JPH07193448A - ラインから電力供給される増幅器の歪みコントロールシステム - Google Patents
ラインから電力供給される増幅器の歪みコントロールシステムInfo
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- JPH07193448A JPH07193448A JP30545794A JP30545794A JPH07193448A JP H07193448 A JPH07193448 A JP H07193448A JP 30545794 A JP30545794 A JP 30545794A JP 30545794 A JP30545794 A JP 30545794A JP H07193448 A JPH07193448 A JP H07193448A
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- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F1/00—Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
- H03F1/32—Modifications of amplifiers to reduce non-linear distortion
- H03F1/3217—Modifications of amplifiers to reduce non-linear distortion in single ended push-pull amplifiers
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Amplifiers (AREA)
- Control Of Amplification And Gain Control (AREA)
- Tone Control, Compression And Expansion, Limiting Amplitude (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 増幅器の出力動特性を実質的に減少させるこ
となく、サプライ電圧の変動等に独立した増幅器用の自
動歪コントロールシステムを提供する。 【構成】 ゲイン段Ｇ１、１対のパワートランジスタか
ら成る出力段Ｇ２及び前記ゲイン段のゲインを修正する
ための自動ゲインコントロールブロックＡＧＣを有する
システムの、前記パワートランジスタの飽和を独立に検
出してその表示である電流ＩSH及びＩSLを発生して合計
電流ＩSENSを生成し、該合計電流をＤＣコントロールシ
グナルに変換する。
となく、サプライ電圧の変動等に独立した増幅器用の自
動歪コントロールシステムを提供する。 【構成】 ゲイン段Ｇ１、１対のパワートランジスタか
ら成る出力段Ｇ２及び前記ゲイン段のゲインを修正する
ための自動ゲインコントロールブロックＡＧＣを有する
システムの、前記パワートランジスタの飽和を独立に検
出してその表示である電流ＩSH及びＩSLを発生して合計
電流ＩSENSを生成し、該合計電流をＤＣコントロールシ
グナルに変換する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、増幅器の出力動特性の
実質的な減少を必要とすることなく、その有効性がサプ
ライ電圧の変動、負荷レベル及びプロセススプレッドか
ら実質的に独立した増幅器用の自動歪コントロールシス
テムに関する。本発明のシステムは、それに限定されな
いが、電話線を通して電力供給される電話のスピーチ回
路用として特に有用である。
実質的な減少を必要とすることなく、その有効性がサプ
ライ電圧の変動、負荷レベル及びプロセススプレッドか
ら実質的に独立した増幅器用の自動歪コントロールシス
テムに関する。本発明のシステムは、それに限定されな
いが、電話線を通して電力供給される電話のスピーチ回
路用として特に有用である。
【０００２】
【従来技術及びその問題点】ラウドスピーカーを駆動す
る増幅器を含むラインで電力供給される電話のような多
くの既知の用途では、自動歪コントロールが要求され、
これは通常自動ゲインコントロールシステム（ＡＧＣ）
により行なわれる。サプライ電力及び電流とともに、最
大電力を負荷へ伝達する能力は、パワー増幅器の付随す
る重要な要件である。例えば一般の電話機である遠隔電
力供給されるシステムでは、受話器がその受け台から上
げられるときに、装置の機能回路に（シグナルを運ぶ）
電話線により直接電力供給される。従ってこのアクチベ
ーションの状態では電流が装置のスピーチ回路を通して
流れる。直流（ＤＣ）の場合には、電話のスピーチ回路
は一次近似として、バッテリーに直列接続された抵抗と
同様であると考えられる。他方電話線は、ＲＣセル数が
該電話線の長さの関数である一連のＲＣネットワークで
あると考えられる。その結果、遠隔電話を流れるＤＣ電
流は、遠方のザブステーションのバッテリーの、電話線
の電気特性の、及び電話線を通して電力供給されるスピ
ーチ回路の関数である。次いで、これは装置のスピーチ
回路を通るサプライ電圧を決定する。
る増幅器を含むラインで電力供給される電話のような多
くの既知の用途では、自動歪コントロールが要求され、
これは通常自動ゲインコントロールシステム（ＡＧＣ）
により行なわれる。サプライ電力及び電流とともに、最
大電力を負荷へ伝達する能力は、パワー増幅器の付随す
る重要な要件である。例えば一般の電話機である遠隔電
力供給されるシステムでは、受話器がその受け台から上
げられるときに、装置の機能回路に（シグナルを運ぶ）
電話線により直接電力供給される。従ってこのアクチベ
ーションの状態では電流が装置のスピーチ回路を通して
流れる。直流（ＤＣ）の場合には、電話のスピーチ回路
は一次近似として、バッテリーに直列接続された抵抗と
同様であると考えられる。他方電話線は、ＲＣセル数が
該電話線の長さの関数である一連のＲＣネットワークで
あると考えられる。その結果、遠隔電話を流れるＤＣ電
流は、遠方のザブステーションのバッテリーの、電話線
の電気特性の、及び電話線を通して電力供給されるスピ
ーチ回路の関数である。次いで、これは装置のスピーチ
回路を通るサプライ電圧を決定する。
【０００３】一般に、電話線から吸収されるＤＣ電流は
優先モードの専用電流デバイダ回路により分割され、全
体として可能な限り電話の正確な動作と機能性を確保し
ている。より洗練された電話では、電話線から引かれる
電流の一部を、所謂「モニタ」及び「増幅された聞取
り」機能を実行するためにラウドスピーカーを駆動する
増幅器に電力供給するために使用できる。ユーザーが受
話器を取り上げることなくしかしボタンを押すことによ
り電話のアクチベーションスイッチを閉じその後必要な
電話番号を指定すると、「モニタ」機能（電話線の状態
のモニタ）が動作するようになる。これらの条件では、
増幅器に電力供給され、電話内のラウドスピーカーを通
してラインの状態を認識することが可能になる。
優先モードの専用電流デバイダ回路により分割され、全
体として可能な限り電話の正確な動作と機能性を確保し
ている。より洗練された電話では、電話線から引かれる
電流の一部を、所謂「モニタ」及び「増幅された聞取
り」機能を実行するためにラウドスピーカーを駆動する
増幅器に電力供給するために使用できる。ユーザーが受
話器を取り上げることなくしかしボタンを押すことによ
り電話のアクチベーションスイッチを閉じその後必要な
電話番号を指定すると、「モニタ」機能（電話線の状態
のモニタ）が動作するようになる。これらの条件では、
増幅器に電力供給され、電話内のラウドスピーカーを通
してラインの状態を認識することが可能になる。
【０００４】２人の電話のユーザー間の会話を近くの人
に聞かせることが望ましい場合に、既に受け台から受話
器を上げることにより接続状態が確立されている「増幅
された」聞取り機能が動作するようになる。勿論電話線
に沿って、電話コミュニケーション（オーディオ）シグ
ナルＴＸ及びＲＸが交換され、ＤＣ電流に重ねられる。
遠隔電力供給システムでは、歪のない増幅シグナルの最
大動的振幅を確保しながら、電力浪費を最小にすること
が特に重要である。
に聞かせることが望ましい場合に、既に受け台から受話
器を上げることにより接続状態が確立されている「増幅
された」聞取り機能が動作するようになる。勿論電話線
に沿って、電話コミュニケーション（オーディオ）シグ
ナルＴＸ及びＲＸが交換され、ＤＣ電流に重ねられる。
遠隔電力供給システムでは、歪のない増幅シグナルの最
大動的振幅を確保しながら、電力浪費を最小にすること
が特に重要である。
【０００５】遠隔電力供給増幅器では、その出力動特性
を最適化するため、逆フェーズで機能する１対の相補バ
イポーラトランジスタ対ＰＮＰ／ＮＰＮから成る出力パ
ワー段を使用できる。その固有の低い動作電流密度のた
め、出力段のプルアップ素子つまりＰＮＰトランジスタ
は比較的大きい集積面積を必要とする。この理由のため
集積回路では、集積回路のＰＮＰトランジスタはしばし
ば実質的にＰＮＰトランジスタと考えられる複合ＰＮＰ
＋ＮＰＮ構造と置換される。この場合、出力電圧振幅は
約ＶＢＥ（ベース−エミッタ電圧）だけ減少し、この結
果は実際的な妥協として受け入れられる。電話線から吸
収できる全電流を分割するシステムは、優先的なクリテ
リウムを意図し、これによると装置の基本的な動作のた
めの重要性を減少させる該装置の機能的な回路が、装置
の機能性に関するより高い優先性を有する機能回路の供
給要件を満足した後も利用可能であるＤＣ電流で電力供
給される。
を最適化するため、逆フェーズで機能する１対の相補バ
イポーラトランジスタ対ＰＮＰ／ＮＰＮから成る出力パ
ワー段を使用できる。その固有の低い動作電流密度のた
め、出力段のプルアップ素子つまりＰＮＰトランジスタ
は比較的大きい集積面積を必要とする。この理由のため
集積回路では、集積回路のＰＮＰトランジスタはしばし
ば実質的にＰＮＰトランジスタと考えられる複合ＰＮＰ
＋ＮＰＮ構造と置換される。この場合、出力電圧振幅は
約ＶＢＥ（ベース−エミッタ電圧）だけ減少し、この結
果は実際的な妥協として受け入れられる。電話線から吸
収できる全電流を分割するシステムは、優先的なクリテ
リウムを意図し、これによると装置の基本的な動作のた
めの重要性を減少させる該装置の機能的な回路が、装置
の機能性に関するより高い優先性を有する機能回路の供
給要件を満足した後も利用可能であるＤＣ電流で電力供
給される。
【０００６】電話線から引かれるサプライ電流を分割す
るための多くのシステムでは、ある機能回路の、例えば
ラウドスピーカを駆動するオーディオ増幅器のサプライ
電圧は、シャントレギュレータにより電話線のＤＣ電圧
に関連する値に設定される。調節されたサプライ電圧
は、サプライタンクキャパシタを通るよう生ずる。この
タイプのシステムは、Ｃ．ヌグエンらのＩＳＳＣＣ89
年、ＩＥＥＥ255 〜256 頁の報文「単一チップＢＩＭＯ
Ｓ電話セット」に記載されている。サプライ電流を分割
するために特に適した回路が、本出願人によるヨーロッ
パ特許出願第92830498.9号に記載されている。
るための多くのシステムでは、ある機能回路の、例えば
ラウドスピーカを駆動するオーディオ増幅器のサプライ
電圧は、シャントレギュレータにより電話線のＤＣ電圧
に関連する値に設定される。調節されたサプライ電圧
は、サプライタンクキャパシタを通るよう生ずる。この
タイプのシステムは、Ｃ．ヌグエンらのＩＳＳＣＣ89
年、ＩＥＥＥ255 〜256 頁の報文「単一チップＢＩＭＯ
Ｓ電話セット」に記載されている。サプライ電流を分割
するために特に適した回路が、本出願人によるヨーロッ
パ特許出願第92830498.9号に記載されている。
【０００７】これらの遠隔電力供給システムでは、増幅
器の入力に特に大きなＡＣシグナルが存在すると、全電
気負荷（ラウドスピーカー＋増幅器）が、最終的に増幅
器−ラウドスピーカーブロックのサプライタンクキャパ
シタを変化させるシャントレギュレータに変換されるラ
イン電流の一部より大きな電流を要求されることがあ
る。その結果、タンクキャパシタを通る電圧が降下し、
そしてＡＣシグナルの正の及び／又は負のピークと一致
する増幅器のプッシュ−プル出力段の一方及び／又は他
方のトランジスタの飽和のため、増幅器の同じゲインに
ついて強く歪んだ出力シグナルが生ずることがある。
器の入力に特に大きなＡＣシグナルが存在すると、全電
気負荷（ラウドスピーカー＋増幅器）が、最終的に増幅
器−ラウドスピーカーブロックのサプライタンクキャパ
シタを変化させるシャントレギュレータに変換されるラ
イン電流の一部より大きな電流を要求されることがあ
る。その結果、タンクキャパシタを通る電圧が降下し、
そしてＡＣシグナルの正の及び／又は負のピークと一致
する増幅器のプッシュ−プル出力段の一方及び／又は他
方のトランジスタの飽和のため、増幅器の同じゲインに
ついて強く歪んだ出力シグナルが生ずることがある。
【０００８】他に起こり得ることは、増幅器及びその負
荷により吸収される全電流が、ラインから引かれるＤＣ
電流の電流分割システムにより増幅器に伝達される電流
より低く維持されるという事実にもかかわらず、与えら
れた増幅器のゲイン及び入力ＡＣシグナルの振幅につい
て正確な出力ダイナミクスを許容する不十分な電圧が増
幅器のサプライタンクキャパシタを通るように存在する
と、出力段のトランジスタがＡＣシグナルピークに対応
して飽和することがあることである。増幅器の出力段の
トランジスタの飽和により生ずる歪をコントロールする
ために、その出力段の飽和を防止するための増幅器の自
動ゲインコントロールシステム（ＡＧＣ）が通常使用さ
れる。
荷により吸収される全電流が、ラインから引かれるＤＣ
電流の電流分割システムにより増幅器に伝達される電流
より低く維持されるという事実にもかかわらず、与えら
れた増幅器のゲイン及び入力ＡＣシグナルの振幅につい
て正確な出力ダイナミクスを許容する不十分な電圧が増
幅器のサプライタンクキャパシタを通るように存在する
と、出力段のトランジスタがＡＣシグナルピークに対応
して飽和することがあることである。増幅器の出力段の
トランジスタの飽和により生ずる歪をコントロールする
ために、その出力段の飽和を防止するための増幅器の自
動ゲインコントロールシステム（ＡＧＣ）が通常使用さ
れる。
【０００９】図１は、既知技術に従って自動ゲインコン
トロール（ＡＧＣ）が装着された増幅器のブロックダイ
アグラムを示す。図示の増幅器は、ゲインブロックＧ１
及び出力パワーブロックＧ２から実質的に成っている。
Ｇ２ブロックのプッシュプルパワー段のトランジスタの
飽和を防止するために適した自動ゲインコントロール
は、予備増幅器Ｇ１の出力のＡＣシグナルを検出し、集
積ＲＣネットワークを横切るように発生するＤＣ電圧を
参照電圧ＶREF と比較し、かつ前記予備増幅器Ｇ１のゲ
インを修正するために使用されるＡＧＣ差異シグナルを
発生することにより実行される。
トロール（ＡＧＣ）が装着された増幅器のブロックダイ
アグラムを示す。図示の増幅器は、ゲインブロックＧ１
及び出力パワーブロックＧ２から実質的に成っている。
Ｇ２ブロックのプッシュプルパワー段のトランジスタの
飽和を防止するために適した自動ゲインコントロール
は、予備増幅器Ｇ１の出力のＡＣシグナルを検出し、集
積ＲＣネットワークを横切るように発生するＤＣ電圧を
参照電圧ＶREF と比較し、かつ前記予備増幅器Ｇ１のゲ
インを修正するために使用されるＡＧＣ差異シグナルを
発生することにより実行される。
【００１０】該システムは、Ｇ２の出力段のトランジス
タの飽和を防止できる。他方このようなシステムは実質
的にＡＣシグナルレベルに作用し、所謂製造スプレッド
及び動作温度だけでなく、上述の通り遠隔電力供給シス
テムでサプライ電圧ＶLSに直接の影響を有する出力ブロ
ックＧ２のゲインの変動、オフセット電圧、負荷レベル
のような他の因子を考慮できない。実際には参照電圧Ｖ
REF は、最大出力電圧振幅を限定できる他の因子の仮想
的な同時発生を考慮に入れて設計段階で固定しなければ
ならず、従ってそれは、増幅器の動作条件の最悪の仮想
状態でも出力トランジスタの飽和を排除できる値に必然
的かつ継続的に固定されなければならない。これは不可
避的に、実際に使用できる最大出力電圧振幅も限定す
る。
タの飽和を防止できる。他方このようなシステムは実質
的にＡＣシグナルレベルに作用し、所謂製造スプレッド
及び動作温度だけでなく、上述の通り遠隔電力供給シス
テムでサプライ電圧ＶLSに直接の影響を有する出力ブロ
ックＧ２のゲインの変動、オフセット電圧、負荷レベル
のような他の因子を考慮できない。実際には参照電圧Ｖ
REF は、最大出力電圧振幅を限定できる他の因子の仮想
的な同時発生を考慮に入れて設計段階で固定しなければ
ならず、従ってそれは、増幅器の動作条件の最悪の仮想
状態でも出力トランジスタの飽和を排除できる値に必然
的かつ継続的に固定されなければならない。これは不可
避的に、実際に使用できる最大出力電圧振幅も限定す
る。
【００１１】
【発明の構成】遠隔電力供給される増幅器の動特性保護
のための限界を必然的には必要としない歪みの自動コン
トロールシステムの必要性及び有効性がある。この目的
は、本発明の自動ゲインコントロールシステムにより十
分に満足される。基本的に本発明のシステムは、増幅器
の出力段の２個のプッシュプルトランジスタ対の任意の
ものの飽和の結果として生ずる状態を「独立して検出
し」かつそれぞれのトランジスタにより到達する飽和の
状態の表示である電流を発生することから成る。このよ
うにして独立して発生した電流は合計され、生成しかつ
好適にプロセスされた合計電流は集積ＲＣネットワーク
をチャージするために使用される。出力トランジスタの
一方又は他方が飽和に入ったときはいつも、増幅器によ
り増幅されたＡＣシグナルのレベルの実質的な表示であ
るＤＣシグナルが集積ネットワークを通して生成する。
従って増幅器の予備増幅器セクションのゲインを減少す
るためのゲイン調節ループは、「その飽和を決定する原
因にかかわらず」、パワー段の一方、他方又は両方の出
力トランジスタの飽和条件の「発生後にのみ」アクチベ
ートされる。
のための限界を必然的には必要としない歪みの自動コン
トロールシステムの必要性及び有効性がある。この目的
は、本発明の自動ゲインコントロールシステムにより十
分に満足される。基本的に本発明のシステムは、増幅器
の出力段の２個のプッシュプルトランジスタ対の任意の
ものの飽和の結果として生ずる状態を「独立して検出
し」かつそれぞれのトランジスタにより到達する飽和の
状態の表示である電流を発生することから成る。このよ
うにして独立して発生した電流は合計され、生成しかつ
好適にプロセスされた合計電流は集積ＲＣネットワーク
をチャージするために使用される。出力トランジスタの
一方又は他方が飽和に入ったときはいつも、増幅器によ
り増幅されたＡＣシグナルのレベルの実質的な表示であ
るＤＣシグナルが集積ネットワークを通して生成する。
従って増幅器の予備増幅器セクションのゲインを減少す
るためのゲイン調節ループは、「その飽和を決定する原
因にかかわらず」、パワー段の一方、他方又は両方の出
力トランジスタの飽和条件の「発生後にのみ」アクチベ
ートされる。
【００１２】本発明の新システムで達成できる利点は明
瞭である。明らかなように、増幅器の出力動特性は任意
の動作フェーズで電力消費に対する直接の正の効果が生
じ、最大となる。歪みを直接的又は間接的に生じさせる
全ての変数は、本発明の対象である特別な自動ゲインコ
ントロールシステムによる、一層無視できる歪み効果の
発生により効果的にカウンターバランスする。
瞭である。明らかなように、増幅器の出力動特性は任意
の動作フェーズで電力消費に対する直接の正の効果が生
じ、最大となる。歪みを直接的又は間接的に生じさせる
全ての変数は、本発明の対象である特別な自動ゲインコ
ントロールシステムによる、一層無視できる歪み効果の
発生により効果的にカウンターバランスする。
【００１３】添付図面を参照して行なう引き続く重要な
態様の説明により、本発明の異なった態様及び利点は更
に良好に理解されるであろう。図１は上述の通り、既知
技術による、ＡＧＣシステムを装着した増幅器の機能的
なブロックダイアグラムである。図２は、本発明による
増幅器の自動ゲインコントロールシステムの機能的なブ
ロックダイアグラムである。図３は、本発明による歪の
自動コントロール回路のダイアグラムである。
態様の説明により、本発明の異なった態様及び利点は更
に良好に理解されるであろう。図１は上述の通り、既知
技術による、ＡＧＣシステムを装着した増幅器の機能的
なブロックダイアグラムである。図２は、本発明による
増幅器の自動ゲインコントロールシステムの機能的なブ
ロックダイアグラムである。図３は、本発明による歪の
自動コントロール回路のダイアグラムである。
【００１４】図２のブロックダイアグラムを参照する
と、ゲイン段Ｇ１及び出力段Ｇ２により構成される増幅
器中の歪をコントロールするための本発明のシステム
は、増幅器のプッシュプル出力パワー段のトランジスタ
の飽和状態を検出し、出力パワー段の両トランジスタの
一方、他方又は両方により到達する飽和の結果として生
ずる状態の表示である電流を発生することに基づいてい
る。
と、ゲイン段Ｇ１及び出力段Ｇ２により構成される増幅
器中の歪をコントロールするための本発明のシステム
は、増幅器のプッシュプル出力パワー段のトランジスタ
の飽和状態を検出し、出力パワー段の両トランジスタの
一方、他方又は両方により到達する飽和の結果として生
ずる状態の表示である電流を発生することに基づいてい
る。
【００１５】発生した電流ＩSH及びＩSLはブロックΣで
合計され、生成する合計電流ＩSENSが自動ゲインコント
ロールブロックＡＧＣに供給される。適切にプロセスさ
れた電流ＩSENSは、集積ＲＣネットワークの一定な電流
EAを通してチャージを決定する。集積ネットワークを通
してＤＣシグナルが発生し、ＡＧＣブロックにより、増
幅器により増幅されるＡＣシグナルのレベルを実質的に
表示するシグナルとして使用される。実際に、集積ＲＣ
ネットワークを通る電圧は参照電圧ＶREF と比較され、
「差異」シグナルあるいはＡＧＣシグナルを発生し、こ
れはゲイン段Ｇ１のゲインを修正するために使用され
る。
合計され、生成する合計電流ＩSENSが自動ゲインコント
ロールブロックＡＧＣに供給される。適切にプロセスさ
れた電流ＩSENSは、集積ＲＣネットワークの一定な電流
EAを通してチャージを決定する。集積ネットワークを通
してＤＣシグナルが発生し、ＡＧＣブロックにより、増
幅器により増幅されるＡＣシグナルのレベルを実質的に
表示するシグナルとして使用される。実際に、集積ＲＣ
ネットワークを通る電圧は参照電圧ＶREF と比較され、
「差異」シグナルあるいはＡＧＣシグナルを発生し、こ
れはゲイン段Ｇ１のゲインを修正するために使用され
る。
【００１６】換言すると、本発明のシステムは、プッシ
ュプル出力パワー段の一方、他方又は両方のトランジス
タが飽和段に入るときはいつも介入し、ＡＧＣコントロ
ールループを通して、出力トランジスタの直線動作条件
を再設定するために十分な、増幅器の全ゲインの相関減
少を決定する。勿論自己調節ループの応答時間は極端に
迅速で、検出できる（聞き取れる）効果を発生しない。
他の動作因子だけでなく応答時間も、電流ＩSENSのゲイ
ン段のゲインを修正すること、及び／又は集積ＲＣネッ
トワークにより決定される時間定数を修正すること、及
び／又はＡＧＣ調節ループの参照電圧ＶREF を修正する
ことのいずれかにより調節される。
ュプル出力パワー段の一方、他方又は両方のトランジス
タが飽和段に入るときはいつも介入し、ＡＧＣコントロ
ールループを通して、出力トランジスタの直線動作条件
を再設定するために十分な、増幅器の全ゲインの相関減
少を決定する。勿論自己調節ループの応答時間は極端に
迅速で、検出できる（聞き取れる）効果を発生しない。
他の動作因子だけでなく応答時間も、電流ＩSENSのゲイ
ン段のゲインを修正すること、及び／又は集積ＲＣネッ
トワークにより決定される時間定数を修正すること、及
び／又はＡＧＣ調節ループの参照電圧ＶREF を修正する
ことのいずれかにより調節される。
【００１７】ラウドスピーカーにより表示される負荷を
駆動するために適した増幅器の典型的な出力段の回路ダ
イアグラムが図３に示されている。一般に該出力段は、
通常のプッシュプルスキームによりパワートランジスタ
ＰＷH 及びＰＷL の相補対を駆動できる駆動段を含んで
成っている。図示の例では、上部のつまり「プルアッ
プ」トランジスタＰＷH は図に示した通り、ＰＮＰトラ
ンジスタ及びＮＰＮトランジスタを含んで成る複合構造
として集積された形態で実現されている。電気的には、
該複合構造は「等価ＰＮＰ」トランジスタとしての挙動
を示し、そのエミッタ（Ｅ）、ベース（Ｂ）及びコレク
タ（Ｃ）を図中に特定してある。シリコン上の集積エリ
アをかなり減少させるために適したこの集積回路による
解決法は、トランジスタＱ及び対応するバイアス電流発
振器ＩＱ１により構成されるパワーＮＰＮ用の駆動段だ
けでなく、前記相補構造のＰＮＰ用バイアス電流発振器
ＩＰの使用をも暗示する。
駆動するために適した増幅器の典型的な出力段の回路ダ
イアグラムが図３に示されている。一般に該出力段は、
通常のプッシュプルスキームによりパワートランジスタ
ＰＷH 及びＰＷL の相補対を駆動できる駆動段を含んで
成っている。図示の例では、上部のつまり「プルアッ
プ」トランジスタＰＷH は図に示した通り、ＰＮＰトラ
ンジスタ及びＮＰＮトランジスタを含んで成る複合構造
として集積された形態で実現されている。電気的には、
該複合構造は「等価ＰＮＰ」トランジスタとしての挙動
を示し、そのエミッタ（Ｅ）、ベース（Ｂ）及びコレク
タ（Ｃ）を図中に特定してある。シリコン上の集積エリ
アをかなり減少させるために適したこの集積回路による
解決法は、トランジスタＱ及び対応するバイアス電流発
振器ＩＱ１により構成されるパワーＮＰＮ用の駆動段だ
けでなく、前記相補構造のＰＮＰ用バイアス電流発振器
ＩＰの使用をも暗示する。
【００１８】このダイアグラムは、対応するトランジス
タにより飽和状態に到達した後に、コレクタ電圧を、Ｐ
ＷH の等価複合構造のＰＮＰトランジスタ用のベース電
圧を越えて上昇させること、及びコレクタ電圧を、ＮＰ
ＮトランジスタＰＷL 用のベース電圧より低く降下させ
ることを促進するために追加されるベース抵抗ＲbH及び
ＲbLも示している。増幅器の出力プッシュプル段のそれ
ぞれのパワートランジスタの飽和状態への到達は、トラ
ンジスタＱ3 （トランジスタＰＷL 用）及びトランジス
タＱ2 （等価トランジスタ構造ＰＷH 用）により独立し
て検出される。相補出力対のそれぞれのトランジスタが
直線動作条件にある限り、両検出トランジスタＱ2 及び
Ｑ3はＯＦＦ状態にあり、それらのベース−エミッタ接
合を逆にバイアスすることにより該オフ条件に維持され
る。
タにより飽和状態に到達した後に、コレクタ電圧を、Ｐ
ＷH の等価複合構造のＰＮＰトランジスタ用のベース電
圧を越えて上昇させること、及びコレクタ電圧を、ＮＰ
ＮトランジスタＰＷL 用のベース電圧より低く降下させ
ることを促進するために追加されるベース抵抗ＲbH及び
ＲbLも示している。増幅器の出力プッシュプル段のそれ
ぞれのパワートランジスタの飽和状態への到達は、トラ
ンジスタＱ3 （トランジスタＰＷL 用）及びトランジス
タＱ2 （等価トランジスタ構造ＰＷH 用）により独立し
て検出される。相補出力対のそれぞれのトランジスタが
直線動作条件にある限り、両検出トランジスタＱ2 及び
Ｑ3はＯＦＦ状態にあり、それらのベース−エミッタ接
合を逆にバイアスすることにより該オフ条件に維持され
る。
【００１９】パワートランジスタの一方が飽和状態に入
ると、そのベース及びコレクタ間の電圧差がその符号を
反転させ、それぞれのトランジスタ（Ｑ2 及びＱ3 ）を
導電状態に導く。飽和検出トランジスタＱ2 及びＱ3 に
より結果として発生した電流は、合計ノードΣの電流Ｑ
3 をＱ4 及びＱ5 を通してミラーすることにより合計ノ
ードΣで合成される。従って生成する合計電流Ｉ
SENSは、増幅器の入力に供給されるＡＣシグナルの正の
及び／又は負のピークと一致して、一方、他方又は両方
の出力トランジスタにより結果として到達する飽和状態
に関する情報を構成する。このような情報（ＩSENS）は
従ってＡＣシグナルのレベルに関する情報に対応すると
考えられ、そして自動ゲインコントロールブロックＡＧ
Ｃに入力される。実際にシグナルＩSENSはトランジスタ
Ｑ6 及びＱ7 を通して、電流ミラーＱ8 −Ｑ9 及びＱ10
−Ｑ11を通る電流ＩＱ７の進行を可能にし、電流シグナ
ルを、ＤＣ電圧シグナル（集積ＲＣネットワークを通し
て生成する）へ変換するために適した集積ＲＣネットワ
ークをチャージするために使用できる電流ＩEAを生成す
る。このようなシグナルは、意図的にＡＧＣブロックに
入力される（図２の機能的ブロックダイアグラムを参
照）参照電圧ＩREF と比較できる。
ると、そのベース及びコレクタ間の電圧差がその符号を
反転させ、それぞれのトランジスタ（Ｑ2 及びＱ3 ）を
導電状態に導く。飽和検出トランジスタＱ2 及びＱ3 に
より結果として発生した電流は、合計ノードΣの電流Ｑ
3 をＱ4 及びＱ5 を通してミラーすることにより合計ノ
ードΣで合成される。従って生成する合計電流Ｉ
SENSは、増幅器の入力に供給されるＡＣシグナルの正の
及び／又は負のピークと一致して、一方、他方又は両方
の出力トランジスタにより結果として到達する飽和状態
に関する情報を構成する。このような情報（ＩSENS）は
従ってＡＣシグナルのレベルに関する情報に対応すると
考えられ、そして自動ゲインコントロールブロックＡＧ
Ｃに入力される。実際にシグナルＩSENSはトランジスタ
Ｑ6 及びＱ7 を通して、電流ミラーＱ8 −Ｑ9 及びＱ10
−Ｑ11を通る電流ＩＱ７の進行を可能にし、電流シグナ
ルを、ＤＣ電圧シグナル（集積ＲＣネットワークを通し
て生成する）へ変換するために適した集積ＲＣネットワ
ークをチャージするために使用できる電流ＩEAを生成す
る。このようなシグナルは、意図的にＡＧＣブロックに
入力される（図２の機能的ブロックダイアグラムを参
照）参照電圧ＩREF と比較できる。
【００２０】図３に示したものの形態である電話セット
の集積スピーチ回路内の本発明の典型的な態様では、サ
プライ電圧ＶLSは２ＶMIN から集積回路の製造技術と一
致する電圧まで変化する。通常の製造技術では、増幅器
により吸収される電流を、出力段の動作のクラスＡＢモ
ニタを使用することにより約300 μＡまで小さくでき
る。負荷（ラウドスピーカー）を通る電流は電話線の電
流利用性に依存し、通常最大電流吸収約100ｍＡに相当
する。
の集積スピーチ回路内の本発明の典型的な態様では、サ
プライ電圧ＶLSは２ＶMIN から集積回路の製造技術と一
致する電圧まで変化する。通常の製造技術では、増幅器
により吸収される電流を、出力段の動作のクラスＡＢモ
ニタを使用することにより約300 μＡまで小さくでき
る。負荷（ラウドスピーカー）を通る電流は電話線の電
流利用性に依存し、通常最大電流吸収約100ｍＡに相当
する。
【００２１】等価ＰＮＰトランジスタＰＷH （図２）を
形成するために複合集積構造ＰＮＰ−ＮＰＮを使用する
場合の増幅器の最大出力電圧振幅は、ＶLS−（１ＶBE＋
２ＶCESAT ）で与えられる。全歪みは１％未満である。
全歪みは、サプライ電圧ＶLSの低下及び／又は電話線か
らのＤＣ電流の利用性の減少だけでなく、プロセススプ
レッド、温度、負荷及び固有ゲイン変化に依存しない。
形成するために複合集積構造ＰＮＰ−ＮＰＮを使用する
場合の増幅器の最大出力電圧振幅は、ＶLS−（１ＶBE＋
２ＶCESAT ）で与えられる。全歪みは１％未満である。
全歪みは、サプライ電圧ＶLSの低下及び／又は電話線か
らのＤＣ電流の利用性の減少だけでなく、プロセススプ
レッド、温度、負荷及び固有ゲイン変化に依存しない。
【図１】既知技術による、ＡＧＣシステムを装着した増
幅器の機能的なブロックダイアグラム。
幅器の機能的なブロックダイアグラム。
【図２】本発明による増幅器の自動ゲインコントロール
システムの機能的なブロックダイアグラム。
システムの機能的なブロックダイアグラム。
【図３】本発明による歪の自動コントロール回路のダイ
アグラム。
アグラム。
Ｇ１・・・ゲイン段 Ｇ２・・・出力段 ＡＧＣ・・・
自動ゲインコントロールブロック ＩSH、ＩSR・・・
発生電流 ＩSENS・・・合計電流 ＶREF ・・・参照電
圧 Σ・・・合計ノード
自動ゲインコントロールブロック ＩSH、ＩSR・・・
発生電流 ＩSENS・・・合計電流 ＶREF ・・・参照電
圧 Σ・・・合計ノード
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 カルロ・アントニーニ イタリア国 ベネゴノ・インフェリオレ 21040 ヴィア・ペトラルカ ２
Claims (8)
- 【請求項１】 ゲイン段と、逆フェーズで機能する１対
の出力パワートランジスタで構成される出力段を含んで
成り、かつ増幅されたＡＣシグナルのレベルの表示であ
るシグナルを発生し、該シグナルを参照電圧と比較して
増幅器の前記ゲイン段のゲインを修正するために使用可
能なＤＣコントロールシグナルを発生させることにより
増幅器の歪みを自動的にコントロールするシステムにお
いて、 前記パワートランジスタの任意のものの飽和を独立に検
出し、かつそれぞれのトランジスタにより到達する飽和
状態の表示である電流を発生し、 該独立に発生した電流を合計して合成シグナルを生成
し、 該合計電流シグナルを、実質的に増幅器により増幅され
たＡＣシグナルのレベルの表示であるＤＣコントロール
シグナルに変換することを特徴とするコントロールシス
テム。 - 【請求項２】 前記合計電流シグナルのＤＣコントロー
ルシグナルへの変換が、前記合計電流シグナルで集積Ｒ
Ｃネットワークをチャージすることにより行なうように
した請求項１に記載の自動歪みコントロールシステム。 - 【請求項３】 増幅器の前記出力トランジスタ対のトラ
ンジスタの飽和状態の独立検出を、前記トランジスタ対
の各トランジスタのコレクタ及びベース間の電圧差を検
出することにより行なうようにした請求項１に記載の自
動歪みコントロールシステム。 - 【請求項４】 前記出力対の各トランジスタのベース−
コレクタ電圧を、前記対のトランジスタのコレクタに接
続されたエミッタ及び前記出力トランジスタのベースの
駆動ノードに接続されたベースを有するバイアス電流発
生トランジスタにより検出するようにした請求項３に記
載の自動歪みコントロールシステム。 - 【請求項５】 逆フェーズで機能する前記出力対の前記
トランジスタの少なくとも１個が、実質的に等価トラン
ジスタ構造が構成されるように接続された相補トランジ
スタ対を含んで成る複合構造により構成されている請求
項１から４のいずれかに記載の自動ゲインコントロール
システム。 - 【請求項６】 増幅器が電話線を通して電力供給される
電話のオーディオ増幅器である請求項１から５のいずれ
かに記載の自動ゲインコントロールシステム。 - 【請求項７】 ゲイン段、逆フェーズで機能する１対の
パワートランジスタにより構成される出力段、増幅器に
より増幅されたオーディオシグナルのレベルの表示であ
るＤＣシグナルを発生させる手段及び該ＤＣシグナルを
参照シグナルと比較しかつ前記増幅器のゲイン段のゲイ
ンを修正するために使用される自動ゲインコントロール
シグナルを発生させるための手段を含む自動ゲインコン
トロールループ（ＡＧＣ）を含んで成る電話線を通して
電力供給される電話用スピーチ増幅器において、 前記ＤＣシグナルを発生する手段が、 パワートランジスタのコレクタに接続されたエミッタ、
同じパワートランジスタのベースに接続されたベース、
及び電流ミラー回路の第１のブランチを通して出力段の
サプライノードに接続されたコレクタを有する飽和検出
トランジスタ、 該検出トランジスタにより発生した電流を合計するため
の手段、及び該合計電流によりチャージ可能で実質的に
オーディオシグナルレベルの表示であるＤＣシグナルを
発生させる集積ＲＣネットワーク、を含んで成ることを
特徴とするスピーチ増幅器。 - 【請求項８】 ゲイン段、出力プッシュプル段、及びオ
ーディオシグナルのレベルの表示であるＤＣシグナルを
発生するための手段を含む自動ＡＧＣループを含んで成
り、ラインモニタ及び増幅聞取り機能を行なうためのオ
ーディオ増幅器を含むラインで電力供給される電話にお
いて、 それぞれのパワートランジスタのコレクタに接続された
エミッタ、同じパワートランジスタのベースに接続され
たベース、及び電流ミラー回路の第１のブランチを通し
て出力段のサプライノードに接続されたコレクタを有す
る飽和検出トランジスタ、 該検出トランジスタにより発生した電流を合計するため
の手段、及び該合計電流によりチャージ可能で実質的に
オーディオシグナルレベルの表示であるＤＣシグナルを
発生させる集積ＲＣネットワーク、を含んで成ることを
特徴とする電話。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| IT93VA000027A IT1268475B1 (it) | 1993-11-12 | 1993-11-12 | Controllo della distorsione in amplificatori a tensione di alimentazione variabile e massima dinamica di uscita |
| IT93/A/0027 | 1993-11-12 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07193448A true JPH07193448A (ja) | 1995-07-28 |
Family
ID=11423264
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30545794A Pending JPH07193448A (ja) | 1993-11-12 | 1994-11-14 | ラインから電力供給される増幅器の歪みコントロールシステム |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5734287A (ja) |
| EP (1) | EP0653835A1 (ja) |
| JP (1) | JPH07193448A (ja) |
| IT (1) | IT1268475B1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002525900A (ja) * | 1998-09-17 | 2002-08-13 | テレフオンアクチーボラゲット エル エム エリクソン（パブル） | 電力増幅器の飽和を防止する方法および装置 |
| JP2009105522A (ja) * | 2007-10-22 | 2009-05-14 | Yamaha Corp | 増幅器 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6545538B1 (en) | 2000-10-03 | 2003-04-08 | Texas Instruments Incorporated | Rail-to-rail class AB output stage for operational amplifier with wide supply range |
| KR100388967B1 (ko) * | 2001-04-30 | 2003-06-25 | 엘지전자 주식회사 | 아날로그 디지털 컨버터를 이용한 에이지씨 게인 컨트롤구현 장치 및 방법 |
| US20050075809A1 (en) * | 2003-09-18 | 2005-04-07 | Ewc Controls Incorporated | Apparatus and method for detecting, filtering and conditioning AC voltage signals |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL8203667A (nl) * | 1982-09-22 | 1984-04-16 | Philips Nv | Balansversterker. |
| JPS6177406A (ja) * | 1984-09-21 | 1986-04-21 | Sanyo Electric Co Ltd | 自動レベル制御回路 |
| US4812779A (en) * | 1985-05-31 | 1989-03-14 | Texscan Corporation | Low-power feedforward amplifier |
| IT1208223B (it) * | 1987-06-18 | 1989-06-12 | Sgs Microelettronica Spa | Stadio aplificatore ad elevata dinamica con rivelazione della distorsione. |
| NL8901824A (nl) * | 1989-07-14 | 1991-02-01 | Philips Nv | Versterkerschakeling. |
| US5229721A (en) * | 1992-04-06 | 1993-07-20 | Plantronics, Inc. | Micropower amplifier/transducer driver with signal expansion |
| EP0587966B1 (en) * | 1992-09-16 | 1999-02-10 | STMicroelectronics S.r.l. | Circuit arrangment for priority-feeding of devices from the loop current |
-
1993
- 1993-11-12 IT IT93VA000027A patent/IT1268475B1/it active IP Right Grant
-
1994
- 1994-09-14 EP EP94830431A patent/EP0653835A1/en not_active Withdrawn
- 1994-11-14 JP JP30545794A patent/JPH07193448A/ja active Pending
-
1995
- 1995-10-19 US US08/545,165 patent/US5734287A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002525900A (ja) * | 1998-09-17 | 2002-08-13 | テレフオンアクチーボラゲット エル エム エリクソン（パブル） | 電力増幅器の飽和を防止する方法および装置 |
| JP2009105522A (ja) * | 2007-10-22 | 2009-05-14 | Yamaha Corp | 増幅器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| IT1268475B1 (it) | 1997-03-04 |
| ITVA930027A1 (it) | 1995-05-12 |
| US5734287A (en) | 1998-03-31 |
| ITVA930027A0 (it) | 1993-11-12 |
| EP0653835A1 (en) | 1995-05-17 |
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