JPH11177349A - 電力増幅器 - Google Patents

電力増幅器

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JPH11177349A
JPH11177349A JP9346036A JP34603697A JPH11177349A JP H11177349 A JPH11177349 A JP H11177349A JP 9346036 A JP9346036 A JP 9346036A JP 34603697 A JP34603697 A JP 34603697A JP H11177349 A JPH11177349 A JP H11177349A
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JP
Japan
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voltage
output
stage
power
power supply
Prior art date
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JP9346036A
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English (en)
Inventor
Shigeru Kitagawa
繁 喜多川
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Priority to US09/208,419 priority patent/US6172568B1/en
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Priority to DE19857688A priority patent/DE19857688A1/de
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F1/00Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
    • H03F1/02Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation
    • H03F1/0205Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation in transistor amplifiers
    • H03F1/0211Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation in transistor amplifiers with control of the supply voltage or current
    • H03F1/0216Continuous control
    • H03F1/0233Continuous control by using a signal derived from the output signal, e.g. bootstrapping the voltage supply
    • HELECTRICITY
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    • H03F1/02Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation
    • H03F1/0205Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation in transistor amplifiers
    • H03F1/0211Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation in transistor amplifiers with control of the supply voltage or current
    • H03F1/0244Stepped control

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電圧増幅段の直流電源電圧が低くても電力増
幅段を駆動できる電力増幅器を構成する手段を提供す
る。 【解決手段】 入力端子1は電圧増幅段2の入力に接続
され、電圧増幅段2の出力は電力増幅段3の入力に接続
され、電力増幅段3の出力は出力端子4に接続されてい
る。直流電源電圧+Vcc2と−Vcc2とは電力増幅
段3と定電圧回路5に印加され、定電圧直流電源電圧+
Vcc1と−Vcc1を得て、これを電圧増幅段2に印
加する。分圧手段6は出力端子4の出力電圧を分圧して
定電圧回路5の電圧中点に印加され、電圧増幅段2の出
力に対して反対方向に電圧中点を移動させることにより
見かけ上電圧増幅段2の出力電圧を増強して電力増幅段
3に入力する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は入力信号を電圧増幅
した後に電力増幅を行う電力増幅器に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、音響用増幅回路において要求され
る出力が増大してきている。しかしながら価格は年々下
降してきており、増幅回路の出力増大とコストダウンと
を両立させなければならなくなっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】音響用増幅器において
は電圧増幅をした後に電力増幅をするが、電圧増幅器の
出力電圧を電力増幅器で電流増幅することによって出力
電力を得ようとしているので、電圧増幅器の出力電圧が
最大出力を決定する。そのために電圧増幅器の出力電圧
は、その電源電圧で決定されるために高い電源電圧を必
要とする。このことは必然的に高い電源電圧で動作でき
る電圧増幅用のトランジスタを必要とし、コストアップ
の要因となっていた。
【0004】本発明は低電圧で動作する電圧増幅用トラ
ンジスタを用いて高い出力電圧を得られる電力増幅器を
提供しようとするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の請求項1の電力増幅器は、入力信号を電圧増
幅するための電圧増幅手段と、電圧増幅手段の出力を入
力して電力増幅する電力増幅手段と、電力増幅手段へ直
流電源電圧を供給する電源手段と、電圧中点を有し非安
定の直流電源電圧を定電圧化して電圧増幅手段へ定電圧
直流電源電圧として供給する定電圧回路手段と、電力増
幅手段の出力を分圧して定電圧回路手段の電圧中点に印
加する分圧手段とを備えた構成である。
【0006】この構成によって電力増幅手段の出力を分
圧手段によって分圧して定電圧回路手段の電圧中点に電
圧増幅手段の出力電圧を増強するように加算することに
よって電力増幅手段への入力電圧を増大させることがで
きるため、低い耐電圧のトランジスタで電圧増幅器を構
成できるので、コストを安くすることができる。
【0007】また請求項2の電力増幅器は、請求項1の
構成において、電力増幅手段に供給する電源手段の直流
電源電圧を定電圧回路手段へ供給するものであり、電源
構成が簡素にでき、コストを安くすることができる。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明の電力増幅器の一実
施形態について図面にもとづいて説明する。図1は本発
明の一実施の形態の電力増幅器のブロック図、図2は図
1中の定電圧回路のブロック図である。図1において入
力端子1は電圧増幅手段である電圧増幅段2の入力に接
続され、電圧増幅段2の出力は電力増幅手段である電力
増幅段3の入力に接続され、電力増幅段3の出力は出力
端子4に接続されている。図示しない電源手段から直流
電源電圧+Vcc2と−Vcc2とが電力増幅段3に印
加され、また直流電源電圧+Vcc2と−Vcc2とは
定電圧回路手段である定電圧回路5に入力され、定電圧
直流電源電圧+Vcc1と−Vcc1を得て、これが電
圧増幅段2に印加されている。分圧手段6は出力端子4
の出力電圧を分圧して定電圧回路5の電圧中点に印加さ
れている。ここで、電力増幅段3は、電力増幅率が1
(すなわち同位相)で、電流増幅を行うものである。
【0009】図2においてNPN形トランジスタTr1
は直流電源電圧+Vcc2と+Vcc1との間にコレク
タとエミッタが接続され、抵抗器R1とツェナーダイオ
ードZD1によって定まる電圧+Vcc1を回路の電圧
中点Cとの間に発生する。またPNP形トランジスタT
r2は直流電源電圧−Vcc2と−Vcc1との間にコ
レクタとエミッタが接続され、抵抗器R2とツェナーダ
イオードZD2によって定まる電圧−Vcc1を回路の
電圧中点Cとの間に発生する。電力増幅器3の出力端子
4からは分圧手段の抵抗器R3とR4で分割された出力
電圧が電圧中点Cに印加されている。
【0010】このように構成され、つぎに分圧手段6が
接続されず、定電圧回路5の電圧中点Cが接地されてい
る場合について模式的に考察する。図3はこの場合の電
圧増幅段2の出力電圧を示す説明図で、定電圧回路5中
で安定化のための電圧降下があるためにVcc2>Vc
c1となっている。言い方を変えれば電力増幅段3の耐
電圧はVcc2×2であっても、電圧増幅段2の耐電圧
はそれより低いVcc1×2の電圧しか与えられない場
合を示しているとも言える。この場合、入力端子1から
の入力電圧を調整して電圧増幅段2の出力電圧が図3の
カーブ3−1の状態までは出力がクリップしないが、こ
れを超えた入力があるとカーブ3−2のように出力電圧
が±Vcc1を超えた部分は電圧増幅段2でクリップし
てしまう。したがって、電力増幅段3の出力は電圧増幅
段2の出力と同じ波形となり、その出力はクリップして
しまう。
【0011】ここで、電力増幅段3の出力しうる最大出
力電圧は電圧増幅段2で決まり、電圧増幅段2が出力し
うる最大電圧は、電圧増幅段2に供給される電圧すなわ
ち定電圧回路5の直流出力電圧2×Vcc1である。言
い替えればこの電圧によって電力増幅段3の最大出力が
制限されることになる。このように分圧手段6が機能し
ていない場合は、電源電圧2×Vcc2から定電圧回路
5を介して電圧増幅段2へ直流電源電圧2×Vcc1を
供給する場合は、定電圧化のために、 2×Vcc2>2×Vcc1 となるために、電力増幅段3に十分な駆動出力を与える
ことができない。
【0012】図4は図1および図2の回路におけるグラ
ンドを基準にした各部の出力電圧を示すもので、同様に
模式的に考察すると、図2のように電圧中点Cに分圧手
段6の抵抗器R3とR4で出力端子4からの出力電圧が
分割されて印加され、電力増幅段3の入力と出力は同位
相であるため、図3のカーブ3−1と同条件の入力信号
で図4のカーブ4−1の出力電圧が電力増幅器3の出力
に現れているとき、分圧手段6によって電圧中点Cにグ
ランドに対してカーブ4−2のような電圧が発生するよ
うに抵抗器R3とR4の分圧比を決定する。このとき電
圧Vdは Vd=Vcc2−Vcc1 になるように決定する。このとき、±Vcc1の電圧
は、電圧中点Cに加えられた電圧のカーブ4−2との加
算となり、+Vcc1はカーブ4−3、−Vcc1はカ
ーブ4−4となる。したがって、図3の状態では得られ
なかったクリップなしで±Vcc2までの出力電圧を得
ることができる。この場合電圧中点Cの電圧を振るだけ
であり、定電圧回路5の出力は±Vcc1のままである
から、電圧増幅段2に印加される直流電源電圧はそのま
まであり、電圧増幅段2のトランジスタの耐電圧上何等
問題はない。
【0013】分圧手段6の分圧比が変わったときを考察
すると、上記の条件より大なる出力電圧が中点Cに帰還
された場合は、電圧増幅段2がクリップするにはまだ余
裕がある入力のときに、早くも電力増幅段3を十分駆動
できる出力が出せることになり、逆に上記の条件よりも
中点Cに帰還される電圧が小になったときは、電力増幅
段3を十分に駆動させることができない。
【0014】図5に電圧中点Cを基準にした電圧増幅段
2の直流電源電圧のカーブ5−1,5−2と、電圧増幅
段2及び電力増幅段3出力電圧のカーブ5−3とを示
す。電圧増幅段2の直流電源電圧は2×Vcc1であ
り、この値をたとえば100Vとする。電力増幅段3の
直流電源電圧2×Vcc2を120Vとすると、電圧増
幅段2の出力電圧のピーク値は2×Vcc2の120V
を得ることができる。
【0015】このように本実施の形態においては、電圧
増幅器に給電する定電圧回路の電圧中点に対して、電力
増幅器の出力を分圧して電圧増幅器の出力波形に対して
同相になるような電圧を印加して、電圧増幅器の出力電
圧が電力増幅器の励振に不足する分を補うことにより、
電力増幅段の直流電源電圧を定電圧化して電圧増幅段へ
供給するために電源電圧が低下しても低電圧の直流電源
電圧で、通常であればクリップするような出力電圧を得
ることができて電力増幅段3に十分な駆動出力を与えら
れ、電源の構成を簡単にすることができ、またそのため
電圧増幅段2に高耐圧のトランジスタを用いなくてもよ
く、コストを安くすることができる。
【0016】なお、電力増幅段3に与える直流電源電圧
±Vcc2から定電圧回路5に与えるように説明した
が、定電圧電源5には別の電源から与えてもよい。実例
の数値等は仮定のものであり、また具体的な回路結線等
も一例であり、これらに限定されるものではない。
【0017】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項1
の電力増幅器によれば、電圧増幅手段に印加する直流電
圧が低くても電力増幅手段を十分に駆動できるので、電
圧増幅手段のトランジスタに耐電圧の低いものを使用で
き、コストを下げることができる。
【0018】また請求項2の電力増幅器によれば、電力
増幅手段に供給する電源手段の直流電源電圧を定電圧回
路手段へ供給できるので、電源回路を簡素にでき、これ
によってもコストを低下させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態の電力増幅器のブロック図
【図2】同じく図1中の定電圧回路のブロック図
【図3】同じく電圧増幅段の出力電圧を示す説明図
【図4】同じく分圧手段の動作を示す説明図
【図5】同じく電圧中点Cを基準にした電圧増幅段の動
作説明図
【符号の説明】
1 入力端子 2 電圧増幅段 3 電力増幅段 4 出力端子 5 定電圧回路 6 分圧手段 R1〜R4 抵抗器 Tr1,Tr2 トランジスタ ZD1,ZD2 ツェナーダイオード
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成10年12月10日
【手続補正1】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図2
【補正方法】変更
【補正内容】
【図2】

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力信号を電圧増幅するための電圧増幅
    手段と、 前記電圧増幅手段の出力を入力して電力増幅する電力増
    幅手段と、 前記電力増幅手段へ直流電源電圧を供給する電源手段
    と、 電圧中点を有し非安定の直流電源電圧を定電圧化して前
    記電圧増幅手段へ定電圧直流電源電圧として供給する定
    電圧回路手段と、 前記電力増幅手段の出力を分圧して前記定電圧回路手段
    の電圧中点に印加する分圧手段とを備え、 前記電力増幅手段の出力を前記分圧手段によって分圧し
    て前記定電圧回路手段の電圧中点に前記電圧増幅手段の
    出力電圧を増強するように加算することによって前記電
    力増幅手段への入力電圧を増大させることを特徴とする
    電力増幅器。
  2. 【請求項2】 電源手段の直流電源電圧を定電圧回路手
    段へ供給する請求項1記載の電力増幅器。
JP9346036A 1997-12-16 1997-12-16 電力増幅器 Pending JPH11177349A (ja)

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US09/208,419 US6172568B1 (en) 1997-12-16 1998-12-10 Power amplifier
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GB2332579B (en) 2002-08-14
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GB2332579A8 (en) 1999-10-14
US6172568B1 (en) 2001-01-09
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GB2332579A (en) 1999-06-23

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