JPS6089110A - Ｐｗｍ増幅器 - Google Patents
Ｐｗｍ増幅器Info
- Publication number
- JPS6089110A JPS6089110A JP58195977A JP19597783A JPS6089110A JP S6089110 A JPS6089110 A JP S6089110A JP 58195977 A JP58195977 A JP 58195977A JP 19597783 A JP19597783 A JP 19597783A JP S6089110 A JPS6089110 A JP S6089110A
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- JP
- Japan
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- pwm
- signal
- input signal
- distortion
- power
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- Pending
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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】
〔発明の利用分野〕
本発明はオーディオ再生装置等に用いるＰＷＭ （ｐｔ
Ｌｔ、ｒｅｗｉｄｔｈ ｒｎｏｔｉｗｌａｔｒｏｎ ）
増幅器に係シ特に歪率が改善されたＰＷＭ増幅器に関す
る。
Ｌｔ、ｒｅｗｉｄｔｈ ｒｎｏｔｉｗｌａｔｒｏｎ ）
増幅器に係シ特に歪率が改善されたＰＷＭ増幅器に関す
る。
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、マ
た、負荷として接続されるスピーカの能率が低い等の理
由にょシ、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
力損失が少なく発熱の間組が少なくてすむＢ級動作の増
幅器が多く用いられている。
としては、取扱う信号のダイナミックレンジが広く、マ
た、負荷として接続されるスピーカの能率が低い等の理
由にょシ、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
力損失が少なく発熱の間組が少なくてすむ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％
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シでなく、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
。
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％
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シでなく、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駆動
作の増幅器が周知である。
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だもので、同図に
おいては１は音楽信号、２はキャリア発生器、３は１ケ
１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ＭＯ８ＦＩＤＴ、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。
おいては１は音楽信号、２はキャリア発生器、３は１ケ
１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ＭＯ８ＦＩＤＴ、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ｅｉ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ｅｉのレベルに比例
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ｅε′を得これ
をローパスフィルター７を通すことによりキャリアをＭ
Ｖ ｈ ｌ＆いて入力信号と同等な出力ｅ。
信号ｅｉ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ｅｉのレベルに比例
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ｅε′を得これ
をローパスフィルター７を通すことによりキャリアをＭ
Ｖ ｈ ｌ＆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り、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駆動作の増幅
器に比べ格段に電力効率を向上させることができる。
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り、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駆動作の増幅
器に比べ格段に電力効率を向上させることができる。
しかしながら第１図のＰＷＭ増幅器ではパワースイッチ
素子５および６のオン抵抗、スイッチングのスピード等
により、第３図（α）のように人力信号をＰ Ｗ Ｍ変
換した信号ｅ♂に対し、スイッチを介して電力変換され
たＰ Ｗ Ｍ波ｅ、？′はス。
素子５および６のオン抵抗、スイッチングのスピード等
により、第３図（α）のように人力信号をＰ Ｗ Ｍ変
換した信号ｅ♂に対し、スイッチを介して電力変換され
たＰ Ｗ Ｍ波ｅ、？′はス。
イツチングの肩、傾斜に鈍シを生じ、しかもスイッチ５
および６０オン抵抗、スイッチングスピードにアンバラ
ンスがあるため復調出力ｅｏに。
および６０オン抵抗、スイッチングスピードにアンバラ
ンスがあるため復調出力ｅｏに。
は第３図０のｅｒで示すような歪み（２次歪み）を発生
するという欠点がある。
するという欠点がある。
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Ｐ Ｗ Ｍ増幅器を提供するにある。
率の少ないＰ Ｗ Ｍ増幅器を提供するにある。
この目的を達成するため、本発明は入力信号をパルス幅
変調した制御信号とパワースイッチ素子を介した後の電
力変換きれたパルス幅変調波とを比較し、その誤差電圧
を復調してこれを入力信号又はキャリア発生器に重畳す
るようにすなわち歪み成分をＰＷＭ変換器に帰還して歪
率を改善するようにしたものである。
変調した制御信号とパワースイッチ素子を介した後の電
力変換きれたパルス幅変調波とを比較し、その誤差電圧
を復調してこれを入力信号又はキャリア発生器に重畳す
るようにすなわち歪み成分をＰＷＭ変換器に帰還して歪
率を改善するようにしたものである。
第４図は、本発明によるＩ） Ｗ Ｍ増幅器の一実施例
を示す回路図で、同図において１１１ハ分圧器、１２は
誤差増幅器、１３は積分器、１４は加算器をテし、その
他用１図と同一符号を付した部分は同一もしくけ同等な
部分を指す。
を示す回路図で、同図において１１１ハ分圧器、１２は
誤差増幅器、１３は積分器、１４は加算器をテし、その
他用１図と同一符号を付した部分は同一もしくけ同等な
部分を指す。
第４図において分圧器１１は、例、えは抵抗で構成され
、電力変換されたＩ） Ｗ Ｍ波出力ｅεＩの誤差増幅
器１２への入力レベルを電圧比較器６の出力、すなわち
入力信号ｅＬをＰＷＭ変換した制御信号ｅＳのレベルと
等しくするためのものである。誤差増幅器１２は分圧器
１１を介して印加さ゛れるＰＷＭ波出力ｅＩ〃とｅＳと
を比較し、その差である誤差信号ｅｒ’を積分器１３に
与える。
、電力変換されたＩ） Ｗ Ｍ波出力ｅεＩの誤差増幅
器１２への入力レベルを電圧比較器６の出力、すなわち
入力信号ｅＬをＰＷＭ変換した制御信号ｅＳのレベルと
等しくするためのものである。誤差増幅器１２は分圧器
１１を介して印加さ゛れるＰＷＭ波出力ｅＩ〃とｅＳと
を比較し、その差である誤差信号ｅｒ’を積分器１３に
与える。
まだ、積分器１３は誤差信号ｅｒ’、すなわちツク゛ワ
ースイッチ５および乙のオン抵抗、スイッチングスピー
ドのアンバランスによって生じたスイッチングの鈍り成
分、つまりパワースイッチで生じる歪みｅｒを復調し、
加算器１４へ出力するＯ 係る構成にあって、今パワースイッチ５および６を介し
て電力変換されたＰＷＭ波が第６図（α）の様であった
場合、積分器１３の出力には第５図（α）のｅｒなる歪
み信号が得られ、これが入力信号ｅｔと加算されて電圧
比較器３への入力信号ｅｚ／は第５図（ａ）の如く元々
の入力ｅｉにｅｒが加算されたものとなる。この結果、
入力信号ｅｉの正の半サイクルにおけるＰＷＭ波出力ｅ
ｘ ／は正室側か圧縮されて負電圧側が拡大されるよう
に、又負の半サイクルの期間でも同様に正電圧側が圧縮
されて負電圧側が拡大されるようにすなわちｅｒの発生
を抑圧するように制御されるため、復調出力ｅＯに含ま
れる歪み成分ｅｒが除去されることになる。
ースイッチ５および乙のオン抵抗、スイッチングスピー
ドのアンバランスによって生じたスイッチングの鈍り成
分、つまりパワースイッチで生じる歪みｅｒを復調し、
加算器１４へ出力するＯ 係る構成にあって、今パワースイッチ５および６を介し
て電力変換されたＰＷＭ波が第６図（α）の様であった
場合、積分器１３の出力には第５図（α）のｅｒなる歪
み信号が得られ、これが入力信号ｅｔと加算されて電圧
比較器３への入力信号ｅｚ／は第５図（ａ）の如く元々
の入力ｅｉにｅｒが加算されたものとなる。この結果、
入力信号ｅｉの正の半サイクルにおけるＰＷＭ波出力ｅ
ｘ ／は正室側か圧縮されて負電圧側が拡大されるよう
に、又負の半サイクルの期間でも同様に正電圧側が圧縮
されて負電圧側が拡大されるようにすなわちｅｒの発生
を抑圧するように制御されるため、復調出力ｅＯに含ま
れる歪み成分ｅｒが除去されることになる。
第６図は本発明によるＰＷＭ増幅器の他の実施例を示し
だものである。本回路は、第４図に示すＰＷＭ増幅器に
比較し、誤差増幅器１２０入力端子の極性が反転してい
ることと、加算器１４の設置箇所が異なる点でのみ相違
し、その他の構成は第４図の回路と同じである。
だものである。本回路は、第４図に示すＰＷＭ増幅器に
比較し、誤差増幅器１２０入力端子の極性が反転してい
ることと、加算器１４の設置箇所が異なる点でのみ相違
し、その他の構成は第４図の回路と同じである。
又、動作は、第４図の回路では歪み成分ｅｒを入力信号
に帰還してＰＷＭ波を制御しでいるのに対し、本芙施例
は歪み成分ｅｒをキャリア発生器の出力側に帰還し、キ
ャリア出力ｅｃをｅｒに応じた変調波としてｌ） Ｗ
Ｍ波の制御を行なうものであシ、その制御動作は第４図
の回路と同様である。
に帰還してＰＷＭ波を制御しでいるのに対し、本芙施例
は歪み成分ｅｒをキャリア発生器の出力側に帰還し、キ
ャリア出力ｅｃをｅｒに応じた変調波としてｌ） Ｗ
Ｍ波の制御を行なうものであシ、その制御動作は第４図
の回路と同様である。
以上説明したように、本発明によれば入力信号をＰＷＭ
変換したスイッチング信号とパワースイッチによって電
力変換されたＰＷＭ波信号とを比較し、両者の誤差信号
を入力信号のＰＷＭ変換器に帰還して誤差信号に応じて
ＰＷＭ変換を補正制御するようにしたため、パワースイ
ッチ素子のオン抵抗、スイッチングスピード等に起因す
る歪みの悪化を除去でき、歪率特性の良いＰＷＭ増幅器
を提供することができる。
変換したスイッチング信号とパワースイッチによって電
力変換されたＰＷＭ波信号とを比較し、両者の誤差信号
を入力信号のＰＷＭ変換器に帰還して誤差信号に応じて
ＰＷＭ変換を補正制御するようにしたため、パワースイ
ッチ素子のオン抵抗、スイッチングスピード等に起因す
る歪みの悪化を除去でき、歪率特性の良いＰＷＭ増幅器
を提供することができる。
第１図は従来のＰＷＭ増幅器の回路図、第２第３図は第
１図の動作説明用波形図、第４図は本発明の一実施例の
回路図、第５図は第４図の動作説明用波形図、第６図は
本発明の他の実施例を示す回路図である。 １１・・・・・・分圧器 １２・・・・・・誤差増幅器 １３・・・・・・積分器 第１図 第２図 才３図 ；１′４図 、ｔ５図
１図の動作説明用波形図、第４図は本発明の一実施例の
回路図、第５図は第４図の動作説明用波形図、第６図は
本発明の他の実施例を示す回路図である。 １１・・・・・・分圧器 １２・・・・・・誤差増幅器 １３・・・・・・積分器 第１図 第２図 才３図 ；１′４図 、ｔ５図
Claims (1)
- １、増幅すべき入力信号をＰ ＷＭ （Ｐｕｚ８６ ｗ
ｉｄ、ｔルｍ６ｄｕｌａｔｉｏｎ ）変換器によってパ
ルス幅変調し、該パルス幅変調信号により直流電圧をチ
Ｗツバ制御シ、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増幅器において、前記入力
信号のＰＷＭ変換信号と前記チョッパ制御された出力信
号との差分を検出する第１の手段と該第１の手段からの
差分出力信号を復調する第２の手段と該第２の手段から
の復調出力信号を前記ＰＷＭ変換器に印加する第３の手
段とを設け、前記ローパスフィルターを介した復調出力
に含まれる歪み波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増帽器０
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58195977A JPS6089110A (ja) | 1983-10-21 | 1983-10-21 | Ｐｗｍ増幅器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58195977A JPS6089110A (ja) | 1983-10-21 | 1983-10-21 | Ｐｗｍ増幅器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6089110A true JPS6089110A (ja) | 1985-05-20 |
Family
ID=16350148
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58195977A Pending JPS6089110A (ja) | 1983-10-21 | 1983-10-21 | Ｐｗｍ増幅器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6089110A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002058229A1 (en) * | 2001-01-18 | 2002-07-25 | Dlogix Co., Ltd. | Digital power amplifier |
| EP4013186A1 (en) * | 2020-12-09 | 2022-06-15 | Tokyo Electron Limited | Power supply and inspection apparatus |
-
1983
- 1983-10-21 JP JP58195977A patent/JPS6089110A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002058229A1 (en) * | 2001-01-18 | 2002-07-25 | Dlogix Co., Ltd. | Digital power amplifier |
| US6737917B2 (en) | 2001-01-18 | 2004-05-18 | Dlogix Co., Ltd. | Digital power amplifier |
| EP4013186A1 (en) * | 2020-12-09 | 2022-06-15 | Tokyo Electron Limited | Power supply and inspection apparatus |
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