(57)【要約】  【解決手段】  自己バイアスエミッタ回路の構成（１００、２００、４００、５００、６００）は、適切に動作するため、入力ＡＣキャリア信号を使って、ＤＣバイアス電圧をエミッタ（１０４）に印加する。自己バイアスエミッタ回路は、一次側（１０８）が増幅器に合わせられ、二次側（１１０）が前記エミッタに合わせられたトランスダクタ（１０６）を含むことができる。自己バイアスエミッタ回路は、前記ＡＣキャリア信号をそれに対応するＤＣ電圧へと整流する２つのダイオードと併せて、全波ブリッジ整流器（２０２）またはセンタータップ・インダクタを含むこともできる。このＤＣ電圧は、次に、安定したＤＣバイアス電圧を前記エミッタに印加するため、キャパシタ（１１２）でフィルタリングすることができる。前記全波整流器の各側には、前記ＤＣバイアス電圧を分離するため、十分小さいバイパスコンデンサ（２０６Ａ、２０６Ｂ）を設置でき、前記エミッタと二次側との間には、印加されるＤＣバイアス電圧が二次側に逆流しないようにするため、十分大きいキャパシタを設置することができる。  【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バイアス電圧を提供するエミッタ回路であって、
エミッタと、
交流（ＡＣ）キャリア信号を当該信号に対応する直流（ＤＣ）電圧に変換するように構成された全波ブリッジ整流器と、
ＤＣバイアス電圧を前記エミッタに印加するために、前記全波ブリッジ整流器の出力部において、前記ＤＣ電圧の変動を低減するように構成されたフィルタキャパシタと
を有するエミッタ回路。
【請求項２】
請求項１記載のエミッタ回路において、当該回路は、入力として前記ＡＣキャリア信号を受信し、前記ＡＣキャリア信号を安定したＤＣバイアス電圧に整流するように構成されるものであるエミッタ回路。
【請求項３】
請求項１記載のエミッタ回路において、前記ＤＣバイアス電圧は、前記エミッタがパラメトリック情報を発信するために使用するキャリア情報に影響を及ぼすことなく、前記エミッタに印加されるものであるエミッタ回路。
【請求項４】
請求項１記載のエミッタ回路において、さらに、
一次巻線および二次巻線を備えるトランスダクタを有し、当該トランスダクタは、前記一次巻線のインピーダンスを増幅器のインピーダンスに整合させるように構成され、前記二次巻線は、前記エミッタとともに並列共振回路の一部を形成するように構成されるものであるエミッタ回路。
【請求項５】
請求項４記載のエミッタ回路において、さらに、
前記ＤＣバイアス電圧を前記二次巻線から分離し、前記ＡＣキャリア信号の前記全波ブリッジ整流器への分路を回避するように構成されたバイパスコンデンサを有するものであるエミッタ回路。
【請求項６】
請求項４記載のエミッタ回路において、さらに、
前記ＤＣバイアス電圧が前記二次巻線に逆流を防ぐように構成されたキャパシタを有するものであるエミッタ回路。
【請求項７】
請求項２記載のエミッタ回路において、前記ＡＣキャリア信号は、変調ＡＣキャリア信号または非変調ＡＣキャリア信号を含むものであるエミッタ回路。
【請求項８】
請求項１記載のエミッタ回路において、当該エミッタ回路は、パラメトリック・スピーカーの一部を形成するものであるエミッタ回路。
【請求項９】
請求項１記載のエミッタ回路において、前記ＤＣバイアス電圧は前記ＡＣキャリア信号のピークに対応するものであるエミッタ回路。
【請求項１０】
バイアス電圧を提供するエミッタ回路であって、
エミッタと、
一次巻線と二次巻線とを含むトランスダクタであって、前記二次巻線は第１の部分と第２の部分とを含むものである、前記トランスダクタと、
前記二次巻線の前記第２の部分に結合され、交流（ＡＣ）キャリア信号を当該信号に対応する直流（ＤＣ）電圧に変換するように動作可能な全波ブリッジ整流器と、
ＤＣバイアス電圧を前記エミッタに印加するために、前記対応するＤＣ電圧を平滑化するように構成されたフィルタキャパシタと
を有するエミッタ回路。
【請求項１１】
請求項１０記載のエミッタ回路において、前記二次巻線の前記第１の部分および前記第２の部分の巻き数は、前記ＤＣバイアス電圧の望ましい振幅に基づき決定されるものであるエミッタ回路。
【請求項１２】
請求項１０記載のエミッタ回路において、前記トランスダクタは、
前記一次巻線のインピーダンスを増幅器のインピーダンスに整合させるように構成され、前記二次巻線は、前記エミッタとともに並列共振回路の一部を形成するものであるエミッタ回路。
【請求項１３】
請求項１２記載のエミッタ回路において、ステップアップ電圧変換は、前記ＤＣバイアス電圧をエミッタに印加するものであるエミッタ回路。
【請求項１４】
請求項１０記載のエミッタ回路において、当該エミッタ回路は、前記ＡＣキャリア信号に全波整流を提供するセンタータップ・インダクタを含むものであるエミッタ回路。
【請求項１５】
請求項１０記載のエミッタ回路において、当該エミッタ回路は、前記フィルタキャパシタと併用され前記ＤＣバイアス電圧を前記エミッタに印加する電圧ダブラを含むものであるエミッタ回路。
【請求項１６】
請求項１０記載のエミッタ回路において、さらに、
前記エミッタに印加される前記ＤＣバイアス電圧の振幅を制限するダイオードを有するものであるエミッタ回路。
【請求項１７】
バイアス電圧をエミッタに印加する方法であって、
一次巻線および二次巻線を備えるトランスダクタを含むエミッタ回路において交流（ＡＣ）キャリア信号を受信する工程と、
前記ＡＣキャリア信号を当該信号に対応する直流（ＤＣ）電圧に変換する工程と、
前記ＤＣ電圧の変動を低減させて前記エミッタ回路に含まれる前記エミッタにＤＣバイアス電圧を印加する工程と
を有する方法。
【請求項１８】
請求項１７記載の方法において、さらに、
前記一次巻線のインピーダンスを増幅器のインピーダンスに整合させる工程と、
前記エミッタとともに並列共振回路の一部を形成するよう前記二次巻線を構成する工程と
を有するものである方法。
【請求項１９】
請求項１８記載の方法において、さらに、
前記ＤＣバイアス電圧を前記二次巻線から分離して前記エミッタ回路に関連する全波ブリッジ整流器への前記ＡＣキャリア信号の分路を回避する工程を有するものである方法。
【請求項２０】
請求項１８記載の方法において、さらに、
前記トランスダクタの前記二次巻線に前記ＤＣバイアス電圧が逆流することを防ぐ工程を有するものである方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、音響生成に使用するためのパラメトリック・ラウドスピーカーに関し、より具体的には、エミッタ回路構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
新しい形態のエミッタには、プラスチック材料、例えばカプトン、マイラー、およびポリプロピレンなどで作製したフィルムを含めることができる。このフィルムの上側は、導電材料、例えば銅、ニッケル、アルミニウム、または金で積層できる。
【０００３】
また、エミッタには後部プレートすなわちステータを含めることもでき、このステータは、ランダムパターンで構成された複数の微小なスロットすなわちピットを備えるように構成できる。前記ステータの下側は、金属化して印加電圧を受容するようにできる。
【０００４】
フィルムとステータは、当該フィルムの金属化していない側、すなわち下側が複数の微小なスロットすなわちピットが設けられた当該ステータの上側と接触するように組み合わせることができる。前記フィルムの金属化した側すなわち上側と、前記ステータの金属化した側すなわち下側には、ＤＣバイアス電圧をかけることができ、その場合、フィルムおよびステータ双方の導電側は、下側が金属化されていない前記フィルムにより互いに分離できる。前記エミッタにＤＣバイアス電圧をかけると、前記ステータの金属化した側は、微小なスロットすなわちピットの空洞へと前記フィルムを引き下げて、前記エミッタを作動させることができる。このように、エミッタを適切に動作させるにはＤＣバイアス電圧をかける必要がある。
【０００５】
ＤＣバイアス電圧を供給するには補助電源を前記エミッタに動作可能に接続できるが、この構成は前記エミッタ回路のコストを上げ、また前記エミッタを前記補助電源と接続する追加ワイヤーの使用も示唆される。
【０００６】
以上の理由から、新たなエミッタ構成にＤＣバイアス電圧を適切に印加する必要がある。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
自己バイアスエミッタ回路は、変調または非変調ＡＣキャリア信号を入力として受信し、次に、前記エミッタは、パラメトリック情報を発信するために必要なキャリア情報に影響を及ぼすことなく前記変調または非変調ＡＣキャリア信号をエミッタ装置に印加する上で適した安定性のあるＤＣバイアス電圧に整流する。
【０００８】
一実施形態によれば、自己バイアスエミッタ回路は、電磁遮蔽されたポットコアを伴うトランスダクタを含み、その一次側は増幅器のインピーダンスに整合され、その二次側は、選択された共振点を提供するため、前記エミッタのインピーダンスに整合される。この自己バイアスエミッタ回路は、前記変調または非変調ＡＣキャリア信号を当該信号に対応するＤＣ電圧に変換する全波ブリッジ整流器を含むことができる。次に、フィルタキャパシタは前記全波ブリッジ整流器の出力部において前記ＤＣ電圧の変動を低減し、適切な動作のために、安定したＤＣバイアス電圧を前記エミッタに印加する。前記全波整流器の各側には、前記ＤＣバイアス電圧を前記二次側から分離するため、また前記ＡＣキャリア信号の前記全波ブリッジ整流器への分路を回避するため、十分小さいバイパスコンデンサが設置される。エミッタと二次側との間には、ＤＣバイアス電圧が二次側に逆流しないようにするため、十分大きいキャパシタが設置される。
【０００９】
ＤＣバイアス電圧の振幅は、前記ＡＣキャリア信号の最高ピークにほぼ対応し、達成可能な最大ＤＣバイアス電圧は、前記変調キャリア信号の最高ピークにより決定できる。
【００１０】
別の一実施形態によれば、自己バイアスエミッタ回路は、１つの一次巻線および２つの二次巻線を伴うトランスダクタを含み、その場合、一次側は増幅器に整合され、１つの二次側は前記エミッタに整合される。他方の二次側は、ＡＣキャリア信号を当該信号に対応するＤＣ電圧に変換する前記全波ブリッジ整流器に動作可能に接続され、次いでこのＤＣ電圧は、適切なＤＣバイアス電圧を前記エミッタに印加するため、フィルタキャパシタにより平滑化される。全波ブリッジ整流器に接続された前記二次側の巻き数は、前記ＤＣバイアス電圧の望ましい振幅に基づいて選択できる。
【００１１】
別の実施形態において、自己バイアスエミッタ回路はトランスダクタを含み、このトランスダクタの一次側は増幅器に整合され、二次側は当該二次側の１つのセクションをより高い巻き数で構成するための中間タップを含む。二次側の、より高い巻き数を伴うセクションは、前記全波整流器に動作可能に接続されてステップアップ電圧変換を提供し、ひいてはより高いＤＣバイアス電圧を前記エミッタに印加することができる。二次側の他方のセクションは、前記エミッタ共振に合わせて構成できる。
【００１２】
さらに別の実施形態において、自己バイアスエミッタ回路は、ＡＣキャリア信号をＤＣバイアス電圧に変換する前記全波ブリッジ整流器を必要としない。そのような場合は、センタータップ・インダクタを二次側として使用し、それと併せて、ＡＣキャリア信号の全波整流を提供したのちＤＣバイアス電圧をフィルタリングして前記エミッタに印加する２つのダイオードを使用できる。
【００１３】
さらに別の実施形態において、自己バイアスエミッタ回路は、ＡＣキャリア信号をＤＣバイアス電圧に変換する前記全波ブリッジ整流器を必要としない。この特定の実施形態において、自己バイアスエミッタ回路は電圧ダブラを含み、それと併せてフィルタキャパシタを使用して、安定し増加したＤＣバイアス電圧を前記エミッタに提供するとともに、有意な信号減衰なく変調ＡＣキャリア信号を前記エミッタに結合することができる。この自己バイアスエミッタ回路には、ツェナーダイオードを含めて前記エミッタにかかるＤＣバイアス電圧の振幅を制限することもできる。
【００１４】
本明細書に開示する自己バイアスエミッタ回路の諸実施形態は、前記変調または非変調キャリア信号の振幅を使って適切なＤＣバイアス電圧を前記エミッタに印加して、補助電源および外部ワイヤーの必要性を排除し、それにより動作コストを低減し、当該エミッタシステムの動作を単純化する。他の特徴および利点は、添付の図面を参照することで、以下の詳細な説明から明確に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
本発明の非限定的な実施形態については、概略的で縮尺どおりの描画を意図しない添付の図面を参照し、その例をとって説明している。背景情報を表すものとして示す場合を除き、これらの図は本発明の態様を表している。
【図１】図１は、背景情報で説明したように、エミッタ装置にバイアス電圧を供給する補助電源を含むことができるエミッタ回路を示したものである。
【図２】図２は、一実施形態に基づき、全波ブリッジ整流器を含むことができ、かつ、ＤＣバイアス電圧をエミッタに提供する補助電源およびワイヤーを使用する必要がない自己バイアスエミッタ回路を例示したものである。
【図３Ａ】図３Ａは、本発明の一実施形態に基づき、例示的なＡＣキャリア信号を示した図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、本発明の一実施形態に基づき、全波整流されたＡＣキャリア信号を示した図である。
【図３Ｃ】図３Ｃは、本発明の一実施形態に基づき、安定したＤＣバイアス電圧を示した図である。
【図４】図４は、２つの整流用ダイオードと併せてセンタータップ・インダクタを含むことができ、かつ、ＤＣバイアス電圧をエミッタに提供する補助電源およびワイヤーを使用する必要がない、別の自己バイアスエミッタ回路を示した図である。
【図５】図５は、自己バイアスエミッタ回路の別の実施形態を示したもので、この場合、全波ブリッジ整流器を付加的な二次側と併用して、安定したＤＣバイアス電圧をエミッタに提供できる。
【図６】図６は、自己バイアスエミッタ回路の別の実施形態を示したもので、この自己バイアスエミッタ回路は、巻き数がより高いセクションを有し中間タップを含むインダクタの形態で二次側を含むことができ、セクションは、安定したＤＣバイアス電圧をエミッタに印加するよう全波ブリッジ整流器と接続することができる。
【図７】図７は、自己バイアスエミッタ回路の別の実施形態を示したもので、この自己バイアスエミッタ回路は、電圧ダブラおよびツェナーダイオードを含むことができる。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下の詳細な説明では、その一部をなす添付の図面を参照している。それらの図面は、縮尺どおりでも寸法比どおりでもなく、文脈上明らかに別段の断りがない限り、同様な記号は、通常、同様な構成要素を識別する。詳細な説明、図面、および請求項で記述する例示的な諸実施形態は、限定を目的としたものではない。本開示の範囲を逸脱しない範囲で、他の実施形態を使用し、および／または他の変更形態を作製することも可能である。
【００１７】
用語の定義
本明細書において、「エミッタ」とは、超音波信号の発信が可能な、自己バイアスエミッタ回路に一体化された装置をいう。
【００１８】
本明細書において、「自己バイアスエミッタ回路」とは、入力される変調または非変調ＡＣキャリア信号を、安定したＤＣバイアス電圧に変換する回路をいう。
【００１９】
本明細書において、「ＤＣバイアス電圧」とは、変調または非変調ＡＣキャリア信号の整流およびフィルタリング後に得られる安定した若しくは一定のＤＣ電圧であって、その後、前記エミッタに印加されるものをいう。
【００２０】
説明
図１は、背景技術で説明したように、エミッタ１０４にバイアス電圧を供給する補助電源１０２を含むエミッタ回路１００を示したものである。また、このエミッタ回路１００は、一次側１０８および二次側１１０を備えたトランスダクタ１０６と、スイングキャパシタ（ｓｗｉｎｇ  ｃａｐａｃｉｔｏｒ）１１２と、抵抗１１４を含むことができる。
【００２１】
エミッタ１０４は、超音波信号の発信を可能にし、エミッタ１０４の材料および構成に応じて約０．５ｎＦ〜約１０ｎＦの範囲の容量を呈するように構成できる。適切な動作のため、補助電源１０２は、図１に示すように、第１のワイヤー１１６および第２のワイヤー１１８を使ってエミッタ１０４にバイアス電圧を印加するように動作可能に結合される。抵抗１１４は、第１のワイヤー１１６と直列にエミッタ１０４に結合できる。補助電源１０２は、３Ｖ電池により供電され、出力ＤＣ（直流）電圧を提供するが、この出力ＤＣ電圧は、エミッタ１０４のバイアス要件に応じ、一定であっても、約２００ボルト〜約５００ボルト範囲の値を呈してもよい。任意選択的に、補助電源１０２は定格ＡＣ（交流）１２０ボルトで供電されるが、その場合、ＡＣ／ＤＣトランス（変圧器）が補助電源１０２に一体化され、エミッタ１１４のバイアス電圧印加に必要なＤＣ電圧にＡＣ電圧を変換する。抵抗１１４は、エミッタ１０４の結合要件に応じ、約１ＭΩ〜約１０ＭΩの範囲とできる。
【００２２】
キャパシタ１１２はエミッタ回路１００内に設置され、補助電源１０２により提供されるＤＣバイアス電圧が二次側１１０に逆流するのを防ぎ、それにより、エミッタ回路１００の共振に対する補助電源１０２の干渉を低減または軽減する。キャパシタ１１２の好適な値は、エミッタ１０４が呈する容量と比べて十分大きなものとすることができる。一実施形態によれば、キャパシタ１１２は約１００ｎＦ〜約０．１μＦの範囲にでき、約４ｎＦ〜約８ｎＦの容量を通常有するエミッタ１０４と比べて、キャパシタ１１２の値は、当該キャパシタ１１２で信号が有意に失われないよう大幅に大きくすべきである。
【００２３】
トランスダクタ１０６は、本質的に遮蔽されて電磁干渉または不要な放射線を防ぐポットコアを備えるようにすることができる。一次側１０８は、キャリア信号をエミッタ回路１００に供給可能な増幅器（図１では示さず）に動作可能に接続できる。キャリア信号は正弦ＡＣ波形を呈するものとでき、その正弦ＡＣ波形は、周期的に方向を反転し、信号処理システム（図１では示さず）で処理される入力音響信号により変調される。一次側１０８は、前記増幅器のインピーダンスに合った十分な巻き数を有し、前記増幅器のインピーダンスは、通常、約４Ω〜約１２Ωの範囲である。二次側１１０には、エミッタ１０４のインピーダンスに合うよう選択可能なインダクタを含めることができる。
【００２４】
図１からわかるように、補助電源１０２は、適切な動作のためエミッタ１０４にＤＣバイアス電圧を供給する上で、追加ワイヤー１１６、１１８とともに必要になる場合があり、前記追加ワイヤー１１６、１１８は、通常、エミッタ回路１００の外部に設けられる。これらの要素は、エミッタ回路１００に追加の動作コストが掛かることを示唆している。
【００２５】
ここで図２を参照すると、自己バイアスエミッタ回路２００は、一実施形態に基づき、ＤＣバイアス電圧をエミッタ１０４に提供するための補助電源１０２およびワイヤー１１６、１１８を使用する必要がない。
【００２６】
自己バイアスエミッタ回路２００は、一次側１０８により受信されたＡＣキャリア信号をＤＣ電圧に変換する全波ブリッジ整流器２０２を含む。全波ブリッジ整流器２０２は、図２に示すように構成してＡＣキャリア信号を全波整流できる４つのダイオード２０４を含むことができる。２つのバイパスコンデンサ（デカップリングコンデンサ）２０６Ａおよび２０６Ｂは、全波ブリッジ整流器２０２のそれぞれの側に配置して、全波整流後に生成されるＤＣ電圧を分離する。バイパスコンデンサ２０６Ａおよび２０６Ｂは、全波ブリッジ整流器２０２の電流消費量を最小限に抑えてＡＣキャリア信号の分路を防ぐよう十分小さくでき、好ましくは約０．００１μＦの範囲である。
【００２７】
全波ブリッジ整流器２０２は単一方向の電圧を提供することができるが、このＤＣ電圧は、まだ一定値または定常状態に達していない。整流されたＡＣキャリア信号から安定したＤＣ電圧を提供するため、フィルタキャパシタ２０８を全波ブリッジ整流器２０２の出力部に動作可能に結合できる。キャリア信号の周波数が一般に高く、特に約２５ｋＨｚ〜約６０ｋＨｚの範囲であることを考慮して、フィルタキャパシタ２０８は十分小さくでき、好ましくは約０．０１μＦ〜約１０μＦである。この比較的小さいフィルタキャパシタ２０８が、自己バイアスエミッタ回路２００に著しい動作コストを及ぼすことはありえない。
【００２８】
フィルタキャパシタ２０８は十分安定したＤＣ電圧を提供するが、このＤＣ電圧は完全にスムーズなものではなく、何らかのリップルがまだ存在する。しかし、それらのリップルがエミッタ１０４の適切な動作に有意に影響を及ぼすことはありえない。
【００２９】
十分安定したＤＣ出力電圧がこの時点でフィルタキャパシタ２０８にかかり、バイパスコンデンサ２０６Ａおよび２０６Ｂにより、浮遊する可能性がある。図１に示したエミッタ回路１００と同様に、自己バイアスエミッタ回路２００は、全波ブリッジ整流器２０２により生成されるＤＣバイアス電圧が二次側１１０に逆流するのを防ぐャパシタ１１２を含む。また、一次側１０８は、増幅器（図２では示さず）のインピーダンスに合うように構成でき、二次側１１０は、エミッタ１０４のインピーダンスに合うように選択できる。
【００３０】
別の実施形態では、性能を損なうことなく、バイパスコンデンサ２０６Ｂまたは抵抗１１４Ｂのどちらかを、自己バイアスエミッタ回路２００から排除することができる。そのような場合、一次側１０８はアース（接地）または増幅器グラウンドから完全に絶縁できるため、バイパスコンデンサ２０６Ｂまたは抵抗１１４Ｂの形態の追加絶縁が不要になる。
【００３１】
図３は、自己バイアスエミッタ回路２００によって実行可能なＡＣからＤＣへの変換３００の一例を例示したものである。このＡＣ−ＤＣ変換３００は、本明細書で説明する自己バイアスエミッタ回路の他の実施形態にも適用できる。
【００３２】
図３Ａでは、例示的なＡＣキャリア信号３０２は一次側１０８への入力であってもよく、このＡＣキャリア信号は高電圧ＶＨから低電圧ＶＬへとスイングする。ここで、ＶＨはＡＣキャリア信号３０２の最高のピークを表し、ＶＬはそれに対応する最低のピークを表している。したがって、ＡＣキャリア信号３０２の振幅はＶＨ＋ＶＬにより決定できる。一実施形態によれば、変調０％または入力音響信号がないＡＣキャリア信号３０２の振幅は、約１５０ボルトの振幅を呈する。このＡＣキャリア信号３０２が変調１００％に近く、または別の入力音響信号と混合された場合、振幅は約３００ボルト〜約６００ボルトの範囲まで増大する場合がある。
【００３３】
図３Ｂは、全波ブリッジ整流器２０２の出力部で測定できる全波整流されたＡＣキャリア信号３０４を示したものである。この全波整流されたＡＣキャリア信号３０４では、ＡＣキャリア信号３０２のＶＬへのスイングがＶＨへと整流されて、単一方向の電圧を伴う信号が得られる。ただし、図３Ｂに示すように、全波整流されたＡＣキャリア信号３０４のＶＨピークは、まだ安定し若しくは一定のＤＣ出力を呈していない。
【００３４】
ここで図３Ｃを参照すると、安定したＤＣバイアス電圧３０６は、フィルタキャパシタ２０８が全波整流されたＡＣキャリア信号３０４の変動を低減した後に得られる。安定したＤＣバイアス電圧３０６には、リップル３０８の形態で、まだ若干の変動が存在する場合もある。ただし、これらのリップル３０８はわずかで、安定したＤＣバイアス電圧３０６をエミッタ１０４に適切に応用する上で有意に影響を及ぼすことはありえない。
【００３５】
適切な安定したＤＣバイアス電圧３０６は、変調０％または非変調のＡＣキャリア信号３０２で得られ、その場合、安定したＤＣバイアス電圧３０６の振幅は、変調０％のＡＣキャリア信号３０２のＶＨピークにおおよそ対応する。一実施形態によれば、エミッタ１０４にかかる安定したＤＣバイアス電圧３０６の最大値は、変調１００％または変調されたＡＣキャリア信号３０２の最大ＶＨピークに対応する。したがって、本明細書で説明する自己バイアスエミッタ回路２００は、変調０％または変調１００％のＡＣキャリア信号３０２で動作可能である。
【００３６】
図４は、一実施形態に基づき、ＤＣバイアス電圧をエミッタ１０４に提供する補助電源１０２およびワイヤー１１６、１１８を使用する必要がない別の自己バイアスエミッタ回路４００を示したものである。自己バイアスエミッタ回路４００は、自己バイアスエミッタ回路２００と比べ、同じまたは同様な性能を呈することができるが、ＡＣキャリア信号を整流するために全波ブリッジ整流器２０２を必要としない点で異なる。
【００３７】
自己バイアスエミッタ回路４００は、一次側１０８を増幅器（図４では示さず）に合わせ、二次側１１０をエミッタ１０４に合わせたトランスダクタ１０６を含むことができる。二次側１１０は、センタータップ４０２と二次側１１０の各端部との間に半電圧サイクルを提供できるセンタータップ・インダクタを含むことができ、この場合、センタータップ４０２と二次側１１０の各端部との間のこれら半電圧サイクルは、異極性を呈することができる。ダイオード２０４は、双方の半電圧サイクルを整流して二次側１１０に提供でき、図４に示すように、センタータップ４０２は負の出力（−）を表し、正の出力（＋）はダイオード２０４間で得られる。自己バイアスエミッタ回路２００と同様に、バイパスコンデンサ２０６Ａおよび２０６Ｂを二次側１１０とダイオード２０４間に配置することにより、全波整流後に生成される前記ＤＣ電圧を分離できる。
【００３８】
出力（＋／−）は、一定または定常状態の実現にフィルタリングを必要とするＤＣ電圧であってよい。これを受け、フィルタキャパシタ２０８は、出力（＋／−）をフィルタリングでき、抵抗１１４Ａおよび１１４Ｂに動作可能に接続して安定したＤＣバイアス電圧をエミッタ１０４に印加できる。エミッタ１０４にかかるＤＣバイアス電圧が二次側１１０に逆流しないようにするため、キャパシタ１１２がここでも必要とされる場合がある。
【００３９】
図５は、別の実施形態である自己バイアスエミッタ回路５００を示したもので、この場合、全波ブリッジ整流器２０２を付加的な二次側５０２と併用して、安定したＤＣバイアス電圧をエミッタ１０４に提供している。
【００４０】
自己バイアスエミッタ回路５００は、一次側１０８を増幅器（図５では示さず）に合わせ、二次側１１０をエミッタ１０４に合わせたトランスダクタ１０６を含むことができる。この実施形態の態様のいくつかによると、トランスダクタ１０６には、磁気的に遮蔽された同じポットコアを共有できる付加的な二次側５０２を含めることもできる。付加的な二次側５０２の巻き数は、用途に基づいて選択できる。例えば、付加的な二次側５０２の巻き数は、必要とされるＤＣバイアス電圧レベルに応じて、ステップアップまたはステップダウン動作用に構成できる。
【００４１】
付加的な二次側５０２は、一次側１０８で受信されたＡＣキャリア信号をＤＣ電圧に変換するため、全波ブリッジ整流器２０２に動作可能に連結できる。次に、全波ブリッジ整流器２０２からのこのＤＣ電圧出力をフィルタキャパシタ２０８で平滑化し、抵抗１１４Ａおよび１１４Ｂを通じてエミッタ１０４に印加できる。自己バイアスエミッタ回路５００は、（図２および図４と比べて）バイパスコンデンサ２０６Ａおよび２０６Ｂを含むことができないが、これは、二次側１１０および付加的な二次側５０２における電圧を互いに分離できるためである。ただし、エミッタ１０４にかかるＤＣバイアス電圧が二次側１１０に逆流しないようにするため、キャパシタ１１２は、ここでも必要とされる場合がある。
【００４２】
ここで図６を参照すると、別の実施形態、自己バイアスエミッタ回路６００は、巻き数がより高いセクション６０２を有し中間タップ６０４を含むインダクタの形態で二次側１１０を含むことができ、セクション６０２は、安定したＤＣバイアス電圧をエミッタ１０４に提供するよう全波ブリッジ整流器２０２と動作可能に接続されている。
【００４３】
自己バイアスエミッタ回路６００において、一次側１０８は、増幅器（図６では示さず）のインピーダンスに合うよう構成でき、中間タップ６０４は、二次側１１０を２つのセクション、すなわちセクション６０２およびセクション６０６に構成できる。セクション６０２は、セクション６０６と比べて高い巻き数を呈することができ、その場合、セクション６０２は、当該用途の必要に応じたステップアップ電圧を全波ブリッジ整流器２０２に提供できる。任意選択的に、セクション６０２は、ステップダウン電圧を全波ブリッジ整流器２０２に提供するよう構成できる。他方、セクション６０６は、エミッタ１０４に合った適切な巻き数で構成できる。
【００４４】
全波ブリッジ整流器２０２は、セクション６０２におけるＡＣキャリア信号をＤＣ電圧に変換できる一方、フィルタキャパシタ２０８は、このＤＣ電圧をフィルタリングでき、抵抗１１４Ａおよび１１４Ｂに動作可能に接続して安定したＤＣバイアス電圧をエミッタ１０４に印加できる。この実施形態において、バイパスコンデンサ２０６Ａおよび２０６Ｂは、全波ブリッジ整流器２０２のそれぞれの側に設置して、全波整流後に生成されたＤＣ電圧を分離できる。これまでの実施形態と同様に、キャパシタ１１２は、エミッタ１０４にかかるＤＣバイアス電圧が二次側１１０のセクション６０６に逆流しないようにするため、必要とされる場合がある。
【００４５】
図７は、別の実施形態である自己バイアスエミッタ回路７００を例示したもので、この場合は、電圧ダブラをフィルタキャパシタ７０２と併用して、安定し増加したＤＣバイアス電圧をエミッタ１０４に提供するとともに、有意な信号減衰なく変調ＡＣキャリア信号をエミッタ１０４に結合することもできる。自己バイアスエミッタ回路７００には、ツェナーダイオード７０４を含めてエミッタ１０４にかかるＤＣバイアス電圧の振幅を制限することもできる。
【００４６】
自己バイアスエミッタ回路７００では、一次側１０８を増幅器（図７では示さず）に合わせ、二次側１１０をエミッタ１０４に合わせることができる。電圧ダブラは、キャパシタ７０６および７０８を、ダイオード７１０および７１２とともに含むことができる。変調または非変調ＡＣキャリア信号は、二次側１１０で受信できる。負またはＶＬへのスイング中、このＡＣキャリア信号は導電し始めてキャパシタ７０６を充填する。それと同時に、ダイオード７１２に逆バイアス電圧がかかってキャパシタ７０８の充填を防ぐ。逆に、前記ＡＣキャリア信号の正またはＶＨへのスイング中は、ダイオード７１０に逆バイアス電圧がかかり、ダイオード７１２は導電し始めてキャパシタ７０８を充電する。双方のキャパシタ７０６および７０８が充電されると、キャパシタ７０８にかかるＤＣバイアス電圧は倍増する。一実施形態によれば、キャパシタ７０６および７０８の値は、ＡＣキャリア信号の周波数に基づいて決定できる。例えば、約４０ｋＨｚ〜約５０ｋＨｚのＡＣキャリア周波数の場合、キャパシタ７０６および７０８は、通常、約０．０１μＦの容量を呈することができる。また、キャパシタ７０６は、前記ＤＣバイアス電圧が二次側１１０に逆流しないようにできる。
【００４７】
楽曲コンテンツの再生に伴い変調ＡＣキャリア信号の振幅が有意に変化しうる場合は、ツェナーダイオード７０４を抵抗７１４と７１６間に設置して、エミッタ１０４にかかるＤＣバイアス電圧の最大振幅を調整できる。例えば、３００ボルトのツェナーダイオード７０４は、エミッタ１０４にかかるＤＣバイアス電圧の振幅を約３００ボルトに制限できる。エミッタ１０４にかかるＤＣバイアス電圧の最大振幅は、エミッタ１０４フィルムの材料および厚さに基づいて決定できる。
【００４８】
抵抗７１４および７１６は、図７に示すように設置して、ＤＣバイアス電圧を分離し、ＡＣキャリア信号との短絡を防ぐことができる。抵抗７１４は、ツェナーダイオード７０４を前記電圧ダブラから分離し、抵抗７１６は、調整されたＤＣバイアス電圧を、エミッタ１０４に続くツェナーダイオード７０４から分離する。また、抵抗７１６は、前記ＡＣキャリア信号を分離して、エミッタ１０４にかかるＤＣバイアス電圧にいかなる作用も生じないようにする。抵抗７１４および７１６は、約３３０ｋΩ〜約１ＭΩの範囲の値を呈するようにできる。
【００４９】
フィルタキャパシタ７０２は、エミッタ１０４にかかるＤＣバイアス電圧を平滑化するため、図７に示すよう設置できる。また、フィルタキャパシタ７０２は、効果的で連続した電気的経路を、具体的には二次側１１０から前記出力部またはエミッタ１０４まで、有意な信号減衰なく前記ＡＣキャリア信号に提供する。フィルタキャパシタ７０２は、エミッタ１０４にかかるＤＣバイアス電圧のフィルタリング要件に応じ、約５μＦの容量を呈することができる。任意選択的に、ダイオード（図７では示さず）をフィルタキャパシタ７０２と並列に設置すると、フィルタキャパシタ７０２に火花が逆流しないようにでき、またフィルタキャパシタ７０２が誤った若しくは望ましくない極性に切り替わらないようにできる。
【００５０】
以上、種々の態様および実施形態を本明細書に開示してきたが、他の態様および実施形態も企図されている。本明細書に開示した種々の態様および実施形態は、例示を目的としたものであって限定を意図したものではなく、真の要旨は以下の請求項に示されている。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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