KR20030037012A

KR20030037012A - 밸런스 앰프 회로

Info

Publication number: KR20030037012A
Application number: KR1020010067978A
Authority: KR
Inventors: 이창현
Original assignee: 주식회사 미토스엠텍
Priority date: 2001-11-01
Filing date: 2001-11-01
Publication date: 2003-05-12

Abstract

밸런스 앰프의 양 출력단에서 검출되는 증폭도를 동일하게 유지하기 위한 밸런스 앰프 회로를 제시한다.

밸런스 앰프 회로는 입력 신호를 동상으로 증폭하여 출력하는 비반전 증폭단, 비반전 증폭단의 출력 신호를 입력으로 하여 비반전 증폭단의 출력 신호를 역상으로 출력하는 반전 증폭단 및 비반전 증폭단의 출력 신호 및 반전 증폭단의 출력 신호를 입력으로 하여, 비반전 증폭단의 출력 신호 및 반전 증폭단의 출력 신호간의 차분을 검출하고, 검출 결과를 상기 비반전 증폭단 및 반전 증폭단의 입력단자로 궤환하는 오차 보정부를 구비한다.

이와 같은 밸런스 앰프는 잡음 및 왜곡이 거의 검출되지 않아 음향기기에 적용하는 경우 고음질을 보장할 수 있다.

Description

밸런스 앰프 회로{Balance Amplifier Circuit}

본 발명은 앰프 회로에 관한 것으로, 보다 상세하게는 밸런스 앰프 양 출력단의 이득을 동일하게 유지하기 위한 밸런스 앰프 회로에 관한 것이다.

일반적으로, 밸런스 앰프 회로는 반전 앰프와 비반전 앰프의 결합에 의해 구성된다. 반전 앰프와 비반전 앰프 각각은 언밸런스 앰프라고도 일컬어지는데, 이는 입력단의 반전 입력 단자 및 출력 단자가 접지 단자로 연결되어 있기 때문에 출력 전위가 불안정하고 잡음이 많이 발생한다.

언밸런스 앰프의 이러한 문제점을 해결하기 위한 것이, 반전 앰프와 비반전 앰프를 결합하여 구성한 밸런스 앰프이다. 도 1은 일반적인 밸런스 앰프를 설명하기 위한 도면이다.

도시된 것과 같이, 제1 OP 앰프(OP1)의 비반전 단자로 신호가 입력(Vin)되고, 반전 단자와 접지 단자 사이에는 제1 저항소자(R1)가 접속되며, 제1 OP 앰프(OP1)의 출력값은 반전단자로 궤환된다. 한편, 제2 OP 앰프(OP2)의 반전 단자에는 제1 저항소자(R1)가 접속되어 신호가 입력(Vin)되는 한편, 제1 OP 앰프(OP1)의 출력단과 연결되며, 제2 OP 앰프(OP2)의 출력값이 제2 저항소자(R2)를 거쳐 궤환된다. 또한, 제2 OP 앰프(OP2)의 비반전 단자는 접지된다. 도시하지 않았지만 비반전 증폭단 및 반전 증폭단의 출력 단자(Vout)는 스피커 등의 음향기기에 접속될 수 있다.

밸런스 앰프는 비반전 증폭단의 출력 신호가 반전 증폭단으로 이어지기 때문에 접지 전위에 잡음이 없고 언제나 0의 상태를 유지할 수 있다. 이에 따라 밸런스 앰프를 음향기기에 사용하는 경우 음의 왜곡이 없고 잡음이 없어서 S/N비가 높아지는 장점이 있다.

이와 같은 밸런스 앰프 회로에서, 비반전 증폭단의 이득(G1)은 (R1+R2)/R1이고, 반전 증폭단의 이득(G2)은 R2/R1이 된다. 이와 같이 비반전 증폭단과 반전 등폭단 간에 1만큼의 차이가 발생하게 되는데, 이러한 차이에 의해 출력전압에 왜곡이 발생하고 잡음이 심화되는 문제점이 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 밸런스 앰프의 비반전 증폭단 및 반전 증폭단의 출력 전압을 비교하고 그 차분값을 입력단으로 궤환하여, 비반전 및 반전 증폭단의 증폭도를 동일하게 유지할 수 있는 밸런스 앰프 회로를 제공하는 데 그 기술적 과제가 있다.

본 발명의 다른 기술적 과제는 비반전 증폭단 및 반전 증폭단의 증폭도를 동일하게 유지함으로써 음성신호 출력시 왜곡 및 잡음이 발생하지 않도록 하는 데 있다.

도 1은 일반적인 밸런스 앰프 회로를 설명하기 위한 회로도이다.

도 2는 본 발명에 의한 밸런스 앰프 회로의 개념을 설명하기 위한 블록도이다.

도 3은 본 발명에 의한 밸런스 앰프 회로의 상세 회로도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>

10 : 증폭부12 : 비반전 증폭단

14 : 반전 증폭단16 : 오차 보정부

R11, R12, R13, R14 : 제1 내지 제4 저항소자

OP10, OP12, OP14 : 제1 내지 제3 OP 앰프

상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은 입력 신호를 동상으로 증폭하여 출력하는 비반전 증폭단; 상기 비반전 증폭단의 출력 신호를 입력으로 하여 상기 비반전 증폭단의 출력 신호를 역상으로 출력하는 반전 증폭단; 및 상기 비반전 증폭단의 출력 신호 및 상기 반전 증폭단의 출력 신호를 입력으로 하여, 상기 비반전 증폭단의 출력 신호 및 상기 반전 증폭단의 출력 신호간의 차분을 검출하고, 상기 검출 결과를 상기 비반전 증폭단 및 상기 반전 증폭단의 입력단자로 궤환하는 오차 보정부;를 구비한다.

여기에서, 비반전 증폭단 및 반전 증폭단은 OP 앰프를 이용하여 구성할 수 있고, 오차 보정부는 적분기를 이용하여 구성할 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세히 설명하기로 한다.

도시된 것과 같이, 본 발명에 의한 밸런스 앰프는 증폭부(10) 및 오차 보정부(16)를 구비한다. 또한, 증폭부(10)는 비반전 증폭단(12) 및 반전 증폭단(14)을 구비하는데, 입력 신호(Vin)가 증폭부(10)에서 증폭된 후 비반전 증폭단(12)과 반전 증폭단(14)의 증폭도에 차이가 발생한다. 오차 보정부(16)는 비반전 증폭단(12) 및 반전 증폭단(14)의 출력값을 입력받아 이 값으로부터 차분을 검출하고, 그 결과를 증폭부(10)의 입력단으로 궤환시킨다.

오차 보정부(16)의 출력값, 즉 비반전 증폭단(12)과 반전 증폭단(14) 출력값 간의 오차는 반전 증폭단(14)에는 영향을 미치지 않지만 비반전 증폭단(12)의 출력값이 오차값 만큼 작아지도록 하여 비반전 증폭단(12) 및 반전 증폭단(14)의 증폭도가 동일해지게 된다.

도시된 것과 같이, 본 발명의 밸런스 앰프 회로는 증폭부(10) 및 오차 보정부(16)로 이루어지며, 증폭부(10)는 비반전 증폭단(12) 및 반전 증폭단(14)을 구비한다.

비반전 증폭단(12)을 이루는 제1 OP 앰프(OP10)의 비반전 입력단자로는 입력 전압(Vin)이 인가되고, 반전 입력 단자와 접지 단자 사이에는 제1 저항소자(R11)가 접속된다. 또한, 제1 OP 앰프(OP10)의 출력 단자와 제1 OP 앰프(OP10)의 입력단자간에는 제2 저항소자(R12)가 접속된다.

반전 증폭단(14)을 이루는 제2 OP 앰프(OP12)의 반전 입력단자와 제1 OP 앰프(OP10)의 출력단자 사이에는 제2 저항소자(R12)가 접속되고, 제2 OP 앰프(OP12)의 반전 입력단자 및 제2 OP 앰프(OP12)의 출력단자 사이에는 제1 저항소자(R11)가 접속된다. 한편, 제2 OP 앰프(OP12)의 비반전 입력단자는 접지단자에 접속된다.

오차 보정부(16)는 적분기로 구성할 수 있는데, 제3 OP 앰프(OP14)의 반전 입력단자와 제1 OP 앰프(OP10)의 출력단자 사이에는 제3 저항소자(R13)가 접속되고, 제3 OP 앰프(OP14)의 반전 입력단자와 제2 OP 앰프(OP12)의 출력단자 사이에는 제4 저항소자(R14)가 접속된다. 또한, 제3 OP 앰프(OP14)의 출력단자 및 제3 OP 앰프(OP14)의 반전 입력단자 사이에는 캐패시터(C1)가 접속된다. 한편, 제3 OP 앰프(OP14)의 출력단자와 제1 OP 앰프(OP10)의 비반전 입력단자 사이에는 제2 저항소자(R12)가 접속되고, 제3 OP 앰프(OP14)의 출력단자와 제2 OP 앰프(OP12)의 비반전 입력단자 사이에도 제2 저항소자(R12)가 접속된다.

이와 같은 구성을 갖는 밸런스 앰프의 동작을 설명하면 다음과 같다.

비반전 증폭단(12)은 입력전압(Vin)을 증폭하여 동일한 위상을 갖는 출력 신호(V1)를 발생한다. 이 출력 신호(V1)는 반전 증폭단(14)의 입력 신호가 되며, 이에 따라 반전 증폭단(14)은 비반전 증폭단(12)의 출력 신호와 역상인 신호(V2)를 출력한다. 이에 따라, 비반전 증폭단(12)의 이득은 (R11+R12)/R11이 되고, 반전 증폭단(14)의 이득은 R12/R11이 되어, 비반전 증폭단(12)과 반전 증폭단(14) 사이에 증폭도의 차이가 발생하게 된다.

이러한 증폭도의 차이를 보상하기 위하여, 비반전 증폭단(12) 및 반전 증폭단(14)의 출력 신호(V1, V2)를 오차 보정부(16)로 입력하여, 그 차분(V1-V2=V3)을 검출하도록 한다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 오차 보정부(16)는 적분기로 구성할 수 있다. 오차 보정부(16)에서 검출된 값(V3)은 증폭부(10)로 궤환되는데, 이에 따라 비반전 증폭단(12)에서는 이전의 출력 신호(V1)에서 검출된 오차값(V3)이 제외된 만큼의 전압(V1-V3)이 출력되게 된다. 반면, 반전 증폭단(14)에서는 오차 보정부(16)의 출력 신호(V3)가 비반전 입력단으로 입력되기 때문에 반전 증폭단(14)의 출력값은 처음과 동일하게 유지(V2)되게 된다.

이에 따라, 비반전 증폭단(12)에서 보상된 결과적인 출력 신호는 V1-V3가 되며, 이는 결국 반전 증폭단(14)의 출력 신호(V2)와 같은 값이 된다. 밸런스 앰프의 비반전 증폭단(12)과 반전 증폭단(14)의 이득을 동일하게 제어하면 이를 적용하는 음향기기 등에 적용하는 경우 왜곡이 없는 출력 신호를 생성할 수 있다.

이와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 밸런스 앰프를 구성하는 비반전 증폭기 및 반전 증폭기의 출력값으로부터 그 차분을 검출하고, 검출된 차분을 밸런스 앰프의 출력값으로 궤환해 줌으로써, 비반전 증폭기 및 반전 증폭기의 증폭도를 동일하게 할 수 있다.

이와 같은 밸런스 앰프를 음향기기에 사용하는 경우 음이 왜곡되지 않고 잡음이 없는 고음질의 출력 신호를 보장할 수 있다.

Claims

입력 신호를 동상으로 증폭하여 출력하는 비반전 증폭단;

상기 비반전 증폭단의 출력 신호를 입력으로 하여 상기 비반전 증폭단의 출력 신호를 역상으로 출력하는 반전 증폭단; 및

상기 비반전 증폭단의 출력 신호 및 상기 반전 증폭단의 출력 신호를 입력으로 하여, 상기 비반전 증폭단의 출력 신호 및 상기 반전 증폭단의 출력 신호간의 차분을 검출하고, 상기 검출 결과를 상기 비반전 증폭단 및 상기 반전 증폭단의 입력단자로 궤환하는 오차 보정부;

를 구비하는 밸런스 앰프 회로.
제1 항에 있어서,

상기 오차 보정부는 적분기로 구성하는 밸런스 앰프 회로.
제1 항에 있어서,

상기 오차 보정부는 OP 앰프로 구성하며, 상기 OP 앰프의 제1 입력단자와 상기 비반전 증폭단의 출력단자 사이에는 제1 저항소자를 접속하고, 상기 OP 앰프의 제1 입력단자와 상기 반전 증폭단의 출력단자 사이에는 제2 저항소자를 접속하며, 상기 OP 앰프의 제1 입력단자와 상기 OP 앰프의 출력단자 간에 캐패시터를 접속하고, 상기 OP 앰프의 제2 입력단자는 접지단자에 접속하는 밸런스 앰프 회로.
제1 항에 있어서,

상기 비반전 증폭단은 OP 앰프를 이용하여 구성하는 밸런스 앰프 회로.
제1 항에 있어서,

상기 반전 증폭단은 OP 앰프를 이용하여 구성하는 밸런스 앰프 회로.