JPH01259609A - プッシュプル電流ドライブ回路 - 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〕 本発明は入力信号に対応した電流を負荷に供給するプッ
シュプル電流ドライブ回路に関する。

〔従来の技術〕

第２図は従来のプッシュプル電流増幅回路の構成を表わ
している。同図においてＧは信号発生器であり、信号（
電圧）Ｖｉｎを発生する。Ａ１は正負の電源電圧（±Ｖ
ｃｃ）の間で動作する負帰還電力増幅器であり、その非
反転入力端子に信号Ｖｉｎが入力されている。負帰還電
流増幅器Ａ□の出力端子は負荷Ｒ，と抵抗Ｒｓを介して
接地され、負荷Ｒ【と抵抗Ｒｓの接続点は負帰還増幅器
Ａ工の反転入力端子に接続されている。

増幅器Ａ１が理想的でその入力抵抗が無限大とすると、
負荷Ｒ，を流れる電流ＩＬは、ＩＬ＝Ｖｉｎ／Ｒｓ となり、負荷ＲＬに、その値に無関係で入力電圧Ｖｉｎ
に比例した電流が正及び負方向に流れることになる。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の回路はこのように、正負の２電源で動作する増幅
器を用いるため電源回路が複雑かつ高価になる欠点があ
る。

そこで本発明は１つの電源で動作する増幅器を用いるこ
とができるようにするものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明のプッシュプル電流ドライブ回路は、所定の極性
の電源電圧で動作する第１の負帰還電力増幅器と、第１
の負部′ａ電力増幅器の負帰還系路中に配置された第１
の抵抗と、第１の負帰還電力増幅器のｍｇ定電圧同一の
極性の電源電圧で動作する第２の負帰還電力増幅器と、
第２の負帰還電力増幅器の負帰還系路中に配置された第
２の抵抗と、第１の負帰還電力増幅器の出力端子と第２
の負帰還電力増幅器の出力端子との間に負荷と直列に接
続された第３の抵抗と、負荷と第３の抵抗との接続点と
第１の負帰還電力増幅器の反転入力端子との間に接続さ
れた第４の抵抗と、第１の負帰還電力増幅器の出力端子
と第２の負帰還電力増幅器の反転入力端子との間に接続
された第５の抵抗とを備え、前記第１及び第２の抵抗の
積と、前記第４及び第５の抵抗の積が等しい値に設定さ
れているとともに、前記第４の抵抗は前記第３の抵抗よ
り充分大きい値に設定されている。

〔作用〕

第１の負帰還電力増幅器の出力端子が第５の抵抗を介し
て第２の負帰還電力増幅器の反転入力端子に接続されて
いるため、画壇幅器の出力は一方が増加するとき他方が
減少するようになる。第１及び第２の抵抗の積と第４及
び第５の抵抗の積が等しいため、第３の抵抗を流れる電
流は第１の負帰還電力増幅器への入力電圧に比例する。

また第４の抵抗は第３の抵抗より充分大きいため、負荷
に流れる電流は第３の抵抗を流れる電流に略等しくなる
。

このようにして同一極性の電源電圧で動作する２つの増
幅器を用いて、入力電圧に対応して正負の方向に流れる
電流を負荷に供給することができる。

〔実施例〕

第１図は本発明のプッシュプル電流ドライブ回路の回路
図である。同図においてＧは信号Ｖｉｎを発生する信号
発生器であり、信号発生器Ｇより発生された信号（入力
電圧）Ｖｉｎは抵抗Ｒ１を介して負帰還電力増幅器Ａ２
の反転入力端子に供給されている。増幅器Ａ２の非反転
入力端子には所定の正のバイアス電圧Ｅ１が供給されて
いる。増幅器Ａ２の出力端子と反転入力端子には負帰還
用の抵抗Ｒ２が接続されている。

Ａ３は負帰還電力増幅器であり、その負帰還系路中には
抵抗Ｒ４が接続されている。増幅器Ａ３の非反転入力端
子には正のバイアス電圧Ｅ２が供給されている。

増幅器Ａ２とＡ、は同一極性の電源電圧で動作するよう
になされている。実施例の場合共に正（又は負でもよい
）の電源電圧Ｖｃｃが供給されている。

演算増幅器とバッファ増幅器等により構成される増幅器
Ａ２とＡ３の出力端子間には、負荷Ｒ１と抵抗Ｒｓが直
列に接続されている。負荷Ｒ，と抵抗Ｒｓの接続点は抵
抗Ｒ３を介して増幅器Ａ２の反転入力端子に接続されて
いる。また増幅器Ａ２の出力端子は抵抗Ｒ９を介して増
幅器Ａ３の反転入力端子に接続されている。

しかして増幅器Ａ２の反転入力端子はその非反転入力端
子とイマジナリショートされているので、その端子電圧
はＥｌとなっている。その結果抵抗Ｒ１を流れる図中左
方向を正方向とする電流工□は、Ｉ　ｘ＝（Ｅｌ−Ｖｉ
ｎ）／　Ｒｘ　　　　　　　・・・（１）となる。

増幅器Ａ２の出力電圧をｖ２とすると、抵抗Ｒ２を流れ
る図中左方向を正方向とする電流■２は、Ｉｚ＝（ｖ２
−Ｅｔ）／Ｒｘ　　　　　　　　−−−（２）となる。

負荷ＲＬと抵抗Ｒｓの接続点における電圧をＶｓとする
とき、抵抗Ｒ□を流れる図中左方向を正方向とする電流
■、は、 ｌ３＝（ｖｓ−Ｅｌ）／Ｒ３・・・（３）となる。

増幅器Ａ□の出力電圧をｖ３、抵抗Ｒｓを流れる図中右
方向を正方向とする電流をＩｓとするとき、電圧Ｖｓは
、 Ｖｓ＝ｖ、＋Ｒ８工ｓ　　　　　　　　　・・・（４）
となる。

また増幅器Ａ３の反転入力端子はその非反転入力端子と
イマジナリショートされているため、その端子電圧はＲ
２となる。従って抵抗Ｒ５を流れる図中右方向を正方向
とする電流Ｉ５は、Ｉ　５＝（ＶＺ−Ｒ２）／　Ｒ，・
・・（５）となる。この電流■５と同一の値の電流が抵
抗Ｒ４を図中左方向に流れるものと考えられるので、抵
抗Ｒ４における電圧下降ｖ４は、 Ｖ４”（ＶＺ−Ｒ２）Ｒ４／　Ｒｓ　　　　　　　”　
”　（６）となる。従って電圧ｖ３は、 Ｖ　３　＝　Ｅ　２−　Ｖ　４ 二Ｅ　２−（ＶＺ−Ｅ　２）　Ｒ−／　Ｒ５・・・（７
）となる。

（３）式に（４）式と（７）式を代入すると次式が得ら
れる。

Ｉ、＝（１／Ｒ３Ｒ５）　（（Ｒ２−ＶＺ）Ｒ４＋Ｒ，
（Ｅ２＋Ｒ３ｌ５−Ｅ、））・・・（８） また Ｉ、＝Ｉ、　＋　１．　　　　　　　　　　　　　・・
・（９）であるから、（９）式に（１）式、（２）式及
び（８）式を代入すると、次式が得られる。

Ｉｓ＝　（−１／Ｒｓ）　（（Ｒ３Ｖｉｎ／Ｒｔ　＋Ｖ
２　（Ｒ３／Ｒ２−Ｒ４／Ｒｓ　）＋　（１／Ｒ１Ｒ２
Ｒ５’）　（Ｅ、　Ｒ工Ｒ２（Ｒ４＋Ｒ，）−ＥＩＲ５
（Ｒ１Ｒ２＋Ｒ２Ｒ。

＋Ｒ，Ｒ，）））　　　　　　　　　　　　・・・（１
０）いま、 Ｒ，Ｒ４＝Ｒ３Ｒ，・・・（１１） が成立するように各抵抗の値が設定されているので、（
１０）式における右辺の第２項は零となる。

（１０）式の右辺の第３項は定数であるがら、このとき
電流Ｉｓは入力信号Ｖｉｎに比例することになる。

さらに抵抗Ｒ３は抵抗Ｒｓに較べ充分大きい値に設定さ
れている。従って負荷ＲＬを流れる電流ＩＬの殆どは抵
抗Ｒｓを流れ、次式が成立する。

ＩＬ＝Ｉ３＋Ｉ３岬Ｉｓ　　　　　　　　　　　・　・
　・（１２）その結果負荷電流Ｉ、が負荷抵抗Ｒ５の値
に拘らず入力信号Ｖｉｎに比例することになる。

（１０）式の右辺の第３項の値を適当に選定することに
より、動作点を自由に設定することができる。

以上数式を用いて動作を説明したが、これを定性的に説
明すると次のようになる。すなわち増幅器Ａ２が入力信
号を反転増幅すると、その出力ｖ２が抵抗Ｒ５を介して
増幅器Ａ３の反転入力端子に供給されるので、増幅器Ａ
３の出力ｖ３は増幅器Ａ２の出力と逆位相になる。その
結果例えば動作点がＶｃｃ／２である場合、電圧ｖ２が
電源電圧■ｃｃの１／２の値より大きいとき（電圧ｖ３
が電源電圧Ｖｃｃの１７２の値より小さいとき）正方向
の負荷電流ＩＬが流れ、電圧Ｖ２がＶｃｃ／２より小さ
いとき（電圧Ｖ、が電圧Ｖｃｃ／２より大きいとき）負
方向の負荷電流ＩＬが流れる。そしてこの負荷電流■。

は入力電圧Ｖｉｎに比例している。

動作点の設定は次のようにして行われる。いま簡単のた
め Ｒ＝Ｒ工＝Ｒ２＝Ｒ３＝Ｒ４＝Ｒ，・・・（１３）とす
ると、（１０）式は ｌ５＝（−１／Ｒｓ）（Ｖｉｎ＋２Ｅ、−３Ｅ、）・・
・（１４） となる。オフセット電流を零にする（入力Ｖｉｎ＝０の
とき電流ｌ５＝Ｏにする）には、（１４）式の第２項が
零でなければならない。従って次式が必要充分条件とな
る。

２Ｅ２−３Ｅ□＝０　　　　　　　　・・・（１５）入
力Ｖｉｎ＝ＯのときＶ２＝Ｖｃｃ／２であるとすると、
このとき負荷電流ＩＬは流れないのでＶｓ＝Ｖｃｃ／２
となり、（９）式より次式が成立する。

Ｅ□／Ｒ１＝（Ｖｃｃ／２−Ｅｌ）／Ｒ２＋（Ｖｃｃ−
Ｅ、）／　Ｒ３・・・（１６） （１６）式は（１３）式を代入すると次のようになる。

３　Ｅ、＝Ｖｃｃ　　　　　　　　　　　・・・（１７
）（１５）式と（１７）式より、動作点をＶｃｃ／２と
するには、 ２Ｅｚ＝３Ｅｌ＝Ｖｃｃ　　　　　　　　・・・（１８
）とすればよいことになる。例えばＶｃｃ＝　１２　Ｖ
とすると、Ｅ、＝４Ｖ、Ｅ、＝６Ｖとなる。

〔発明の効果〕

以上の如く本発明によれば、同一の極性の電源電圧で動
作する２つの増幅器の出力に負荷を接続するようにした
ので、電源を１つとすることができ、電源回路を簡略化
し、低コスト化することができる。またダイナミックレ
ンジを等しいとすると従来の場合に較べ負荷電流を２倍
、電力を４倍にすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のプッシュプル電流増幅回路の回路図、
第２図は従来のプッシュプル電流増幅回路の回路図であ
る６ Ｇ・・・信号発生器 Ａ１、Ａ２、Ａ３・・・負帰還電力増幅器ＲＬ・・・負
荷 ＲいＲ２、Ｒ１、Ｒ４，Ｒ，、Ｒ＄・・・抵抗以上 第２０

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 所定の極性の電源電圧で動作する第１の負帰還電力増幅
   器と、第１の負帰還電力増幅器の負帰還系路中に配置さ
   れた第１の抵抗と、第１の負帰還電力増幅器の電源電圧
   と同一の極性の電源電圧で動作する第２の負帰還電力増
   幅器と、第２の負帰還電力増幅器の負帰還系路中に配置
   された第２の抵抗と、第１の負帰還電力増幅器の出力端
   子と第２の負帰還電力増幅器の出力端子との間に負荷と
   直列に接続された第３の抵抗と、負荷と第３の抵抗との
   接続点と第１の負帰還電力増幅器の反転入力端子との間
   に接続された第４の抵抗と、第１の負帰還電力増幅器の
   出力端子と第２の負帰還電力増幅器の反転入力端子との
   間に接続された第５の抵抗とを備え、前記第１及び第２
   の抵抗の積と、前記第４及び第５の抵抗の積が等しい値
   に設定されているとともに、前記第４の抵抗は前記第３
   の抵抗より充分大きい値に設定されているプッシュプル
   電流ドライブ回路。