JP6872383B2 - 音響スピーカーを作動させるために音響増幅器によって生成される電流を測定するための装置 - Google Patents
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Description
電気音響学の分野、特に、スピーカーを使用して電気信号を音響波に変換して音を生成する分野では、これらのスピーカーによって消費される電流、すなわち、スピーカーに電力を供給する電気信号の瞬間電流について正確な知識を有していることが重要である。
先に述べた1つ以上の問題を克服するために、音響スピーカーを作動させるために音響増幅器によって生成される電流を測定するための装置は、
音響増幅器と音響スピーカーとの間に直列に位置決めされたシャント抵抗器と、
入力がシャント抵抗器の端子に接続され、シャントの端子間の電圧差を比例的に信号電流に変換可能な電圧/電流変換器と、
第1の電流ミラーと、
を備え、
電流/電圧変換器の出力電圧が信号電流に比例するように、第1の電流ミラーの入力が電圧/電流変換器の出力に接続され、出力が電流/電圧変換器に接続されている。
入力信号接合部と接地との間に直列に設けられた第1の抵抗器および第1のバイアス電圧発生器と、
演算増幅器と、
を備え、
演算増幅器の非反転入力が第1の抵抗器の上流の入力信号に接続され、反転入力が第2の抵抗器によって第1の抵抗器と第1のバイアス電圧発生器との間に接続され、出力がMOSFETトランジスタのゲートに接続されており、
MOSFETトランジスタのソースが演算増幅器の反転入力に接続され、ミラー電流を生成するドレインが出力パッドに接続されている。
演算増幅器の非反転入力と、第2の端子が接地された第3の負バイアス電圧発生器との間で基準電圧(Vref)を発生させることが可能な第2の電圧発生器を備え、
演算増幅器の反転入力がn型MOSFETトランジスタのソースに、および抵抗器を介して第3電圧発生器に接続されており、
n型MOSFETトランジスタのドレインが出力パッドにバイアス電流を供給する。
演算増幅器の反転入力が第2の抵抗器を介してシャント抵抗器の入力に接続され、非反転入力がシャント抵抗器の出力に直接接続され、出力がn型MOSFETトランジスタのゲートに接続され、
n型MOSFETトランジスタのソースが演算増幅器の反転入力に接続され、ドレインが信号電流を供給する。
まず、音響スピーカーを作動させるために音響増幅器によって生成される電流が、電流/電圧および数Hzから約20kHzの範囲の周波数の双方の観点から、可変AC電流の特性を有していることについて説明しておく。
入力信号接続部と接地との間に直列に設けられた第1の抵抗器21および第1の正バイアス電圧発生器23と、
演算増幅器25と、
を備え、
演算増幅器25の非反転入力が第1の抵抗器21の上流の入力信号に接続され、反転入力が第2の抵抗器27によって第1の抵抗器21と第1のバイアス電圧発生器23との間に接続され、出力がp型MOSFETトランジスタ29のゲートに接続され、
p型MOSFETトランジスタ29のソースが演算増幅器の反転入力に接続され、信号ミラー電流を生成するドレインが出力パッドに接続されている。
入力信号接続部と接地との間に直列に設けられた第1の抵抗器31および第1の負バイアス電圧発生器33と、
演算増幅器35と、
を備え、
演算増幅器35の非反転入力が第1の抵抗器31の上流の入力信号に接続され、反転入力が第2の抵抗器37によって第1の抵抗器31と第1のバイアス電圧発生器33との間に接続され、出力がn型MOSFETトランジスタ39のゲートに接続され、
n型MOSFETトランジスタ39のソースが演算増幅器の反転入力に接続され、信号ミラー電流を生成するドレインが出力パッドに接続されている。
演算増幅器43の非反転入力と、第2の端子が接地された第3の負バイアス電圧発生器45との間で基準電圧(Vref)を生成可能な第2の電圧発生器41を備え、
演算増幅器の反転入力がn型MOSFETトランジスタ49のソースに、および抵抗器47を介して第3の電圧発生器45に接続され、
n型MOSFETトランジスタ49のドレインが出力パッドにバイアス電流を供給する。
一般に、演算増幅器は低ノイズ演算増幅器であって、比較的低レベルのゲインで動作する。
Claims (5)
- 音響スピーカーを作動させるために、音響増幅器によって生成される電流を測定するための装置であって、前記装置は前記電流の方向およびコモンモード電圧の極性にかかわらず動作し、前記装置は、
前記音響増幅器と前記音響スピーカーとの間に直列に位置決めされたシャント抵抗器(1)と、
入力が前記シャント抵抗器(1)の端子に接続され、前記シャント抵抗器の端子間の電圧差を比例的に信号電流に変換可能な電圧/電流変換器(3)と、
第1の電流ミラー(7)と、
を備え、
電流/電圧変換器(5)の出力電圧が前記信号電流に比例するように、前記第1の電流ミラー(7)の入力が前記電圧/電流変換器(3)の出力に接続され、出力が前記電流/電圧変換器(5)に接続されており、
前記装置は、
前記電圧/電流変換器(3)の入力に接続され、前記電圧/電流変換器(3)の出力が第2の電流ミラー(11)を介して前記電流/電圧変換器(5)に接続され、前記音響増幅器によって生成される電流と前記コモンモード電圧の極性とにかかわらず、前記装置が飽和することなくリニアモードで動作するように、バイアス電流を生成可能な定バイアス電流発生器(9)、
をさらに備える装置。 - 前記第1および第2の電流ミラーは、
入力信号接続部と接地との間に直列に位置決めされた第1の抵抗器(21,31)および第1のバイアス電圧発生器(23,33)と、
第1の演算増幅器(25,35)と、
を備え、
前記第1の演算増幅器(25,35)の非反転入力が前記第1の抵抗器の上流の前記入力信号接続部に接続され、反転入力が第2の抵抗器(27,37)によって前記第1の抵抗器と前記第1のバイアス電圧発生器との間に接続され、出力がMOSFETトランジスタ(29,39)のゲートに接続されており、
前記MOSFETトランジスタ(29,39)のソースが前記第1の演算増幅器の前記
反転入力に接続され、ミラー電流を生成するドレインが出力パッドに接続されている、請求項1に記載の装置。 - 前記定バイアス電流発生器(9)は、第2の演算増幅器(43)の非反転入力と、第2の端子が接地された第3の電圧発生器(45)であって負バイアス電圧を生成する第3の電圧発生器(45)との間で基準電圧(Vref)を生成することが可能な第2の電圧発生器(41)を備え、
前記第2の演算増幅器の反転入力が第1のn型MOSFETトランジスタ(49)のソースに、および第3の抵抗器(47)を介して前記第3の電圧発生器(45)に接続されており、
前記第1のn型MOSFETトランジスタ(49)のドレインが出力パッドに前記バイアス電流を供給する、請求項1または2に記載の装置。 - 前記電圧/電流変換器は第3の演算増幅器(13)を備え、
前記第3の演算増幅器(13)の反転入力が第4の抵抗器(15)を介して前記シャント抵抗器(1)の入力に接続され、前記第3の演算増幅器(13)の非反転入力が前記シャント抵抗器の出力に直接接続され、前記第3の演算増幅器(13)の出力が第2のn型MOSFETトランジスタ(17)のゲートに接続され、
前記第2のn型MOSFETトランジスタ(17)のソースが前記第3の演算増幅器の前記反転入力に接続され、前記第2のn型MOSFETトランジスタ(17)のドレインが前記信号電流を供給する、請求項1、2、または3に記載の装置。 - 前記第3の演算増幅器(13)の非反転入力が、コモンモード電圧源(VCM)および前記定バイアス電流発生器(9)に接続されている、請求項4に記載の装置。
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