JPH0897640A - 増幅器の保護回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】電源投入前の天絡及び地絡を確実に検出し、出
力トランジスタの破壊を防止する。 【構成】ショック音防止回路１３により出力トランジス
タ２乃至１５はオフし、出力レベルは直列抵抗１９乃至
２１により定まる。前記出力トランジスタ２乃至１５の
出力信号の一方は、反転回路２３において反転される。
前記出力信号の他方と反転回路２３の出力信号はトラン
ジスタ２５及び２６に印加され、比較される。比較結果
に応じて発生する比較回路２４の出力信号はウィンドコ
ンパレータ２９に印加され、第１及び第２の所定値と比
較される。天絡、地絡発生時には、ウィンドコンパレー
タ２９の出力信号が検出回路１２に印加され、バイアス
電流が発生せず、出力トランジスタ２乃至１９はオフ
し、出力トランジスタは破壊から保護される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＢＴＬ接続された増幅
器の保護回路の関し、特に、電源オン時の誤動作を防止
した増幅器の保護回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、増幅器の出力端が電源ラインに接
続される天絡や前記出力端がアースされる地絡が発生し
たとき、増幅器内の出力トランジスタの破壊を防止する
図２の如き増幅器の保護回路が知られている。図２にお
いて、出力端子（１）が地絡されると、出力トランジス
タ（２）のベース・エミッタ間電圧が増大し、直列抵抗
（３ａ）及び（３ｂ）の接続中点電圧も増大し、トラン
ジスタ（４）がオンする。そして、ダイオード（５ａ）
及び（５ｂ）に電流が流れることにより、トランジスタ
（６）がオンし、コレクタから出力信号が発生する。ま
た、出力端子（１）が天絡されると、出力トランジスタ
（７）のベース・エミッタ間電圧が増大し、直列抵抗
（８ａ）及び（８ｂ）の接続中点電圧が増大するので、
トランジスタ（９）がオンする。その為、ダイオード
（１０ａ）及び（１０Ｂ）に電流が流れ、トランジスタ
（１１）がオンし、そのコレクタから出力信号が発生す
る。

【０００３】停止回路（１２）は、トランジスタ（６）
または（１１）の出力信号に応じて、天絡または地絡が
発生したことを検出し、バイアス回路（１３）に出力信
号を供給するので、バイアス回路（１３）からバイアス
が発生しなくなり、出力トランジスタ（２）及び（７）
の動作が停止される。尚、出力トランジスタ（１４）及
び（１５）にも、出力トランジスタ（２）及び（７）と
同様の天絡及び地絡検出回路が接続されており、出力端
子（１６）が天絡または地絡されると、出力トランジス
タ（１４）の動作は停止される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、一般に増幅
回路には、電源投入時にショック音の発生を防止するシ
ョック音防止回路（１７）が付加されている。電源が投
入されると、所定時間だけ出力トランジスタを不動作に
し、ミュートすることにより増幅器の不安定な動作に起
因するショック音を防止する。しかし、ミュート解除後
出力トランジスタにバイアスを急激に印加すると、新た
なショック音が発生するという問題を生じていた。そこ
で、ショック音防止回路（１７）にコンデンサー（１
８）を接続し、前記コンデンサー（１８）の充電に応じ
て発生するショック音防止回路（１７）の出力信号によ
り、バイアス回路（１３）を制御する。即ち、出力端子
（１）及び（１６）の出力電圧が図３（ａ）の如くなる
ように、出力トランジスタ（２）、（７）、（１４）及
び（１５）にバイアスを印加し、出力トランジスタ
（２）、（７）、（１４）及び（１５）が動作する直前
の出力電圧を徐々に高くすることにより、ショック音を
防止していた。

【０００５】しかしながら、出力端子（１）が地絡され
ている状態で、ミュートが解除された場合、出力トラン
ジスタ（２）のコレクタ・エミッタ間に電源電圧Ｖｃｃ
が印加され、出力トランジスタ（２）に徐々にバイアス
が印加され、徐々に出力トランジスタ（２）の流れる電
流が増大し、出力トランジスタ（２）が破壊するという
問題があった。このような問題を解決するために、抵抗
（３ａ）及び（３ｂ）の抵抗比を変更して、トランジス
タ（４）がオンする感度を上げればよいが、今度は定常
動作時にも保護回路が頻繁に誤動作してしまう。その
為、増幅器の定常動作時に天絡・地絡保護回路が誤動作
しない範囲で、出力トランジスタ（２）の破壊の防止を
考慮して、抵抗（３ａ）及び（３ｂ）を設定していた。
尚、出力端子（１）及び（１６）が天絡または地絡され
ると、出力トランジスタ（７）、（１４）及び（１５）
にも上述の如き問題が発生していた。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は上述の点に鑑み
成されたものであり、ＢＴＬ接続された増幅器を天絡及
び地絡から保護する増幅器の保護回路であって、電源投
入後から所定時間の間、前記増幅器をオフさせる制御回
路と、前記増幅器の２つの出力信号のうち一方の出力信
号を反転する反転回路と、該反転回路の出力信号と、前
記増幅器の他方の出力信号とを比較する比較回路と、該
比較回路の出力信号と第１の所定値及び前記第１の所定
値より大きい第２の所定値とを比較し、前記出力信号が
前記第１の所定値より小さい時または前記第２の所定値
より大きい時出力信号を発生するウィンドコンパレータ
と、該ウィンドコンパレータの出力信号に応じて、前記
増幅器の動作を停止させる停止回路と、該制御回路の動
作中、前記増幅器の２つの出力端の電圧値を定める電圧
設定回路とから成ることを特徴とする。

【０００７】前記電圧設定回路で定められる電圧値が前
記増幅器の出力中点電圧に等しいことを特徴とする。

【０００８】

【作用】本発明に依れば、制御回路の出力信号によって
増幅器がオフしている間、電圧設定回路により、出力ト
ランジスタがＢＴＬ構成される増幅器の出力電圧を所定
レベルに設定する。そして、前記増幅器の２つの出力信
号のうち一方を反転回路において反転し、増幅器の他方
の出力信号と反転回路の出力信号とを比較回路で比較す
る。比較回路の出力信号はウィンドコンパレータに印加
され、前記出力信号が第１の所定値より小さい時及び第
２の所定値より大きい時、ウィンドコンパレータから出
力信号が発生する。天絡及び地絡時、前記増幅器の出力
信号は異なるので、前記比較回路から出力信号が発生
し、ウィンドコンパレータの出力信号に応じて、増幅器
の動作が停止される。従って、電源投入前に増幅器の出
力端が地絡または天絡されてたとしても、確実に天絡及
び地絡を検出できる。

【０００９】

【実施例】図１は本発明の一実施例を示す図であり、
（１９）及び（２０）は接続中点が出力端子（Ａ）に接
続され、電源電圧Ｖｃｃとアースとの間に接続される直
列抵抗、（２１）及び（２２）は接続中点が出力端子
（Ｂ）に接続され、電源電圧Ｖｃｃとアースとの間に接
続される直列抵抗、（２３）は出力端子（Ａ）からの出
力信号を反転する反転回路、（２４）は差動接続された
トランジスタ（２５）及び（２６）とから成る比較回
路、（２７）及び（２８）はトランジスタ（２５）及び
（２６）のコレクタにそれぞれ接続された電流ミラー回
路、（２９）は差動接続されたトランジスタ（３０）及
び（３１）と、差動接続されたトランジスタ（３２）及
び（３３）とから成るウィンドコンパレータ、（３４）
乃至（３６）はウィンドコンパレータ（２９）の上限値
及び下限値を定める為の抵抗、（３７）はトランジスタ
（３１）及び（３３）のコレクタ電流に応じて動作する
トランジスタ、（３８）はトランジスタ（３９）及び
（４０）と、ダイオード（４１）及び（４２）とから成
る基準電圧回路である。尚、図２と同一の回路について
は、図２と同一の符号を付し説明を省略する。

【００１０】図１において、定常動作時、入力信号は、
トランジスタ駆動回路（４３）及び（４４）に印加され
る。前記入力信号が正の振幅を有する時、出力トランジ
スタ（２）及び（１５）が動作し、また、前記入力信号
が負の振幅を有する時、出力トランジスタ（７）及び
（１４）が動作し、出力トランジスタ（２）及び（７）
の接続中点と出力トランジスタ（１４）及び（１５）の
接続中点との出力信号は互いに逆相となる。このよう
に、出力トランジスタ（２）及び（７）と、出力トラン
ジスタ（１４）及び（１５）とが交互に動作することに
より、スピーカをＢＴＬ駆動する。

【００１１】ところで、電源投入時には、ショック音防
止回路（１７）の出力信号により、バイアス回路（１
３）からトランジスタ駆動回路（４３）及び（４４）へ
のバイアス電流の供給が所定時間だけ停止される。その
間、出力端子（Ａ）及び（Ｂ）の出力電圧は、直列抵抗
（１９）及び（２０）と直列抵抗（２１）及び（２２）
との接続中点電圧にそれぞれ固定されている。そして、
出力端子（Ａ）の出力電圧は反転回路（２３）に供給さ
れる。反転回路（２３）の出力信号はトランジスタ（２
５）のベースに印加されると共に、出力端子（Ｂ）の出
力電圧はトランジスタ（２６）のベースに印加され、比
較される。直列抵抗（１９）及び（２０）と直列抵抗
（２１）及び（２２）との分圧比は等しく設定されてい
るので、トランジスタ（２５）及び（２６）のベース電
圧は等しい。そして、トランジスタ（２５）のコレクタ
電流は電流ミラー回路（２７）及び（４５）を介して接
続点（ａ）に発生し、トランジスタ（２６）のコレクタ
電流は電流ミラー回路（２８）を介して接続点（ａ）に
発生する。一方、基準電圧発生回路（３８）において、
ダイオード（４１）及び（４２）に電流が流れることに
より、トランジスタ（３９）及び（４０）にバイアスが
印加されるので、トランジスタ（３９）及び（４０）は
動作し、トランジスタ（３９）及び（４０）のエミッタ
共通接続点は出力端子（Ａ）及び（Ｂ）の出力電圧と等
しい１／２Vccとなる。この時、電流ミラー回路（２
８）及び（４５）の出力電流は等しいので、接続点
（ａ）の電圧１／２Vccに発生し、そのままトランジス
タ（３１）及び（３２）のベースに印加される。

【００１２】ウィンドコンパレータ（２９）において、
トランジスタ（３０）のベースに抵抗（３４）及び（３
５）の接続中点電圧が印加され、トランジスタ（３３）
のベースには抵抗（３５）及び（３６）の接続中点電圧
が印加されている。抵抗（３５）及び（３６）の接続中
点電圧はウィンドコンパレータ（２９）の下限値とな
り、抵抗（３４）及び（３５）の接続中点電圧は上限値
となり、第１及び第２の所定値は接続点（ａ）の電圧１
／２Vccが前記上限値と下限値値の間となるように設定
される。トランジスタ（３１）及び（３２）には接続点
（ａ）の電圧１／２Vccが印加されているので、トラン
ジスタ（３０）及び（３２）が動作し、トランジスタ
（３１）及び（３３）は動作しない。その為、トランジ
スタ（３７）は動作せず出力信号が発生しないので、停
止回路（１２）は動作しない。所定時間経過後、ショッ
ク音防止回路（１７）の出力信号が発生しなくなると、
バイアス電流がバイアス回路（１３）からトランジスタ
駆動回路（４３）及び（４４）に供給され、出力トラン
ジスタ（２）乃至（１５）は定常動作を開始する。尚、
直列抵抗（１９）及び（２０）で定まる電圧と出力トラ
ンジスタ（２）及び（７）の中点電圧とを、また、直列
抵抗（２１）及び（２２）で定まる電圧と出力トランジ
スタ（１４）及び（１５）の中点電圧とを等しく設定す
れば、図３（ｂ）の如くミュート時と定常時との電圧変
化が生じないので、出力トランジスタ（２）乃至（１
５）の動作開始時のショック音を防止することができ
る。また、直列抵抗（１９）乃至（２２）の値を比較的
大きく設定することによって、出力電流が直列抵抗（１
９）乃至（２２）には流れないので、出力トランジスタ
（２）乃至（１５）の定常動作に悪影響を与えない。

【００１３】ここで、電源投入前に出力端子（Ａ）が地
絡されていたとすると、電源投入後所定時間は、ショッ
ク音防止回路（１７）により出力トランジスタ（２）乃
至（１５）は動作しないので、出力端子（Ａ）は接地さ
れ、出力端子（Ｂ）の出力電圧は直列抵抗（１９）及び
（２０）により固定されている。出力端子（Ａ）の出力
電圧は反転回路（２３）で反転され、トランジスタ（２
５）のベース電圧がトランジスタ（２６）のベース電圧
より高くなるので、トランジスタ（２５）が動作し、ト
ランジスタ（２６）は動作しない。トランジスタ（２
６）のコレクタ電流は発生しないので、トランジスタ
（２５）のコレクタ電流は電流ミラー回路（２７）及び
（４５）を介して抵抗（４６）に流れる。その為、抵抗
（４６）に電圧降下を生じ、接続点（ａ）の電圧は下限
値より低くなる。

【００１４】その為、トランジスタ（３０）及び（３
３）が動作し、トランジスタ（３３）のコレクタ電流に
応じてトランジスタ（３７）が動作するので、ウィンド
コンパレータ（２９）から出力信号が発生する。前記出
力信号に応じて停止回路（１２）が動作し、停止信号が
発生する。さらに、停止信号に応じてバイアス電流がバ
イアス回路（１４）から発生しないので、トランジスタ
駆動回路（４３）及び（４４）が動作しない、即ち、出
力トランジスタ（２）乃至（１５）は不動作の状態を維
持し、地絡による出力トランジスタ（２）乃至（１５）
の破壊を保護することができる。

【００１５】一方、電源投入前に出力端子（Ａ）が天絡
されていると、出力端子（Ａ）の出力電圧は電源電圧Ｖ
ｃｃとなり、トランジスタ（２５）のベース電圧はトラ
ンジスタ（２６）のベース電圧より低くなるので、トラ
ンジスタ（２６）が動作し、トランジスタ（２５）は動
作しない。よって、トランジスタ（２５）のコレクタ電
流が発生しないので、トランジスタ（２６）のコレクタ
電流は、電流ミラー回路（２８）を介して抵抗（４６）
に供給される。その為、抵抗（４６）に電圧降下を生
じ、接続点（ａ）の電圧は上限値よりも大きくなる。

【００１６】その為、トランジスタ（３１）及び（３
２）が動作し、トランジスタ（３１）に応じてトランジ
スタ（３７）が動作することにより、停止回路（１２）
から停止信号が発生するので、トランジスタ駆動回路
（４３）及び（４４）にバイアス電流が供給されない状
態が維持され、出力トランジスタ（２）乃至（１５）の
天絡による破壊を防ぐことができる。

【００１７】また、電源投入前から出力端子（Ｂ）が地
絡または天絡していた場合でも、出力端子（Ａ）が地絡
または天絡した時と同様に、トランジスタ（２５）及び
（２６）のベース電圧は異なることなるので、ウィンド
コンパレータ（２９）から出力信号が発生し、停止回路
（１２）が動作し、出力トランジスタ（２）乃至（１
５）はオフのままであり、天絡及び地絡による破壊から
保護される。

【００１８】さらに、出力端子（Ａ）及び（Ｂ）のうち
一方が天絡したり、他方が地絡した場合でも、出力トラ
ンジスタを破壊から保護できる。

【００１９】

【発明の効果】従って、本発明に依れば、電源投入後所
定時間だけ増幅器の２つの出力レベルを所定値に設定
し、天絡または地絡時増幅器の出力端が所定値でなくな
るので、前記出力レベルを直接比較することによって、
天絡または地絡を確実に検出でき、定常時にも増幅器の
出力信号を比較して天絡または地絡を検出しているの
で、天絡または地絡の誤検出を防止できる。

【００２０】さらに、電源投入後所定時間中に設定され
る電圧設定回路の出力電圧を増幅器の出力電圧と等しく
設定すれば、増幅器がミュート状態から定常状態になる
ときのショック音を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す回路図である。

【図２】従来例を示す回路図である。

【図３】増幅器の出力信号を示す特性図である。

【符号の説明】

１９乃至２２ 直列抵抗 ２３ 反転回路 ２４ 比較回路 ２９ ウィンドコンパレータ ３８ 基準電圧発生回路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ＢＴＬ接続された増幅器を天絡及び地絡か
   ら保護する増幅器の保護回路であって、 電源投入後から所定時間の間、前記増幅器をオフさせる
   制御回路と、 前記増幅器の２つの出力信号のうち一方の出力信号を反
   転する反転回路と、 該反転回路の出力信号と、前記増幅器の他方の出力信号
   とを比較する比較回路と、 該比較回路の出力信号と第１の所定値及び前記第１の所
   定値より大きい第２の所定値とを比較し、前記出力信号
   が前記第１の所定値より小さい時または前記第２の所定
   値より大きい時出力信号を発生するウィンドコンパレー
   タと、 該ウィンドコンパレータの出力信号に応じて、前記増幅
   器の動作を停止させる停止回路と、 該制御回路の動作中、前記増幅器の２つの出力端の電圧
   値を定める電圧設定回路とから成ることを特徴とする増
   幅器の保護回路。
2. 【請求項２】前記電圧設定回路で定められる電圧値が前
   記増幅器の出力中点電圧に等しいことを特徴とする請求
   項１記載の増幅器の保護回路。