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発明の名称 音声出力回路
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平6−85576
公開日 平成6年(1994)3月25日
出願番号 特願平4−236697
出願日 平成4年(1992)9月4日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】並木 昭夫
発明者 直井 信明
要約 目的
音声出力回路に於いて、電源電圧や回路本体やスピーカを変更することなく、10%歪最大出力を種々に設定可能とする。

構成
音声アンプ1の+入力端子には、抵抗4を介し、抵抗2、3、コンデンサ10よりなるバイアス源から電圧が加えられ、−入力端子には抵抗5を介し、抵抗15、可変抵抗16、コンデンサ14よりなるバイアス源から電圧が加えられると共に、出力側から抵抗6により直流帰還電圧が加えられている。可変抵抗16を変えることで、両入力端子間にバイアス電圧差を設けて音声アンプ1の出力中点電圧を偏らせ、10%歪最大出力を可変させる。
特許請求の範囲
【請求項1】 プラス入力側とマイナス入力側を有するオペアンプの如き音声アンプにおいて、プラス入力側には、電源電圧から第1の直流バイアス源と第1の抵抗を介してバイアス電圧が付与されると共に、コンデンサを介して音声信号が入力され、マイナス入力側には、前記音声アンプの出力側が帰還抵抗を介して接続されると共に、前記電源電圧と同じ電源電圧から第2の直流バイアス源と第2の抵抗を介してバイアス電圧が付与され、前記第1の直流バイアス源から付与されるバイアス電圧と第2の直流バイアス源から付与されるバイアス電圧との間に電圧差を持たせることで、動作時において、前記音声アンプ出力側の中点電圧が前記電源電圧の1/2の値よりプラス側又はマイナス側にずれて動作するようにし、それにより前記音声アンプ出力側から取り出される入力音声信号の増幅出力としての10%歪の最大出力が、上下対称波形でなく、片側クリップ波形であるようにしたことを特徴とする音声出力回路。
【請求項2】 請求項1に記載の音声出力回路において、前記第1の直流バイアス源から付与されるバイアス電圧と第2の直流バイアス源から付与されるバイアス電圧との間に持たせる電圧差をレベル設定することにより、前記音声アンプ出力側から取り出される入力音声信号の増幅出力としての10%歪の最大出力のレベルを設定することを特徴とする音声出力回路。
【請求項3】 プラス入力側とマイナス入力側を有するオペアンプの如き音声アンプにおいて、プラス入力側には、電源電圧から直流バイアス源と第1の抵抗を介してバイアス電圧が付与されると共に、第1のコンデンサを介して音声信号が入力され、マイナス入力側には、前記音声アンプの出力側が帰還抵抗を介して接続されると共に、第2の抵抗と第2のコンデンサを介して接地され、動作時において前記音声アンプの出力側における中点電圧が、前記電源電圧の1/2の値よりもプラス側又はマイナス側にずれて動作するように前記プラス入力側に付与されるバイアス電圧を調整して成ることを特徴とする音声出力回路。
発明の詳細な説明
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、テレビジョン受信機等に内蔵され、音声再生に用いられる音声出力回路に関するものであり、更に詳しくは、該音声出力回路の最大出力を変更させる手段に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図2は、回路構成的には一般的な音声アンプの従来例を示す回路図である。同図において、1はオペアンプの如き音声アンプ、Vccは電源(又は電源電圧)である。
【0003】図2において、抵抗2、3とコンデンサ10が、直流電源Vccを供給されて直流電圧を作成する直流電圧源を構成しており、抵抗4を介して、音声アンプ1のプラス側入力端子にバイアス電圧を付与する。音声アンプ1のマイナス側入力端子と、該音声アンプ1の出力端子(Va)点との間には、帰還抵抗6が接続され、さらにマイナス側入力端子は、抵抗5とコンデンサ11を介して交流的に接地されている。入力音声信号は、IN端子からコンデンサ9を介してプラス側入力端子に印加される。
【0004】音声アンプ1のプラス−マイナス入力端子間電圧に対する出力のゲインは、理想的には無限大であり、交流ゲインは、抵抗5と抵抗6の比によってきまり、直流バイアス電圧は、電源電圧Vccを分圧する抵抗2と抵抗3の中点電圧であり、これが音声アンプの各端子(プラス側入力端子、出力端子(Va)点、マイナス側入力端子)に現われる。
【0005】此の場合の10%歪最大出力(テレビジョン受信機の音声出力は、10%歪になっているときの出力を最大出力とする規定になっている)は、電源電圧Vccによって制限される。テレビジョン受信機において、この10%歪最大出力を所定の設計値と一致させる調整手段として常用されるのが、電源電圧Vccを微調整する手段である。
【0006】そのほか、出力レベル制限機能を持つ従来の回路例としては、実公昭62−28094号公報の第1図に記載の例を参考までに挙げることができる。この公報の第1図に記載の増幅器3を音声アンプと仮定すれば、この第1図に記載の回路は、出力制限機能を持つ音声出力回路として働き、同図内記載の検波回路5、コンデンサ6、抵抗7及び2、トランジスタ8を選定、調整することによって出力レベルの制限値を自由に設定できる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】さて、テレビジョン受信機ではブラウン管の大きさで決まる筐体の大きさによって、それに見合った音声出力値を設計するのが好ましいが、そのようにしようとすると、回路を共通化して生産性を高める思想に反する結果を招く。
【0008】即ち、各機種ごとに、機種に見合った音声出力値を設計しようとして異なる電源電圧、音声出力ICを用いるのでは、共通なプリント基板上での機種展開が難しくなり、回路を共通化して生産性を高めることはできない。
【0009】また、ドルビープロロジック内蔵機種に於いては、音声出力回路がフロント、センター、リアの3チャンネル有り、各チャンネルを共通電源とした場合に、各チャンネルの出力仕様によって10%歪出力を設定しようとしても、(図2を参照して説明した従来技術によれば)負荷となるスピーカインピーダンスと電源電圧によって10%歪最大出力が決まってしまうため、例えばフロントチャンネルが10Wで、リアチャンネルが5Wの仕様である場合には、リアチャンネルにつながるスピーカのインピーダンスをフロントチャンネルにつながるスピーカのインピーダンスよりも大きくするしかない。
【0010】本発明の目的は、このような従来技術の不都合をなくし、異なる電源電圧、音声出力ICを用いることなしに、各機種ごとに、機種(筐体の大きさ)に見合った音声出力値を自由に設計できるようにした音声出力回路を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記目的達成のため、本発明では、音声出力回路の電源電圧(Vcc)も出力回路自体も変えることなしに、その最大出力電圧(10%歪出力電圧)を自由に設定可能にするために、オペアンプの如き音声アンプの出力電圧中点電位を、入力点のバイアス電圧を変えることで、Vcc/2の電位点よりずらせて、10%歪出力(最大出力)となる点を変える。
【0012】まずそのための第1の手段は、オペアンプの如き音声アンプのプラス側とマイナス側の各入力バイアスに差を設けて、出力電圧中点電位をずらせることである。
【0013】第2の手段は、オペアンプの如き音声アンプのマイナス側の入力バイアスは音声アンプの出力から直流帰還をかけ、プラス側のバイアス電圧をVcc/2の電位点よりずらせることで、出力電圧中点電圧をVcc/2の電位点よりずらせることである。
【0014】
【作用】オペアンプモデルで示されるプラス入力、マイナス入力、及び出力を有する音声アンプの、プラス側入力用バイアス電圧とマイナス側入力用バイアス電圧を独立に設けて、これらの電圧間に差を持たせる、即ち、プラス入力端子にはプラス側入力用バイアス電圧を抵抗を介して与え、マイナス入力には出力から帰還抵抗による直流帰還をかけると共に、マイナス側入力用バイアス電圧が抵抗を介して加えられるようにし、両バイアス電圧間に差を持たせると、音声アンプ出力の中点電圧がVcc/2の電位点よりずれる(但し、Vccは上記バイアス電圧の供給源となる電源電圧である)。
【0015】この状態で、プラス入力にコンデンサカットされて正弦波信号が音声信号として入力されると、10%歪時の出力波形(最大出力)は上下非対称の波形(片側クリップ波形)となる。前記、両バイアス電圧間に持たせる差を変化させれば出力中点電圧も比例して変化し、従って10%歪時の出力(最大出力)レベルも変わる。
【0016】また、前記音声アンプのプラス側入力用バイアス電圧を可変出来るようにして、一方マイナス側入力用バイアスは、出力側からの帰還抵抗による直流帰還のみによって印加させるようにし、プラス側入力用バイアス電圧を変化させれば、音声アンプの帰還動作によって音声アンプ出力の中点電圧も変化する。前記同様、出力波形を上下非対称とするには、プラス側入力用バイアス電圧を、一般的な動作条件であるVcc/2の電位点からずらせば、音声アンプ出力の中点電圧も同様に変化するように作用する。
【0017】
【実施例】図1は、本発明の一実施例を示す回路図である。同図において、1はオペアンプの如き音声アンプ、Vccは電源(又は電源電圧)である。
【0018】オペアンプモデルであらわされる音声アンプ1の+入力端子には、抵抗2、抵抗3、コンデンサ10より成る+入力バイアス電圧源から、抵抗4によってバイアス電圧が与えられ、入力端子INから、コンデンサ9を介して、音声信号が入力される。
【0019】他方、−入力端子には、音声アンプ1の出力端子(記号Vb点)から帰還抵抗6を介して直流帰還電圧が印加されると共に、抵抗15、可変抵抗16、コンデンサ14より成る−入力バイアス電圧源から、抵抗5を介してバイアス電圧が印加される。
【0020】電源電圧Vccは、+入力バイアス電圧源の抵抗2と、−入力バイアス電圧源の抵抗15と、音声アンプ1に供給される。音声アンプ1の出力端子とGND間には、発振防止用の抵抗7とコンデンサ13が接続され、音声アンプ1の出力端子からは、コンデンサ12によってDCカットされた出力信号Vo1が出力される。抵抗8は直流放電用の抵抗である。
【0021】本実施例に於いて、抵抗2、3、15、可変抵抗16を、皆同じ抵抗値にすれば、音声アンプ1のすべての端子(+入力端子、−入力端子、出力端子)はVcc/2の電圧となり、IN端子からコンデンサ9を介して正弦波形の音声信号が入力されたとすると、図3の記号Vo2で示した波形(正弦波形)がコンデンサカットされて出力される。なお図3は、正弦波形の音声信号が入力されたときの音声アンプ出力電圧を示す波形図である。
【0022】この状態で、入力音声信号のレベルをあげれば、上側はVcc、下側はGNDに制限されて、上下対称にクリップした波形が出力される。しかし、可変抵抗16を大きくして−入力端子のバイアス電圧を+入力端子のバイアス電圧よりも僅かに上げると、音声アンプ1のDC出力電圧が下がり、図3の記号Vo1で示した波形となる。
【0023】この時、音声アンプ1のDC出力電圧は、図3の記号VaからVbに下がって、このため記号Vo1で示す波形のとおり、下側波形がGNDに制限されてクリップしている。従って、出力レベルを制限したことになる。
【0024】本発明の第2の実施例は図2によっても説明できる。図2は、先にも述べた通り、回路構成的には一般的な音声アンプの従来例を示す回路図であるが、その動作のさせ方によっては、本発明を実現できる回路である。
【0025】図2において、音声アンプ1の+入力端子には、抵抗2、抵抗3、コンデンサ10より成る+入力バイアス電圧源から、抵抗4を介してバイアス電圧が与えられ、−入力端子には、音声アンプ1の出力端子(記号Va点)から、帰還抵抗6を介して、直流帰還電圧が与えられている。
【0026】−入力端子とGND間には、抵抗5とコンデンサ11が接続されて直流帰還率は100%で、交流ゲインは[1+(R6/R5)]となる。R5、R6は、それぞれ抵抗5と6の抵抗値である。
【0027】この第2の実施例において、抵抗2と抵抗3を同じ抵抗値にすれば、+入力端子のバイアス電圧がVcc/2となり、直流帰還率100%により、−入力端子のバイアス電圧と出力端子電圧も同じ電圧(Vcc/2)となる。この状態では、正弦波形の音声信号が入力されるとき、図3の記号Vo2で示す波形(正弦波形)がコンデンサカットされて出力される。
【0028】しかし、抵抗2と抵抗3を同じ抵抗値にするのでなく、抵抗3の値を小さ値に変更することで、アンプ1のDC出力電圧を下げれば、図3の記号Vo1で示す波形のように、下側波形がGNDに制限されてクリップした波形となる。従って、抵抗3の値によって出力レベルを制限したことになる。
【0029】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、音声出力回路に於いて、回路部分を共通にして、しかも、電源電圧やスピーカインピーダンスを変更することなく、10%歪最大出力を変更する方法を、音声アンプの+と−の入力バイアス電圧に差を設けることで実現できる。また、別な方法として、音声アンプの入力バイアスを、音声アンプのDC出力電圧が電源電圧の1/2の点からずれるように操作しても実現できる。
【0030】いずれにしても、本発明によれば、正弦波形の音声信号が入力されるとき、出力波形の片側をクリップさせて10%歪最大出力のレベルを設定することが可能であり、しかも入力側バイアスの抵抗値の変更によって、その設定値を可変することが出来る。




 

 


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