JPH0448009Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は増幅器の改良に関する。

〔従来の技術〕

従来より、音楽信号を忠実に増幅、伝送すると
いう目的から、総合利得が直流領域まで平坦な周
波数特性を有する直流増幅器が公知であるが、こ
の種の増幅器は、総合利得が直流領域まで平坦で
あるため、大振幅の音楽信号が増幅、伝送される
際に生じる混変調、各半導体の温度変化（音楽信
号のエンベロープに追従する）、及び電源電圧の
変動により増幅器内で不要な超低域振動（出力の
ドリフト等）が発生し、これらが低域ノイズとし
てそのまま出力される欠点があつた。

このような欠点を改良するものとして、最近で
は、増幅器出力の低域振動成分を検出増幅した
後、入力側に負帰還して、この低域振動成分を減
衰するようにした構成の増幅器が実用化された。

この種の増幅器を第２図において説明すると、
２１は増幅器であつて１は総合利得が直流領域ま
で平坦な周波数特性を有する公知の増幅器で、初
段の増幅段として非反転入力、反転入力を有する
差動型電圧増幅段を具備し、この増幅器１の非反
転入力から入力された音楽信号源１２の信号（電
圧値e1）は増幅されて正側端子○ハを経て次段増幅
器１１の入力インピーダンスに相当する負荷１１
ａ（インピーダンス値Z_L）に供給されると共に、
この出力信号は帰還抵抗１ａ（抵抗値R1）を介し
て反転入力に帰還されて、負帰還ループが構成さ
れる。

上記出力信号は、直流サーボ増幅回路例えばミ
ラー積分回路２を介して、このミラー積分回路２
のカツトオフ周波数ω1及びこのカツトオフ周波
数ω1から6dB／octで減衰する高域減衰特性によ
つて定まる周波数領域の超低周波領域から直流領
域における不要な低域振動成分が検出、増幅され
て出力される。

この検出出力は位相反転回路３を介して位相反
転された後、帰還量の分割用抵抗１ｂ（抵抗値
R1）を介して増幅器１の反転入力に帰還されて、
増幅型負帰還ループが形成される。

このような構成の増幅器２１は、増幅器１の出
力信号からミラー積分回路２を介して不要な低域
振動成分が検出、増幅された後、増幅器１の入力
側へ負帰還されるので、超低周波領域から直流領
域における不要な低域振動成分が減衰されると共
に、安定度が著しく向上する特徴を有する。

ところが、このような構成の増幅器２１におい
ても次のような欠点があつた。即ち、増幅器１の
出力は負荷１１ａ（インピーダンスZ_L）を介して
シヤーシに接地されるが、電気的にはこの負荷１
１ａの接地インピーダンス等のために、実際に
は、すなわち等価回路的には第２図に示すよう
に、負荷１１ａの信号基準点○イが増幅器１の信号
基準点○ロに対してインピーダンス１１ｂ（インピ
ーダンス値ｚ）を介してフロートされており、か
つ、このインピーダンス１１ｂに直列に他回路等
の共通インピーダンスや他回路の回路電流による
誘導等により寄生電源１１ｃ（電圧e2）が存在す
る。

このため負荷１１ａの両端には、増幅器１の出
力を負荷１１ａとインピーダンス１１ｂとで分圧
した成分、及び寄生電源１１ｃを同様に負荷１１
ａとインピーダンス１１ｂとで分圧した成分、つ
まり、負荷１１ａ、インピーダンス１１ｂ及び寄
生電源１１ｃによる不要な寄生信号成分が現われ
て、歪、ノイズ等の原因になつていた。

このような従来欠点を改良した構成として、本
願と同一人の出願に係る実願昭54−095385号（実
開昭56−15112号）に記載のものが提案されてい
る。これを第３図において説明する。

図において、３１は増幅器であつて１は増幅
器、２はミラー積分回路、３は位相反転回路で、
ミラー積分回路２を介して不要な低域振動成分を
検出、増幅した後増幅器１の入力側へ負帰還し
て、増幅型負帰還ループを構成した点は第２図の
従来例と同一であるが、増幅器１の出力を積分抵
抗１ｂ（抵抗値Ｒ）を介して差動型増幅器４の反
転入力に入力すると共に、その出力をコンデンサ
１ｅ（容量値Ｃ）を介して上記反転入力に入力し
てミラー積分回路２を構成し、この増幅器４の非
反転入力を負荷１１ａの接地側端子即ち負荷１１
ａの信号基準点○イに接続した構成を有する。

即ち、負荷１１ａの接地側端子（信号基準点○イ
に生じた寄生信号成分を増幅器４、位相反転回路
３及び増幅器１を介して、利得「１」で負荷１１
ａの正側端子○ハに帰還して、この帰還信号成分と
上記寄生信号成分とを互いにキヤンセルして、負
荷１１ａの両端の信号が入力信号に比例するよう
にした構成である。

即ち、増幅器１の反転入力の接地抵抗１ｃの値
をR2とし増幅器１の利得をA1、増幅器４の利得
をA2とすると、負荷１１ａの接地側端子（信号
基準点○イ）から増幅器４、位相反転回路３、増幅
器１を経て、この増幅器１の出力端子即ち負荷１
１ａの正側端子○ハまでの利得Ｔは Ｔ＝A1A2R2（１＋jωCR）／｛R1＋（２
＋A1）R2｝｛１＋（１＋A2）jωCR｝＋A1A2R2 となる。ここで A1，A2 ≫ ２ A1R2 ≫ R1 を満足すれば、 Ｔ ≒ １ となり、全周波数領域にわたつて利得が近似的に
「１」となる。つまり、負荷１１ａの接地側端子
（信号基準点○イ）に生じる寄生信号成分が増幅器
４、位相反転回路３及び増幅器１を経て、負荷z_L
の正側端子○ハに利得「１」で帰還されることがわ
かる。

ここで、信号基準点○イに増幅器１の出力を負荷
１１ａとインピーダンス１１ｂとで分圧した成分
と寄生電源１１ｃの信号を負荷１１ａとインピー
ダンス１１ｃで分圧した信号の総和である寄生信
号成分e_Nが発生したとすると、当該寄生信号成分
は前述のごとく利得「１」で負荷１１ａの正側端
子○ハに帰還される。

したがつて負荷１１ａの両端にそれぞれ寄生信
号成分e_Nが発生するので相互にキヤンセルされて
負荷１１ａには寄生信号成分e_Nが印加されない。

つまり、増幅器３１の信号基準点○ロと負荷１１
ａの信号基準点○イが等価的に同一になつたことに
なる。

〔考案の解決すべき問題点〕

以上が実願昭54−95385号（実開昭56−15112）
によつて提案された構成であるが、一般的には増
幅器３１の出力レベルが可変できることが要望さ
れる。

そして、出力を可変する手段としては増幅器の
入力段に可変抵抗器を介在せしめる、又は出力段
に可変抵抗器を介在せしめることが行なわれるが
Ｓ／Ｎ等から考えて出力段に可変抵抗器を介在せ
しめることが多用される。

第４図は第３図に示す回路の出力段に可変抵抗
器５を介在せしめたもので４１は増幅器、１，
２，３，４，１１はそれぞれ増幅器、ミラー積分
回路、位相反転回路、増幅器、次段増幅器であ
る。

このような増幅器４１では新たに次の問題が発
生する。

すなわち、第３図に示す増幅器３１が所望の効
果を得るためには信号基準点○イから正側端子○ハに
至る帰還利得が「１」であることが条件となるが
第４図に示す増幅器４１では可変抵抗器５の値に
よつて帰還利得が「１」にならない事である。

つまり、第４図において可変抵抗器５の摺動子
５ａからホツト側端子５ｂまでの抵抗値を（１−
ｋ）R5、接地側端子５ｃまでの抵抗値をkR5（た
だしｋ≦１）とすると、信号基準点○イに発生する
寄生信号成分e_Nは正側端子にはke_Nとして表わさ
れる。

したがつて、寄生信号成分が完全にキヤンセル
されなくなり負荷１１ａには寄生信号成分の一部
が印加される欠点を有する。

〔考案の構成〕

この考案は上記問題点を解決するため、出力段
に接続したレベル調節手段による減衰率ｎ（ｎ＞
１）を補正するため、ミラー積分回路２と信号基
準点○イとの間に増幅率ｎの増幅回路を設け、信号
基準点○イと正側端子○ハに至る帰還利得を前記減衰
率の値にかかわらず「１」に保つようにした増幅
器である。

〔実施例〕

第１図はこの考案の実施例の増幅器の回路図、
第１図ａは実施例の実際の回路構成図、第１図ｂ
は第１図ａの等価回路図、１０は増幅器、１１は
次段増幅器、GND1は増幅器１０のシヤーシアー
ス、GND2は次段増幅器１１のシヤーシアースで
あつて、１は増幅器、２はミラー積分回路、３は
位相反転回路、４は増幅器、１ａ，１ｂ，１ｃは
抵抗、１２は音楽信号源、１１ａは入力インピー
ダンスに相当する負荷（Z_L）、１１ｂはインピー
ダンス（ｚ）、１１ｃは寄生電源（e₂）であり、
第４図と同様の回路構成である。

８は非反転入力を信号基準点○イに、出力をミラ
ー積分回路４の非反転入力に、反転入力を可変抵
抗器６の摺動子６ａにそれぞれ接続した増幅器７
と、抵抗片の一端６ｂを前記増幅器７出力に、他
端６ｃを固定抵抗９ｂ（抵抗値mR6）を介して接
続した可変抵抗器６（抵抗値mR5）より構成さ
れる増幅回路である。

一方、増幅器１の出力も可変抵抗器５（抵抗値
R5）を介して正側端子○ハと接続される。

すなわち、可変抵抗器５の抵抗片の一端５ｂが
増幅器１出力に、他端５ｃが固定抵抗９ａ（抵抗
値R6）を介してアースに、摺動片５ａが正側端
子○ハにそれぞれ接続される。

なお、固定抵抗９ａ，９ｂはそれぞれ保護抵抗
である。すなわち可変抵抗器５と固定抵抗９ａが
レベル調節手段を、可変抵抗器６と固定抵抗９ｂ
が増幅回路８の利得調節手段を構成する。

そして可変抵抗器５，６の入力−出力減衰率ｋ
（ｋ≦１）を同じにし、同じ摺動片の動きで同じ
減衰率が得られるように連動する。

今、可変抵抗器５の摺動片５ａと接地間の抵抗
値をkR5＋R6、可変抵抗器６のそれをkmR5＋
mR6とし、信号基準点○イに正側端子○ハに印加さ
れる信号の負荷１１ａとインピーダンス１１ｂと
で分圧された成分、および寄生電源１１ｃの負荷
１１ａとインピーダンス１１ｂとで分圧した成分
の和である寄生信号成分e_Nが現われるものとする
と、増幅回路８の出力は（R5＋R6）e_N／（kR5
＋R6）となり、当該出力は利得「１」で帰還さ
れるので増幅器１出力も同じとなる。

したがつて、可変抵抗器５の出力は R5＋R6／kR5＋R6e_N ×kR5＋R6／R5＋R6＝e_N となり、正側端子○ハには信号基準点○イに表われる
寄生信号成分と同レベルの信号成分が帰還され
る。

したがつて負荷１１ａの両端には寄生信号成分
e_Nが相互にキヤンセルされて発生しない。

〔考案の効果〕

この考案によれば、増幅器１０の出力端に可変
抵抗器５等のレベル調節手段を設けた場合であつ
ても、レベル調節手段の減衰率に関係なく常に信
号基準点○イから正側端子○ハに至る帰還回路の利得
を「１」に保持することができ負荷１１ａには寄
生信号成分が印加されなくなる長所を有する。

なおこの考案実施例において出力レベル調節手
段、および増幅回路８の増幅率を変化する手段と
して可変抵抗器５，６を使用した例を示したが、
勿論他の手段、たとえば電子ボリユーム等を用い
た場合であつても同等の効果を有するものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案実施例の増幅器の回路図、第
２図乃至第４図は従来の増幅器の回路図である。 １は増幅器、２は直流サーボ増幅回路、１１ａ
は負荷、５はレベル調節手段、８は増幅回路であ
る。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ 総合利得が直流領域まで平坦な周波数特性を
   有する増幅器１の出力信号を直流サーボ増幅回
   路２を介して所定の周波数以下の低域振動成分
   を検出、増幅した後、前記増幅器１の入力側へ
   負帰還して増幅型負帰還ループを形成した増幅
   器において、前記増幅器１と負荷１１ａとの間
   にレベル調節手段５を接続し、前記負荷１１ａ
   の接地側を増幅回路８の入力側と前記増幅器の
   接地端子とに接続し、前記増幅回路８の出力を
   前記直流サーボ増幅回路２入力側に接続すると
   ともに、前記レベル調節手段５の減衰率の逆数
   と前記増幅回路８の増幅率とを同じにし、前記
   負荷１１ａの接地側に生じる寄生信号成分を前
   記増幅回路８、直流サーボ増幅回路２、増幅器
   １、レベル調節手段５を得て、当該レベル調節
   手段５の出力に利得「１」で帰還して、前記寄
   生信号成分を打ち消すようにしたことを特徴と
   する増幅器。 ２ レベル調節手段が可変抵抗器５で構成され、
   かつ増幅回路８が一方の入力を負荷１１ａの接
   地側に、他方の入力を可変抵抗器６の摺動片６
   ａに、出力を直流サーボ増幅回路２の入力にそ
   れぞれ接続した増幅器７と、当該増幅器７出力
   に抵抗片の一端６ｂを接続し、他端６ｃを接地
   した前記可変抵抗器６から構成され、前記可変
   抵抗器５，６の減衰率を同じにしたことを特徴
   とする実用新案登録請求の範囲第１項記載の増
   幅器。