JPH10107561A - 電力増幅装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】出力直流電圧をアースレベルに近いレベルと
し、半波出力信号で負荷を駆動する電力増幅装置の出力
信号によりヘッドホンを駆動させる。 【解決手段】Ｌｃｈ用第１及び第２出力増幅器２Ｌ及び
３Ｌの出力信号を第１混合回路９で混合し、Ｌオーディ
オ信号をそのまま増幅した信号と同一波形の信号を得
る。また、Ｒｃｈ用第１及び第２出力増幅器２Ｒ及び３
Ｒの出力信号を第２混合回路１０で混合し、Ｒオーディ
オ信号をそのまま増幅した信号と同一波形の信号を得
る。第１及び第２混合回路９及び１０の出力信号により
ヘッドホン７Ｌ及び７Ｒが駆動され、ヘッドホン７Ｌ及
び７Ｒから音声及び音楽等が発生する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ヘッドホンの駆動
を可能にした電力増幅装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、特開平６−３３８７３８号公
報に開示されるように、増幅器の中点電圧をアースに非
常に近い値に設定するとともに、負荷を半波信号でＢＴ
Ｌ駆動することにより、電力増幅装置の高効率化を達成
した電力増幅装置がある。このような電力増幅装置を図
４に示す。

【０００３】図４において、入力信号ＩＮは第１差動増
幅器１の負入力端子に印加され、第１差動増幅器１の正
及び負出力端子から互いに逆相の出力信号が発生する。
第１差動増幅器１の正及び負出力信号は第１及び第２出
力増幅器２及び３で増幅される。第１及び第２出力増幅
器２及び３はＢＴＬ増幅器を成し、第１及び第２出力増
幅器２及び３の出力信号ａ及びｂによって負荷４（例え
ば、スピーカ）がＢＴＬ駆動される。

【０００４】また、第１及び第２出力増幅器２及び３の
出力信号ａ及びｂは非線形加算回路５で非線形加算され
る。非線形加算回路５は、第１及び第２出力増幅器２及
び３の出力信号レベルが所定レベル以下のとき加算回路
として動作するとともに、この出力信号レベルが所定レ
ベル以上のときにはクランプ回路として動作するもので
ある。非線形加算回路５の出力信号は第２差動増幅器６
の負入力端子に印加され、非線形加算回路５の出力信号
と正入力端子の基準電圧Ｖｒｅｆとの差に応じた出力信
号が第１差動増幅器１の共通端子Ｃに印加される。共通
端子Ｃは第１及び第２出力増幅器２及び３の出力直流電
圧を定めるための端子であり、第１及び第２出力増幅器
２及び３の出力信号ａ及びｂに応じて出力直流電圧が制
御される。その為、図２（イ）及び（ロ）のように、第
１及び第２出力増幅器２及び３の出力直流電圧はアース
レベルに近い電圧に設定され、第１及び第２出力増幅器
２及び３の出力信号ａ及びｂは半波出力信号となる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図４の
電力増幅装置では、負荷を駆動するために第１及び第２
出力増幅器２及び３の出力信号の両方を必要とするの
で、ヘッドホンのように１本のオーディオ信号で駆動さ
れる負荷には不向きであるという問題があった。即ち、
従来のステレオ方式のヘッドホンシステムは、例えば、
一般のＢＴＬ増幅器を用いて、図５のように構成され
る。一般のヘッドホンは一端にオーディオ信号が印加さ
れ、他端が接地されるものなので、１本のオーディオ信
号でヘッドホンを駆動し、オーディオ信号を音声や音楽
等に変換できる。また、今までの低周波増幅装置は、図
５のようなＢＴＬ増幅回路やＳＥＰＰ増幅回路に見られ
るように、これら電力増幅装置から負荷への入力信号は
オーディオ信号と相似形の信号になる。その為、図５の
ように、２つの出力増幅器８ａ及び８ｂのうち一方の出
力信号を印加すれば、ヘッドホン７でオーディオ信号を
音に変換することが可能であった。

【０００６】しかし、従来のヘッドホンシステムに図４
のような電力増幅装置を採用した場合、図４の電力増幅
装置の第１及び第２出力増幅器の出力信号は図２（イ）
及び（ロ）のように半波信号であるので、そのうちの一
方の出力信号だけでヘッドホンを駆動することができな
かった。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、第１及び第２
出力信号をそれぞれ発生し、第１負荷をＢＴＬ駆動する
第１及び第２出力増幅器と、前記第１及び第２出力増幅
器の出力信号を非線形加算する非線形加算回路と、入力
信号を増幅するとともに、出力直流電圧が前記非線形加
算回路の出力信号に応じて制御され、前記第１及び第２
出力増幅器の入力信号を発生する非線形増幅器と、を備
える電力増幅装置において、前記第１及び第２出力増幅
器の出力信号を混合し、増幅された入力信号と同一は波
形の出力信号を得る混合回路、を備えることを特徴とす
る。

【０００８】また、前記混合回路の出力信号により第２
負荷を駆動することを特徴とする。さらに、前記第２負
荷がヘッドホンであることを特徴とする。またさらに、
前記混合回路は、差動接続されるとともに、ベースに前
記第１及び第２出力増幅器の出力信号がそれぞれ印加さ
れる第１及び第２トランジスタと、ベースが前記第１ト
ランジスタのコレクタに接続される第３トランジスタ
と、該第３トランジスタの極性と逆極性であるととも
に、ベースが前記第２トランジスタのコレクタに接続さ
れる第４トランジスタと、前記第３及び第４トランジス
タの出力信号を加算し、その加算信号を混合回路の出力
信号とする加算回路と、から成ることを特徴とする。

【０００９】本発明に依れば、第１及び第２出力増幅器
の半波波形の出力信号を混合して、オーディオ信号を得
るので、加算回路の出力信号によりヘッドホンを駆動
し、音声や音楽に変換することができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１は本発明の実施の形態を示す
図であり、９はＬｃｈ用第１及び第２出力増幅器２Ｌ及
び３Ｌの出力信号を混合して、左オーディオ信号を得る
第１混合回路、１０はＲｃｈ用第１及び第２出力増幅器
２Ｒ及び３Ｒの出力信号を混合して、右オーディオ信号
を得る第２混合回路である。尚、図１において、図４及
び５の従来例と同一の回路ついては、図４及び５と同一
の符号を付すが、左チャンネル系統の回路には番号の後
ろに「Ｌ」を付し、右チャンネル系統の回路には「Ｒ」
を付す。

【００１１】図１において、左チャンネルの電力増幅回
路そのものの動作については従来と同一であり、左オー
ディオ信号がＬｃｈ用第１差動増幅器１Ｌに印加される
と、Ｌｃｈ用第１出力増幅器２Ｌから図２（イ）のよう
な半波波形の出力信号ａが発生し、Ｌｃｈ用第２出力増
幅器３Ｌから図２（ロ）のように出力信号ａと互いに逆
相な出力信号ｂが発生する。Ｌｃｈ用第１及び第２出力
増幅器２Ｌ及び３Ｌの出力信号ａ及びｂが第１混合回路
９で混合されることにより、第１混合回路９の出力信号
ｃは図２（ハ）のような左オーディオ信号を増幅した信
号となる。第１混合回路９からオーディオ信号が得られ
るため、第１混合回路９の出力信号ｃによりヘッドホン
７Ｌを駆動し、左オーディオ信号を音声や音楽等に変換
することができる。

【００１２】また、右チャンネルの電力増幅回路におい
ても、左チャンネルと同様に、右オーディオ信号がＲｃ
ｈ用第１差動増幅器１Ｒに印加されると、Ｒｃｈ用第１
及び第２出力増幅器２Ｒ及び３Ｒから図２（イ）及び
（ロ）のような出力信号ａ’及びｂ’がそれぞれ発生す
る。Ｒｃｈ用第１及び第２出力増幅器２Ｒ及び３Ｒの出
力信号ａ’及びｂ’が第２混合回路１０で混合されるた
め、第２混合回路１０から図２（ハ）のように右オーデ
ィオ信号を増幅した出力信号ｃ’が発生する。よって、
第２混合回路１０の出力信号ｃ’によりヘッドホン７Ｒ
を駆動し、右オーディオ信号を音声や音楽等に変換する
ことができる。

【００１３】図３は第１混合回路９の具体回路例を示す
図であり、１１はベースにＬｃｈ用第１出力増幅器２Ｌ
の出力信号ａが印加される第１トランジスタ、１２は第
１トランジスタ１１と差動接続されるとともに、ベース
にＬｃｈ用第２出力増幅器３Ｌの出力信号ｂが印加され
る第２トランジスタ、１３及び１４は第１及び第２トラ
ンジスタ１１及び１２のコレクタにそれぞれ接続された
負荷抵抗、１５はベースが第１トランジスタ１１のコレ
クタに接続されたＮＰＮ型の第３トランジスタ、１６は
ベースが第２トランジスタ１２のコレクタに接続された
ＰＮＰ型の第４トランジスタ、１７は第３及び第４トラ
ンジスタのエミッタから発生する電流を加算するための
加算抵抗である。

【００１４】図３において、図２（イ）及び（ロ）のよ
うなＬｃｈ用第１及び第２出力増幅器２Ｌ及び３Ｌの出
力信号ａ及びｂが、第１及び第２トランジスタ１１及び
１２のベースに印加されたとする。出力信号ａの増大に
応じて、第１トランジスタ１１のコレクタ電流が増大
し、第２トランジスタ１２のコレクタ電流は減少する
と、負荷抵抗１３及び１４の電圧降下により、第１トラ
ンジスタ１１のコレクタ電圧は低下し、第２トランジス
タ１２のコレクタ電圧は上昇する。これにより、第３ト
ランジスタ１５のベース電圧は低下し、第４トランジス
タ１６のベース電圧は上昇するので、第３トランジスタ
１５のエミッタ電流及び第４トランジスタ１６のコレク
タ電流は減少し、その結果加算抵抗１７に流れる電流が
減少するので、出力端子ＯＵＴの出力電圧は低下する。
その後、出力信号ａがピーク値を過ぎ減小すると、第３
トランジスタ１５のエミッタ電流及び第４トランジスタ
１６のコレクタ電流は増大するので、加算抵抗１７に流
れる電流が増大する。その為、出力端子ＯＵＴの出力電
圧は上昇する。

【００１５】次に、出力信号ｂが第２トランジスタ１２
に印加され、出力信号ｂが増大すると、第１トランジス
タ１１のコレクタ電流は減少し、第２トランジスタ１２
のコレクタ電流は増大する。負荷抵抗１３及び１４の電
圧降下により、第３トランジスタ１５のベース電圧は上
昇し、第４トランジスタ１６のベース電圧は低下するの
で、第３トランジスタ１５のエミッタ電流及び第４トラ
ンジスタ１６のコレクタ電流が増大する。その結果、加
算抵抗１７に流れる電流が増大し、出力端子ＯＵＴの出
力電圧は上昇する。その後、出力信号ｂがピーク値を過
ぎ減少すると、第３トランジスタ１５のエミッタ電流及
び第４トランジスタ１６のコレクタ電流が減少するの
で、加算抵抗１７に流れる電流が減少する。その為、出
力端子ＯＵＴの出力電圧は低下する。

【００１６】よって、上記の動作より、図２（イ）及び
（ロ）のような出力信号ａ及びｂが第１及び第２トラン
ジスタ１１及び１２に印加されると、Ｌｃｈ用第１出力
増幅器２Ｌの出力信号ａに対して負の出力信号が、Ｒｃ
ｈ用第２出力増幅器２Ｒの出力信号ｂに対して正の出力
信号が発生する。よって、出力端子ＯＵＴに図２（ハ）
のような出力信号ｃが得られる。

【００１７】また、第２混合回路１０の具体回路も図３
のように構成されており、第１及び第２トランジスタ１
１及び１２に図１のＲｃｈ用第１及び第２出力増幅器２
Ｒ及び３Ｒの出力信号ａ’及びｂ’が印加されるように
なる。出力信号ａ’及びｂ’が図２（イ）及び（ロ）の
ような波形を有していると、出力端子ＯＵＴに図２
（ハ）のような出力信号ｃ’が得られる。

【００１８】

【発明の効果】本発明に依れば、出力直流電圧をアース
レベルに近いレベルとし、半波出力信号でスピーカ等の
負荷を駆動する電力増幅装置において、第１及び第２出
力増幅器から発生する半波波形の出力信号を混合するこ
とにより、入力オーディオ信号と相似の出力オーディオ
信号が得られるので、この出力オーディオ信号でヘッド
ホンを駆動し、オーディオ信号を音声及び音楽等に変換
することができる。その為、従来のヘッドホンシステム
にも対応できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示すブロック図である。

【図２】本発明の動作を説明するための波形図である。

【図３】第１混合回路９の具体回路を示す回路図であ
る。

【図４】従来の電力増幅装置を示すブロック図である。

【図５】従来のヘッドホンシステムを示すブロック図で
ある。

【符号の説明】

１Ｌ、１Ｒ 第１差動増幅器 ２Ｌ、２Ｒ 第１出力増幅器 ３Ｌ、３Ｒ 第２出力増幅器 ４Ｌ、４Ｒ スピーカ ５Ｌ、５Ｌ 非線形加算回路 ６Ｌ、６Ｒ 第２差動増幅器 ９ 第１混合回路 １０ 第２混合回路 １１ 第１トランジスタ １２ 第２トランジスタ １３、１４ 負荷抵抗 １５ 第３トランジスタ １６ 第４トランジスタ １７ 加算抵抗

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】第１及び第２出力信号をそれぞれ発生し、
   第１負荷をＢＴＬ駆動する第１及び第２出力増幅器と、
   前記第１及び第２出力増幅器の出力信号を非線形加算す
   る非線形加算回路と、入力信号を増幅するとともに、出
   力直流電圧が前記非線形加算回路の出力信号に応じて制
   御され、前記第１及び第２出力増幅器の入力信号を発生
   する非線形増幅器と、を備える電力増幅装置において、 前記第１及び第２出力増幅器の出力信号を混合して、増
   幅された入力信号と同一波形の出力信号を得る混合回
   路、 を備えたことを特徴とする電力増幅装置。
2. 【請求項２】前記混合回路の出力信号により第２負荷を
   駆動することを特徴とする請求項１記載の電力増幅装
   置。
3. 【請求項３】前記第２負荷がヘッドホンであることを特
   徴とする請求項２記載の電力増幅装置。
4. 【請求項４】前記混合回路は、 差動接続されるとともに、ベースに前記第１及び第２出
   力増幅器の出力信号がそれぞれ印加される第１及び第２
   トランジスタと、 ベースが前記第１トランジスタのコレクタに接続される
   第３トランジスタと、 該第３トランジスタの極性と逆極性であるとともに、ベ
   ースが前記第２トランジスタのコレクタに接続される第
   ４トランジスタと、 前記第３及び第４トランジスタの出力信号を加算し、そ
   の加算信号を混合回路の出力信号とする加算回路と、 から成ることを特徴とする請求項１記載の電力増幅装
   置。