JPH07120909B2

JPH07120909B2 - 電力増幅回路

Info

Publication number: JPH07120909B2
Application number: JP61104536A
Authority: JP
Inventors: 純一疋田; 卓三上村; 裕之船橋
Original assignee: ロ−ム株式会社
Priority date: 1986-05-07
Filing date: 1986-05-07
Publication date: 1995-12-20
Anticipated expiration: 2010-12-20
Also published as: JPS62261206A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、スピーカやヘッドフォンなどの電気音響変
換手段を駆動する電力増幅回路に係り、特に、発振の防
止などの駆動特性の改善に関する。

〔従来の技術〕

スピーカは、その内部にボイスコイルを備えているの
で、そのインピーダンス特性は誘導性であり、インピー
ダンスは周波数に比例して増加するものである。このた
め、このようなスピーカを駆動する電力増幅器は、高周
波域において発振を生じ易い。

特に、この種の電力増幅器には、帰還型電力増幅器が用
いられ、高忠実度の電圧ドライブを実現していること
も、発振を生じ易くしている。

また、スピーカの他にヘッドフォンを駆動する電力増幅
器では、その機能上、ヘッドフォンを着脱できるように
コネクタを設置しているので、ヘッドフォンを外したと
き、その出力部のインピーダンスが無限大になり、これ
も発振の原因に成る。

第８図および第９図は、スピーカやヘッドフォンなどの
電気音響変換手段を駆動するための従来の電力増幅回路
の構成を示す。

この電力増幅回路は、電力増幅器２に抵抗４、６からな
る帰還回路８を設けて帰還型の電力増幅回路を構成して
いる。前段側の増幅手段から電力増幅器２の入力端子10
に加えられた入力信号は、電力増幅器２で増幅され、そ
の出力信号はキャパシタ12によって直流成分が除かれた
後、スピーカ14に加えられる。スピーカ14は、増幅出力
中の交流成分によって駆動され、音声出力を発生する。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このような電力増幅回路において、発振を防止する対策
として、第３図に示すように、スピーカ14に対してキャ
パシタ16を並列に接続することにより、高周波域でのス
ピーカ14のインピーダンスの増加分を、キャパシタ16の
高周波域でのインピーダンスの減少によって相殺する手
段が講じられている。

しかし、電力増幅器２がエミッタフォロワ形式の回路で
構成される場合には、キャパシタ16の容量性によって高
周波域において発振を生じることがある。このような場
合には、第４図に示すように、キャパシタ16に対して抵
抗18を直列に接続し、インピーダンスの極端な低下を阻
止して発振を防止する。

このように、キャパシタ16に対して抵抗値の低い抵抗18
が直列に接続された場合、抵抗18による損失が考えられ
るが、キャパシタ16には0.1μＦ以下の容量のものが用
いられるので、スピーカ14に対する音声電力の低下など
の不都合が生じることはない。

しかしながら、キャパシタ16は、高周波補償用であり、
高忠実度を維持する上で高周波特性の優れたものが要求
されるので、たとえば、ポリエステルフィルムなどの高
価なコンデンサが用いられる。

そこで、この発明は、このような高周波補償用のキャパ
シタを不要にするとともに、高周波域などでの発振を防
止した電力増幅回路の提供を目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明の電力増幅回路は、第１図に例示するように、
入力信号V_iを増幅する第１の増幅手段（電力増幅器21）
と、この第１の増幅手段側の直流出力電圧と同一の直流
電圧を発生する第２の増幅手段（電力増幅器22）と、前
記第１及び第２の増幅手段の出力部間に接続されて前記
出力部間を結合するインピーダンス素子（26）と、前記
第１の増幅手段の出力部にキャパシタ（36）を直列に介
して接続され、出力信号を音声に変換する電気音響変換
手段（スピーカ24）とを備えたことを特徴とする。

〔作用〕

このように構成すると、第１の増幅手段（電力増幅器2
1）の増幅出力を電気音響変換手段（スピーカ24）に供
給するともに、インピーダンス素子26を介して第１の増
幅手段（電力増幅器21）の出力部と、第１の増幅手段
（電力増幅器21）の直流出力電圧V_DCと等しい直流出力
電圧V_DCを発生する第２の増幅手段（電力増幅器22）の
出力部とを結合し、インピーダンス素子26の両端の直流
電位は、第１および２の増幅手段（電力増幅器21、22）
の直流出力電圧V_DCで設定される。

第２の増幅手段（電力増幅器22）を設置してインピーダ
ンス素子26の両端電位を共通の直流出力電圧V_DCに維持
するのは、インピーダンス素子26に直流電流が流れるの
を阻止して電力損失が生じるのを防止するためである。
すなわち、第１の増幅手段（電力増幅器21）の出力信号
は、交流信号と直流出力電圧V_DCとの合成信号であるの
で、仮に、第１の増幅手段（電力増幅器21）の出力部に
インピーダンス素子26を接続した場合には、そのインピ
ーダンス素子26に異常な直流電流が流れることになる。
そこで、第１の増幅手段（電力増幅器21）と同一の直流
出力電圧V_DCを発生する第２の増幅手段（電力増幅器2
2）を設置してインピーダンス素子26の両端を同一の直
流出力電圧V_DCに維持することにより、直流電流が流れ
るのを阻止している。このようにすると、第１の増幅手
段（電力増幅器21）の出力部に対して仮想接地点として
インピーダンス素子26を機能させることができるので、
第８図に示すキャパシタ16を省略しても、インピーダン
ス素子26がキャパシタ16と同等の機能を持ち、発振を防
止することができる。

〔第１実施例〕第１図は、この発明の電力増幅回路の第１実施例を示
す。

この電力増幅回路は、入力信号V_iを増幅する第１の増幅
手段として電力増幅器21を設置するとともに、この電力
増幅器21が発生する直流出力電圧V_DCと同一の直流出力
電圧V_DCを発生する第２の増幅手段として電力増幅器22
を設置している。

電力増幅器21は、抵抗28、30からなる帰還回路32が付加
されて、帰還型の電力増幅器を構成しており、その出力
端子34には、キャパシタ36を介して電気音響変換手段と
してのスピーカ24が接続されている。

そして、電力増幅器21の出力端子34と電力増幅器22の出
力端子38との間には、インピーダンス素子26が設置され
ている。

したがって、入力端子40に加えられた入力信号V_iは、電
力増幅器21および帰還回路32によって増幅された後、出
力端子34から取り出され、直流分がキャパシタ36で遮断
されて、スピーカ24に供給される。スピーカ24は、出力
端子34に発生した交流信号によって駆動され、音声出力
を発生する。

そして、電力増幅器22は、入力端42を解放状態とし、無
信号入力によって直流出力電圧V_DCのみを出力端子38に
発生させる。この直流出力電圧V_DCは、電力増幅器21の
直流出力電圧V_DCと等しく設定されているので、インピ
ーダンス素子26の端子間は同一の直流電位に設定され、
インピーダンス素子26には電力増幅器21の出力による直
流電流は流れない。このため、電力増幅器21の出力端子
34は、イピーダンス素子26による仮想接地点となる結
果、電力増幅器21の高周波域での寄生発振が防止され
る。

〔第２実施例〕第２図に示すように、電力増幅器21と同様に電力増幅器
22の入出力間に抵抗44、46からなる帰還回路48を設置し
て、電力増幅器22を帰還型の電力増幅器として構成すれ
ば、直流出力電圧V_DCについて電力増幅器21との整合性
をより高めることができ、電源電圧の変動や温度変化に
よる影響を回避でき、効果的な寄生発振の防止が実現で
きる。

〔第３実施例〕第３図に示すように、電力増幅器21の出力端子34と電力
増幅器22の出力端子38との間に設置したインピーダンス
素子26に対してスピーカ24をキャパシタ36を介して並列
に接続しても、第１実施例と同様に、スピーカ24の駆動
とともに、寄生発振を防止できる。

この場合、電力増幅器22は、第２図に示すように、帰還
回路48を設置して帰還型の電力増幅器としてもよい。

〔第４実施例〕第４図に示すように、複数組の第１の増幅手段として、
たとえば、二組の電力増幅器21a、21bを設置し、それぞ
れ抵抗28、30からなる帰還回路32a、32bを付加して帰還
型の電力増幅器を構成する。電力増幅器21aの出力端子3
4aにキャパシタ36aを介してスピーカ24aを接続し、ま
た、電力増幅器21bの出力端子34bにキャパシタ36bを介
してスピーカ24bを接続する。そして、各電力増幅器21
a、21bごとに設置したインピーダンス素子26a、26bを出
力端子34a、34b間に直列に接続し、インピーダンス素子
26a、26bの接続点端子50に第２の増幅手段として設置し
た電力増幅器22の直流出力電圧V_DCを印加する。

そして、入力端子40a、40bには、入力信号V_ia、V_ibとし
てたとえば、ステレオ信号の右信号、左信号を供給すれ
ば、電力増幅器21a、21bから入力信号V_ia、V_ibの増幅出
力が得られるので、スピーカ24aは入力信号V_iaの増幅出
力、スピーカ24bは入力信号V_ibの増幅出力で駆動され
る。この場合、スピーカ24a、24bは、ステレオヘッドフ
ォンで構成することもできる。

このようにすれば、ステレオ用の電力増幅回路におい
て、インピーダンス素子26a、26bと単一の電力増幅器22
を用いて第１実施例と同様に各電力増幅器21a、21bの寄
生発振を防止することができる。

〔第５実施例〕第５図に示すように、複数組の第１の増幅手段として、
たとえば、一対の電力増幅器21a、21bを設置し、各電力
増幅器21a、21bに帰還回路32a、32bを設置して帰還型の
電力増幅器を構成したものにおいて、出力端子34a、34b
間に単一のインピーダンス素子26を接続するとともに、
一対のスピーカ24a、24bをキャパシタ36a、36bを介して
直列に接続し、スピーカ24a、24bの接続点端子52に第２
の増幅手段としての電力増幅器22から直流出力電圧V_DC
を印加してもよい。この場合、電力増幅器21a、21b、22
は、同一の直流出力電圧V_DCを発生し、電力増幅器22の
直流出力電圧V_DCは、接続点端子52からスピーカ24aおよ
びキャパシタ36aを介して出力端子34aに印加されるとと
もに、スピーカ24bおよびキャパシタ36bを介して出力端
子34bに印加されるので、インピーダンス素子26の端子
間の電位は、直流出力電圧V_DCに設定される。

したがって、このように構成すれば、各入力端子40a、4
0bに加えられる入力信号V_ia、V_ibの増幅出力によってス
ピーカ24a、24bが個別に駆動されるとともに、インピー
ダンス素子26によって各電力増幅器21a、21bの寄生発振
が防止される。

また、インピーダンス素子26は、第６図に示すように、
スピーカ24a、24bのみに並列に接続してもよい。

〔その他の実施例〕

第１ないし第５実施例において、次のような具体的な実
施例が考えられる。

（ａ）第１図ないし第３図および第６図に示したイン
ピーダンス素子26、第４図および第５図に示したインピ
ーダンス素子26a、26bは、たとえば、第１実施例の具体
的な回路構成例として第７図に示すように、純抵抗素子
で構成してもよい。

（ｂ）インピーダンス素子26、26a、26bには増幅手段
からの交流出力電圧が流れるので、その大きさは、スピ
ーカなど電気音響交換手段の持つインピーダンスより大
きい値にする。このようにすれば、インピーダンス素子
26、26a、26bによる出力効率の低下を防止することがで
きる。

（ｃ）第１図ないし第３図に示したスピーカ24、第４
図ないし第６図に示したスピーカ24a、24bは、誘導性の
直流遮断を施していない、すなわち、キャパシタ36、36
a、36bを設置していないものを用いてもよい。

（ｄ）各実施例はスピーカ24、24a、24bを固定的に接
続したものについて説明したが、この発明は、コネクタ
などを介してスピーカ24、24a、24bやヘッドフォンを着
脱するようなシステムにも適用でき、その場合、スピー
カ24、24a、24bやヘッドフォンを外した際に、インピー
ダンス素子26、26a、26bによって位相の安定化が図られ
るとともに、増幅手段の出力インピーダンスの無限大化
を避けることができ、寄生発振を防止できる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明によれば、第１の増幅手
段の増幅出力を電気音響変換手段に供給するとともに、
インピーダンス素子を介して第１の増幅手段の出力部
と、第１の増幅手段の直流出力電圧V_DCと等しい直流出
力電圧V_DCを発生する第２の増幅手段の出力部とを結合
し、インピーダンス素子の両端の直流電位は、第１およ
び第２の増幅手段の直流出力電圧V_DCで設定されるの
で、第１の増幅手段の出力部に対して仮想接地点として
インピーダンス素子を機能させることができ、高周波特
性を補償するための高価なキャパシタの省略とともに、
増幅手段の寄生発振を防止することでき、高忠実度の増
幅出力によって電気音響変換手段を駆動することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の電力増幅回路の第１実施例を示す回
路図、第２図はこの発明の電力増幅回路の第２実施例を
示す回路図、第３図はこの発明の電力増幅回路の第３実
施例を示す回路図、第４図はこの発明の電力増幅回路の
第４実施例を示す回路図、第５図はこの発明の電力増幅
回路の第５実施例を示す回路図、第６図は第５図に示し
たこの発明の電力増幅回路の第５実施例の変形例を示す
回路図、第７図は第１図に示した電力増幅回路のインピ
ーダンス素子についての具体的な回路構成例を示す回路
図、第８図および第９図は従来の電力増幅回路を示す回
路図である。 21、21a、21b……第１の増幅手段としての電力増幅器、
22……第２の増幅手段としての電力増幅器、24、24a、2
4b……電気音響変換手段としてのスピーカ、26、26a、2
6b……インピーダンス素子。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入力信号を増幅する第１の増幅手段と、この第１の増幅手段側の直流出力電圧と同一の直流電圧
を発生する第２の増幅手段と、前記第１及び第２の増幅手段の出力部間に接続されて前
記出力部間を結合するインピーダンス素子と、前記第１の増幅手段の出力部にキャパシタを直列に介し
て接続され、出力信号を音声に変換する電気音響変換手
段と、を備えたことを特徴とする電力増幅回路。
【請求項２】前記電気音響変換手段は、前記インピーダ
ンス素子に並列に接続したことを特徴とする特許請求の
範囲第１項に記載の電力増幅回路。
【請求項３】前記第１の増幅手段を複数組設置し、第１
の増幅手段の出力部間に各増幅手段ごとに設置した電気
音響変換手段を接続し、各第１の増幅手段の出力部と前
記第２の増幅手段の出力部との間に前記インピーダンス
素子を設置したことを特徴とする特許請求の範囲第１項
に記載の電力増幅回路。
【請求項４】前記第１の増幅手段を複数組設置し、各第
１の増幅手段の出力部と、前記第２の増幅手段の出力部
との間にそれぞれ前記電気音響変換手段を設置するとと
もに、前記第１の増幅手段の出力部間に前記インピーダ
ンス素子を設置したことを特徴とする特許請求の範囲第
１項に記載の電力増幅回路。
【請求項５】前記第１および第２の増幅手段は、同一特
性の帰還型電力増幅器で構成したことを特徴とする特許
請求の範囲第１項、第２項、第３項または第４項に記載
の電力増幅回路。
【請求項６】前記インピーダンス素子は、純抵抗素子で
構成したことを特徴とする特許請求の範囲第１項、第２
項、第３項または第４項に記載の電力増幅回路。
【請求項７】前記インピーダンス素子は、前記電気音響
変換手段のインピーダンスより大きいインピーダンス値
に設定したことを特徴とする特許請求の範囲第１項、第
２項、第３項または第４項に記載の電力増幅回路。