JPS6246328Y2

JPS6246328Y2 -

Info

Publication number: JPS6246328Y2
Application number: JP1980020972U
Authority: JP
Priority date: 1980-02-20
Filing date: 1980-02-20
Publication date: 1987-12-14
Also published as: JPS56123618U

Description

【考案の詳細な説明】この考案は、信号レベルに応じて電源電圧を切
換え変化させるようにした電力増幅回路におい
て、切換え時に発生するスパイクノイズを低減し
うるようにした電力増幅回路に関するものであ
る。

従来、電力増幅回路の電力効率を向上させるた
めに、電力増幅回路に供給する電源電圧を信号レ
ベルに応じて切換え変化させるようにした電力増
幅回路が一般に知られている。第１図はこのよう
な電力増幅回路の一例を示す回路図である。この
電力増幅回路は、信号レベルが一定の値（出力ト
ランジスタ１，２が飽和しない範囲の最大レベ
ル）に達しないうちはコンプリメンタリSEPP接
続された出力トランジスタ１，２にダイオード
D₁，D₂を介して低電圧電源Ｖ_L1，Ｖ_L2から電圧が
供給され、一方信号レベルが前記一定の値を越え
るとトランジスタ３，４のベース・エミツタ間が
順方向にバイアスされると共に前記ダイオード
D₁，D₂が逆方向にバイアスされるので、出力ト
ランジスタ１，２にトランジスタ３，４を介して
高電圧電源Ｖ_H1，Ｖ_H2から電圧が供給されるよう
になされている。このように出力トランジスタ
１，２におけるコレクタ損失を減少させることに
よつて電力増幅回路の電力効率を向上させること
ができるが、前記低電力電源Ｖ_L1，Ｖ_L2と高電圧
電源Ｖ_H1，Ｖ_H2とが切換る時に出力トランジスタ
１，２のコレクタ電圧に急激な変化点が生じ、こ
のため電力増幅回路の出力信号にスパイクノイズ
が重畳するという欠点があつた。前記急激な変化
点は第２図において符号Ａで示される箇所であ
る。第２図は横線に時間ｔをとり、縦軸に電圧Ｖ
をとり、出力トランジスタ１のコレクタ電圧V₃
と出力トランジスタ１のエミツタに出力される信
号電圧V₁との関係を説明する図であり、図中矢
印で示される電圧差がダイオードD₁，D₂による
降下電圧を示し、Ａ点において急激な電圧変化を
示している。

この考案は上記事情に鑑みなされたもので、信
号レベルに応じて電源電圧を切換え変化させるよ
うにした電力増幅回路において、切換え時に出力
トランジスタにかかる急激な電圧変化をなくすこ
とによつて出力信号に現われるスパイクノイズを
低減しうるようにした電力増幅回路を提供するこ
とを目的とする。この目的を達成するために、こ
の考案の電力増幅回路は、電力増幅回路に供給す
る電源電圧を、その電力増幅回路の信号レベルに
応じて切換え変化させるようにした電力増幅回路
において、前記信号レベルが基準以下の時に前記
電力増幅回路に電圧が供給される低電圧電源を、
一方向性素子を介して前記電力増幅回路の電源端
子に接続するとともに、前記信号レベルが基準以
上の時に前記電力増幅回路に電圧が供給される高
電圧電源を、電源電圧制御回路を介して前記電源
端子に共通に接続し、前記電源電圧制御回路を、
入力電圧の大小に応じてその入出力利得Ｇが、Ｇ
＝１からＧ≪１に連続的に変化する可変利得増幅
器によつて構成し、かつ、前記高電圧電源を動作
電源とし、前記信号レベルと基準との差を入力電
圧とし、該基準に対し出力電圧を取り出すように
構成し、前記信号レベルが基準近くの時には、こ
の信号レベルの変化に対して出力電圧の変化が小
さく、前記信号レベルがさらに大きくなるにつれ
て、この信号レベルの変化がそのまま出力電圧の
変化となるように動作させ、電源の切換時に前記
電源端子に生じる電源電圧の急激な変化を抑制
し、切換時ノイズを低減するようになされてい
る。

以下この考案を第３図から第５図を参照しつつ
実施例に基き説明する。

第３図はこの考案の電力増幅回路の一実施例を
示す回路図である。この電力増幅回路は、電力増
幅される入力信号VinをコンプリメンタリSEPP
接続された出力トランジスタ１１，１２によつて
構成された電力増幅段に供給し、電力増幅された
信号を負荷Ｒ_Lに出力するようになつている。そ
して、前記出力トランジスタ１１，１２の各コレ
クタには低電圧電源１３，１４（電圧値Ｖ_LA，Ｖ
_LB）がそれぞれダイオード１５，１６を介して供
給され、さらに高電圧電源１７，１８（電圧値Ｖ
_HA，Ｖ_HB）が電源電圧制御回路１９，２０を介し
て前記出力トランジスタ１１，１２の各コレクタ
に供給され、これら低電圧電源１３，１４と高電
圧電源１７，１８とが入力信号Vinの信号レベル
に応じて切換えられるように構成されている。

前記電源電圧制御回路１９，２０を構成する増
幅器１９′，２０′の非反転入力端には、入力信号
Vinの信号レベルに対応した信号電圧Vs（つまり
この実施例においては出力トランジスタ１１，１
２の各エミツタ電圧＋対応するバイアス電源２
３，２４の電圧Ｖ_BA，Ｖ_BB一対応する逆流阻止用
のダイオード２５，２６の降下電圧）が入力抵抗
２７，２８（抵抗値Ｒ_1A，Ｒ_1B）を介して供給さ
れ、かつ入力抵抗２９，３０（抵抗値Ｒ_2A，Ｒ₂
_Ｂ）が接続されている。この抵抗２９，３０の他
端には前記低電圧電源１３，１４の電圧よりダイ
オード３１，３２の順方向降下電圧分だけ低い基
準電圧Vref_A，Vref_Bが各々供給されている。一
方、前記電源電圧制御回路１９，２０を構成する
増幅器１９′，２０′の反転入力端には、帰還抵抗
３３，３４（抵抗値Ｒ_3A，Ｒ_3B）と、互いに直列
接続された帰還抵抗３５，３６（抵抗値Ｒ_4A，Ｒ
_4B）とダイオード３７，３８（順方向抵抗Ｒ（Ｄ
_A）、Ｒ（Ｄ_B））とより成る帰還回路を介して前記
増幅器１９′，２０′の出力電圧が帰還されてい
る。そして前記ダイオード３７，３８の一端には
前記基準電圧Vref_A，Vref_Bが各々供給されてい
る。また、前記増幅器１９′，２０′の出力はそれ
ぞれダイオード２１，２２を介して前記電源電圧
制御回路１９，２０の出力となつている。

ところで、前記電源電圧制御回路１９の電圧利得
Ｇは、ほぼＧ＝Ｖｏ−Ｖｒｅｆ_Ａ／Ｖｓ−Ｖｒｅｆ_Ａ＝Ｒ_２Ａ／Ｒ_１Ａ＋Ｒ_２Ａ・Ｒ_３Ａ＋Ｒ_４Ａ＋Ｒ（
Ｄ_Ａ）／Ｒ_４Ａ＋Ｒ（Ｄ_Ａ）で表わされる。上式においてVoは増幅器１９′，
２０′の出力電圧値である。電源電圧制御回路２
０の電圧利得Ｇは上式において添字Ａを添字Ｂに
変えることによつて表わされる。以下の説明にお
いては簡略化のために上式に基いて説明する。

この考案の電力増幅回路においては、前記入力
抵抗２７，２９および帰還抵抗３３，３５の抵抗
値をＲ_1A＝Ｒ_3A、Ｒ_2A＝Ｒ_4Aに設定しているの
で、前記信号電圧Vsと基準電圧Vref_Aとの差が大
きい時にはＲ（Ｄ_A）がダイオード３７の順方向
特性に応じてほぼ０となり上式は、Ｇ＝Ｒ_２Ａ／Ｒ_１Ａ＋Ｒ_２Ａ・Ｒ_３Ａ＋Ｒ_４Ａ／Ｒ_４
Ａ＝１となる。

また前記信号電圧Vsと基準電圧Vref_Aとの差が
小さい時にはＲ（Ｄ_A）がほぼ無限大となりＧ≒Ｒ_２Ａ／Ｒ_１Ａ＋Ｒ_２Ａとなる。ここでＲ_1A≫Ｒ_2Aと設定されているので
Ｇ≪１となる。

以上説明した構成を有する電力増幅回路の動作
を次に説明する。

初めに入力信号Vinの信号レベルに対応した信
号電圧Vsが基準電圧Vref_Aより小さい場合を説明
する。この場合は、前記信号電圧Vsはダイオー
ド２５によつて阻止され、電源電圧制御回路１９
を構成する増幅器１９′の非反転入力端には入力
が供給されず、出力電圧VoはVref_Aとなる。しか
しダイオード２１が介挿されているため、この電
圧は出力トランジスタ１１のコレクタには供給さ
れず低電圧電源１３の電圧Ｖ_LAがダイオード１５
を介して前記コレクタに供給される。これを図示
したのが第４図で、横軸に信号電圧Vsをとり縦
軸に出力トランジスタ１１のコレクタに供給され
る電圧をとつている。図中点線で示される個所
は、ダイオード２１を開放した場合の電源電圧制
御回路１９を構成する増幅器１９′の出力電圧Vo
を示し、また電圧Ｖ_LAが傾斜しているのはダイオ
ード１５の降下電圧分である。

次に前記信号電圧Vsが基準電圧Vref_Aとほぼ等
しい場合を説明する。この場合は、前述したよう
に電源電圧制御回路１９の利得ＧはＧ≪１となる
ので、信号電圧Vsに対する出力電圧Voの変化は
小さく従つて第４図に符号Ｂで示すようにゆるや
かな傾斜となる。そしてこの考案においては、低
電圧電源１３と高電圧電源１７とが切換る時を前
記ゆるやかな傾斜の範囲Ｂに入るように、低電圧
電源１３の電圧値Ｖ_LAと基準電圧Vref_Aとを調整
している。このようにして低電圧電源１３と高電
圧電源１７との切換り時の電圧勾配を小さくし
て、スパイクノイズを低減することができるもの
である。

次に、前記信号電圧Vsが基準電圧Vref_Aより大
きい場合には、電源電圧制御回路１９の利得Ｇは
前記したようにほぼ１となるので、信号電圧Vs
の変化分が直接電源電圧制御回路１９の出力Vo
の変化となる。従つて信号電圧Vsと出力Voは１
対１に対応し、第４図において傾斜が１となるＣ
の範囲で示されることとなる。

第５図は入力信号Vinと出力トランジスタ１１
のコレクタに供給される電圧Vcとの関係を図示
したものである。図中符号Ｄはダイオード１５に
電流が流れ低電圧電源１３が出力トランジスタ１
１のコレクタに供給され始める時点をさし、符号
Ｅは低電圧電源１３から高電圧電源１７に切換る
時点をさしている。そしてこの切換る時点での出
力トランジスタ１１のコレクタ電圧Vcの変化
は、前述したように第４図で示す符号Ｂの範囲に
相当するので急激な変化をすることがない。従つ
てスパイクノイズを減少させることができる。さ
らに、低電圧電源１３から高電圧電源１７に切換
つた後、入力信号Vinがさらに増加すると電源電
圧制御回路１９の利得は次第に１に近づき入力信
号Vinと前記コレクタ電圧Vcとは１対１の対応を
して変化することとなる。第５図において示され
た点線の部分は仮にダイオード２１を開放した場
合の電源電圧制御回路１９の出力電圧Voを示し
ている。

なお、以上説明した実施例においては、帰還回
路に介挿されたダイオード３７の順方向抵抗Ｒ
（Ｄ_A）が信号電圧Vsの大小によつて変化するの
を利用して電源電圧制御回路１９の利得Ｇを設定
しているが、第６図に示すようにこのダイオード
３７を入力抵抗２７と直列に接続することによつ
ても同様の効果が得られる。なお、第６図におい
ては、第３図と同様な部分には同一符号を付して
あり、回路の説明は省略する。

以上説明したようにこの考案の電力増幅回路
は、電力増幅回路に供給する電源電圧を、その電
力増幅回路の信号レベルに応じて切換え変化させ
るようにした電力増幅回路において、前記信号レ
ベルが基準以下の時に前記電力増幅回路に電圧が
供給される低電圧電源を、一方向性素子を介して
前記電力増幅回路の電源端子に接続するととも
に、前記信号レベルが基準以上の時に前記電力増
幅回路に電圧が供給される高電圧電源を、電源電
圧制御回路を介して前記電源端子に共通に接続す
るようにし、前記電源電圧制御回路を前記信号レ
ベルが基準近くの時には、この信号レベルの変化
に対して出力電圧の変化が小さく、前記信号レベ
ルがさらに大きくなるにつれて、この信号レベル
の変化がそのまま出力電圧の変化となるように制
御する構成をとつているので、電力増幅回路にか
かる電源電圧に急激な変化点が生じることなく、
このため電力増幅回路の出力信号に重畳するスパ
イクノイズを低減しうる効果を有するものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の電力増幅回路の一例を示す回路
図、第２図は第１図に示す電力増幅回路の信号電
圧と出力トランジスタのコレクタ電圧との関係を
示す図、第３図はこの考案の電力増幅回路の一実
施例を示す回路図、第４図および第５図は第３図
に示す電力増幅回路の信号電圧と出力トランジス
タのコレクタに供給される電圧との関係および入
力信号と出力トランジスタのコレクタ電圧との関
係を各々示す図、第６図はこの考案の別の実施例
を示す回路図である。１３，１４……低電圧電源、１５，１６……一
方向性素子、１７，１８……高電圧電源、１９，
２０……電源電圧制御回路。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】電力増幅回路に供給する電源電圧を、その電力
増幅回路の信号レベルに応じて切換え変化させる
ようにした電力増幅回路において、前記信号レベルが基準以下の時に前記電力増幅
回路に電圧が供給される低電圧電源を、一方向性
素子を介して前記電力増幅回路の電源端子に接続
するとともに、前記信号レベルが基準以上の時に
前記電力増幅回路に電圧が供給される高電圧電源
を、電源電圧制御回路を介して前記電源端子に共
通に接続し、前記電源電圧制御回路を、入力電圧の大小に応
じてその入出力利得Ｇが、Ｇ＝１からＧ≪１に連
続的に変化する可変利得増幅器によつて構成し、
かつ、前記高電圧電源を動作電源とし、前記信号
レベルと基準との差を入力電圧とし、該基準に対
し出力電圧を取り出すように構成し、前記信号レベルが基準近くの時には、この信号
レベルの変化に対して出力電圧の変化が小さく、
前記信号レベルがさらに大きくなるにつれて、こ
の信号レベルの変化がそのまま出力電圧の変化と
なるように動作させ、電源の切換え時に前記電源
端子に生じる電源電圧の急激な変化を抑制したこ
とを特徴とする電力増幅回路。