JPS6089109A - Ｐｗｍ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】 〔発明の利用分野〕 本発明はオーディオ再生装置等に用いるＰＷＭ（ｐｕｌ
ｓｅ　ｗｉｄｔｂ　Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ　）増幅器に
係シ、特に歪率が改善されたＰＷＭ増幅器に関する。

〔発明の背景〕

一般に、オーディオ再生装置等に用いられる電力増幅器
としては、取扱う信号のダイナミックレンジが広く、ま
た、負荷として接続されるスヒーカの能率が低い等の理
由によシ、比較的大出力のものが要求されている。この
ため、オーディオ再生装置等に用いる電力増幅器は、Ａ
級動作の増幅器に比較してその歪率特性では劣るが、電
力損失が小力く発熱の問題が少なくてすむＢ級動作の増
幅器が多く用いられている。

しかしながら、Ｂ級動作の増幅器と言えども、その電力
効率は最大出力時においては７８％程度の高い値となる
のであるが、小出力になるに従いその電力効率は大幅に
低下し、入力信号が、音楽信号のように、そのピーク信
号レベルと平均信号レベルとの差が大きい場合には３０
φにも満たない場合が普通で、必らずしも満足ゆくもの
ではない。このため、増幅器の大出力に伴ない、熱の発
生が増大し、放熱設計が困難となるばかりでなく、電源
部（電源トランス）が非常。

に大型になるという欠点がある。

この解決策としては、ＰＷＭ増幅器、いわゆるＤ級動作
の増幅器が周知である。

第１図はＰＷＭ増幅器の従来例を示したもので、同図に
おいて１は音楽信号、２はキャリア発生器６は電圧比較
器、４はスイッチ駆動回路、５および６はスイッチとし
てのパワーＭＯ８ＰＥＴ。

７はローパスフィルター、８はスピーカ、９および１０
は直流電圧源を指す。

第１図の動作は、第２図の動作波形に示したように入力
信号ｅ、とキャリア発生器２の出力ｅｃとを電圧比較器
３で比較して、その出力に入力信号ｅ１０レベルに比例
したＰＷＭ波を得、このＰＷＭ波でスイッチ駆動回路４
を介してパワースイッチ５および６をＯＮ　、　ＯＦＦ
せしめてその出力に電力変換されたＰＷＭ波ｅ＝を得、
これをローハスフィルター７を通すことによυキャリア
を取シ除いて入力信号と同等な出力ｅ。を復調するもの
である。

本ＰＷＭ増幅器では電力増幅素子としてのスイッチ５お
よび６を単にＯＮ　、　ＯＦＦのスイッチとして動作さ
せるため、電力損失はスイッチ素子のオン抵抗によるも
のと、スイッチングの過渡損失によるものだけであシ、
スイッチ５および６にオン抵抗が十分小さく、スイッチ
ングスピードの速いものを用いれば従来のＢ級動作の増
幅器に比べ格段に電力効率を向上させることができる。

しかしながら、本ＰＷＭ増幅器では実装可能なローパス
フィルターの制約およびフィルターの特性によシキャリ
アの抑圧には限界があるため、第２図（Ｃ）に示したよ
うに出力ｅ。中に破線の如くキャリアが漏出してしまい
十分な歪率特性が得られないという欠点がある。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、前述した従来技術の欠点を除去し、歪
率の少ないＰＷＭ増幅器を提供するにある。

〔発明の概要〕

この目的を達成するため、本発明はローパスフィルター
を介した復調出力と入力信号とを比較し、その誤差電圧
つまジローバスフィルターで除去できなかった漏出キャ
リアを逆相でスピーカ経路に注入し、歪率を低減するよ
うにしたものである。

〔発明の実施例〕

第３図は本発明によるＰＷＭ増幅器の一実施例を示す回
路図で、同図において１１は分圧器、１２は誤差増幅器
、１６は増幅器、１４は高周波トランスを示し、その他
第１図と同一符号を付した部分は同一もしくは同等な部
分を指子。

第３図において分圧器１１は例えば抵抗で構成されスピ
ーカ８に供給されるスピーカ駆動用信号ｅ０を分圧（分
圧比β）するものである。誤差増幅器１２は分圧器１１
を介して印加される検出電圧ｅ１０と増幅器入力信号ｅ
１とを比較し、その差である誤差信号Ｃ′、を増幅器１
５に与える。また、増幅器１３は誤差信号ｅ′、を増幅
する動作を行ないその出力電圧ｅ、を電圧補正回路とし
て設けられている高周波トランス１４に注入する作用を
行なう。

係る構成にあって、今１）ＷＭ増幅器の電圧利得（ｅｏ
／ｅｔ　＝　１／／）に対して分圧器１１の分圧比をβ
、増幅器１６の電圧利得を１／ｌｉ１誤差増幅器１２の
電圧利得を１に設定すれば、増幅器１６の出力には第４
図の（Ｃ）に示した如く、スピーカ端出力ｅ。中に含ま
れるローパスフィルター７より漏出したスイッチングの
キャリアリップルｅｒだけが検出される。そして、この
検出電圧ｅ、は、高周波トランス１４によって位相反転
されてスピーカ接地端子側に注入されるため、ローパス
フィルター出力ｅ。に含まれるキャリア電圧を相殺する
ことができる。

第３図に示す本発明の実施例は、以上説明したように、
ＰＷＭ復調された出力電圧に含まれるキャリアリップル
を検出して、該リップル電圧と逆位相の信号をスピーカ
接地端子側に注入するようにしたので、復調出力に含ま
れるリップル電圧を相殺することができ、スピーカ駆動
出力信号における信号歪率が大幅に低減される。

第５図は本発明によるＰＷＭ増幅器の他の実施例を示す
回路図である。第５図において１５は反転増幅器−Ｃめ
ジ、その他第６図と同一符号を付した部分は同一もしく
は同等な部分を指す。本図に示すＰＷＭ増幅器は第６図
に示すＰＷＭ増幅槻に比較し、第６図の増幅器１３に代
って反転増幅器１５が、また高周波トランス１４の結合
極性が逆転している点でのみ相違し、その他の構成、動
作は第６図の場合と同じである。反転増幅器１５の出力
には第６図の回路と同様、復副出力ｅ。に含まれキャリ
アリップルの位相反転出力（−ｅ、）が得られ、これが
高周波トランス１４に同相で注入されるように構成され
ている。

第６図は本発明による他の実施例を示ず回路図である。

本図に示す電力増幅器は第３図、および第５図に比較し
て高周波トランス１４がスピーカ８の入力側に設けられ
ている点でのみ相違シ、その他の構成、動作は第３図、
第５図の場合と同じでおる。高周波トランス１４は一方
の巻線がローパスフィルター７とスピーカ８０間ニ直列
に接続され、他方の巻線に誤差信号電圧ｅｒが印加され
て、第３図、第５図の場合と同様に復調出力ｅ。に含ま
れるキャリアリップルを相殺するように構成されて仏る
。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、ＰＷＭ増幅器の
出力に含まれるキャリアリップルを増幅すべき入力信号
と比較して抽出し、抽出した誤差信号をスピーカ駆動経
路に逆位相で注入することによシ、スピーカ駆動信号の
キャリアリップルを除去することができ、上記従来技術
の欠点を除いて歪率特性の優れたＰＷＭ増幅器をぜ供す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のＰＷＭ増幅器の回路図、第２図。 は第１図の動作説明用波形図、第３図は本発明の一実施
例の回路図、第４図は第３図の動作説明用波形図、第５
図は本発明の他の実施例の回路図、第６図は同じくさら
に他の実施例の回路図である。 １１・・・分圧器、１２・・・誤差増幅器、１６・・・
増幅器、１４・・・高周波トランス。 第１図 才２図 才３図 才４図 ／／８′ ＣＤ）　０

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、　増幅すべき入力信号をパルス幅変調した制御信号
   によシ直流電圧をチョツノく制御し、ローパスフィルタ
   ーを介して復調出力を得るよう構成されたＰＷＭ　（ｐ
   ｕｌｓｅ　ｗｉｄｔｈ　７ｕｌａｔｉｏｎ　）増幅器に
   おいて、該入力信号と該復調出力との差分を検出する第
   １の手段と該第１の手段からの該差分出力信号を該ＰＷ
   Ｍ増幅器に接続される負荷経路に印加する第２の手段と
   を設けに誤負荷を駆動する出力信号に含まれるリップル
   成分を除去することができるように構成したことを特徴
   とするＰＷＭ増幅器。