JPH03742Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はパルス幅変調増幅器に関するものであ
る。

パルス幅変調増幅器は、音声信号等の低周波信
号を高周波のキヤリア信号で変調してパルス幅信
号に変換し、その後電力増幅してから、最後にス
ピーカ等の負荷に与える直前でそのキヤリア信号
を除去して復調するようにしたもので、電力増幅
時の効率が非常に良く、このためオーデイオ機器
の増幅器として最近注目を集めている。

従来この種の増幅器として第１図に示すものが
あつた。図において、入力端子１に入力された信
号はパルス幅変調回路２においてパルス幅変調
（PWM）信号に変換され、出力段３及び低域通
過フイルタ４を通り出力端子５に導かれる。上記
出力段３は小さな値の抵抗R₁及びR₂をそれぞれ
介して＋Ｂ電源端子６及び−Ｂ電源端子７に接続
されている。上記抵抗R₁及びR₂の出力段側には
それぞれ抵抗R₃及びR₄、電源端子側にはそれぞ
れコンデンサC₁びC₂の一端がそれぞれ接続され、
抵抗R₃とコンデンサC₁並びに抵抗R₄とコンデン
サC₂の他端はそれぞれPNPトランジスタQ₁及び
NPNトランジスタQ₂のベースに接続されてい
る。トランジスタQ₁及びE₂のエミツタはそれぞ
れ＋Ｂ及び−Ｂ電源端子６及び７に接続されてい
る。更に、トランジスタQ₂のコレクタは抵抗R₅
を介してトランジスタQ₁のベースに接続され、
トランジスタQ₁のコレクタはドライブ回路８に
導かれ、低域通過フイルタ４と出力端子５間に挿
入されているリレーや半導体スイツチ等のスイツ
チ９の開閉を制御するようになつている。

上述の構成により、通常動作においては、トラ
ンジスタQ₁及びQ₂が非導通となるように、抵抗
R₁乃至R₄とコンデンサC₁及びC₂が設定されてい
て、今第２図ａに示すように変調信号の周期をＴ
とすると、或るパルスの立下り点τ₁から次のパル
スの立下り点τ₂までの時間が必ず2T以下にある
パルス列が出力段３の出力点Ａに発生される。こ
のパルスは低域通過フイルタ４を通過され、高周
波成分が除去された信号が閉状態にあるスイツチ
９を介して出力端子５から出力される。そして、
時点t₁で、例えば過大入力や回路素子の異常等に
より出力段３の＋Ｂ側が短絡れた状態が長時間続
くと、出力点Ａの電圧が高レベルを保持し続ける
ようになるため、第２図ｂに示すようにトランジ
スタQ₁のベース電位が変化し、ついには時点t₂で
トランジスタQ₁が導通してスイツチ９が開くよ
うになる。同じように、出力段３の−Ｂ側が短絡
された状態が長時間続いた場合にも、トランジス
タQ₂が導通し、トランジスタQ₁からベース電流
を引込みトランジスタQ₁を導通させてスイツチ
９を開き、負荷に過大電流が流れ込むことを防止
している。

ところが、第１図の従来回路では、抵抗R₃と
コンデンサC₁及び抵抗R₄とコンデンサC₂でそれ
ぞれ構成している低域通過フイルタを介してトラ
ンジスタQ₁及びQ₂が制御されるため、異常動作
が発生して負荷が切離されるまでに比較的長い時
間T₀を要し、この間に負荷を破損させてしまう
恐れがあつた。またトランジスタQ₁及びQ₂の温
度特性の影響があり、温度変化によつて保護動作
を行う回路の動作レベルが変化してしまう欠点も
あつた。

本考案は上述した点に鑑みてなされたもので、
その目的とするところは、異常状態の検出時間を
短縮することにより効果的な負荷保護動作を行う
ようにしたパルス幅変調増幅器を提供することに
ある。

以下本考案を第３図以降を参照して説明する
が、第１図と同等の部分には同一の参照符号を付
してある。図において、出力段３の出力点Ａの電
位は抵抗R₁₀及びR₁₁によつて適当な比に分圧さ
れ、これが再トリガ可能な（リトリガブル）ワン
シヨツトマルチバイブレータ（ワンシヨツト・マ
ルチ）１０に入力される。ここで、ワンシヨツ
ト・マルチ１０のパルス幅T₁は、変調周波数の
周期Ｔの２倍強に設定される。ワンシヨツト・マ
ルチ１０の出力はドライブ回路８に入力され、出
力点Ａと負荷が接続される出溶端子５との間に設
けられたスイツチ９の開閉を制御する。

上述した構成について以下動作を説明する。

ワンシヨツト・マルチ１０は、出力段３の出力
点Ａに発生される第４図ａに示すような正負に振
れるパルス列が加えられると、負のパルスの入力
に応答して正のパルスを時間T₁の間だけ発生し、
この正のパルスの発生時間内に再度負のパルスが
入力されると、それに応答して再トリガ可能にな
つている。

このため、ワンシヨツト・マルチ１０の出力パ
ルス幅T₁を2T強にしておくと、通常動作時に
は、出力パルス発生時内の次の入力パルスにより
トリガがかけられ、パルス発生時間が延長され、
更に次々と入力パルスが現われることにより、ワ
ンシヨツト・マルチ１０の出力は第４図ｂに示す
ように正側に固定される。しかし、過大入力や素
子の破壊等のため異常が発生すると、出力点Ａに
はパルス列が現われなくなるため、ワンシヨツ
ト・マルチ１０にトリガがかからなくなつてその
出力がなくなる。この結果、ドライブ回路８はス
イツチ９を開くように動作する。なお、T₂は異
常発生からスイツチ９の開までの時間である。ま
た第４図ｃはワンシヨツト・マルチ１０が正のパ
ルスでトリガされる場合の出力波形を示す。

上述のように動作により、異常発生から最大で
も時間T₁以内に異常を検出することができる。
また、出力点Ａの電位が負側に固定される場合に
もパルス列がなくなるため、同様の動作が行われ
る。

上述した実施例では、変調周波数が被変調周波
数より十分大きく選ばれているが、トリガ間隔が
2T近くになることがないと考えられるときには、
T₁は2Tより小さくても良い。

本考案は上述したように、少なくとも復調前の
パルス幅変調信号が入力として加えられる再トリ
ガ可能なワンシヨツトマルチバイブレータを備
え、このワンシヨツトマルチバイブレータの入力
に加わる復調前のパルス幅変調信号の削滅によつ
てワンシヨツトマルチバイブレータの出力に生成
される制御信号により、電力増幅器の出力点とパ
ルス幅変調増幅器の出力端子との間に設けられた
スイツチを開放するようにしたものである。

このため、異常検出に要する時間を最大でも変
調周波数の逆数（周期）の２倍程度とすることが
できるようになり、異常が発生しても負荷を確実
に保護することができる。また、従来のように正
負別々に異常検出を行う必要もなく、保護機能を
有する増幅器を安価でかつ簡単に得ることができ
る。更に、電源投入時においても変調信号である
パルス列が確実に現われるまで増幅された信号を
負荷に供給することがなくなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例を示す回路図、第２図は第１図
の回路の各所の波形を示すグラフ、第３図は本考
案の一実施例を示す回路図、第４図は第３図の回
路の各所の波形を示すグラフである。 ２……パルス幅変調回路、９……スイツチ、１
０……再トリガ可能なワンシヨツトマルチバイブ
レータ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 低周波信号をパルス幅変調回路において高周波
   のキヤリア信号で変調してパルス幅変調信号に変
   換し、その後電力増幅器により電力増幅し、負荷
   に加える直前でキヤリア信号を除去して復調する
   ようにしたパルス幅変調増幅器において、 少なくとも前記復調の前の前記パルス幅変調信
   号が入力として加えられる再トリガ可能なワンシ
   ヨツトマルチバイブレータを備え、このワンシヨ
   ツトマルチバイブレータの入力に加わる前記パル
   ス幅変調信号の削減によつてワンシヨツトマルチ
   バイブレータの出力に生成される制御信号によ
   り、前記電力増幅器の出力点とパルス幅変調増幅
   器の出力端子との間に設けられたスイツチを開放
   するようにしたことを特徴とするパルス幅変調増
   幅器。