首页> 中国专利> 声音伪三极管特性放大设备和声音伪三极管特性推挽式放大设备

声音伪三极管特性放大设备和声音伪三极管特性推挽式放大设备

摘要

本发明涉及声音伪三极管放大设备和声音伪三极管特性推挽式放大设备。输入端与差分放大电路的正相端连接。差分放大电路的负相端与晶体管的发射极连接,并且差分放大电路的输出端与晶体管的基极连接。输入端的电阻器连接在晶体管的集电极与输入端之间,并且次级输入侧电阻器连接在输入端与接地导线(体)之间。输出侧电阻器连接在晶体管的发射极与接地导线(体)之间。晶体管的集电极与负载端连接。

著录项

  • 公开/公告号CN102457235A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2012-05-16

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 福岛彰;

    申请/专利号CN201110313005.6

  • 发明设计人 福岛彰;

    申请日2011-10-14

  • 分类号H03F3/26(20060101);

  • 代理机构31211 上海浦一知识产权代理有限公司;

  • 代理人丁纪铁

  • 地址 日本东京

  • 入库时间 2023-12-18 05:12:52

法律信息

  • 法律状态公告日

    法律状态信息

    法律状态

  • 2016-05-25

    授权

    授权

  • 2013-05-15

    实质审查的生效 IPC(主分类):H03F3/26 申请日:20111014

    实质审查的生效

  • 2012-05-16

    公开

    公开

说明书

相关申请的交叉引用

本申请包括涉及2010年10月14日在日本特许厅存档的日本优先权专利申请JP 2010-231517所公开的主题,其全部内容通过参引合并到本文中。

技术领域

本发明涉及一种声音放大设备,并且尤其涉及使用一种半导体元件对声音放大设备的特性的改进。

背景技术

目前已广泛使用将声源设备输出的声音信号进行放大并且驱动扬声器的音频放大器,这些声源设备包括调谐器、CD播放器或便携式媒体播放器等。在相关领域中,用带三极管的放大器产生自然声音。然而,包括三极管在内的真空管具有寿命短的问题,因而使用双极性晶体管或场效应晶体管等半导体元件的音频放大器已取代了真空音频放大器。在许多情况中,使用半导体元件的音频放大器在末级电路与初级电路之间设有负反馈通路,以稳定偏置电压,减小输出信号中包括的失真部分等。

此外,JP 6-276037A公开了一种音频功率放大器,该音频功率放大器在末级电路与初级电路之间设有负反馈通路。此外,JP 2000-349568A公开了一种放大设备,该放大设备使用在三极管区域中工作的金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)。此处,三极管区域指的是一个区域,在其内的漏极电流与漏极-源极电压之间的关系非常接近于三极管中的阳极电流与阳极-阴极电压之间的关系。

发明内容

在设有负反馈通路的音频放大器中,如果负载可以被看作具有线性特性的电阻器,则使用负反馈通路会具有改进特性的作用。然而,通常情况下,该负载是具有非线性特性的扬声器。在这时,有如下情况:负反馈通路不一定有助于改进驱动扬声器的输出信号的特性,而且会从扬声器产生不正常的声音。

在理想情况下,使用半导体元件的声音放大设备的特性应当非常接近三极管放大器的特性,并尽可能降低发送到负载的输出信号的失真部分。根据本发明的实施方式,提供了一种声音伪三极管特性推挽式放大设备,该放大设备包括:第一和第二电流驱动源,第一和第二电流驱动源分别输出对共用输入信号响应的信号、并且具有相互互补的电学特性;接收来自第一电流驱动源的信号的第一伪三极管特性放大单元;以及第二伪三极管特性放大单元,接收来自第二电流驱动源的信号、并且具有与第一伪三极管特性放大单元的电学特性互补的电学特性,其中,第一和第二伪三极管特性放大单元均包括具有第一电极、第二电极和控制电极的半导体元件,在第一电极与第二电极之间流动的电流根据施加到控制电极的信号来变化;输入端,将所施加的信号引导到控制电极;声音负载端,该端处在从第一电极延伸的通路中,并且连接到处在声音负载端与接地导线(体)之间的声音负载;处在第二电极与参考电压端之间的第二电极端电阻器;以及处在第一电极与输入端之间的输入端电阻器,其中,具有不同极性的DC电压被分别施加到第一伪三极管特性放大单元的参考电压端与接地导线(体)之间,并且施加到第二伪三极管特性放大单元的参考电压端与接地导线(体)之间,其中,第一伪三极管特性放大单元的声音负载端和第二伪三极管特性放大单元的声音负载端共连接,并且共用的声音负载与第一和第二伪三极管特性放大单元连接,其中,第一电流驱动源具有电流驱动半导体元件,该电流驱动半导体元件允许随输入信号变化的电流流经对应的输入端,信号源阻抗比输入端的输入阻抗大,并且其中,第二电流驱动源具有电流驱动半导体元件,该电流驱动半导体元件允许随输入信号变化的电流流经对应的输入端,信号源阻抗比第二伪三极管特性放大单元的输入端的输入阻抗大。

在本发明的实施方式中,双极性晶体管、FET(场效应晶体管)等可作为半导体元件使用。如果使用双极性晶体管,则第一电极、第二电极和控制电极分别与集电极、发射极和基极对应。此外,如果使用FET,则第一电极、第二电极和控制电极分别与漏极、源极和栅极对应。作为半导体元件,可使用具有第一电极、第二电极和控制电极的调节器元件,其中,在第一电极与第二电极之间流动的电流根据施加到控制电极的信号变化。

声音伪三极管特性推挽式放大设备优选地还包括:与第二伪三极管特性放大单元的输入端连接的电流镜像电路;偏置稳定电路,该偏置稳定电路与第二伪三极管特性放大单元的第二电极,第二电极端电阻器,和电流镜像电路形成的连接通路连接,并且允许基于连接通路处的电位和参考电位的电流流经电流镜像电路。在这时,电流镜像电路可允许基于偏置稳定电路电流的电流流经从第二伪三极管特性放大单元的输入端到电流镜像电路形成的通路。

此外,声音伪三极管特性推挽式放大设备优选地还包括:与第一伪三极管特性放大单元的输入端以及声音负载端连接的漂移稳定电路。在这时,漂移稳定电路可允许根据声音负载端的电位和接地电位改变的电流流经从第一伪三极管特性放大单元的输入端到漂移稳定电路的通路。

第一和第二伪三极管特性放大单元均优选地包括电压保持电路,该电路将输入端的电压与第二电极的电压之间的关系保持恒定,并且根据输入端的电压向控制电极输出电压。在该情况中,电压保持电路优选为差分放大电路,该差分放大电路的第一端与输入端连接、第二端与第二电极连接、第三端与控制电极连接,且该差分放大电路的第一和第二端作为一对差分输入端,第三端作为输出端。

此外,第一和第二伪三极管特性放大单元均优选地包括设置在输入端与参考电压端之间的次级输入端电阻器。

根据本发明的另一实施方式,设置一种声音伪三极管特性放大设备。该声音伪三极管特性放大设备包括具有第一电极、第二电极和控制电极的半导体元件,其中,在第一电极与第二电极之间流动的电流根据施加到控制电极的信号变化;将从电流驱动源施加的信号导向控制电极的输入端;设置在从第一电极延伸出的通路中,并且与声音负载连接的声音负载端,该声音负载放置在声音负载端与DC电压源的一端之间,该DC电压源的另一端与接地导线(体)连接;设置在第二电极与接地导线(体)之间的第二电极端电阻器;设置在第一电极与输入端之间的输入端电阻器;以及电压保持电路,该电路将输入端的电压与第二电极的电压之间的关系保持恒定,并且向控制电极输出根据输入端的电压变化的电压,其中,电流驱动源使电流作为声音信号流过输入端,其信号源的阻抗大于输入端的输入阻抗,并且其中,电压保持电路是差分放大电路,该差分放大电路的第一端与输入端连接、第二端与第二电极连接,第三端与控制电极连接,且该差分放大电路的第一和第二端作为一对差分输入端,并且第三端作为输出端。

声音伪三极管特性放大设备优选地还包括设置在输入端与参考电压端之间的次级输入端电阻器。

根据本发明的实施方式,有可能使采用半导体元件的声音放大设备的特性非常接近于三极管放大器的特性,并且减小供应到负载的输出信号的失真部分。

附图说明

图1是示出根据第一实施方式的伪三极管特性线性放大器配置的图。

图2是示出伪三极管电路配置的图。

图3是示出负载端电流与负载端电压之间的关系的图。

图4是示出伪三极管特性线性放大器的负载特性的图。

图5是示出伪三极管特性线性放大器的详细配置实施例的图。

图6是示出使用调节器元件的伪三极管特性线性放大器配置的图。

图7是示出根据第二实施方式的伪三极管特性OTL推挽式线性放大器的图。

图8是示出使用调节器元件的伪三极管特性OTL推挽式线性放大器的图。

具体实施方式

图1所示为根据第一实施方式的伪三极管特性线性放大器的配置。该伪三极管特性线性放大器使用半导体元件,具有与三极管放大器非常接近的特性,并且减小了输出信号的失真。半导体元件使用一个具有三个电极的元件,即,第一电极、第二电极和控制电极,其中,在第一与第二电极之间流动的电流根据施加到控制电极的信号而变化。在此,将描述一种以双极性晶体管为半导体元件的电路配置。在下文的描述中,双极性晶体管被简称为晶体管。

伪三极管特性线性放大器的输入端T1与差分放大电路12的正相端连接。此外,差分放大电路12的负相端与晶体管10的发射极连接,并且差分放大电路12的输出端与晶体管10的基极连接。输入端电阻器R2连接在晶体管10的集电极与输入端T1之间,并且次级输入侧电阻器R3连接在输入端T1与接地导线(体)之间。输出侧电阻器R1连接在晶体管10的发射极与接地导线(体)之间。此外,负载端TL与晶体管10的集电极连接。可使用一普通电路(电压保持电路)代替差分放大电路12,该普通电路使输入端T1与发射极之间的电压保持恒定,并且根据输入端T1的电压将电压输出到基极。

电流驱动源16连接在输入端T1与接地端TG之间。电流驱动源16是信号电流源,其信号源阻抗比伪三极管特性线性放大器的输入阻抗大得多,其中,输入到伪三极管特性线性放大器的信号电流的大小并不是极大地取决于输入阻抗。相互串联的声音负载18和DC电压源14连接在负载端TL与接地端TG之间。DC电压源14的正端与声音负载18连接,并且DC电压源14的负端与接地端TG连接。声音负载18是将电信号转换为声音的负载,比如扬声器。

此处将描述伪三极管特性线性放大器的工作原理。在此,为了描述负载端TL的电压与电流之间的关系,分析了图2所示的伪三极管电路,图中声音负载18是短路的。如果将流入集电极的电流用I1表示,沿集电极向输入端T1方向流过输入侧电阻器R2的电流用I2表示,从输入端T1流到电流驱动源16的电流用Ib表示,从DC电压源14的正端流向负载端TL的电流用I表示,并且负载端TL的电压用Ev表示,可建立以下电路方程(方程1)。然而,假设晶体管10的基极电流比集电极电流小很多,从而,差分放大电路12的正相端与负相端的电压彼此相等。

方程1:

>R2·I2+R3(I2-Ib)=EvR1·I1-R3(I2-Ib)=0I1+I2-I=0>

通过求解电路方程,可以获得以下方程(方程2)来表示从DC电压源14的正端流到负载端TL的负载端电流I与从输入端T1流到电流驱动源16的驱动源电流Ib之间的关系。

方程2:

>I=R1+R3R1(R2+R3)Ev-R3(R2-R1)R1(R2+R3)Ib>

此处,图3所示为当将驱动源电流Ib用作参数时,负载端电流I与负载端电压Ev之间的关系。在图3中,水平轴表示负载端电压Ev,垂直轴表示负载端电流I。当驱动源电流Ib为恒定时,负载端电流I根据负载端电压Ev的变化而发生线性变化。输出特性线是一条经过水平轴上的点(V0,0)的直线,并且具有系数(R1+R3)/R1/(R2+R3),该系数在方程2中右侧的第一项作为斜率与Ev相乘。在此,V0=R3(R2-R1)Ib/(R1+R3)。

如果参数驱动源电流Ib变化,则输出特性线沿横轴线方向水平移动。其移动量由方程2中右侧的第二项决定。这就是说,如果驱动源电流Ib发生Δ量的改变,则输出特性线的截距发生-R3(R2-R1)Δ/R1/(R2+R3)的变化,并且输出特性线沿水平轴方向发生R3(R2-R1)Δ/(R1+R3)的水平移动。

同样地,之所以负载端电流I会根据负载端电压Ev的变化而线性变化,且输出特性线会根据驱动源电流Ib的变化以恒定比率水平移动,是因为晶体管10的基极与发射极之间的电压由差分放大电路12保持恒定。

如果使驱动源电流Ib与三极管栅极的电压相对应,则负载端电流I与负载端电压Ev之间的关系变为非常接近于通过使三极管中的阳极电流与阳极电压之间的关系变得线性而获得的关系。因此,有可能形成一种放大器,该放大器具有与使用图2所示的伪三极管电路的三极管放大器的特性非常接近的特性。

此处将描述图1中伪三极管特性线性放大器的工作过程。图4所示为伪三极管特性线性放大器的负载特性。水平轴线表示负载端电压Ev,垂直轴线表示负载端电流I。输出特性线与负载线22之间的交点为驱动点20,并且负载特性所示为使用驱动点20的声音负载18的状态。驱动点20的电压坐标值与电源电压E的差表示施加到声音负载18的电压值,且驱动点20的电压坐标值表示晶体管10的集电极与接地导线(体)之间的电压值。驱动点20的电流坐标值表示流经声音负载18的电流值。如果声音负载18是电阻值为RL的电阻器,则负载线22是一条经过水平轴线上的点(E,0)的直线,并且具有斜率-RL。

当驱动源电流Ib变化时,输出特性线沿水平轴线方向水平移动,并且驱动点20在负载线22上移动。因此,施加到声音负载18的电压以及流经声音负载18的电流根据驱动源电流Ib的变化而变化。因此,作为驱动源电流Ib放大的结果,电压和电流可以被施加到声音负载18。

例如,当驱动源电流Ib包括偏置电流Ibx和信号电流Ibs,并且表示为Ib=Ibx+Ibs时,驱动点20以Ib=Ibx时的输出特性线与负载线22之间的交点作为中心点,并且根据信号电流Ibs在负载线22上移动。图4中的波形S1所示为当Ib=Ibx的输出特性线作为时间轴时,信号电流Ibs的波形。通过将根据信号电流Ibs在负载线22上移动的驱动点20的轨迹投影在垂直轴线上,可以获得流经声音负载18的信号电流的时间波形,如图4左部的波形S2所示。

根据实施方式中的伪三极管特性线性放大器,负载端电流I与负载端电压Ev之间的关系可非常接近于三极管的阳极电流与阳极电压之间的关系。因此,使用半导体元件有可能形成具有与三极管放大器一样声音特性的放大器。此外,根据实施方式中的伪三极管特性线性放大器,负载端电流I与负载端电压Ev之间的关系被线性化,从而,输出特性线根据驱动源电流Ib的变化以恒定比率水平移动。因此,有可能将施加到声音负载18的输出信号的失真减小。

图5所示为伪三极管特性线性放大器的详细配置实施例。该放大器是一个单放大器,具有匹配变压器24和作为声音负载18的扬声器26。通过设置晶体管10的偏置电压和偏置电流,可使伪三极管特性线性放大器作为A类放大器使用。当从负载端TL看放大器一侧时,输出阻抗大于扬声器26的阻抗。因此,在这一详细实施例中,使用匹配变压器24以将输出阻抗与扬声器26的阻抗匹配。匹配变压器24的初级线圈连接在负载端TL与DC电压源14的正端之间。扬声器26连接在匹配变压器24的次级线圈的两个端之间。

此外,实施方式描述的伪三极管特性线性放大器可具有如下配置:去掉次级输入侧电阻器R3,并且该部分为开路。在该情况下,负载端电流I与驱动源电流Ib之间的关系由以下方程3给出。当方程2中的R3为无穷时,得到方程3。

方程3:

>I=1R1Ev-R2-R1R1Ib>

此外,扬声器26产生的声音的品质取决于输出特性线的斜率、和根据驱动源电流Ib而变化的输出特性线的水平移动量等。如从方程2可看出,改变输出侧电阻器R1、输入侧电阻器R2和次级输入侧电阻器R3的阻值可以调节方程中的数值。因此,可优选地调节输出侧电阻器R1、输入侧电阻器R2和次级输入侧电阻器R3的阻值,以优化扬声器26产生的声音。

作为半导体元件,FET(场效应晶体管)可代替晶体管。在该情况下,FET的栅极、漏极和源极分别与晶体管的基极、集电极和发射极所连接的部分相连接。

实施方式描述的伪三极管特性线性放大器中,可使用调节器元件IC10,如图6所示。例如,可使用由美国国家半导体公司提供的“LM317”作为调节器元件IC10。IN端、OUT端和AJ端分别与第一电极、第二电极和控制电极对应。IN端与负载端TL连接,并且OUT端与输出侧电阻器R1的一端连接。此外,AJ端连接到输入侧电阻器R2与次级输入侧电阻器R3之间的连接点。由于在调节器元件IC10中,IN端的电压与流入IN端和流出OUT端的电流具有线性关系,所以有可能达到以下作用:即使未提供图1所示的差分放大电路12,也能将施加到负载的输出信号的失真部分减小。

还是这种配置,负载端电流I与负载端电压Ev之间的关系非常接近三极管的阳极电流与阳极电压之间的关系。此外,负载端电流I与负载端电压Ev之间的关系被线性化,从而,输出特性线根据驱动源电流Ib的变化以恒定比率水平移动。因此,有可能使声音特性与三极管放大器的特性非常接近,并且将输出信号的失真减小。

图7所示为根据第二实施方式的伪三极管特性OTL推挽式线性放大器的配置。放大器是OTL(无输出变压器)推挽式电路,系通过分别在驱动单元28和功率放大单元30中使用一对具有互补特性的电路来形成。将正DC电压+VB和负DC电压-VB施加到驱动单元28作为电源电压,并且将正DC电压+VA和负DC电压-VA施加到功率放大单元30作为电源电压。

驱动单元28作为功率放大单元30的电流驱动源。此处将描述正DC电压+VB驱动的驱动单元28的正电源驱动部分28P的电路配置。电阻器Ra的一端与输入端T2连接。电阻器Ra的另一端与差分放大电路34的正相端连接。电阻器Rb连接在正电源端+VB与差分放大电路34的正相端之间。差分放大电路34的负相端与NPN型晶体管36的发射极连接,并且差分放大电路34的输出端与NPN型晶体管36的基极连接。电阻器Rc连接在NPN型晶体管36的发射极与接地导线(体)之间,并且DC恒流源38连接在正电源端+VB与NPN型晶体管36的集电极之间。NPN型晶体管36的集电极与功率放大单元30的正输入端T3连接。

DC恒定电流源38将偏置电流供应到NPN型晶体管36和功率放大单元30。DC恒定电流源38具有足够大的阻抗用于流经NPN型晶体管36集电极的电流的信号部分,并且包括在NPN型晶体管36的集电极电流中的信号部分流向功率放大单元30的正输入端T3。

由负DC电压-VB驱动的驱动单元28的负电源驱动部分28N与正电源驱动部分28P共享接地导线(体),并且其偏置电压和偏置极性与正电源驱动部分28P的偏置电压和偏置电流极性相反。正电源驱动部分28P使用NPN型晶体管36,而负电源驱动部分28N使用PNP型晶体管36N。在负电源驱动部分28N中、与正电源驱动部分28P中具有互补关系的设备的附图标号的末端添加有“N”。

电阻器RaN的一端与输入端T2连接。电阻器RaN的另一端与差分放大电路34N的正相端连接。电阻器RbN连接在负电源端-VB与差分放大电路34N的正相端之间。差分放大电路34N的负相端与PNP型晶体管36N的发射极连接,并且差分放大电路34N的输出端与PNP型晶体管36N的基极连接。电阻器RcN连接在PNP型晶体管36N的发射极与接地导线(体)之间,并且DC恒定电流源38N连接在负电源端-VB与PNP型晶体管36N的集电极之间。PNP型晶体管36N的集电极与功率放大单元30的负输入端T3N连接。

DC恒定电流源38N将偏置电流供应到PNP型晶体管36N和功率放大单元30。DC恒定电流源38N具有足够大的阻抗,用于流经PNP型晶体管36N集电极的电流的信号部分,且PNP型晶体管36N的集电极电流中的信号部分流向功率放大单元30的负输入端T3N。

信号源32连接在输入端T2与接地导线(体)之间。信号源32对应于一声源设备,诸如调谐器、CD播放器或便携式媒体播放器。正电源驱动部分28P的差分放大电路34将电阻器Ra输入的信号进行放大,并且将所放大的信号输出到NPN型晶体管36的基极。与施加到基极的信号对应的电流流经将功率放大单元30的正输入端T3与NPN型晶体管36的集电极连接的通路。因此,与从信号源32输出的信号对应的电流流经功率放大单元30的正输入端T3。

以相似的方式,负电源驱动部分28N的差分放大电路34N将经由电阻器RaN输入的信号进行放大,并且将所放大的信号输出到PNP型晶体管36N的基极。与施加到基极的信号对应的电流流经将功率放大单元30的负输入端T3N与PNP型晶体管36N的集电极连接的通路。因此,与从信号源32输出的信号对应的电流流经功率放大单元30的负输入端T3N。

同样地,驱动单元28将从信号源32输出的信号进行放大,并且与所放大的信号对应的电流流经功率放大单元30的正输入端T3和负输入端T3N。因此,驱动单元28作为功率放大单元30的电流驱动源。

此外,正电源驱动部分28P和负电源驱动部分28N分别包括差分放大电路34和34N。因此,经过与图1所示的差分放大电路一样的过程,通过驱动单元28,流经功率放大单元30各自输入端的电流的失真可以被降低。

接下来将描述功率放大单元30。功率放大单元30包括由正DC电压+VA驱动的正电源放大部分30P以及由负DC电压-VA驱动的负电源放大部分30N。

将描述正电源放大部分30P的电路配置。正输入端T3与差分放大电路40的正相端连接。此外,差分放大电路40的负相端与P型沟道FET 42的源极S连接,并且差分放大电路40的输出端与P型沟道FET 42的栅极端连接。输入侧电阻器Rd连接在P型沟道FET 42的漏极D与正输入端T3之间,并且次级输入侧电阻器Re连接在正输入端T3与正电源端+VA之间。此外,输出侧电阻器Rf连接在P型沟道FET 42的源极S与正电源端+VA之间。P型沟道FET 42的漏极D与负载端TL连接。此外,使用一般电路代替差分放大电路40,该一般电路将正输入端T3与源极S之间的电压保持恒定,并且将基于正输入端T3的电压的电压输出到栅极。扬声器26连接在负载端TL与接地导线(体)之间作为声音负载。

负电源放大部分30N与正电源放大部分30P共用接地导线(体),并且具有与正电源放大部分30P的偏置电压和偏置电流的极性相反的偏置电压和偏置电流。正电源放大部分30P使用P型沟道FET 42,而负电源放大部分30N使用N型沟道FET42N。将包括在负电源放大部分30N中、与包括在正电源放大部分30P中具有互补关系的设备的附图标号的末端添加“N”。

负输入端T3N与差分放大电路40N的正相端连接。此外,差分放大电路40N的负相端与N型沟道FET 42N的源极S连接,并且差分放大电路40N的输出端与N型沟道FET 42N的栅极连接。输入侧电阻器RdN连接在N型沟道FET 42N的漏极D与负输入端T3N之间,并且次级输入侧电阻器ReN连接在负输入端T3N与负电源端-VA之间。此外,输出侧电阻器RfN连接在N型沟道FET 42N的源极S与负电源端-VA之间。N型沟道FET 42N的漏极D与负载端TL连接。

负电源放大部分30N的电路配置与图1的伪三极管特性线性放大器中的电路配置一样,只是用FET代替晶体管10。然而,图1中电路配置的DC电压源14正端的对应部分变为图7中的电路配置中的接地导线(体)。此外,正电源放大部分30P具有与负电源放大部分30N互补的配置。因此,正电源放大部分30P和负电源放大部分30N基于与图1的伪三极管特性线性放大器相同的原理,将来自驱动单元28的信号进行放大并驱动扬声器26。

通过设置偏置电压和偏置电流,使正电源放大部分30P和负电源放大部分30N中的FET作为A类放大器、AB类放大器和B类放大器工作。通过改变流经驱动单元28中的DC恒定电流源38和38N的电流来调节偏置电流。

正电源放大部分30P的P型沟道FET 42使电流从正电源端+VA到达扬声器26,其中经过P型沟道FET 42的源极S和漏极D,且该电流取决于正电源驱动部分28P驱动的,流经正输入端T3的电流的变化。以相似的方式,负电源放大部分30N的N型沟道FET 42N使电流从扬声器26到达到负电源端-VA,其中经过N型沟道FET 42N的漏极D和源极S,该电流取决于负电源驱动部分28N驱动的,流经负输入端T3N的电流的变化。因此,在正电源放大部分30P驱动下流经扬声器26的电流,以及在负电源放大部分30N驱动下流经扬声器26的电流,由扬声器26进行相互合成。因此,信号源32输出的信号经过驱动单元28和功率放大单元30的放大,驱动扬声器26。

此外,有如下情况:使用正和负DC电源的OTL推挽式电路中的半导体元件的温度会发生变化,使得负载端TL的DC电位不是0。这种现象一般称为漂移。因此,实施方式描述的伪三极管特性OTL推挽式线性放大器包括漂移稳定电路44。

漂移稳定电路44与正电源端+VB、负电源端-VB、接地导线(体)、负载端TL以及正输入端T3连接。如果负载端TL的电位比接地导线(体)的电位高,则漂移稳定电路44减小从正输入端T3流入漂移稳定电路44的电流Iα,如果负载端TL的电位比接地导线(体)的电位低,则增大从正输入端T3流入漂移稳定电路44的电流Iα。这样可以调节流经输入侧电阻器Rd和次级输入侧电阻器Re的电流,以及调节在电阻器处发生的电压降,并且将负载端TL的DC电位保持为0。漂移稳定电路44可由使用晶体管、FET等的模拟电路进行配置。

此外,一般有如下情况:由于温度变化,在音频放大器的末级中使用的半导体元件的偏置状态发生变化。因此,实施方式描述的伪三极管特性OTL推挽式线性放大器包括偏置稳定电路46和电流镜像电路50。

偏置稳定电路46与负电源放大部分30N的P型沟道FET42N的源极S、负电源端-VB、电流镜像电路50以及接地导线(体)连接。偏置稳定电路46与恒定电压源48的正端连接,恒定电压源48的负端与负电源端-VA连接。恒定电压源48可使用齐纳二极管。如果P型沟道FET 42的源极S的电位比恒定电压源48的电位高,则偏置稳定电路46使流经电流镜像电路50的电流Iβ增大,并且如果P型沟道FET 42的源极S的电位比恒定电压源48的电位低,则偏置稳定电路46使流经电流镜像电路50的电流Iβ减小。偏置稳定电路46可由使用晶体管、FET等的模拟电路配置。

电流镜像电路50与偏置稳定电路46、负电源端-VB和负输入端T3N连接。电流镜像电路50将来自负输入端T3N的、具有与来自偏置稳定电路46且流向负电源端-VB的电流Iβ相同值的电流Iγ合并,并且允许电流Iγ流向负电源端-VB。

在这种配置下,根据负电源放大部分30N的P型沟道FET42的源极S的电压,来调节流经输入侧电阻器RdN和次级输入侧电阻器ReN的电流以及发生在电阻器的电压降,从而使负输入端T3N的电压保持恒定。此外,由于负电源放大部分30N的P型沟道FET 42的源极S的偏置电压与负输入端T3N的偏置电压相等,则源极S的偏置也保持与其相等。

实施方式描述的推挽式伪三极管特性OTL线性放大器的正电源放大部分30P和负电源放大部分30N具有与第一实施方式描述的伪三极管特性线性放大器一样的配置。因此,有可能配置具有与使用半导体元件的三极管放大器声音特性相同的放大器,并且使供应到声音负载的输出信号的失真减小。此外,有可能通过使用漂移稳定电路44和偏置稳定电路46来稳定其工作。

此外,在实施方式描述的伪三极管特性OTL推挽式线性放大器中,调节器元件IC42和IC42N可如图8所示使用。调节器元件IC42N具有与调节器元件IC42互补的特性。例如,由美国国家半导体公司提供的“LM337”和“LM317”分别用作调节器元件IC42和IC42N。调节器元件IC42的IN端与负载端TL连接,并且调节器元件IC42的OUT端与输出侧电阻器Rf的一端连接。此外,AJ端连接到输入侧电阻器Rd与次级输入侧电阻器Re的连接点。以相似的方式,调节器元件IC42N的IN端与负载端TL连接,并且调节器元件IC42N的OUT端与输出侧电阻器RfN的一端连接。此外,AJ端连接到输入侧电阻器RdN与次级输入侧电阻器ReN的连接点。在这种配置下,根据图6所示的电路相同的原理,有可能使声音特性与三极管放大器的特性非常接近,并且使输出信号的失真减小。

如上所述,为对本发明的实施方式的描述。实施方式仅为实施例,根据从权利要求领会的本发明的精神有可能有不同的实施方式。

去获取专利,查看全文>

相似文献

  • 专利
  • 中文文献
  • 外文文献
获取专利

客服邮箱:kefu@zhangqiaokeyan.com

京公网安备:11010802029741号 ICP备案号:京ICP备15016152号-6 六维联合信息科技 (北京) 有限公司©版权所有
  • 客服微信

  • 服务号