JP3586054B2 - 電力増幅器 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、音声信号等の信号の電力増幅に使用される電力増幅器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電源生成部は、定電圧源と、前記定電圧源の出力電圧と前記電力増幅部の出力電圧とを加算する加算器と、前記加算器の出力電圧を基準電圧として供給することにより発生する電圧を前記電力増幅部の電源として供給するスイッチング電源部とから構成される電力増幅器であって、
従来、入力電圧を増幅する電力増幅部の出力電圧に追従して電源電圧を生成する電源生成部を有する低損失の電力増幅器としては、図３に示す構成のものが知られている。同図において、電力増幅器は、入力電圧Ｖｉを増幅する電力増幅部２１と、電力増幅部２１の出力電圧Ｖｏ２に追従して該電力増幅部２１への電源電圧を生成する正側電源生成部２５、及び負側電源生成部２６を備える。
【０００３】
電源生成部２５は、定電圧源２２と、電力増幅部２１の出力電圧Ｖｏ２と定電圧源２２の出力電圧Ｖｃ２とを加算する加算器２３と、この加算器２３の出力電圧を基準電圧Ｖｒ２として供給することにより発生する電圧を電力増幅部２１の電源として供給するスイッチング電源部２４とから構成される。また、電力増幅部２１は、入力電圧Ｖｉを増幅する電圧増幅器２１１及び該電圧増幅器２１１の出力信号により制御される、相補接続のトランジスタ２１２、２１３から構成されている。なお、負側スイッチング電源部２６も正側スイッチング電源部２５と同様の構成を備えている。
【０００４】
この構成において、電力増幅部２１の出力電圧Ｖｏ２に定電圧源２２の出力電圧Ｖｃ２を加算器２３により加算した電圧をスイッチング電源部２４の基準電圧Ｖｒ２として使用し、スイッチング電源部２４の出力電圧Ｖｓ２を電力増幅器２１の電源としてトランジスタ２１２、２１３に供給することにより、電力増幅部２１の電力損失を低減している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の電力増幅器において、出力電圧Ｖｏ２をスイッチング電源部２４の基準電圧に利用する場合、可聴周波数帯域内の高周波域では電力増幅部２１の位相遅れにより、電力増幅部２１の出力電圧Ｖｏ２と入力電圧Ｖｉ間に位相差が生じる。この結果、電源生成部２５の電源電圧Ｖｓ２が電力増幅部２１の出力電圧Ｖｏ２に追従することができなくなり、出力波形が歪んでしまう問題があった。
【０００６】
本発明は、上記の事情に鑑みなされたもので、可聴周波数帯域内の高周波域でもスイッチング電源部の出力電圧が電力増幅部の出力電圧に追従し、電力増幅部の出力電圧が歪むことがない電力増幅器を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために本発明は、電力増幅部の出力電圧に追従して該電力増幅部への電源電圧を生成する電源生成部を有する電力増幅器において、電力増幅部の入力電圧を該電力増幅部の利得倍にする電圧増幅部と、この電圧増幅部の出力電圧と電力増幅部の出力電圧との論理和を取る論理和部を設け、この論理和部の出力信号に一定の低電圧を加算した電圧を基準電圧としてスイッチング電源部に供給するようにしたものである。
【０００８】
これにより、スイッチング電源部の出力電圧の位相遅れによって生じる電力増幅部の出力電圧の歪みを抑制することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、入力電圧を増幅する電力増幅部と、前記電力増幅部の出力電圧に追従して前記電力増幅部への電源電圧を生成する電源生成部を有する電力増幅器であって、前記電源生成部は、前記電力増幅部の入力電圧を前記電力増幅部の利得倍にする電圧増幅部と、前記電圧増幅部の出力電圧と前記電力増幅部の出力電圧との論理和を取る論理和部と、一定の電圧を発生させる定電圧源と、前記論理和部の出力信号と前記定電圧源の出力電圧とを加算する加算器と、前記加算器の出力電圧を基準電圧として供給することにより発生する電圧を前記電圧増幅部の電源として供給するスイッチング電源部とを設けたものであり、これにより、可聴周波数帯域内の高周波域でもスイッチング電源部の出力を電力増幅部の出力電圧に追従させることができ、電源増幅部の出力電圧が歪むことがない電力増幅器を提供できる。
【００１０】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１１】
（実施の形態１）
図１は、本発明の一実施の形態による電力増幅器の回路図である。同図において、電力増幅器は、入力端子９から入力される入力電圧Ｖｉを増幅する電力増幅部１と、電力増幅部１の出力電圧Ｖｏ１に追従して該電力増幅部１への電源電圧を生成する正側電源生成部７、及び負側電源生成部８を備える。
【００１２】
電源生成部７は、電力増幅部１の入力電圧Ｖｉを該電力増幅部１の利得倍にする電圧増幅部２と、この電圧増幅部２の出力電圧Ｖａと電力増幅部１の出力電圧とＶｏ１の論理和を取る論理和部３と、低い一定の電圧を発生させる定電圧源４と、この定電圧源４の出力電圧Ｖｃ１と論理和部３の出力信号とを加算する加算器５と、この加算器５の出力電圧を基準電圧Ｖｒ１として供給することにより発生する電圧を電力増幅部１の電源電圧Ｖｓ１として供給するスイッチング電源部６とから構成されている。
【００１３】
また、電力増幅部１は、入力電圧Ｖｉを増幅する電圧増幅器１１及び該電圧増幅器１１の出力信号により制御される、相補接続のトランジスタ１２、１３から構成され、このトランジスタ１２のエミッタとトランジスタ１３のコレクタとの接続点には出力端子１４が接続されている。なお、負側スイッチング電源部８も正側電源生成部７と同様の構成を備えている。
【００１４】
この構成において、入力端子９から入力された入力電圧Ｖｉは電圧増幅器１１により増幅された後、トランジスタ１２、１３を入力電圧Ｖｉに応じて導通させることにより発生する出力電圧Ｖｏ１は出力端子１４を介して図示省略の負荷に供給される。
【００１５】
一方、入力電圧Ｖｉは、電力増幅部１と同じ電圧利得を持ち、かつ電力増幅部１よりも位相遅れの少ない電圧増幅部２により増幅され、この電圧増幅部２の出力電圧Ｖａは論理和器３により出力電圧Ｖｏ１と論理和が取られ、この論理和信号は加算器５によって定電圧源４の出力電圧Ｖｃ１と加算され、スイッチング電源部６に基準電圧Ｖｒ１として供給される。これにより、スイッチング電源部６から出力させる電圧は電源電圧Ｖｓ１として電力増幅部１に供給される。
【００１６】
今、入力電圧Ｖｉとして可聴周波数帯域内の高周波が入力されたとすると、電力増幅部１の出力電圧Ｖｏ１と入力電圧Ｖｉとの間には、図２に示すような位相差が生じる。そこで、本実施の形態では、入力電圧Ｖｉと出力電圧Ｖｏ１との論理和を論理和部３で取った後、その論理和に定電圧Ｖｃ１を加算器５で加算することにより、スイッチング電源部６の位相遅れよりも電力増幅部１の出力電圧Ｖｏ１に対して位相が進む基準電圧Ｖｒ１を生成する。これにより、スイッチング電源部６の出力電圧Ｖｓ１は電力増幅部１の出力電圧Ｖｏ１に追従し、スイッチング電源部６の出力電圧の位相遅れによって生じる電力増幅部１の出力電圧の歪みを抑制することができる。
【００１７】
なお、以上の説明では、電力増幅段の出力電圧及び電源電圧が正とした回路について述べたが、電力増幅段の出力電圧及び電源電圧が負の回路においても同様に実施可能である。
【００１８】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、電力増幅部の出力電圧に追従して該電力増幅部への電源電圧を生成する電源生成部を有する電力増幅器において、スイッチング電源部の出力電圧を電力増幅部の出力電圧に追従させることができ、電力増幅部の出力電圧の歪みを抑制することができるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態による電力増幅器の構成を示す回路図
【図２】電力増幅器の入力電圧と出力電圧との位相ずれの関係を示す波形説明図
【図３】従来の技術による電力増幅器の構成を示す回路図
【符号の説明】
１ 電力増幅部
２ 電圧増幅部
３ 論理和部
４ 定電圧源
５ 加算器
６ スイッチング電源部
７、８ 電源生成部
９ 入力端子
１１ 電力増幅器
１２、１３ トランジスタ
１４ 出力端子

Claims (1)

1. 入力電圧を増幅する電力増幅部と、前記電力増幅部の出力電圧に追従して前記電力増幅部への電源電圧を生成する電源生成部を有する電力増幅器であって、前記電源生成部は、前記電力増幅部の入力電圧を前記電力増幅部の利得倍にする電圧増幅部と、前記電圧増幅部の出力電圧と前記電力増幅部の出力電圧との論理和を取る論理和部と、一定の電圧を発生させる定電圧源と、前記論理和部の出力信号と前記定電圧源の出力電圧とを加算する加算器と、前記加算器の出力電圧を基準電圧として供給することにより発生する電圧を前記電圧増幅部の電源として供給するスイッチング電源部とを設けたことを特徴とする電力増幅器。

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