JPS6074707A - 電力増幅器の出力制限装置 - Google Patents
電力増幅器の出力制限装置Info
- Publication number
- JPS6074707A JPS6074707A JP18214083A JP18214083A JPS6074707A JP S6074707 A JPS6074707 A JP S6074707A JP 18214083 A JP18214083 A JP 18214083A JP 18214083 A JP18214083 A JP 18214083A JP S6074707 A JPS6074707 A JP S6074707A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- output
- voltage
- turned
- load
- output current
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03G—CONTROL OF AMPLIFICATION
- H03G11/00—Limiting amplitude; Limiting rate of change of amplitude ; Clipping in general
Landscapes
- Control Of Amplification And Gain Control (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】
産業上の利用分野
本発明は種々の負荷インピーダンスに対して効率的に電
力増幅するために低インピーダンス負荷時に出力を制限
した、電力増幅器の出力制限装置に関するものである。
力増幅するために低インピーダンス負荷時に出力を制限
した、電力増幅器の出力制限装置に関するものである。
従来例の構成とその問題点
一般に電力増幅器はその接続される負荷インピーダンス
が低くなると、最大出力が大きくなるかにおいては、負
荷となるスピーカーのインピーダンスはだいたい４０〜
８Ωの間に分布しているため、４Ω負荷時の電力損失に
対して電力増幅器の設計を行なわなければならない。し
かしながら、前記のように４Ω負荷に対して設計を行な
ってもその負荷に８Ωが接続されることもあるわけで、
このときその許容電力損失に対して無駄が生じる。
が低くなると、最大出力が大きくなるかにおいては、負
荷となるスピーカーのインピーダンスはだいたい４０〜
８Ωの間に分布しているため、４Ω負荷時の電力損失に
対して電力増幅器の設計を行なわなければならない。し
かしながら、前記のように４Ω負荷に対して設計を行な
ってもその負荷に８Ωが接続されることもあるわけで、
このときその許容電力損失に対して無駄が生じる。
このため従来より低インピーダンス負荷時の最大出力を
制限し、負荷インピーダンスによる電力損失の変動を出
来るだけ小さくする工夫が行なわれてきた。以下にその
ような従来の電力増幅器の一例について説明する。
制限し、負荷インピーダンスによる電力損失の変動を出
来るだけ小さくする工夫が行なわれてきた。以下にその
ような従来の電力増幅器の一例について説明する。
第１図は従来の電力増幅器の出力制限装置の一例を示し
だものである。１は電圧増幅トランジスタ、２，３はド
ライバトランジスタ、４ ＋ ５ ハ出力トランジスタ
、６，７は出力電流検出および出力電流制限トランジス
タ、８は出力段バイアス電源、９は定電流源、１ｏは出
力端子、１１．１２ハ電源、１３．１４は出力トランジ
スタエミソタ＃片 １６〜１３Ｈ…七管凛捺ｌ」田惟佑
φ森１−ここで抵抗１３．１４の値をＲ１抵抗１６．１
６の値をＲ１，抵抗１７．１８の値をＲ２、出力電流を
工０、抵抗１７，１８それぞれの両端電圧ｖ１とすると
、 Ｖｌ ＝ＩＯ＊Ｒ１１ＩＲ２／（Ｒ１＋Ｒ２）となる。
だものである。１は電圧増幅トランジスタ、２，３はド
ライバトランジスタ、４ ＋ ５ ハ出力トランジスタ
、６，７は出力電流検出および出力電流制限トランジス
タ、８は出力段バイアス電源、９は定電流源、１ｏは出
力端子、１１．１２ハ電源、１３．１４は出力トランジ
スタエミソタ＃片 １６〜１３Ｈ…七管凛捺ｌ」田惟佑
φ森１−ここで抵抗１３．１４の値をＲ１抵抗１６．１
６の値をＲ１，抵抗１７．１８の値をＲ２、出力電流を
工０、抵抗１７，１８それぞれの両端電圧ｖ１とすると
、 Ｖｌ ＝ＩＯ＊Ｒ１１ＩＲ２／（Ｒ１＋Ｒ２）となる。
このｖｌが約０．６ｖ以上になるような出力電流ＩＯが
流れた時トランジスタ６．７はオン状態となり、ドライ
バ段２〜６以後のトランジスタのペース電圧を制限し出
力電流が制限される０このため負荷インピーダンスに対
して第２図のように最大出力が制限される。すなわち、
負荷インピーダンスがある一定以上の場合、出力制限装
置は働らかず最大出力は電源電圧により電圧で制限され
、一定板下の負荷インピーダンスでは出力制限装置が働
らき最大出力は電流により制限される。
流れた時トランジスタ６．７はオン状態となり、ドライ
バ段２〜６以後のトランジスタのペース電圧を制限し出
力電流が制限される０このため負荷インピーダンスに対
して第２図のように最大出力が制限される。すなわち、
負荷インピーダンスがある一定以上の場合、出力制限装
置は働らかず最大出力は電源電圧により電圧で制限され
、一定板下の負荷インピーダンスでは出力制限装置が働
らき最大出力は電流により制限される。
しかしながら、オーディオ用電力増幅器の場合、接続さ
れる負荷がスピーカであり、通常スピーカは過渡期にお
いてその公称インピーダンスより非常に低いインピーダ
ンスとなるため、前記のような構成では過渡期において
スピーカに充分な電力を供給することが出来ず出力が異
状なりリップを起し大きな高調波ノイズを発生してしま
う。
れる負荷がスピーカであり、通常スピーカは過渡期にお
いてその公称インピーダンスより非常に低いインピーダ
ンスとなるため、前記のような構成では過渡期において
スピーカに充分な電力を供給することが出来ず出力が異
状なりリップを起し大きな高調波ノイズを発生してしま
う。
発明の目的
本発明は前記のような従来の問題を解消するもので、ス
ピーカ負荷に対して過渡期に充分な電力を供給すること
を可能とし、かつ低インピーダンス負荷時に出力を制限
すること可能とした電力増幅器の出力制限装置を提供す
るものである。
ピーカ負荷に対して過渡期に充分な電力を供給すること
を可能とし、かつ低インピーダンス負荷時に出力を制限
すること可能とした電力増幅器の出力制限装置を提供す
るものである。
発明の構成
本発明は電力増幅器の出力電流がある一定以上の大きさ
になっだときこれを検出する手段と、前記検出手段が出
力電流がある一定以上の大きさになったことを検出した
とき出力電圧を制限する手段とを備えた電力増幅器の出
力制限装置であり、負荷インピーダンスが低くなり一定
以上の出力電流が流れた時出力の電圧を制限して最大出
力を制限するため、過渡期のスピーカに対しては出力制
限が働かず充分な電力供給が可能な出力制限ができるも
のである。
になっだときこれを検出する手段と、前記検出手段が出
力電流がある一定以上の大きさになったことを検出した
とき出力電圧を制限する手段とを備えた電力増幅器の出
力制限装置であり、負荷インピーダンスが低くなり一定
以上の出力電流が流れた時出力の電圧を制限して最大出
力を制限するため、過渡期のスピーカに対しては出力制
限が働かず充分な電力供給が可能な出力制限ができるも
のである。
実施例の説明
第３図は本発明の一実施例である。１は電圧増幅トラン
ジスタ、２．３はドライバトランジスタ、４．６は出力
トランジスタ、８は出力段ノ（イアスミ源、９は定電流
源、１０は出力、１１．１２は電源、１３．１４は出力
トランジスタエミッタ抵抗、１９は出力電流検出トラン
ジスタ、２０は電流反転用トランジスタ、２１．２２は
出力電圧制限回路スイッチングトランジスタ、２３．２
４は出力電圧制限基準電圧用ツェナーダイオード、２５
．２６は出力電圧制限用スイッチングダイオード、２７
．２８は出力電流検出用抵抗、２９゜３０は時定数抵抗
、３１は時定数コンデンサである０ ここで抵抗１３．１４の値をｆｉｘ、抵抗２７の値をＲ
１，抵抗２８の値をＲ２、出力電流をＩＯ１抵抗２８の
両端電圧をｖｌとすると、 Ｖ １ ＝Ｉｏ ＩＩＲＩ −Ｒ２／ （Ｒ１＋Ｎａ）
となる。このｖｌが約α６ｖ以下の場合、トランジスタ
１９はオフ状態にあり、したがって、トラ−・ ・町
−ｈ ＾ ＾ ＾ Ａ ＾ ＾ Ｊ １−１リ １Ｊ、
ト −μｍツ 曝ト自曽ｆなっている。このためダイオ
ード２６のカソードおよびダイオード２６のアノードは
それぞれ電源１１．１２の電源電圧となっており、電圧
増幅トランジスタ１のコレクタは電源電圧まで振幅する
ことができる。負荷インピーダンスが低く出力電流ｘＯ
が大きくなってｖｌが約０．６ｖ以上になった場合には
、トランジスタ１９はオン状態となり、抵抗２９を介し
てコンデンサ３１を充電し、コンデンサ３１の両端電圧
が約０．６ｖになったとき、トランジスタ２ｏもオン状
態となる。そしてトランジスタ２１．２２もそれぞれオ
ン状態となり、ダイオード２６のカソードおよびダイオ
ード２６のアノードはそれぞれツェナーダイオード２３
゜２４によって発生する電圧となる。したがって電圧増
幅トランジスタ１のコレクタがとのツェナーダイオード
２３．２４の電圧以上に振幅しようとするとダイオード
２６．２６がオンし振幅を制限するようになる。第４図
は本実施例における負荷インピーダンスと最大出力の関
係を示したものである。
ジスタ、２．３はドライバトランジスタ、４．６は出力
トランジスタ、８は出力段ノ（イアスミ源、９は定電流
源、１０は出力、１１．１２は電源、１３．１４は出力
トランジスタエミッタ抵抗、１９は出力電流検出トラン
ジスタ、２０は電流反転用トランジスタ、２１．２２は
出力電圧制限回路スイッチングトランジスタ、２３．２
４は出力電圧制限基準電圧用ツェナーダイオード、２５
．２６は出力電圧制限用スイッチングダイオード、２７
．２８は出力電流検出用抵抗、２９゜３０は時定数抵抗
、３１は時定数コンデンサである０ ここで抵抗１３．１４の値をｆｉｘ、抵抗２７の値をＲ
１，抵抗２８の値をＲ２、出力電流をＩＯ１抵抗２８の
両端電圧をｖｌとすると、 Ｖ １ ＝Ｉｏ ＩＩＲＩ −Ｒ２／ （Ｒ１＋Ｎａ）
となる。このｖｌが約α６ｖ以下の場合、トランジスタ
１９はオフ状態にあり、したがって、トラ−・ ・町
−ｈ ＾ ＾ ＾ Ａ ＾ ＾ Ｊ １−１リ １Ｊ、
ト −μｍツ 曝ト自曽ｆなっている。このためダイオ
ード２６のカソードおよびダイオード２６のアノードは
それぞれ電源１１．１２の電源電圧となっており、電圧
増幅トランジスタ１のコレクタは電源電圧まで振幅する
ことができる。負荷インピーダンスが低く出力電流ｘＯ
が大きくなってｖｌが約０．６ｖ以上になった場合には
、トランジスタ１９はオン状態となり、抵抗２９を介し
てコンデンサ３１を充電し、コンデンサ３１の両端電圧
が約０．６ｖになったとき、トランジスタ２ｏもオン状
態となる。そしてトランジスタ２１．２２もそれぞれオ
ン状態となり、ダイオード２６のカソードおよびダイオ
ード２６のアノードはそれぞれツェナーダイオード２３
゜２４によって発生する電圧となる。したがって電圧増
幅トランジスタ１のコレクタがとのツェナーダイオード
２３．２４の電圧以上に振幅しようとするとダイオード
２６．２６がオンし振幅を制限するようになる。第４図
は本実施例における負荷インピーダンスと最大出力の関
係を示したものである。
以上のように本実施例では出力制限を電圧で行なうため
、スピーカ負荷の過渡期において出力が制限されること
なく出力制限装置が実現できる。
、スピーカ負荷の過渡期において出力が制限されること
なく出力制限装置が実現できる。
また、本実施例では出力電流の検出回路と出力電圧の制
限回路が別々のトランジスタで分離しているため以下の
ような効果がある。第１に出力電流検出回路と出力電圧
制限回路の間に抵抗２９゜３０コンデンサ３１の時定数
回路があり、このためトーンバースト、音楽信号などで
出力電流が一時的に大きくなっても出力制限されないこ
とである。第２には第１図に示すような従来例ではトラ
ンジスタ６．７がオンするために必要なベース。
限回路が別々のトランジスタで分離しているため以下の
ような効果がある。第１に出力電流検出回路と出力電圧
制限回路の間に抵抗２９゜３０コンデンサ３１の時定数
回路があり、このためトーンバースト、音楽信号などで
出力電流が一時的に大きくなっても出力制限されないこ
とである。第２には第１図に示すような従来例ではトラ
ンジスタ６．７がオンするために必要なベース。
エミッタ間電圧にバラツキや温度特性があり、そのため
、制限電流設定用に抵抗１６〜１８を可変抵抗としたり
、温度依存性抵抗素子等を使用したりしなければならな
いが、本実施例ではトランジスタ１９がオンする出力電
流値に少々ノ（ラツキがあっても出力電圧制限回路の電
圧）くラツキを比較的小さくできるため無調整、無補償
で安定な出力制限が行なえる。
、制限電流設定用に抵抗１６〜１８を可変抵抗としたり
、温度依存性抵抗素子等を使用したりしなければならな
いが、本実施例ではトランジスタ１９がオンする出力電
流値に少々ノ（ラツキがあっても出力電圧制限回路の電
圧）くラツキを比較的小さくできるため無調整、無補償
で安定な出力制限が行なえる。
第６図は本発明の他の実施例であり、その構成要素のう
ち第３図と同一符号は前記第３図の実施例と同様である
。
ち第３図と同一符号は前記第３図の実施例と同様である
。
本実施例で前記第３図の実施例と異なるところは、第３
図の実施例では出力電圧制限基準電圧発生用のツェナー
ダイオード２３．２４で対アース間に基準電圧を発生さ
せたのに対し、本実施例では対電源間に基準電圧を発生
させている点である。
図の実施例では出力電圧制限基準電圧発生用のツェナー
ダイオード２３．２４で対アース間に基準電圧を発生さ
せたのに対し、本実施例では対電源間に基準電圧を発生
させている点である。
したがって出力を大きくして行くと、電源電圧が降下す
るため出力電圧の制限基準電圧も降下していくことにな
る。
るため出力電圧の制限基準電圧も降下していくことにな
る。
以上のように本実施例では出力電圧制限基準電圧を対電
源間に発生させることにより、前記第３図の実施例とＲ
ＩムＪ規格出力が同じになるよう出力制限を行なった場
合、第６図の出力対歪率特性に示すように低歪増幅領域
を広げることが可能となる。第６図実線が本実施例の特
性で、破線が第３図の実施例のものである。
源間に発生させることにより、前記第３図の実施例とＲ
ＩムＪ規格出力が同じになるよう出力制限を行なった場
合、第６図の出力対歪率特性に示すように低歪増幅領域
を広げることが可能となる。第６図実線が本実施例の特
性で、破線が第３図の実施例のものである。
発明の効果
本発明は一定以上の出力電流が流れたとき出力電圧を制
限するようにしたことにより、スピーカ負荷の過渡期に
充分な電力を供給することを可能とし、かつ低インピー
ダンス負荷時の出力を制限することができ、また音楽信
号、トーンバースト波等では出力制限を行なわず連続出
力時のみ出力制限することができ、さらに出力制限値を
調整で設定したり、温度補償したりする必要がないなど
、数々の優れた効果を得ることが出来る電力増幅器の出
力制限装置を実現できるものである。
限するようにしたことにより、スピーカ負荷の過渡期に
充分な電力を供給することを可能とし、かつ低インピー
ダンス負荷時の出力を制限することができ、また音楽信
号、トーンバースト波等では出力制限を行なわず連続出
力時のみ出力制限することができ、さらに出力制限値を
調整で設定したり、温度補償したりする必要がないなど
、数々の優れた効果を得ることが出来る電力増幅器の出
力制限装置を実現できるものである。
第１図は従来例の回路図、第２図は従来における負荷と
最大出力の関係を表わす図、第３図は本発明の第１の実
施例の回路図、第４図は上記実施例の負荷と最大出力の
関係を表わす図、第６図は本発明の第２の実施例の回路
図、第６図は本発明の第１と第２の実施例の出力対歪率
特性を比較した図である。 １・・・・・・電圧増幅トランジスタ、２，３・・・・
・・ドライバートランジスタ、４，６・・・・・・出力
トランジスタ、６，７・・・・・・出力電流検出および
出力電流検出トランジスタ、８・・・・・・出力段バイ
アスを源、９・・・・・・定電流源、１ｏ・・・・・・
出力、１１．１２・・・・・・電源、１３．１４・・・
・・・出力トランジスタエミッタ抵抗、１６〜１８・・
・・・・出力電流検出抵抗、１９・・・・・・出力電流
検出トランジスタ、２ｏ・・・・・・電流反転トランジ
スタ、２１．２２・・・・・・出力電圧制限回路スイッ
チングトランジスタ、２３．２４・・・・・・出方電圧
制限基準電圧発生用ツェナーダイオード、２６゜２６・
・・・・・出力電圧制限用スイッチングダイオード、２
７．２８・・・・・・出力電流検出用抵抗、２９．３０
・・・・・・時定数抵抗、３１・・・・・・時定数コン
デンサ。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 はが１名鴎に
上役！ ｗＫ’ｓ＜ ｙ ＲＥ 第５図 □−−−−−Ｌ ’／／ 第６図 出力ｆｗ〕 ′１２
最大出力の関係を表わす図、第３図は本発明の第１の実
施例の回路図、第４図は上記実施例の負荷と最大出力の
関係を表わす図、第６図は本発明の第２の実施例の回路
図、第６図は本発明の第１と第２の実施例の出力対歪率
特性を比較した図である。 １・・・・・・電圧増幅トランジスタ、２，３・・・・
・・ドライバートランジスタ、４，６・・・・・・出力
トランジスタ、６，７・・・・・・出力電流検出および
出力電流検出トランジスタ、８・・・・・・出力段バイ
アスを源、９・・・・・・定電流源、１ｏ・・・・・・
出力、１１．１２・・・・・・電源、１３．１４・・・
・・・出力トランジスタエミッタ抵抗、１６〜１８・・
・・・・出力電流検出抵抗、１９・・・・・・出力電流
検出トランジスタ、２ｏ・・・・・・電流反転トランジ
スタ、２１．２２・・・・・・出力電圧制限回路スイッ
チングトランジスタ、２３．２４・・・・・・出方電圧
制限基準電圧発生用ツェナーダイオード、２６゜２６・
・・・・・出力電圧制限用スイッチングダイオード、２
７．２８・・・・・・出力電流検出用抵抗、２９．３０
・・・・・・時定数抵抗、３１・・・・・・時定数コン
デンサ。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 はが１名鴎に
上役！ ｗＫ’ｓ＜ ｙ ＲＥ 第５図 □−−−−−Ｌ ’／／ 第６図 出力ｆｗ〕 ′１２
Claims (1)
- 電力増幅器の出力電流がある一定以上の大きさになった
ときこれを検出する検出手段と、前記検出手段が出力電
流がある一定以上の大きさになったことを検出したとき
出力電圧を制限する手段とを備えたことを特徴とする電
力増幅器の出力制限装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18214083A JPS6074707A (ja) | 1983-09-29 | 1983-09-29 | 電力増幅器の出力制限装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18214083A JPS6074707A (ja) | 1983-09-29 | 1983-09-29 | 電力増幅器の出力制限装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6074707A true JPS6074707A (ja) | 1985-04-27 |
Family
ID=16113044
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18214083A Pending JPS6074707A (ja) | 1983-09-29 | 1983-09-29 | 電力増幅器の出力制限装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6074707A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1263133A1 (en) * | 2001-05-31 | 2002-12-04 | Thomson Licensing S.A. | Audio amplifier with output power limiter |
-
1983
- 1983-09-29 JP JP18214083A patent/JPS6074707A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1263133A1 (en) * | 2001-05-31 | 2002-12-04 | Thomson Licensing S.A. | Audio amplifier with output power limiter |
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