JPS6315505A - ア−スアイソレ−シヨンアンプ - 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】 皮五且１ 本発明は互いに離れた位置に設置されてＵいに異なる接
地系を有する装置間の信号を中継するアースアイソレー
ションアンプに関するものである。

１址亘逝 例えば車載オ°−ディオ装置のように、一方がダッシュ
パネルに設置され他りがこのダッシュパネルから離れた
トランクルーム等に設置されたオーディオ信号処理装置
同士の信号中継を信号へのアースノイズの混入を抑制し
つつなすべく第４図に示される如きアースアイソレーシ
ョンアンプが使用される。

第４図において、抵抗Ｒ１及びＲ２によつ°（構成され
る抵抗分圧回路の一端Ａに゛上流制限抵抗Ｒ３を介して
バイアス電源Ｖｃｃから電圧Ｖｃｃが印加され、該抵抗
分圧回路の他端は入力信号供給源（図示せず）の接地系
と共通の接地点Ｅ３に接続される。また、この抵抗分圧
回路に対して並列にバイパスコンデンーサＣ１が接続さ
れＡ点とＢ点とは交流電位が等しくなされる。上記抵抗
分圧回路の分圧電圧はＰＮＰ形トランジスタＱ１のベー
スに印加される。このベースには結合コンデンサＣ２を
経て入力信号が供給される。トランジスタＱ１のエミッ
タはエミッタ抵抗Ｒ４に接続され、抵抗Ｒ４の他端Ｃは
Ｆ記抵抗Ｒ１とＲ３との接続点Ａに接続される。トラン
ジスタＱ１のコレクタには、結合コンデンサＣ３及び−
」レクタ抵抗Ｒｓの各一端が接続され、コンデンサＣ３
の他端は信号伝送線路２の中心導体２ａに接続される。

このようにしてアイソレーションアンプ１が構成される
。コレクタ抵抗Ｒ５の他端は信号伝送線路２のシールド
導体２ｂ接続される。中心導体２ａの他端３ａは、出力
側回路（図示せず）の入力端に接続され、シールド導体
２ｂの他端３ｂは上記出力側回路の接地点りに接続され
る。ここで、接地点りと接地点Ｂとの間の電位差により
生ずるアース間ノイズはノイズ源１１ｎとして表示され
ている。

次に、この回路の動作について説明する。まず、入力信
号に対してアイソレーションアンプ１は周知のＰＮＰＮ
上形ンジスタによるエミッタ接地増幅回路として動作し
、人力信号の電位をｖ＋］ミッタ抵抗Ｒ４の値をＲ４と
すると、Ｌミッタ電流ＩＣは、ｉｅ″＝ｔ／！／Ｒ４と
なる。また、コレクタ抵抗Ｒｓの値をＲ５とし、出力側
回路３を高入力インピーダンスにすればｌミッタ電流Ｉ
Ｃはほぼコレクタ抵抗Ｒ５を流れるから、Ｊレクタ抵抗
Ｒ５に印加される電圧１ＪＣは、υＣ〜１０・Ｒ５どな
る。

故に、かかる増幅回路の利得はＲ５／Ｒ４として表わさ
れる。また、トランジスタＱ１は交流等価的に°逝ｉ源
として作用しそのインピーダンスは非常に大きいので、
ノイズ源′？／ｎによるノイズ電流ｉｎはコレクタ抵抗
１（５にはほとんど流れず、ノイズａｖｎによる出力信
号へのノイズ混入は無視し得る。従って、かかる回路に
よって接地系の相違によるノイズｖｎの信号への混入（
以°ト混信と称する）は抑制され（以ドノイズ抑制作用
と称する）互いに離れた位置にある装置間の信号中継に
お【ノる混信を防止することが可能ぐある。

しかしながら、ノイズｖｎの周波数が高くなると、トラ
ンジスタＱ１のベース・コレクタ間容量によりベース・
コレクタ間のインピーダンスが上記周波数の増加と共に
低下し、ノイズ抑制作用が損われ抵抗Ｒ２及びＲ５を経
由してノイズループ電流ｉｎが発生する。また、トラン
ジスタの出力アドミタンスが十分に小さくない場合には
ノイズ抑制作用が十分でなく比較的に低い周波数からノ
イズループ電流ｉｎが発生し、アースノイズ１／ｎが出
力信号中に侵入し゛Ｃ混信を生じ、出力信号のＳ／Ｎが
低下する不具合がある。

ｌ肛立ＩＩ よって、本発明の目的とするところは可聴周波数帯の低
周波域から高周波域までの広帯域にＵってノイズ抑制作
用が発揮されるアースアイソレージコンアンプを提供す
ることである。

上記目的を達成する為に本発明のアースアイソレージ、
コンアンプにおいでは、ベース入力回路が第１接地系に
接続されコレクタ出力回路が第２接地系に接続されたエ
ミッタ接地形トランジスタ増幅回路と、前記第１及び第
２接地系間に回路の両端が接続されかつ互いに並列接続
された抵抗及びコンデンサからなる並列回路とこの並列
回路に対して直列接続された抵抗とによって形成される
交流分圧回路とを設け、この交流分圧回路の分圧出力を
上記トランジスタ増幅回路のエミッタ回路に供給する構
成としている。

裏−蓋−１ 以−ト、本発明の実施例について第１図を参照しつつ説
明する。第１図に示された実施回路において第４図に示
された従来回路と対応する部分には同一符号を付しかか
る部分の説明は省略する。

本発明においては、接地点へと抵抗Ｒ４の一端Ｃとの間
に抵抗Ｒ＋ａが挿入され、抵抗Ｒ４の一端Ｃと抵抗Ｒ５
の接地側端との間に、抵抗１（ｎ及びコンデンサＣＩ２
が互いに並列に接続されている。

抵抗Ｒ＋ｅ、Ｒｎ及びコンデンサＣＩ２は交流分圧回路
３を形成し、アースノイズ成分をトランジスタＱ１のエ
ミッタに抵抗Ｒ４を介して印加しＣいる。

このノイズ成分に対してトランジスタＱ１はベース接地
形回路となる。一方、トランジスタＱ１のベースに印加
されたノイズ成分に対してトランジスタＱ１はＬミッタ
接地回路として作用する。従っ′Ｃ１トランジスタＱ１
のコレクタにおいて両ノイズ成分は互いに逆相で重書さ
れることになり、相殺されるのでコレクタ出力に表われ
るノイズ成分は著しく抑制される。抵抗Ｒｏ及びコンデ
ンサＣＩ２を並列に接続することによってノイズの低周
波成分及び高周波成分が帰還され広帯域に亘ってＳ／Ｎ
が改善される。上記交流分圧回路は−・種の中和Ｉ！回
路として作用することになる。他の構成は従来回路と同
様である。

次に、回路の動作につい′Ｃ説明する。まず、従来回路
において、出力端に導出されるアースノイズ成分につい
て第５図を参照しつつ説明する。第５図は従来回路のア
ースノイズを説明する為の交流等価回路゛Ｃあり、無人
力信号時においてベース側から出力端に導出されるノイ
ズ出力Ｖｏは、第１及び第２接地系間に励起されるアー
スノイズレベルをＶｎとすると、 Ｖｏ＝　　（（Ｒ４＋ｈｉｅ）Ｒｓ　　　ｈｏｅ／（Ｒ
４ｈｆｅ）＋ｓ　　　ＣＯｂ　　　　　　　　　　　Ｒ
ｓ　　　ｖｎ・・・・・・　（１） として示される。ここで、Ｓはｊω（ω＝：アースノイ
ズの角周波数）を、Ｒ４，Ｒｓは抵抗Ｒ４（エミッタ抵
抗）及び抵抗Ｒｓ（コレクタ抵抗）の各抵抗値を、ｈｏ
ｅ　、　ｈｉｅ　、　Ｍｅはそれぞれｆミッタ接地形ト
ランジスタの出力アドミタンス、入力抵抗、電流増幅率
を、ｃｏｂはトランジスタのベース・コレクタ間容量を
、Ｒａはバイアス回路とこの回路の前段回路の出力抵抗
との並列抵抗を示す。なお、（１）式はＲａ＜＜Ｒ４＋
ｈｉｅなる条件により簡略化している。

実施回路の交流等価回路を第２図に示す。第２図におい
て電圧源Ｖｃは、上記交流分圧回路の出力に相当し、 Ｖ　Ｃ−（（ＲＩＯ／　Ｒ１１）”Ｓ　Ｃ１２ＲＩＧ　
））Ｖ　ｎ・・・・・・（２） として示される。ただし、（２）式は、ＲＩＧ＜＜Ｒｉ
　、　ＲＩＧ　＜＜　ｌ　Ｒ１＋　／／１／５Ｃ１２ｌ
なる条件により簡略化している。かかる出力はトランジ
スタＱ１のエミッタに印加され、重ねの理によりＲ５／
　Ｒ４倍されてコレクタに導出され、（１）式で表わさ
れるノイズ出力Ｖｏに対して逆相で加惇される。よって
、合成されて出力端に導出されるノイズ出力Ｖａは、 ｖａ＝　（（（Ｒ４＋ｈｉｅ）　　Ｒｓ　　ｈｏｅ／Ｒ
４Ｍｅ）−（Ｒ＋ａ　　Ｒｓ　／Ｒ１１Ｒ４）＋　５（
Ｃｏｂ　　Ｒｓ　−ＣＩ２　　　Ｒ１１１Ｒ５／Ｒ４）
　　）　　Ｖｎ・・・・・・（３） として示される。

従って、 （Ｒ４＋ｈｉｅ　）　・ｈｏｅ　／ｈｆｅ　＝　Ｒｈｏ
　／　Ｒｎ・・・・・・（４） Ｃｏ　ｂ＝　（ＲＩＯ／　Ｒ４）　ＣＩ２・・・・・・
（５） なる条件を満たすように抵抗Ｒ＋ｏ、ＲＩＩ及びコンデ
ンサＣＩ２の値を設定すればアースノイズの伝達関数Ｉ
　Ｖａ／Ｖｎ　ｌはＯとなり、ノイズ抑制作用が十分に
発揮されて混信の発生が防止されることになる。なお（
４）式において左辺は十分に小さい値となるので、ＲＩ
Ｇ＜＜Ｒ＋＋となる。また、（５）式から、１　／Ｃｏ
ｂ　：　Ｒａ　＝　１　／ＣＩ２　：　ＲＩＧとなり、
一般に、Ｒ４＜＜　ｌ　１／５−Ｃｏｂ　ｌ　′Ｃ−あ
るので、ＲＩＧ　＜＜　ｌ　１／ＳＣ＋２１となる。よ
って、上述の式簡略化条件ＲＩＧ　＜＜Ｒ４、ＲＩＧ　
＜＜ｌ　Ｒｕ　／／　１　／　Ｓ　Ｃ１２ｌを用いるこ
とが出来る。

第３図は、本発明の他の実施例を示しており、ＮＰＮ型
トランジスタを用いた場合の回路構成例である。第３図
において°」ンデンサＣ４はバイパスコンデンサであり
、第１図の回路に対応する各部分には同一符号を付して
いる。かかる回路の動作はＰＮＰ型トランジスタの場合
と同様であるので説明は省略する。

なお、実施例においてはバイポーラトランジスタによっ
て構成しているがこれをＦＥＩ”等を用いて構成するこ
とが出来るのは明白である。

１１夏皇」 以Ｆ説明したように、本発明の構成によれば、抵抗とコ
ンデンサの追加のみによって、可聴周波数帯の低域から
高域までの広い周波数範囲に亘って、接地系の相違に起
因するノイズを著しく軽減することが可能となり、また
、安価に構成されて他の回路との組合ゼも簡単である故
好ましいのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例を示す回路図、第２図は、第
１図に示された回路の交流等価回路を示す回路図、第３
図は、他の実施例を示す回路図、第４図は、従来例を示
す回路図、第５図は第４図に示された回路の交流等価回
路を丞す回路図である。主要部分の符号の説明 １・・・・・・アイソレージコンアンプ２・・・・・・
シールド導体 ３・・・・・・交流分圧回路 Ｂ・・・・・・第１接地系 Ｄ・・・・・・第２接地系

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 第１接地系を有する第１信号処理回路と第２接地系を有
   する第２信号処理回路との間の信号中継をなすアースア
   イソレーションアンプであって、前記第１接地系に接続
   されたベース入力回路と前記第２接地系に接続されたコ
   レクタ出力回路とを有するエミッタ接地形トランジスタ
   増幅回路と、回路の両端が前記第１及び第２接地系にそ
   れぞれ接続されかつ分圧出力を前記エミッタ接地形トラ
   ンジスタ増幅回路のエミッタ回路に供給する交流分圧回
   路とからなり、前記交流分圧回路は、第１抵抗と、互い
   に並列接続されかつ前記第１抵抗に対して直列接続され
   た第２抵抗及びコンデンサとによって構成されることを
   特徴とするアースアイソレーションアンプ。