JPS60254806A - 可聴周波増幅システム - Google Patents
可聴周波増幅システムInfo
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- JPS60254806A JPS60254806A JP60084363A JP8436385A JPS60254806A JP S60254806 A JPS60254806 A JP S60254806A JP 60084363 A JP60084363 A JP 60084363A JP 8436385 A JP8436385 A JP 8436385A JP S60254806 A JPS60254806 A JP S60254806A
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- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F1/00—Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
- H03F1/02—Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation
- H03F1/0205—Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation in transistor amplifiers
- H03F1/0211—Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation in transistor amplifiers with control of the supply voltage or current
- H03F1/0216—Continuous control
- H03F1/0222—Continuous control by using a signal derived from the input signal
- H03F1/0227—Continuous control by using a signal derived from the input signal using supply converters
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
- H03F3/20—Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers
- H03F3/21—Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers with semiconductor devices only
- H03F3/217—Class D power amplifiers; Switching amplifiers
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
発明の技術分野
この発明は、可聴周波増幅システムに関する。
従 来 技 術
１９３２年８月３０日公告の米国特許第１゜８７４．１
５９号には、直流電源、負荷回路、直流電源と負荷回路
とを相互に結合させる誘導コイル（変成器）、制御ニレ
メン１〜をそれぞれ有する一対の電子バルブ（スイッチ
）、信号の周波数に比べて高い周波数と信号の振幅より
大きい振幅とを備えた周期的電位で制御エレメントを駆
動させる手段、および信号による高周波電位変調手段か
ら成る、電気信号増幅−装置が示されている。
５９号には、直流電源、負荷回路、直流電源と負荷回路
とを相互に結合させる誘導コイル（変成器）、制御ニレ
メン１〜をそれぞれ有する一対の電子バルブ（スイッチ
）、信号の周波数に比べて高い周波数と信号の振幅より
大きい振幅とを備えた周期的電位で制御エレメントを駆
動させる手段、および信号による高周波電位変調手段か
ら成る、電気信号増幅−装置が示されている。
１９７７年４月５日広告の米国特許第４，０１６．５０
１号には、両極性入力信号を、入力信号の瞬時の振幅に
応じて変化する持続期間を持つ単極性パルス列に変換す
るパルス幅変調装置を備えたスイッチング増幅システム
が示されている。パルスはスイッチング・ブリッジ回路
に電流を供給する直列スイッチの作動を制御する。ブリ
ッジ回路のスイッチング・アームは、入力信号の極性に
よって制御される。スイッチが開くと、出力電流用の回
路ができる。出力電流はろ波されて、スイッチ速度のば
らつきが除去された後、負荷に供給される。増幅された
出力電圧信号が正確に入力信号に追随し、直流電力から
交流電力への変換効率が１００％近くに達し得ることが
明記されている。
１号には、両極性入力信号を、入力信号の瞬時の振幅に
応じて変化する持続期間を持つ単極性パルス列に変換す
るパルス幅変調装置を備えたスイッチング増幅システム
が示されている。パルスはスイッチング・ブリッジ回路
に電流を供給する直列スイッチの作動を制御する。ブリ
ッジ回路のスイッチング・アームは、入力信号の極性に
よって制御される。スイッチが開くと、出力電流用の回
路ができる。出力電流はろ波されて、スイッチ速度のば
らつきが除去された後、負荷に供給される。増幅された
出力電圧信号が正確に入力信号に追随し、直流電力から
交流電力への変換効率が１００％近くに達し得ることが
明記されている。
１９７２年６月１５日公告の米国特許３，５８５．５１
７号には、パルス幅が入力または基準信号の瞬時の振幅
に比例するほぼ矩形波の信号を発生させるためのパルス
幅変調手段を備えた電力増幅器が示されている。供給電
圧の電源端子間には、電気的負荷装置、すなわちトラン
ジスター、誘導子のようなスイッチ装置が接続されてい
る。パルスは周期的にスイッチを閉じ、供給源からの電
圧の一部が誘導子に現われる。
７号には、パルス幅が入力または基準信号の瞬時の振幅
に比例するほぼ矩形波の信号を発生させるためのパルス
幅変調手段を備えた電力増幅器が示されている。供給電
圧の電源端子間には、電気的負荷装置、すなわちトラン
ジスター、誘導子のようなスイッチ装置が接続されてい
る。パルスは周期的にスイッチを閉じ、供給源からの電
圧の一部が誘導子に現われる。
スイッチが矩形波のパルス消滅に応じて開くと、誘導子
中に蓄積されたエネルギーが負荷装置を通って放電され
る。その結果、望ましからざる電圧が誘導子中に蓄積さ
れる。この電圧は、増幅回路のエレメント中で消滅する
のではなく、負荷装置を通って放電される。
中に蓄積されたエネルギーが負荷装置を通って放電され
る。その結果、望ましからざる電圧が誘導子中に蓄積さ
れる。この電圧は、増幅回路のエレメント中で消滅する
のではなく、負荷装置を通って放電される。
１９７１年１２月１２日公告の米国特許３６２９６１６
号は、パルス幅変調された２つの信号を発生させるため
に、可聴信号を基準信号と比較する第１および第２比較
器に、１８０°位相はずれの２つの可聴信号がそれぞれ
供給される可聴周波増幅回路が示されている。パルス幅
変調された信号は、変換器を備えたブリッジの２本のア
ームに接続されたスイッチ半導体素子に供給される。
号は、パルス幅変調された２つの信号を発生させるため
に、可聴信号を基準信号と比較する第１および第２比較
器に、１８０°位相はずれの２つの可聴信号がそれぞれ
供給される可聴周波増幅回路が示されている。パルス幅
変調された信号は、変換器を備えたブリッジの２本のア
ームに接続されたスイッチ半導体素子に供給される。
１９６１年６月２７日公告の米国特許第２゜９９０．５
１６号には、パルス幅変調増幅器と、入力信号を、その
振幅に応じてパルス時変調またはパルス幅変調されたパ
ルス列に変換し、つぎにＢ級増幅器で信号を増幅し、そ
してもとの入力信号に対応する増幅された信号を取出す
ことを含む方法とが示されている。
１６号には、パルス幅変調増幅器と、入力信号を、その
振幅に応じてパルス時変調またはパルス幅変調されたパ
ルス列に変換し、つぎにＢ級増幅器で信号を増幅し、そ
してもとの入力信号に対応する増幅された信号を取出す
ことを含む方法とが示されている。
１９６８年５月２１日公告の米国特許第３゜３８４．８
３８号は、正または負の直流電流源に選択可能に接続さ
れた電子スイッチを制御する低電力パルス幅変調器を含
む位相可逆性スイッチング電力増幅器が示されている。
３８号は、正または負の直流電流源に選択可能に接続さ
れた電子スイッチを制御する低電力パルス幅変調器を含
む位相可逆性スイッチング電力増幅器が示されている。
増幅された信号は、パルス幅変調器からの出力パルスの
幅を制御し、出力パルスは、信号が正のときには正の直
流電源に、信号が負のときには負の直流電源にスイッチ
を接続するようにスイッチの作動を制御する。正負両直
流電源への］ネクタから発生するパルスは、平均され、
入力信号と直線的に比例する出力電圧が得られる。
幅を制御し、出力パルスは、信号が正のときには正の直
流電源に、信号が負のときには負の直流電源にスイッチ
を接続するようにスイッチの作動を制御する。正負両直
流電源への］ネクタから発生するパルスは、平均され、
入力信号と直線的に比例する出力電圧が得られる。
１９７８年５月３０日公告の米国特許第４゜０９２．６
１０号にはζλ入力信号増幅するためのシステムが示さ
れている。この発明は、搬送波信号のパルスの持続時間
または幅を入力信号の振幅の変化に応じて変化さけるパ
ルス幅変調器によって、搬送波信号上への入力信号の変
調を行うものである。このシステムには、変調された搬
送波信号を増幅しかつ変調された搬送波信号を負荷に供
給するために操作される複数の増幅ユニットが設けられ
ている。複数の増幅ユニットと負荷との間に接続された
フィルタ回路は、信号のスペクトルを通過させる通過帯
を有している。この通過帯は、入力信号の倍振動と搬送
波を排除するために充分な狭さに設定されている。
１０号にはζλ入力信号増幅するためのシステムが示さ
れている。この発明は、搬送波信号のパルスの持続時間
または幅を入力信号の振幅の変化に応じて変化さけるパ
ルス幅変調器によって、搬送波信号上への入力信号の変
調を行うものである。このシステムには、変調された搬
送波信号を増幅しかつ変調された搬送波信号を負荷に供
給するために操作される複数の増幅ユニットが設けられ
ている。複数の増幅ユニットと負荷との間に接続された
フィルタ回路は、信号のスペクトルを通過させる通過帯
を有している。この通過帯は、入力信号の倍振動と搬送
波を排除するために充分な狭さに設定されている。
従来の可聴周波電力増幅器は、一般に比較的低効率で作
動するものである。効率向上のため、スイッチング増幅
器が採用されるようになったが、これらの増幅器は、負
荷に連結される変成器を採用する場合には、いまだに大
容量の低周波用変成器を必要としている。
動するものである。効率向上のため、スイッチング増幅
器が採用されるようになったが、これらの増幅器は、負
荷に連結される変成器を採用する場合には、いまだに大
容量の低周波用変成器を必要としている。
発明の目的
この発明は、回路中の可聴周波用変成器を、電源と負荷
との分離および／またはインピーダンス整合を行なえる
小容量の高効率変成器に置換することができる高効率可
聴周波増幅システムを提供することを目的としている。
との分離および／またはインピーダンス整合を行なえる
小容量の高効率変成器に置換することができる高効率可
聴周波増幅システムを提供することを目的としている。
問題を解決するための手段
第１の発明による可聴周波増幅システムは、可聴入力信
号源、高周波被変調搬送電圧を増幅して高周波変成器に
通過させる手段、上記被変調搬送電圧を復調して増幅さ
れた可聴信号を取出す手段および上記可聴信号を負荷に
供給づ′る手段を備えていることを特徴とする。
号源、高周波被変調搬送電圧を増幅して高周波変成器に
通過させる手段、上記被変調搬送電圧を復調して増幅さ
れた可聴信号を取出す手段および上記可聴信号を負荷に
供給づ′る手段を備えていることを特徴とする。
第２の発明による可聴周波増幅システムは、可聴入力信
号源、可聴入力信号を変調して、繰り返し速さおよび振
幅が一定の２つのパルス列を発生させる手段、高周波被
変調搬送電圧を増幅して高周波変成器を通過させる手段
、上記被変調搬送電圧を復調して可聴入力信号の振幅を
取出す手段、非可聴信号を除去するためのる波手段なら
びに入力信号の極性に応じて可聴信号を負荷に供給する
極性検出手段を備えていることを特徴とする。
号源、可聴入力信号を変調して、繰り返し速さおよび振
幅が一定の２つのパルス列を発生させる手段、高周波被
変調搬送電圧を増幅して高周波変成器を通過させる手段
、上記被変調搬送電圧を復調して可聴入力信号の振幅を
取出す手段、非可聴信号を除去するためのる波手段なら
びに入力信号の極性に応じて可聴信号を負荷に供給する
極性検出手段を備えていることを特徴とする。
第３の発明による可聴周波増幅システムは、可聴入力信
号源、交流入力信号を、入力信号の振幅と等しい正の出
力信号に変換する全波整流器、上記整流器の出力信号を
、繰り返し速さおよび振幅が一定でかつデユーティ・サ
イクルが互いに等しい２つのパルス列出力に変換するパ
ルス幅変調器、パルスの有無に応答して開閉される各パ
ルス列用電子スイッチ、２次側がセンタタップされその
両端が逆極性のほぼ同電位となる変成器、上記変成器か
らの交流電圧を正の脈動直流信号に変換する第１の全波
整流器、上記変成器からの交流電圧を負の脈動直流信号
に変換する第２の全波整流器、可聴周波数帯域を越える
周波数の信号の通過を阻止して可聴信号を再生する第１
および第２の平均化フィルタ、上記第１および第２の平
均化フィルタをスピーカに交互に接続する電子スイッチ
ならびに上記電子スイッチを制御するための極性検出器
を備えていることを特徴とする。
号源、交流入力信号を、入力信号の振幅と等しい正の出
力信号に変換する全波整流器、上記整流器の出力信号を
、繰り返し速さおよび振幅が一定でかつデユーティ・サ
イクルが互いに等しい２つのパルス列出力に変換するパ
ルス幅変調器、パルスの有無に応答して開閉される各パ
ルス列用電子スイッチ、２次側がセンタタップされその
両端が逆極性のほぼ同電位となる変成器、上記変成器か
らの交流電圧を正の脈動直流信号に変換する第１の全波
整流器、上記変成器からの交流電圧を負の脈動直流信号
に変換する第２の全波整流器、可聴周波数帯域を越える
周波数の信号の通過を阻止して可聴信号を再生する第１
および第２の平均化フィルタ、上記第１および第２の平
均化フィルタをスピーカに交互に接続する電子スイッチ
ならびに上記電子スイッチを制御するための極性検出器
を備えていることを特徴とする。
実 施 例
第１図は、可聴周波増幅システムの概略構成を示してい
る。この明細書において、ｒ ’ｒｉＴ聴」とは、スイ
ッチング周波数（１／２ＦＣ）よりも周波数の低いあら
ゆる信号を言うものとする。
る。この明細書において、ｒ ’ｒｉＴ聴」とは、スイ
ッチング周波数（１／２ＦＣ）よりも周波数の低いあら
ゆる信号を言うものとする。
またｒＦｃＪとは、パルス列の繰り返し速さを言うもの
とする。
とする。
入力信号（ａ）（ＦＣの約１／１０以下の周波数であれ
ば、可聴信号またはその他の信号であってもよい。）は
、端子（１０）に供給され、この入力信号（ａ）は２つ
の回路に送られる。第１の回路は、全波整流器（１５）
、パルス幅変調器（１１）、電子スイッチ（２０）、変
成器（２４）、全波整流器（２８）（３０）および平均
化フィルタ（３２）（３４）を備えている。第２回路は
、両回路が合流するスイッチ（４０）に接続されている
極性検出器（４２）を備えている。両回路はスイッチ（
４ｏ）を介して負荷（４５）に接続されている。
ば、可聴信号またはその他の信号であってもよい。）は
、端子（１０）に供給され、この入力信号（ａ）は２つ
の回路に送られる。第１の回路は、全波整流器（１５）
、パルス幅変調器（１１）、電子スイッチ（２０）、変
成器（２４）、全波整流器（２８）（３０）および平均
化フィルタ（３２）（３４）を備えている。第２回路は
、両回路が合流するスイッチ（４０）に接続されている
極性検出器（４２）を備えている。両回路はスイッチ（
４ｏ）を介して負荷（４５）に接続されている。
全波整流器（１５）は、負入力を一１倍、正入力を＋１
倍するので、その出力（信号）は常に正となる。整流器
（１５）に接続されているパルス幅変調器（１７） ハ
、はぼ８０〜５ｏｏＫＨ２の周波数帯域、好ましくはほ
ぼ２００ＫＨ２の一定周波数で作動し、はぼ一定の繰り
返し速さくｒｅｐｅｔｉｔｉｖｅ ｒａｔｅ） （１／
２ Ｆ Ｚ ）および振幅の２つのパルス列出力（Ｃ
）、（ｄ）を発生する。そのデユーティ・サイクルは、
入力信号の振幅に応じて変化する。すなわち、パルス幅
変調器（１７）への入力が零から最大振幅まで変化する
とパルスのデユーティ・サイクルは零から５０％まで変
化する。２つのパルス列は、はぼ同一である。すなわち
、発生したパルスの幅は、交互に発生して重複しないと
いう点を除いて等しい。
倍するので、その出力（信号）は常に正となる。整流器
（１５）に接続されているパルス幅変調器（１７） ハ
、はぼ８０〜５ｏｏＫＨ２の周波数帯域、好ましくはほ
ぼ２００ＫＨ２の一定周波数で作動し、はぼ一定の繰り
返し速さくｒｅｐｅｔｉｔｉｖｅ ｒａｔｅ） （１／
２ Ｆ Ｚ ）および振幅の２つのパルス列出力（Ｃ
）、（ｄ）を発生する。そのデユーティ・サイクルは、
入力信号の振幅に応じて変化する。すなわち、パルス幅
変調器（１７）への入力が零から最大振幅まで変化する
とパルスのデユーティ・サイクルは零から５０％まで変
化する。２つのパルス列は、はぼ同一である。すなわち
、発生したパルスの幅は、交互に発生して重複しないと
いう点を除いて等しい。
パルス（ｃ）（ｄ）は、電子スイッチ（２０）に供給さ
れる。電子スイッチ（２０）は、供給されたパルス（ｃ
）（ｄ）の有無に応じて、直流正電圧子ＥＤＣまたは直
流負電圧−ＥＤＣを変成器（２４）の１次側に供給する
。すなわち、特定のパルスが存在したときに、スイッチ
の対応する部分がオンする。この段階で、電力が増幅さ
れる。
れる。電子スイッチ（２０）は、供給されたパルス（ｃ
）（ｄ）の有無に応じて、直流正電圧子ＥＤＣまたは直
流負電圧−ＥＤＣを変成器（２４）の１次側に供給する
。すなわち、特定のパルスが存在したときに、スイッチ
の対応する部分がオンする。この段階で、電力が増幅さ
れる。
変成器（２４）は、インピーダンス整合および／または
絶縁を行う。変成器（２４）の２次側はセンター・タッ
プされているので、その両端にはほぼ等しい大きさの逆
極性の電圧が坦われる。
絶縁を行う。変成器（２４）の２次側はセンター・タッ
プされているので、その両端にはほぼ等しい大きさの逆
極性の電圧が坦われる。
全波整流器（２８）は変成器（２４）からの交流電圧を
正の脈動直流信号に変換する。一方、全波整流器（３０
）は、変成器（２４）からの交流電圧を負の脈動直流信
号に変換する。整流器（２８）の信号（ｆ）は、フィル
タ（３２）に送られ、可聴周波数帯域（約１５ＫＨｚ＞
を越えるすべての周波数の通過が阻止される。同様に、
フィルタ（３４）は、整流器（３０）からの信号が送ら
れてくると、可聴周波数帯域を越えるすべての周波数の
信号の通過を阻止する。全波整流器（１５）からの可聴
周波数信号は、再生され、フィルタ（３２）（３４）の
出力に現われる。フィルタ（３２）（３４）の出力信号
（ｈ）（ｉ）は、電子スイッチ（４０）に送られる。
正の脈動直流信号に変換する。一方、全波整流器（３０
）は、変成器（２４）からの交流電圧を負の脈動直流信
号に変換する。整流器（２８）の信号（ｆ）は、フィル
タ（３２）に送られ、可聴周波数帯域（約１５ＫＨｚ＞
を越えるすべての周波数の通過が阻止される。同様に、
フィルタ（３４）は、整流器（３０）からの信号が送ら
れてくると、可聴周波数帯域を越えるすべての周波数の
信号の通過を阻止する。全波整流器（１５）からの可聴
周波数信号は、再生され、フィルタ（３２）（３４）の
出力に現われる。フィルタ（３２）（３４）の出力信号
（ｈ）（ｉ）は、電子スイッチ（４０）に送られる。
電子スイッチ（４０）は、極性検出器（４２）によって
制御される。極性検出器（４２）は、入力信号（ａ）が
正のときに正の出力信号を負荷（４５）に導き、入力信
号（ａ）が負のときには負の出力信号を負荷（４５）に
導く。したがって、入力信号は、高電力であることを除
いて負荷（４５）に複製される。
制御される。極性検出器（４２）は、入力信号（ａ）が
正のときに正の出力信号を負荷（４５）に導き、入力信
号（ａ）が負のときには負の出力信号を負荷（４５）に
導く。したがって、入力信号は、高電力であることを除
いて負荷（４５）に複製される。
第２図は、可聴周波増幅シス苧ムをより具体的に示した
回路図である。電子スイッチ（２０）は、変成器（２４
）の−次側に交互に接続されるスイッチ（Ｓｌ）および
（Ｓ２）を含んでいる。スイッチ（Ｓｌ）がオンしたと
きには電圧＋Ｅｄｃが、スイッチ（Ｓ２）がオンしたと
きには電圧−Ｅｄｃが変成器（２４）にそれぞれ供給さ
れる。全波整流器（２８）および（３０）は、ダイオー
ド（ＤＩ）（Ｄ２）および（Ｄ３）（Ｄ４）をそれぞれ
含んでいる。整流器（２８）は変成器（２４）からの交
流電圧を正の脈動直流電流（ｆ）に変換し、整流器（３
０）は変成器（２４）からの交流電圧を負の脈動直流電
流（ｑ）に変換する。コイル（［１）およびコンデンサ
（Ｃ１）を備えたフィルタ（３２）は、整流器（２８）
からの正の直流出力電流を受け、可聴周波数帯域を越え
るすべての周波数の信号の通過を阻止する。同様に、コ
イル（Ｌ２）およびコンデンサ（Ｃ２）を備えたフィル
タ（３４）は、整流器（３０）からの負の直流電流（ｑ
）を受け、可聴周波数帯域を越えるすべての周波数の信
号の通過を阻止する。
回路図である。電子スイッチ（２０）は、変成器（２４
）の−次側に交互に接続されるスイッチ（Ｓｌ）および
（Ｓ２）を含んでいる。スイッチ（Ｓｌ）がオンしたと
きには電圧＋Ｅｄｃが、スイッチ（Ｓ２）がオンしたと
きには電圧−Ｅｄｃが変成器（２４）にそれぞれ供給さ
れる。全波整流器（２８）および（３０）は、ダイオー
ド（ＤＩ）（Ｄ２）および（Ｄ３）（Ｄ４）をそれぞれ
含んでいる。整流器（２８）は変成器（２４）からの交
流電圧を正の脈動直流電流（ｆ）に変換し、整流器（３
０）は変成器（２４）からの交流電圧を負の脈動直流電
流（ｑ）に変換する。コイル（［１）およびコンデンサ
（Ｃ１）を備えたフィルタ（３２）は、整流器（２８）
からの正の直流出力電流を受け、可聴周波数帯域を越え
るすべての周波数の信号の通過を阻止する。同様に、コ
イル（Ｌ２）およびコンデンサ（Ｃ２）を備えたフィル
タ（３４）は、整流器（３０）からの負の直流電流（ｑ
）を受け、可聴周波数帯域を越えるすべての周波数の信
号の通過を阻止する。
電子スイッチ（２０）は、パルス列（変調器の出力）に
よって、パルスが入力したときに、対応するスイッチ（
Ｓｌ）または（Ｓ２）がオンするように制御される。こ
れにより、極性が反対のかつ振幅が等しい出力（ｅ）が
変成器（２４）を通過する。
よって、パルスが入力したときに、対応するスイッチ（
Ｓｌ）または（Ｓ２）がオンするように制御される。こ
れにより、極性が反対のかつ振幅が等しい出力（ｅ）が
変成器（２４）を通過する。
変成器（２４）の交流出力は、一方の全波整流器（２８
）によって正の脈動直流電流（信号ｆ）に変換され、他
方の全波整流器（３０）によって負の脈動直流電流（（
］＞に変換される。各パルス（ｆ）（ｇ）は、可聴周波
数帯域を越えるすべての周波数の通過を阻止する別個の
フィルタ（’３２Ｈ２４）にそれぞれ供給される。フィ
ルタ（３２）（３４）からの可聴出力信号（ｈ）（ｉ）
は、スイッチ（ｓ３）（Ｓ４）を含む電子スイッチ（４
０）によって制御される。スイッチ（Ｓ３）（Ｓ４）は
、極性検出器（４２）からの信号によって交互に作動さ
れる。この結果、負荷（４５）への出力信号は、出力レ
ベルを除いて入力信号（ａ）と同一となる。
）によって正の脈動直流電流（信号ｆ）に変換され、他
方の全波整流器（３０）によって負の脈動直流電流（（
］＞に変換される。各パルス（ｆ）（ｇ）は、可聴周波
数帯域を越えるすべての周波数の通過を阻止する別個の
フィルタ（’３２Ｈ２４）にそれぞれ供給される。フィ
ルタ（３２）（３４）からの可聴出力信号（ｈ）（ｉ）
は、スイッチ（ｓ３）（Ｓ４）を含む電子スイッチ（４
０）によって制御される。スイッチ（Ｓ３）（Ｓ４）は
、極性検出器（４２）からの信号によって交互に作動さ
れる。この結果、負荷（４５）への出力信号は、出力レ
ベルを除いて入力信号（ａ）と同一となる。
第３図は、各部の信号波形を示している。入力信号、す
なわち可聴信号（ａ）は、正弦波である。この可聴信号
（ａ＞は、全波整流器（１５）により、常に正の出力信
号（ｂ）に変換される。
なわち可聴信号（ａ）は、正弦波である。この可聴信号
（ａ＞は、全波整流器（１５）により、常に正の出力信
号（ｂ）に変換される。
全波整流器（１５）から−の正の出力信号（ｂ）は、パ
ルス幅変調器（１７）に送られ、２つのパルス列（ｃ）
（ｄ）に変換される。これらのパルス列（ｃ）（ｄ）は
、一定の繰り返し速さと振幅を持っているが、そのデユ
ーティ・サイクルは、入力信号の振幅に応じて変化する
。両パルス列（ｃ）（ｄ）は同一、すなわちパルス幅は
等しいが、両パルスは交互に発生し、決して重複しない
。変成器（２４）を通過する出力電圧は、信号ｅで示さ
れている。信号ｆは、変成器（２４）の交流出力電圧か
ら、一方の全波整流器（２８）によって得られた正の脈
動直流信号を示している。信号ｑは、変成器（２４）の
交流出力電圧から、他方の全波整流器（３０）によって
得られた負の脈動直流信号を示している。フィルタ（３
２）（３４）の出力は、信号ｈ（正パルス）および信号
ｉ（負パルス〉でそれぞれ示されている。フィルタ（３
２０３４）の出力は、入ノｊ信号ａの極性検出器（４２
）によって制御される電子スイッチ（４０）に供給され
る。
ルス幅変調器（１７）に送られ、２つのパルス列（ｃ）
（ｄ）に変換される。これらのパルス列（ｃ）（ｄ）は
、一定の繰り返し速さと振幅を持っているが、そのデユ
ーティ・サイクルは、入力信号の振幅に応じて変化する
。両パルス列（ｃ）（ｄ）は同一、すなわちパルス幅は
等しいが、両パルスは交互に発生し、決して重複しない
。変成器（２４）を通過する出力電圧は、信号ｅで示さ
れている。信号ｆは、変成器（２４）の交流出力電圧か
ら、一方の全波整流器（２８）によって得られた正の脈
動直流信号を示している。信号ｑは、変成器（２４）の
交流出力電圧から、他方の全波整流器（３０）によって
得られた負の脈動直流信号を示している。フィルタ（３
２）（３４）の出力は、信号ｈ（正パルス）および信号
ｉ（負パルス〉でそれぞれ示されている。フィルタ（３
２０３４）の出力は、入ノｊ信号ａの極性検出器（４２
）によって制御される電子スイッチ（４０）に供給され
る。
そしてフィルタ（３２）（３４）の正または負の出力の
いずれかが負荷（４５）に供給される。負荷（４５）へ
の出力波形（信号Ｊ）は、電力レベルを除いて入力信号
ａの波形と同一となる。
いずれかが負荷（４５）に供給される。負荷（４５）へ
の出力波形（信号Ｊ）は、電力レベルを除いて入力信号
ａの波形と同一となる。
上記可聴周波増幅システムでは、従来の可聴変成器を、
小容量の高周波用変成器と置換することによって、重量
および寸法を縮小できかつ極めて高い効率を維持できる
ようになる。
小容量の高周波用変成器と置換することによって、重量
および寸法を縮小できかつ極めて高い効率を維持できる
ようになる。
この発明による可聴周波増幅システムは、プッシュプル
、フルブリッジ、ハーアブシジン等の周知の回路に応用
づ−ることができる。また、変成器の使用方法により、
他の低効率回路、たとえばフライバック回路に応用する
ことができる。
、フルブリッジ、ハーアブシジン等の周知の回路に応用
づ−ることができる。また、変成器の使用方法により、
他の低効率回路、たとえばフライバック回路に応用する
ことができる。
発明の作用および効果
第１および第２の発明による可聴増幅システムでは、可
聴入力信号によって変調された高周波被変調搬送電圧が
変成器を通過する。被変調搬送電圧は、変調され、可聴
信号が取り出されてスピーカ等の負荷に供給される。こ
の発明によれば、可聴周波数の電流が変成器に蓄積され
ないので、大容量の変成器が不要となる。さらに、この
発明によれば、変成器を零磁束点（ＺｅｒＯｆｌｕｘ
ｐｏｉｎｔ）を中心としてほぼ対称的に作動させること
ができるので、大容量の変成器の必要性が回避される。
聴入力信号によって変調された高周波被変調搬送電圧が
変成器を通過する。被変調搬送電圧は、変調され、可聴
信号が取り出されてスピーカ等の負荷に供給される。こ
の発明によれば、可聴周波数の電流が変成器に蓄積され
ないので、大容量の変成器が不要となる。さらに、この
発明によれば、変成器を零磁束点（ＺｅｒＯｆｌｕｘ
ｐｏｉｎｔ）を中心としてほぼ対称的に作動させること
ができるので、大容量の変成器の必要性が回避される。
第３の発明では、交流入力信号は、全波整流器によって
、入力信号の振幅と等しい正の出力に変換される。整流
器の出力信号は、パルス変調器によって、繰り返し速さ
および振幅が一定でかつデユーティ・サイクルが互いに
８等しい２つのパルス列出力に変換される。各パルス列
のデユーティ・サイクルは、整流器からパルス変調器に
入力する信号の振幅に応じて変化する。
、入力信号の振幅と等しい正の出力に変換される。整流
器の出力信号は、パルス変調器によって、繰り返し速さ
および振幅が一定でかつデユーティ・サイクルが互いに
８等しい２つのパルス列出力に変換される。各パルス列
のデユーティ・サイクルは、整流器からパルス変調器に
入力する信号の振幅に応じて変化する。
入力信号が零から最大振幅まで変化すると、パルスのデ
ユーティ・サイクルは、これにともなって零から５０％
まで変化する。２つの出力パルスは同一であるが、交互
に発生するため、重複しない。各出力パルスは、各パル
ス列用電子スイッチにそれぞれ送られる。各パルス列用
の電子スイッチは、パルスの有無に応じて開閉される。
ユーティ・サイクルは、これにともなって零から５０％
まで変化する。２つの出力パルスは同一であるが、交互
に発生するため、重複しない。各出力パルスは、各パル
ス列用電子スイッチにそれぞれ送られる。各パルス列用
の電子スイッチは、パルスの有無に応じて開閉される。
各スイッチが閉じる時間の長さは、供給されるパルスの
幅に対応している。各スイッチの出力は変成器の一次側
に送られる。変成器は、−次側に供給された電圧を、一
定の巻数比によって決定される二次電圧に変換する。変
成器は極めて高い周波数で対称的にく直流成分なしで）
駆動されるため、出力電力に比較して極めて小容量のも
のでよい。変成器の出力は第１および第２の全波整流器
に送られる。全波整流器は、変成器の交流出力を整流し
て、正負の脈動直流にそれぞれ変換する。これらの脈動
出力は第１および第２のフィルタにそれぞれ送られる。
幅に対応している。各スイッチの出力は変成器の一次側
に送られる。変成器は、−次側に供給された電圧を、一
定の巻数比によって決定される二次電圧に変換する。変
成器は極めて高い周波数で対称的にく直流成分なしで）
駆動されるため、出力電力に比較して極めて小容量のも
のでよい。変成器の出力は第１および第２の全波整流器
に送られる。全波整流器は、変成器の交流出力を整流し
て、正負の脈動直流にそれぞれ変換する。これらの脈動
出力は第１および第２のフィルタにそれぞれ送られる。
そして、各フィルタによって搬送波が除去され、可聴信
号のみが取り出される。入力信号が入力する極性検出器
は、当初の入力信号の極性を検出して、検出された極性
に応じて電子゛スイッチを開閉させる。これにより、オ
フセットのない交流信号が負荷に供給される。
号のみが取り出される。入力信号が入力する極性検出器
は、当初の入力信号の極性を検出して、検出された極性
に応じて電子゛スイッチを開閉させる。これにより、オ
フセットのない交流信号が負荷に供給される。
図面は、この発明の実施例を示し、第１図は可聴周波増
幅システムの電気的構成を示すブロック図、第２図はそ
の詳細を示す電気回路図、第３図は各部の信号を示すタ
イムチャートである。 （１５）・・・全波整流器、（
１７）・・・パルス幅変調器、（２０）・・・電子スイ
ッチ、（２４）・・・変成器、（２８）・・・全波整流
器（第１の全波整流器） 、（３０）・・・全波整流器
（第２の全波整流器） 、（３２）・・・平均化フィル
タ（第１の平均化フィルタ） 、（３４）・・・平均化
フィルタ（第２の平均化フィルタ） 、（４０）・・・
電子スイッチ、（４２）・・・極性検出器。 以 上 外４名
幅システムの電気的構成を示すブロック図、第２図はそ
の詳細を示す電気回路図、第３図は各部の信号を示すタ
イムチャートである。 （１５）・・・全波整流器、（
１７）・・・パルス幅変調器、（２０）・・・電子スイ
ッチ、（２４）・・・変成器、（２８）・・・全波整流
器（第１の全波整流器） 、（３０）・・・全波整流器
（第２の全波整流器） 、（３２）・・・平均化フィル
タ（第１の平均化フィルタ） 、（３４）・・・平均化
フィルタ（第２の平均化フィルタ） 、（４０）・・・
電子スイッチ、（４２）・・・極性検出器。 以 上 外４名
Claims (5)
- （１） 可聴入力信号源、 高周波被変調搬送電圧を増幅して高周波用変成器に通過
させる手段、 上記被変調搬送電圧を復調して増幅された可聴信号を取
出す手段および 上記可聴信号を負荷に供給する手段、 を備えている可聴周波増幅システム。 - （２） 上記可聴入力信号を変調して、繰り返し速さお
よび振幅が一定の２つのパルス列を発生させる手段およ
び上記変成器の出力から非可聴信号を除去するろ波手段
を含んでいる特許請求の範囲第（１）項記載の可聴周波
増幅システム。 - （３） 上記変成器が、零磁束点を中心としてほぼ対称
的に作動される特許請求の範囲第（１）項記載の可聴周
波増幅システム。 - （４） 可聴入力信号源、 可聴入力信号を変調して、繰り返し速さおよび振幅が一
定の２つのパルス列を発生させる手段、 高周波被変調搬送電圧を増幅して高周波用変成器を通過
させる手段、 上記被変調搬送電圧を復調して可聴入力信号の振幅を取
出す手段、 非可聴信号を除去するためのる波手段ならびに 入力信号の極性に応じて可聴信号を負荷に供給する極性
検出手段、 を備えている可聴周波増幅システム。 - （５） 可聴入力信号源、 − 交流入力信号を、入力信号の振幅と等しい正の出力信号
に変換する全波整流器、 上記整流器の出力信号を、繰り返し速さおよび振幅が一
定でかつデユーティ・サイクルが互いに等しい２つのパ
ルス列出力に変換するパルス幅変調器、 パルスの有無に応答して開閉される各パルス列用電子ス
イッチ、 ２次側がセンタタップされその両端が逆極性のほぼ同電
位となる変成器、 上記変成器からの交流電圧を正の脈動直流信号に変換す
る第１の全波整流器、 上記変成器からの交流電圧を負の脈動直流信号に変換す
る第２の全゛波整流器、 可聴周波数帯域を越える周波数の信号の通過を阻止して
可聴信号を再生する第１および第２の平均化フィルタ、 上記第１および第２の平均化フィルタをスピーカに交互
に接続する電子スイッチならびに 上記電子スイッチを制御するための極性検出器、 を備えている可聴周波増幅システム。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US602225 | 1984-04-19 | ||
| US06/602,225 US4573018A (en) | 1984-04-19 | 1984-04-19 | Switching amplifier system |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60254806A true JPS60254806A (ja) | 1985-12-16 |
Family
ID=24410492
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60084363A Pending JPS60254806A (ja) | 1984-04-19 | 1985-04-18 | 可聴周波増幅システム |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4573018A (ja) |
| JP (1) | JPS60254806A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003527022A (ja) * | 2000-03-14 | 2003-09-09 | ハーマン インターナシヨナル インダストリーズ インコーポレイテツド | 電源から直接的に音声を得る方法と装置 |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3538661A1 (de) * | 1985-07-20 | 1987-01-22 | Licentia Gmbh | Schaltverstaerker |
| WO1988000772A1 (en) * | 1986-07-18 | 1988-01-28 | Robert Ponto | Audio amplifier system |
| CA2009775C (en) * | 1989-03-04 | 1994-12-06 | Brian E. Attwood | Audio amplifier with phase modulated pulse width modulation |
| US5747972A (en) * | 1995-01-11 | 1998-05-05 | Microplanet Ltd. | Method and apparatus for electronic power control |
| US7315151B2 (en) | 1995-01-11 | 2008-01-01 | Microplanet Inc. | Method and apparatus for electronic power control |
| US5986498A (en) * | 1998-04-14 | 1999-11-16 | Harman International Industries, Incorporated | Audio direct from power supply |
| US6496059B1 (en) * | 2000-11-17 | 2002-12-17 | Tranh T. Nguyen | Clas-N amplifer |
| US6788151B2 (en) | 2002-02-06 | 2004-09-07 | Lucent Technologies Inc. | Variable output power supply |
| US6600376B1 (en) * | 2002-08-23 | 2003-07-29 | Entrust Power Co., Ltd. | High efficiency power amplifier |
| US9582112B2 (en) | 2014-03-21 | 2017-02-28 | Synaptics Incorporated | Low ground mass artifact management |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1248209A (en) * | 1967-12-30 | 1971-09-29 | Plessey Co Ltd | Improvements in or relating to modulation systems |
| US3829788A (en) * | 1972-12-21 | 1974-08-13 | Us Navy | Electric power amplification at low frequencies |
-
1984
- 1984-04-19 US US06/602,225 patent/US4573018A/en not_active Expired - Fee Related
-
1985
- 1985-04-18 JP JP60084363A patent/JPS60254806A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003527022A (ja) * | 2000-03-14 | 2003-09-09 | ハーマン インターナシヨナル インダストリーズ インコーポレイテツド | 電源から直接的に音声を得る方法と装置 |
| JP4916637B2 (ja) * | 2000-03-14 | 2012-04-18 | ハーマン インターナショナル インダストリーズ インコーポレイテッド | 電源から直接的に音声を得る方法と装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4573018A (en) | 1986-02-25 |
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