JPS5844803A - １１／２ポ−ルオ−デイオ電力増幅器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （２） 本発明は利得−周波数応答特性を補償したオーディオ電
力増幅器に関する。

ウィリアム・エッチ・クロス（Ｗｌ“ｌｌｉａｍ　　Ｈ
。

Ｑｒｏｓｓ　）　　及びジョン・ダノリュー・ライト（
Ｊｏｈｎ　　Ｗ、Ｗｒｉｇｈｔ　）により共同で取得さ
れ本発明の譲受人に譲渡された従来の米国％許第４゜２
０５．２７６号には、１２　ｄｂｌｏｃｔ　　のロール
オフを有する増幅器が開示されている。この特許はここ
に参照により組み込まれた。この急なロールオフの目的
は、Ｈｉ−Ｆｉ特性に十分な高次オーディオ周波数にお
いて実質的な利得を達成し、しかもＡＭラジオ放送帯域
において実質的に零の出力を発生することである。開示
された回路は各フィルタが６ｄｈのロールオフを導入す
る２ポールフイルターの考えを用いている。

このような急なロールオフは不安定を生じがっ周波数選
択帰還ループが安定化のために組み込まれている。

極めて急なロールオフを用いることにより、ＡＭラジオ
放送帯域における増幅器出力信号が実（３） 質的に除去された。これは、集積回路（ＩＣ）Ｋパ　使
用できる極めて小さいラジオに、１４　ｉ　Ｆ　ｉオー
ディオ増幅器が寄生出力信号を導入しないことを意味す
る。ラジオはこの寄生信号にノイズあるいは干渉として
応答する。

本発明の目的は、オーディオ増幅器が、非周波数選択帰
還回路により発生されるフラット応答との間に、ＡＭラ
ジオ放送帯域の下端にお（・て単位利得を有する極めて
急な利得−周波数応答部分と、急でない応答部分とを有
するように、オーディオ増幅器を補償することである。

本発明の別の目的は、高いオーディオ周波数においてポ
ール増幅器周波数−利得応答を発生し、中間部分におい
てフラットな低周波数応答及びポール応答を発生するこ
とである。

これらの目的及び他の目的は、以下の方法で達成される
。増幅器回路において、電流源が能動積分器を駆動する
ために使用され、これにより利得の６ｄｂ１０ｃｔのロ
ールオフを発生する。この構成はＡＭラジオ放送帯域の
下端において大きいオープ（４） ンループ利得及び単位利得点を有するために設計された
。縦続接続段は、Ｒ，Ｃ積分器が能動積分器−ドライバ
ー構造よりも実質的に低い利得を有する増幅器により縦
続接続されている。

このように、この段はフラットな利得−周波数応答及び
６ｒｔｈ１０ｃｔの高周波数ロールオフを有している。

両ボールが同じ周波数あるいはこれに近い周波数におい
て単位利得を発生するように配置されていれば、この点
における曲線の勾配は１２ｄｂ／ｃｃｔである。２つの
利得−周波数特性においては、勾配は６ｄ、ｈｌｏｃｔ
であり、高い周波数では勾配は、１２ｄｈ１０ｃｔであ
る。この曲線のフラットな周波数−利得部分が６　ｄｈ
ｌｏｃ、を勾配と交差するように全体の増幅器の帰還が
調整されていれば、安定負帰還の要件が満たされる。こ
の増幅器が極めて安定であることがわかった。この増幅
器は安定のためには周波数選択帰還を必要としない。

このシステムは曲線のボールより下の周波数では１ポー
ルシステムとして動作しボールより上の周波数では２ボ
ールシステムとして動作するので、（５） 発明者はこのシステムを１Ｖ２ボールンステムと呼ぶ。

このように、このシステムには完全には１ｙｌｅ−ルン
ステムでもな（２ボールシステムでもない。

以下に図面を参照して本発明について詳細に説明する。

第１図は本発明を用いたＩＣのブロック図である。利得
Ａ、を有する差動入口段１０は抵抗１１及びコンデンサ
１２からなる低域フィルタを駆動する。バッファ増幅器
１６は積分器を駆動する。

この組合せは利得Ａ２を有してお楓バッファ増幅器１３
はコンデンサ１２を積分器１４から分離する。しかし、
コンデンサ１５のために、基本的には容量性帰還を有す
る高利得インバータである積分器１４はバッファ増幅器
１６への容量性負荷となる。この組合せはＩＣの技術分
野では周知であるように、通常の６ｄ、ｂ１０ｃｔ応答
ロールオフを生じる。

非周波数応答帰還ループは抵抗１７及び１８によシ得ら
れる。これらの抵抗は減衰器として出力（６） 端子１９と反転入力端子２１との間に接続されている。

４６ｄ、ｂ　の全利得に対しては、減衰器は約１／２０
０の減衰率βを有している。

第２図は第１図に関連した応答曲線を示すクラブである
。曲線Ａ１は抵抗１１及びコンデンサ１２を備えた段１
００周波数応答である。原理的には、Ａ、は２２　ｄｂ
　の利得であって約６３０Ｋｔｌｚにおける単位利得に
向かって６ｔｉｈ１０ｃｔの高周波数ロールオフを有し
ている。曲線Ａ２はバッファ増幅器１６の利得応答×積
分器１４の利得である。

この曲線も約６３０　ＫＨｚ　　における単位利得に向
かってろｄｂｌｏｃｔロールオフを有している。しかし
、積分器に接続されたインバータか極めて高い利得を有
しているので、Ａ２は低い周波数では上昇し続ける。両
曲線共に同じ周波数において単位利得になるが、これは
好ましい条件ではあるが絶対的要件ではない。単位利得
点が適度に近いことだけが必要である。この曲線Ａ、Ｘ
Ａ２は第１図の２つの利得部分を縦続接続した効果を示
している。

得られた曲線は約６３０　ＫＨｚにおいて１になり、（
７） Ａ、が切れる周波数に回かつて下る１２ｄＶｏｃｔ勾配
を有している。このように、低次の周波数では、Ａ、Ｘ
Ａ２は６ｄＩ？１０ｃｔ勾配を有している。線Ｖβは抵
抗１７及び１８により設定きれた負帰還ループの逆数を
表わしている。帰還率が１／２００（−４６＝Ｉ！Ａ）
であれば、増幅器は実線の曲線でｋ）る４　６ｄｂ応答
を発生′する。

Ｖβ曲線が曲線上の点２０である上側フレークツ１セイ
ントの周波数より下の周波数においてＡ、　ＸＡ２曲線
と交差さ才する１（らば増幅器は安定であることがわが
づた。このことは周波数選択負帰還を備える必要をなく
した。帰還ループは全部ＩＣＣチラノにに、るので、ｉ
Ｃ増幅器はそれ自体安定であり、はとんどメフチッゾ部
品を必要としない。

第６図は本発明を実現するのに適する回路の回路図であ
る。動作電源が＋■端子２２と接地端子２６との間に接
続され−（いる。出力段はフロックとして示されている
通常の電力増幅器１６である。

増幅器１６はスピーカーあるいは他の変換器を動作する
ことを意図している出力端１９を有してい（８） る。

電流源２′７からのコレクタ電流■４で動作するｌ・ラ
ンジスタ２６は増幅器１６を駆動する高利得反転増幅器
である。コンデンサ２８は出力端かう入力端へ接続され
、これによりトランジスタ２６を能動積分器に支える。

積分器は差動増幅器２９のバッファ増幅器の形式の信号
電流源により駆動される。電流源６ｏはテイル（ｔｌｔ
）、１　’）　’Ｎｔ流として■２を供給する。トラン
ジスタ６１はトランジスタ２９ｂ用の電流源負荷として
作用し、まだダイオード９接続されたトランジスタ６２
を含む電流ミラーの節分である。電源６６を流れている
■、は差動増幅器２９が平衡するように１２／２に等し
くされる。トランジスタ２９ｈのベースは０．３　Ｖ基
準に戻される。この差動増幅器２９のバイアスは、個別
の抵抗が全く必要とされないように、能動積分器により
動作するその内部抵抗をセットする。

トランジスタ６４は反転入力端子２１と非反転入力端子
６６とにより差動的に駆動される。抵抗（９） １７は、通常は＋Ｖ／２にある出力端子１９からトラン
ジスタ３４のエミッタへの１１のＤＣ戻り径路を与える
。抵抗１８はＤＣ阻止コンデンザろ７により接地にバイ
アスされている。これは抵抗１７及び１８がバイアス電
流の戻り径路及びＡＣ帰還信号減衰器として動作するこ
とを可能にする。コンデンサ６７はかなり大きいのでバ
ット９３８によりオフチップで接続されている。トラン
ジスタ３４のベースは抵抗６９を介して接地に戻されて
いるうその機能が第１図に関連して説明された抵抗１１
及びコンデンサ１２は、トランジスタ２９ａのベースの
接地へのＤＣ戻り径路と、第１図及び第２図のＡ、に要
求されるボールとを与えるために存在している。

例 第３図の回路は標準シリコンモノリシックＩＣえる電流
利得値を有している。ＰＮＰ）ランジスタは通常のラテ
ラル高電流利得デバイスである。

（ｌＯ） 以下の要素の値が使用されている。

この回路は第２図に示されたものに近い応答曲線を有し
ている。単位利得は約６ろＱＫＨｚで発生し、全体の利
得は４６ｄｂ　　であった。オーディオ帯域幅は約４０
ＫＨｚ七がっだ。この回路は安定であって、いかなる周
波数応答負帰還も必要としない。

（１１） 本発明が説明され、動作の例が詳細に説明され代替物及
び均等物がある。従って、本発明の範囲は特許請求の範
囲によってのみ限定される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の要素を示すブロック図、第２図は第１
図に関連ｌ−だ周波数−利得曲線を示すグラフ、第６図
は本発明に使用するのに適する集積回路の回路図である
。 １０：差動増幅器　　　１６：バツフア増幅器１４：積
分器　　　１６：電力増幅器 （１２） □【

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）オーディオ周波数においては　実質的な利得を与
   え、かつＡＭ標準ラジオ放送帯域内の周波数においては
   極めて低い応答を有する演算増幅器において、 低い周波数ではフラットであり、かつ前記Ａ、Ｍ標準ラ
   ジオ放送帯域の下端近辺の周波数では単位利得値に対し
   ６ｄｂ１０ｃｔ　　のロールオフであるような利得特性
   を有する第１の増幅手段、 前記第１の増幅手段の利得特性より高い利得特性を有し
   、かつ応答が前記オーディオ周波数の範囲内では６ｄｈ
   １０ｃｔ　　の割合で前記第１の増幅手段と同じ周波数
   の近辺の単位利得値に向かって降下する利得特性を有す
   る第２の増幅手段、前記第１の増幅手段と前記第２の増
   幅手段とを縦続接続構造で接続する手段、 前記第１の増幅手段の利得より上のレベルに全（１） 体の増幅器利得を決定する、前記第１及び第２の増幅手
   段の近辺の利得制御負帰還手段、から成ることを特徴と
   する演算増幅器。 （２５（１）において、前記第２の増幅手段がボール位
   置決め抵抗を備えた能動積分器から成ることを特徴とす
   る演算増幅器。 （３）　　（２１において、前記縦続接続構造が、前記
   第２の増幅手段を駆動するバッファ増幅器手段を含み、
   かつ前記単位利得の周波数を所定の値に維持するのに必
   要な大きさの内部抵抗を有するように調整されているこ
   とを特徴とする演算増幅器。 ＋４）　　（３）において、前記バッファ増幅器が差動
   トランジスタ段から成ることを特徴とする演算増幅器。 （５）（４）において、前記差動トランジスタ段が制御
   ディル電流を供給され、かつ差動トランジスタの１方が
   、前記ディル電流の１／２の値を有するように調整され
   た定電流負荷として動作されることを特徴とする演算増
   幅器。