JPS5955608A - 増幅器 - Google Patents

増幅器

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JPS5955608A
JPS5955608A JP57164836A JP16483682A JPS5955608A JP S5955608 A JPS5955608 A JP S5955608A JP 57164836 A JP57164836 A JP 57164836A JP 16483682 A JP16483682 A JP 16483682A JP S5955608 A JPS5955608 A JP S5955608A
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JP
Japan
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voltage
amplifier
circuit
transistor
power supply
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JP57164836A
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English (en)
Inventor
Kunio Seki
邦夫 関
Ritsuji Takeshita
竹下 律司
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Priority to US06/523,970 priority patent/US4543539A/en
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F3/00Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/04Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements with semiconductor devices only
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F1/00Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
    • H03F1/30Modifications of amplifiers to reduce influence of variations of temperature or supply voltage or other physical parameters
    • H03F1/305Modifications of amplifiers to reduce influence of variations of temperature or supply voltage or other physical parameters in case of switching on or off of a power supply

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Amplifiers (AREA)

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、増幅器に関する。
本願発明に先立ち、本発明者によって第1図に示す増幅
器が検討された。なお、第1図は、増幅器の概略を示す
回路□□□である。
平滑回路1の端子T凰には、整流回路(図示せず)又は
自動車用バッテリから電源電圧が供給されるものとする
。この電源電圧は、コイルLl。
コンデンサCMにより平滑化され、端子T!から十v。
。電源として増幅回路へ供給される。バイアス回路2に
、出力用トランジスタQl、Q−にバイアス電圧vB′
+を供給する。
入力端子T3に供給δれる入力信号が正極性の時、出力
用トランジスタQlがオン状態になり、+vooII、
鍵からトランジスタQts コンデンサC2r介し、ス
ピーカ3に出力ttItが流れる。また、入力端子T3
の入力信号が負極性の時、出力用トランジスタQ!がオ
ン状態になり、コンデンサCIの放x’を流が出力用ト
ランジスタQ2、アースラインを介してスピーカ3に1
NtLる。
ところで、本発明者等の検討によれば、電源供給時にお
いて+voo′wL源が次第に上昇する時、或いに電源
電圧が著しく変動した時において、回路動作が不安定に
なシ、下記の如′@現象か発生することが判明した。
先ず、114))供給時について述べると、+vo0m
源が通常の電圧レベルに達する以前に、成る電圧レベル
で増@回路が発振状態になり、ノイズ音が発生する、史
に、t7t、 ’ilE源亀圧が著しく変動して、十v
。。電源が大鴨に低下すると、増幅回路が発振状態にな
り、正常な増幅動作が行われず、上述のダロきノイズ音
が発生する。
本発明者等は、上記現象につき史に検討に重ねた。この
結果、商用電源に使用した場合、或いは自動車用バッチ
IJ’ki!伽として使用した場合でおっても、平滑回
路lにインダクタンス成すがめる時、上記現象が特に発
生し易いことが判明した。
電源電圧に交流成分やノイズ成分が含1れている時、コ
イルL1% コンデンサ01が並列共幾状態になり、平
滑回路1のインピーダンスが高くなる。
そして、出力用トランジスタQIとバイアス回路2との
間に、矢印Aで示す如き正帰還ループが構成される。従
って、増幅回路において一種のブロッキング発振動作が
行われ、これに起因して上記諸現象が発生することが明
らかにされた。
依って、本発明の目的とするところニ、電源投入後の電
源電圧安定1での過渡期に安定に動作することのできる
増幅器會提供することにある。
以下、図面會参照して本発明の笑流側會具体的に説明す
る。第2図は本発明の一実施的による増幅器の回路図r
示している。端子’r+は自動車用バッテリー等の電源
(図示せず)に接続されるとともにコイルL1及びコン
デンサOi よりなる平滑回路1に接続されている。
従って、平滑回路1の出力端子T!より平滑された電源
電圧+vocが得られる。このwL源原電十voaは増
幅回路4の動作電圧としてそれに供給されている。増幅
回路4の入力端子T3には入力信号電圧V4nが供給さ
れる。増幅回路4の出力端子T4よV得られる出力信号
に出力結合コンデンサClTl?介してスピーカ負荷3
に供給される。
本発明によればm1ss圧検出回路5が特にこの増幅器
に配置され、この電源電圧検出回路5はその検出動作に
ヒステリシス特性を具備し、この電源電圧検出回路5の
出力信号によって増幅回路4の増幅動作に動作状態ある
いに非動作状態に制御される。
第2図の実施例においては電源電圧検出回路5はトラン
ジスタQIIQ!、ツェナーダイオードZD、 、抵抗
R,,R,,Rsによって図示の如く構成されている。
さらに、この電源電圧検出回路5の出力信号は他の制御
トランジスタにL1.GLjt介して増幅回路4の動作
を制御する。
今、第5図に示すように、時刻tooで端子Ill。
に*鍵が接続されることによル、出力端子T、OwL源
電圧十原電。が次第に上昇する。
この電源電圧+vooがツェナーダイオードZD。
のツェナー電圧Vz ntよシ低い期間においては、抵
抗R2とツェナーダイオードZD、の直列径路の電流l
:は零であるため、トランジスタQlにオフと々シこの
トランジスタのコレクタ・エミッタ径路の′1[流工3
も零となる。一方、寛淵電圧+v0゜がトランジスタQ
+のベース・エミッタ間電圧V□、1より大となると、
抵抗R3とトランジスタQ1のベース・エミッタ接合と
の直列径路に電流工星が流れ始める。一方、トランジス
タQ1のコレクタには抵抗R1とツェナーダイオードz
DIの直列径路より電流が供給されないので、このトラ
ンジスタQ1は飽和領域に駆動される。かくして、この
トランジスタQ1のコレクタ・エミッタ間電圧は極めて
小さな飽和車圧V。K(8&t)Qlに保持される。従
って、この状態では接点P1の電圧TP、rzv。x(
aat)c4sトナリ、m点P s (D W圧vPg
”VBl(11となるO 電源電圧+vooがツェナーダイオードZDIのツェナ
ー電圧vZDIが尚くなると、抵抗R1、ツェナーダイ
オードzD&および抵抗R1の直列径路にME m I
 tが流れ始める。従って、抵抗R1における電圧降下
R1・工2によって接点P、の電位が上昇する。トラン
ジスタQ1のコレクタ・エミッタ間飽和電圧V。m(s
at)Qtが極めて小さいため、これt無視して、トラ
ンジスタQ2がオフ状態からオン状態に変化する条件を
次に計算する。
7o0=Ja工冨+v2□十vBIIlq、・・・・−
・(1)R1*工m > VBI Ql       
 −−<2)(1)式より、 vCo  ’ZDI  ’BEQ+1 工2=                ・・・・・・
〈3)2 (3)式t(2)式に代入すると、 R。
(vOn ’ZDI vBBQI )>VBRQIR鵞 1 ■Co−vZDI−vBBQJ>  ’BKQ2R鳳 拘十R2 voo>”00に=”ZDI+    ・vB II!
 Ql  ”・・・・(4)R。
従って電源電圧+vooが上記(4)式に示す様にvo
oxより高くなると、トランジスタQ3はオフ状態から
オン状態となり、トランジスタ。、はオン状態からオフ
状態となる。従って接点P2の電圧vP2ハvBII!
QIからva o (sat ) Q2 トfx ’)
 % 接点?、の電圧vp+1’!vam(sat)i
から’BIQIIとなる。
さらに、第5図に示すように、時刻ttoで端子よシミ
源が捨所されることにより、出力端子T!の電源電圧+
v0゜が次第に低下する。¥L’S篭圧十vooが比較
的高くツェナーダイオードzDIに電流I2が楕れる範
囲において、トランジスタ。茸はオフ状態にあり、トラ
ンジスタQ、l はオフ状態にある。
ざらKvt源屯圧+voaが低下して、トランジスタQ
1がオン状態からオフ状態に変化し、トランジスタQ1
がオフ状態からオン状態に変化する条件は下記の通りと
なる。
vco <vOOY=vZDl+VBIQ!    ・
・−・・・(5)従って、電源電圧+v0゜が上記(5
)式に示す様に■ooYより低くなると、トランジスタ
q2はオン状態からオフ状態となり、トランジスタQl
lfSオフ状態から飽和領域に駆動される。従って、接
点P、 ノX圧vP、av。m(sat)QlからVB
RQIとナリ、M 点P t (7) R圧vp 1 
u vB B Q @からv。II!(sat)q+と
なる。
上述の如@を淘1!圧+vooの上昇および低下に対応
する接点P、の電圧vPlおよび接点P!の電圧vP、
の変化ヒステリシス特性が七れぞれ第3図および第4図
に示されている。
従って電源が時刻tooで端子T1に接続式れた後に、
voo>vo。工となる時刻totでトランジスタQ冨
にオフ状態からオン状態に変化する。従って、池の制御
トランジスタQstXオン状態からオフ状1I4i/c
変化する。すると、これに接続されたトランジスタQa
FZオフ状態からオン状態となって、トランジスタQ4
は増幅回路4にバイアス供給を開始する。かくして、増
幅回路4は時刻t01以後に入力信号電圧V1nに対す
る増幅動作を開始する。
一方、wL源が時刻t10’″T:端子T、がら捨所葛
れた後に・vCO〈vOCYと々る時刻tIIでトラン
ジスタQ2はオン状態からオフ状態に変化する。
これによって、増幅回路番は時刻を目以後に入力信号電
圧V、IHに対する増幅動作を停止する。
第6図は本発明の↓す好適な実施例による増幅器の回路
図奮示している。第2図中の符号と同一のものは詳細な
説明は省略し、特に異なる点について、以下に説明する
破線IC内部の回路部品はモノリシック牛導体集積回路
(以下ICという)の内部に形成δ扛、丸で囲1れた数
字はICの端子番号を示している。
第6図の電源電圧検出回路5′が第2図の電臨篭圧検出
回路5と異なる点は、第2図の抵抗R3が第6図のトラ
ンジスタQs  +ダイオードD、、D!、抵抗R3a
、R3bによって置換されていることおよびツェナーダ
イオードZD、のツェナー電圧v2I11が増幅回路4
の@渡篭流安定化にも寄与して込ることである。
電源電圧+vcoがツェナーダイオードzD&のツェナ
ー電圧v21)Iより十分大きな定常状態において下記
の基準電圧vR1が抵抗R2とツェナーダイオードZD
、との共通接続点に発生する。
R3&とはリップルフィルタkil成し、このリップル
フィルタは基準電圧vR1中に含1れタリツプル成分が
減放され′fc直流電圧成分tエミッタフォロワトラン
ジスタQ5のペースに伝達する。従って、エミッタフォ
ロワトランジスタQIIのエミッタよシ下記の基準電圧
v0が得ら扛る。
vlm =VRI −VBIQII #v2DI            ・・・・・・(7
)かかる基準電圧vR2は増幅回路4の初段増幅回路4
1の安定化動作電圧として利用される。初段増幅回路4
1にトランジスタQ6・・・・・・Q目、抵抗R,・・
・・・・RsK工って構成されている。入力端子T3の
人力信号電圧V1nex1番端子、エミッタフォロワト
ランジスタQs+  、レベルシフトダイオードQt 
k介して初段増幅トランジスタQsのベースに伝達され
る。
電源電圧+vooの若干の変動によって、電源車圧検出
回路5′のトランジスタQ5のコレクタ・エミッタ径路
、ダイオードD11D!、抵抗R8bおよびトランジス
タQ2のコレクタ・エミッタ径路lcIMれる直流電流
も若干変動する。しかしながら、かかる直imiの若干
の変動によってもダイオードD、、Dtの順方向電圧は
ほとんど変化しないため、トランジスタQg  + Q
*・の各コレクタ・エミッタに流nるWLtNはほぼ安
定化てれる。
従って、トランジスタQ9は安定化されyc直流バイア
ス電NwダイオードQ7、エミッタフォロワトランジス
タQ6に供給し、トランジスタQI◎は初段増幅トラン
ジスタQ8の定[fi負負荷して動作する。初段増幅ト
ランジスタQ8のコレクタより得られる′NIe偏号は
駆動増幅回路42のダーリントン接続トランジスタQ+
a r Qts に供給式れる。ダーリントン接続トラ
ンジスタQl! +Q+iには位相補償容it Osが
接続されるとともに、クロスオーバー歪低減のためのバ
イアス手段としてのダイオードDs  、D4  r 
Ds VCg続サレすイル。
ダーリントン接続トランジスタQl! * Qts の
コレクタはダイオードDs  、D、  、Ds 11
−介して定1tN負荷トランジスタQ14に接続されて
いる。
この定電錆負荷トランジスタQ目に流れる定電流はトラ
ンジスタQIs + Q4のコレクタ・エミッタ径路に
流れる直流電流によって設定される。さらにトランジス
タQ4のコレクタ・エミッタ径路に流れる直流X流は抵
抗R9、トランジスタQtsのコレクタ・エミッタ径路
に流れる直流電流によって設定される。
さらに初段増幅回路41の抵抗R6、トランジスタQ、
+tのコレクタ・エミッタ径路に流れる直流![、)ラ
ンジスタQtsのコレクタ・エミッタ径路に流れる直流
vlm流によって設定される。
トランジスタQI?IQ龜s + Qte + Qte
によシWI!成されたプッシュプル出力回路43は駆動
増幅回路42の出力信号により駆動される。一方、負帰
還抵抗R9に2番端子(増幅回路4の出力端子)と抵抗
Rs、、R,の共通接続点との間に接続てれ、負帰還コ
ンデンサC9が7番端子に接続子れている。2番端子と
6番端子との間に接続されたブーブ トストラックコンデンサCIIは6番端子の電圧紫電源
電圧+vo。より高レベルに上昇させる。
一方、本発明が適用されなかった場合の増幅器の回路図
が第7図中に示され、トランジスタQ++Q1!、Q3
、抵抗R,,R,◎が省略されている。
第7図の回路においては、ツェナーダイオードzD1、
トランジスタQ5、ダイオードD、、D、、抵抗R2、
R3a * R31) s コンデンサC4Vcより構
成された回路5”は単なるバイアス回路として動作する
。このバイアス回路5“のツェナーダイオードZD、の
ツェナー電圧vZD lより電源電圧+vo。
が小さくなると、ツェナーダイオードZD、iカットオ
フとなる。ツェナーダイオードZD、がカットオフ状態
の間は、電源電圧+vcoの変動はほぼその11基準亀
圧v0の変動?生じせしめる。従って、ダイオードD、
、D、の順方向電圧が大さく変化し、初段増幅回路41
のトランジスタQ+9  +Q+toの各直流IE屏が
大きく変動する。かくして、増幅回路4の不安定性(ノ
イズ、発幾等)が生じる。第7図のバイアス回路5“の
ツェナーダイオードZDIのツェナー電圧V  より亀
s11!圧+vo。
2旧 が高くなると、ツェナーダイオードzD1はオンとなる
。ツェナーダイオードZD、がオン状態の間に、■源軍
圧+vooが変動しても、ツェナー電圧vZDIによっ
て基準電圧V□はほとんど変化せずほぼ一定に維持され
る。従って、ダイオードD、、D。
の11自方向屯圧もほぼ安定化石れ、初段増幅回路41
のトランジスタQ9.Q10の各直流電流もほぼ安定化
される。かくして、増幅回路4は安定に動作する。
従って、ツェナーダイオード“ZD、のツェナー電圧v
zD+”境に電源電圧+VOOが上昇および下降會短時
間の間に繰り逗子と、第7図の増幅器の回路動作は極め
て不安定となる。
これに対して、第6図の実施列においては、下記理由に
よって1IIs屯圧+vooの短時間の間の上昇および
下降に対する安定度が向上する。
丁なわち、第6図の電源電圧検出回路5′においてに篭
原電圧十V。0の上昇に際して、第2図の実施例の場合
と同様に下記条件を満足すると、トランジスタQIはオ
ン状態からオフ状態に、トランジスタQ!はオフ状態か
らオン状態に変化する。
ハ1 従って、電源電圧十V。0の上昇に際して、vooくv
aoxの場合にトランジスタQ1オン、トランジスタQ
2オフ、トランジスタQ3オン、トランジスタQ4オフ
となるため、駆動増幅回路42の定tlL流負荷トラン
ジスタQ14の直ix流は零となるため、増幅回路4の
増幅動作が停止されている。
一方、電源電圧十V。。のさらなる上昇に際して、vo
o>vooxが満足されると、トランジスタQ1オフ、
トランジスタQLオン、トランジスタQ3オフとなるた
め、抵抗R9、トランジスタQ1gのコレクタ・エミッ
タ径路に流れる直流[流によって、トランジスタQ4、
hランジスタQtsのコレクタ・エミッタ径路に滝れる
直i亀流が設定される。このトランジスタQ、Isの直
流電流に比例した電流が定電流負荷トランジスタQ目に
流れ始めるため、駆動増幅回路42さらには増幅回路4
全体の増幅動作が開始される。
17’C,第6図の電源電圧検出回路5′においては電
源電圧+vooの下降に際して、第2図の実施例の場合
と同様に下記条件を満足丁れば、トランジスタQ+はオ
フ状態からオン状態に、トランジスタQ2はオン状態か
らオフ状態に変化する。
vQC<vOOY”vZDI +VBIQ!   °°
°°°°(9)従って、電源電圧+vaoの下降に際し
て、vo。
〉vo。アの場合に、トランジスタQ1はオフ、トラン
ジスタQgflオン、トランジスタQ3はオフの状態に
保持される。従って、定電流負荷トランジスタQ1には
直流IIINが流れ続けるため、駆動増幅回路42芒ら
には増幅回路4全体の′JjII@動作が継続される。
一方、亀称電圧+vooのδらなる下降に際して、vo
。くv。OY が満足されると、トランジスタQ1にオ
ン、トランジスタQ!はオフ、トランジスタQ3はオン
となる。従って、定’K fAt負荷トランジスタQ目
の直流*流は零となるため、駆動増幅回路42さらには
増幅回路4全体の増幅動作が停止される。
このように第2図の電源電圧検出回路5および第6図の
電源電圧検出回路5′が上述の如きヒステリシス特性を
有することにより下記の利点r有する。抵抗R,,R,
の関係kRs>Rt に選定子れば、第(4)式お工び
第(8)式に示される様にツェナー電圧V2D、より十
分高い値に第1のスレッシュホールド電圧v0゜工が設
定さn1第(5)式および第(9)式に示される様にツ
ェナー電圧v2Dlより若干高い値に第2のスレッシュ
ホールド電圧v0゜工が設定されている。第2図および
第6図の実施列においては、電源電圧十V。。の上昇時
にvo。〉vooXの条件で増幅回路4の増幅動作が始
めて開鉗δれ、増幅回路4の増幅動作が開始した後電諒
篭圧+v0゜が下降してvo。< V 0゜工となって
も増幅回路40増幅動作は停止されず、芒らに11!源
電圧十V。0が下降してV。o(V。OYとなって始め
て増幅回路4の増幅動作が停止さnる。従って、第7図
の増幅器における欠点(丁なわち、ツェナー電圧vy境
とした電源電圧+vo0〕上昇おDI よび下降の際の動作不安定性)が本発明により除去され
る。
以上、説明した本願発明はその基本的技術思想の範囲で
種々の変形が可能である。増幅回路番の回路構成(例え
ば初段増幅回路41.駆動増幅回路42.プッシュプル
出力回路42の回路構成)も種々変形可能である。ツェ
ナーダイオードZD。
に他の定電圧手段(列えば複数個直列接続さrtた順方
向PM接合、トランジスタのベース・エミッタ間順方向
電圧を用いた周知の定電圧回路等)r用いることができ
る。
一方、自動車搭載用音響増幅器の電源としてカーバッテ
リーの電圧レベルに走行時のイグニッション、ワイパー
あるいに起動時に、瞬間的あるいは長時間にわたってし
ばしば変動する。
lた汎用音響増幅器においても、電源スィッチのオン・
オフ操作を繰シ逗子と、電源電圧に著しく急激な変化r
示す。
本発明はこれらの応用に利用される場合に著しい効果を
示すことは容易に理解できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に先立って本願発明者によって検討され
た増幅器の回路図、 第2図は本発明の一実施例による増幅器の回路図、 第3図および第4図は[原電圧の上昇および下降に対応
する第2図の回路中の各回路接点PtおLびP!の電圧
変化を示す特性図、 第5図は電源電圧+v0゜の上昇および下降を示す波形
図、 第6図は本発明のより好適な実施例による増幅器の回路
図、 第7図は本発明が適用されなかった場合の回路図を示す
。 番・・・増幅回路、5・・・tm電圧検出回路第  1
  図 第  2 図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、電源電圧(+Voa)の供給の間に入力信号(vi
    n)會増幅する増幅回路(4)會具備してなる増幅器に
    おいて、 電源電圧検出回路(5,5’)rさらに具備してなり、
    該[原電圧検出回路は上記電源電圧(十V。0)の大小
    の検出のために互すに異なる第1のスレッシュホール)
    ’!圧(Voo工)と第2のスレッシュホールド電圧(
    vOOY )とに関してヒステリシス特性kiしてなり
    、該電源電圧検出回路の出力信号によって上記増幅回路
    (4)の増幅動作の開始および停止が制御さ扛ること’
    2%微とする増幅器。 2、上記第1のスレッシュホールド電圧(vo。x)[
    IJ己第2のスレッシュホールド電圧(vo。Y):り
    高いレベルに設定されたこと’に%徴とする特許請求の
    範囲第1項記載の増幅器。 3、上記[原電圧(+V。。)の上昇時に上5tvtt
    源[圧(+vo a )が第1のスレッシュホールドI
    I圧(vOOX)より高レベルとなった場合に上記増幅
    回路(4)の増幅動作が開始され、上記電源電圧(十v
    00.)の下降時に上記電源電圧(十v。。)が第2の
    スレッシュホールド電圧(vo。YIJ)低レベルとな
    った場合に上記増幅回路(4)の増幅動作が停止される
    ことを特徴とする特許請求の範囲第2項記載の増幅器。 4、上記電源電圧検出回路(5、5’ )は定電圧手段
    (ZDt)k具備し下なり、該定電圧手段(Z Dt 
    )の定電圧は増幅回路(4)の安定化動作電圧(vRl
    )として利用されるとともに上記第1のスレッシュホー
    ルド電圧(vo。、)および上記第2のスレッシュホー
    ルド電圧(vo。Y)の協定のためにも利用されること
    ヶ特徴とする特W!f請求の範囲第3項記載の増幅器。 5、上記第1のスレッシュホールド電圧(voax)ト
    上記第2のスレッシュホールド電圧とはともに上記定電
    圧手段(ZDs)の上記定電圧(v2Dl )より高レ
    ベルに設定されたことt特徴とする特許請求の範囲第4
    項記載の増幅器。 6、平滑回路(LI+Ot  )kさらに具備してなり
    、該平滑回路を介して上記電源電圧(+v。。)が上記
    増幅回路(4]に供給されることを特徴とする特許請求
    の範囲第5項記載の増幅器。
JP57164836A 1982-09-24 1982-09-24 増幅器 Pending JPS5955608A (ja)

Priority Applications (5)

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