JPH04160914A - アイソレータ回路 - Google Patents

アイソレータ回路

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JPH04160914A
JPH04160914A JP2287989A JP28798990A JPH04160914A JP H04160914 A JPH04160914 A JP H04160914A JP 2287989 A JP2287989 A JP 2287989A JP 28798990 A JP28798990 A JP 28798990A JP H04160914 A JPH04160914 A JP H04160914A
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佐々木 義雄
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    • H03F3/68Combinations of amplifiers, e.g. multi-channel amplifiers for stereophonics
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    • H03FAMPLIFIERS
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    • H03F3/45Differential amplifiers
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    • H03F3/45479Differential amplifiers with semiconductor devices only characterised by the way of common mode signal rejection

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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、カーコンポーネント等のオーディオシステム
機器におけるノニイズ除去を行うためのアイフレー98
フ回路に関する。
(従来の技術) 従来より、カーコンポーネント等においては、CDプレ
ーヤやチューナ等のソース源とアンプとのアース経路に
インピーダンスがある場合、自動車から発生するイグニ
ツシ式ン等のノイズがオーディオ信号経路に入込んでし
まう。
つまり、たとえば第6図に示すように、ソース源Aとア
ンプBとは、シールド線L1等によって接続されている
。ここで、アース経路L2にインピーダンスがあると、
この経路にオルタネータ、イグニッシ式ン、ホーン等か
らのノイズが入込む。
そのため、ソース源Aの出力端E OUTとアンプBの
入力端EINとの間には、等価的に雑音電圧enが印加
され、この雑音電圧enに相当する信号がアンプBによ
って増幅されるため、スピーカ(図示省略)からノイズ
音が発生してしまう。
このため、たとえばソース源Aの出力端E OUTとア
ンプBの入力端EINとの間には、たとえば第7図に示
すようなアイソレー2回路が介在されている= つまり、第7図に示すアイソレータ回路には、オペアン
プ1が備えられており、その反転入力端子には抵抗R1
及びコンデンサCIを介してソース源Aの出力端子El
が接続されている。また、その非反転入力端子には抵抗
R3及びコンデンサC3を介してソース源Aの出力端子
E2が接続されている。更に、その反転入力端子と出力
端との間には、抵抗R2が介在されており、またその出
力端はアンプBの入力端E3に接続されている。
更にまた、その非反転入力端子には、抵抗R4及びコン
デンサC4を介してアンプBの入力端E4が接続されて
いる。なお、図中R5は基準電圧に寄与する抵抗を示し
ている。
そして、このような構成のアイソレータ回路では、ソー
ス源A側のアース点E5とアンプB側のE6との間に雑
音電圧enlが発生した場合、アース点E5を基準とし
て考えると、オペアンプ10反転入力端に印加される電
圧は、a nl + e n2となる。但し、en2は
オーディオ信号の電圧である。
また、このときオペアンプ10反転入力端からみた利得
Glは、オーディオ信号電圧en2の信号源インピーダ
ンスが十分小さいとき、 Gl =R2/R1 となる。
これにより、オペアンプ1の出力Oplは、0pl= 
−(e nl+ e n2)となり、e nl ’ R
2/ RIが雑音成分となる。
一方、非反転入力端側からみたオペアンプlの利得G2
は、 G2 = (R1+R2) /R1 となる。
また、雑音電圧enlは、抵抗R3、R4に分圧されて
非反転入力端に印加されるため、この場合のオペアンプ
1の出力Op2は、 0p2=enl・(R1+R2) /R1@R4/(R
3+R4) となる。
ここで、オペアンプ1の出力に雑音成分enlの電圧が
含まれないための条件は、反転入力端からの出力Opl
における雑音成分−enl・R2/R1と非反転入力端
による出力Op2とが等しいときである。
したがって、 −enl* R2/R1=enl・ (R1+R2)/
R1@R4/  (R3+R4) より、 R2/R1=R3/R4 となる。
このように、従来のアイソレータ回路では、オペアンプ
1に付随する抵抗を、 R2/R1=R3/R4 としてオルタネータ、イグニッシ式ン、ホーン等による
コモンモードノイズを除去するようにしている。
(発明が解決しようとする課題) ところで、第8図に示すように、ソース源Aからの信号
を、オペアンプ1の反転入力端に入力する場合、あるい
は第9図に示すように、ソース源Aからの信号を、オペ
スンプ1の非反転入力端に入力する場合のそれぞれの周
波数特性は、たとえば第1O図に示すようになる。
但し、第8図及び第9図に示した各素子の値は、説明の
便宜上、理解しやすい数値としてものである。
つまり、第8図のアイソレータ回路における特性■にお
いては、オペアンプ10反転入力端が仮想グランドとな
るため、抵抗及びコンデンサによってカットオフ周波数
が決定される。
一方、第9図のアイソレータ回路における特性■におい
ては、オペアンプ1の非反転入力端のインピーダンスが
高いためにIKの値の抵抗を介してグランドされる。こ
れにより、抵抗及びコンデンサの積によりカットオフ周
波数が決定されるため、特性■におけるカットオフ周波
数は特性■よりも低い値とされる。
ところが、基準レベルOdBから3dB下がった点にお
けるカットオフ周波数は、特性の及び特性■ともに、1
00〜200Hzの間とされている。したがって、特に
低域においては、オペアンプ1に対する入・出力信号レ
ベルの増幅すべきバランスが乱れるため、コモンモード
ノイズを全域にわたって除去することが不可能となって
いる。
本発明は、このような事情に対処して成されたもので、
全域にわたりコモンモードノイズを除去することのでき
るアイソレータ回路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) 本発明は、上記目的を達成するために、オペアンプを有
するとともに、オーディオ機器間に介在されたアイソレ
ータ回路において、前記オペアンプの反転入力端及び非
反転入力端のそれぞれに直列に接続されたカットオフ周
波数の決定に寄与する素子と素子との間に、これら素子
相互の関わりを断つ高入力及び低出力インピーダンス特
性を有するバッファアンプが介在されていることを特徴
とする。
(作   用) 本発明のアイソレータ回路では、オペアンプの反転入力
端及び非反転入力端のそれぞれに直列に接続されたカッ
トオフ周波数の決定に寄与する素子と素子との間に、こ
れら素子相互の関わりを断つ高入力及び低出力インピー
ダンス特性を存するバッファアンプを介在させた。
これにより、通過信号市域が全域にわたり略フラットな
ものとされるとともに、オペアンプの入力端側の高入力
インピーダンス化が図られる。
したがって、たとえばソース源の出力端とアンプの入力
端とのグランドレベルのアンバランスが解消されるので
、従来発生していたi[!i過倍信号帯域相違によって
発生するコモンモードノイズが除去される。
(実 施 例) 以下、本発明の実施例の詳細を図面に基づいて説明する
。なお、以下に説明する図において、第6・図及び第7
図と共通する部分には同一符号を付し重複する説明を省
略する。
第1図は、本発明のアイソレータ回路の一実施例を示す
ものである。
同図に示すように、アイソレータ回路には、オペアンプ
1及び抵抗R1〜R4が備えられている。
抵抗R1には、バッファアンプBl及びコンデンサCI
を介してソース源Aの出力端子Elが接続されている。
抵抗R3には、バッファアンプB2及びコンデンサC2
を介してソース源Aの出力端子E2が接続されている。
抵抗R4には、バッファアンプB3及びコンデンサC4
を介してアンプBの入力端E4が接続されている。なお
、上記のバッファアンプB1〜B3は、高大力/低出力
インピーダンスとされている。また、図中R5は基準電
圧に寄与する抵抗、enlはコモンモードノイズによる
雑音電圧を示している。
このような構成のアイソレータ回路では、オペアンプ1
の非反転入力端又は反転入力端にソース源Aからの信号
が入力されると、次のような周波数特性が得られる。
まず、第2図は、ソース源Aからの信号がバッファアン
プB2を介してオペアンプ1の非反転入力端に入力され
る状態を示すものである。
つまり、ソース源Aからの信号は、コンデンサC2を経
てバッファアンプB2の非反転入力端に入力される。バ
ッファアンプB2は、反転入力端にフィードバックされ
る帰還信号との差分を増幅し、これを抵抗R3を介して
オペアンプ1の非反転入力端側へ出力する。このとき、
オペアンプ1の非反転入力端側には、バッファアンプB
3からの差分増幅されたものが入力される。
またこのとき、オペアンプ1の反転入力端側には、出力
端からフィードバックされる帰還信号が取込まれる。
そして、オペアンプlは、反転入力端及び非反転入力端
に入力された信号の差分を増幅して出力する。
ここで、バッファアンプB2.B3がそれぞれ抵抗R3
とコンデンサC2、抵抗R4とコンデンサC4との間に
介在されているため、抵抗及びコンデンサによって決定
されるオペアンプ1におけるカットオフ周波数の制限が
解消される。
一方、第3図は、ソース源Aからの信号がバッファアン
プBlを介してオペアンプの非反転入力端に入力される
状態を示すものである。
同図においては、ソース源Aからの信号がコンデンサC
Iを経てバッファアンプBlの反転入力端に入力される
。バッファアンプBlは、反転入力端にフィードバック
される帰還信号との差分を増幅し、これを抵抗R1を介
してオペアンプlの反転入力端側へ出力する。このとき
、オペアンプ1の非反転入力端側には、バッファアンプ
B2゜B3からの差分増幅されたものが入力される。
またこのとき、オペアンプ1の反転入力端側には、出力
端からフィードバックされる帰還信号が取込まれる。
そして、オペアンプ1は、反転入力端及び非反転入力端
に入力された信号の差分を増幅して出力する。
ここで、オペアンプ1におけるカットオフ周波数は、バ
ッファアンプBl、B2.B3がそれぞれ抵抗R1とコ
ンデンサC1、抵抗R3とコンデンサC2、抵抗R4と
貴ンデンサC4との間に介在されているため、抵抗及び
コンデンサによって決定されるカットオフ周波数の制限
が解消される。
したがって、ソース源Aからの信号がオペアンプlの反
転入力端又は非反転入力端のいずれに取込まれた場合で
あっても、オペアンプlの周波数特性は、たとえば第4
図に示すように、全域にわたりフラットなものとされる
第5図は、第1図のアイソレータ回路によるコモンモー
ドノイズレベルのりダクションレベルを、従来のアイソ
レータ回路と対比させて示すものである。
同図に示すように、本実施例における特性■は、従来の
特性■に比べ中・低域において、コモンモードノイズが
著しくリダクシ四ンされていることが解る。
つまり、たとえば第7図に示したアイソレータ回路では
、オペアンプlの反転入力端のレベルをみると、ソース
源Aに対してコンデンサCIが直列に接続されている。
このため、これによる入力インピーダンスは周波数の低
下とともに増大するので、入力レベルが低下する。一方
、その非反転入力端のレベルは、本来そのインピーダン
スが高いため、ソース源Aに対してコンデンサC2が直
列に接続されていてもその影響は殆ど受けない。
また、その非反転入力端にはコンデンサC4が並列に接
続されているため、コンデンサC2,C4は互いにキャ
ンセルされ、周波数の影響を受けることはない。
このようなことから、従来のアイソレータ回路では、周
波数に応じたオペアンプ1によるCMRR(同相分除去
比)は■の特性を示す。
このように、本実施例では、アイソシータ回路のオペア
ンプの反転入力端及び非反転入力端のそれぞれに直列に
接続されたカットオフ周波数の決定に寄与する素子と素
子との間に、これら素子相互の関わりを断つ高入力及び
低出力インピーダンス特性を有するバッファアンプを設
けた。
これにより、アイソレータ回路のオペアンプにおける反
転入力端及び非反転入力端共にソース源からの信号を取
込むようにした場合であっても、通過信号帯域を全域に
わたり略フラットなものとすることができる。
また、オペアンプの入力端側に設けられた高入力インピ
ーダンス特性を有するバッファアンプにより、ソース源
の出力端とアンプの入力端とのグランドレベルのアンバ
ランスを解消することができる。
したがって、従来発生していた通過信号帯域の相違によ
るコモンモードノイズを全域にわたり除去することが可
能となる。
(発明の効果) 以上に説明したように、本発明のアイソレータ回路によ
れば、通過信号帯域を全域にわたり略フラットなものと
するとともに、オペアンプの入力端側の高入力インピー
ダンス化を図り、ソース源の出力端とアンプの入力端と
のグランドレベルのアンバランスを解消するようにした
ので、全域にわたりコモンモードノイズを除去すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明のアイソレータ回路の一実施例を示す回
路図、第2図は第1図のアイソレータ回路においてソー
ス源からの信号がオペアンプの非反転入力端側に入力さ
れる状態を示す回路図、第3図は第1図のアイソレータ
回路においてソース源からの信号がオペアンプの反転入
力端側に入力される状態を示す回路図、第4図は第1図
のアイソレータ回路における周波数特性を示す図、第5
図は第1図のアイソレータ回路によるコモンモードノイ
ズレベルの除去状態を従来のアイソレータ回路と対比さ
せて示す特性図、第6図は従来のカーコンポーネント等
のオーディオシステム機器における接続状態を示す図、
第7図はオーディオ機器間に介在されコモンモードノイ
ズを除去するための従来のアイソレータ回路の一例を示
す回路図、第8図及び第9図は第7図のオペアンプへの
ソース源からの信号の入力状態を示す図、第10図は第
7図及び第8図におけるアイソレータ回路の周波数特性
を示す図である。 1・・・オペアンプ、R1コ〜R4・・・抵抗、B1〜
B3、CI、C2,C4・・・コンデンサ、A・・・ソ
ース源、B・・・アンプ。 第2図 第3図 第4図 周  波  数 (kHz) 第5図 周  波  数 (kHz) 第6図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)オペアンプを有するとともに、オーディオ機器間
    に介在されたアイソレータ回路において、前記オペアン
    プの反転入力端及び非反転入力端のそれぞれに直列に接
    続されたカットオフ周波数の決定に寄与する素子と素子
    との間に、これら素子相互の関わりを断つ高入力及び低
    出力インピーダンス特性を有するバッファアンプが介在
    されていることを特徴とするアイソレータ回路。
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