JPS5829619Y2 - class D amplifier - Google Patents
class D amplifierInfo
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- JPS5829619Y2 JPS5829619Y2 JP1976146209U JP14620976U JPS5829619Y2 JP S5829619 Y2 JPS5829619 Y2 JP S5829619Y2 JP 1976146209 U JP1976146209 U JP 1976146209U JP 14620976 U JP14620976 U JP 14620976U JP S5829619 Y2 JPS5829619 Y2 JP S5829619Y2
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Description
【考案の詳細な説明】 本考案は、いわゆるD級増幅器に関するものである。[Detailed explanation of the idea] The present invention relates to a so-called class D amplifier.
一般に、D級増幅器は例えば第1図に示すように構成さ
れ、入力信号と三角波発振器1の出力とを電圧比較器2
で電圧比較することによってPWM(パルス幅変調)波
を作り、これをパルス増幅器3によって電力増幅し、更
にローパスフィルタ4を通して前記PWM波を復調し負
荷5に供給するものである。Generally, a class D amplifier is configured as shown in FIG.
A PWM (Pulse Width Modulation) wave is generated by comparing the voltages at , which is power-amplified by a pulse amplifier 3 , and further demodulated through a low-pass filter 4 and supplied to a load 5 .
この場合、負帰還信号はパルス増幅器3の出力から取り
出すことも考えられるが、このパルス増幅器3の出力に
は増幅された高電圧のパルス成分が含まれているからこ
れがそのまま帰還されてしまい好ましくない。In this case, it is possible to extract the negative feedback signal from the output of the pulse amplifier 3, but since the output of the pulse amplifier 3 contains an amplified high voltage pulse component, this is undesirably fed back as is. .
そこで、第1図のようにローパスフィルタ4からフィー
ドバック素子6を介して帰還するのが一般的であると考
えられる。Therefore, it is thought that it is common to feed back from the low-pass filter 4 via the feedback element 6 as shown in FIG.
また、一般にローパスフィルタとしては第2図に示すよ
うにコイルL□、L2とコンデンサC1C2とを用いた
LC形の集中定数回路が用いられる。Furthermore, as shown in FIG. 2, an LC type lumped constant circuit using coils L□, L2 and a capacitor C1C2 is generally used as a low-pass filter.
そこで、第1図に示したようなり級増幅器であっても入
力信号をパルス幅変調する点剣余げば一般の線形増幅器
と同様に考えることができるので、例えば第3図に示す
ように増幅部を増幅器Aとして表現することができる。Therefore, even a linear class amplifier as shown in Figure 1 can be thought of as a general linear amplifier as long as the input signal is pulse-width modulated. can be expressed as an amplifier A.
このような構成において、必要に応じて増幅器Aの出力
VOAに図示のようにパルスエネルギPを付加して考え
ればよい。In such a configuration, pulse energy P may be added to the output VOA of amplifier A as shown in the figure, if necessary.
また、第3図では以下の説明を簡単にするためにローパ
スフィルタ4をコイルL及びコンデンサCからなるLC
I段構成として示すが、これを多段にした場合について
も実質的にはこの場合とほとんど同様である。In addition, in FIG. 3, in order to simplify the following explanation, the low-pass filter 4 is an LC consisting of a coil L and a capacitor C.
Although shown as an I-stage configuration, a multi-stage configuration is substantially the same as this case.
第3図の構成において、一般によく知られているいわゆ
るナイキスト線図を求めて系の安定性を調べてみる。In the configuration shown in FIG. 3, the stability of the system will be examined by obtaining a generally well-known so-called Nyquist diagram.
すなわち、入力信号電圧をVi、負荷5の抵抗Rいフィ
ードバック素子6による帰還係数をβ、このフィードバ
ック素子6による帰還電圧をvFとし且つ増幅器Aの利
得、ローパスフィルタ4のコイルL及びコンデンサCの
値をそれぞれそのままA、L及びCであられし、入力端
からフィードバック素子6の出力までの開ループ伝達特
性を求めると、
(但し、L 、S=jω)
が得られる。That is, the input signal voltage is Vi, the feedback coefficient by the feedback element 6 with the resistance R of the load 5 is β, the feedback voltage by this feedback element 6 is vF, and the values of the gain of the amplifier A, the coil L of the low-pass filter 4, and the capacitor C. If we let A, L, and C as they are, and find the open loop transfer characteristic from the input end to the output of the feedback element 6, we obtain the following (where L, S=jω).
上式のベクトル軌跡は第4図のようになって、発振はし
ないまでも不安定であり、しかも閉ループ伝達特性はピ
ークを持つことがわかる。The vector locus of the above equation becomes as shown in FIG. 4, and it can be seen that although it does not oscillate, it is unstable, and the closed loop transfer characteristic has a peak.
(2次の伝達関数)本考案は、このような事情に基いて
なされたもので、簡単な構成を用いて安定な負帰還動作
を行ない得るD級増幅器を提供することを目的としてい
る0
以下、図面を参照して本考案の一実施例を説明する。(Second-order transfer function) The present invention was developed based on the above circumstances, and aims to provide a class D amplifier that can perform stable negative feedback operation using a simple configuration. , an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
第5図において第3図と同様の部分には同符号を付して
その詳細な説明は省略する。In FIG. 5, the same parts as in FIG. 3 are given the same reference numerals, and detailed explanation thereof will be omitted.
すなわち、この場合図示のようにローパスフィルタ4の
コンデンサCとアースとの間に抵抗Rを挿入した構成ト
スル。That is, in this case, as shown in the figure, a resistor R is inserted between the capacitor C of the low-pass filter 4 and the ground to create a tossle configuration.
マタ、コの場合も第3図に示したのと同様コイルLとコ
ンデンサCの接点の電圧を帰還している。In the case of the coil L and the capacitor C, the voltage at the contact point between the coil L and the capacitor C is fed back in the same way as shown in FIG.
このように、ローパスフィルタ4のコンデンサCと直列
に抵抗Rを挿入した場合、抵抗Rの抵抗値をそのままR
であられして開ループ伝達特性を求めれば、
が得られる。In this way, when a resistor R is inserted in series with the capacitor C of the low-pass filter 4, the resistance value of the resistor R is changed to R
If we calculate the open-loop transfer characteristic using , we get .
上式によるベクトル軌跡は第6図に示すように(−1,
jo)の点を大きくさげた形となる。The vector locus according to the above equation is (-1,
jo) point is greatly lowered.
従って、このようにした場合、回路は非常に安定であり
、しかも閉ループ伝達特性がピークを持たないようにす
ることもできる。Therefore, in this case, the circuit is very stable, and the closed loop transfer characteristic can also be made to have no peaks.
また、上記構成において、R<<RLなる条件を満足す
るようにすれば、抵抗Rを設けたことによりローパスフ
ィルタ4の性能に悪影響を及ぼすこともほとんどない。Further, in the above configuration, if the condition R<<RL is satisfied, the provision of the resistor R will hardly have an adverse effect on the performance of the low-pass filter 4.
すなわち上記第5図の場合の帰還ループの伝達関数は2
次の伝達関数ではあるが、高域周波数においては実施的
に1次の伝達関数となり安定な負帰還回路が形成される
。In other words, the transfer function of the feedback loop in the case of Fig. 5 above is 2
The following transfer function is actually a first-order transfer function at high frequencies, forming a stable negative feedback circuit.
更に、高域周波数においては、コンデンサCのリアクタ
ンスは極めて小さくなるため、第5図は第7図のように
書き改めることができる。Furthermore, at high frequencies, the reactance of capacitor C becomes extremely small, so FIG. 5 can be rewritten as FIG. 7.
ここで、ローパスフィルタ4におけるコイルLと抵抗R
は積分回路を構成しており、また、増幅器Aの出力VO
Aは実際にはパルス成分Pが加わって矩形状パルスであ
るから、出力電圧Voは三角波となる。Here, the coil L and resistance R in the low-pass filter 4
constitutes an integrating circuit, and the output VO of amplifier A
Since A is actually a rectangular pulse with the addition of the pulse component P, the output voltage Vo becomes a triangular wave.
この三角波が帰還されることになり、このことはD級増
幅器においては安定な負帰還動作が行なわれることを意
味する。This triangular wave is fed back, which means that a stable negative feedback operation is performed in the class D amplifier.
なぜならば、帰還電圧vFを三角波とすると、帰還電圧
VFに含まれる三角波リップルは、1次の伝達関数によ
って位相が90ずれるため、第1図の三角波発振器10
基準三角波と90の位相関係にあり、また、双方共変化
が直線の三角波同志であるため電圧比較器2の出力は波
形が全体的に時間軸に対して移動するのみであり、前記
三角波リップルが小さい範囲においては歪、不安定動作
等の原因とはならない。This is because when the feedback voltage vF is a triangular wave, the triangular wave ripple included in the feedback voltage VF has a phase shift of 90 degrees due to the first-order transfer function.
It has a phase relationship of 90 degrees with the reference triangular wave, and since both are linear triangular waves, the output of the voltage comparator 2 has a waveform that only moves with respect to the time axis as a whole, and the triangular wave ripple is In a small range, it does not cause distortion or unstable operation.
以上述べたように、本考案によれば、簡単な構成を用い
ているにもかかわらず、常に安定な負帰帰動作を行ない
得るD級増幅器を提供することができる。As described above, according to the present invention, it is possible to provide a class D amplifier that can always perform stable negative feedback operation despite using a simple configuration.
なお、本考案は上記し且つ図面に示した実施例にのみ限
定されることな(、その要旨を変更しない範囲内で種々
変形して実施できるものである。It should be noted that the present invention is not limited to the embodiments described above and shown in the drawings, but can be implemented with various modifications without changing the gist thereof.
例えば、上記実施例においては説明を簡単にすルタメに
ローパスフィルタ4を1セクシヨンについてのみ示した
が、LC形多数構成とし、最終段出力から負帰還電圧を
得る場合は最終段、中間段から帰還電圧を得る場合は中
間段について上記同様の構成としても上記と略同様の結
果となる。For example, in the above embodiment, only one section of the low-pass filter 4 is shown for the purpose of simplifying the explanation, but if a multiple LC configuration is used and a negative feedback voltage is obtained from the output of the final stage, the feedback voltage is fed from the final stage or intermediate stage. When obtaining a voltage, substantially the same result as above can be obtained even if the intermediate stage has the same configuration as above.
また、上述した構成以外のD級増幅器であっても、これ
と同等のものであれば上記同様に実施できることはいう
までもない。Further, it goes without saying that even if a class D amplifier having a configuration other than that described above is used, it can be implemented in the same manner as described above as long as it is equivalent to this.
第1図はD級増幅器の一般的な構成の一例を示すブロッ
ク図、第2図は同側におけるローパスフィルタの一例を
示す回路図、第3図は説明を簡単にするため第1図の構
成を書き改めたブロック図、第4図は第3図の場合のナ
イキスト線図、第5図は本考案の一実施例の構成を概略
的に示すブロック図、第6図は同実施例におけるナイキ
スト線図、第7図は同実施例における高域周波数の動作
を説明するためのブロック図である。
A・・・・・・増幅器、4・・・・・・ローパスフィル
タ、L・・・・・・コイル、C・・・・・・コンデンサ
、R・・・・・・抵抗、5・・・・・・負荷、6・・・
・・・フィードバック素子。Figure 1 is a block diagram showing an example of the general configuration of a class D amplifier, Figure 2 is a circuit diagram showing an example of a low-pass filter on the same side, and Figure 3 is the configuration of Figure 1 for ease of explanation. 4 is a Nyquist diagram in the case of FIG. 3, FIG. 5 is a block diagram schematically showing the configuration of an embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a Nyquist diagram in the same embodiment. FIG. 7 is a block diagram for explaining the high frequency operation in the same embodiment. A... Amplifier, 4... Low pass filter, L... Coil, C... Capacitor, R... Resistor, 5... ...Load, 6...
...Feedback element.
Claims (1)
パスフィルタによって平均化して出力とするD級増幅器
において、前記ローパスフィルタとしてコイルとコンデ
ンサを用いた集中定数回路を使用し且つこの集中定数回
路の任意の段のコンデンサに対して直列に抵抗を挿入し
、このコンデンサと抵抗の直列回路とコイルの接続点か
ら負帰還を施こすようにしたことを特徴とするD級増幅
器。In a class D amplifier that modulates the pulse width of an input signal, amplifies its power, averages it with a low-pass filter, and outputs it, a lumped constant circuit using a coil and a capacitor is used as the low-pass filter, and the lumped constant circuit A class D amplifier characterized in that a resistor is inserted in series with a capacitor in any stage, and negative feedback is applied from a connection point between a series circuit of the capacitor and the resistor and a coil.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1976146209U JPS5829619Y2 (en) | 1976-10-30 | 1976-10-30 | class D amplifier |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1976146209U JPS5829619Y2 (en) | 1976-10-30 | 1976-10-30 | class D amplifier |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5366048U JPS5366048U (en) | 1978-06-03 |
JPS5829619Y2 true JPS5829619Y2 (en) | 1983-06-29 |
Family
ID=28754715
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1976146209U Expired JPS5829619Y2 (en) | 1976-10-30 | 1976-10-30 | class D amplifier |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5829619Y2 (en) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5153439A (en) * | 1974-11-06 | 1976-05-11 | Sony Corp |
-
1976
- 1976-10-30 JP JP1976146209U patent/JPS5829619Y2/en not_active Expired
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5153439A (en) * | 1974-11-06 | 1976-05-11 | Sony Corp |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS5366048U (en) | 1978-06-03 |
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