JPS5883408A - プツシユプル増幅回路の歪低源回路 - 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】 本発明はプッシュプル増幅回路の歪低減回路に係９、互
いにプッシュプル接続さｈてなるＮＰＮ出力段トランジ
スタ及びＰＮＰ出方段トランジスタを入力信号の全周に
亘って常に順方向にバイアｘ−する所ｎｗｔｔｂバイア
ス方式のプッシュプル増幅回路におりて、僅がではある
が発生する歪をも大幅に低減し、低歪率出方を得る歪低
減回路を提供することを目的とする。

オーディオ用パワーアンプの出方回路としては、２段あ
るいけ３段のダーリントン接続シングル・エンデッド・
プッシュプル（ｓｉｐＰ）増幅回路が使用されるが、そ
の動作クラスとしては、電力効率が良いことから、Ｂ級
に近いムＢ級が採用さｈでいる。しかしながら、周知の
如く、このＡＢ級日ＩＦＦ　増幅回路は　　クロスオー
バー歪やスイッチング歪を生じ、歪の点ではム級５ｘｐ
ｐ　増幅回路に比べ劣っている。このため、最近で灯、
従来の固定バイアス方式の８１ＣＰＰ　増幅回路の代わ
りに、出力レベルに応じてバイアス電圧が変化する、所
謂能動バイアス方式の５ＥＰＰ　増幅回路が採用さｈる
ようになシ、そのノ５イアス電圧変化特性をあるＩＫコ
ントロールする事によって、一定バイアス方式で不可避
であったクロスオーバー歪ヤスイツチング歪を減少させ
る事が可能となっている。

第１９汀本出願人が特願昭５３−１３３５６１１号（特
開昭５’５−６０３１６号）にて提案した能動バイアス
方式のプッシュプル増幅回路の一例の回路系統図を示す
。同図において、１は入力信号源、２は能動バイアス回
路で、出力電流変化検出部３゜４と可変電圧発生回路５
，７と固定電圧発生回路６とより構成されている。出力
電流変化検出部３゜４はカレントミラー回路と抵抗とダ
イオード（又はダイオード接続されたトランジスタ）と
が直列に接続さｔまた構成とさｈて熟−リ、ダーリント
ン接続され７’１ＮＰＮ出力段トランジスタＱ１．ＱＳ
及びＱＳと、　ダーリントン接続さｆｌ、７（ｐｕｐ出
力段トランジスタＱ２．　　Ｑ４．　Ｑ、６゛の化カニ
ミッタ１１流変化を検出してその検出電流を可変電圧発
生回路５゜ｙＫ供給する。

可変電圧発生回路５．Ｔは上記の検出電流を電圧に変換
し１出力段トランジスタＱＩ　ｒ　　ＱＳ　＋　　Ｑ５
トＱ２．　　Ｑ４．　　Ｑｇ　　のベース・バイアス電
圧を変化させて、入力信号が正波のときけ出方段トラン
ジスタにＬ２．　　Ｑ４．　　Ｑｓ　　のカットオフを
防止し、負波のときけ出力段トランジスタＱ１．　　Ｑ
ｇ、　　Ｑｓ　　（Ｄカットオフを防止する。また固定
電圧発生回路６＃：を定電流回路８．Ｉの出方定電流が
供給される可変抵抗器等より構成さｈておシ、無信号時
の出方段トランジスタＱ５ｅ　　Ｑｇのエミッタ電流、
すなわち了イドル電流を例えば５０ｍＡ〜１５０ｍＡ程
度に設定するためのバイアス電圧を発生する。

トランジスタｌ：Ｈ，Ｑ２の各エミッタは抵抗Ｒｓを介
して接続さｈでおり、トランジスタＱＢ、Ｑａの各エミ
ッタは抵抗Ｒ４を介して接続さｈている。

ｔたトランジスターＱ５のエミッタ抵抗ｕ５とトランジ
スタＱ６のエミッタ抵抗Ｒ６とは夫々共通に負荷１０の
一端に接続され−ている。

この本出願人の提案になるプツシニブル増幅回路によれ
ば、入力信号の全周において出力段トランジスタＱ１〜
Ｑ６け常にカットオフすることなく、しかもエミッタ出
力電流レベルに関係なくＡ級動作を保つので、スイッチ
ング歪が発生しないことけ勿論のこと、出力段トランジ
スタＱ５．Ｃｔ６の各エミッタ電流の合成波形のつなが
９が極めて円滑でクロスオーバー歪が殆ど発生すること
がなく、またアイドル１１ｔｌＬ値が小なので、熱損失
が少なく、Ｂ級プッシュプル増幅回路に匹敵する高効率
を得ることができる。

しかるに、上記の本出願人の提案になるプッシュプル増
幅回路では、入力信号源１の内部インピーダンスを略零
として駆動した場合（すなわち、定電圧駆動した場合）
、第２図に示す如く、負荷１Ｇへ出力される合成出力電
圧波形■にはスイッチング歪やクロスオーバー歪が無い
代りに、２次高調波を主体とした歪田が略１９６程度発
生することが実験的に確めらｆｌｆｔ、なお、第２図は
入力信号周波数１ｋＨｚ、８Ω負荷、ＳＯＷ出ヵ時の側
足例を示す。

本発明は上記の問題点を解決しｔものであり、以下第３
図乃至第Ｓ図と共にその各実施例につき説明する。

第３図は本発明回路の第１実施例を適用し大ブツシュプ
ル増幅回路の回路図を示す。同図中、第１＠と同一構成
部分ＫＦＸ同一符号を付し、その説明を省略する。第３
図において、１１は能動バイアス回路で、第１図に示し
たバイアス回路２を使用し微あととけ勿論であるが、本
出願人の提案になるバイアス回路２に限らず、その他公
知の他の能動バイアス回路でもよい。この能動バイアス
回路１１は負荷１０へ供給される出力信号レベルに応じ
てバイアス値を可変し、出力段トランジスタＱ１〜Ｑ６
を常Ｋｌａ方向にバイアスして能動領域で動作させる大
めの回路である。

入力信号ｆｓ１と定電流回路８と°の接続点（０点）は
、抵抗Ｒ２を介して能動バイアス回路１１の−の端子に
接続される一方、ＩＰＮ）ランジスタｑ７のコレクタに
接続さｈでいる。トランジスタＱ７のベースはトランジ
スタＱ１のベース及び抵抗Ｒ２と能動バイアス回路１１
との接続点（０点）Ｋ接続さｈでいる。更にトランジス
タＱ７のエミッタは抵抗Ｒ１を介してトランジスタＱ２
のベースト足電流回路ｌと能動バイアス回路１１との接
続点（０点）Ｋ接続さｈている。抵抗Ｒ２の抵抗値は後
記の理由から、抵抗Ｒ１の抵抗値の約半分の値い吃のと
する。

さて、いま仮に抵抗Ｒ２の値を零とすると、０点には入
力信号がそのまま現われるので、０点での歪は零である
が、０点での歪は零ではない。なぜならば、出力段トラ
ンジスタＱｔ、　　Ｑｇ、　　Ｑｓ　　のベース・エミ
ッタ間の電圧は電流によって指数関数的に”変化するた
め、この変化分が歪電圧として０点に現われるからであ
る。これは、第１図の回路の動作に相当し、０点では第
２図と共に前記１食如く、約１ｑｂの歪が発生する。ｔ
た、このとき０点では、同じ波形で約２％の歪を発生す
ることが実験的に確かめられ六〇従って、０点での歪を
零又は極めて小に低減するためＫは、第２図ＫＭで示し
た歪波形と逆相の歪波形を０点と■魚との間、すなわち
抵抗Ｒ２の両端間に発生させれば良いことがわかる。

本発明は上記の点に鑑みなされたものであシ、第３図に
示す第１実施例はこれを最も簡単に実現する回路の一つ
である。第３図において、０点での歪が零になっている
ものとすると、０点は約−１９６，０点は約＋１％の歪
率となっている（なお、十は位相を考慮し大ものである
）。従って、トランジスタＱ７のベース・エミッタ間の
１１Ｅ　＆　化２＞ｆ十分に小さいものとすると、抵抗
Ｒ１の両端にけ０点と０点との歪率の差である約２チの
歪電圧が発生することになる。しかして、前記した如く
、抵抗Ｒ２の両端間に約１チの０点での歪波形と逆相の
歪波形を発生させるためＫは、抵抗Ｒ２の抵抗値を抵抗
Ｒ１のそれの約半分の値に選定することＫＬす、トラン
ジスタＱ７のコレクタ（エミッタ）電流の変化によって
約ＩＴｏの歪電圧が抵抗Ｒ２の両Ｓ−間に発生すること
になる。またこのとき、０点での歪は零になっている。

以上よ抄、０点を歪が零で定電圧駆動すると、トランジ
スタＱ１．Ｑ２の各ベース間の電圧変化がトランジスタ
Ｑ７及び抵抗Ｒ１によシ、相互コンダクタンス１−の割
合で電流変化に変換されて検出され、その検出電流変化
出力が抵抗Ｒ２の両端間に約１チの歪電圧を発生するの
で、０点には歪が略零の出力電圧が得られるととＫなる
。

第４図は本発明回路の第２実施例を適用したプッシュプ
ル増幅回路の回路図を示す。同図中、第３図と同一４１
１成部分には同一符号を付し、その説明を省略する。第
４図において、トランジスタＱ７のエミッタはダイオー
ドＤ１′及び抵抗Ｒ１を夫々直列に介してＰＮＰトラン
ジスタＱ８のエミｙｉｒｒ接続されている。トランジス
タＱ８のベースはトランジスタＱ２のエイツタトトラン
ジスタＱ４のベースに夫々ｔａされ、トランジスタＱ８
のコレクタはトランジスタＱ２のベースと定電臨回路９
と能動バイアス回路１１の接続点（０点）Ｋ接続されて
いる。本実施例は、トランジスタＱ１．Ｑ２（Ｄペース
・エミッタ間の電圧変化は実用上、十分に小さいので、
０点とトランジスタ。１のエミッタ、又け０点とトラン
ジスタＱ２のエミッタは歪に関しては同じとみなせる仁
とに鑑み構成されたものである。

本実施例によれば、上記第１実施例と同様の動作によシ
、抵抗Ｒ２の両端間に約１％の歪電圧が発生し、０点で
の歪１圧は略零となる。第５図は本実施例の入力信号１
　ｋＨｚ、　ＩＩΩ負荷に対して＠ＯＷ出力時の０点で
の出方電圧波形■とその歪■とを夫々示し、その歪ｉｆ
　Ｇ、　０３４　ｆａであることが実験によシ確められ
ｔｏすなわち、第５図は第２図と同一ヌケールで比較し
ｔものであるが、本実施例によれば第１図に示した本出
願人の提案になるプッシュプル増幅回路の歪■に比し、
略３ＯｄＢもの改善度が得られた。

なお、入力信号源１　ｉＰ　Ｎ　Ｐ　）ランジスタ。２
０ベース側に接続してもよく、この場合は抵抗Ｒ２は入
力信号源１とトランジスタ。２０ベ一ス間に接続される
。

上述の如く、本発明になるプッシュプル増幅回路の歪低
減回路は、初段のＮＰＭｌｋＪ刀段トランジスタと初段
のＰＮＰ出力段トランジスタの各ペース間又は各エミッ
タ間の電圧変化を相互フンダクタンス−５にで電流変化
として検出し、検出した電流変化出力を、初段のＮＰＮ
出ヵ段トランジスタのペース又は初ＲのＰＮＰ出力段ト
ランジスタのペースと入力信号源との関に接続し大略ユ
なる値の抵抗に供給するよう構成したため、極めて簡単
な回路構成に工す低コストで、出力電圧の歪を略零に低
減することができ、例えば本出願人の先の提案になるプ
ッシュプル増幅回路の歪を３０ｄＢ以上と大幅に低減す
ることができ、よって高品質オーディオ再生用パワー了
ンブに適用して特に好適である等の特長を有するもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本出願人が先に提案したプッシュプル増幅回路
の一例を示す回路系統図、第２図は第１図の出力電圧波
形と歪とを夫々示す図、第３図及び第４図は夫々本発明
回路の各実施例を適用しｔプッシュプル増幅回路を示す
回路図、第５図は第４図の出力電圧波形と歪とを夫々示
す図である。 １・・・入力信号源、２，１１・・・能動バイアス回路
、Ｓ、　　Ｓ・・・定電流回路、１０・・・負荷、Ｑｌ
、　　Ｑ！ｌ、　　Ｑ５・・・ＮＰＮ出力段トランジス
タ、にＬ２．　　Ｑ４．　　Ｑ６　　・・・ＰＮＰ出力
段トランジスタ、Ｑｌ・・・１圧変化検出用ＮＰＮトラ
ンジスタ、Ｑ８・・Ｗ圧変化検出用ＰＩＪＰ）ランジス
タ、Ｒ１＋　　Ｒ２”’抵抗。 第璽図 第２図 工 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 出力回路がダーリントン接続さｆｌを複数個のＮＰＨ出
   力段トランジスタと複数個のＰＮＰ出力段トランジスタ
   とからなシ、出力信号レベルに応じて該ＮＰＮ出力段ト
   ランジスタとＰＩＰ出力段トランジスタのバイアス電圧
   を変化させる能動バイアス方式のシングル・エンデッド
   ・プッシュプル増幅回路において、上記複数個のＨＰ）
   ｉ出力段トラ、ジスタのうち初段のＮＰＮａｊカ段トラ
   ンジスタと上記複数個のＰＮＰ出力段トランジスタのう
   ち初段のＰＮＰ出力段トランジスタの各ベース関又は各
   エミッタ間の１田変化を相互コンダクタンス−１ｗて電
   流変化として検出し、該検出しｔ電１ 流変化出力を、該初段のＮＰＮ出力段トランジスタのベ
   ース又ｕ該初ＲのＰ’Ｎ　Ｐ出力段トランジスタのベー
   スと入力信号源との間に接続し大略肛・２ なる値の抵抗に供給するよう構成し大ことを特徴とする
   プッシュプル増幅回路の歪低減回路。