JPS6234166B2 - - Google Patents

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JPS6234166B2
JPS6234166B2 JP54012897A JP1289779A JPS6234166B2 JP S6234166 B2 JPS6234166 B2 JP S6234166B2 JP 54012897 A JP54012897 A JP 54012897A JP 1289779 A JP1289779 A JP 1289779A JP S6234166 B2 JPS6234166 B2 JP S6234166B2
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JP
Japan
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circuit
amplifier
input terminal
inductance
inverting
Prior art date
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JP54012897A
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English (en)
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JPS55105411A (en
Inventor
Kenji Yokoyama
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Gakki Co Ltd
Original Assignee
Nippon Gakki Co Ltd
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Publication date
Application filed by Nippon Gakki Co Ltd filed Critical Nippon Gakki Co Ltd
Priority to JP1289779A priority Critical patent/JPS55105411A/ja
Priority to US06/117,271 priority patent/US4318054A/en
Publication of JPS55105411A publication Critical patent/JPS55105411A/ja
Publication of JPS6234166B2 publication Critical patent/JPS6234166B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F3/00Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/181Low-frequency amplifiers, e.g. audio preamplifiers
    • H03F3/183Low-frequency amplifiers, e.g. audio preamplifiers with semiconductor devices only
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H11/00Networks using active elements
    • H03H11/46One-port networks
    • H03H11/48One-port networks simulating reactances
    • H03H11/485Simulating inductances using operational amplifiers

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Networks Using Active Elements (AREA)
  • Amplifiers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、カツプリングコンデンサを介さず
信号源と直結可能な直結増幅器に関する。
従来の、バイポーラトランジスタ(以下トラン
ジスタと称す)を初段増幅回路に用いた非反転増
幅器の最も一般的な回路構成を第1図に示す。こ
の図に示す非反転増幅器Aは、初段増幅回路1が
トランジスタ2および3を用いた差動増幅回路か
ら構成されており、この初段増幅回路1の出力を
反転増幅器4により再度増幅した後、出力端子5
から出力するようになつている。そして、この非
反転増幅器Aの入力回路は、入力端子6とトラン
ジスタ2のベース間にカツプリングコンデンサ7
が介挿され、また、トランジスタ2のベースと接
地間には直流バイアスを与える抵抗8(値R1)が
介挿されて構成されている。
しかして、上記非反転増幅器Aの入力回路にお
いて、抵抗8は直流バイアスを与えるために不可
欠であり、また非反転増幅器Aの入力インピーダ
ンスは、ほぼこの抵抗8の値R1により決定され
るため、この抵抗8の値Riは、ある程度以上小
さくすることができなかつた。したがつて、トラ
ンジスタ2のベースにはVB=Ri・IB(但し、
Bは無信号時のベース電流)なる直流電位が必
ず存在し、このため、トランジスタ2のベースと
信号源(例えばピツクアツプカートリツジ)とを
結合するためにカツプリングコンデンサ7が必要
であつた。しかしながら、信号源からの信号の内
充分低域(例えば数Hz)の信号まで非反転増幅器
Aに伝達しようとすると、カツプリングコンデン
サ7として相当大容量のコンデンサが必要とな
り、このため、コンデンサの漏れ電流によるノイ
ズの発生、音質の悪化を招いていた。
また、上記カツプリングコンデンサ7を除去す
るため、初段増幅回路をFET(電界効果トラン
ジスタ)により構成した第2図に示す非反転増幅
器も近年しばしば用いられている。この第2図に
示す非反転増幅器Bは初段増幅回路11がFET
12,13を用いた差動増幅回路から構成されて
おり、この初段増幅回路11の出力が反転増幅器
14を介して出力端子15から出力されるように
なつている。そして、その入力回路は、入力端子
16がFET12のゲートに直結され、また、
FET12のゲートと接地間には直流バイアスを
与える抵抗17が介挿されて構成されている。
上記非反転増幅器Bは、抵抗17にほとんど電
流が流れず、したがつて、FET12のゲートバ
イアス電圧は0となり信号源と直結可能である
が、トランジスタによつて構成されるものに比較
して、gmがとりにくくS/Nの低下をきたす、
回路が複雑になりコスト高になる等の欠点を有し
ていた。
この発明は上記事情に鑑み、初段増幅素子とし
てバイポーラトランジスタを用いることができ、
かつ信号源と直結可能な直結増幅器を提供するも
のである。そして、この発明は、初段増幅回路の
増幅素子としてバイポーラトランジスタを用いた
非反転増幅器からなる直結増幅器において、前記
バイポーラトランジスタのベースに直接接続され
る入力端子と前記増幅器の出力端子との間に負性
インダクタンス回路を直接的に介挿し、以つて前
記入力端子と接地点との間に正の等価インダクタ
ンスが直接的に介挿されるようにしたことを特徴
としている。
以下、図面を参照しこの発明の詳細を説明す
る。第3図はこの発明の原理を示す回路図であ
り、この図において入力端子21は、非反転増幅
器22の非反転入力端に接続され、この非反転増
幅器22の非反転入力端と出力端間には負性イン
ダクタンス回路23が介挿され、非反転増幅器2
2の反転入力端は抵抗24(値R1)を介して接地
され、非反転増幅器23の反転入力端および出力
端間には抵抗25(値R2)が介挿され、また非反
転増幅器22の出力端は出力端子26に接続され
ている。そして、上記インダクタンス回路23
は、その両端子間のインダクタンスが負の値―L
となるような回路である。
しかして、入力端子21に電圧Viの交流入力
信号が印加された場合における出力端子26に得
られる電圧をv0,入力電流をi1,抵抗24に流れ
る電流をi2(但し、電流i1,i2の向きは第3図に
示すものとする)とすると、これらの電圧,電流
の間には、 vi―vp=i1(―sL) ……(1) vp=(R1+R2)i2 ……(2) vi=R1i2 ……(3) なる関係が成立つている。したがつて、第3図に
示す回路の利得Av,インピーダンスZiは上記
(1),(2),(3)式から各々、 Av=V/Vi=1+R/R ……(4) Zi=vi/i=sLR/R=sLa……(5) 但し、La=LR/R として求められる。すなわち、上記(5)式からわか
るように、第3図に示す回路は入力端子21およ
び接地間に等価的にインダクタンスLaが介挿さ
れた回路であり、またこの等価インダクタンス
Laを介して非反転増幅器22の直流バイアスが
与えられるようになつている。そして、インダク
タンスを介して直流バイアスが与えられているの
で非反転増幅器22の直流バイアス電圧=0であ
り、したがつて、信号源をカツプリングコンデン
サを介挿しないで、直接入力端子21に接続する
ことが可能である。また、等価インダクタンス
Laを充分大きくとれば、信号源からの信号の内
充分低域(周波数)の信号まで非反転増幅器22
に伝達することも可能である。
次に、前記負性インダクタンス回路23につい
て説明する。第4図は公知の負性インピーダンス
変換回路を示す回路図であり、また第5図は第4
図に示す負性インピーダンス変換回路を利用して
負性インダクタンスを得るようにした、負性イン
ダクタンス回路の一例を示す回路図である。
第4図に示す負性インピーダンス変換回路は、
一方の入力端子31が反転,非反転の両入力端を
有する増幅器32の一方の入力端に接続され、こ
の増幅器32の一方の入力端および出力端間には
インピーダンス素子33(インピーダンス値Z1
が介挿され、増幅器32の他方の入力端はインピ
ーダンス素子34(インピーダンス値Z3)を介し
て他方の入力端子35に接続され、また増幅器3
2の他方の入力端および出力端間にはインピーダ
ンス素子36(インピーダンス値Z2)が介挿され
て構成されている。なお、増幅器32の2入力端
は一般には任意性がある。そして、前記他方の入
力端子35を接地し、前記一方の入力端子31に
電圧v1の交流入力信号を印加した場合における入
力電流をi11,増幅器32の出力電圧をv2,インピ
ーダンス素子34に流れる電流をi21とすれば
(但し、電流i11,i21の向きは第4図に示すものと
する)、 i11=v−v/Z ……(6) i21=v−v/Z ……(7) i21=v/Z ……(8) なる関係が成立つ。この(6)式および(7)式から i11=−Z/Zi21 ……(9) なる式が得られ、この(9)式に前記(8)式を代入すれ
ば、 i11=−Z/Zv1 ……(10) なる式が得られる。しかして、一方の入力端子3
1から増幅器32側をみたインピーダンスをZi1
とすれば上記(10)式から、 Zi1=v/i11=−Z/Z ……(11) なる関係が求められる。
第5図は、上記第4図に示す回路におけるイン
ピーダンス素子33,34,36として各々、 インピーダンス素子33→抵抗41(値
R3) インピーダンス素子34→抵抗42(値
R4) インピーダンス素子36→コンデンサ43
(値C1) を用いて構成した回路であり、したがつて、その
入力インピーダンスZi2は前記(11)式から、 として求められる。すなわち、第5図に示す回路
は、両入力端子31,35間のインピーダンスが
負性インダクタンス―Lbとなる回路であり、し
たがつて、この回路を第3図に示す回路の負性イ
ンダクタンス回路23として適用することができ
る。
第6図は、第3図に示す回路を具体化したこの
発明の一実施例を示す回路図であり、この図に示
す回路は、第3図に示す非反転増幅器22とし
て、トランジスタ(バイポーラトランジスタ)5
1,52を有する差動増幅回路53(初段増幅回
路)と反転増幅器54とから構成される非反転増
幅器55を用い、また、負性インダクタンス回路
23として、第5図に示す回路と同一構成の負性
インダクタンス回路70を用いて構成されてい
る。すなわち、この図において入力端子56はト
ランジスタ51のベースに接続されると共に抵抗
57を介して接地され、トランジスタ51のエミ
ツタはトランジスタ52のエミツタに接続される
と共に抵抗58を介して負電源端子59に接続さ
れ、またトランジスタ51のコレクタは抵抗60
を介して正電源端子61に接続されると共に反転
増幅器54の入力端に接続されている。トランジ
スタ52のコレクタは正電源端子61に接続さ
れ、そのベースは抵抗62(値R5)を介して接地
されると共に抵抗63(値R6)を介して出力端子
64に接続され、前記反転増幅器54の出力端は
出力端子64に接続され、またこの出力端子64
は負性インダクタンス回路70の抵抗65(値
R7)を介して増幅器66の一方の入力端に接続さ
れている。この増幅器66の一方の入力端および
出力端間には、コンデンサ67(値C2)が介挿さ
れ、増幅器66の他方の入力端および出力端間に
は抵抗68(値R8)が介挿され、また増幅器66
の他方の入力端は前記入力端子56に接続されて
いる。
しかして、負性インダクタンス回路70のイン
ダクタンスを―Lcとすれば、第6図に示す回路
の入力インピーダンスZi3は前記(5)式を参照する
ことにより、 Zi3=sLcR/R ……(13) として求められる(但し、抵抗57は通常のオー
デイオ周波数帯域での入力インピーダンスを決め
るもので、ここでは特に考慮していない。)。ま
た、負性インダクタンス回路70のインダクタン
ス―Lcは前記(12)式を参照することにより、 Lc=C2R7R8 ……(14) として求められる。しかして、この(14)式を前
記(13)式に代入することにより第6図に示す回
路の入力インピーダンスZi3は、 Zi3=sC2R7R8/R=sL1 ……(15) 但し、L1=C2R7R8/R ……(16) として求めることができる。すなわち、第6図に
示す回路はその入力端子65および接地間に等価
的に上記(16)式に示す等価インダクタンスL1
を有することになり、この等価インダクタンス
L1を介してトランジスタ51に直流バイアス電
圧を供給することが可能である。そしてこの場合
インダクタンスを介して直流バイアスが与えられ
るので、直流バイアス電圧=0となり、したがつ
て、信号源(例えばムービングコイル形カートリ
ツジ)をカツプリングコンデンサを介さず、直接
入力端子56に接続することが可能となる。ま
た、上記(16)式に示す等価インダクタンスL1
は、抵抗値R5,R6,R7,R8,コンデンサ値C1
適宜に選ぶことにより広範囲にわたつてインダク
タンス値を選定することができ、更に、このイン
ダクタンス値を充分大きく選定しておくことによ
り、信号源からの信号の内充分低域(周波数)の
信号までトランジスタ51のベースに伝達するこ
とが可能となる。
以上説明したように、この発明によれば非反転
増幅器の入力端子と出力端子間に負性インダクタ
ンス回路を介挿し、以つて前記入力端子および接
地間に等価的にインダクタンスが介挿されるよう
にしたので、前記インダクタンスを介して前記非
反転増幅器の入力端に直流バイアスに供給するこ
とができ、信号源と非反転増幅器をカツプリング
コンデンサを介さず直結することが可能となる。
そして、この結果、コンデンサを介して結合する
場合に比較し歪の低減、音質の向上を計ることが
できる。また、この発明によれば初段増幅回路に
バイポーラトランジスタを用いることができるの
で、初段増幅回路において高gmがとれるだけで
なく、S/Nの向上を計ることもでき、更に
FETによつて初段増幅回路を構成する場合に比
較し、構成を簡単,安価にし得る効果もある。
【図面の簡単な説明】
第1図および第2図は、それぞれ従来の非反転
増幅器の構成例を示す回路図、第3図はこの発明
の原理を示す回路図、第4図は、従来の負性イン
ピーダンス変換回路を示す回路図、第5図は、第
4図に示す負性インピーダンス変換回路を利用し
て負性インダクタンス回路を構成した回路図、第
6図は、この発明の一実施例を示す回路図であ
る。 21……入力端子、22……非反転増幅器、2
3……負性インダクタンス回路、26……出力端
子、51……バイポーラトランジスタ(トランジ
スタ)、52……バイポーラトランジスタ(トラ
ンジスタ)、53……初段増幅回路(差動増幅回
路)、55……非反転増幅器、56……入力端
子、64……出力端子、70……負性インダクタ
ンス回路。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 初段増幅回路の増幅素子としてバイポーラト
    ランジスタを用いた非反転増幅器からなる直結増
    幅器において、前記バイポーラトランジスタのベ
    ースに直接接続される入力端子と前記増幅器の出
    力端子との間に負性インダクタンス回路を直接的
    に介挿し、以つて前記入力端子と接地点との間に
    正の等価インダクタンスが直接的に介挿されるよ
    うにしたことを特徴とする直結増幅器。
JP1289779A 1979-02-07 1979-02-07 Direct-coupled amplifier Granted JPS55105411A (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1289779A JPS55105411A (en) 1979-02-07 1979-02-07 Direct-coupled amplifier
US06/117,271 US4318054A (en) 1979-02-07 1980-01-31 Input circuit of audio amplifier

Applications Claiming Priority (1)

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JP1289779A JPS55105411A (en) 1979-02-07 1979-02-07 Direct-coupled amplifier

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JPS55105411A JPS55105411A (en) 1980-08-13
JPS6234166B2 true JPS6234166B2 (ja) 1987-07-24

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US4841254A (en) * 1987-05-29 1989-06-20 International Business Machines Corp. CMOS precision gain amplifier
JP5643592B2 (ja) * 2010-10-07 2014-12-17 株式会社東芝 保護継電器

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JPS55105411A (en) 1980-08-13

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