(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋸歯状信号を生成する信号生成部と、
入力信号の電圧が前記鋸歯状信号の電圧を超えているときにオン状態となる第１ＰＷＭ信号を生成する第１ＰＷＭ回路、一次側に印加された前記第１ＰＷＭ信号を昇圧して二次側から第１ＰＷＭ昇圧信号を出力する第１トランス、および当該第１ＰＷＭ昇圧信号を検波して前記入力信号と同位相の交流成分に直流正電圧が重畳してなる正電圧信号を生成する第１検波回路を備えた正側Ｄ級増幅部と、
前記入力信号の反転信号の電圧が前記鋸歯状信号の電圧を超えているときにオン状態となる第２ＰＷＭ信号を生成する第２ＰＷＭ回路、一次側に印加された前記第２ＰＷＭ信号を昇圧して二次側から第２ＰＷＭ昇圧信号を出力する第２トランス、および当該第２ＰＷＭ昇圧信号を検波して前記入力信号と同位相の交流成分に直流負電圧が重畳してなる負電圧信号を生成する第２検波回路を備えた負側Ｄ級増幅部と、
前記正電圧信号と前記負電圧信号とを加算して前記入力信号の増幅信号を出力する加算部とを備え、
前記信号生成部は、一端が基準電位に接続されたコンデンサと、一端が負電源電圧に接続された負側抵抗と、当該負側抵抗の他端および正電源電圧のいずれか一方を前記コンデンサの他端に選択的に接続するスイッチと、当該スイッチを駆動して前記コンデンサの他端を前記負側抵抗の他端および前記正電源電圧に交互に接続させるスイッチ駆動部とを備えて、所定時間だけ前記正電源電圧と同電圧となる直線波形と、前記正電源電圧から徐々に前記負電源電圧側に変化した後に前記正電源電圧に戻るＶ字状波形とで一周期の波形が構成される信号を前記鋸歯状信号として生成する信号増幅装置。
【請求項２】
鋸歯状信号を生成する信号生成部と、
入力信号の電圧が前記鋸歯状信号の電圧未満のときにオン状態となる第１ＰＷＭ信号を生成する第１ＰＷＭ回路、一次側に印加された前記第１ＰＷＭ信号を昇圧して二次側から第１ＰＷＭ昇圧信号を出力する第１トランス、および当該第１ＰＷＭ昇圧信号を検波して前記入力信号と同位相の交流成分に直流正電圧が重畳してなる正電圧信号を生成する第１検波回路を備えた正側Ｄ級増幅部と、
前記入力信号の反転信号の電圧が前記鋸歯状信号の電圧未満のときにオン状態となる第２ＰＷＭ信号を生成する第２ＰＷＭ回路、一次側に印加された前記第２ＰＷＭ信号を昇圧して二次側から第２ＰＷＭ昇圧信号を出力する第２トランス、および当該第２ＰＷＭ昇圧信号を検波して前記入力信号と同位相の交流成分に直流負電圧が重畳してなる負電圧信号を生成する第２検波回路を備えた負側Ｄ級増幅部と、
前記正電圧信号と前記負電圧信号とを加算して前記入力信号の増幅信号を出力する加算部とを備え、
前記信号生成部は、一端が基準電位に接続されたコンデンサと、一端が正電源電圧に接続された正側抵抗と、当該正側抵抗の他端および負電源電圧のいずれか一方を前記コンデンサの他端に選択的に接続するスイッチと、当該スイッチを駆動して前記コンデンサの他端を前記正側抵抗の他端および前記負電源電圧に交互に接続させるスイッチ駆動部とを備えて、所定時間だけ前記負電源電圧と同電圧となる直線波形と、前記負電源電圧から徐々に前記正電源電圧側に変化した後に前記負電源電圧に戻るＶ字状波形とで一周期の波形が構成される信号を前記鋸歯状信号として生成する信号増幅装置。
【請求項３】
鋸歯状信号を生成する信号生成部と、
入力信号の電圧が前記鋸歯状信号の電圧を超えているときにオン状態となる第１ＰＷＭ信号を生成する第１ＰＷＭ回路、一次側に印加された前記第１ＰＷＭ信号を昇圧して二次側から第１ＰＷＭ昇圧信号を出力する第１トランス、および当該第１ＰＷＭ昇圧信号を検波して前記入力信号と同位相の交流成分に直流正電圧が重畳してなる正電圧信号を生成する第１検波回路を備えた正側Ｄ級増幅部と、
前記入力信号の反転信号の電圧が前記鋸歯状信号の電圧を超えているときにオン状態となる第２ＰＷＭ信号を生成する第２ＰＷＭ回路、一次側に印加された前記第２ＰＷＭ信号を昇圧して二次側から第２ＰＷＭ昇圧信号を出力する第２トランス、および当該第２ＰＷＭ昇圧信号を検波して前記入力信号と同位相の交流成分に直流負電圧が重畳してなる負電圧信号を生成する第２検波回路を備えた負側Ｄ級増幅部と、
前記正電圧信号と前記負電圧信号とを加算して前記入力信号の増幅信号を出力する加算部とを備え、
前記信号生成部は、一端が基準電位に接続されたコンデンサと、一端が正電源電圧に接続された正側抵抗と、一端が負電源電圧に接続された負側抵抗と、前記正側抵抗の他端および前記負側抵抗の他端のいずれか一方を前記コンデンサの他端に選択的に接続するスイッチと、当該スイッチを駆動して前記コンデンサの他端を前記正側抵抗の他端および前記負側抵抗の他端に交互に接続させるスイッチ駆動部とを備えて、所定時間だけ前記正電源電圧と同電圧となる直線波形と、前記正電源電圧から徐々に前記負電源電圧側に変化した後に前記正電源電圧に戻るＶ字状波形とで一周期の波形が構成される信号を前記鋸歯状信号として生成する信号増幅装置。
【請求項４】
鋸歯状信号を生成する信号生成部と、
入力信号の電圧が前記鋸歯状信号の電圧未満のときにオン状態となる第１ＰＷＭ信号を生成する第１ＰＷＭ回路、一次側に印加された前記第１ＰＷＭ信号を昇圧して二次側から第１ＰＷＭ昇圧信号を出力する第１トランス、および当該第１ＰＷＭ昇圧信号を検波して前記入力信号と同位相の交流成分に直流正電圧が重畳してなる正電圧信号を生成する第１検波回路を備えた正側Ｄ級増幅部と、
前記入力信号の反転信号の電圧が前記鋸歯状信号の電圧未満のときにオン状態となる第２ＰＷＭ信号を生成する第２ＰＷＭ回路、一次側に印加された前記第２ＰＷＭ信号を昇圧して二次側から第２ＰＷＭ昇圧信号を出力する第２トランス、および当該第２ＰＷＭ昇圧信号を検波して前記入力信号と同位相の交流成分に直流負電圧が重畳してなる負電圧信号を生成する第２検波回路を備えた負側Ｄ級増幅部と、
前記正電圧信号と前記負電圧信号とを加算して前記入力信号の増幅信号を出力する加算部とを備え、
前記信号生成部は、一端が基準電位に接続されたコンデンサと、一端が正電源電圧に接続された正側抵抗と、一端が負電源電圧に接続された負側抵抗と、前記正側抵抗の他端および前記負側抵抗の他端のいずれか一方を前記コンデンサの他端に選択的に接続するスイッチと、当該スイッチを駆動して前記コンデンサの他端を前記正側抵抗の他端および前記負側抵抗の他端に交互に接続させるスイッチ駆動部とを備えて、所定時間だけ前記負電源電圧と同電圧となる直線波形と、前記負電源電圧から徐々に前記正電源電圧側に変化した後に前記負電源電圧に戻るＶ字状波形とで一周期の波形が構成される信号を前記鋸歯状信号として生成する信号増幅装置。
【請求項５】
正側鋸歯状信号および負側鋸歯状信号を生成する信号生成部と、
入力信号の電圧が前記正側鋸歯状信号の電圧を超えているときにオン状態となる第１ＰＷＭ信号を生成する第１ＰＷＭ回路、一次側に印加された前記第１ＰＷＭ信号を昇圧して二次側から第１ＰＷＭ昇圧信号を出力する第１トランス、および当該第１ＰＷＭ昇圧信号を検波して前記入力信号と同位相の交流成分に直流正電圧が重畳してなる正電圧信号を生成する第１検波回路を備えた正側Ｄ級増幅部と、
前記入力信号の電圧が前記負側鋸歯状信号の電圧に達していないときにオン状態となる第２ＰＷＭ信号を生成する第２ＰＷＭ回路、一次側に印加された前記第２ＰＷＭ信号を昇圧して二次側から第２ＰＷＭ昇圧信号を出力する第２トランス、および当該第２ＰＷＭ昇圧信号を検波して前記入力信号と同位相の交流成分に直流負電圧が重畳してなる負電圧信号を生成する第２検波回路を備えた負側Ｄ級増幅部と、
前記正電圧信号と前記負電圧信号とを加算して前記入力信号の増幅信号を出力する加算部とを備え、
前記信号生成部は、一端が基準電位に接続された第１コンデンサと、一端が負電源電圧に接続された負側抵抗と、当該負側抵抗の他端および正電源電圧のいずれか一方を前記第１コンデンサの他端に選択的に接続する第１スイッチと、一端が前記基準電位に接続された第２コンデンサと、一端が前記正電源電圧に接続された正側抵抗と、当該正側抵抗の他端および前記負電源電圧のいずれか一方を前記第２コンデンサの他端に選択的に接続する第２スイッチと、前記第１スイッチを駆動して前記第１コンデンサの他端を前記負側抵抗の他端および前記正電源電圧に交互に接続させると共に、前記第２スイッチを駆動して前記第２コンデンサの他端を前記正側抵抗の他端および前記負電源電圧に交互に接続させるスイッチ駆動部とを備えて、所定時間だけ前記正電源電圧と同電圧となる直線波形と、前記正電源電圧から徐々に低下した後に当該正電源電圧に戻るＶ字状波形とで一周期の波形が構成される信号を前記正側鋸歯状信号として生成すると共に、所定時間だけ前記負電源電圧と同電圧となる直線波形と、前記負電源電圧から徐々に上昇した後に当該負電源電圧に戻る逆Ｖ字状波形とで一周期の波形が構成される信号を前記負側鋸歯状信号として生成する信号増幅装置。
【請求項６】
正側鋸歯状信号および負側鋸歯状信号を生成する信号生成部と、
入力信号の電圧が前記正側鋸歯状信号の電圧を超えているときにオン状態となる第１ＰＷＭ信号を生成する第１ＰＷＭ回路、一次側に印加された前記第１ＰＷＭ信号を昇圧して二次側から第１ＰＷＭ昇圧信号を出力する第１トランス、および当該第１ＰＷＭ昇圧信号を検波して前記入力信号と同位相の交流成分に直流正電圧が重畳してなる正電圧信号を生成する第１検波回路を備えた正側Ｄ級増幅部と、
前記入力信号の電圧が前記負側鋸歯状信号の電圧に達していないときにオン状態となる第２ＰＷＭ信号を生成する第２ＰＷＭ回路、一次側に印加された前記第２ＰＷＭ信号を昇圧して二次側から第２ＰＷＭ昇圧信号を出力する第２トランス、および当該第２ＰＷＭ昇圧信号を検波して前記入力信号と同位相の交流成分に直流負電圧が重畳してなる負電圧信号を生成する第２検波回路を備えた負側Ｄ級増幅部と、
前記正電圧信号と前記負電圧信号とを加算して前記入力信号の増幅信号を出力する加算部とを備え、
前記信号生成部は、一端が基準電位に接続された第１コンデンサと、一端が正電源電圧に接続された第１正側抵抗と、一端が負電源電圧に接続された第１負側抵抗と、前記第１正側抵抗の他端および前記第１負側抵抗の他端のいずれか一方を前記第１コンデンサの他端に選択的に接続する第１スイッチと、一端が前記基準電位に接続された第２コンデンサと、一端が前記正電源電圧に接続された第２正側抵抗と、一端が前記負電源電圧に接続された第２負側抵抗と、前記第２正側抵抗の他端および前記第２負側抵抗の他端のいずれか一方を前記第２コンデンサの他端に選択的に接続する第２スイッチと、前記第１スイッチを駆動して前記第１コンデンサの他端を前記第１正側抵抗の他端および前記第１負側抵抗の他端に交互に接続させると共に、前記第２スイッチを駆動して前記第２コンデンサの他端を前記第２正側抵抗の他端および前記第２負側抵抗の他端に交互に接続させるスイッチ駆動部とを備えて、所定時間だけ前記正電源電圧と同電圧となる直線波形と、前記正電源電圧から徐々に低下した後に当該正電源電圧に戻るＶ字状波形とで一周期の波形が構成される信号を前記正側鋸歯状信号として生成すると共に、所定時間だけ前記負電源電圧と同電圧となる直線波形と、前記負電源電圧から徐々に上昇した後に当該負電源電圧に戻る逆Ｖ字状波形とで一周期の波形が構成される信号を前記負側鋸歯状信号として生成する信号増幅装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力信号をＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）方式によって変調して増幅させる信号増幅装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の信号増幅装置として、特開２００５−５７５１９号公報に開示されたスイッチングアンプ（以下、「信号増幅装置」ともいう）が知られている。この信号増幅装置は、所定の周期を有する第１のこぎり波を生成する第１のこぎり波生成回路と、第１のこぎり波と同じ周期を有し、かつ第１のこぎり波の波形が反転された第２のこぎり波を生成する第２のこぎり波生成回路と、第１のこぎり波生成回路の出力と入力信号とを比較して、第１のこぎり波に対する入力信号のレベルの大小関係に対応してレベルが反転する第１パルス幅変調信号を出力する第１比較回路と、第２のこぎり波生成回路の出力と入力信号とを比較して、第２のこぎり波に対する入力信号のレベルの大小関係に対応してレベルが反転する第２パルス幅変調信号を出力する第２比較回路と、第１パルス幅変調信号を増幅する第１電力増幅回路と、第２パルス幅変調信号を増幅する第２電力増幅回路と、第１電力増幅回路から出力される信号に含まれる高周波成分を除去して負荷の一端に出力する第１ローパスフィルタと、第２電力増幅回路から出力される信号に含まれる高周波成分を除去して負荷の他端に出力する第２ローパスフィルタとを備えて構成されて、第１比較回路および第２比較回路の出力を負荷に出力する。
【０００３】
また、この信号増幅装置では、各のこぎり波生成回路が第１のこぎり波と第２のこぎり波とをグランド電位を基準に波形の変化が互いに鏡像関係となるように生成することにより、入力信号が０Ｖのときに、負荷の両端間電圧が０Ｖとなるようにしている。すなわち、入力信号が０Ｖとなる点は、常に第１のこぎり波の三角形の底辺（０Ｖライン）上にあり、入力信号のレベル＞第２のこぎり波のレベル、第１のこぎり波のレベル＞入力信号のレベルという両関係が成立しているから、第１比較回路から出力される第１パルス幅変調信号と第２比較回路から出力される第２パルス幅変調信号はいずれも「ＬＯＷ」レベルとなり、負荷の両端間の電圧は０Ｖとなる。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−５７５１９号公報（第６−１０頁、第１−２図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記の信号増幅装置では、第１のこぎり波生成回路、第１比較回路、第１電力増幅回路および第１ローパスフィルタで入力信号の正側領域をＤ級動作で増幅し、かつ第２のこぎり波生成回路、第２比較回路、第２電力増幅回路および第２ローパスフィルタで入力信号の負側領域をＤ級動作で増幅して、それぞれの出力を負荷の各端部に印加することにより、Ａ級増幅装置のように、負荷に対して歪みの少ない状態で増幅された信号を出力する。しかしながら、電力増幅段においてトランスを利用して信号を増幅する構成の信号増幅装置の場合には、各パルス幅変調信号にデッドタイムを設ける必要があるが、上記の信号増幅装置の各のこぎり波は、底辺が０Ｖラインとなる三角形であるため、入力信号が第１のこぎり波の上限に達したときや、第２のこぎり波の下限に達したときには、各パルス幅変調信号のデューティが１００％になってデッドタイムがゼロになるという課題が存在している。
【０００６】
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、デッドタイムを確実に確保し得る信号増幅装置を提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成すべく請求項１記載の信号増幅装置は、鋸歯状信号を生成する信号生成部と、入力信号の電圧が前記鋸歯状信号の電圧を超えているときにオン状態となる第１ＰＷＭ信号を生成する第１ＰＷＭ回路、一次側に印加された前記第１ＰＷＭ信号を昇圧して二次側から第１ＰＷＭ昇圧信号を出力する第１トランス、および当該第１ＰＷＭ昇圧信号を検波して前記入力信号と同位相の交流成分に直流正電圧が重畳してなる正電圧信号を生成する第１検波回路を備えた正側Ｄ級増幅部と、前記入力信号の反転信号の電圧が前記鋸歯状信号の電圧を超えているときにオン状態となる第２ＰＷＭ信号を生成する第２ＰＷＭ回路、一次側に印加された前記第２ＰＷＭ信号を昇圧して二次側から第２ＰＷＭ昇圧信号を出力する第２トランス、および当該第２ＰＷＭ昇圧信号を検波して前記入力信号と同位相の交流成分に直流負電圧が重畳してなる負電圧信号を生成する第２検波回路を備えた負側Ｄ級増幅部と、前記正電圧信号と前記負電圧信号とを加算して前記入力信号の増幅信号を出力する加算部とを備え、前記信号生成部は、一端が基準電位に接続されたコンデンサと、一端が負電源電圧に接続された負側抵抗と、当該負側抵抗の他端および正電源電圧のいずれか一方を前記コンデンサの他端に選択的に接続するスイッチと、当該スイッチを駆動して前記コンデンサの他端を前記負側抵抗の他端および前記正電源電圧に交互に接続させるスイッチ駆動部とを備えて、所定時間だけ前記正電源電圧と同電圧となる直線波形と、前記正電源電圧から徐々に前記負電源電圧側に変化した後に前記正電源電圧に戻るＶ字状波形とで一周期の波形が構成される信号を前記鋸歯状信号として生成する。
【０００８】
請求項２記載の信号増幅装置は、鋸歯状信号を生成する信号生成部と、入力信号の電圧が前記鋸歯状信号の電圧未満のときにオン状態となる第１ＰＷＭ信号を生成する第１ＰＷＭ回路、一次側に印加された前記第１ＰＷＭ信号を昇圧して二次側から第１ＰＷＭ昇圧信号を出力する第１トランス、および当該第１ＰＷＭ昇圧信号を検波して前記入力信号と同位相の交流成分に直流正電圧が重畳してなる正電圧信号を生成する第１検波回路を備えた正側Ｄ級増幅部と、前記入力信号の反転信号の電圧が前記鋸歯状信号の電圧未満のときにオン状態となる第２ＰＷＭ信号を生成する第２ＰＷＭ回路、一次側に印加された前記第２ＰＷＭ信号を昇圧して二次側から第２ＰＷＭ昇圧信号を出力する第２トランス、および当該第２ＰＷＭ昇圧信号を検波して前記入力信号と同位相の交流成分に直流負電圧が重畳してなる負電圧信号を生成する第２検波回路を備えた負側Ｄ級増幅部と、前記正電圧信号と前記負電圧信号とを加算して前記入力信号の増幅信号を出力する加算部とを備え、前記信号生成部は、一端が基準電位に接続されたコンデンサと、一端が正電源電圧に接続された正側抵抗と、当該正側抵抗の他端および負電源電圧のいずれか一方を前記コンデンサの他端に選択的に接続するスイッチと、当該スイッチを駆動して前記コンデンサの他端を前記正側抵抗の他端および前記負電源電圧に交互に接続させるスイッチ駆動部とを備えて、所定時間だけ前記負電源電圧と同電圧となる直線波形と、前記負電源電圧から徐々に前記正電源電圧側に変化した後に前記負電源電圧に戻るＶ字状波形とで一周期の波形が構成される信号を前記鋸歯状信号として生成する。
【０００９】
請求項３記載の信号増幅装置は、鋸歯状信号を生成する信号生成部と、入力信号の電圧が前記鋸歯状信号の電圧を超えているときにオン状態となる第１ＰＷＭ信号を生成する第１ＰＷＭ回路、一次側に印加された前記第１ＰＷＭ信号を昇圧して二次側から第１ＰＷＭ昇圧信号を出力する第１トランス、および当該第１ＰＷＭ昇圧信号を検波して前記入力信号と同位相の交流成分に直流正電圧が重畳してなる正電圧信号を生成する第１検波回路を備えた正側Ｄ級増幅部と、前記入力信号の反転信号の電圧が前記鋸歯状信号の電圧を超えているときにオン状態となる第２ＰＷＭ信号を生成する第２ＰＷＭ回路、一次側に印加された前記第２ＰＷＭ信号を昇圧して二次側から第２ＰＷＭ昇圧信号を出力する第２トランス、および当該第２ＰＷＭ昇圧信号を検波して前記入力信号と同位相の交流成分に直流負電圧が重畳してなる負電圧信号を生成する第２検波回路を備えた負側Ｄ級増幅部と、前記正電圧信号と前記負電圧信号とを加算して前記入力信号の増幅信号を出力する加算部とを備え、前記信号生成部は、一端が基準電位に接続されたコンデンサと、一端が正電源電圧に接続された正側抵抗と、一端が負電源電圧に接続された負側抵抗と、前記正側抵抗の他端および前記負側抵抗の他端のいずれか一方を前記コンデンサの他端に選択的に接続するスイッチと、当該スイッチを駆動して前記コンデンサの他端を前記正側抵抗の他端および前記負側抵抗の他端に交互に接続させるスイッチ駆動部とを備えて、所定時間だけ前記正電源電圧と同電圧となる直線波形と、前記正電源電圧から徐々に前記負電源電圧側に変化した後に前記正電源電圧に戻るＶ字状波形とで一周期の波形が構成される信号を前記鋸歯状信号として生成する。
【００１０】
請求項４記載の信号増幅装置は、鋸歯状信号を生成する信号生成部と、入力信号の電圧が前記鋸歯状信号の電圧未満のときにオン状態となる第１ＰＷＭ信号を生成する第１ＰＷＭ回路、一次側に印加された前記第１ＰＷＭ信号を昇圧して二次側から第１ＰＷＭ昇圧信号を出力する第１トランス、および当該第１ＰＷＭ昇圧信号を検波して前記入力信号と同位相の交流成分に直流正電圧が重畳してなる正電圧信号を生成する第１検波回路を備えた正側Ｄ級増幅部と、前記入力信号の反転信号の電圧が前記鋸歯状信号の電圧未満のときにオン状態となる第２ＰＷＭ信号を生成する第２ＰＷＭ回路、一次側に印加された前記第２ＰＷＭ信号を昇圧して二次側から第２ＰＷＭ昇圧信号を出力する第２トランス、および当該第２ＰＷＭ昇圧信号を検波して前記入力信号と同位相の交流成分に直流負電圧が重畳してなる負電圧信号を生成する第２検波回路を備えた負側Ｄ級増幅部と、前記正電圧信号と前記負電圧信号とを加算して前記入力信号の増幅信号を出力する加算部とを備え、前記信号生成部は、一端が基準電位に接続されたコンデンサと、一端が正電源電圧に接続された正側抵抗と、一端が負電源電圧に接続された負側抵抗と、前記正側抵抗の他端および前記負側抵抗の他端のいずれか一方を前記コンデンサの他端に選択的に接続するスイッチと、当該スイッチを駆動して前記コンデンサの他端を前記正側抵抗の他端および前記負側抵抗の他端に交互に接続させるスイッチ駆動部とを備えて、所定時間だけ前記負電源電圧と同電圧となる直線波形と、前記負電源電圧から徐々に前記正電源電圧側に変化した後に前記負電源電圧に戻るＶ字状波形とで一周期の波形が構成される信号を前記鋸歯状信号として生成する。
【００１２】
請求項５記載の信号増幅装置は、正側鋸歯状信号および負側鋸歯状信号を生成する信号生成部と、入力信号の電圧が前記正側鋸歯状信号の電圧を超えているときにオン状態となる第１ＰＷＭ信号を生成する第１ＰＷＭ回路、一次側に印加された前記第１ＰＷＭ信号を昇圧して二次側から第１ＰＷＭ昇圧信号を出力する第１トランス、および当該第１ＰＷＭ昇圧信号を検波して前記入力信号と同位相の交流成分に直流正電圧が重畳してなる正電圧信号を生成する第１検波回路を備えた正側Ｄ級増幅部と、前記入力信号の電圧が前記負側鋸歯状信号の電圧に達していないときにオン状態となる第２ＰＷＭ信号を生成する第２ＰＷＭ回路、一次側に印加された前記第２ＰＷＭ信号を昇圧して二次側から第２ＰＷＭ昇圧信号を出力する第２トランス、および当該第２ＰＷＭ昇圧信号を検波して前記入力信号と同位相の交流成分に直流負電圧が重畳してなる負電圧信号を生成する第２検波回路を備えた負側Ｄ級増幅部と、前記正電圧信号と前記負電圧信号とを加算して前記入力信号の増幅信号を出力する加算部とを備え、前記信号生成部は、一端が基準電位に接続された第１コンデンサと、一端が負電源電圧に接続された負側抵抗と、当該負側抵抗の他端および正電源電圧のいずれか一方を前記第１コンデンサの他端に選択的に接続する第１スイッチと、一端が前記基準電位に接続された第２コンデンサと、一端が前記正電源電圧に接続された正側抵抗と、当該正側抵抗の他端および前記負電源電圧のいずれか一方を前記第２コンデンサの他端に選択的に接続する第２スイッチと、前記第１スイッチを駆動して前記第１コンデンサの他端を前記負側抵抗の他端および前記正電源電圧に交互に接続させると共に、前記第２スイッチを駆動して前記第２コンデンサの他端を前記正側抵抗の他端および前記負電源電圧に交互に接続させるスイッチ駆動部とを備えて、所定時間だけ前記正電源電圧と同電圧となる直線波形と、前記正電源電圧から徐々に低下した後に当該正電源電圧に戻るＶ字状波形とで一周期の波形が構成される信号を前記正側鋸歯状信号として生成すると共に、所定時間だけ前記負電源電圧と同電圧となる直線波形と、前記負電源電圧から徐々に上昇した後に当該負電源電圧に戻る逆Ｖ字状波形とで一周期の波形が構成される信号を前記負側鋸歯状信号として生成する。
【００１３】
請求項６記載の信号増幅装置は、正側鋸歯状信号および負側鋸歯状信号を生成する信号生成部と、入力信号の電圧が前記正側鋸歯状信号の電圧を超えているときにオン状態となる第１ＰＷＭ信号を生成する第１ＰＷＭ回路、一次側に印加された前記第１ＰＷＭ信号を昇圧して二次側から第１ＰＷＭ昇圧信号を出力する第１トランス、および当該第１ＰＷＭ昇圧信号を検波して前記入力信号と同位相の交流成分に直流正電圧が重畳してなる正電圧信号を生成する第１検波回路を備えた正側Ｄ級増幅部と、前記入力信号の電圧が前記負側鋸歯状信号の電圧に達していないときにオン状態となる第２ＰＷＭ信号を生成する第２ＰＷＭ回路、一次側に印加された前記第２ＰＷＭ信号を昇圧して二次側から第２ＰＷＭ昇圧信号を出力する第２トランス、および当該第２ＰＷＭ昇圧信号を検波して前記入力信号と同位相の交流成分に直流負電圧が重畳してなる負電圧信号を生成する第２検波回路を備えた負側Ｄ級増幅部と、前記正電圧信号と前記負電圧信号とを加算して前記入力信号の増幅信号を出力する加算部とを備え、前記信号生成部は、一端が基準電位に接続された第１コンデンサと、一端が正電源電圧に接続された第１正側抵抗と、一端が負電源電圧に接続された第１負側抵抗と、前記第１正側抵抗の他端および前記第１負側抵抗の他端のいずれか一方を前記第１コンデンサの他端に選択的に接続する第１スイッチと、一端が前記基準電位に接続された第２コンデンサと、一端が前記正電源電圧に接続された第２正側抵抗と、一端が前記負電源電圧に接続された第２負側抵抗と、前記第２正側抵抗の他端および前記第２負側抵抗の他端のいずれか一方を前記第２コンデンサの他端に選択的に接続する第２スイッチと、前記第１スイッチを駆動して前記第１コンデンサの他端を前記第１正側抵抗の他端および前記第１負側抵抗の他端に交互に接続させると共に、前記第２スイッチを駆動して前記第２コンデンサの他端を前記第２正側抵抗の他端および前記第２負側抵抗の他端に交互に接続させるスイッチ駆動部とを備えて、所定時間だけ前記正電源電圧と同電圧となる直線波形と、前記正電源電圧から徐々に低下した後に当該正電源電圧に戻るＶ字状波形とで一周期の波形が構成される信号を前記正側鋸歯状信号として生成すると共に、所定時間だけ前記負電源電圧と同電圧となる直線波形と、前記負電源電圧から徐々に上昇した後に当該負電源電圧に戻る逆Ｖ字状波形とで一周期の波形が構成される信号を前記負側鋸歯状信号として生成する。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１記載の信号増幅装置では、信号生成部が、所定時間だけ正電源電圧と同電圧となる直線波形と、電圧が正電源電圧から徐々に負電源電圧側に変化した後に正電源電圧に戻るＶ字状波形とで一周期の波形が構成される信号を鋸歯状信号として生成する。
【００１６】
したがって、この信号増幅装置によれば、鋸歯状信号はその一周期内に正電源電圧と同電圧となる直線波形が常に含まれるため、正側Ｄ級増幅部および負側Ｄ級増幅部において、鋸歯状信号の一周期内に常にグランド電位となる期間が存在するように第１ＰＷＭ信号および第２ＰＷＭ信号が生成され、これによって第１ＰＷＭ信号に基づいて駆動される第１トランス、および第２ＰＷＭ信号に基づいて駆動される第２トランスに対するデッドタイムが常に確保されるため、第１トランスおよび第２トランスが飽和状態に至る事態を確実に防止することができる。
また、この信号増幅装置によれば、一端が基準電位に接続されたコンデンサと、一端が負電源電圧に接続された負側抵抗と、負側抵抗の他端および正電源電圧のいずれか一方をコンデンサの他端に選択的に接続するスイッチと、スイッチを駆動してコンデンサの他端を抵抗の他端および正電源電圧に交互に接続させるスイッチ駆動回路とを備えて信号生成部を構成したことにより、簡易な構成でありながら、負側抵抗の抵抗値を調整（変更）することで、直線波形およびＶ字状波形を含む鋸歯状信号をそのＶ字状波形における下端部の電圧値（つまり鋸歯状信号の振幅）を変更可能な状態で生成することができる。このため、この信号増幅装置によれば、鋸歯状信号の振幅を調整することで、正側Ｄ級増幅部から出力される正電圧信号に含まれる直流正電圧および負側Ｄ級増幅部から出力される負電圧信号に含まれる直流負電圧を任意の電圧値に設定することができ、これにより、正電圧信号および負電圧信号に歪みを生じさせたり、歪みのない状態にしたりすることができるため、ＡＢ級増幅装置やＢ級増幅装置の各出力と同じように波形に歪みの生じた状態で増幅信号を出力させたり、またはＡ級増幅装置の出力と同じように波形に生じる歪みが極めて少ない状態で増幅信号を出力させたりすることができる。
【００１７】
請求項２記載の信号増幅装置では、信号生成部が、所定時間だけ負電源電圧と同電圧となる直線波形と、電圧が負電源電圧から徐々に正電源電圧側に変化した後に負電源電圧に戻るＶ字状波形とで一周期の波形が構成される信号を鋸歯状信号として生成する。
【００１８】
したがって、この信号増幅装置によれば、鋸歯状信号はその一周期内に負電源電圧と同電圧となる直線波形が常に含まれるため、正側Ｄ級増幅部および負側Ｄ級増幅部において、鋸歯状信号の一周期内に常にグランド電位となる期間が存在するように第１ＰＷＭ信号および第２ＰＷＭ信号が生成され、これによって第１ＰＷＭ信号に基づいて駆動される第１トランス、および第２ＰＷＭ信号に基づいて駆動される第２トランスに対するデッドタイムが常に確保されるため、第１トランスおよび第２トランスが飽和状態に至る事態を確実に防止することができる。
また、この信号増幅装置によれば、一端が基準電位に接続されたコンデンサと、一端が正電源電圧に接続された正側抵抗と、正側抵抗の他端および負電源電圧のいずれか一方をコンデンサの他端に選択的に接続するスイッチと、スイッチを駆動してコンデンサの他端を抵抗の他端および負電源電圧に交互に接続させるスイッチ駆動回路とを備えて信号生成部を構成したことにより、簡易な構成でありながら、正側抵抗の抵抗値を調整（変更）することで、直線波形およびＶ字状波形を含む鋸歯状信号をそのＶ字状波形における上端部の電圧値（つまり鋸歯状信号の振幅）を変更可能な状態で生成することができる。このため、この信号増幅装置によっても、鋸歯状信号の振幅を調整することで、正側Ｄ級増幅部から出力される正電圧信号に含まれる直流正電圧および負側Ｄ級増幅部から出力される負電圧信号に含まれる直流負電圧を任意の電圧値に設定することができ、これにより、正電圧信号および負電圧信号に歪みを生じさせたり、歪みのない状態にしたりすることができるため、ＡＢ級増幅装置やＢ級増幅装置の各出力と同じように波形に歪みの生じた状態で増幅信号を出力させたり、またはＡ級増幅装置の出力と同じように波形に生じる歪みが極めて少ない状態で増幅信号を出力させたりすることができる。
【００２１】
請求項３記載の信号増幅装置では、信号生成部が、所定時間だけ正電源電圧と同電圧となる直線波形と、電圧が正電源電圧から徐々に負電源電圧側に変化した後に正電源電圧に戻るＶ字状波形とで一周期の波形が構成される信号を鋸歯状信号として生成する。したがって、この信号増幅装置によれば、鋸歯状信号はその一周期内に正電源電圧と同電圧となる直線波形が常に含まれるため、正側Ｄ級増幅部および負側Ｄ級増幅部において、鋸歯状信号の一周期内に常にグランド電位となる期間が存在するように第１ＰＷＭ信号および第２ＰＷＭ信号が生成され、これによって第１ＰＷＭ信号に基づいて駆動される第１トランス、および第２ＰＷＭ信号に基づいて駆動される第２トランスに対するデッドタイムが常に確保されるため、第１トランスおよび第２トランスが飽和状態に至る事態を確実に防止することができる。
また、この信号増幅装置によれば、一端が基準電位に接続されたコンデンサと、一端が正電源電圧に接続された正側抵抗と、一端が負電源電圧に接続された負側抵抗と、正側抵抗の他端および負側抵抗の他端のいずれか一方をコンデンサの他端に選択的に接続するスイッチと、スイッチを駆動してコンデンサの他端を正側抵抗の他端および負側抵抗の他端に交互に接続させるスイッチ駆動回路とを備えて信号生成部を構成したことにより、簡易な構成でありながら、正側抵抗の抵抗値および負側抵抗の抵抗値を調整（変更）することで、正電源電圧の同電圧となる直線波形と、正電源電圧から徐々に負電源電圧側に変化した後に正電源電圧に戻るＶ字状波形とで一周期の波形が構成される信号を、その下端部の電圧値を変更可能な状態で鋸歯状信号として生成したり、また負電源電圧の同電圧となる直線波形と、負電源電圧から徐々に正電源電圧側に変化した後に負電源電圧に戻るＶ字状波形とで一周期の波形が構成される信号を、その上端部の電圧値を変更可能な状態で鋸歯状信号として生成したりすることができる。さらに、正側抵抗および負側抵抗の各抵抗値を調整してコンデンサに対する充放電特性（時定数）を揃えることにより、Ｖ字状波形における下端部を挟んだ前半側波形および後半側波形間の間隔についての振幅方向に沿ったリニアリティを改善することができ、この結果、入力信号をよりリニアに増幅することができる。
請求項４記載の信号増幅装置では、信号生成部が、所定時間だけ負電源電圧と同電圧となる直線波形と、電圧が負電源電圧から徐々に正電源電圧側に変化した後に負電源電圧に戻るＶ字状波形とで一周期の波形が構成される信号を鋸歯状信号として生成する。したがって、この信号増幅装置によれば、鋸歯状信号はその一周期内に負電源電圧と同電圧となる直線波形が常に含まれるため、正側Ｄ級増幅部および負側Ｄ級増幅部において、鋸歯状信号の一周期内に常にグランド電位となる期間が存在するように第１ＰＷＭ信号および第２ＰＷＭ信号が生成され、これによって第１ＰＷＭ信号に基づいて駆動される第１トランス、および第２ＰＷＭ信号に基づいて駆動される第２トランスに対するデッドタイムが常に確保されるため、第１トランスおよび第２トランスが飽和状態に至る事態を確実に防止することができる。
また、この信号増幅装置によれば、一端が基準電位に接続されたコンデンサと、一端が正電源電圧に接続された正側抵抗と、一端が負電源電圧に接続された負側抵抗と、正側抵抗の他端および負側抵抗の他端のいずれか一方をコンデンサの他端に選択的に接続するスイッチと、スイッチを駆動してコンデンサの他端を正側抵抗の他端および負側抵抗の他端に交互に接続させるスイッチ駆動回路とを備えて信号生成部を構成したことにより、簡易な構成でありながら、正側抵抗の抵抗値および負側抵抗の抵抗値を調整（変更）することで、正電源電圧の同電圧となる直線波形と、正電源電圧から徐々に負電源電圧側に変化した後に正電源電圧に戻るＶ字状波形とで一周期の波形が構成される信号を、その下端部の電圧値を変更可能な状態で鋸歯状信号として生成したり、また負電源電圧の同電圧となる直線波形と、負電源電圧から徐々に正電源電圧側に変化した後に負電源電圧に戻るＶ字状波形とで一周期の波形が構成される信号を、その上端部の電圧値を変更可能な状態で鋸歯状信号として生成したりすることができる。さらに、正側抵抗および負側抵抗の各抵抗値を調整してコンデンサに対する充放電特性（時定数）を揃えることにより、Ｖ字状波形における下端部を挟んだ前半側波形および後半側波形間の間隔についての振幅方向に沿ったリニアリティを改善することができ、この結果、入力信号をよりリニアに増幅することができる。
【００２２】
請求項５記載の信号増幅装置では、信号生成部が、正電源電圧と同電圧の直線波形とＶ字状波形とを含んで構成される正側鋸歯状信号を生成して正側Ｄ級増幅部に出力し、負電源電圧と同電圧の直線波形と逆Ｖ字状波形とを含んで構成される負側鋸歯状信号を生成して負側Ｄ級増幅部に出力する。
【００２３】
したがって、この信号増幅装置によれば、正側Ｄ級増幅部において、正側鋸歯状信号の一周期内に常にグランド電位となる期間が存在するように第１ＰＷＭ信号が生成されると共に、負側Ｄ級増幅部において、負側鋸歯状信号の一周期内に常にグランド電位となる期間が存在するように第２ＰＷＭ信号が生成され、これによって、第１ＰＷＭ信号に基づいて駆動される第１トランス、および第２ＰＷＭ信号に基づいて駆動される第２トランスに対するデッドタイムが常に確保されるため、第１トランスおよび第２トランスが飽和状態に至る事態を確実に防止することができる。
【００２４】
また、この信号増幅装置によれば、一端が基準電位に接続された第１コンデンサと、一端が負電源電圧に接続された負側抵抗と、負側抵抗の他端および正電源電圧のいずれか一方を第１コンデンサの他端に選択的に接続する第１スイッチと、一端が基準電位に接続された第２コンデンサと、一端が正電源電圧に接続された正側抵抗と、正側抵抗の他端および負電源電圧のいずれか一方を第２コンデンサの他端に選択的に接続する第２スイッチと、第１スイッチを駆動して第１コンデンサの他端を負側抵抗の他端および正電源電圧に交互に接続させると共に、第２スイッチを駆動して第２コンデンサの他端を正側抵抗の他端および負電源電圧に交互に接続させるスイッチ駆動部とを備えて信号生成部を構成したことにより、簡易な構成でありながら、抵抗の抵抗値を調整（変更）することで、直線波形およびＶ字状波形を含む正側鋸歯状信号、並びに直線波形および逆Ｖ字状波形を含む負側鋸歯状信号を、Ｖ字状波形および逆Ｖ字状波形の振幅を変更可能な状態で生成することができる。したがって、この信号増幅装置によれば、正側鋸歯状信号や負側鋸歯状信号の振幅を調整することで、正側Ｄ級増幅部から出力される正電圧信号に含まれる直流正電圧および負側Ｄ級増幅部から出力される負電圧信号に含まれる直流負電圧を任意に設定することができ、これにより、正電圧信号および負電圧信号に歪みを生じさせたり、歪みのない状態にしたりすることができるため、ＡＢ級増幅装置やＢ級増幅装置の各出力と同じように波形に歪みの生じた状態で増幅信号を出力させたり、またはＡ級増幅装置の出力と同じように波形に生じる歪みが極めて少ない状態で増幅信号を出力させたりすることができる。また、この信号増幅装置によれば、正電圧信号に含まれる直流正電圧および負電圧信号に含まれる直流負電圧を独立して任意に設定することができるため、増幅信号における正側波形および負側波形のバランスを微調整することもできる。
【００２５】
請求項６記載の信号増幅装置では、信号生成部が、正電源電圧と同電圧の直線波形とＶ字状波形とを含んで構成される正側鋸歯状信号を生成して正側Ｄ級増幅部に出力し、負電源電圧と同電圧の直線波形と逆Ｖ字状波形とを含んで構成される負側鋸歯状信号を生成して負側Ｄ級増幅部に出力する。したがって、この信号増幅装置によれば、正側Ｄ級増幅部において、正側鋸歯状信号の一周期内に常にグランド電位となる期間が存在するように第１ＰＷＭ信号が生成されると共に、負側Ｄ級増幅部において、負側鋸歯状信号の一周期内に常にグランド電位となる期間が存在するように第２ＰＷＭ信号が生成され、これによって、第１ＰＷＭ信号に基づいて駆動される第１トランス、および第２ＰＷＭ信号に基づいて駆動される第２トランスに対するデッドタイムが常に確保されるため、第１トランスおよび第２トランスが飽和状態に至る事態を確実に防止することができる。
また、この信号増幅装置によれば、一端が基準電位に接続された第１コンデンサと、一端が正電源電圧に接続された第１正側抵抗と、一端が負電源電圧に接続された第１負側抵抗と、第１正側抵抗の他端および第１負側抵抗の他端のいずれか一方を第１コンデンサの他端に選択的に接続する第１スイッチと、一端が基準電位に接続された第２コンデンサと、一端が正電源電圧に接続された第２正側抵抗と、一端が負電源電圧に接続された第２負側抵抗と、第２正側抵抗の他端および第２負側抵抗の他端のいずれか一方を第２コンデンサの他端に選択的に接続する第２スイッチと、第１スイッチを駆動して第１コンデンサの他端を第１正側抵抗の他端および第１負側抵抗の他端に交互に接続させると共に、第２スイッチを駆動して第２コンデンサの他端を第２正側抵抗の他端および第２負側抵抗の他端に交互に接続させるスイッチ駆動部とを備えて信号生成部を構成したことにより、簡易な構成でありながら、抵抗の抵抗値を調整（変更）することで、直線波形およびＶ字状波形を含む正側鋸歯状信号、並びに直線波形および逆Ｖ字状波形を含む負側鋸歯状信号を、Ｖ字状波形および逆Ｖ字状波形の振幅を変更可能な状態で生成することができる。したがって、正側鋸歯状信号や負側鋸歯状信号の振幅を調整することで、正側Ｄ級増幅部から出力される正電圧信号に含まれる直流正電圧および負側Ｄ級増幅部から出力される負電圧信号に含まれる直流負電圧を任意に設定することができ、これにより、正電圧信号および負電圧信号に歪みを生じさせたり、歪みのない状態にしたりすることができるため、ＡＢ級増幅装置やＢ級増幅装置の各出力と同じように波形に歪みの生じた状態で増幅信号を出力させたり、またはＡ級増幅装置の出力と同じように波形に生じる歪みが極めて少ない状態で増幅信号を出力させたりすることができる。また、この信号増幅装置によれば、正電圧信号に含まれる直流正電圧および負電圧信号に含まれる直流負電圧を独立して任意に設定することができるため、増幅信号における正側波形および負側波形のバランスを微調整することもできる。さらに、第１正側抵抗および第１負側抵抗の各抵抗値を調整して第１コンデンサに対する充放電特性（時定数）を揃えることにより、Ｖ字状波形における下端部を挟んだ前半側波形および後半側波形間の間隔についての振幅方向に沿ったリニアリティを改善することができると共に、第２正側抵抗および第２負側抵抗の各抵抗値を調整して第２コンデンサに対する充放電特性（時定数）を揃えることにより、逆Ｖ字状波形における下端部を挟んだ前半側波形および後半側波形間の間隔についての振幅方向に沿ったリニアリティについても改善することができ、この結果、入力信号をよりリニアに増幅することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明に係る信号増幅装置の最良の形態について、添付図面を参照して説明する。
【００２７】
最初に、信号増幅装置１の構成について、図面を参照して説明する。
【００２８】
信号増幅装置１は、図１に示すように、信号生成部２、信号反転部３、正側Ｄ級増幅部４、負側Ｄ級増幅部５および加算部６を備え、正電圧（本発明における正電源電圧）Ｖｃｃおよび負電圧（本発明における負電源電圧）Ｖｄｄの供給を受けて作動して、入力信号（アナログ交流信号）Ｓ１を増幅して出力信号（アナログ交流信号）Ｓｏとして出力する。なお、負電源電圧Ｖｄｄは、本例では、正電源電圧Ｖｃｃと絶対値は同じで極性の異なる電圧であるものとする。
【００２９】
信号生成部２は、一例として、図４に示すように、所定時間ｔｄだけ正電源電圧Ｖｃｃと同電圧となる直線波形Ｓａ、および電圧が正電源電圧Ｖｃｃから徐々に低下（正電源電圧Ｖｃｃから徐々に負電源電圧Ｖｄｄ側に変化）した後に正電源電圧Ｖｃｃに戻る（本例では急激に上昇して正電源電圧Ｖｃｃに短時間で戻る）Ｖ字状波形Ｓｂで一周期Ｔ１の波形が構成される信号を鋸歯状信号Ｓ２として生成する。具体的には、信号生成部２は、一例として、図２に示すように、一端が基準電位（本例ではグランド電位）に接続されたコンデンサ２１と、一端が負電源電圧Ｖｄｄ（本発明における他方の電源電圧）に接続された抵抗（本発明における負側抵抗。一例として可変抵抗）２２と、可変抵抗２２の他端および正電源電圧Ｖｃｃ（本発明における一方の電源電圧）のいずれか一方をコンデンサ２１の他端に選択的に接続するスイッチ２３と、スイッチ２３を駆動してコンデンサ２１の他端を可変抵抗２２の他端および正電源電圧Ｖｃｃに交互に接続させるスイッチ駆動回路２４とを備えて構成されている。この場合、スイッチ駆動回路２４は、スイッチ２３を駆動することで、正電源電圧Ｖｃｃをコンデンサ２１の他端に所定時間ｔｄだけ接続し、かつ残りの時間に可変抵抗２２の他端をコンデンサ２１の他端に接続する動作を周期Ｔ１で繰り返し実行する。この構成により、コンデンサ２１の他端側には、上記した図４に示す鋸歯状信号Ｓ２が生成され、この生成された鋸歯状信号Ｓ２が信号生成部２から出力される。この信号生成部２では、可変抵抗２２の抵抗値を調整することにより、可変抵抗２２によるコンデンサ２１からの放電特性の時定数を変更することができ、これによって、Ｖ字状波形Ｓｂにおける下端部（最小電圧値）Ａの電圧値を任意の電圧値を任意に（具体的には、負電源電圧Ｖｄｄと基準電位との間の電圧範囲内で任意に、さらには負電源電圧Ｖｄｄと正電源電圧Ｖｃｃとの間の電圧範囲内で任意に）調整可能となっている。図４の例では、このＶ字状波形Ｓｂにおける下端部Ａの電圧値が負電源電圧Ｖｄｄと同じ電圧となるように可変抵抗２２の抵抗値が調整されている。信号反転部３は、入力した入力信号Ｓ１を反転して、反転信号Ｓ１ｒとして出力する。
【００３０】
正側Ｄ級増幅部４は、図１に示すように、第１ＰＷＭ回路４１、第１駆動回路４２、第１トランス４３および第１検波回路４４を備え、入力信号Ｓ１と鋸歯状信号Ｓ２とに基づいて、図４に示すように、入力信号Ｓ１と同位相の交流成分Ｖａｃに直流正電圧Ｖｄｃが重畳することによって正側領域において電圧値が変化する正電圧信号Ｓ１３を生成する。
【００３１】
具体的には、第１ＰＷＭ回路４１は、一例として、図２に示すように、コンパレータで構成されて、非反転入力端子に入力信号Ｓ１が入力され、反転入力端子に鋸歯状信号Ｓ２が入力されている。また、第１ＰＷＭ回路４１は、入力信号Ｓ１および鋸歯状信号Ｓ２を比較することにより、図４に示すように、入力信号Ｓ１の電圧が鋸歯状信号Ｓ２の電圧を超えているときには、予め規定された正電圧（オン状態）となり、入力信号Ｓ１が鋸歯状信号Ｓ２以下のときには、グランド電位（オフ状態）となる第１ＰＷＭ信号Ｓ１１を生成して出力する。この場合、鋸歯状信号Ｓ２はその一部に正電源電圧Ｖｃｃと同電圧となる直線波形Ｓａを含んで構成されているため、鋸歯状信号Ｓ２の一周期全体に亘って第１ＰＷＭ信号Ｓ１１が正電圧となる状態が確実に回避されている。
【００３２】
第１駆動回路４２は、スイッチング素子（例えばトランジスタなどの半導体素子）で構成されて、図３に示すように、第１トランス４３の一次巻線４３ａ（本発明における一次側）と直列接続された状態で、正電源電圧Ｖｃｃとグランドとの間に配設されている。この構成により、第１駆動回路４２は、第１ＰＷＭ信号Ｓ１１が正電圧のときにオン状態に移行し、グランド電位のときにオフ状態に移行して、第１トランス４３の一次巻線４３ａを駆動する。
【００３３】
第１トランス４３は、第１ＰＷＭ信号Ｓ１１により一次巻線４３ａが駆動されることで、具体的には、上記したように、第１ＰＷＭ信号Ｓ１１によってオン・オフ状態に交互に移行する第１駆動回路４２によって一次巻線４３ａが駆動されることで、図４に示すように、昇圧（増幅）されたパルス状の第１ＰＷＭ昇圧信号Ｓ１２を二次巻線４３ｂ（本発明における二次側）に発生させる。この場合、同図に示すように、第１ＰＷＭ昇圧信号Ｓ１２は、第１ＰＷＭ信号Ｓ１１と同位相の信号として生成される。また、上記したように、鋸歯状信号Ｓ２の一周期全体に亘って第１ＰＷＭ信号Ｓ１１が正電圧とはならいない状態に維持されているため（言い換えれば、鋸歯状信号Ｓ２の一周期内に常にグランド電位となる期間が存在するように第１ＰＷＭ信号Ｓ１１が生成されるため）、この第１ＰＷＭ信号Ｓ１１に基づいて作動する第１駆動回路４２によって駆動される第１トランス４３に対するデッドタイムが常に確保された状態となっている。これにより、第１トランス４３の飽和が確実に回避されている。第１検波回路４４は、一例として、図３に示すように、ダイオード４４ａとコンデンサ４４ｂとで構成されて、第１トランス４３から出力される第１ＰＷＭ昇圧信号Ｓ１２を検波することにより、上記した正電圧信号Ｓ１３を出力する。
【００３４】
負側Ｄ級増幅部５は、図１に示すように、第２ＰＷＭ回路５１、第２駆動回路５２、第２トランス５３および第２検波回路５４を備え、反転信号Ｓ１ｒと鋸歯状信号Ｓ２とに基づいて、図４に示すように、入力信号Ｓ１と同位相の交流成分Ｖａｃに直流負電圧Ｖｄｃが重畳することによって負側領域において電圧値が変化する負電圧信号Ｓ２３を生成する。
【００３５】
具体的には、第２ＰＷＭ回路５１は、一例として、図２に示すように、コンパレータで構成されて、非反転入力端子に反転信号Ｓ１ｒが入力され、反転入力端子に鋸歯状信号Ｓ２が入力されている。また、第２ＰＷＭ回路５１は、反転信号Ｓ１ｒおよび鋸歯状信号Ｓ２を比較することにより、図４に示すように、反転信号Ｓ１ｒの電圧値が鋸歯状信号Ｓ２の電圧値を超えているときには、予め規定された正電圧（オン状態）となり、反転信号Ｓ１ｒが鋸歯状信号Ｓ２以下のときには、グランド電位（オフ状態）となる第２ＰＷＭ信号Ｓ２１を生成して出力する。この場合、鋸歯状信号Ｓ２はその一部に正電源電圧Ｖｃｃと同電圧となる直線波形Ｓａを含んで構成されているため、鋸歯状信号Ｓ２の一周期全体に亘って第２ＰＷＭ信号Ｓ２１が正電圧となる状態が確実に回避されている。
【００３６】
第２駆動回路５２は、スイッチング素子（例えばトランジスタなどの半導体素子）で構成されて、図３に示すように、第２トランス５３の一次巻線５３ａ（本発明における一次側）と直列接続された状態で、正電源電圧Ｖｃｃとグランドとの間に配設されている。この構成により、第２駆動回路５２は、第２ＰＷＭ信号Ｓ２１が正電圧のときにオン状態に移行し、グランド電位のときにオフ状態に移行して、第２トランス５３の一次巻線５３ａを駆動する。
【００３７】
第２トランス５３は、第２ＰＷＭ信号Ｓ２１により一次巻線５３ａが駆動されることで、具体的には、上記したように、第２ＰＷＭ信号Ｓ２１によってオン・オフ状態に交互に移行する第２駆動回路５２によって一次巻線５３ａが駆動されることで、図４に示すように、昇圧（増幅）されたパルス状の第２ＰＷＭ昇圧信号Ｓ２２を二次巻線５３ｂ（本発明における二次側）に発生させる。この場合、同図に示すように、第２ＰＷＭ昇圧信号Ｓ２２は、第２ＰＷＭ信号Ｓ２１と逆位相の信号として生成される。また、上記したように、鋸歯状信号Ｓ２の一周期全体に亘って第２ＰＷＭ信号Ｓ２１が正電圧とはならいない状態に維持されているため（言い換えれば、鋸歯状信号Ｓ２の一周期内に常にグランド電位となる期間が存在するように第２ＰＷＭ信号Ｓ２１が生成されるため）、第２トランス５３に対しても第１トランス４３の場合と同様にしてデッドタイムが常に確保された状態となっており、第２トランス５３の飽和が確実に回避されている。第２検波回路５４は、一例として、図３に示すように、ダイオード５４ａとコンデンサ５４ｂとで構成されて、第２トランス５３から出力される第２ＰＷＭ昇圧信号Ｓ２２を検波することにより、上記した負電圧信号Ｓ２３を出力する。
【００３８】
加算部６は、正側Ｄ級増幅部４から出力される正電圧信号Ｓ１３と負側Ｄ級増幅部５から出力される負電圧信号Ｓ２３とを加算して、入力信号Ｓ１の増幅信号Ｓｏを生成して出力する。一例として本例では、加算部６は、同じ抵抗値の２本の抵抗６１，６２が直列に接続されて構成されている。また、加算部６を構成する各抵抗６１，６２の直列回路の一端には正電圧信号Ｓ１３が印加され、他端には負電圧信号Ｓ２３が印加される。この構成により、加算部６は、各抵抗６１，６２の接続点Ｂから、電圧が正電圧信号Ｓ１３および負電圧信号Ｓ２３の各電圧を加算した電圧の二分の一となる増幅信号Ｓｏを生成して出力する。この場合、上記したように、Ｖ字状波形Ｓｂにおける下端部Ａの電圧値を負電源電圧Ｖｄｄと同じ電圧値に規定したことにより、鋸歯状信号Ｓ２はその最大電圧値が正電源電圧Ｖｃｃとなり、かつその最小電圧値が負電源電圧Ｖｄｄとなっている。このため、正側Ｄ級増幅部４では入力信号Ｓ１が全範囲（全振幅）に亘って鋸歯状信号Ｓ２と比較され、また負側Ｄ級増幅部５でも反転信号Ｓ１ｒが全範囲（全振幅）に亘って鋸歯状信号Ｓ２と比較される。したがって、正側Ｄ級増幅部４および負側Ｄ級増幅部５は、共に、正電圧信号Ｓ１３と負電圧信号Ｓ２３を歪みの極めて少ない状態で出力する結果、加算部６から出力される増幅信号Ｓｏも、Ａ級増幅装置の出力と同じように、歪みの極めて少ない状態で出力される。
【００３９】
次いで、信号増幅装置１による入力信号Ｓ１の増幅動作について説明する。
【００４０】
まず、図４に示すように、鋸歯状信号Ｓ２のＶ字状波形Ｓｂにおける下端部Ａの電圧値が負電源電圧Ｖｄｄとほぼ同じになるように、信号生成部２を構成する可変抵抗２２の抵抗値が調整されているときには、上記したように、正側Ｄ級増幅部４において入力信号Ｓ１が全範囲に亘って鋸歯状信号Ｓ２と比較され、かつ負側Ｄ級増幅部５においても反転信号Ｓ１ｒが全範囲に亘って鋸歯状信号Ｓ２と比較される。したがって、正側Ｄ級増幅部４および負側Ｄ級増幅部５から歪みの極めて少ない正電圧信号Ｓ１３と負電圧信号Ｓ２３が出力されるため、加算部６から出力される増幅信号Ｓｏは、同図に示すように、Ａ級増幅装置の出力と同じように歪みの極めて少ない状態で出力される。
【００４１】
一方、図５に示すように、鋸歯状信号Ｓ２のＶ字状波形Ｓｂにおける下端部Ａの電圧値が、負電源電圧Ｖｄｄよりも高い電圧となるように、信号生成部２を構成する可変抵抗２２の抵抗値を調整したときには、同図に示すように、入力信号Ｓ１や反転信号Ｓ１ｒの電圧が低い領域（下端部Ａの電圧値よりも低電圧の領域）Ｃ，Ｄにおいて、Ｖ字状波形Ｓｂにおける下端部Ａの電圧が入力信号Ｓ１や反転信号Ｓ１ｒの電圧に達しない状態にすることができる。この場合には、図５に示すように、正側Ｄ級増幅部４から出力される正電圧信号Ｓ１３は、入力信号Ｓ１の上記領域Ｃに対応する部位において歪んだ状態で出力される。同様にして、負側Ｄ級増幅部５から出力される負電圧信号Ｓ２３も、反転信号Ｓ１ｒの上記領域Ｄに対応する部位において歪んだ状態で出力される。したがって、加算部６において、この正電圧信号Ｓ１３と負電圧信号Ｓ２３とが加算されて生成される増幅信号Ｓｏも、ＡＢ級増幅装置やＢ級増幅装置の各出力と同じように、歪みの生じた状態、具体的には、上記の各領域Ｃ，Ｄに対応する部位において歪む信号として出力される。つまり、信号増幅装置１の増幅動作が変更されたことになる。このように、増幅信号Ｓｏを部分的に歪ませる増幅動作のときには、正電圧信号Ｓ１３に含まれる直流正電圧、および負電圧信号Ｓ２３に含まれる直流負電圧を低くすることができるため、加算部６で消費される電力が低減されて、その結果として信号増幅装置１全体の消費電力が低減される。
【００４２】
このように、この信号増幅装置１では、信号生成部２が、所定時間ｔｄだけ正電源電圧Ｖｃｃと同電圧となる直線波形Ｓａと、電圧が正電源電圧Ｖｃｃから徐々に低下した後に急激に上昇して正電源電圧Ｖｃｃに短時間で戻るＶ字状波形Ｓｂとで一周期Ｔ１の波形が構成される信号を鋸歯状信号Ｓ２として生成する。これにより、鋸歯状信号Ｓ２の一周期内に正電源電圧Ｖｃｃと同電圧となる直線波形Ｓａが常に含まれるため、鋸歯状信号Ｓ２の一周期内に常にグランド電位となる期間が存在するように第１ＰＷＭ信号Ｓ１１および第２ＰＷＭ信号Ｓ２１が生成される。したがって、この信号増幅装置１によれば、第１ＰＷＭ信号Ｓ１１に基づいて作動する第１駆動回路４２によって駆動される第１トランス４３、および第２ＰＷＭ信号Ｓ２１に基づいて作動する第２駆動回路５２によって駆動される第２トランス５３に対するデッドタイムが常に確保されるため、第１トランス４３および第２トランス５３が飽和状態に至る事態を確実に防止することができる。
【００４３】
また、この信号増幅装置１では、鋸歯状信号Ｓ２の振幅（具体的には、Ｖ字状波形Ｓｂにおける下端部Ａの電圧値）を可変抵抗２２によって任意に調整可能に信号生成部２が構成されている。したがって、この信号増幅装置１によれば、鋸歯状信号Ｓ２の振幅を調整することで、正側Ｄ級増幅部４から出力される正電圧信号Ｓ１３に含まれる直流正電圧および負側Ｄ級増幅部５から出力される負電圧信号Ｓ２３に含まれる直流負電圧を任意の電圧値に設定することができ、これにより、正電圧信号Ｓ１３および負電圧信号Ｓ２３に歪みを生じさせたり、歪みのない状態にしたりすることができるため、ＡＢ級増幅装置やＢ級増幅装置の各出力と同じように波形に歪みの生じた状態で増幅信号Ｓｏを出力させたり、またはＡ級増幅装置の出力と同じように波形に生じる歪みが極めて少ない状態で増幅信号Ｓｏを出力させたりすることができる。
【００４４】
また、信号増幅装置１によれば、一端が基準電位（グランド電位）に接続されたコンデンサ２１と、一端が負電源電圧Ｖｄｄに接続された可変抵抗２２と、可変抵抗２２の他端および正電源電圧Ｖｃｃのいずれか一方をコンデンサ２１の他端に選択的に接続するスイッチ２３と、スイッチ２３を駆動してコンデンサ２１の他端を可変抵抗２２の他端および正電源電圧Ｖｃｃに交互に接続させるスイッチ駆動回路２４とを備えて信号生成部２を構成したことにより、簡易な構成でありながら、直線波形ＳａおよびＶ字状波形Ｓｂを含む鋸歯状信号Ｓ２を、そのＶ字状波形Ｓｂにおける下端部Ａの電圧値を変更可能な状態で生成することができる。
【００４５】
なお、本発明は、上記の構成に限定されない。例えば、図２に示す信号生成部２において、可変抵抗２２の配置を負電源電圧Ｖｄｄ側から正電源電圧Ｖｃｃ側に変えて、この可変抵抗２２を本発明における正側抵抗として構成し、その一端を正電源電圧Ｖｃｃに接続することにより、スイッチ２３を介してコンデンサ２１の他端を可変抵抗２２の他端および負電源電圧Ｖｄｄに交互に接続させる構成を採用することもできる。この構成の信号増幅装置では、図４に示す鋸歯状信号Ｓ２と逆極性の鋸歯状信号、すなわち、所定時間ｔｄだけ負電源電圧Ｖｄｄと同電圧となる直線波形Ｓａ、および電圧が負電源電圧Ｖｄｄから徐々に正電源電圧Ｖｃｃ側に変化した後に負電源電圧Ｖｄｄに戻る逆Ｖ字状波形Ｓｂで一周期Ｔ１の波形が構成される鋸歯状信号が信号生成部２から生成される。この場合、図２に示す構成とは異なり、コンパレータで構成された第１ＰＷＭ回路４１および第２ＰＷＭ回路５１の各非反転入力端子にこの鋸歯状信号を入力し、それぞれのＰＷＭ回路４１，５１の反転入力端子に入力信号Ｓ１や反転信号Ｓ１ｒを入力する構成とする。この構成では、第１ＰＷＭ回路４１は、入力信号Ｓ１の電圧が鋸歯状信号の電圧未満のときにオン状態となる第１ＰＷＭ信号を生成し、第２ＰＷＭ回路５１は、入力信号Ｓ１の反転信号の電圧が鋸歯状信号の電圧未満のときにオン状態となる第２ＰＷＭ信号を生成する。
【００４６】
したがって、この構成を備えた信号増幅装置においても、第１ＰＷＭ信号Ｓ１１に基づいて作動する第１駆動回路４２によって駆動される第１トランス４３、および第２ＰＷＭ信号Ｓ２１に基づいて作動する第２駆動回路５２によって駆動される第２トランス５３に対するデッドタイムが常に確保されるため、第１トランス４３および第２トランス５３が飽和状態に至る事態を確実に防止することができる。なお、この信号増幅装置では、上記した信号生成部、およびＰＷＭ回路４１，５１以外の構成については、信号増幅装置１と同一であるため、重複した説明を省略する。
【００４７】
また、上記の信号増幅装置１では、共通の鋸歯状信号Ｓ２を正側Ｄ級増幅部４および負側Ｄ級増幅部５に供給し、かつ正側Ｄ級増幅部４に入力信号Ｓ１を入力すると共に負側Ｄ級増幅部５に入力信号Ｓ１の反転信号Ｓ１ｒを入力しているが、図６に示す信号増幅装置１Ａのように、正側Ｄ級増幅部４および負側Ｄ級増幅部５に入力信号Ｓ１を入力し、かつ正側Ｄ級増幅部４に鋸歯状信号（本発明における正側鋸歯状信号）Ｓ２を入力すると共に、負側Ｄ級増幅部５に鋸歯状信号Ｓ２の極性と逆の極性の鋸歯状信号（本発明における負側鋸歯状信号）Ｓ２ｒを入力する構成とすることもできる。以下、この信号増幅装置１Ａについて説明する。なお、信号増幅装置１と同一の構成については同一の符号を付して重複する説明を省略する。
【００４８】
最初に、信号増幅装置１Ａの構成について、図面を参照して説明する。
【００４９】
信号増幅装置１Ａは、図６に示すように、信号生成部２Ａ、正側Ｄ級増幅部４、負側Ｄ級増幅部５および加算部６を備え、正電圧（本発明における正電源電圧）Ｖｃｃおよび負電圧（本発明における負電源電圧）Ｖｄｄの供給を受けて作動して、入力信号（アナログ交流信号）Ｓ１を増幅して出力信号（アナログ交流信号）Ｓｏとして出力する。このように、信号増幅装置１Ａは、信号生成部２に代えて信号生成部２Ａを備え、信号反転部３を備えていない点で信号増幅装置１と相違するだけで、他の構成については同じである。したがって、主として、この相違する構成についてのみ説明する。
【００５０】
信号生成部２Ａは、一例として、図７に示すように、第１生成回路２０ａ、第２生成回路２０ｂおよびスイッチ駆動回路２４を備えている。この場合、第１生成回路２０ａは、コンデンサ（本発明における第１コンデンサ）２１ａ、抵抗（本発明における負側抵抗。一例として可変抵抗）２２ａ、および可変抵抗２２ａの他端および正電源電圧Ｖｃｃのいずれか一方をコンデンサ２１ａの他端に選択的に接続するスイッチ（本発明における第１スイッチ）２３ａを有して構成されて、正側鋸歯状信号Ｓ２を生成する。第２生成回路２０ｂは、一端が基準電位（本例ではグランド電位）に接続されたコンデンサ（本発明における第２コンデンサ）２１ｂ、一端が正電源電圧Ｖｃｃに接続された抵抗（本発明における正側抵抗。一例として可変抵抗）２２ｂ、および可変抵抗２２ｂの他端および負電源電圧Ｖｄｄのいずれか一方をコンデンサ２１ｂの他端に選択的に接続するスイッチ（本発明における第２スイッチ）２３ｂを有して負側鋸歯状信号Ｓ２ｒを生成する。また、第１生成回路２０ａで生成される正側鋸歯状信号Ｓ２は、信号増幅装置１の信号生成部２で生成される鋸歯状信号Ｓ２と同じように、所定時間ｔｄだけ正電源電圧Ｖｃｃと同電圧となる直線波形Ｓａ、および電圧が正電源電圧Ｖｃｃから徐々に低下した後に急激に上昇して正電源電圧Ｖｃｃに短時間で戻るＶ字状波形Ｓｂで一周期Ｔ１の波形が構成される。一方、第２生成回路２０ｂで生成される負側鋸歯状信号Ｓ２ｒは、所定時間ｔｄだけ負電源電圧Ｖｄｄと同電圧となる直線波形Ｓｃ、および電圧が負電源電圧Ｖｄｄから徐々に上昇した後に急激に下降して負電源電圧Ｖｄｄに短時間で戻る逆Ｖ字状波形Ｓｄで一周期Ｔ１（正側鋸歯状信号Ｓ２と同一周期）の波形が構成される。
【００５１】
スイッチ駆動回路２４は、第１スイッチ２３ａを駆動して第１コンデンサ２１ａの他端を第１可変抵抗２２ａの他端および正電源電圧Ｖｃｃに交互に接続させると共に、第２スイッチ２３ｂを駆動して第２コンデンサ２１ｂの他端を可変抵抗２２ｂの他端および負電源電圧Ｖｄｄに交互に接続させる。本例では一例として、スイッチ駆動回路２４は、各スイッチ２３ａ，２３ｂを同一タイミングで駆動する。具体的には、スイッチ駆動回路２４は、スイッチ２３ａを駆動することで、正電源電圧Ｖｃｃをコンデンサ２１ａの他端に所定時間ｔｄだけ接続し、かつ残りの時間に可変抵抗２２ａの他端をコンデンサ２１ａの他端に接続する動作を周期Ｔ１で繰り返し実行する。また、スイッチ駆動回路２４は、スイッチ２３ｂを駆動することで、正電源電圧Ｖｃｃのコンデンサ２１ａの他端への接続に対応させて負電源電圧Ｖｄｄをコンデンサ２１ｂの他端に所定時間ｔｄだけ接続し、かつ残りの時間に可変抵抗２２ｂの他端をコンデンサ２１ｂの他端に接続する動作を周期Ｔ１で繰り返し実行する。この構成により、コンデンサ２１ａの他端側には上記した正側鋸歯状信号Ｓ２が生成され、かつコンデンサ２１ｂの他端側には上記した負側鋸歯状信号Ｓ２ｒが生成されて、これら正側鋸歯状信号Ｓ２および負側鋸歯状信号Ｓ２ｒが信号生成部２から出力される。
【００５２】
また、この信号生成部２Ａでも、可変抵抗２２ａの抵抗値を調整することにより、上記の信号生成部２と同様にして、可変抵抗２２ａによるコンデンサ２１ａからの放電特性の時定数を変更することができ、これによって、Ｖ字状波形Ｓｂにおける下端部Ａの電圧値を任意に（具体的には、負電源電圧Ｖｄｄと基準電位との間の電圧範囲内で任意に、さらには負電源電圧Ｖｄｄと正電源電圧Ｖｃｃとの間の電圧範囲内で任意に）調整可能となっている。さらに、信号生成部２Ａでは、可変抵抗２２ｂの抵抗値を調整することにより、可変抵抗２２ｂによるコンデンサ２１ｂへの充電特性の時定数を変更することができ、これによって、逆Ｖ字状波形Ｓｄにおける上端部Ａの電圧値を任意に（具体的には、正電源電圧Ｖｃｃと基準電位との間の電圧範囲内で任意に、さらには正電源電圧Ｖｃｃと負電源電圧Ｖｄｄとの間の電圧範囲内で任意に）調整可能となっている。図８の例では、このＶ字状波形Ｓｂにおける下端部Ａの電圧値が負電源電圧Ｖｄｄと同じ電圧となり、またこの逆Ｖ字状波形Ｓｄにおける上端部Ａの電圧値が正電源電圧Ｖｃｃと同じ電圧となるように、可変抵抗２２ａ，２２ｂの各抵抗値が調整されている。
【００５３】
正側Ｄ級増幅部４は、図６に示すように、第１ＰＷＭ回路４１、第１駆動回路４２、第１トランス４３および第１検波回路４４を備え、第１ＰＷＭ回路４１（コンパレータ）の非反転入力端子に入力信号Ｓ１が入力され、反転入力端子に正側鋸歯状信号Ｓ２が入力されている。この構成により、正側Ｄ級増幅部４は、信号増幅装置１の場合と同様にして、入力信号Ｓ１と正側鋸歯状信号Ｓ２とに基づいて、図８に示すように、入力信号Ｓ１と同位相の交流成分Ｖａｃに直流正電圧Ｖｄｃが重畳することによって正側領域において変化する正電圧信号Ｓ１３を生成する。この場合、正側鋸歯状信号Ｓ２は、上記したように、その一部に正電源電圧Ｖｃｃと同電圧となる直線波形Ｓａを含んで構成されている。このため、正側Ｄ級増幅部４では、正側鋸歯状信号Ｓ２の一周期全体に亘って第１ＰＷＭ信号Ｓ１１が正電圧となる状態が確実に回避され、これによって、第１トランス４３に対するデッドタイムが常に確保される結果、第１トランス４３の飽和が確実に回避されている。
【００５４】
負側Ｄ級増幅部５は、図６に示すように、第２ＰＷＭ回路５１、第２駆動回路５２、第２トランス５３および第２検波回路５４を備え、第２ＰＷＭ回路５１（コンパレータ）の反転入力端子に入力信号Ｓ１が入力され、非反転入力端子に負側鋸歯状信号Ｓ２ｒが入力されている。この構成により、負側Ｄ級増幅部５は、入力信号Ｓ１と負側鋸歯状信号Ｓ２ｒとに基づいて、図８に示すように、入力信号Ｓ１と同位相の交流成分Ｖａｃに直流負電圧Ｖｄｃが重畳することによって負側領域において変化する負電圧信号Ｓ２３を生成する。この場合、第２ＰＷＭ回路５１は、図８に示すように、入力信号Ｓ１が負側鋸歯状信号Ｓ２ｒ未満のときには、予め規定された正電圧（オン状態）となり、入力信号Ｓ１が負側鋸歯状信号Ｓ２ｒ以上のときには、グランド電位（オフ状態）となる第２ＰＷＭ信号Ｓ２１を生成して出力する。負側鋸歯状信号Ｓ２ｒは、上記したように、その一部に負電源電圧Ｖｄｄと同電圧となる直線波形Ｓｃを含んで構成されているため、この直線波形Ｓｃ部分では第２ＰＷＭ信号Ｓ２１は常にグランド電位となる。このため、負側Ｄ級増幅部５でも、負側鋸歯状信号Ｓ２ｒの一周期全体に亘って第２ＰＷＭ信号Ｓ２１が正電圧となる状態が確実に回避され、これによって、第２トランス５３に対するデッドタイムが常に確保される結果、第２トランス５３の飽和が確実に回避されている。
【００５５】
次いで、信号増幅装置１Ａによる入力信号Ｓ１の増幅動作について説明する。
【００５６】
まず、図８に示すように、正側鋸歯状信号Ｓ２のＶ字状波形Ｓｂにおける下端部Ａの電圧値が負電源電圧Ｖｄｄとほぼ同じになるように可変抵抗２２ａの抵抗値が調整され、かつ負側鋸歯状信号Ｓ２ｒの逆Ｖ字状波形Ｓｄにおける上端部Ａの電圧値が正電源電圧Ｖｃｃとほぼ同じになるように可変抵抗２２ｂの抵抗値が調整されているときには、正側Ｄ級増幅部４において入力信号Ｓ１が全範囲に亘って正側鋸歯状信号Ｓ２と比較され、かつ負側Ｄ級増幅部５においても入力信号Ｓ１が全範囲に亘って負側鋸歯状信号Ｓ２ｒと比較される。したがって、正側Ｄ級増幅部４および負側Ｄ級増幅部５から歪みの極めて少ない正電圧信号Ｓ１３と負電圧信号Ｓ２３が出力されるため、加算部６から出力される増幅信号Ｓｏは、同図に示すように、Ａ級増幅装置の出力と同じように歪みの極めて少ない状態で出力される。
【００５７】
一方、図９に示すように、正側鋸歯状信号Ｓ２のＶ字状波形Ｓｂにおける下端部Ａの電圧値が負電源電圧Ｖｄｄよりも高い電圧となり、かつ負側鋸歯状信号Ｓ２ｒの逆Ｖ字状波形Ｓｄにおける上端部Ａの電圧値が正電源電圧Ｖｃｃよりも低い電圧となるように、各可変抵抗２２ａ，２２ｂの抵抗値を調整したときには、正側Ｄ級増幅部４では、入力信号Ｓ１の電圧が低い領域（下端部Ａの電圧値よりも低電圧の領域）Ｃにおいて、Ｖ字状波形Ｓｂにおける下端部Ａの電圧が入力信号Ｓ１の電圧に達しない状態にすることができる。また、負側Ｄ級増幅部５では、入力信号Ｓ１の電圧が高い領域（上端部Ａの電圧値よりも高電圧の領域）Ｅにおいて、逆Ｖ字状波形Ｓｄにおける上端部Ａが入力信号Ｓ１に達しない状態にすることができる。この場合には、図９に示すように、正側Ｄ級増幅部４から出力される正電圧信号Ｓ１３は、入力信号Ｓ１の上記領域Ｃに対応する部位において歪んだ状態で出力される。同様にして、負側Ｄ級増幅部５から出力される負電圧信号Ｓ２３も、入力信号Ｓ１の上記領域Ｅに対応する部位において歪んだ状態で出力される。したがって、加算部６において、この正電圧信号Ｓ１３と負電圧信号Ｓ２３とが加算されて生成される増幅信号Ｓｏも、ＡＢ級増幅装置やＢ級増幅装置の各出力と同じように、歪みの生じた状態、具体的には、上記の各領域Ｃ，Ｅに対応する部位において歪む信号として出力される。
【００５８】
このように、増幅信号Ｓｏが各領域Ｃ，Ｅに対応する部位において歪む信号として出力されるときには、正電圧信号Ｓ１３に含まれる直流正電圧、および負電圧信号Ｓ２３に含まれる直流負電圧を低くすることができるため、加算部６で消費される電力が低減されて、その結果として信号増幅装置１Ａ全体の消費電力が低減される。
【００５９】
このように、この信号増幅装置１Ａでも、信号生成部２Ａから正側Ｄ級増幅部４に出力される正側鋸歯状信号Ｓ２が正電源電圧Ｖｃｃと同電圧となる直線波形Ｓａと、下端部Ａの電圧値が調整可能（振幅が調整可能）なＶ字状波形Ｓｂとを含んで構成され、かつ信号生成部２Ａから負側Ｄ級増幅部５に出力される負側鋸歯状信号Ｓ２ｒが負電源電圧Ｖｄｄと同電圧となる直線波形Ｓｃと、上端部Ａの電圧値が調整可能（振幅が調整可能）な逆Ｖ字状波形Ｓｄとを含んで構成されている。これにより、正側鋸歯状信号Ｓ２の一周期内に正電源電圧Ｖｃｃと同電圧となる直線波形Ｓａが常に含まれるため、正側鋸歯状信号Ｓ２の一周期内に常にグランド電位となる期間が存在するように第１ＰＷＭ信号Ｓ１１が生成される。また、負側鋸歯状信号Ｓ２ｒの一周期内に負電源電圧Ｖｄｄと同電圧となる直線波形Ｓｃが常に含まれるため、負側鋸歯状信号Ｓ２ｒ一周期内に常にグランド電位となる期間が存在するように第２ＰＷＭ信号Ｓ２１が生成される。
【００６０】
したがって、この信号増幅装置１Ａにおいても、信号増幅装置１と同様にして、各トランス４３，５３の飽和を確実に回避することができる。また、信号増幅装置１Ａにおいても、正側鋸歯状信号Ｓ２や負側鋸歯状信号Ｓ２ｒの振幅を調整することで、正側Ｄ級増幅部４から出力される正電圧信号Ｓ１３に含まれる直流正電圧および負側Ｄ級増幅部５から出力される負電圧信号Ｓ２３に含まれる直流負電圧を任意に設定することができ、これにより、正電圧信号Ｓ１３および負電圧信号Ｓ２３に歪みを生じさせたり、歪みのない状態にしたりすることができるため、ＡＢ級増幅装置やＢ級増幅装置の各出力と同じように波形に歪みの生じた状態で増幅信号Ｓｏを出力させたり、またはＡ級増幅装置の出力と同じように波形に生じる歪みが極めて少ない状態で増幅信号Ｓｏを出力させたりすることができる。さらに、信号増幅装置１Ａによれば、正電圧信号Ｓ１３に含まれる直流正電圧および負電圧信号Ｓ２３に含まれる直流負電圧を独立して任意に設定することができるため、増幅信号Ｓｏにおける正側波形および負側波形のバランスを微調整することもできる。
【００６１】
また、本発明は、上記の構成に限定されない。例えば、上記の信号増幅装置１，１Ａにおける信号生成部２，２Ａでは、可変抵抗２２，２２ａ，２２ｂの抵抗値を調整することにより、鋸歯状信号Ｓ２および正側鋸歯状信号Ｓ２の振幅（下端部Ａの電圧値）や、負側鋸歯状信号Ｓ２ｒの振幅（上端部Ａの電圧値）を変更する構成を採用しているが、スイッチ駆動回路２４によるスイッチ２３，２３ａ，２３ｂのオン・オフ駆動の周期や、デューティー比を変更する構成を採用することもできる。また、第１トランス４３および第２トランス５３については、センタータップのない一次巻線４３ａ，５３ａを使用して、第１駆動回路４２や第２駆動回路５２によってシングルエンド駆動される構成としているが、センタータップを備えた一次巻線を使用してディファレンシャル駆動される構成を採用することもできる。また、二次巻線４３ｂ，５３ｂについてもセンタータップのない上記の構成に代えてセンタータップのある構成とし、これに伴い、第１検波回路４４および第２検波回路５４についても、上記した半波整流回路（ダイオード１つで整流する回路）に代えて全波整流回路（ダイオード２つで整流する回路）を採用することもできるし、さらには、４つのダイオードで構成されるブリッジ整流回路を採用することもできる。また、第１トランス４３および第２トランス５３を巻線トランスで構成したが、圧電トランスを使用することもできる。
【００６２】
また、第１検波回路４４および第２検波回路５４においては、倍電圧整流方式の回路構成を採用することもできるし、さらにはコッククロフト・ウォルトン方式の回路構成を採用してもよいのは勿論である。また、上記した各信号増幅装置１，１Ａは、電圧センサなどの各種の測定器における信号増幅に利用することができる。また、一例として、加算部６を直列に接続された２つの抵抗６１，６２で構成した例について上記したが、他の構成で加算回路を構成しても良いのは勿論である。
【００６３】
また、上記の信号増幅装置１の信号生成部２では、スイッチ２３を可変抵抗２２の他端および正電源電圧Ｖｃｃに接続して、コンデンサ２１の他端を可変抵抗２２の他端および正電源電圧Ｖｃｃに交互に接続させる構成としたが、図１０に示すように、正電源電圧Ｖｃｃ側にも一端が正電源電圧Ｖｃｃに接続された状態で抵抗（本発明における正側抵抗。一例として可変抵抗）２５を配置して、コンデンサ２１の他端を可変抵抗（本発明における負側抵抗の一例）２２の他端および可変抵抗２５の他端に交互に接続させる構成を採用することもできる。この構成の信号生成部２によれば、簡易な構成を維持しつつ、直線波形ＳａおよびＶ字状波形Ｓｂを含む鋸歯状信号Ｓ２を、そのＶ字状波形Ｓｂにおける下端部Ａの電圧値を変更可能な状態で生成することができる。さらに、可変抵抗２２および可変抵抗２５の各抵抗値を調整してコンデンサ２１に対する充放電特性（時定数）を揃えることにより、図１０に示すように、Ｖ字状波形Ｓｂにおける下端部Ａを挟んだ前半側波形および後半側波形間の間隔Ｌについての振幅方向に沿ったリニアリティを改善すること（振幅方向に沿って間隔Ｌをほぼリニアに変化させること）ができ、この結果、入力信号Ｓ１をよりリニアに増幅して増幅信号Ｓｏとして出力させることができる。
【００６４】
また、上記の信号増幅装置１Ａの信号生成部２Ａにおいても、上記した信号増幅装置１の信号生成部２と同様にして、図１１に示すように、第１生成回路２０ａでは抵抗（一例として可変抵抗）２５ａを正電源電圧Ｖｃｃ側に追加して、その一端をスイッチ２３ａに接続し、第２生成回路２０ｂでは抵抗（一例として可変抵抗）２５ｂを負電源電圧Ｖｄｄ側に追加して、その一端をスイッチ２３ｂに接続する構成とすることができる。この場合、可変抵抗２５ａ，２２ａが本発明における第１正側抵抗および第１負側抵抗を構成し、可変抵抗２２ｂ，２５ｂが本発明における第２正側抵抗および第２負側抵抗を構成する。このように信号生成部２Ａを構成することにより、各生成回路２０ａ，２０ｂで生成される正側鋸歯状信号Ｓ２および負側鋸歯状信号Ｓ２ｒについての上記リニアリティを上記した信号増幅装置１の信号生成部２と同様にして改善することができるため、入力信号Ｓ１をよりリニアに増幅して増幅信号Ｓｏとして出力させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】信号増幅装置１の構成図である。
【図２】信号増幅装置１の信号生成部２と、正側Ｄ級増幅部４および負側Ｄ級増幅部５の各ＰＷＭ回路４１，５１の構成図である。
【図３】信号増幅装置１の正側Ｄ級増幅部４および負側Ｄ級増幅部５の各駆動回路４２，５２、各トランス４３，５３、各検波回路４４，５４および加算部６の構成図である。
【図４】信号増幅装置１の動作を説明するための波形図である。
【図５】信号増幅装置１の動作を説明するための波形図である。
【図６】信号増幅装置１Ａの構成図である。
【図７】信号増幅装置１Ａの信号生成部２Ａと、正側Ｄ級増幅部４および負側Ｄ級増幅部５の各ＰＷＭ回路４１，５１の構成図である。
【図８】信号増幅装置１Ａの動作を説明するための波形図である。
【図９】信号増幅装置１Ａの動作を説明するための波形図である。
【図１０】信号生成部２の他の構成を示す構成図である。
【図１１】信号生成部２Ａの他の構成を示す構成図である。
【符号の説明】
【００６６】
１，１Ａ  信号増幅装置
２，２Ａ  信号生成部
４  正側Ｄ級増幅部
５  負側Ｄ級増幅部
６  加算部
２１，２１ａ，２１ｂ  コンデンサ
２２，２２ａ，２２ｂ，２５，２５ａ，２５ｂ  可変抵抗
２３，２３ａ，２３ｂ  スイッチ
４１  第１ＰＷＭ回路
４３  第１トランス
４４  第１検波回路
５１  第２ＰＷＭ回路
５３  第２トランス
５４  第２検波回路
Ｓ１  入力信号
Ｓ１ｒ  反転信号
Ｓ２  鋸歯状信号
Ｓ１１  第１ＰＷＭ信号
Ｓ１２  第１ＰＷＭ昇圧信号
Ｓ１３  正電圧信号
Ｓ２１  第２ＰＷＭ信号
Ｓ２２  第２ＰＷＭ昇圧信号
Ｓ２３  負電圧信号
Ｓｏ  増幅信号
【図１】
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【図２】
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【図３】
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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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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