JPS58114510A - Power amplifier - Google Patents

Power amplifier

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JPS58114510A
JPS58114510A JP56210597A JP21059781A JPS58114510A JP S58114510 A JPS58114510 A JP S58114510A JP 56210597 A JP56210597 A JP 56210597A JP 21059781 A JP21059781 A JP 21059781A JP S58114510 A JPS58114510 A JP S58114510A
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power supply
bias
transistor
voltage
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JP56210597A
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Masaru Ida
井田 優
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Nippon Gakki Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To reduce the distortion factor and to expand the dynamic range, by providing a bias control means and a power supply voltage control means and controlling the bias and the power supply voltage of a power amplifier means together based on the signal to be amplified. CONSTITUTION:A signal level detection circuit 9 outputs detected signals to a bias control circuit 10 and a power supply voltage control circuit 11. When a signal level is low, the circuit 10 controls a bias circuit 4 so as to bias transistors (TRs)1a, 1b to class A(or AB). The circuit sets off switch circuits 8a, 8b to decrease the power supply voltage. Further, when the signal level is high, the circuit 10 controls the circuit 4 so as to bias the TRs 1a, 1b to class B. Simultaneously, the circuit 11 closes the circuits 8a, 8b and increases the power supply voltage.

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、小信号増幅時に2ける低ひずみ率と、大信
号増幅時における高効率さとを兼ね備えた電力増幅器に
関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a power amplifier that has both a low distortion factor of 2 when amplifying small signals and high efficiency when amplifying large signals.

A級増幅器は、ひすみ率が極めて低いといり利点をMし
ているから、これをオーディオ用の′醒力棺幅益として
用いれば極めて良好な音質を得ることができる。しかし
ながらA級増幅器はその動作原理から、極めて電力効率
が悪いという欠点を有しており、このため^出力化が困
翔である。
A class A amplifier has the advantage of having an extremely low distortion factor, so if it is used as an audio amplifier, extremely good sound quality can be obtained. However, due to its operating principle, class A amplifiers have the disadvantage of extremely low power efficiency, which makes it difficult to convert them into output.

従来、A級増幅器が持つ前記オリ点を生かすと共に前記
欠点を克服するようにした電力増幅器としては、マニュ
アルスイッチの切換操作によって入数動作とB級動作と
を選択し得るようにしたものが知られている。すなわち
この電力増幅器は、前記マニュアルスイッチを一方の切
換位置に設定すると、を力増幅段のバイアス甘が増加さ
れてA級動作が選択されると共に同電力増幅段に供給さ
れる電源電圧が低下されて損失が過大となるのを防止し
、一方前記マニュアルスイッチが他方の切換位置に設定
された場合はバイアス製が減少されてB級動作が選択さ
れると共に電源電圧が増加されて高m力が得られるよう
にしたものである。しかしながらこのような電力増幅器
は、A級動作が選択されると、上述したように電源゛電
圧が低下されるから、B級動作が選択されている場合よ
りも最大信号レベルが小さい信号しか増幅し得なくなる
(すなわちダイナミックレンジが狭くなる)とい9問題
があった。
Conventionally, as a power amplifier that takes advantage of the above-mentioned advantages of a class-A amplifier and overcomes the above-mentioned drawbacks, there is a known power amplifier in which input operation and class-B operation can be selected by switching a manual switch. It is being That is, in this power amplifier, when the manual switch is set to one of the switching positions, the bias sweetness of the power amplification stage is increased, class A operation is selected, and the power supply voltage supplied to the power amplification stage is decreased. On the other hand, when the manual switch is set to the other switching position, the bias voltage is decreased and class B operation is selected, and the supply voltage is increased to increase the power. It was made so that it could be obtained. However, in such a power amplifier, when class A operation is selected, the power supply voltage is lowered as described above, so that only a signal with a lower maximum signal level can be amplified than when class B operation is selected. There were 9 problems in which the dynamic range became narrower (that is, the dynamic range became narrower).

一方、近年オーディオ用倹器のディジタル化が通み、低
ひずみ率と広いダイナミックレンジとを両立し得る電力
増幅器の実現が強く望まれている。
On the other hand, in recent years, digitalization of audio amplifiers has become commonplace, and there is a strong desire to realize a power amplifier that can achieve both low distortion and a wide dynamic range.

この発明は、以上の諸事情に鑑み小信号に対する低ひず
み率を確保したまま大信号を効率よ〈増幅し得る電力増
幅器を提供することを目的としてなされたもので、増幅
すべき信号の信号レベルに基づいて、同信号レベルが小
さい時は電力増幅段のバイアス量が増加されて歪が低減
されると共に、電源電圧が減少されて損失が低下され、
一方前記信号レベルが大きい時には同電力増幅段のバイ
アス量が減少されると共に電源電圧が増加されて効率の
よい増幅作用が行なわれるようにしたものである。
In view of the above circumstances, the present invention was made with the purpose of providing a power amplifier that can efficiently amplify large signals while ensuring a low distortion rate for small signals. Based on this, when the signal level is low, the bias amount of the power amplification stage is increased to reduce distortion, and the power supply voltage is decreased to reduce loss.
On the other hand, when the signal level is high, the bias amount of the power amplification stage is reduced and the power supply voltage is increased, so that efficient amplification can be performed.

以下、Ωの発明による電力増幅器の実施例を図り 而を参照して詳細に説明する。The following is an example of the power amplifier invented by Ω. This will be explained in detail with reference to the following.

第1図はこの発明による″電力増幅器の一実施例(3) の構成を示す回路図である。この図において、NPNト
ランジスタ1a、2よびPNPトランジスタ1bは、こ
の電力jv@器の′電力増幅段を構成するトランジスタ
であり、これらトランジスタla、lbの各エミッタ抵
抗2a、2bは共通接続されて出力端子3に接続され、
これらトランジスタla、Ibの両ベース間には、これ
らトランジスタ1a、1bに等量のバイアス電流工、を
流すためのバイアス回路(例えば足電圧回路)4が介挿
されている。このバイアス回路4は、前記バイアス電流
工、を、後述するバイアス制御回路10(バイアス制御
手段)の出力に応じて、トランジスタ1a、1bがA級
(あるいは超級)にバイアスされる大きな値より1% 
またはこれらトランジスタla、lbがB級にバイアス
される小さな値より2に切り換え得るように構成されて
いる。
FIG. 1 is a circuit diagram showing the configuration of an embodiment (3) of a power amplifier according to the present invention. The emitter resistors 2a and 2b of these transistors la and lb are commonly connected to the output terminal 3,
A bias circuit (for example, a foot voltage circuit) 4 is inserted between the bases of these transistors la and Ib to flow an equal amount of bias current to these transistors 1a and 1b. This bias circuit 4 adjusts the bias current by 1% from a large value at which the transistors 1a and 1b are biased to class A (or super class) according to the output of a bias control circuit 10 (bias control means) to be described later.
Alternatively, these transistors la and lb are configured so that they can be switched from a small value of 2 to be biased to class B.

次に、部列接続された電源5a(電圧E、)と電源6a
(電圧E2)とは、前記トランジスタ1aのコレクタへ
正の電源寛圧十Bを供給するための電源であり、電源5
aの負側端子は接地され、′P48L源(4) 5aの正11Ill端子と電源6aの負側端子との接続
点はダイオード7aを順方向に介してトランジスタ1a
のコレクタに接続され、t@l61Lの正側端子はスイ
ッチ回路sat介してトランジスタ1aのコレクタに接
続されている。
Next, the power supply 5a (voltage E,) and the power supply 6a connected in series are
(Voltage E2) is a power supply for supplying a positive power supply tolerance voltage of 1 B to the collector of the transistor 1a, and the power supply 5
The negative side terminal of a is grounded, and the connection point between the positive 11Ill terminal of the 'P48L source (4) 5a and the negative side terminal of the power supply 6a is connected to the transistor 1a through a diode 7a in the forward direction.
The positive terminal of t@l61L is connected to the collector of the transistor 1a via the switch circuit sat.

一方、直列接続された電源5b(電圧E1)、電源6b
(’[圧E2)は、トランジスタ1bのコレクタへ負の
′#11源電圧−Bを供給するための電源であり、電源
5bの正側端子は接地され、電源5bの負側端子と電源
6bの正側端子との接続点はダイオード7bを逆方向に
介してトランジスタ1bのコレクタに接続され、電源6
bの負側端子はスイッチ回路8bを介してトランジスタ
1bのコレクタに接続されている。信号レベル検出回路
9は、  、前記出力端子3に得られる出力信号の電圧
e。の絶対値が、′旺圧1n1J:りも僅かに小さく設
定された所定レベルより犬である時と、前記電圧θ。の
絶対値が前記所定レベル以下に低下した後の所定時間内
とにおいて検出信号を出力するように構成されている。
On the other hand, the power supply 5b (voltage E1) and the power supply 6b are connected in series.
('[pressure E2) is a power supply for supplying negative '#11 source voltage -B to the collector of the transistor 1b, the positive terminal of the power supply 5b is grounded, and the negative terminal of the power supply 5b and the power supply 6b The connection point with the positive side terminal of is connected to the collector of the transistor 1b through the diode 7b in the opposite direction, and
The negative terminal of transistor 1b is connected to the collector of transistor 1b via switch circuit 8b. The signal level detection circuit 9 detects the voltage e of the output signal obtained at the output terminal 3. When the absolute value of the voltage θ is less than a predetermined level set slightly smaller than the voltage θ. The detection signal is output within a predetermined period of time after the absolute value of the detection signal falls below the predetermined level.

この信号レベル検出回路9から出力される検出信号はバ
イアス制御回路10と、電源電圧切換回路11(Ilf
f、源篭圧切換手段)とへ各々供給されている。バイア
ス制御回路10は、前記バイアス回路4を、前記検出信
号が供給されていない場曾は、トランジスタla、lb
がA級(あるいはAB級)にバイアスされるように、す
なわちバイアス電流よりが値より1となるように制御し
、前記検出信号が供給されている場合は、トランジスタ
la、lbがB級にバイアスされるように、すなわちバ
イアス電流よりが値より2となるように制御する回路で
ある。また電源電圧切換回路11は、前記信号レベル検
出回路9から検出信号が供給されていなければスイッチ
回路8a、8bを共に開状態にし、一方間検出信号が供
給されていればスイッチ回路8a、8bを共に閉状態に
する回路である。なお端子12は前i己出力端子3に対
応する接地端子である。
The detection signal output from the signal level detection circuit 9 is sent to the bias control circuit 10 and the power supply voltage switching circuit 11 (Ilf
f, source pressure switching means). The bias control circuit 10 controls the bias circuit 4 by controlling the transistors la and lb when the detection signal is not supplied.
is biased to class A (or class AB), that is, the bias current is controlled to be 1 greater than the value, and when the detection signal is supplied, transistors la and lb are biased to class B. This is a circuit that controls the bias current so that the value becomes 2. Further, the power supply voltage switching circuit 11 opens both the switch circuits 8a and 8b if the detection signal is not supplied from the signal level detection circuit 9, and opens the switch circuits 8a and 8b if the detection signal is supplied between them. Both circuits are closed. Note that the terminal 12 is a ground terminal corresponding to the previous output terminal 3.

次に、以上の構成におけるこの電力増幅器の動作を説明
すると、第2図に示すタイムチャートに2ける時刻t1
以前のように、電圧e。の絶対値が電圧町に対応する所
定レベル以下の場合、すなわち小信号増幅時の場合、信
号レベル検出回路9は検出信号を出力しない。したがっ
てこの:l!j甘、電源血圧切換回路11はスイッチ回
路8a、8bを閉状態にするから、電圧十B、−Bとし
ては、電源5a、5bの電圧+−、−に1がダイオード
7 a。
Next, to explain the operation of this power amplifier with the above configuration, time t1 at 2 in the time chart shown in FIG.
As before, the voltage e. When the absolute value of is below a predetermined level corresponding to the voltage range, that is, when a small signal is amplified, the signal level detection circuit 9 does not output a detection signal. Therefore this:l! Since the power supply blood pressure switching circuit 11 closes the switch circuits 8a and 8b, the voltages 1B and -B are 1 for the voltages +- and - of the power supplies 5a and 5b, respectively, and the diode 7a.

7bを各々介して供給される(第2図の(イ)参照)。7b (see (a) in FIG. 2).

またこの場合、バイアス制御回路10は、ノくイアス回
路4をバイアス電流よりが値より1になるように制御す
る。このように、時刻t1以前においてはトランジスタ
la、lbはA級動作を行なうようにバイアスされると
共に、電圧十B、−Bとしては電圧十K1、−Elが供
給される。次に、時刻t1において電圧e。の絶対値が
前記所定レベルを越えた場合、信号レベル検出回路9は
検出信号を出力するようになる。したがってこの場合、
電源電圧切換回路11はスイッチ回路8a、gbを閉状
態に移行させ、この結果、電圧十B、−Bとしては電圧
+(E1+冗2) 、(ml+ ”2)が供給されるよ
うになる。なおこの時、ダイオード7&、7bは逆バイ
アス状態となる。またこの場合、バイアス制御回路10
は、バイアス電流よりを値より2(より2〈より1)に
切り換える。このように時刻1.においては、トランジ
スタla、lbはB線動作を行なりよう゛にバイアスが
切り′換えられると共に、電圧十B、 −Eは各々増加
される。次に、時刻t2において、電圧e。の絶対値が
前記所定レベル以下に減少した場合、信号レベル検出回
路9は、この時刻ちから期間T□経過した時刻t3にお
いて検出信号を出力しなくなる。したがってこの場合、
スイッチ回路8a、8bは時刻t3において閉状態から
開状態に移行し、この結果、電圧十B、−Bは、十(馬
子E2) 、(E、十E2)から+E1、−Σ1へ各々
減少される。またこの時、バイアス′醒流よりは値より
2から値より1へ増加される。このように、時刻t3に
νいては、トランジスタla、lbは3級バイアス状態
からA級バイアス状態に移行され、また十B、−Bは各
々減少される。なお前記期間T1は、電圧θ。が頻繁に
増減した時バイアス電流より、電圧十B、−Bか頻繁に
増減されるのを防止するために設けられている。以後全
く同様の動作に従って、電圧十B、−Bおよびバイアス
電流よりは、電圧e。の絶対値の増減に応じて増減され
る。
In this case, the bias control circuit 10 controls the bias circuit 4 so that the bias current becomes 1. In this manner, before time t1, transistors la and lb are biased to perform class A operation, and voltages 1K1 and -El are supplied as voltages 1B and -B. Next, at time t1, the voltage e. When the absolute value of exceeds the predetermined level, the signal level detection circuit 9 outputs a detection signal. Therefore in this case,
The power supply voltage switching circuit 11 closes the switch circuits 8a and 8gb, and as a result, the voltages +(E1+2) and (ml+"2) are supplied as the voltages 1B and -B. Note that at this time, the diodes 7&, 7b are in a reverse bias state.In addition, in this case, the bias control circuit 10
switches the bias current to 2 (more than 2 < more than 1). In this way, time 1. In this case, the biases of transistors la and lb are switched to perform B-line operation, and voltages 1B and -E are respectively increased. Next, at time t2, the voltage e. When the absolute value of the signal level detecting circuit 9 decreases below the predetermined level, the signal level detection circuit 9 stops outputting a detection signal at time t3 when a period T□ has elapsed from this time. Therefore in this case,
The switch circuits 8a and 8b transition from the closed state to the open state at time t3, and as a result, the voltages 10B and -B are decreased from 0 (Umako E2) and (E, 10E2) to +E1 and -Σ1, respectively. Ru. Also, at this time, the bias is increased from a value of 2 to a value of 1 for the current. In this way, at time t3, transistors la and lb are transferred from the class 3 bias state to the class A bias state, and 1B and -B are respectively decreased. Note that the period T1 is a voltage θ. This is provided to prevent the voltage from being increased or decreased more frequently than the bias current when the voltage is increased or decreased frequently. Thereafter, according to exactly the same operation, the voltage e is changed from the voltages 1B and -B and the bias current. It is increased or decreased according to the increase or decrease in the absolute value of.

このように、この実施例によれば増幅すべき信号の信号
レベルが小さければ、電力増幅段をA級にバイアスさせ
ると共に電源電圧を減少させ、また増幅すべき信号の信
号レベルが大きければ電力増幅段をB級にバイアスさせ
ると共に電源電圧を増加させることができる。なお、上
記実施例においては、バイアス電流よりが切り換わるタ
イミングと、電圧十B、−Bが切り換わるタイミングと
を同一のタイミングとして説明したが、バイアス電流よ
りの切り換えタイミングは、バイアス電流よりが増加さ
れている状態において電圧十B。
In this way, according to this embodiment, if the signal level of the signal to be amplified is small, the power amplification stage is biased to class A and the power supply voltage is reduced, and if the signal level of the signal to be amplified is large, the power amplification stage is The power supply voltage can be increased while biasing the stage to class B. In addition, in the above embodiment, the timing at which the bias current is switched and the timing at which the voltages 10B and -B are switched are explained as being the same timing, but the timing at which the bias current is switched is the same as the timing at which the bias current is switched. The voltage is 10B in the current state.

−Bは必ず減少されているという条件を満していれば、
任意に変更してもよい。例えば第2図の(ハ)に示すバ
イアス電流よりの切り換えタイミングのように、バイア
ス電流よりが増加されるタイミングを、電圧十B、−B
が減少されるタイミングより期間T2fつ後方にずらし
てもよい。また前記実施例においてはバイアス電流より
を、トランジスタla、lbがA級動作を行なうか、ま
たはB線動作を行なうかのどちらかに切り換えるものと
して説明したが、このバイアス電流を、トランジスタ1
&、1bが、AB級動作とB線動作のどちらかを行なう
ように切り換えるか、またはA級動作とAE級動作のど
ちらかを行なうように切り換えるか、または完全に動作
モードを切り換えずに単に増減させるようにしてもよい
-If the condition that B is always decreased is satisfied, then
It may be changed arbitrarily. For example, as shown in FIG.
may be shifted back by a period T2f from the timing at which is decreased. Furthermore, in the above embodiment, the bias current was explained as switching between transistors la and lb to perform class A operation or B line operation.
&, 1b can be switched to perform either Class AB or B-line operation, or Class A or Class AE operation, or can simply be switched without completely switching modes of operation. It may be increased or decreased.

次に、第3図は、この発明による電力増幅器の一具体例
を示す回路図であり、この図において、第1図の各部に
対応する部分には同一符号を付し。
Next, FIG. 3 is a circuit diagram showing a specific example of a power amplifier according to the present invention, and in this figure, parts corresponding to those in FIG. 1 are given the same reference numerals.

てその説明を省略する。第3図において、信号レベル検
出回路9は、出力端子3における出力信号の電圧θ。を
、同電圧θ。の絶対値1eo+に変換して出力する絶対
値回路13と、この絶対値回路13の出力1 eolを
基準電圧Vrと比較し、IQoI≧Vrならハイレベル
信号を出力し、l eel < v rなら接地レベル
信号を出力する比s2器14と、この比較器14の出力
端子と)I P N )ランジスタ15のベースとの間
に順次直列に接続された抵抗16〜18と、抵抗16.
17に並列に接続されたダイオード19と、抵抗16.
17の接続点と接地点との間に接続されたコンデンサ2
0と、トランジスタ15のコレクタにベースが接続され
たPNPトランジスタ21等からなるもので、l e 
o l (Vrであればトランジスタ21のコレクタ電
圧が接地レベルとなり、1θ。1≧Vrであればトラン
ジスタ21のコレクタ電圧がハイレベルとなり、またl
θ。1≧Vrなる状態から1eol(Vrに移行した−
ま1抵抗16〜18の抵抗値とコンデンサ20の容量と
によって決まる時間T1が経過するとトランジスタ21
のコレクタ電圧がハイレベルから接地レベルへ移行する
ようになっている。電源電圧切換回路11は、前記トラ
ンジスタ21のコレクタ電流によって駆動されるNPN
)ランジスタ22と、このトランジスタ22のエミッタ
電流によって駆動されるPIP )ランラスタ23等か
らなるもので、前記トランジスタ21のコレクタ電圧が
ハイレベルであればPIPトランジスタ8&(U) ↓・よびNPN )ランジスタ8bを導通させ、トラン
ジスタ21のコレクタ電圧が接地レベルであればトラン
ジスタ8a、8bを非導通状態にするものである。なり
、トランジスタga、gbは第1図に示したスイッチ回
路8IL18bに各々対応する。バイアス制御回路10
は、電源6aの正側端子とトランジスタ1aのコレクタ
との間に電位差が発生すると、すなわちトランジスタ8
aが非導通状であると導通し、電源6aの正側端子とト
ランジスタ1aのコレクタとの間に電位差が発生しない
と、すなわち、トランジスタ8aが導通すると非導通状
態になるPNP)ランジスタ24と、トランジスタ24
のコレクタ電圧流により駆動されるNPN トランジス
タ25と、トランジスタ25のコレクタ電圧がハイレベ
ルであると導通し、同トランジスタ25のコレクタ電圧
が接地レベルであると非導通状態になるNPN)ランラ
スタ26等からなるもので、トランジスタ8ILが導通
するとトランジスタ26が導通し、トランジスタ8aが
非導通状態になるとトランジスタ26が非導通(12) 状態になるようになっている。バイアス回路4は、PN
P)ランジスタ27と、このトランジスタ27のエミッ
タとコレクタとの間に順次直列に接続された抵抗28〜
30とからなる定電圧回路であり、トランジスタ27の
エミッタは定電流源31の出力端子に接続されると共に
、トランジスタ1&をドライブするNPN )ランジス
タ321Lのベ一に接続され、またトランジスタ27の
コレクタは、NPNトランジスタ33、抵抗34を順次
介して電源6bの負側端子に接続されると共にトランジ
スタ1bをドライブするPNP)ランジスタ32bのベ
ースに接続されている。このバイアス回路4は、前記ト
ランジスタ26が導通するとトランジスタ27のコレク
タ・エミッタ間電圧が減少してトランジスタla、lb
のバイアス電流よりを減少させ、一方トランジスタ26
が非導通状態になるとトランジスタ27のコレクタ・エ
ミッタ間電圧が増加して前記バイアス電流よりを増加さ
せる。
Therefore, the explanation will be omitted. In FIG. 3, the signal level detection circuit 9 detects the voltage θ of the output signal at the output terminal 3. , the same voltage θ. An absolute value circuit 13 converts the absolute value 1eo+ and outputs it, and compares the output 1eol of this absolute value circuit 13 with the reference voltage Vr, and if IQoI≧Vr, outputs a high level signal, and if l eel < v r A ratio s2 device 14 that outputs a ground level signal, resistors 16 to 18 connected in series between the output terminal of this comparator 14 and the base of a transistor 15), and a resistor 16.
A diode 19 connected in parallel with 17 and a resistor 16.
Capacitor 2 connected between the connection point of 17 and the ground point
0 and a PNP transistor 21 whose base is connected to the collector of the transistor 15.
o l (If Vr, the collector voltage of the transistor 21 becomes the ground level, 1θ. If 1≧Vr, the collector voltage of the transistor 21 becomes the high level, and l
θ. From the state of 1≧Vr to 1eol (transitioned to Vr-
When the time T1 determined by the resistance values of the resistors 16 to 18 and the capacitance of the capacitor 20 has elapsed, the transistor 21
The collector voltage of the circuit shifts from high level to ground level. The power supply voltage switching circuit 11 is an NPN driven by the collector current of the transistor 21.
) A transistor 22 and a PIP driven by the emitter current of this transistor 22) A run raster 23, etc., and if the collector voltage of the transistor 21 is at a high level, the PIP transistor 8 & (U) ↓・and NPN) transistor 8b is made conductive, and when the collector voltage of transistor 21 is at ground level, transistors 8a and 8b are made non-conductive. Thus, transistors ga and gb each correspond to the switch circuit 8IL18b shown in FIG. Bias control circuit 10
When a potential difference occurs between the positive terminal of the power supply 6a and the collector of the transistor 1a, that is, the transistor 8
A PNP transistor 24 is conductive when a is non-conductive, and becomes non-conductive when no potential difference occurs between the positive terminal of the power supply 6a and the collector of the transistor 1a, that is, when the transistor 8a is conductive; transistor 24
The NPN transistor 25 is driven by the collector voltage flow of the NPN transistor 25, which is conductive when the collector voltage of the transistor 25 is at a high level, and is non-conductive when the collector voltage of the transistor 25 is at the ground level. When the transistor 8IL becomes conductive, the transistor 26 becomes conductive, and when the transistor 8a becomes non-conductive, the transistor 26 becomes non-conductive (12). Bias circuit 4 is PN
P) Resistors 28 to 27 connected in series between the transistor 27 and the emitter and collector of the transistor 27
30, the emitter of the transistor 27 is connected to the output terminal of the constant current source 31, and is also connected to the base of the NPN transistor 321L that drives the transistor 1&, and the collector of the transistor 27 is connected to the output terminal of the constant current source 31. , an NPN transistor 33, and a resistor 34 in order to the negative terminal of a power source 6b, and also to the base of a PNP transistor 32b that drives the transistor 1b. In this bias circuit 4, when the transistor 26 becomes conductive, the collector-emitter voltage of the transistor 27 decreases, and the transistors la, lb
, while transistor 26
When the transistor 27 becomes non-conductive, the collector-emitter voltage of the transistor 27 increases, causing the bias current to increase.

な2、トランジスタ33のベースに接続されている端子
35は、この電力増幅器の入力端子である。
(2) A terminal 35 connected to the base of the transistor 33 is an input terminal of this power amplifier.

(13) しかして、この第3図に示す具体回路によれば、埋1図
に示した実施例と同様の動作を行なわせることができる
(13) According to the specific circuit shown in FIG. 3, the same operation as the embodiment shown in FIG. 1 can be performed.

次に第4図は、この発明による電力増幅器の他の具体例
を示す回路図である。この図において、バイアス制御回
路10は、第5図に示すように、電圧θ。の絶対値が電
圧E1に対応する所定レベルを越えるとバイアス電流よ
りが値より2になるように、また電圧e。の絶対値が前
記所定レベル以下であればバイアス電流よりが値よりK
xB〉より2)になるように、バイアス回路4を制御す
る。また電源電圧制御回路11は、t#6aの正側端子
とトランジスタ8aのベースとの間に介挿された抵抗3
6 &、同ベースと出力端子3との間に介挿されたツェ
ナーダイオード37&(ツェナー電圧Vz)。
Next, FIG. 4 is a circuit diagram showing another specific example of the power amplifier according to the present invention. In this figure, the bias control circuit 10 has a voltage θ as shown in FIG. and voltage e such that when the absolute value of exceeds a predetermined level corresponding to voltage E1, the bias current becomes less than the value 2. If the absolute value of is below the predetermined level, the bias current is higher than the value
The bias circuit 4 is controlled so that xB>2). The power supply voltage control circuit 11 also includes a resistor 3 inserted between the positive terminal of t#6a and the base of the transistor 8a.
6 &, a Zener diode 37 & (Zener voltage Vz) inserted between the base and the output terminal 3.

出力端子3とトランジスタ8bのベースとの間に介挿さ
れたツェナーダイオード37b(ツェナー電圧v” )
 、I”Jベースと電源6bの負側端子との間に介挿さ
れた抵抗36bを各々有してなるもので、電圧e。の絶
対値が電圧−に対応する所定レペ(14) ルを越えると、ツェナー電圧Vzと電圧e。とによって
トランジスタ8a(またはトランジスタB b)が導通
され、これによって電圧+B(または電圧−B)が第5
図の0)に示すように、電圧l e、+Vz lに応じ
て変化されるようになっている。
Zener diode 37b (Zener voltage v”) inserted between the output terminal 3 and the base of the transistor 8b
, I"J base and the negative terminal of the power supply 6b, each having a resistor 36b inserted between the voltage e. and the negative terminal of the power supply 6b. When the Zener voltage Vz and the voltage e.
As shown in 0) in the figure, it is changed according to the voltages le and +Vzl.

しかしてこの第4図に示す具体回路によっても第1図に
示した実施例と同様の効果が得られる。
However, the specific circuit shown in FIG. 4 can also provide the same effect as the embodiment shown in FIG.

なお、以上に説明した実施例および具体例においては、
電圧十B、−Bおよびバイアス電流よりを主としてステ
ップ状に変化させるものとしたが、これら電圧+E、−
Bおよびバイアス笥:流よりを第6図の(イ)、(ロ)
に示すように各々アナログ状に変化させるようにしても
よい。
In addition, in the examples and specific examples described above,
The voltages +E, -B and the bias current were mainly changed in steps, but these voltages +E, -
B and bias drawer: From the flow (a) and (b) in Figure 6
Each may be changed in an analog manner as shown in FIG.

以上の説明から明らかなように、この発明による電力増
幅器によれば、バイアス制御手段と、電源電圧制御手段
とを各々設け、増幅すべき信号に基づいて、増幅すべき
信号の信号レベルが小さい時は電力増幅段のバイアス量
を増加させると共に電源電圧を減少させ、前記信号レベ
ルが大きい時はバイアス量を減少させると共に電源電圧
を増加(15) させるようにしたので、小信号を極めて低いひずみ率で
増幅し得ると共に大信号は極めて高い電力効率で増幅す
ることができ、これによって低ひずみ率と広いダイナミ
ックレンジとを両立させることができる。
As is clear from the above description, according to the power amplifier according to the present invention, bias control means and power supply voltage control means are respectively provided, and based on the signal to be amplified, when the signal level of the signal to be amplified is small, In this method, the bias amount of the power amplification stage is increased and the power supply voltage is decreased, and when the signal level is large, the bias amount is decreased and the power supply voltage is increased. In addition, large signals can be amplified with extremely high power efficiency, thereby achieving both a low distortion rate and a wide dynamic range.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はこの発明の一実施例の構成を示す回路図、第2
図は同実施例の動作を説明するためのタイムチャート、
第3図はこの発明の一具体例な示す回路図、第4図はこ
の発明の他の具体例を示す回路図、第5図は第4図に示
す具体例の動作を説明するためのタイムチャート、第6
図はこの発明におけるバイアス電流、電源電圧の他の制
御方法を示すタイムチャートである。 la、lb・・・・・′電力増幅段(トランジスタ)、
4・・・・・バイアス回路、5”%  5 bs 6 
a)  6 b・・・・・電源、8a18b・・・・・
スイッチ回路、9・・・・・信号レベル検出回路、10
・・・・・バイアス制御手段(バ(16) イアス制御回路)、11・・・・・電源電圧制御手段(
電源電圧制御回路)。 出願人 日本楽器製造株式会社 (17) 第4図 第5図
FIG. 1 is a circuit diagram showing the configuration of an embodiment of the present invention, and FIG.
The figure is a time chart for explaining the operation of the same embodiment.
FIG. 3 is a circuit diagram showing one specific example of this invention, FIG. 4 is a circuit diagram showing another specific example of this invention, and FIG. 5 is a timetable for explaining the operation of the specific example shown in FIG. Chart, No. 6
The figure is a time chart showing another method of controlling bias current and power supply voltage in the present invention. la, lb...'Power amplification stage (transistor),
4...Bias circuit, 5"% 5 bs 6
a) 6 b...Power supply, 8a18b...
Switch circuit, 9...Signal level detection circuit, 10
...Bias control means (bar (16) bias control circuit), 11...Power supply voltage control means (
power supply voltage control circuit). Applicant: Nippon Musical Instruments Manufacturing Co., Ltd. (17) Figure 4 Figure 5

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 増幅すべき信号の信号レベルに基づいて、前記信号レベ
ルが小さい場合は電力増幅段のバイアス量を増加させま
た前記信号レベルが大きい場合は前記バイアス量を減少
させるバイアス制御手段と、前記信号レベルに基づいて
、前記信号レベルが小さい場合は前記゛電力増幅段へ供
給される′電源電圧を減少させ、また前記信号レベルが
大きい場合は前記電源電圧を増加させる電源電圧制御手
段とを具備してなることを%徴とする電力増幅器。
bias control means for increasing the bias amount of the power amplification stage based on the signal level of the signal to be amplified when the signal level is small and decreasing the bias amount when the signal level is large; Based on the above, the power supply voltage control means decreases the power supply voltage supplied to the power amplification stage when the signal level is small, and increases the power supply voltage when the signal level is large. A power amplifier with a characteristic of %.
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