立ち下がりは切替回路を用いてずらすことを特
   徴とする請求項１又は請求項２記載の増幅回路。