JP3495630B2 - 電力増幅器 - Google Patents

電力増幅器

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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】本発明は定電圧制御回路を備えて
出力電力を制限する電力増幅器に関し、さらに詳細には
電力制限を作用させない通常状態において瞬時パワーが
とれる電力増幅器に関する。 【0002】 【従来の技術】従来の出力電力制限を選択的に行う電力
増幅器は、例えば図3に示すように構成されている(特
開平10−163762号公報参照)。 【0003】図3に示した電力増幅器は、入力信号を増
幅する電圧増幅段1および電圧増幅段1の出力を電力増
幅する電力増幅段2に電源回路3にて生成した電源電圧
を供給して、入力信号を電圧増幅および電力増幅する。
この電力増幅器では、2系統の電力増幅器に電源回路3
からの出力電圧を供給する場合を例示し、定電圧制御回
路6を介して電源回路3から電圧増幅段1に供給する電
源電圧レベルを制御して出力電力の制限をしている。 【0004】図3に示す従来の電力増幅器は、電力増幅
段2の出力電圧をダイオードD1にて整流し、他の電力
増幅器を構成する電力増幅段の出力電圧をダイオードD
2にて整流し、ダイオードD1およびD2、抵抗R1、
R2およびR3からなる加算回路5によってそれぞれを
加算する。加算出力は加算回路5と協働して時定数回路
7を形成するコンデンサC1にに印加する。 【0005】上記した従来の電力増幅器において、時定
数回路7の出力電圧レベルが所定値を超えると、すなわ
ち加算回路5の加算出力電圧レベルが時定数回路7の時
定数によって定まる時間を超えて所定値を超えると、超
えている期間中、第1の制御回路を構成するトランジス
タQ2はオン状態に制御されて、電源回路3から電圧増
幅段1に供給される電源電圧は電圧制御のための直列可
変抵抗素子を形成するトランジスタQ3を備えた定電圧
制御回路6によってツエナーダイオードD3のツエナー
電圧に基づいて制限される。したがって電圧増幅段1か
らはツエナーダイオードD3のツエナー電圧を超えるレ
ベルの電圧は出力されることがなくなって、電力増幅段
2の出力電力は制限される。 【0006】また、電源回路3からの出力電圧が電源源
電圧として供給されている他の電力増幅器においても同
様に、電圧増幅段からの出力電圧レベルが制限されて、
電力増幅器の出力電力が制限される。 【0007】逆に、時定数回路7からの出力電圧レベル
が所定値を超えないときには、トランジスタQ2はオフ
状態に制御され、定電圧制御回路6は作用せず出力電力
制限は行われない状態になって、抵抗R4、コンデンサ
C2およびトランジスタQ3はリップルフィルタとして
作用し、低電圧制御回路6を介して電源回路3から電圧
増幅段1に供給される電源電圧のリップルを低減させ
る。電源回路3の出力電圧が電源源電圧として供給され
ている他の電力増幅器の電圧増幅段においても同様であ
る。 【0008】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の電力増幅器では、出力電力制限が行われていな
い状態において、電力増幅器の負荷が瞬時的に重くなっ
たとき、例えば多チャンネル同時出力のようなとき、電
源回路3の電圧V2がツエナーダイオードD3のツエナ
ー電圧近くまで低下し、ツエナーダイオードD3のツエ
ナー効果が無くなってくると電圧増幅段1への電源電圧
V1、すなわちトランジスタQ3を介した出力電圧V1
は、V1=V2−(r4×i4+Q3VBE)となっ
て、(r4×i4+Q3VBE)の損失が発生し、電源
電圧V1の低下によって瞬時パワ−が出ないという問題
点があった。ここで、(r4は抵抗R4の抵抗値、i4
は抵抗R4に流れる電流値、Q3VBEはトランジスタ
Q3のベ−ス・エミッタ間の電圧である。 【0009】本発明は出力電力制限が行われていない状
態において、瞬時的に負荷が重くなったときに瞬時パワ
−が取り出せる電力増幅器を提供することを目的とす
る。 【0010】 【課題を解決するための手段】本発明の電力増幅器は、
電圧増幅段と、電圧増幅段の出力を電力増幅する電力増
幅段と、電源回路と、電源回路の出力電圧を予め定めた
一定電圧に直列可変抵抗素子の抵抗値を制御して電圧増
幅段に電源電圧として供給する定電圧制御回路と、電力
増幅段の出力電圧に基づき定電圧制御回路を動作、また
は非動作状態に選択的に制御する第1の制御回路とを備
えた電力増幅器において、第1の制御回路により定電圧
制御回路を非動作状態に制御している期間中、直列可変
抵抗素子を短絡する第2の制御回路を設けたことを特徴
とする。 【0011】本発明の電力増幅器は、第1の制御回路に
より定電圧制御回路が非動作状態に制御されている期間
中、第2の制御回路によって直列可変抵抗素子が短絡さ
れるため、出力電力制限が行われていない状態におい
て、瞬時的に負荷が重くなったときに瞬時パワ−が取り
出せなくなるようなことはなくなって、瞬時パワーが制
限されてしまうことはなくなる。 【0012】 【発明の実施の形態】以下、本発明にかかる電力増幅器
を実施の形態によって説明する。 【0013】図1は本発明の実施の一形態にかかる電力
増幅器の構成を示す回路図であり、図3に示した従来の
電力増幅器における構成要素と同一の構成要素には同一
の符号を付して示す。 【0014】本発明の実施の一形態にかかる電力増幅器
は、入力信号を増幅する電圧増幅段1および電圧増幅段
1の出力を電力増幅する電力増幅段2に電源回路3にて
生成した電源電圧を供給して、入力信号を電圧増幅およ
び電力増幅する。本実施の一形態にかかる電力増幅器で
は、2系統の電力増幅器に電源回路3からの出力電圧を
供給する場合を例示し、電源回路3から電圧増幅段1に
供給する電源電圧レベルを制御して電力増幅器の出力電
力を制限する。 【0015】電力増幅段2の出力電圧はダイオードD1
に供給して整流し、図示しない他の系統の電力増幅器の
出力電圧もダイオードD2に供給して整流し、ダイオー
ドD1およびダイオードD2によって得られた2つの電
力増幅器の整流出力電圧をダイオードD1およびD2、
抵抗R1、R2およびR3からなる加算回路5によって
加算する。抵抗R2にはコンデンサC1を並列に接続
し、加算回路5とコンデンサC1とによって構成される
時定数回路7に加算回路5の出力を印加する。 【0016】電源回路3から電圧増幅段1への電源電圧
は電源回路3からの出力電圧を定電圧制御回路61を介
して供給する。 【0017】定電圧制御回路61は、時定数回路7の出
力電圧がベースに印加されてオン・オフ制御される第1
の制御回路を形成するトランジスタQ2によって定電圧
制御動作と非制御動作とに選択的に制御される。 【0018】定電圧制御回路61は、電圧増幅段1およ
び他の電力増幅器の電圧増幅段に供給する電源電圧レベ
ルを制御する直列可変抵抗素子を形成するトランジスタ
Q3と、トランジスタQ3のコレクタとベースとの間に
接続されてトランジスタQ3にバイアス電圧を与える抵
抗R4と、抵抗R4とトランジスタQ2のコレクタとの
間に接続されてトランジスタQ2のオン・オフによって
抵抗R4を介して選択的に通電されて振幅制限電圧を規
定するツエナーダイオードD3と、トランジスタQ3の
ベースとアースとの間に接続されてトランジスタQ2が
オフ中、抵抗R4と協働してリップルフィルタを構成す
るコンデンサC2とを備えている。 【0019】本発明の実施の一形態にかかる電力増幅器
には、トランジスタQ2のオフにより定電圧制御回路を
非動作状態に制御している期間中、トランジスタQ3を
短絡する第2の制御回路62を備えている。 【0020】第2の制御回路62は、抵抗R7を介して
電源回路3の出力電圧V2がコレクタに印加され、かつ
時定数回路7からの出力電圧がベースに印加されてオン
・オフ制御されるトランジスタQ6と、トランジスタQ
6のコレクタ電圧がベースに印加されてトランジスタQ
6のオン・オフを検出するトランジスタQ5と、トラン
ジスタQ5のコレクタ電圧、すなわちトランジスタQ6
のオン・オフに基づいて選択的にトランジスタQ3のコ
レクタ・エミッタ間を短絡して電源回路3からの出力電
圧を直接電圧増幅段1に電源電圧として供給させるトラ
ンジスタQ4とからなる。ここで、抵抗R5および抵抗
R6はトランジスタQ6のコレクタ抵抗である。 【0021】以下、本発明の実施の一形態にかかる電力
増幅器の作用を説明する。 【0022】時定数回路7の出力電圧レベルが所定値を
超えると、すなわち加算回路5の加算出力電圧レベルが
時定数回路7の時定数によって定まる時間にわたって所
定値を超えると、超えている期間中、トランジスタQ2
およびQ6はオン状態に制御される。トランジスタQ6
のオンによってトランジスタQ5はオフ状態に制御さ
れ、トランジスタQ4はオフ状態に制御される。 【0023】この結果、トランジスタQ2がオン状態に
制御されたことによって、電源回路3から電圧増幅段1
に供給される電源電圧V1は定電圧制御回路61によっ
てツエナーダイオードD3のツエナー電圧に制限され
る。この状態で電源電圧V1は、図2においてトランジ
スタQ6オンの区間で示す電圧V1である。したがっ
て、電圧増幅段1からはツエナーダイオードD3のツエ
ナー電圧を超えるレベルの電圧は出力されることがなく
なって、電力増幅段2の出力電力は制限される。 【0024】また、電源回路3から出力電圧が電源源電
圧として供給されている他の電力増幅器においても同様
に、電圧増幅段からの出力電圧レベルが制限されて、電
力増幅器の出力電力が制限される。 【0025】逆に、時定数回路7からの出力電圧レベル
が所定値を超えないときには、トランジスタQ2および
Q6はオフ状態に制御される。トランジスタQ6がオフ
状態に制御されたことによってトランジスタQ5はオン
状態に制御される。トランジスタQ5がオン態に制御さ
れたことによってトランジスタQ4はオン状態に制御さ
れてトランジスタQ3のコレクタ・エミッタ間はトラン
ジスタQ4によって短絡される。トランジスタQ4のオ
ンにおいてそのオン抵抗は少なくトランジスタQ4のコ
レクタ・エミッタ間の電圧降下が無視できて、電源回路
3の出力電圧V2は電圧増幅段1に対して電源電圧とし
て供給されることになる。 【0026】この状態で電源電圧V1は、図2において
トランジスタQ6オフの区間で実線にて示す電圧V1で
あって、ほぼ電源回路3の出力電圧V2に等しい。図2
においてトランジスタQ6オフの区間で一点鎖線にて示
す電源電圧V1はトランジスタQ4によってトランジス
タQ3が短絡されない従来の場合の電圧V1=V2−
(r4×i4+Q3VBE)であって、(r4×i4+
Q3VBE)だけ低下している。 【0027】本発明の実施の一形態にかかる電力増幅器
によれば、出力電力制限が行われていない状態におい
て、電力増幅器の負荷が瞬時に重くなったような場合で
も瞬時パワーが取れることになる。また、この場合に抵
抗R4、コンデンサC2はリップルフィルタとして作用
し、電源回路3から電圧増幅段1に供給される電源電圧
のリップルを低減させる。電源回路3の出力電圧が電源
源電圧として供給されている他の電力増幅器の電圧増幅
段においても同様である。 【0028】なお、以上の説明した本発明の実施の一形
態にかかる電力増幅器において、2系統の電力増幅器に
電源回路3からの出力電圧を供給する場合を例示した
が、3系統以上の電力増幅器に電源回路3からの出力電
圧を供給する場合も同様に、ダイオードD1と抵抗R1
に対応する回路を追加して、電力増幅段の出力電圧を整
流し、加算することによって対応することができる。 【0029】 【発明の効果】以上説明したように、本発明の電力増幅
器によれば、出力電力制限が行われていない状態におい
て、瞬時的に負荷が重くなったときに瞬時パワ−が取り
出せるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の実施の一形態にかかる電力増幅器の構
成を示すブロック図である。 【図2】本発明の実施の一形態にかかる電力増幅器の作
用の説明に供する模式図である。 【図3】従来の電力増幅器の構成を示すブロック図であ
る。 【符号の説明】 1 電圧増幅段 2 電力増幅段 3 電源回路 5 加算回路 7 時定数回路 Q2 第1の制御回路を構成するトランジスタ 61 定電圧制御回路 62 第2の制御回路

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】電圧増幅段と、電圧増幅段の出力を電力増
    幅する電力増幅段と、電源回路と、電源回路の出力電圧
    を予め定めた一定電圧に直列可変抵抗素子の抵抗値を制
    御して電圧増幅段に電源電圧として供給する定電圧制御
    回路と、電力増幅段の出力電圧に基づき定電圧制御回路
    を動作、または非動作状態に選択的に制御する第1の制
    御回路とを備えた電力増幅器において、第1の制御回路
    により定電圧制御回路を非動作状態に制御している期間
    中、直列可変抵抗素子を短絡する第2の制御回路を設け
    たことを特徴とする電力増幅器。
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