(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
過渡回復配置であって、
増幅器と、
前記増幅器に動作電圧を供給するＤＣ電圧源と、
直列に接続された第１及び第２の蓄積手段を有し、前記ＤＣ電圧源の出力に接続されるフィルタ回路と、
前記増幅器の信号入力端子と前記ＤＣ電圧源の出力との間に接続された、前記増幅器の前記信号入力端子に入力される入力信号の過渡成分を抑圧する抑圧電流を供給する抑圧回路とを有し、
前記抑圧回路は、前記動作電圧の過渡成分によりアンバランスとなる前記第１及び第２の蓄積手段のそれぞれに生ずる電圧の間の電圧差に比例して、前記増幅器へ前記抑圧電流を供給する、配置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
発明の分野
本発明は、過渡動作状態で回復時間を減少する増幅器に関し、特に、増幅器への入力信号に付随し得る過渡成分の効果を減少する過渡抑圧回路に関する。
【０００２】
背景情報
過渡効果からオーディオ増幅器を保護する種々の方法が知られている。例として、Ｍｏｒｒｉｓ，Ｊｒ．他の米国特許番号５，２２４，１６９はステレオ増幅器を有するシステムを開示し、各々２つの電源電圧（＋Ｖと−Ｖ）が供給される。増幅器出力に接続された検出器は、増幅器出力電圧を検知し、そして、持続するＤＣが存在するか又は、いずれかの電源が故障の場合には、正及び負の電源を遮断する。入力信号に付随する短いＤＣ過渡（即ち、”持続”しない）は、検知されない可能性がある。Ｌｅｎｄａｒｏは、米国特許番号５，１５７，３５３で、演算増幅器の２つの電源が、ターンオン／ターンオフ過渡成分を抑圧するために電源電圧の変化する率を制限する、”スロースタート”回路と共に設けられた保護回路を開示する。しかし、入力信号に付随し得る過渡成分を抑圧することは記載されていない。
【０００３】
増幅器保護回路の他の例は、例えば、Ｇｒｉｆｆｉｓにより、米国特許番号４，４０５，９４８で開示され、その中では、電源電圧過渡成分が検出され、そして、オーディオ増幅器に先行する可変ゲイン増幅器のゲインを減少するのに使用される。米国特許番号５，１９９，０７９では、Ａｎｄｅｒｓｏｎ他は、主電源が切られたときに電圧をゆっくりと減少するダイオードで分離されたフィルタから得られるバイアスと供給電圧を有する増幅器を含む配置を開示する。
【０００４】
発明の概要
本発明は、一部には、増幅器の特定の形式で発生しうる過渡効果に関する認識されてない問題の発見による。特に、特定の増幅器アプリケーションでは、（以下に詳しく説明するように）通常は両極性電源を要する増幅器の動作に利用できるのは単極性電源のみであろう。本発明の特徴に従って、そのようなアプリケーションでは、入力信号の過渡成分は、増幅器入力信号に付随する過渡成分により電源フィルタキャパシタの電圧が乱されそして、この外乱は増幅器過渡応答を劣化させるという状態となる。
【０００５】
本発明の目的は、増幅器の電源電圧の入力信号過渡成分の効果を減少させることである。
【０００６】
本発明を実現する増幅器装置は、ＤＣ電源の出力に渡って直列に接続された第１と第２のキャパシタを含むフィルタを有する。キャパシタに渡って生ずる出力電圧は、前記増幅器の出力を負荷を介して２つのキャパシタの共通接続へ結合される出力を有する、増幅器のそれぞれの電源端子に供給される。フィルタの出力電圧のアンバランス状態に応答する，増幅器の入力で過渡成分を抑圧するために帰還回路が設けられる。
【０００７】
本発明の原理の例示的なアプリケーションでは、帰還回路は、キャパシタ電圧の差を示すバイアス電圧を供給する出力を有するバイアス電源と、前記バイアス電源の出力と増幅器の入力の間に接続されたしきい値装置を有する。
【０００８】
好適な実施例の説明
図１のテレビジョン装置１０は、スタンバイ電源１４に接続され且つ主電源１８にスイッチ１６を介して接続された電源入力端子１２を含む。スタンバイ電源１４は、連続して電力を、遠隔制御装置を含む制御ユニット２０へ供給する。ユーザの遠隔制御送信器によりターンオン命令を受信すると、制御ユニットはターンオン信号をスイッチ１６へ送り、スイッチ１６は主電源１８を活性化し、順に、動作電力をオーディオ／ビデオ処理ユニット２２とオーディオ／ビデオ信号処理ユニット２２の出力に接続されたビデオ表示ユニット２４へ供給する。ユニット２２は、複数のオーディオ／ビデオ入力２６を有し、且つ、チューナ及び他の従来のオーディオ／ビデオ信号処理回路を有してもよい。制御ユニット２０は、チャネル選択信号、入力選択信号及び、種々の他の制御信号（例えば、音量、色、色合い等）を、バス２６を介して、オーディオ／ビデオ処理ユニット２２へ、提供するためのユーザ入力を担っている。オーディオ／ビデオ処理ユニット２２は、順に、ビデオ信号を表示ユニット２４へ、そして、本発明を具体化する（アウトラインを示す）オーディオ増幅器ユニット３０により、オーディオ出力信号を増幅し且つスピーカへ与えるためにオーディオ出力端子２８へ供給する。図を簡単にするために、モノラル音声アプリケーションに適するであろう単一のオーディオ出力端子２８と増幅器ユニット３０のみが示されている。ステレオアプリケーションに対しては、第２のオーディオ出力端子と第２のオーディオ増幅器ユニットが供給される。
【０００９】
主電源１８は、オーディオ増幅器ユニット３０を動作させるためのＡＣ電源であると共に、ユニット２２と２４へＤＣ電圧の効率的な発生を供給するためにスイッチングモード形式であることが好ましい。特に電源１８は、処理及び、表示ユニット２２と２４に対する種々の電圧を発生する巻き線(図示していない)を有する変圧器３２を有する。示すように、変圧器３２は、ユニット３０にＡＣ電力を供給する２次巻線３４も有する。２次巻線３４は、センタタップのない単一巻き線であり且つ、主電源ユニット１８内で”フローティング”（即ち、グランドに接続されていない）であることに注意する。
【００１０】
オーディオ増幅器ユニット３０に対するＤＣ電力は、電源１８からＡＣ供給線に直列なダイオードＤ１を有する整流器ユニット３６により提供される。整流器ユニット３６は、ＡＣ電力を整流し、そして、ＤＣ出力電圧Ｖを生成し、それは、整流された電圧を平滑化し且つ単極性電圧Ｖを両極性形式に変換するフィルタ４０の第１（Ｔ１）と第３（Ｔ３）端子に与えられる。特にフィルタ４０は、端子Ｔ１とＴ３を渡って直列に接続された１組のキャパシタＣ１とＣ２を有する。整流された電圧Ｖは端子Ｔ１とＴ３に与えられ、そして、第３の端子にキャパシタの共通接続が接続され、これにより、端子Ｔ２に対して正の電圧＋Ｖ／２が端子Ｔ１で、そして、端子Ｔ２に対して負の電圧−Ｖ／２が端子Ｔ３で、生成される。１組の抵抗Ｒ１とＲ２がそれぞれのキャパシタＣ１とＣ２と並列に設けられ、フィルタ出力インピーダンスを安定化し且つフィルタ時定数を設定し、ＡＣ電力が切られたときに均一のキャパシタ放電を提供する。フィルタキャパシタＣ１とＣ２の値の例は１０００マイクロファラッドであり、フィルタ負荷抵抗Ｒ１とＲ２の値の例は各々２５０オームである。
【００１１】
出力電圧＋Ｖ／２と−Ｖ／２はキャパシタＣ１とＣ２を渡って現れ、それぞれ増幅器５０の端子Ａ１とＡ２に接続される。増幅器５０は、（例えば、スピーカ音声コイルのような）負荷５２を介して、キャパシタの組の共通接続へ（例えば、端子Ｔ２へ）、接続された出力端子Ａ３を有する。増幅器５０として使用するのに適する増幅器は、ＳＴマイクロエレクトロニクス社により製造された、形式ＴＤＡ７４８０クラス”Ｄ”オーディオ増幅器である。増幅器５０のＤＣ基準入力端子Ａ５はフィルタ出力端子Ｔ２へ接続され、本発明の実施例では、ＴＶ装置１０のシステムグランドへ接続されている。後に説明するように、フィルタ４０のどの端子も、システムグランドを基準にし得る。増幅器５０の（この例では非反転入力の）信号入力端子Ｔ４は、結合キャパシタＣＣを介して、処理ユニット２２のオーディオ出力端子２８へＡＣ結合される。
【００１２】
ＤＣ過渡成分は、例えば、主電源１８がターンオン又は、ターンオフされたときに、オーディオ入力信号に付随し得る。そのような過渡成分は実例的にも、ユーザが、オーディオ／ビデオプロセッサ２２の入力２６への接続を変更した場合発生する場合があり又は、ユニット２２が入力２６に接続された異なるオーディオソース間で切り替わるときに発生し得る。
【００１３】
本発明の特徴に従って、オーディオ入力信号に付随するＤＣ過渡成分はフィルタキャパシタ電圧をアンバランスにする効果を有し、そして、そのようなアンバランスな状態は、減衰させる過渡に対して必要な時間と、増幅器５０が回復するための時間を不用に長くする。例としては、端子Ａ５の電圧に対して正のＤＣ過渡成分は増幅器５０に、キャパシタＣ２からよりも多くの電流をキャパシタＣ１から要求させ、このように、キャパシタ電圧をアンバランスにする。これは、特に、ＤＣ過渡の時定数がフィルタ４０の時定数よりも大きい時に起こりやすい。
【００１４】
本発明に従って、増幅器５０に与えられる入力信号に付随するＤＣ過渡成分は、キャパシタ電圧のアンバランス状態が発生したときに活性化される帰還回路により抑圧される。
【００１５】
帰還回路は、増幅器５０の動作とは独立な、バイアス電源６０を有する。独立バイアス電源６０はフィルタ４０と並列に接続され、且つ、しきい値装置７０を介して増幅器５０入力端子Ａ４に接続された出力ノードＮを有する。独立バイアス電源６０は、ノードＮからフィルタ端子Ｔ１とＴ３に接続された等しい値の抵抗Ｒ３とＲ４の組みを有する。抵抗Ｒ３とＲ４の例示の値は、それぞれ、４．７キロオームである。しきい値装置７０は、１組の２つのツエナーダオードＺ１とＺ２を有し、それらは、逆向きに直列に、バイアス電源６０のノードＮと、増幅器５０の信号入力端子Ａ４の間に接続されている。ダイオードＺ１とＺ２のツエナー電圧の例示値は、５．６ボルトである。この電圧は、端子Ａ４でツエナーダイオードが導通するのを通常防ぐための期待されたピーク入力信号電圧よりも十分に高い。それにより帰還経路は通常の信号状態では開放となり、そして、ダイオードＺ１とＺ２は、過渡入力信号エネルギーを独立バイアス電源６０のノードＮへ向けるために、過渡成分が発生したときのみ導通する。この動作を見るための他の方法は、過渡成分が発生したときに、過渡成分を抑圧又はキャンセルするために、ノードＮは入力端子Ａ４へ電流を供給する。
【００１６】
増幅器ユニット３０の動作の更なる例として、キャパシタを渡った電圧に過渡成分がない場合には、増幅器５０によって、両方とも等しい電流が引かれているので、Ｃ１とＣ２は等しい。従って、キャパシタの共通接続（端子Ｔ２）での電圧は、ノードＮでバイアス電源６０により生成される電圧に等しい。これらの条件の下では、前述のように、ツエナー電圧は予想されるオーディオ入力信号の最大値よりも大きいので、ツエナーダイオードＺ１とＺ２は、導通しない。
【００１７】
フィル他の時定数よりも長い継続時間を有する正の過渡成分が発生した場合には、その正の供給端子Ａ１での大きな電流要求のために、増幅器５０はキャパシタＣ２よりもキャパシタＣ１を多く放電しがちである。バイアス電源６０は、フィルタを渡った電圧を平均化するので、キャパシタＣ１を渡った減少された電圧は、ノードＮの電圧を端子Ｔ２（グランド）での電圧に関して負にし、それによりツエナーダイオードＺ１とＺ２をオンとし、且つ過渡入力電流をノードＮへ向け（即ちノードＮから端子Ａ４へ過渡成分を抑圧又はキャンセルするために電流を供給し）、それにより、過渡成分の振幅を減少し且つ増幅器５０により過渡からの回復を高速化する。ノードＮの電圧がキャパシタＣ２の大きな放電により端子Ｔ２に関して正となる負の入力過渡成分が発生した場合に対しても同じ効果が発生する。
【００１８】
図１のオーディオ増幅器に対して種々の変形が行われてもよい。例えば、単一のダイオード整流器３６は、全波ブリッジ整流器により置換することが可能である。これは、好適なスイッチングモード電源が、低周波数ＡＣ信号をオーディオユニット３０に供給する非スイッチ電源により置換されるアプリケーションでは有利であろう。また、小変更で、非反転増幅器５０が、反転増幅器により置換され得る。システムグランド基準は、端子Ｔ２よりもフィルタ４０の端子Ｔ１とＴ３のいずれかに結合されても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明を具体化するオーディオ増幅器ユニットを有するテレビジョン装置の、部分的にブロック形式の回路図を示す図である。
【図１】
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