JP4021338B2 - Btl接続増幅器の直流出力オフセット検出回路 - Google Patents

Btl接続増幅器の直流出力オフセット検出回路 Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はBTL(Balanced Transformer Less)接続増幅器の直流出力オフセットを検出するBTL接続増幅器の直流出力オフセット検出回路に関する。
【0002】
【従来の技術】
BTL接続増幅器におけるバイアスずれ等に起因する大電流からスピーカ等を保護するために、BTL接続増幅器の直流出力オフセットを検出する直流出力オフセット検出回路が知られている。
【0003】
BTL接続増幅器における従来の直流出力オフセット検出は、例えば、BTL接続増幅器の2つの出力端子間に並列接続のCR回路により各別にバイアスされたトランジスタを挿入してオーディオ可聴周波数帯よりも低い5Hz以下程度の緩やかなバイアスずれを検出することが知られている。これによれば電源もグランドも必要ない簡単な構成でバイアスずれの検出が行える。(例えば、特許文献参照)。
【0004】
【特許文献】
特開平9−116353号公報(第2頁、第1図)。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記したBTL接続増幅器の従来の直流出力オフセット検出回路では、直流出力オフセット検出のためにコンデンサが2個必要となる他に、2個のコンデンサにおける静電容量の相対誤差により検出に誤りが生ずるという問題点があった。さらに直流出力オフセット検出のために用いるトランジスタのベース・エミッタ間に定格を超える逆バイアスが加わることが想定されるという問題点もあった。その上この直流出力オフセット検出回路によるときは、BTL接続増幅器がオフ状態のとき、スピーカが接続されていないときには直流出力オフセットを検出することができないという問題点があった。
【0006】
本発明は、直流出力オフセット検出のための回路構成が簡単で済むほか、直流出力オフセット検出のために用いるトランジスタのベース・エミッタ間の逆電圧が高くなるという問題から開放されるBTL接続増幅器の直流出力オフセット検出回路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】
本発明のBTL接続増幅器の直流出力オフセット検出回路は、BTL接続増幅器の直流出力オフセット検出回路であって、
BTL接続増幅器の一方の出力端を、直列接続した第1および第2の抵抗を介してグランドし、
BTL接続増幅器の他方の出力端を、直列接続した第3および第4の抵抗を介してグランドし、
第1の抵抗と第2の抵抗との接続点と、第3の抵抗と第4の抵抗との接続点とをコンデンサで接続し、
第1のトランジスタのエミッタをコンデンサの一方の端子に接続し、第1のトランジスタのベースをコンデンサの他方の端子に接続し、
第2のトランジスタのエミッタをコンデンサの他方の端子に接続し、第2のトランジスタのベースをコンデンサの一方の端子に接続し、
第1のトランジスタのコレクタと第2のトランジスタのコレクタを共通接続して該接続点を、第5の抵抗を通してグランドし、
第5の抵抗の電圧降下を直流オフセット検出出力とすることを特徴とする。
【0008】
本発明のBTL接続増幅器の直流出力オフセット検出回路によれば、コンデンサの一方の端子と他方の端子との間の電位差によって第1のトランジスタが動作状態に駆動されて、この駆動に基づく第5の抵抗の電圧降下によって直流オフセットが検出され、コンデンサの他方の端子と一方の端子との間の電位差によって第2のトランジスタが動作状態に駆動されて、この駆動に基づく第5の抵抗の電圧降下によって直流オフセットが検出される。
【0009】
上記のように、本発明のBTL接続増幅器の直流出力オフセット検出回路によれば、直流出力オフセット検出のためのコンデンサは1個で済み、部品点数は少なく、かつコンデンサ間における静電容量の相対誤差による誤検出はなくなる。
【0010】
さらに、本発明のBTL接続増幅器の直流出力オフセット検出回路によれば、第1のトランジスタのベースは第2のトランジスタのエミッタに接続され、第1のトランジスタのエミッタは第2のトランジスタのベースに接続されているため、相互にベース・エミッタ間は相手側のトランジスタのVBEでクランプされて、ベース・エミッタ間の逆電圧が高くなるという問題から開放される。
【0011】
また、本発明のBTL接続増幅器の直流出力オフセット検出回路によれば、スピーカ接続前にBTL接続増幅器の一方の出力に電源を接続してしまったような場合も検出可能であって、この検出出力によりBTL接続増幅器の起動を停止させたりすることができる。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかるBTL接続増幅器の直流出力オフセット検出回路を実施の一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BTL接続増幅器の直流出力オフセット検出回路の構成を示す回路図である。
【0014】
本発明の実施の一形態にかかるBTL接続増幅器の直流出力オフセット検出回路20では、BTL接続増幅器Dの一方の出力端1は抵抗4と抵抗5の直列回路を通してグランドに接続して、出力端1の電圧を抵抗分圧し、BTL接続増幅器Dの他方の出力端2は抵抗6と抵抗7の直列回路を通してグランドに接続して、出力端2の電圧を抵抗分圧する。抵抗4と抵抗5との接続点Aと、抵抗6と抵抗7との接続点Bとの間にはコンデンサ8が接続してある。コンデンサ8は無極性のコンデンサであり、音声信号を阻止するために設けたものである。符号3はBTL接続増幅器Dによって駆動されるスピーカを示している。
【0015】
BTL接続増幅器の直流出力オフセット検出回路20では、接続点Aにトランジスタ9のエミッタを接続し、かつ接続点Bにトランジスタ9のベースを接続し、接続点Bにトランジスタ10のエミッタを接続し、かつ接続点Aにトランジスタ10のベースを接続し、トランジスタ9のコレクタおよびトランジスタ10のコレクタを共通接続し、この両コレクタの接続点Cとグランドとの間に抵抗11を接続して、接続点Aと接続点Bとの間の電位差に基づいてトランジスタ9とトランジスタ10を駆動し、接続点CからBTL接続増幅器Dの直流出力オフセットの検出出力を得る。
【0016】
ここで、抵抗4と抵抗6とは同一の抵抗値の抵抗、例えば56kΩの抵抗に設定し、抵抗5と抵抗7とは同一の抵抗値の抵抗、例えば330kΩの抵抗に設定して、出力端1の電圧の分圧比と出力端2の電圧の分圧比とは等しくしてある。
【0017】
BTL接続増幅器の直流出力オフセット検出回路20において、BTL接続増幅器Dの出力端1と出力端2とから出力される正相、逆相の出力振幅の中点は、正常時には同一電位である。いま何らかの要因で正相の出力振幅と逆相の出力振幅の間に直流オフセットが生ずると、接続点Aと接続点Bとの間の直流電圧は、上記直流オフセット分だけ開くことになる。
【0018】
接続点Aと接続点Bとの間におけるオフセット直流電圧が、トランジスタ9を動作状態に駆動するVBEより大きいときは、トランジスタ9が動作状態に駆動され、接続点Aと接続点Bとの間におけるオフセット直流電圧がトランジスタ10を動作状態に駆動するVBEより大きいときは、トランジスタ10が動作状態に駆動されて、コレクタ端子Cには電位が生じ、直流出力オフセットが生じていることを示す。
【0019】
ここで、BTL接続増幅器の直流出力オフセット検出回路20において、抵抗がBTL接続増幅器Dの出力端間だけでなく、対グランドにも接続されていることにより、BTL接続増幅器Dが作動していないときには、対グランドの電圧を検出する動作となる。
【0020】
BTL接続増幅器Dが動作しているときにおけるBTL接続増幅器の直流出力オフセット検出回路20において、出力端1の出力が増加方向へずれ、出力端2の出力が減少方向へずれているとき、トランジスタ9は動作状態に駆動され、電流の流れは図2において破線で模式的に示す如くであって、トランジスタ9にベース電流が流れ、これによりトランジスタ9のコレクタ電流が流れて接続点Cに電圧が発生して、直流出力オフセットの発生が検出される。
【0021】
このとき、トランジスタ10のベース・エミッタ間は逆電圧=トランジスタ9のVBEでクランプされる。したがってトランジスタ10のベース・エミッタ間の逆電圧が高くなるという問題から開放される。
【0022】
BTL接続増幅器Dが動作しているときにおけるBTL接続増幅器の直流出力オフセット検出回路20において、上記と逆に出力端2の出力が増加方向へずれ、出力端1の出力が減少方向へずれているとき、トランジスタ10は動作状態に駆動され、トランジスタ10にベース電流が流れ、これによりトランジスタ10のコレクタ電流が流れて接続点Cに電圧が発生して、直流出力オフセットの発生が検出される。
【0023】
この場合は、トランジスタ9のベース・エミッタ間は逆電圧=トランジスタ10のVBEでクランプされる。したがってトランジスタ9のベース・エミッタ間の逆電圧が高くなるという問題から開放される。
【0024】
BTL接続増幅器の直流出力オフセット検出回路20の直流出力オフセット検出例を具体的に、図3の測定波形によって説明する。図3は、BTL増幅器Dの出力振幅が定格出力のほぼ1/2程度の場合を例示している。
【0025】
図3において、接続点Aの電圧波形を図3においてA点電圧との表示で示し、接続点Bの電圧波形を図3においてB点電圧との表示で示しており、α、β、γ、δで示した部分において直流オフセットが生じている。
【0026】
この場合に、接続点Cの電圧波形は図3においてC点電圧との表示によって示すように、直流オフセットの発生が検出されている(凹み部がこれに当たる)。BTL接続増幅器Dの出力波形は、図3において出力との表示で示している。
【0027】
また、BTL接続増幅器Dの出力振幅が大きく、BTL接続増幅器Dの出力がクリップ直前の場合も、クリップが10%程度の場合も同様に検出され、出力振幅の大小にかかわらず、直流出力オフセットが検出できた。
【0028】
次に、BTL接続増幅器Dが停止状態で、かつスピーカ3が接続されていない場合において図4に示すように出力端1に電源12を誤接続したときは、BTL接続増幅器の直流出力オフセット検出回路20において、BTL接続増幅器Dに電流は流れ込まず、トランジスタ9は動作状態に駆動される。この場合、電流の流れは図4において破線で模式的に示すようであって、トランジスタ9にベース電流が流れ、これによりトランジスタ9のコレクタ電流が流れて接続点Cに電圧が発生して、直流出力オフセットの発生が検出される。
【0029】
このとき、トランジスタ10のベース・エミッタ間は逆電圧=トランジスタ9のVBEでクランプされる。したがってトランジスタ10のベース・エミッタ間の逆電圧が高くなるという問題から開放される。
【0030】
BTL接続増幅器Dが停止状態で、かつスピーカ3が接続されていない場合に出力端2に電源を誤接続したときは、トランジスタ9、10の動作は、出力端1に電源を誤接続した場合と逆になる。
【0031】
以上説明したように、BTL接続増幅器Dの直流出力オフセット検出回路20によれば、直流出力オフセット検出のためのコンデンサは1個で済み、部品点数は少なく回路構成は簡単であり、かつコンデンサ間における静電容量の相対誤差による誤検出はなくなる。さらに、トランジスタ9のベースはトランジスタ10のエミッタに接続され、トランジスタ9のエミッタはトランジスタ10のベースに接続されているために、相互にベース・エミッタ間の逆電圧がVBEでクランプされて、逆電圧が高くなるという問題から開放されて、信頼性が向上する。また、スピーカ3の接続前にBTL接続増幅器Dの一方の出力端に電源を接続してしまったことも検出可能であって、この検出出力によりBTL接続増幅器Dの起動を停止させたりすることができる。
【0032】
次に、上記したBTL接続増幅器Dの直流出力オフセット検出回路20が複数設けられたときは、図5に示すように、BTL接続増幅器Dの直流出力オフセット検出回路13〜16それぞれの出力端C1乃至C4をワイヤードOR接続することで多チャンネルに対応でき、この場合に抵抗11は1つの抵抗17でよい。
【0033】
【発明の効果】
以上説明したように本発明にかかるBTL接続増幅器の直流出力オフセット検出回路によれば、コンデンサが1つで済むなど、直流出力オフセット検出のための回路構成が簡単で済むほか、直流出力オフセット検出のために用いるトランジスタのベース・エミッタ間の逆電圧が高くなるという問題から開放され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BTL接続増幅器の直流出力オフセット検出回路の構成を示す回路図である。
【図2】本発明の実施の一形態にかかるBTL接続増幅器の直流出力オフセット検出回路の作用説明に供する回路図である。
【図3】本発明の実施の一形態にかかるBTL接続増幅器の直流出力オフセット検出回路の作用説明に供する波形図である。
【図4】本発明の実施の一形態にかかるBTL接続増幅器の直流出力オフセット検出回路の作用説明に供する回路図である。
【図5】本発明の実施の一形態にかかるBTL接続増幅器の直流出力オフセット検出回路が複数の設けられたときの構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
1および2 出力端
4〜7、11 抵抗
8 コンデンサ
9および10 トランジスタ
A〜C 接続点
D BTL接続増幅器

Claims (1)

  1. BTL接続増幅器の直流出力オフセット検出回路であって、
    BTL接続増幅器の一方の出力端を、直列接続した第1および第2の抵抗を介してグランドし、
    BTL接続増幅器の他方の出力端を、直列接続した第3および第4の抵抗を介してグランドし、
    第1の抵抗と第2の抵抗との接続点と、第3の抵抗と第4の抵抗との接続点とをコンデンサで接続し、
    第1のトランジスタのエミッタをコンデンサの一方の端子に接続し、第1のトランジスタのベースをコンデンサの他方の端子に接続し、
    第2のトランジスタのエミッタをコンデンサの他方の端子に接続し、第2のトランジスタのベースをコンデンサの一方の端子に接続し、
    第1のトランジスタのコレクタと第2のトランジスタのコレクタを共通接続して該接続点を、第5の抵抗を通してグランドし、
    第5の抵抗の電圧降下を直流オフセット検出出力とすることを特徴とするBTL接続増幅器の直流出力オフセット検出回路。
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