(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力電圧源が逆相入力端子に接続され且つ出力端子が逆相入力端子と接続される第１演算増幅器と、
前記入力電圧源が正相入力端子に接続され且つ出力端子が逆相入力端子と接続される第２演算増幅器と、
基準電圧源からの基準電圧を分圧する分圧回路と
を備えており、
前記基準電圧源は、前記分圧回路を介して前記第１演算増幅器及び前記第２演算増幅器の夫々の正相入力端子と接続され、
前記分圧回路は、
前記第１演算増幅器の出力端子と前記基準電圧源との間に接続される第１抵抗及び第２抵抗と、
前記第２演算増幅器の出力端子と前記基準電圧源との間に接続される第３抵抗及び第４抵抗と
を少なくとも備えており、
前記第２演算増幅器の正相入力端子は、前記第１抵抗及び前記第２抵抗の間に接続されており、
前記第１演算増幅器の正相入力端子は、前記第３抵抗及び前記第４抵抗の間に接続されていることを特徴とする平衡増幅器。
【請求項２】
前記第１演算増幅器の出力端子は、前記第１抵抗を介して前記第２演算増幅器の正相入力端子に接続されており、
前記第２演算増幅器の出力端子は、前記第４抵抗を介して前記第１演算増幅器の正相入力端子に接続されており、
前記基準電圧源は、前記第２抵抗及び前記第３抵抗の夫々に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の平衡増幅器。
【請求項３】
前記第２演算増幅器の正相入力端子は、第５抵抗を介して、前記第１抵抗及び前記第２抵抗の間に接続されており、
前記第１演算増幅器の正相入力端子は、第６抵抗を介して、前記第３抵抗及び前記第４抵抗の間に接続されていることを特徴とする請求項２に記載の平衡増幅器。
【請求項４】
前記第１抵抗、前記第２抵抗及び前記第５抵抗の夫々の比は、前記第３抵抗、前記第４抵抗及び第６抵抗の夫々の比と略同一であることを特徴とする請求項３に記載の平衡増幅器。
【請求項５】
前記第１抵抗、前記第２抵抗及び前記第５抵抗の夫々の値は、前記第３抵抗、前記第４抵抗及び第６抵抗の夫々の値と略同一であることを特徴とする請求項３に記載の平衡増幅器。
【請求項６】
請求項１に記載の平衡増幅器を備えることを特徴とする電子回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばオーディオ機器内部において利用される平衡信号を出力する平衡増幅器及び該平衡増幅器を備える電子回路の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばアンプ等のオーディオ機器においては、アナログ信号からデジタル信号を生成する際に、良好なＳ／Ｎ比を実現するために、差動型ＡＤコンバータ駆動回路が使用されている。差動型ＡＤコンバータ駆動回路では、単一のアナログ信号から直接デジタル信号を生成することに代えて、該アナログ信号と位相が同じ正相信号及び該アナログ信号と位相が１８０°ずれた逆相信号の夫々（即ち、平衡信号）を生成した後、該正相信号及び逆相信号の夫々からデジタル信号を生成している。このとき、一般的な差動型ＡＤコンバータ駆動回路では、５Ｖの電源電圧を用いていることから、平衡信号を生成する際には、電源電圧の約１／２である２．５Ｖの直流電圧（ないしは、基準電圧）を正相信号及び逆相信号の夫々に重畳する必要がある。【０００３】
正相信号及び逆相信号の夫々を生成すると共に、正相信号及び逆相信号の夫々に直流電圧を重畳する際には、平衡増幅器を用いることができる。平衡増幅器は、単一のアナログ信号をゲインが“＋１”の演算増幅器（即ち、非反転増幅器ないしはバッファアンプ）に入力することで正相信号を生成し、その後、該生成された正相信号をゲインが“−１”の演算増幅器（即ち、反転増幅器ないしは反転アンプ）に入力することで逆相信号を生成している。加えて、生成された正相信号及び逆相信号の夫々を、正相入力端子に直流電圧が入力されている演算増幅器の逆相入力端子に入力することで、正相信号及び逆相信号の夫々に直流電圧を重畳している。このとき、平衡増幅器は、正相信号及び逆相信号を生成するための演算増幅器と直流電圧を重畳するための演算増幅器との間にコンデンサを配置し、直流電圧が、正相信号及び逆相信号を生成するための演算増幅器に戻りこむことを防いでいる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述の平衡増幅器は、生成した正相信号を、別の演算増幅器に入力することで逆相信号を生成している。つまり、逆相信号を生成するためには、正相信号を生成するときよりも一つ余分に演算増幅器を用いる必要があるため、生成される正相信号と逆相信号との間に、若干の時間的な遅延（ないしは、位相のずれ）が発生してしまうという技術的な問題点を有している。更には、夫々の演算増幅器に起因した雑音特性やゆがみ特性等が生ずるため、一つの演算増幅器より生成される正相信号と二つの演算増幅器より生成される逆相信号の夫々の雑音特性やゆがみ特性がアンバランスなものになってしまうという技術的な問題点を有している。【０００５】
加えて、直流電圧の戻りこみ（フィードバック）を防ぐためにコンデンサを用いているが、オーディオ機器等においては、コンデンサの電極箔や誘電体の材質によって、出力される信号の特性が悪化し、音質の劣化を引き起こしかねないという技術的な問題点を有している。【０００６】
本発明が解決しようとする課題には上記のようなものが一例として挙げられる。本発明は、直流電圧が重畳された、良好な品質の平衡信号を出力可能な平衡増幅器、及びこのような平衡増幅器を備える電子回路を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の平衡増幅器は、入力電圧源と、前記入力電圧源が逆相入力端子に接続され且つ出力端子が逆相入力端子と接続される第１演算増幅器と、前記入力電圧源が正相入力端子に接続され且つ出力端子が逆相入力端子と接続される第２演算増幅器と、基準電圧源と、前記基準電圧源からの基準電圧を分圧する分圧回路とを備えており、前記基準電圧源は、前記分圧回路を介して前記第１演算増幅器及び前記第２演算増幅器の夫々の正相入力端子と接続され、前記分圧回路は、前記第１演算増幅器の出力端子と前記基準電圧源との間に接続される第１抵抗及び第２抵抗と、前記第２演算増幅器の出力端子と前記基準電圧源との間に接続される第３抵抗及び第４抵抗とを少なくとも備えており、前記第２演算増幅器の正相入力端子は、前記第１抵抗及び前記第２抵抗の間に接続されており、前記第１演算増幅器の正相入力端子は、前記第３抵抗及び前記第４抵抗の間に接続されている。
【０００８】
本発明の平衡増幅器によれば、入力電圧源からの入力信号が第１演算増幅器の逆相入力端子に入力されることで、入力信号の逆相信号（言い換えれば、入力信号と位相が１８０°ずれた信号）が生成される。このとき、第１演算増幅器の出力端子は第１演算器の逆相入力端子と接続されている。つまり、第１演算増幅器の出力が、第１演算器の逆相入力端子に帰還（フィードバック）される構成を有している。このように、第１演算増幅器は、反転増幅器の如き動作を行う。【０００９】
尚、本発明における「ＡがＢに接続される」とは、ＡとＢとの間に何も介在させることなく直接的に接続されることに限定されず、例えば、ＡとＢとの間に抵抗等を介在させて接続されることも含む趣旨である。【００１０】
他方、入力電圧源からの入力信号が第２演算増幅器の正相入力端子に入力されることで、入力信号の正相信号（言い換えれば、入力信号と位相が同じ信号）が生成される。このとき、第２演算増幅器の出力端子は第２演算器の逆相入力端子と接続されている。つまり、第２演算増幅器の出力が、第２演算増幅器の逆相入力端子に帰還される構成を有している。このように、第２演算増幅器は、非反転増幅器の如き動作を行う。【００１１】
本発明に係る平衡増幅器は特に、例えば直流の基準電圧を出力する基準電圧源と、基準電圧を分圧する分圧回路とを更に備えている。基準電圧は、分圧回路において分圧された後、第１演算増幅器の正相入力端子及び第２演算増幅器の正相入力端子の夫々に入力される。より具体的には、基準電圧は、分圧回路において、第１演算増幅器への入力用に分圧され、該第１演算増幅器への入力用に分圧された基準電圧が、第１演算増幅器の正相入力端子に入力される。更に、基準電圧は、分圧回路において、第２演算増幅器への入力用に分圧され、該第２演算増幅器への入力用に分圧された基準電圧が、第２演算増幅器の正相入力端子に入力される。【００１２】
その結果、第１演算増幅器の出力端子からは、基準電圧源から入力される基準電圧（ないしは、該基準電圧に応じた所定の大きさの電圧）が重畳された逆相信号が出力され、第２演算増幅器の出力端子からは、基準電圧源から入力される基準電圧（ないしは、該基準電圧に応じた所定の大きさの電圧）が重畳された正相信号が出力される。【００１３】
このように、本発明に係る平衡増幅器によれば、例えば直流信号である基準電圧を夫々重畳した正相信号及び逆相信号を生成しつつも、正相信号の生成と逆相信号の生成との夫々に用いる演算増幅器の数は同一である。このため、正相信号及び逆相信号の夫々の間の時間的な遅延（ないしは、位相のずれ）が殆ど或いは全く生じない。加えて、正相信号及び逆相信号の夫々の雑音特性やゆがみ特性等を概ね揃えることができる。これにより、直流信号を重畳した、比較的良好な品質の平衡信号（即ち、正相信号及び逆相信号の夫々）を生成することができる。【００１４】
加えて、基準電圧の戻りこみ（フィードバック）を防ぐためのコンデンサを用いる必要性がないため、コンデンサの電極箔や誘電体の材質に起因した信号特性の悪化を好適に防ぐことができる。その結果、本発明に係る平衡増幅器を用いたオーディオ機器が出力する音楽の音質の劣化を好適に防ぐことができる。更には、オーディオ機器に限らず、平衡増幅器における直流域からの動作が可能となる。【００１６】
加えて、本発明の平衡増幅器によれば、基準電圧は、分圧回路のうちの第１抵抗及び第２抵抗の夫々に応じて、第１演算増幅器への入力用に分圧され、該第１演算増幅器への入力用に分圧された基準電圧が、第１演算増幅器の正相入力端子に入力される。そして、第１演算増幅器の正相入力端子は、第１抵抗と第２抵抗との間に接続されている。このため、例えば、第１演算増幅器の出力端子が第１抵抗に接続され、続いて第１抵抗が第２抵抗に接続され、続いて第２抵抗が基準電圧源に接続されている場合は、第１演算増幅器への入力用に分圧された基準電圧は、第２抵抗を介して第１演算増幅器の正相入力端子に入力される。加えてこの場合、第１演算増幅器の出力は、分圧回路のうちの第１抵抗を介して第１演算増幅器の正相入力端子に帰還される構成を有している。
【００１７】
同様に、基準電圧は、分圧回路のうちの第３抵抗及び第４抵抗の夫々に応じて、第２演算増幅器への入力用に分圧され、該第２演算増幅器への入力用に分圧された基準電圧が、第２演算増幅器の正相入力端子に入力される。そして、第２演算増幅器の正相入力端子は、第３抵抗と第４抵抗との間に接続されている。このため、例えば、第２演算増幅器の出力端子が第３抵抗に接続され、続いて第３抵抗が第４抵抗に接続され、続いて第４抵抗が基準電圧源に接続されている場合は、第２演算増幅器への入力用に分圧された基準電圧は、第４抵抗を介して第２演算増幅器の正相入力端子に入力される。加えてこの場合、第２演算増幅器の出力は、分圧回路のうちの第３抵抗を介して第２演算増幅器の正相入力端子に帰還される構成を有している。【００１８】
これにより、上述の如く、直流信号を重畳した、比較的良好な品質の平衡信号（即ち、正相信号及び逆相信号の夫々）を生成することができる。そして、第１抵抗、第２抵抗、第３抵抗及び第４抵抗の夫々の抵抗値を適宜調整することで、平衡増幅器の回路特性を調整することができると共に、所望の電圧値を有する基準電圧を正相信号及び逆相信号に付加することができる。【００１９】
上述の如く第１抵抗、第２抵抗、第３抵抗及び第４抵抗の夫々を備える平衡増幅器の態様では、前記第１演算増幅器の出力端子は、前記第１抵抗を介して前記第２演算増幅器の正相入力端子に接続されており、前記第２演算増幅器の出力端子は、前記第４抵抗を介して前記第１演算増幅器の正相入力端子に接続されており、前記基準電圧源は、前記第２抵抗及び前記第３抵抗の夫々に接続されているように構成してもよい。【００２０】
このように構成すれば、第１演算増幅器への入力用に分圧された基準電圧が、第２抵抗を介して第１演算増幅器の正相入力端子に入力されると共に、第１演算増幅器の出力が、第１抵抗を介して第１演算増幅器の正相入力端子に帰還される構成を有している。【００２１】
同様に、第２演算増幅器への入力用に分圧された基準電圧が、第３抵抗を介して第２演算増幅器の正相入力端子に入力されると共に、第２演算増幅器の出力が、第４抵抗を介して第２演算増幅器の正相入力端子に帰還される構成を有している。【００２２】
これにより、上述の如く、直流信号を重畳した、比較的良好な品質の平衡信号（即ち、正相信号及び逆相信号の夫々）を生成することができる。【００２３】
上述の如く第１抵抗、第２抵抗、第３抵抗及び第４抵抗の夫々を備える平衡増幅器の態様では、前記第２演算増幅器の正相入力端子は、第５抵抗を介して、前記第１抵抗及び前記第２抵抗の間に接続されており、前記第１演算増幅器の正相入力端子は、第６抵抗を介して、前記第３抵抗及び前記第４抵抗の間に接続されている。【００２４】
このように構成すれば、第１演算増幅器への入力用に分圧された基準電圧が、第２抵抗及び第５抵抗の夫々を介して第１演算増幅器の正相入力端子に入力されると共に、第１演算増幅器の出力が、第１抵抗及び第５抵抗を介して第１演算増幅器の正相入力端子に帰還される構成を有している。【００２５】
同様に、第２演算増幅器への入力用に分圧された基準電圧が、第３抵抗及び第６抵抗を介して第２演算増幅器の正相入力端子に入力されると共に、第２演算増幅器の出力が、第４抵抗及び第６抵抗を介して第２演算増幅器の正相入力端子に帰還される構成を有している。【００２６】
これにより、上述の如く、直流信号を重畳した、比較的良好な品質の平衡信号（即ち、正相信号及び逆相信号の夫々）を生成することができる。そして、第１抵抗、第２抵抗、第３抵抗及び第４抵抗の夫々の抵抗値に加えて又は代えて、第５抵抗及び第６抵抗の夫々の抵抗値を適宜調整することで、平衡増幅器の回路特性を調整することができると共に、所望の電圧値を有する基準電圧を正相信号及び逆相信号に付加することができる。【００２７】
上述の如く第５抵抗及び第６抵抗を備える平衡増幅器の態様では、前記第１抵抗、前記第２抵抗及び前記第５抵抗の夫々の値は、前記第３抵抗、前記第４抵抗及び第６抵抗の夫々の値と略同一であるように構成してもよい。或いは、前記第１抵抗、前記第２抵抗及び前記第５抵抗の夫々の比は、前記第３抵抗、前記第４抵抗及び第６抵抗の夫々の比と略同一であるように構成してもよい。【００２８】
このように構成すれば、概ね同一の電圧値を有する基準電圧を正相信号及び逆相信号の夫々に重畳することができる。【００２９】
（電子回路）
本発明の電子回路は、上述した本発明の平衡増幅器（但し、その各種態様を含む）を備える。【００３０】
本発明の電子回路は、上述した本発明の平衡増幅器が有する各種利益と同様の利益を享受することができる。本発明に係る電子回路の一具体例として、例えばＡＤコンバータ等が挙げられる。その他にも、平衡信号を用いる各種電子回路は、本発明に係る電子回路の一具体例として挙げられる。【００３１】
尚、上述した本発明の平衡増幅器における各種態様に対応して、本発明の電子回路も各種態様を採ることが可能である。【００３２】
本発明のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施の形態から明らかにされる。【００３３】
以上説明したように、本発明の平衡増幅器によれば、入力電圧源と、第１演算増幅器と、第２演算増幅器と、基準電圧源と、分圧回路とを備える。従って、直流信号を重畳した、比較的良好な品質の平衡信号を生成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本実施例に係る平衡増幅器の回路構成を概念的に示す回路図である。
【図２】比較例に係る平衡増幅器の回路構成を概念的に示す回路図である。
【図３】本実施例に係る平衡増幅器を用いたＡ／Ｄコンバータ駆動回路の基本構成を概念的に示すブロック図である。
【符号の説明】
【００３５】
１  平衡増幅器
１１、１２  オペアンプ
２０  抵抗
３０  入力電圧源
４０  基準電圧源
５０  差動型Ａ／Ｄコンバータ駆動回路
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下、本発明を実施するための最良の形態としての実施例を、図面に基づいて説明する。【００３７】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施例について説明を進める。【００３８】
初めに、図１を参照しながら、本発明の平衡増幅器に係る実施例について説明を進める。ここに、図１は、本実施例に係る平衡増幅器の回路構成を概念的に示す回路図である。【００３９】
図１に示すように、平衡増幅器１は、本発明の「第１演算増幅器」の一具体例を構成するオペアンプ１１と、本発明の「第２演算増幅器１２」の一具体例を構成するオペアンプ１２と、抵抗２０ａと、抵抗２０ｂと、抵抗２０ｃと、本発明の「第６抵抗」の一具体例を構成する抵抗２０ｄと、抵抗２０ｅと、抵抗２０ｆと、抵抗２０ｇと、本発明の「第５抵抗」の一具体例を構成する抵抗２０ｈと、本発明の「第１抵抗」の一具体例を構成する抵抗２０ｉと、本発明の「第２抵抗」の一具体例を構成する抵抗２０ｊと、本発明の「第３抵抗」の一具体例を構成する抵抗２０ｋと、本発明の「第４抵抗」の一具体例を構成する抵抗２０ｌと、を備えている。また、平衡増幅器１には、入力電圧源３０と、基準電圧源４０とが接続されている。【００４０】
入力電圧源３０は、抵抗２０ａを介してオペアンプ１１の逆相入力端子（或いは、反転入力端子）に接続されると共に、抵抗２０ｇを介してオペアンプ１２の正相入力端子（或いは、正転入力端子）に接続されている。【００４１】
オペアンプ１１の出力端子は、抵抗２０ｂを介してオペアンプ１１の逆相入力端子と接続されている。言い換えれば、オペアンプ１１の出力は、抵抗２０ｂを介してオペアンプ１１の逆相入力端子に帰還（即ち、フィードバック）されている。また、オペアンプ１１の正相入力端子は、抵抗２０ｃを介して接地されている。【００４２】
つまり、オペアンプ１１は、平衡増幅器１中で、反転増幅器として動作する。従って、オペアンプ１１の出力端子からは、入力電圧源３０から入力される入力信号（言い換えれば、入力電圧）の逆相信号が出力される。【００４３】
オペアンプ１２の出力端子は、抵抗２０ｆを介してオペアンプ１２の逆相入力端子と接続されている。言い換えれば、オペアンプ１２の出力は、抵抗２０ｆを介してオペアンプ１２の逆相入力端子に帰還（即ち、フィードバック）されている。また、オペアンプ１２の逆相入力端子は、抵抗２０ｅを介して接地されている。【００４４】
つまり、オペアンプ１２は、平衡増幅器１中で、非反転増幅器として動作する。従って、オペアンプ１２の出力端子からは、入力電圧源３０から入力される入力信号の正相信号が出力される。【００４５】
本実施例では特に、オペアンプ１１の出力端子は、抵抗２０ｉ及び抵抗２０ｊを介して基準電圧源４０と接続されている。また、オペアンプ１１の出力端子は、抵抗２０ｉ及び抵抗２０ｈを介して、オペアンプ１２の正相入力端子と接続されている。言い換えれば、オペアンプ１１の出力は、抵抗２０ｉ及び２０ｈを介して、オペアンプ１２の正相入力端子に帰還されている。そして、基準電圧源４０から入力される基準電圧は、少なくとも抵抗２０ｉ及び抵抗２０ｊの夫々の抵抗値に応じて分圧された後（具体的には、例えば降圧された後）、オペアンプ１２の正相入力端子に入力される。つまり、抵抗２０ｉ及び２０ｊは、分圧回路を構成している。【００４６】
オペアンプ１２の出力端子は、抵抗２０ｌ及び抵抗２０ｋを介して基準電圧源４０と接続されている。また、オペアンプ１２の出力端子は、抵抗２０ｌ及び抵抗２０ｄを介して、オペアンプ１１の正相入力端子と接続されている。言い換えれば、オペアンプ１２の出力は、抵抗２０ｌ及び２０ｄを介して、オペアンプ１１の正相入力端子に帰還されている。そして、基準電圧源４０から入力される基準電圧は、少なくとも抵抗２０ｋ及び抵抗２０ｌの夫々の抵抗値に応じて分圧された後（具体的には、例えば降圧された後）、オペアンプ１１の正相入力端子に入力される。つまり、抵抗２０ｋ及び抵抗２０ｌは、分圧回路を構成している。【００４７】
以上のような構成を有する平衡増幅器１の出力Ｖｏ＿１及び出力Ｖｏ＿２がどのようになるか、以下、回路方程式を示しながら具体的に説明を進める。【００４８】
初めに、抵抗２０ａの抵抗値を“Ｒ１”とし、抵抗２０ｂの抵抗値を“Ｒ２”とし、抵抗２０ｃの抵抗値を“Ｒ３”とし、抵抗２０ｄの抵抗値を“Ｒ４”とし、抵抗２０ｅの抵抗値を“Ｒ５”とし、抵抗２０ｆの抵抗値を“Ｒ６”とし、抵抗２０ｇの抵抗値を“Ｒ７”とし、抵抗２０ｈの抵抗値を“Ｒ８”とし、抵抗２０ｉの抵抗値を“Ｒ９”とし、抵抗２０ｊの抵抗値を“Ｒ１０”とし、抵抗２０ｋの抵抗値を“Ｒ１１”とし、抵抗２０ｌの抵抗値を“Ｒ１２”と定義する。【００４９】
このとき、オペアンプ１１の逆相入力端子側の帰還回路の帰還係数“Ｂ１”は、Ｂ１＝Ｒ１／（Ｒ１＋Ｒ２）となる。オペアンプ１２の正相入力端子側の帰還回路の帰還係数“Ｂ２”は、Ｂ２＝Ｒ３／（Ｒ３＋Ｒ４）となる。オペアンプ１２の逆相入力端子側の帰還回路の帰還係数“Ｂ３”は、Ｂ３＝Ｒ５／（Ｒ５＋Ｒ６）となる。オペアンプ１２の正相入力端子側の帰還回路の帰還係数“Ｂ４”は、Ｂ４＝Ｒ７／（Ｒ７＋Ｒ８）となる。【００５０】
また、抵抗２０ｉ及び抵抗２０ｊを含む分圧回路の減衰定数“Ｋ１”は、Ｋ１＝Ｒ１０／（Ｒ９＋Ｒ１０）となる。抵抗２０ｋ及び抵抗２０ｌを含む分圧回路の減衰定数“Ｋ２”は、Ｋ２＝Ｒ１１／（Ｒ１１＋Ｒ１２）となる。【００５１】
ここで、説明の簡略化のために、Ｒ９＜＜Ｒ８、Ｒ１０＜＜Ｒ８、Ｒ１１＜＜Ｒ４、Ｒ１２＜＜Ｒ４が成立しており、且つ入力電圧（即ち、入力信号の電圧）Ｖｉが“０Ｖ”であると仮定して、以下の説明を進める。基準電圧がＶｒｅｆ［Ｖ」である場合、平衡増幅器１の出力Ｖｏ＿１及び出力Ｖｏ＿２は、以下の数式１及び数式２にて夫々示される【００５２】
【数１】
0004748534.tif 000002
【００５３】
【数２】
0004748534.tif 000003
そして、各帰還係数が夫々一定である（即ち、Ｂ１＝Ｂ２＝Ｂ３＝Ｂ４＝Ｂである）とし、各減衰定数が夫々一定である（即ち、Ｋ１＝Ｋ２＝Ｋである）とすると、上の数式１及び数式２の夫々は、以下の数式３及び数式４のように展開される。【００５４】
【数３】
0004748534.tif 000004
【００５５】
【数４】
0004748534.tif 000005
数式３及び数式４に示すように、オペアンプ１１の出力Ｖｏ＿１及びオペアンプ１２の出力Ｖｏ＿２に基準電圧Ｖｒｅｆ［Ｖ」が重畳されることが分かる。これは、入力電圧が“０［Ｖ］”である場合を示しているため、入力電圧が“Ｖｉ［Ｖ］”である場合には、オペアンプ１１の利得を“Ａ１”とし、オペアンプ１２の利得を“Ａ２”とすると、オペアンプ１１の出力Ｖｏ＿１は、−Ａ１Ｖｉ＋Ｖｒｅｆ［Ｖ］となり、オペアンプ１２の出力Ｖｏ＿２は、Ａ２Ｖｉ＋Ｖｒｅｆ［Ｖ］となる。【００５６】
このように、本実施例に係る平衡増幅器１によれば、直流電圧である基準電圧を重畳した平衡信号を出力することができる。【００５７】
ここで、本実施例に係る平衡増幅器１と同様に、直流電圧である基準電圧を重畳した平衡信号を出力することができる比較例に係る平衡増幅器について、図２を参照して説明する。ここに、図２は、比較例に係る平衡増幅器の回路構成を概念的に示す回路図である。【００５８】
図２に示すように、比較例に係る平衡増幅器１００は、オペアンプ１１１と、オペアンプ１１２と、オペアンプ１１３と、オペアンプ１１４と、抵抗２００ａと、抵抗２００ｂと、抵抗２００ｃと、抵抗２００ｄと、抵抗２００ｅと、抵抗２００ｆと、コンデンサ５００ａと、コンデンサ５００ｂとを備えている。また、平衡増幅器１００には、入力電圧源３００と、基準電圧源４００とが接続されている。【００５９】
入力電圧源３００からの入力信号は、オペアンプ１１１の正相入力端子に入力され、入力信号の正相信号としてオペアンプ１１１の出力端子に出力される。【００６０】
オペアンプ１１１の出力端子に出力された正相信号は、コンデンサ５００ｂ及び抵抗２００ｄを介してオペアンプ１１４の逆相入力端子に入力される。オペアンプ１１４の正相入力端子には、基準電圧源４００からの基準電圧が入力されている。従って、オペアンプ１１４の出力端子からは、直流電圧である基準電圧が重畳された正相信号が、出力Ｖｏ＿２として出力される。【００６１】
一方、オペアンプ１１１の出力端子に出力された正相信号は、抵抗２００ａを介してオペアンプ１１２の逆相入力端子にも入力される。その結果、オペアンプ１１２の出力端子からは、正相信号の逆相信号（即ち、入力信号の逆相信号）が出力される。【００６２】
オペアンプ１１２の出力端子に出力された逆相信号は、コンデンサ５００ａ及び抵抗２００ｃを介してオペアンプ１１３の逆相入力端子に入力される。オペアンプ１１３の正相入力端子には、基準電圧源４００からの基準電圧が入力されている。従って、オペアンプ１１３の出力端子からは、直流電圧である基準電圧が重畳された逆相信号が、出力Ｖｏ＿１として出力される。【００６３】
このように、比較例に係る平衡増幅器１００も、本実施例に係る平衡増幅器１と同様に、直流電圧である基準電圧を重畳した平衡信号を出力することができる。【００６４】
しかしながら、本実施例に係る平衡増幅器１は、以下の点においてより優れた利点を有している。【００６５】
まず、本実施例に係る平衡増幅器１は、正相信号の生成と逆相信号の生成との夫々に用いるオペアンプの数は同一である。つまり、正相信号は、オペアンプ１２を用いて生成され、逆相信号はオペアンプ１１を用いて生成される。このため、多段に配列されたオペアンプを用いて正相信号及び逆相信号を生成する必要がないため、正相信号及び逆相信号の夫々の間の時間的な遅延（ないしは、位相のずれ）が殆ど或いは全く生じない。更に、正相信号及び逆相信号の夫々の雑音特性やゆがみ特性等を概ね揃えることができる。これにより、本実施例に係る平衡増幅器１は、直流電圧である基準電圧を重畳した、比較的良好な品質の平衡信号（即ち、正相信号及び逆相信号の夫々）を好適に生成することができるという大きな利点を有している。【００６６】
加えて、本実施例に係る平衡増幅器１では、平衡増幅器１に入力される基準電圧の、オペアンプ１１及びオペアンプ１２側への戻りこみ（フィードバック）を防ぐためのコンデンサを用いる必要性がないため、コンデンサの電極箔や誘電体の材質に起因した平衡信号の信号特性の悪化を好適に防ぐことができる。その結果、平衡増幅器１において、直流域の動作が可能となる。【００６７】
更には、コンデンサの電極箔や誘電体の材質に起因した平衡信号の信号特性の悪化を好適に防ぐことができるがゆえに、本実施例に係る平衡増幅器１（より具体的には、後述する本実施例に係る平衡増幅器１を備える差動型Ａ／Ｄコンバータ駆動回路）を、音楽を再生するためのオーディオ機器に用いれば、該オーディオ機器が再生する音楽の音質の劣化を好適に防ぐことができる。ここで、本実施例に係る平衡増幅器１を備える差動型Ａ／Ｄコンバータ駆動回路について、図３を参照して簡単に説明を加える。ここに、図３は、本実施例に係る平衡増幅器１を備えるＡ／Ｄコンバータ駆動回路の基本構成を概念的に示すブロック図である。【００６８】
図３に示すように、差動型Ａ／Ｄコンバータ駆動回路５０は、平衡増幅器１と、変換回路２とを備える。【００６９】
差動型Ａ／Ｄコンバータ駆動回路５０に入力されたアナログ信号Ｖｉ（即ち、図１における入力電圧源から入力される入力信号）は、まず平衡増幅器１に入力される。そして平衡増幅器１からは、アナログ信号Ｖｉの逆相信号とアナログ信号Ｖｉの正相信号と（即ち、平衡信号）が出力され、変換回路２へ入力される。このとき、アナログ信号Ｖｉの逆相信号と、アナログ信号Ｖｉの正相信号との夫々には、基準電圧源４０より入力される基準電圧Ｖｒｅｆ［Ｖ］が重畳されている。この場合、基準電圧源４０より入力される基準電圧Ｖｒｅｆ［Ｖ］は、差動型Ａ／Ｄコンバータの動作電圧Ｖｃｃ［Ｖ］の略半分であることが好ましい。即ち、Ｖｒｅｆ＝Ｖｃｃ／２であることが好ましい。【００７０】
アナログ信号Ｖｉの逆相信号と、アナログ信号Ｖｉの正相信号とが入力された変換回路２では、アナログ信号Ｖｉの逆相信号とアナログ信号Ｖｉの正相信号とに所定の信号処理を施すことで、アナログ信号Ｖｉに対応するデジタル信号Ｖｄを出力する。【００７１】
尚、上述したように、各帰還係数が夫々一定であり（即ち、Ｂ１＝Ｂ２＝Ｂ３＝Ｂ４＝Ｂであり）、各減衰定数が夫々一定であれば（即ち、Ｋ１＝Ｋ２＝Ｋであれば）、基準電圧を平衡信号に重畳することができる。具体的には、Ｒ１とＲ２との比、Ｒ３とＲ４との比、Ｒ５とＲ６の比及びＲ７とＲ８の比の夫々が相等しく、Ｒ９とＲ１０との比及びＲ１１とＲ１２との比の夫々が相等しければよい。但し、正相信号及び逆相信号に重畳する基準電圧の値を揃えるという観点からは、Ｒ９とＲ１１とが相等しく、且つＲ１０とＲ１２とが相等しいことが好ましい。同様に、Ｒ４とＲ６とが相等しいことが好ましい。【００７２】
更に、上に示した回路方程式の説明においては、Ｒ９＜＜Ｒ８、Ｒ１０＜＜Ｒ８、Ｒ１１＜＜Ｒ４、Ｒ１２＜＜Ｒ４の条件を付して説明を進めた。しかしながら、係る条件が成立しない場合であっても、Ｒ９とＲ１０とを並列に接続した場合の抵抗値をＲ８に加算し、Ｒ１１とＲ１２とを並列に接続した場合の抵抗値をＲ４に加算することで、上述の回路方程式の説明をそのまま利用することができる。【００７３】
また、基準電圧源４０としては、例えばシャント型定電圧素子等を用いた定電圧源を用いることが好ましい。これは、基準電圧源４０とオペアンプ１１及びオペアンプ１２の夫々の正相入力端子とが、抵抗２０ｊや抵抗２０ｋ等を含む分圧回路を介して接続されており、該分圧回路に電流を供給する必要があるためである。【００７４】
また、本実施例に係る平衡増幅器１を用いた電子回路の例として、上述の差動型Ａ／Ｄコンバータ駆動回路５０に限られず、平衡信号を用いる必要がある各種電子回路や平衡信号を生成する必要がある各種電子回路等にも当然の如く、本実施例に係る平衡増幅器１を使用することができる。【００７５】
本発明は、上述した実施例に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴なう平衡増幅器及び電子回路もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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