KR900007923B1

KR900007923B1 - 음성출력증폭기

Info

Publication number: KR900007923B1
Application number: KR1019880002116A
Authority: KR
Inventors: 가즈오 이마니시
Original assignee: 가부시키가이샤 도시바; 아오이 죠이치
Priority date: 1987-02-27
Filing date: 1988-02-27
Publication date: 1990-10-23
Also published as: DE3876113T2; EP0280327B1; KR880010561A; JPS63211905A; DE3876113D1; EP0280327A2; JPH0618294B2; US4821000A; EP0280327A3; HK129293A

Abstract

내용 없음.

Description

음성출력증폭기

제1도는 본 발명에 따른 음성출력증폭기의 1실시예를 나타낸 회로도.

제2도는 본 발명에 따른 음성출력증폭기의 다른 실시예를 나타낸 회로도.

제3도는 종래의 음성출력증폭기를 나타낸 회로도.

제4도는 제3도에 도시한 음성출력증폭기의 개선안으로서 제안되어 있는 음성출력증폭기를 나타낸 회로도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 스탠바이회로 11 : 바이어스회로

12 : 증폭회로부 13 : 과전류검출회로(이상 상태의 검출회로)

14 : 보호회로

본 발명은 음성출력증폭기에 관한 것으로서, 특히 스탠바이회로를 갖춘 음성출력증폭기에 있는 출력단자의 단락시에 있어서의 출력단자의 파괴를 보호하기 위한 보호회로에 관한 것이다.

스탠바이회로를 갖춘 종래의 음성출력증폭기는 제3도에 도시한 바와같이 구성되어 있는바, 출력단(51)은 V_CC전원접속점과 -V_EE전원접속점 사이에 접속되어 있으며, 바이어스회로부(52)와 보호회로(53) 및 구동단(54)는 V_CC전원선에 직렬로 삽입된 스탠바이제어스위치용 트랜지스터(Q₂)의 출력단과 -V_EE전원접속점사이에 접속되어 있고, 상기 트랜지스터(Q₂)의 베이스와 -V_EE전원접속점 사이에는 스탠바이제어입력용 트랜지스터(Q_l)가 접속되어 있다.

또한 참조부호 56은 출력단자이며, 57은 상기 출력단자(56)와 접지단 사이에 접속된 부하이고, 상기 구동단(54)인 차동증폭기의 한쪽 입력단에 음성신호원(58)이 접속되어 있고, 상기 출력단자(56)와 상기 차동증폭기의 다른쪽 입력단자사이에 부궤환회로(59)가 접속되어 있다.

상기한 바와같이 구성된 종래의 음성출력증폭기에 있어서 스탠바이어제어용 트랜지스터(Q_l)를 턴오프시키면, 스탠바이어제어스위치용 트랜지스터(Q₂)가 턴오프되며, 바이어스회로부(52)와 보호회로(53) 및 구동단(54)에 전원이 인가되지 않게 되어 음성출력증폭기는 스탠바이상태로 된다. 이와같이 상기 트랜지스터(Q_l,Q₂)로 구성되는 스탠바이회로를 설치함에 따라 V_CC전원선에 전류용량이 큰 스위치를 이용하지 않고 음성출력증폭기를 턴온, 턴오프제어할 수 있어 가격면에서 유지하게 된다. 또 상기 스탠바이입력단자(55)의 턴온, 턴오프제어입력에 대한 임계값을 선택함에 의해 논리제어기의 출력이라든지 마이크로컴퓨터의 출력에 의한 상기 턴온, 턴오프제어가 가능하게 된다.

더구나 상기 스탠바이제어기능을 음성출력 및 뮤팅기능으로서도 이용할 수 있다.

그런데 상기 음성출력증폭기에 있어서, 비스탠바이상태, 즉 동작상태에서 스탠바이상태로 이행할 때(예컨대 FM방송의 수신분리조절시에 음성출력뮤팅기능이 동작된때), 그 이행이 급격히 이루어지므로 접속된 스피커등의 부하(57)에서 불쾌한 충격음이 발생하게 된다.

이러한 결점을 개선하기 위한 제4도에 도시한 바와같이 V_CC전원접속점과 -V_EE전원부 사이에 스탠바이제어스위치용 트랜지스터(Q₂) 및 바이어스결정용 저항(R_l,R₂)을 직렬로 접속시키고, 이 저항(R_l,R₂)의 접속점과 -V_EE전원접속점 사이에 용량(C₁)을 접속시켜 이 용량(C₁)의 단자전압을 바이어스회로부(52)에 입력되도록 변경시킨 음성출력증폭기가 제안되어 있는바, 여기서 바이어스회로부(52)와 구동단(54)은 V_CC전원접속점과 -V_EE전원접속점 사이에 각각 접속되어 있지만 스탠바이시에는 V_CC전원접속점과 접지단사이의 경로가 발생되지 않도록 구성되어 있으며, 보호회로(53)는 스탠바이제어스위치용 트랜지스터(Q₃)를 통해서 V_CC전원접속점에 접속되어 있다.

또 상기 음성출력증폭기에 있어서는 스탠바이제어입력용 트랜지스터(Q_l)를 턴오프시키면 스탠바이제어스위치용 트랜지스터(Q₂,Q₃)가 각각 턴오프되어 스탠바이상태로 된다. 이러한 스탠바이상태로의 이행시에 바이어스회로부(52)만은 바이어스용 저항(R₂) 및 용량(C₁)의 시정수에 의해 바이어스입력이 천천히 낮아지므로 출력단자(56)의 출력전압이 서서히 낮아져서 충격음이 발생하기 않게 된다.

그러나 상기 출력단자(56)가 예컨대 접지단락상태에 의한 이상상태로 되고, 보호회로(53)가 동작하더라도 그 상태때에 스탠바이상태로의 이행이 이루어지면, 그 과정에서 상기 바이어스회로부(52)의 바이어스출력이 완만하게 낮아져도 보호회로(53)는 곧 바로 오프상태로 되므로 출력단(51)의 소자(트랜지스터)가 파괴되고 만다고하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 바와 같이 출력단자가 이상상태로 되어 보호회로가 동작하고 있을 때에 스탠바이상태로의 이행이 이루어지면 출력단소자가 파괴된다고 하는 문제점을 해결하기 위해 발명된 것이므로 상기 스탠바이상태로의 이행시에 있어서 출력단소자의 파괴를 방지할 수 있는 음성출력증폭기를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 음성출력증폭기는 동작상태에서 스탠바이상태로의 이행때에 바이어스회로의 바이어스출력을 완만하게 저하시킴과 더불어 출력단자의 이상상태에서 출력단자의 파괴를 방지하기 위한 보호회로를 동작가능상태로 제어하도록 함을 특징으로 한다.

스탠바이상태로 이행할때 바이어스회로의 바이어스출력이 완만하게 낮아지게 되며, 출력단자의 전압변화가 완만하게 낮아지므로 충격음의 발생은 방지된다.

또한 상기 스탠바이상태로의 이행과정에서 출력단자의 이상상태가 있으면, 이때 동작가능상태로 제어되는 보호회로가 동작하게 되고, 출력단자의 파괴가 방지된다. 따라서 상기 스탠바이상태로의 이행때에 바이어스회로의 출력이 오프로 된후에 보호회로가 오프로 되도록 회로시정수를 설정해 두면 음성출력증폭기를 파괴로부터 방지할 수 있을 뿐만 아니라 스탠바이시에는 모든 전류가 흐르지 않는 완전한 스탠바이상태가 실현되도록 되어 있다.

이하 도면을 참조해서 본 발명의 1실시예를 상세하게 설명한다.

제1도는 집적회로화된 음성출력증폭기 및 음성신호출력단자(1)가 접지단과의 사이에 접속된 부하(2)를 나타내고 있으며, 음성출력증폭기의 V_CC전원단자를 참조부호 3, -V_EE전원단자를 참조부호 4, 스탠바이입력단자를 참조부호 7로 각각 나타내고 있다. 상기 음성출력증폭기에 있어서 Q₁은 스탠바이제어입력용인 NPN형 트랜지스터이며, 그 베이스는 스탠바이입력단자(5)에 접속되고, 에미터는 -V_EE전원선에 접속되며, 컬렉터는 저항(R₀)을 통해서 스탠바이제어스위치용인 PNP형 트랜지스터(Q₂)의 베이스에 접속되어 있고, 이 트랜지스터(Q₂)의 에미터는 V_CC전원선에 접속되어 있다.

상기 트랜지스터(Q_l), 저항(R₀), 트랜지스터(Q₂)는 스탠바이회로(10)를 형성하고 있고, 참조부호 11은 바이어스회로서, 상기 트랜지스터(Q₂)의 컬렉터와 -V_EE전원성과의 사이에 직렬로 접속된 저항(R₁,R₂)과, 이 저항(R₁,R₂)과 접속점 사이에 접속된 용량(C_l), 상기 저항(R₁,R₂)의 접속점에 베이스가 접속되고, 컬렉터가 V_CC전원선에 접속된 NPN형 트랜지스터(Q₃)와 이 트랜지스터(Q₃)의 에미터와 -V_EE전원선과의 사이에 직렬로 접속된 저항(R₃), 다이오드(Q₄,Q₅: 컬렉터베이스 상호가 접속된 NPN형 트랜지스터), 상기 다이오드(Q₅)의 애노드에 베이스가 접속됨(전류미러접속)과 더불어 에미터가 -V_EE전원선에 접속된 NPN형의 트랜지스터(Q₆), V_CC전원선 상기 트랜지스터(Q₇)의 컬랙터 사이에 접속된 다이오드(컬렉터와 베이스사이가 접속된 PNP형 트랜지스터(Q₈)로 구성되어 있다. 한편 참조부호 12는 증폭회로부로서, 상기 다이오드(Q₇)의 캐소드에 베이스가 접속된(전류미러접속된) 전류원용 PNP형 트랜지스터(Q₈,Q₉)와 상기 트랜지스터(Q₈)를 동작전류원으로 하는 입력단용 차동증폭부(DA), 상기 트랜지스터(Q₉)를 동작 전류원으로 하고 상기 차동증폭부(DA)의 출력을 증폭하는 상기 전치구동부(PD), 이 전치구동부(PD)의 출력에 의해 푸쉬풀구동되는 상보형 SEPP(Single Ended push-pu1l)형 출력단증폭부(PA)로 구성된다. 그중 차동증폭부(DA)는 상기 전류원용 트랜지스터(Q₈)의 컬렉터에 에미터공통접속점이 접속된 차동쌍을 이루는 증폭용 PNP형 트랜지스터(Q_l0,Q₁₁), 이 트랜지스터(Q_l0,Q₁₁)의 부하로 되는 전류미러접속된 NPN형 트랜지스터(Q₁₂,Q₁₃)로 이루어지게 된다.

또 상기 전치구동부(PD)는 상기증폭용 트랜지스터(Q_l0)의 출력이 베이스로 공급되는 구동용 NPN형 트랜지스터(Q₁₄)와 상기 전류원용트랜지스터(Q₉)의 컬렉터와 상기 구동용트랜지스터(14)의 사이에 접속된 무효전류설정용 다이오드(Q₁₅,Q₁₆)로 구성되고, 전치출력단증폭부(DA)는 상기 다이오드(Q₁₅)의 애노드에 베이스가 접속된 출력용 NPN형 트랜지스터(Q₁₇), 상기 구동용트랜지스터(Q₁₄)의 컬렉터에 베이스가 접속된 출력용 PNP형 트랜지스터(Q₁₈)로 이루어지며, 상기 출력용 트랜지스터(Q₁₇,Q₁₈)가 V_CC전원선과 -V_EE전원선 사이에 직렬로 접속되어 있고, 그 에미터사이 접속점이 상기 음성출력단자(1)에 접속되어 있다. 그래서 상기 차동증폭부(DA)에 차동쌍트랜지스터(Q_l0,Q₁₁)의 각 베이스는 상기 음성신호입력단자(6,7)에 접속되어 있으며, 한쪽의 비반전입력단자(6)는 도시하지 않았지만 외부의 바이어스회로에 접속되어 있게 된다.

또 다른쪽 반전입력단자(7)는 출력단자(1) 사이에 저항(R₅,R₆)으로 이루어지는 부궤환회로(NF)가 접속되어 있다. 또한 상기 출력단자(1)가 접속된 경우의 부하 이상시에 있어서 출력용 트랜지스터(Q₁₇)의 과전류를 검출하기 위한 과전류검출회로(13)가 설치되어 있는바, 이 과전류검출회로(13)는 상기 출력용트랜지스터(Q₁₇)의 베이스가 서로 접속된 NPN형 트랜지스터와, 이 트랜지스터(Q₁₉)의 에미터와 상기 출력단자(1)사이에 접속된 저항(R₆), V_CC전원선과 상기 트랜지스터(Q_l9)의 컬렉터 사이에 접속된 다이오드(Q₂₀), 상기다이오드(Q_l9)의 컬렉터에 베이스가 접속되고, 에미터가 V_CC전원선에 접속된 PNP형 트랜지스터(Q₂₁)로 구서오디 있다. 그리고 상기 과전류검출회로(13)의 과전류 검출출력을 받아서 상기 바이어스회로(11)의 바이어스출력 오프상태로 설정해서 증폭회로부(12)를 비동작상태로 하기 위한 보호회로(14)가 설치되어 있는바, 이 보호회로(14)는 상기 바이어스회로(11)의 트랜지스터(Q₃)와 베이스가 서로 접속되고, 컬렉터가 V_CC전원선에 접속된 NPN형 트랜지스터(Q₂₂), 이 트랜지스터(Q₂₂)의 에미터와 -V_EE전원선 사이에 직렬로 접속된 저항(R₇), PNP형 트랜지스터(Q₂₃) 및 저항(R₈), 상기 트랜지스터(Q₂₃)의 베이스와 컬렉터에 각각 대응해서 컬렉터와 베이스가 접속되고, 에미터가 -V_EE전원선에 접속된 NPN형 트랜지스터(이것과 상기 트랜지스터(Q₂₃)는 다이리스터를 형성하게 된다). 또 상기 트랜지스터(Q₂₄)와 베이스가 서로 접속되고, 에미터가 -V_EE전원선에 접속되며, 컬렉터가 상기 바이어스회로(11)의 트랜지스터(Q₆)의 베이스에 접속되어 있는 NPN형 트랜지스터로 구성되며, 이 트랜지스터(Q₂₅)의 베이스에 상기 과전류검출출력용 트랜지스터(Q₂₁)의 컬렉터가 접속되어 있다.

다음에 상기 음성출력증폭기의 동작을 설명한다.

정상상태에 있어서는 스탠바이제어용 트랜지스터(Q_l,Q₂)가 온상태로 되어 바이어스회로(11)의 출력에 의해 증폭회로부(12)가 동작상태로 되며, 음성입력신호가 중폭되어 출력단자(1)에 출력전압이 나타나게 된다. 이 경우 정상동작시에는 과전류검출회로(13)는 오프상태로 되고, 보호회로(14)도 오프상태로 된다.

그에 따라 출력용 트랜지스터(Q₁₇)에 과전류가 흐르게 된 때에는 과전류검출회로(13)의 트랜지스터(Q₁₉,Q₂₁)가 온상태로 되며, 이 검출출력에 의해 보호회로(l4)와 트랜지스터(Q₂₃,Q₂₄)로 구성되는 다이리스터가 트리거되어 온상태로 되므로 트랜지스터(Q₂₅)가 턴온된다. 그에 따라 바이어스회로(11)의 트랜지스터(Q₆)가 턴오프되며, 중폭회로부(12)의 전류원용 트랜지스터(Q₈,Q₉)가 턴오프로 되고, 증폭회로부(12)가 비동작상태로 되므로 출력단트랜지스터(Q₁₇,Q₁₈)가 파괴로부터 보호되게 된다.

한편 스탠바이입력단자(5)로부터의 입력에 의해 스탠바이 제어입력용 트랜지스터(Q_l)가 턴오프로 되고, 스탠바이제어스위치용 트랜지스터(Q₂)가 턴오프로 되어 스탠바이상태로 행하는 이 경우 스탠바이회로(11)의 트랜지스터(Q₃)의 베이스전위(V_BQ3)는 다음 (1)식으로 나타낸 바와같은 시정수로서 완만하게 낮아지게 된다.

단, 트랜지스터(Q₃)의 베이스입력저항값이 저항(R₂)의 값보다 충분히 커지게 된다. 따라서 상기 트랜지스터(Q₃)와 다이오드(Q₄,Q₅)를 흐르는 전류(I_Q3)도 다음(2)식으로 나타낸 바와 같이 상기 V_BQ3에 의존한 시정수로서 완만하게 낮아지게 된다.

여기서 V_BE는 상기 트랜지스터(Q₃)의 베이스·에미터 사이 전압 즉, 상기 다이오드(Q₄,Q₅)의 각순방향 전압강하이다.

따라서 상기 다이오드(Q₅)에 전류미러접속된 트랜지스터(Q₆) 및 이 트랜지스터(Q₆)에 직렬로 접속된 트랜지스터(Q₇) 또 이 트랜지스터(Q₇)에 전류미러접속된 전류원용 트랜지스터(Q₈,Q₉)의 각 전류도 상기한 바와같은 시정수로서 완만하게 낮아지게 된다. 그에 따라 증폭회로부(12) 및 과전류검출회로(13)도 동작상태로부터 비동작상태로 서서히 이행하고 정상동작시에는 출력단자(1)의 출력전압도 서서히 낮아지게 된다.

이와같이 증폭회로부(12) 및 과전류검출회로(13)가 비동작상태로 서서히 이행하고 있을 때에 역으로 출력단자(1)가 접지단락된 상태에 있어도 보호회로(l4)가 동작가능상태로 되어 있으므로 보호동작이 이루어져 보호상태가 보존유지된다. 즉 상기 바이어스회로(11)의 트랜지스터(Q₃)의 베이스전위(V_BQ3)가 서서히 낮아지므로 보호회로(14)의 트랜지스터(Q₂₂)의 베이스전위도 서서히 낮아지게 된다. 이때 과전류검출출력이 발생하면, 트랜지스터(Q₂₃,Q₂₄)로 이루어지는 다이리스터가 트리거되어 온상태로 되고, 트랜지스터(Q₂₅)가 턴온되어 바이어스회로(11)의 트랜지스터(Q₆)가 턴오프상태로 되므로 증폭회로부(12)가 비동작상태로 되어 출력용 트랜지스터(Q₁₇,Q₁₈)가 보호된다. 이 경우 바이어스회로(11)의 트랜지스터(Q₆)가 턴오프되는 것을 트랜지스터(Q₃)의 베이스전위(V_BQ3)가

로 되어 트랜지스터(Q₃)가 턴오프된 상태로 있으며, 상기 다이리스터(Q₂₂)의 베이스전위((V_BQ22)가

로 된다. 여기서 VCEQ₂₃은 트랜지스터(Q₂₃)의 컬렉터, 에미터사이 전압이다.

따라서 상기(3),(4)식의 관계로부터

로 되도록 회로정수를 선정해 주면 상기 스탠바이상태로의 이행과정에서 트랜지스터(Q₃)가 다이리스터(트랜지스터(Q₂₃,Q₂₄)로 구성됨)보다도 먼저 턴오프상태로 되고, 증폭회로부(12)는 보호회로(14)보다도 먼저 턴오프상태로 되므로 확실하게 보호되게 된다.

제2도는 본 발명의 다른 실시예에 관한 음성출력증폭기를 나타내고 있으며, 상기 실시예에 비해서 보호회로(14)의 바이어스원(20)을 바이어스회로(11)에서 분리독립시켜 설치한 점이 다르며, 그 외의 부분은 동일하므로 제1도중 동일부분에는 동일부호를 첨부해서 그 부호를 생략한다. 상기 바이어스원(20)은 상기 스탠바이제어스위치용 트랜지스터(Q₂)와 베이스서로가 접속되고, 에미터가 V_CC전원선에 접속된 PNP형 트랜지스터(Q₃₂)와 이 트랜지스터(Q₃₂)의 컬렉터와 -V_EE전원선 사이에 직렬로 접속된 저항(R₁₁,R₁₂)), 이 저항(R₁₂)에 병렬접속된 용량(C2)으로 이루어지게 되며, 상기 저항(R₁₁,R₁₂)의 접속점에 보호회로(14)의 트랜지스터(Q₂₂)의 베이스가 접속되어 있다. 이 바이어스원(20)은 스탠바이상태로의 이행시에 트랜지스터(Q₃₀)가 턴오프 되고, 저항(R₁₁,R₁₂)의 접속점전위가 시정수(C₂R₁₂)에 의해 서서히 낮아지게 된다.

따라서 상기 음성출력증폭기에 있어서는 스탠바이상태로의 이행시에 바이어스회로(11)의 트랜지스터(Q₃)를 보호회로(14)의 다이리스터보다도 먼저 턴오프상태로 되기 위해서는 바이어스회로(11)의 시정수(C₁R₁)와 보호회로(14)의 바이어스원(20)의 시정수(C₂R₁₂)와의 관계를

로 되도륵 선택하면 좋고, 상기 (5)식에서 나타낸 선택조건에 비해서 간단하게 실현되는 이점이 있다.

상기한 바와 같이 본 발명의 음성출력증폭기에 의하면, 동작상태에서 스탠바이상태로의 이행시에 바이어스계를 시정수에 의해서 낮아지도록 출력전압의 급격한 변동을 방지해서 충력음의 발생을 방지한다고 하는 이점이 있고, 상기 스탠바이상태로의 이행시에도 보호회로를 동작가능상태로 제어하고 있으므로 출력단 트랜지스터의 보호동작을 완전하게 동작시킬 수 있다. 뿐만 아니라 상기 바이어스계의 시정수용량의 전하가 방전하는 단계에서는 증폭기의 각 회로는 모두 비도통 상태로 되므로 완전하게 스탠바이상태를 실현할 수가 있다.

Claims

바이어스회로(11)와 상기 바이어스회로에 의해 동작전류가 제어되는 증폭회로부(12), 이 중폭회로부(12)의 출력단소자에 과대전류가 흐르는 등 이상상태를 검출하는 이상상태검출회로(13), 상기 이상상태검출회로의 검출출력을 받아서 상기 바이어스회로의 출력을 턴오프상태로 설정 제어하는 보호회로(14), 스탠바이제어입력에 따라서 상기 바이어스회로의 시정수회로와 전원과의 접속을 턴온, 턴오프제어하는 스탠바이회로를 구비하고 있는 음성출력증폭기에 있어서, 상기 음성출력증폭기의 동작상태로부터 스탠바이 상태로 이행하는 과정에서 상기 보호회로(14)를 동작가능한 상태로 제어하기 위한 바이어스를 상기 보호회로(14)로 공급하는 바이어스원이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 음성출력증폭기.
제1항에 있어서, 상기 바이어스원으로서 바이어스회로(11)의 시정수회로부(C₁,R₁,R₂)가 이용되고, 상기 스탠바이상태로의 이행시에 상기 바이어스회로(11)쪽이 상기 보호회로(14)보다도 먼저 턴오프 상태로 되도록 회로시정수가 정해지게 됨을 특징으로 하는 음성출력증폭기.
제1항에 있어서, 상기 바이어스원은 스탠바이제어입력에 의해서 전원과의 접속이 턴온, 턴오프제어되는 바이어스출력용 시정수회로부(20)를 갖추고 있고, 상기 바이어스원의 시정수회로부(R₁₁,R₁₂,C₂)의 시정수(C₂,R₁₂)보다도 상기 바이어스회로(11)의 시정수회로부(R₁,R₂,C₁)의 시정수(C₁,R₂)가 적게되도록 선정되는 것을 특징으로 하는 음성출력증폭기.