JPH01293003A - 電力増幅器 - 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、アナログ入力信号をパルス化して電力増幅す
るパルス幅変調方式の電力増幅器に関するものである。

従来の技術 従来、オーディオ用増幅器として、ム級及びＢ級増幅器
などが知られているが、最近のオーディオ機器は小型化
、大出力化の傾向にあるため増幅器の発熱、すなわち増
幅器の効率が重要視されている。従来効率が良いとされ
ているＢ級増幅器においても最大出力時の効率は７８．
６％であるが実使用状態においてはきわめて効率が悪い
。そこで効率を良くするためにパルス幅変調増幅器、い
わゆるＤ級増幅器と称される高効率増幅器が重要視され
てきた。

以下、第２図を参照しながら、従来のＤ級増幅器につい
て説明する。第２図において、１は久方端子、２は前置
増幅回路、３は三角波発生回路、４は比較回路、６は出
力増幅回路、６はローパスフィルタ、７は帰還回路、８
は負荷である０以上のように構成されたＤ級増幅回路に
ついて、以下その動作について説明する。

まず、入力端子１に印加されたオーディオ入力信号は前
置増幅回路２に加えられ、比較回路４め一方の入力端子
に変調信号として入力される。また、比較回路４の他方
の入力端子は三角波発生回路３で発生したキャリア信号
である三角波が入力されて、比較回路４からオーディオ
入力信号の振幅に応じてパルス幅変調されたパルス信号
が出力される。すなわち周期がキャリア信号の周期と等
しく、かつパルスのデユーティ比がオーディオ入力信号
の振幅に応じて変化するパルス信号が得られる。このパ
ルス信号は出力増幅回路５に供給され、出力増幅器４内
のスイッチング素子を駆動することにより電力増幅され
る。そして電力増幅されたパルス信号をローパスフィル
タ６を介して取り出すと、キャリア信号に対応する信号
成分が除去され、オーディオ入力信号と相似な低周波出
力信号が負荷８に供給される。また、ローパスフィルタ
ー６を通過した信号を帰還回路７を介して前置増幅回路
２に帰還することにより変調特性及び増幅器の特性を良
くすることができるように構成されている。

発明が解決しようとする課題 しかしながら上記のような構成では、通常キャリア信号
の三角波を発生させる方法として、多くの場合、キャリ
ア信号と等しい周波数の矩形波を積分して三角波を取り
出すようにしているのが一般的であり、この場合特に三
角波の頂点付近の勾配の直線性が悪く、キャリア信号の
歪発生の原因となる問題点を有していた。

本発明はかかる点に鑑みて、三角波の頂点付近において
も勾配の直線性を良好にし、歪成分の非常に少ないキャ
リア信号を得る電力増幅器を提供するものである。

課題を解決するための手段 この目的を達成するため本発明の電力増幅器は、アナロ
グ信号が印加される前置増幅回路の出力信号とアナログ
信号の大きさにより三角波発生回路の出力信号の振幅を
制御する三角波制御回路により制御された三角波発生回
路の出力信号とを比較する比較回路と、この比較回路か
ら出力されるパルス幅変調信号を電力増幅する出力増幅
回路と、アナログ入力信号の大きさにより出力増幅器に
供給する電源電圧を制御する電源回路と、出力増幅器の
出力信号のキャリア信号成分を除去するローパスフィル
タと、ローパスフィルタの出力から前置増幅器に帰還を
かける帰還回路とローパスフィルタの出力に負荷が接続
された構成となっている。

作用 本発明は上記した構成により、三角波発生回路の出力が
アナログオーディオ信号の大きさにより発生する三角波
の振幅を制御する三角波制御回路によって制御されるた
め三角波であるキャリア信号の勾配の直線性が良好な状
態でパルス幅変調信号が取り出せる。また、出力増幅器
に供給する電源電圧を制御することにより入力信号レベ
ルに応じた出力信号を取り出すことができる。

実施例 以下、本発明の一実施例について図面を参照しながら説
明する。

第１図は本発明の一実施例における電力増幅器を示すも
のである。第１図において、１は入力端子、２は入力端
子１に入力されたアナログ信号が印加される前置増幅回
路、３は三角波発生回路、４は前置増幅回路２より出力
される変調入力信号と三角波発生回路３の出力の三角波
信号とが印加され比較される比較回路、６は比較回路４
より出力されるパルス幅変調信号の出力パルスによりス
イッチング素子を駆動して電力増幅を行なう出力増幅回
路、６は出力増幅回路Ｓの出力パルスを積分スルローパ
スフィルタ、７Ｆｉローパスフイルタ６の出力から前置
増幅回路２へ帰還する帰還回路、８はローパスフィルタ
６の出力に接続されたスピーカ等の負荷、９は入力端子
１に入力されたアナログ信号の大きさにより出力増幅回
路５に供給される電源電圧を制御する電源回路、１０は
入力端子１に入力されたアナログ信号の大きさにより三
角波発生回路３で発生させる三角波の出力振幅を制御す
る三角波制御回路である。

以上のように構成された電力増幅器について以下その動
作について説明する。

まず、入力端子１に入力されたオーディオアナログ信号
は、前置増幅回路２と電源回路９と三角波制御回路１０
に印加される。前置増幅回路２に印加された信号は変調
入力信号として比較回路４の一方の入力端子に入力され
る。また、三角波発生回路３で発生するキャリア信号で
ちる三角波が比較回路４の他方の入力端子に入力される
。この時、三角波発生回路３で発生する三角波の振幅は
、三角波制御回路１０に印加されたオーディオアナログ
信号の振幅の大きさに比例した三角波を発生するように
三角波制御回路１ｏより発生する制御信号により制御さ
れた三角波である。次に比較回路４に入力された信号は
比較されオーディオアナログ信号に応じたパルス幅変調
されたパルス信号が出力される。このパルス信号は常に
キャリア信号の直線性の良い領域で比較されるため理想
的なパルス幅変調信号である０このパルス信号は出力増
幅回路５に供給され、出力増幅回路６内のスイッチング
素子を駆動することにより電力増幅される。この時、出
力増幅回路５に供給される電源電圧は電源回路９に印加
されたオーディオアナログ信号の振幅の大きさに比例し
た電圧を供給するようにした電源回路９から発生する電
源電圧により電力増幅動作をする。そして、電力増幅さ
れたパルス信号をローパスフィルタ６を介して取り出す
と、キャリア信号に対応する信号成分が除去されオーデ
ィオアナログ信号と相似な低周波出力信号とすり負荷８
に供給される。この低周波出力信号は出力増幅回路６に
供給される電源電圧を変化させることで出力レベルを可
変することができる。

次にローパスフィルタ６を通過して取り出された低周波
信号は帰還回路７を介して前置増幅回路２に帰還する。

以上のように本実施例によれば、オーディオアナログ信
号の大きさにより発生する三角波の振幅を制御する三角
波制御回路１０を付加することにより、直線性の良いパ
ルス幅変調信号ができるため低歪率化にすることができ
る０ 発明の詳細 な説明したように本発明は、オーディオアナログ信号の
大きさにより三角波であるキャリア信号の振幅を制御す
ることで常にキャリア信号の勾配の直線性が良好な状態
でパルス幅変調信号を作り出すことができ、歪成分の非
常に少ないパルス信号となるため低歪率化が可能となる
０さらにパルス信号を電力増幅する出力増幅回路に供給
する電源電圧を変化させることで出力レベルを可変する
ことができ、かつＤ級増幅器の電力効率の良好さをその
まま維持するものであるから大出力小型化が可能となる
。

従って、オーディオアンプで要求される大出力小型化、
高効率低歪率化を可能にするという効果を得ることがで
きる優れた電力増幅器を実現できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における電力増幅器のブロッ
ク図、第２図は従来の電力増幅器のブロック図である。 １・・・・・・入力端子、２・・・・・・前置増幅器、
３・・・・・・三角波発生回路、４・・・・・・比較回
路、６・・・・・・出力増幅回路、６・・・・・・ロー
パスフィルタ、７・・・・・・帰還回路、８・・・・・
・負荷、９・・・・・・電源回路、１０・・・・・・三
角波制御回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. アナログ信号が印加される前置増幅回路と、三角波発生
   回路と、前記三角波発生回路より出力される三角波の振
   幅を前記アナログ信号の大きさにより制御する三角波制
   御回路と、前記前置増幅回路より出力される変調入力信
   号と前記三角波発生回路より出力される三角波信号とが
   印加される比較回路と、前記比較回路より出力されるパ
   ルス幅変調信号の出力パルスによりスイッチング素子を
   駆動して電力増幅を行う出力増幅回路と、前記出力増幅
   回路の出力パルスを積分するローパスフィルタと、前記
   ローパスフィルタの出力から前記前置増幅回路へ帰還す
   る帰還回路と、前記アナログ信号の大きさにより前記出
   力増幅回路に供給する電源電圧を制御する電源回路と前
   記ローパスフィルタの出力に負荷が接続されたことを特
   徴とする電力増幅器。