JPH1168482A - 電力増幅器 - Google Patents

電力増幅器

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JPH1168482A
JPH1168482A JP9241674A JP24167497A JPH1168482A JP H1168482 A JPH1168482 A JP H1168482A JP 9241674 A JP9241674 A JP 9241674A JP 24167497 A JP24167497 A JP 24167497A JP H1168482 A JPH1168482 A JP H1168482A
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JP
Japan
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current
voltage
output
amplifier
resistor
Prior art date
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Pending
Application number
JP9241674A
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English (en)
Inventor
Kazuaki Honda
一晃 本田
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TAKASAGO SEISAKUSHO KK
Takasago Ltd
Original Assignee
TAKASAGO SEISAKUSHO KK
Takasago Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 増幅器の並列接続数に対して伝達関数の変化
しない工夫をして、並列接続を容易にし、安定な動作を
可能にする。 【解決手段】 制御増幅素子3と4にそれぞれ同一の値
の電流検出抵抗7,8を直列に接続し、増幅素子に流れ
た電流に比例した電圧を得る。一方、負荷抵抗21の出
力電圧を定電圧化する目的の帰還増幅器17の出力が抵
抗15,16をエミッタ抵抗としてエミッタ・ホロワの
トランジスタ12と11に加えられる、それぞれのエミ
ッタ抵抗値を等しくするとトランジスタ11,12には
同一の値を持つ電流が流れ、電流制御抵抗9,10にも
同じ電流が流れる、この結果制御素子3,4にも同じ電
流が流れる。しかも、帰還増幅器17の出力段以降の回
路は全く等価であり、伝達関数も等しく並列接続しても
この特性が変ることはない。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は交流または直流の増
幅器であり、任意に並列接続でき、しかも並列個数に関
係なく安定な動作を保証することを特徴として、電気信
号の増幅を必要とするすべての技術分野に属する。
【0002】
【従来の技術】電力増幅器を複数個並列接続する場合、
それぞれの電力増幅器の出力電流がバランスするように
直流では
【図−1】の回路を採用し、交流では
【図−2】に示すようなマスタ・スレーブ方式が採用さ
れていた。この方法は、マスタ増幅器とスレーブ増幅器
それぞれの出力回路に
【図−1】では7と8の抵抗を
【図−2】では10と11の抵抗を電流検出用直列抵抗
として設け、マスタとスレーブそれぞれの電流検出抵抗
の電圧差を電流用帰還増幅器5で増幅し、この出力でス
レーブ増幅器を駆動する方法によって電流バランスを保
つ方法が取られていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来の方法は、電流用
帰還増幅器の周波数特性によって、スレーブ側の電流制
御に遅れを生じる欠点があり、マスタ単体の動作の場合
と、マスタ・スレーブ動作の場合では電力増幅器の伝達
関数が異なり、並列接続した状態で安定な動作を実現す
るには、並列個数の数を変更するたびにフイードバック
・ループの位相補償回路も変更する必要が生じる欠点が
あった。さらに並列接続した場合、電流検出抵抗端から
並列接続された出力端までの寄生抵抗や寄生インダクタ
ンスによって電流バランスが崩れたり、伝達関数が変化
する欠点もあった。この問題は並列個数を増加させて出
力電力を任意に増加しようと意図する場合、実用面にお
いて大きな障害になっていた。この欠点を解決し、増幅
器を任意に並列接続した場合、位相補償回路などの定数
の変更を必要としない増幅器が求められていた。
【0004】
【問題を解決するための手段】この問題を解決する手段
として、直流出力では図−3、交流出力では図−4に示
す回路を採用した。まず、直流出力を目的とする図−3
では、それぞれの増幅素子3と4に電流検出抵抗として
それぞれ同一の値をもつ抵抗7,8を直列に接続し、増
幅素子に流れた電流に比例した電圧を得る。一方、負荷
抵抗21の端子電圧は出力電圧となり、電圧検出抵抗1
8,19によって分圧されて基準電圧20と比較され、
この電圧差を帰還増幅器17に加える。帰還増幅器の出
力はトランジスタ11と12に加えられる。この結果、
それぞれのトランジスタのエミッタ抵抗15または16
には帰還増幅器の出力にほぼ等しい電圧が加わり、抵抗
15と16をには等しい電流が流れ、この結果トランジ
スタ11,12のコレクタ電流も等しくなる。ここで、
バイアス電圧13,15と抵抗9と10の値を等しくす
ると、電流制御抵抗9と10の端子電圧は等しくなる。
バイアス電圧は電流制制御用抵抗9または10が電流検
出抵抗7,8の他の一方と共通の場合は不要となる。
【0005】交流を出力をする場合は図−4に示すよう
に正方向の電圧を出力する増幅素子19と電流検出抵抗
21と負方向の電圧を出力する制御素子20と電流検出
抵抗22をもうけ、それぞれの電流検出抵抗の端子電圧
と電流制御抵抗13または14の端子電圧の和を局部帰
還器17および18に加える。一方、出力電圧である負
荷抵抗25の端子電圧は分圧抵抗器3と2で分圧され、
入力電圧1と比較され帰還増幅器4に加えられる。帰還
増幅器の出力はトランジスタ7,8のエミッタ・ベース
電圧と等しいバイアス電圧5,6を加えてトランジスタ
7,8に加えられる。この方法によって、エミッタ抵抗
16の電圧は帰還増幅器の出力電圧と等しくなる。帰還
増幅器4の出力電圧が正の場合はトランジスタ7のコレ
クタ電流はトランジスタ9,10のカーレント・ミラー
回路を通じて電流制御抵抗13に加えられる。さらに、
帰還増幅器の出力電圧が負の場合はトランジスタ8のコ
レクタ電流はそのまま電流制御抵抗14に加える。出力
電圧は位相補償素子15を通してエミッタ抵抗16に加
える。 並列接続する場合は、図−4点線内と同一のブ
ロック26をもうけ、出力回路と帰還増幅器4の出力を
並列接続する。図3、図−4では帰還増幅器を定電圧と
して使用した例を示したが、定電流電源としてもそのま
ま利用が可能である。
【0006】
【作用】図3の直流回路から説明すると出力電圧を定電
圧化する目的の帰還増幅器17の出力が抵抗15,16
をエミッタ抵抗としてエミッタ・ホロワのトランジスタ
12と11に加えられる、それぞれのエミッタ抵抗値を
等しくするとトランジスタ11,12には同一の値を持
つ電流が流れ、電流制御抵抗9,10にも同じ電流が流
れる、この結果制御素子3,4にも同じ電流が流れる。
しかも、帰還増幅器17の出力段以降の回路は全く等価
であり、伝達関数も等しく並列接続してもこの特性が変
わることはない。
【0007】次に、図−4の交流出力では、帰還増幅器
の出力に比例する電流がエミッタ抵抗に流れると、帰還
増幅器の出力電圧の極性に応じてこの電流に比例した電
流が交互にトランジスタ7と8にコレクタ電流として流
れる。この電流は帰還増幅器の出力電圧が正の場合はト
ランジスタ9,10のカーレントミラー回路の作用で電
流制御抵抗13に流れ、帰還増幅器の出力電圧が負の場
合はそのまま電流制御抵抗14に流れる。局部帰還増幅
器17、18はそれぞれの電流検出抵抗器の電圧と電流
制御抵抗器の電圧が等しくなるように制御素子19、2
0を制御するので、負荷抵抗を流れる電流は帰還増幅器
4の出力電圧に正確に比例するようになる。したがっ
て、図−4の点線内の回路を1ブロックとし、全く同じ
回路で構成される増幅器ブロック26を並列接続しても
全く同じように出力電流が制御される。したがってこの
ブロック数を任意に並列接続し、さらに大きな電流を出
力することができる。電力増幅器を定電流として使用し
た場合、従来のマスタ・スレーブ方式では負荷のインピ
ーダンスによって増幅器の利得が変化する。負荷開放な
どでは、この利得が大きくなって位相余裕がなくなり、
応答が不安定になったり発振を起こすこともあった。
【0008】
【発明の効果】かくして、電力増幅器を並列にすること
が容易となり、並列個数を増やして任意に出力電力を増
加することができる。出力電力を増加させるために並列
個数を変更してもフイードバック系の伝達関数が変化す
ることがなく、常に安定で最適な応答特性を得ることが
できる。さらに、従来のマスタ・スレーブ方式では、増
幅器の出力端子から並列接続点までの配線の抵抗値に差
があると、このわずかな抵抗の差でそれぞれの制御素子
に流れる電流のバランスが大きく崩れる問題があった
が。本発明では電流制御用抵抗を電流源で駆動するため
配線の電圧降下の影響を無視することが可能となり従来
の欠点を除くことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図−1】従来のマスター・スレーブ方式の直流定電圧
電源の回路略図である。1、2は電源、3、4は制御素
子、5は電流バランス用帰還増幅器、6は定電圧用帰還
増幅器、7、8は電流検出用直列抵抗器、9は定電圧用
基準電圧10、11は定電圧用分圧抵抗器、12は負荷
である。
【図−2】従来のマスター・スレーブ方式の交流定電圧
電源の回路略図である。1は基準交流電圧、2、3は定
電圧用分圧抵抗器、6、7、8、9は制御素子、10、
11は直列電流検出抵抗器12、13、14、15は動
作用電源16は負荷である。
【図−3】本発明による定電圧電源の回路略図である。
1、2は電源、3、4は制御素子、5、6は局部帰還増
幅器、7、8は電流検出用直列抵抗器、9、10は電流
制御用抵抗器、11、12は電流源発生用トランジス
タ、13、14はバイアス電源、15、16は同トラン
ジスタのエミッタ抵抗である。17は定電圧用帰還増幅
器18、19は定電圧用分圧抵抗器、20は定電圧用基
準電源、21は負荷である。
【図−4】本発明による交流定電圧電源の回路略図であ
る。1は基準交流電源、2、3は定電圧用分圧抵抗器、
4は帰還増幅器、5、6はバイアス電圧、7、8は電流
源発生用トランジスタ、15は同トランジスタのエミッ
タ抵抗器、9、10はカーレントミラー用トランジス
タ、11、12は同トランジスタのエミッタ抵抗器、1
3、14は電流制御用抵抗器15は系の安定化のための
位相補償回路、16はトランジスタ7、8のエミッタ抵
抗器、17、18は局部帰還増幅器、19、20は制御
素子、21、22は電流検出用直列抵抗器、23、24
は動作電源、25は負荷、26は上段の点線内の回路と
全く同じ構成の回路である。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 増幅素子に直列接続された電流検出抵抗
    を持つ増幅素子を終段増幅素子として、この増幅素子の
    出力する出力電圧値または出力電流値の基準からの誤差
    を帰還増幅器で増幅し、この帰還増幅器の出力で増幅素
    子を制御して出力電圧や電流を安定化する増幅器におい
    て、出力電圧または出力電流を安定化するたための帰還
    増幅器の出力をエミッタ・ホロワのコレクタ電流を利用
    したり、カーレントミラー回路などの方法によつて帰還
    増幅器の出力を電流源に変換し、この電流源の電流を電
    流検出抵抗の一端と直接またはバイアス電源を通して共
    有する抵抗に移して電圧を発生させ、この抵抗の端子電
    圧と終段増幅素子と直列に接続された電流検出抵抗の端
    子電圧の差を局部的に設けた局部帰還増幅器に加え、こ
    の局部帰増幅器の出力を終段電力増幅素子の入力に加え
    た増幅器。
  2. 【請求項2】 出力電圧を正と負両方向に出力する増幅
    素子をもうけ、正と負それぞれの増幅素子に直列に電流
    検出用抵抗をもうけ、請求項1と同じ方法でそれぞれの
    制御素子を制御した電力増幅器。
  3. 【請求項3】 請求項1または2の方法を採用した電力
    増幅器において、増幅素子と直列に接続された電流検出
    用抵抗と、この電流検出抵抗の一端を共有する抵抗また
    はバイアス電源と直列接続された電流制御用抵抗をもう
    け、電流検出抵抗の電圧と電流制御用抵抗の電圧または
    さらにバイアス電圧を加えた抵抗の電圧差を局部帰還増
    幅器に加えて増幅素子の電流を制御する電力増幅器にお
    いて、電流制御抵抗に流れる電流を電圧制御電流源で制
    御するようにした回路を1ブロックとし、同一ブロック
    の出力を並列接続し、同時に電圧制御電流源の電圧入力
    を共通にして電圧制御電流源の制御電圧を電力増幅器の
    出力電圧または出力電流を安定化させる目的の帰還増幅
    器の出力電圧とした電力増幅器。
JP9241674A 1997-08-25 1997-08-25 電力増幅器 Pending JPH1168482A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106124968A (zh) * 2016-08-22 2016-11-16 中国计量科学研究院 一种功率放大器并联调试装置及方法

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