JPH0252510A - Ｂ級プッシュプル増幅回路 - 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】 〔概　要〕 例えば信号伝送路に用いられるようにしたＢ級プッシュ
プル増幅回路に関し、 回路が小型化され且つ入力から出力までを直結して低歪
の出力を得ることを目的とし、入力信号を増幅して出力
する入力増幅手段と、入力増幅手段に直結され、入力信
号の位相を保持して供給する電圧伝達手段と、入力増幅
手段に直結され、位相が入力信号と逆相の信号を出力す
る位相反転手段と、電圧伝達手段と位相反転手段のそれ
ぞれに直結されて、両手段より供給される信号により入
力信号を増幅した出力信号を得る出力増幅手段とを具え
るように構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、Ｂ級プッシュプル増幅回路に関し、例えば信
号伝送路に用いられるようにしたＢ級プッシュプル増幅
回路に関するものである。

〔従来の技術〕

情報を伝送する通信機器において、伝送距離が長く損失
が大きい場合あるいは雑音が大きい場合には、送信側に
おいて送出レベルを大きく増幅して、所望の受信レベル
を確保する必要がある。

このような場合に使用される大出力の増幅器としては、
発熱および消費電力の面からＢ級プッシュプル増幅回路
が用いられている。

第４図にコンプリメンタリプッシュプル回路、第５図に
トランス結合プッシュプル回路を示す。

第４図のコンプリメンタリプッシュプル回路において、
入力される信号はトランジスタ４１１で増幅され２つの
リレー４３１，４３５まで送られる。

送信状態であればリレー４３３は開き（点線で示す端子
側にある状態）、２つのリレー４３１゜４３５は閉じて
（実線で示す端子側にある状態）バイアス回路４１９か
ら供給されるバイアス電圧と入力信号を出力用の２つの
トランジスタ４２１゜４２３に供給し、増幅された信号
の出力が得られる。

無送信の状態ではリレー４３３は閉じ、２つのリレー４
３１，４３５が開いて、２つのトランジスタ４２１，４
２３には電圧が印加されないので信号は出力されない。

しかし、入力端子からリレーまでの前段増幅部では電流
が流れ、電力を消費している。

第５図のトランス結合プンシュプル回路において、入力
される信号はトランジスタ５１１により増幅され、トラ
ンス５２１によって位相の異なる２つの信号に変換され
て出力用の２つのトランジスタ５１５，５１７に供給さ
れる。両トランジスタ５１５および５１７の出力はトラ
ンス５２３を介して合成出力される。

Ｂ級動作ではバイアス電圧を零ボルトにする必要がある
が、トランジスタの動作特性として低電圧部分では非線
型性が強くなり出力に歪が生じるため、通常はいくらか
の電流を流している。これにより第５図に示すトランス
結合プッシュプル回路では消費電力が高くなるので、従
来は第４図に示すリレーを用いたコンプリメンタリプッ
シュプル回路を用い、送信状態であれば出力用のトラン
ジスタに電圧を印加して信号を出力するように構成され
ている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、上述した第４図のコンプリメンタリプッシュ
プル回路にあっては、トランジスタに印加するための電
源が複数個必要であり、そのために価格が高くなり回路
も小型化できない。また、送信時以外は出力用のトラン
ジスタに電流を流さないようにリレーでバイアス回路を
切り換えるので、リレー駆動用の回路と電源が必要にな
るという問題点があった。

一方、第５図に示すトランス結合プッシュプル回路では
トランス５２１を介して信号の供給を行なうため周波数
に依存してインピーダンスが変化し、トランジスタ５１
３が影響を受けてトランス５２１に信号が供給される段
階で信号に歪を生じており、出力信号の歪特性が悪いと
いう問題点があった。

本発明は、このような点にかんがみて創作されたもので
あり、回路が小型化され且つ入力から出力までを直結し
て低歪の出力を得るようにしたＢ級プンシュプル増幅回
路を提供することを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

第１図は、本発明のＢ級プッシュプル増幅回路の原理ブ
ロック図である。

図において、入力増幅手段１１１は、入力信号を増幅し
て出力する。

電圧伝達手段１１３は、入力増幅手段１１１に直結され
、入力信号の位相を保持して供給する。

位相反転手段１１５は、入力増幅手段１１１に直結され
、位相が入力信号と逆相の信号を出力する。

出力増幅手段１１７は、電圧伝達手段１１３と位相反転
手段１１５のそれぞれに直結されて、両手段より供給さ
れる信号により入力信号を増幅した出力信号を得る。

従って、全体として、入力信号を増幅する入力増幅手段
１１１に直結される電圧伝達手段１１３と位相反転手段
１１５とにより互いに逆相の２つの信号を出力増幅手段
１１７に供給して増幅された出力信号を得るように構成
されている。

〔作　用］ 入力信号はまず入力増幅手段１１１において増幅され、
電圧伝達手段１１３および位相反転手段１１５によって
、互いに逆相の信号が得られる。

この２つの信号は出力増幅手段１１７によって、入力信
号を増幅した形で信号出力される。

本発明にあっては、入力増幅手段１１１に直結される電
圧伝達手段１１３と位相反転手段１１５とにより互いに
逆相の２つの信号を得ることができるので、入力から出
力までを直結して低歪の出力を得ることができる。

〔実施例〕

以下、図面に基づいて本発明の実施例について詳細に説
明する。

第２図は、本発明の一実施例におけるＢ級プッシュプル
増幅回路の構成を示す。

■、実施例と第１図との対応量 ここで、本発明の実施例と第１図との対応関係を示して
おく。

人力増幅手段１１１は、演算増幅器２１１に相当する。

電圧伝達手段１１３は、演算増幅器２１３に相当する。

位相反転手段１１５は、演算増幅器２１５に相当する。

出力増幅手段１１７は、トランジスタ２２１゜トランジ
スタ２２３．）ランジスタ２２５．）ランラスタ２２フ
、抵抗器２６９〜２７２．コンデンサ２３５．）ランス
２５１に相当する。

以上のような対応関係があるものとして、以下本発明の
実施例について説明する。

１−」１施出ｊ料創叉 第２図において、本発明実施例のＢ級プッシュプル増幅
回路は、一方の入力端子２１０．はトランジスタ２２９
のベースに接続され、該トランジスタ２２９のエミッタ
は接地されている。

他方の入力端子２１０□は、コンデンサ２３１を介して
抵抗器２６１．抵抗器２６２と演算増幅器２１１の非反
転入力端子に接続されている。抵抗器２６１は可変抵抗
器２４１に接続されている。

可変抵抗器２４１はその両端に電圧Ｖｌと電圧〜ｖｉが
印加されている。

演算増幅器２１１の反転入力端子と非反転入力端子は抵
抗器２６３．抵抗器２６２を介して接続されている。抵
抗器２６３と抵抗器２６２の接続点はトランジスタ２２
９のコレクタとバイアス回路２０１に接続されている。

演算増幅器２１１の反転入力端子と出力端子は抵抗器２
６４を介して接続され、演算増幅器２１１の出力は増幅
度ｌの演算増幅器２１３の非反転入力端子と、抵抗器２
６５を介して増幅度−１の演算増幅器２１５の反転入力
端子にそれぞれ接続されている。演算増幅器２１３の反
転入力端子と出力端子は短絡しており抵抗器２６７を介
してトランジスタ２２１のベースに接続されている。

演算増幅器２１５の非反転入力端子はバイアス回路２０
１とトランジスタ２２９のコレクタに接続されている。

演算増幅器２１５の反転入力端子と出力端子は抵抗器２
６６を介して接続され、演算増幅器２１５の出力は抵抗
器２６８を介してトランジスタ２２３のベースに接続さ
れている。

演算増幅器２１５には駆動電圧上Ｖｌ（例えば±１２ボ
ルト）が印加されている。

トランジスタ２２１のコレクタはトランジスタ２２５の
コレクタとトランス２５１の一次側巻線の一端に接続さ
れ、トランジスタ２２１のエミッタはトランジスタ２２
５のベースと２つの抵抗器２６９．２７０を介してトラ
ンジスタ２２３のエミッタに接続されている。トランジ
スタ２２５のエミッタは２つの抵抗器２７１，２７２を
介してトランジスタ２２７のエミッタに接続されている
。

トランジスタ２２３のエミッタはトランジスタ２２７の
ベースに接続され、トランジスタ２２３のコレクタはト
ランジスタ２２７のコレクタとトランス２５１の一次側
巻線の他端に接続されている。

２つの抵抗器２６９，２７０の接続点と２つの抵抗器２
７１，２７２の接続点は接地され、コンデンサ２３５を
介してトランス２５１の一次側巻線の中点に接続されて
いる。

トランス２５１とコンデンサ２３５の間では、４つのト
ランジスタ２２１，２２３，２２５，２２７が動作する
ための電圧■６．（例えば５０ボルト）が印加されてい
る。

信号はトランス２５１の二次側巻線から出力される。二
次側巻線の一端は接地され、他端は抵抗器２７３．コン
デンサ２３３を介して演算増幅器２１１の反転入力端子
に接続され、トランス２５１から演算増幅器２１１に出
力信号を返して、歪の修正を行なっている。

皿−」１血倒４１加作 入力端子２１０□から入力される信号は、まず演算増幅
器２１１により増幅される。増幅された信号は、電圧ホ
ロワとして働く演算増幅器２１３の非反転入力端子と反
転増幅器として働く演算増幅器２１５の反転入力端子に
供給される。

演算増幅器２１３は入力と同じ位相の信号をトランジス
タ２２１に供給し、演算増幅器２１５は演算増幅器２１
３の出力信号と絶対値が等しく位相が１８０度異なる信
号をトランジスタ２２３に供給する。

演算増幅器２１３と演算増幅器２１５の出力は位相が１
８０度異なっているので、零電位を基準に交番していれ
ば、一方がプラスの電圧、他方はマイナスの電圧をトラ
ンジスタ２２１，２２３にそれぞれ供給する。従って、
プラスの電圧を供給されているトランジスタ２２１また
はトランジスタ２２３から出力信号が得られ、入力信号
と同じ位相で増幅された信号がトランス２５１を介して
出力されることになる。

本回路構成によれば、バイアス回路２０１から供給され
る電圧は、信号の増幅のためだけでなくクロスオーバー
歪を減じるためのバイアス電圧としても機能する。

また、装置の仕様上、無送信状態では伝送線路に影響を
及ぼさないように出力インピーダンスを大きくするため
と発熱を防ぐために、トランジスタ２２９をスイッチと
して使用し、出力用のトランジスタを切り離している。

第３図にバイアス回路２０１の一例を示す。抵抗器３３
５は可変抵抗器であり、出力される電圧Ｖ　ＲＥＦＦを
調整することができる。本回路に使用しているトランジ
スタ３０１は、出力用の４つのトランジスタ２２１，２
２３，２２５，２２７に生じる温度係数を考慮するため
のものである。

■、　施例のまとめ 出力信号を生成する２つのトランジスタ２２１゜２２３
に入力する信号の生成に高速広帯域の３つの演算増幅器
２１１，２１３，２１５を用いて回路の簡素化を図ると
共に、これにより４つのトランジスタ２２１．２’２３
．．２２５，２２７に入力される信号に周波数に依存し
た歪が生じなくなり歪特性の向上を図ることができる。

従って、入力から出力までを直結して低歪の出力を得る
ことができる。

また、無送信状態になるとトランジスタ２２９が接地さ
れ、バイアス回路２０１からの電圧■１ＦＦが下がり演
算増幅器２１１には電圧が印加されない。従って、４つ
のトランジスタ２２１，２２３．２２５，２２７をカン
トオフ状態にすると共にクロスオーバー歪改善用の電圧
を切断することができ、消費電力の低減を図ることがで
きる。このように、送信、無送信の切り換えにリレーを
用いていないので回路が小型化でき且つ高速の応答が可
能となる。

■、　明の変形態様 なお、「１．実施例と第１図との対応関係」において、
本発明と実施例との対応関係を説明しておいたが、本発
明はこれに限られることはなく、各種の変形態様がある
ことは当業者であれば容易に推考できるであろう。

〔発明の効果〕

上述したように、本発明によれば、入力増幅手段に直結
される電圧伝達手段と位相反転手段とにより互いに逆相
の２つの信号を得ることにより、入力から出力までを直
結して低歪の出力を得ることができるので、実用的には
極めて有用である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のＢ級プッシュプル増幅回路の原理ブロ
ック図１ 第２図は本発明の一実施例によるＢ級プッシュプル増幅
回路の構成図、 第３図はバイアス回路の構成図、 第４図は従来のコンプリメンタリプッシュプル回路の構
成図、 第５図は従来のトランス結合プッシュプル回路の構成図
である。 図において、 １１１は入力増幅手段、 １１３は電圧伝達手段、 １１５は位相反転手段、 １１７は出力増幅手段、 ２０１．４１９はバイアス回路、 ２１０は入力端子、 ２１１．２１３，２１５は演算増幅器、２５１．５２１
，５２３はトランス、 ４３１．４３３，４３５はリレーである。 ４二発日月／Ｉ刀孔工里プ′口１，７７図第１図 ＋ ハ箸アス回酪ル樽へ閃 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）入力信号を増幅して出力する入力増幅手段（１１
   １）と、 前記入力増幅手段（１１１）に直結され、前記入力信号
   の位相を保持して供給する電圧伝達手段（１１３）と、 前記入力増幅手段（１１１）に直結され、位相が前記入
   力信号と逆相の信号を出力する位相反転手段（１１５）
   と、 前記電圧伝達手段（１１３）と前記位相反転手段（１１
   ５）のそれぞれに直結されて、両手段より供給される信
   号により前記入力信号を増幅した出力信号を得る出力増
   幅手段（１１７）と、を具えるように構成したことを特
   徴とするＢ級プッシュプル増幅回路。