JPH01157107A - オーディオ増幅回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、ステレオカーラジオに好適なオーディオ用ブ
リッジ増幅回路に間するものであり、詳細には、出力端
子と反転入力端子間に接続、される帰還抵抗器と前記反
転入力端子とグラウンド間に接続される抵抗器とを備え
る非反転電力増幅器と、これに接続される第二の反転電
力増幅器とにより構成されるものである。

［従来の技術］ この型のオーディオ用ブリッジ増幅回路は、その出力端
子対に、互いに振幅が等しく、電源電圧の二倍の最大電
圧を負荷に供給可能なプッシュプル信号を出力すること
ができる。

このような増幅器は、近年、主として高出力カー・ラジ
オに多く使用されている。

これに対し、出力ダイナミック・レンジが電源電圧に等
しい従来のいわゆるシングルエンド・ステレオ増幅器は
、抵出ｐのカー・ラジオに広範に使用されている。

しかしながら、カー・ラジオのメーカーは、ステレオ増
幅器としても動作させることができる所謂ブリッジ型の
高出力オーディオ増幅器を求めている。

現在の最先端の技術によれば、一対の演算増幅器から一
つのブリッジ型増幅器を構成するための幾つかの方法が
可能である。

第一の方法は、単一の入力端子と一対のブシュプル出力
端子を備える増幅器と、各増幅器の非反転入力がそれぞ
れその増幅器の出力端子に接続された一対の電力増幅器
を組み合わせるものである。

このような電力増幅器対の出力端子は負荷に接続される
。

しかしながらこの方法は、回路が複雑であり、かつステ
レオ増幅器として使用することができないという問題点
がある。

第二の方法は、反転増幅器と非反転増幅器を組合せ、入
力端子を互いに接続し、各出力をステレオ・スピーカー
である負荷に接続するものである。

しかしながらこの方法は、多くの外付は部品、特にコン
デンサーを必要とし、さらに入力インピーダンスが低い
こともしくは人力インピーダンスを高くするとブリッジ
回路のノイズによる影響を受は易いこと等の問題点があ
る。

第３の方法は、高インピーダンスの差動入力端子が電力
増幅器の出力端子に接続された２つ信号増幅器から構成
するものである。信号増幅器の同相の人力を互いに接続
し、また各電力増幅器の出力端子をそれぞれ負荷に接続
することにより、全体でステレオ増幅器となる。

しかしながらこの方法も、回路が非常に複雑で、増幅器
を構成する集積回路を収納するパッケージに非常に多数
のビンが必要となり、さらに多数の外付けのビンを必要
とする。

近年のカー・ラジオは、非常に小型化されており、しか
も通常４つのスピーカーを独立にドライブする４つの増
幅チャンネルを備えている。したがって、このようなカ
ー・ラジオのケース内に実装するには、各増幅器のパッ
ケージの縦横の幅はできるだけ小さい方が好ましく、さ
らに各増幅器のパッケージのビン数が多いと不便である
。

第四の方法は、演算増幅器を用いて、第二の利得が１で
ある反転増幅器をドライブするものである。しかし、こ
の方法もまた多数のビンと多数の外部コンデンサーを必
要とする問題点がある。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明は、従来技術の上記問題点を解決しようとするも
のであり、ビン数が少なく少数の外付は部品しか必要と
しない一つの集積回路に集積することができ、カー・ラ
ジオ・セットに容易に実装することができる、ブリッジ
型オーディオ増幅器を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明に係わるブリッジ型オーディオ増幅器は、第一の
増幅器に接続される一対の抵抗器と共にブリッジ回路を
構成するように第一の一対の抵抗器を接続し、正電源と
グラウンドの間に第二の一対の抵抗器を接続し、さらに
前記第一の増幅器の非反転入力端子と第二の増幅器の非
反転入力端子をそれぞれ人力抵抗器を介して前記第二の
一対の抵抗器の間に接続することを特徴とする。

［実施例］ 次に本発明の実施例について図面を用いて説明する。

図において、１は本発明のオーディオ増幅回路の全体を
示す。増幅回路１は、一つの集積回路に集積され、外部
との接続のためのビンが設けられたパッケージ１０に収
容されている。

増幅器ｌは、出力端子Ｕｌと反転入力端子の間に接続さ
れる帰還抵抗器Ｒ５と、前記反転入力端子とグラウンド
・ビン６の間に接続される抵抗器Ｒ４とが付設された所
謂非反転構成の第一の電力増幅器ＡＩからなる。

第一の増幅器ＡＩの出力端子Ｕｌは、出力端子ビン１１
を介して抵抗性負荷ＲＬであるスピーカの一方の端子に
接続され、負荷ＲＬの他方の端子は、ビン７を介して、
出力端子Ｕ２と反転入力端子の間に帰還抵抗器Ｒ６が、
また前記反転入力端子とグラウンド・ビン５の間に抵抗
器７が接続された反転構成の第二の増幅器Ａ２の出力端
子Ｕ２に接続されている。

それぞれＲ８とＲ９で示す第一の一対の抵抗器は、第一
の増幅器Ａ１に付設された抵抗器Ｒ４とＲ５に並列に接
続され、ブリッジ回路１２を形成する。

増幅器１は、電源の正極Ｖ。に接続されたビン３を通し
て、低電圧が供給される。

第二の一対の抵抗器Ｒ１とＲ２は、電源Ｖ。とグラウン
ドの間、したがってビン３と５の間に接続されている。

第一の増幅器Ａ１と第二の増幅器Ａ２の非反転入力端子
は、それぞれ入力抵抗器Ｒ３、ＲＩＯを介して、第二の
一対の抵抗器Ｒ１とＲ２の間に接続されている。またこ
れらの非反転入力端子は、それぞれビン２．６に接続さ
れ、ビン２．６から外付けのコンデンサーを介して、外
部入力端子１、とグラウンドに接続されている。さらに
ビン４は、前記抵抗器Ｒ１とＲ２の間に接続され、コン
デンサーＣＩを介して外部でグラウンドに接続されてい
る。一対のビン８と９は、リード線により、パッケージ
１０の外部で互いに短絡されており、またパッケージの
内部ではそれぞれ第二の増幅器Ａ２の非反転入力と第一
の抵抗器の対Ｒ８とＲ９の間に接続されている。

第二に図示するように、ブリッジ回路のとン８と９を開
き、出力端子ＵｌとＵ２に対応するビン１１と７を、コ
ンデンサー〇４と０５を介して、一端を接地した負荷抵
抗ＲＬＩとＲＬ２にそれぞれ接続し、またビン６をコン
デンサーＣ３を介して外部入力端子■６に接続すること
により、第一図の回路をステレオ増幅器に変更すること
ができる。

ステレオ・モードでは、増幅器Ａ２もまた非反転増幅器
となる。負荷ＲＬＩとＲＬ２は、ステレオ・スピーカー
である。

本発明の目的を達成するには、抵抗器Ｒ４から９の抵抗
値は、抵抗器Ｒ１とＲ２の抵抗値と係数ｎ、　ｍによフ
て関係付けられていなければならない。詳しくは、抵抗
器Ｒ４の抵抗値は抵抗器Ｒ２の抵抗値のｎ倍であり、抵
抗器Ｒδの抵抗値は抵抗器Ｒ１とＲ２の値の差の半分の
ｎ倍（Ｒ１−Ｒ２）・ｎ／２であり、抵抗器Ｒ８の抵抗
値は抵抗器Ｒ２の抵抗値のｍ倍であり、抵抗器Ｒ９の抵
抗値は抵抗器Ｒ１とＲ２の差の半分のｍ倍（Ｒ１−Ｒ２
）・ｎ／２に等しい。さらに抵抗器Ｒ７の抵抗値は抵抗
値Ｒ２のｍ倍であり、抵抗器Ｒ６は抵抗器Ｒ１とＲ２の
差のｍ倍（Ｒ１−Ｒ２）・ｍ／２である。

次に上記実施例の動作について説明する。ビン４の電圧
ｖ４は、ビン２と６の電圧ｖ２とｖ６に等しく、電源電
圧■。と抵抗器Ｒ１とＲ２の値の和に対する抵抗器Ｒ２
の値の比Ｒ２／　（Ｒ１＋Ｒ２）の積である。

また増幅器ＡＩの出力端子Ｕｌの電圧Ｖｌｌは、■２と
抵抗器Ｒ４の値に対する抵抗器Ｒ５の値の比に１を加え
た値（１＋Ｒ５／Ｒ４）の積になる。

さらに、抵抗器Ｒ４とＲ５の値を抵抗器Ｒ１とＲ２の値
の関数で置換することにより、出力端子Ｕ１．１の電圧
がＶ。の１／２になることを示すことができる。

上記の計算は、演算増幅器Ａ１とＡ２の出力インピーダ
ンスが非常に低く、人力インピーダンスが非常に高く、
利得が無限大であると仮定した場合に成立する。

またこの仮定により、増幅器Ａ２の出力端子Ｕ２すなわ
ちビン７の電圧■７は、非反転ステージ■４〜ｖ７の利
得から与えられる。

”重ねの理”を適用し、電圧■６とＶｌｌから反転ステ
ージＡ２の人力への寄与を考察すると、次のようになる
。

いま電圧Ｖｌｌがゼロと仮定すると、電圧ｖ６いよりビ
ン７に現われる出力電圧ｖ７は、抵抗器Ｒ６の、抵抗器
Ｒ７，Ｒ８，Ｒ９のうち抵抗器Ｒ６に並行な抵抗器に対
する比に１を加えた値と■６の積で与えられ、電源電圧
ｖｃに等しい。

ｖ６がゼロと仮定すると、電圧Ｖｌｌによりビン７に現
われる出力電圧■７は、抵抗器Ｒ６の抵抗器Ｒ９に対す
る比と電圧ｖ７の積の符号を反転した電圧になる。この
電圧は−Ｖｏ／２に等しい。

したがって、無人力時の増幅器Ａ２の出力電圧■７は電
源電圧の１／２となる。この値は、出力電圧に対して、
最も広い変動範囲を与える。

さらに、入力電圧に対する出力電圧の比により与えられ
る、ビン１１とビン２０間の利得は、抵抗Ｒ４の値に対
する抵抗器Ｒ５の比に１を加えた値に等しいこと、およ
びビン１１の電圧Ｖｌｌを第二のステージに対する人力
と見なした時のビン１１とビン７０間の利得Ｇ２はｌで
あることを考慮すると、利得Ｇｌと０２の積により与え
られる総合利得が−（Ｒ５／Ｒ４＋１）になることが導
かれる。

したがって、本発明によるオーディオ増幅器は、出力端
子ＵｌとＵ２に、ブリッジ・モードの動作において必要
とされる、振幅が等しく互いにブシュプル関係にある信
号が得られる。

ステレオ・モードで動作している時にも、出力電圧■７
とＶｌｌが電源電圧Ｖ。の１／２になることを示すこと
ができる。

第三図に示すのは、固定ブリッジ構成の本発明のオーデ
ィオ増幅器である。この実施例では、前記実施例と同一
の部品には同一の参照番号や記号が付けられている。

この実施例のオーディオ増幅器を構成する集積回路は、
ビン数が僅かに６本のパッケージ１４に収容されている
。また第一図に示す実施例において互いに並行に接続さ
れている抵抗器Ｒ７とＲ８は、抵抗器Ｒ２にｍ　／　２
を掛けた抵抗値の単一の抵抗器Ｒ１１により置換されて
いる。

さらにまた、増幅器Ａ２の非反転入力端子は、第二の一
対の抵抗器Ｒ１とＲ２の間にだけ直接接続されている。

第三図に示す実施例の増幅器の動作は、増幅器ｌの動作
と殆ど同じである。

第四図に示すさらに他の実施例では、ビン４と５の間の
抵抗器Ｒ２が、抵抗器Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ１４、Ｒ１５
からなるブリッジ回路で置換されている。

この変形例では、ビン４と５の間に接続された抵抗器Ｒ
１２とＲ１３と、同じくビン４と５の間に接続された抵
抗器Ｒ１４とＲ１５からなるブリッジ回路により置き換
えられている。

抵抗器Ｒ３は、一端が抵抗器Ｒ１２とＲ１３の間に接続
され、他端が増幅器ＡＩの非反転入力端子に接続されて
いる。また抵抗器１０は、一端が抵抗器Ｒ１４とＲ１５
の間に接続され、他端がＡ２の非反転入力端子に接続さ
れている。さらに、ビン３と４の間には、第一図の実施
例の増幅器における抵抗器Ｒ１と値が異なる抵抗器Ｒ１
６が接続されている。

抵抗器Ｒ１６とブリッジ回路１５にある電流が流れてい
る時、端子４から見たインピーダンスは、第一図の実施
例よりもずっと大きくなる。その結果、電源雑音除去能
力が低下し始める最低周波数が等しくなるようにするの
に、第一図の実施例のコンデンサーＣＩよりも容量が小
さいコンデンサーＣ１０を使用することができる。

第四図の実施例の増幅回路が、第一図の実施例の増幅回
路と同様の動作をするようにするには、抵抗器Ｒ１２か
らＲｌＢの値を適宜に選択しなければならない。抵抗器
Ｒ１２とＲ１５は同じ値でなければならない。また抵抗
器Ｒ１２とＲ１５の積をその和で割った値が、抵抗器Ｒ
１３の値からＲ２／２を引いた（直と同じでなければな
らない。

さらに第一図における抵抗器Ｒ１とＲ２の値の和が、Ｒ
６＋　［（Ｒ１２＋Ｒ３）　　・　（Ｒ４＋Ｒ１５）／
　（Ｒ１２＋Ｒ３＋Ｒ４＋Ｒ１５）］に等しくなるよう
にしなければならない。

第五図は、ステレオ増幅器のさらに他の実施例を示す。

この実施例では、ｎｐｎ）ランジスタＴｌのベースＢと
コレクタＣがビン３に、またエミッタＥが抵抗器Ｒ１に
接続されている。

この実施例では、コレクタ・エミッタ間の飽和電圧によ
り下向きの振幅が制限され、コレクタ・エミッタ間の飽
和電圧とベース・エミッタ間の電圧の和により上向きの
振幅が制限される非対称なダイナミック・レンジを持つ
という利点がある。

出力電圧Ｖｌｌとｖ７が等しい時に、ダイナミック・レ
ンジが最大になり、電源電圧Ｖ、とトランジスタＴ１の
ベース・エミッタ間電圧との差の１／２で与えられる。

さらに第６図に示すように、第一図の実施例における抵
抗器Ｒ７とＲ８を並列に相互接続し、抵抗器Ｒ９の一端
をビン８を介して増幅器の出力ビン１１に接続すること
により、第一図の実施例よりもビン数を一本減らすこと
が可能になる。また第七図に示すステレオ構成の一例で
は、抵抗器Ｒ９は第二の増幅器の帰還抵抗器Ｒ６に並列
になるように、一端がビン８に接続されている。またビ
ン８は、ビン７に接続されているため、第二のスビーカ
ーＲＬ２にも接続される。

［発明の効果］ 本発明のオーディオ増幅回路は、・ビン数が少なく、集
積回路のパッケージが小さく−できるという重要な利点
を有する。加えて、容易にステレオ増幅器に変更できる
という利点も有す゛る。

【図面の簡単な説明】

第一図は、本発明の第一実施例に係るブリッジ増幅器の
回路図である。 第二図は、第一実施例に係わるステレオ増幅器の回路図
である。 第三図乃至第７図は、それぞれ他の実施例の回路図であ
る。 ｌ・・増幅器　　　　　　１０・・パッケージ２．３，
４，５，６．７，８，９．１１・・ビン１２・・ブリッ
ジ回路 ＡＩ・・第一の増幅器　　Ａ２・・第二の増幅器Ｒ５・
・スピーカー ＲＬ１、ＲＬ２”・・ステレオ・スピーカーＵ７．Ｕｌ
ｌ・・出力端子　　　　゛

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）出力端子（Ｕ１）と反転入力端子間に接続される
   帰還抵抗器（Ｒ５）と、前記入力端子と接地間に接続さ
   れる抵抗器（Ｒ４）とを備え、第二の反転増幅器と協働
   する非反転電力増幅 器（Ａ１）によって構成されるステレオカーラジオに好
   適なオーディオ用ブリッジ増幅回 路（１）において、第一の増幅器の前記抵抗器（Ｒ４、
   Ｒ５）に第一の抵抗器（Ｒ８、Ｒ９）を並列接続しブリ
   ッジ回路（１２）を構成すると共に、正電源と接地間に
   抵抗器（Ｒ１、Ｒ２）を直列接続し、さらに第一および
   第二の増幅器の非 反転入力端子と前記抵抗器（Ｒ１、Ｒ２）の接続点間に
   入力抵抗器（Ｒ３、Ｒ１０）を接続することを特徴とす
   るオーディオ用ブリッジ増幅回 路。
2. （２）第一および第二の増幅器（Ａ１、Ａ２）のそれぞ
   れの非反転入力端子に直結される第一お よび第二の入力ピン（２、６）と、第二の抵抗器（Ｒ１
   、Ｒ２）の一端がそれぞれ接続される第三および第四の
   ピン（３、５）と、第二の抵抗器（Ｒ１、Ｒ２）の接続
   点に接続される第五のピン（４）を備えるパッケージ（
   １０）に実装される集積回路から構成されることを特徴
   とす る特許請求の範囲第一項に記載のオーディ オ用ブリッジ増幅回路。
3. （３）前記第一および第二の増幅器（Ａ１、Ａ２）に接
   続される抵抗器（Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８）および抵抗
   器（Ｒ８、Ｒ９）の抵抗値が前記第二の抵抗器（Ｒ１、
   Ｒ２）の抵抗値と係数ｎ、ｍによって関係付けられるこ
   とを特徴とする特許請求の 範囲第一項に記載のオーディオ用ブリッジ 増幅回路。
4. （４）前記第一および第二の増幅器（Ａ１、Ａ２）のそ
   れぞれの出力端子（Ｕ１、Ｕ２）によりステレオスピー
   カー（ＲＬ）を駆動することを特徴とする特許請求の範
   囲第一項に記載のオー ディオ用ブリッジ増幅回路。
5. （５）前記電源（Ｖｃ）にはトランジスタ（Ｔ１）のベ
   ース（Ｂ）とコレクタ（Ｃ）が接続され、そのエミッタ
   （Ｅ）は前記第二の抵抗器（Ｒ１、Ｒ２）の抵抗器（Ｒ
   １）に接続されていることを特徴とする特許請求の範囲
   第一項に記載の オーディオ用ブリッジ増幅回路。
6. （６）出力端子（Ｕ１）と反転入力端子間に接続される
   帰還抵抗器（Ｒ５）と、前記入力端子と接地間に接続さ
   れる抵抗器（Ｒ４）とを備え、第二の反転増幅器（Ａ２
   ）と協働する非反転電力増幅器（Ａ１）によって構成さ
   れるステレオカーラジオに好適なオーディオ用ブリッジ 増幅回路（１）において、第一の増幅器の抵抗器（Ｒ４
   、Ｒ５）に第一の抵抗器（Ｒ８、Ｒ９）を並列接続しブ
   リッジ回路（１２）を構成すると共に、正電源（Ｖｃ）
   と接地間に抵抗器（Ｒ１６）と抵抗器（Ｒ１２、Ｒ１３
   、Ｒ１４、Ｒ１５）からなる第二のブリッジ回路（１５
   ）とを直列接続し、さらに該ブリッジ回路（１５）の出
   力端子と第一および第二の増幅器の非反転入力端子との
   間に 入力抵抗器（Ｒ３、Ｒ１０）を接続することを特徴とす
   るオーディオ用ブリッジ増幅回路。
7. （７）出力端子（Ｕ２）と反転入力端子間に接続される
   帰還抵抗器（Ｒ６）と、第二の増幅器（Ａ２）の入力端
   子と接地間に接続される抵抗器 （Ｒ７）とを備え、第二の反転増幅器（Ａ２）と協働す
   る非反転電力増幅器（Ａ１）によつて構成されるステレ
   オカーラジオに好適なオー ディオ用ブリッジ増幅回路（１）において、第二の増幅
   器（Ａ２）の反転入力端子と接地間にさらに抵抗器（Ｒ
   ８）を接続すると共に第二の増幅器（Ａ２）の反転入力
   端子と第一の増幅器（Ａ１）の出力端子（Ｕ１）間に第
   二の抵抗器（Ｒ９）を接続し、さらに正電源（Ｖｃ）と
   接地間に抵抗器（Ｒ１、Ｒ２）を直列接続し、該抵抗器
   （Ｒ１、Ｒ２）の接続点とそれぞれの非反転入力端子と
   を入力抵抗器（Ｒ３、Ｒ１０）によって接続することを
   特徴とするオーディオ用ブリッ ジ増幅回路。 ［８］第二の増幅器［Ａ２］の帰還抵抗器［Ｒ６］に並
   列な第二の抵抗器［Ｒ９］を備え、第一および第二の増
   幅器［Ａ１、Ａ２］の出力端子［Ｕ１、Ｕ２］がステレ
   オスピーカー［ＲＬ１、ＲＬ２］をそれぞれ駆動するこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第 七項に記載のオーディオ用ブリッジ増幅回 路。