[發明專利]功率放大器

有效

• 申請號: 201510422661.8
• 申請日: 2015-07-17
• 公開（公告）號: CN105281684B
• 公開（公告）日: 2018-06-19
• 發明（設計）人: 大谷洋平;野呂正夫
• 申請（專利權）人: 雅馬哈株式會社
• 主分類號: H03F1/34
• 分類號: H03F1/34;H03F3/20
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 李佳;穆德駿

本發明涉及功率放大器。一種功率放大器包括D類放大部和負載電流反饋電路。該D類放大部包括輸入部和開關部，所述開關部用作輸出級并且依賴于輸入到所述輸入部的信號而被開關；以及經由開關部從電源向負載輸出電流。該負載電流反饋電路向D類放大部的輸入部負反饋在負載中流動的電流。

相關申請的交叉引用

本申請基于2014年7月18日提交的日本專利申請(NO.2014-148293)，通過引用將其內容合并于此。

技術領域

本發明涉及一種功率放大器，更加具體地，涉及一種適于用作吉他放大器的功率放大器。

背景技術

近年來，作為音頻功率放大器，諸如D類放大器的利用半導體器件的功率放大器已經是普遍的。例如，在D類放大器中，其輸出級晶體管由已經基于輸入音頻信號AIN而被脈沖寬度調制的PWM脈沖序列打開/關閉，并且來自電源的電流經由這個輸出級晶體管而被供應到揚聲器。因為這個D類放大器的輸出阻抗是非常低的并且因此輸出級晶體管的損耗是非常小的，所以放大器能夠有效率地向揚聲器供應電力。更加具體地，在揚聲器的內部阻抗是大致8到16Ω時，D類放大器的輸出阻抗幾乎為0Ω。進而，通常在D類放大器中，施加到揚聲器的電壓被負反饋到輸入部，并且D類放大器的增益依賴于在輸入音頻信號和其負反饋信號之間的差異而受到控制。因此，D類放大器能夠執行其中與輸入音頻信號相對應的電壓被供應到揚聲器的恒定電壓驅動。例如，WO2003/090343可用作涉及D類放大器的現有技術文獻。

即使在今天，其中如上述那些的、利用半導體器件的這種功率放大器已經是普遍的，很多真空管放大器仍然被用作用于放大電吉他的輸出信號的吉他放大器。這是因為，與利用半導體器件的功率放大器相比，這種真空管放大器能夠從揚聲器以大音量發射帶有演奏者喜歡的質量的聲音。作為其原因，以下幾點被加以考慮。

圖10是圖示全音域揚聲器的阻抗的頻率特性的曲線圖。這個揚聲器通常具有處于大致80到100Hz的頻率的共振頻率(f0)，并且在這個共振頻率(f0)下，揚聲器的阻抗變高。此外，因為靠近共振頻率(f0)的頻率帶對應于從電吉他的第五和第六根弦生成的音高，所以該頻率帶是影響電吉他的聲音質量的重要頻率帶。

在諸如D類放大器的輸出電壓被負反饋的功率放大器的情形中，即，在用于在恒定電壓下驅動揚聲器的功率放大器的情形中，在與輸入音頻信號相對應的電壓下驅動揚聲器，而不受到揚聲器的阻抗的頻率特性影響。因此，如在圖11A中所示，因為即使在其中揚聲器的阻抗為高的共振頻率(f0)附近的頻率帶中，仍然在恒定電壓下驅動揚聲器，所以揚聲器的振動幅度是恒定的并且將從揚聲器發射的聲音的幅度也維持恒定。

另一方面，在真空管放大器的情形中，五極管通常被用作用于輸出的放大器件，并且這個五極管具有高輸出阻抗的特性。此外，在使用帶有高輸出阻抗的五極管的真空管放大器中，與揚聲器阻抗的波動無關地，揚聲器由與供應到真空管的柵極的輸入信號相對應的恒定電流驅動。因此，在靠近揚聲器的阻抗變高的共振頻率(f0)的頻率帶中，如在圖11B中所示，用于驅動揚聲器的真空管放大器的電壓增加，由此揚聲器的振幅增加并且將從揚聲器發射的聲音的振幅也增加。結果，從電吉他的第五和第六根弦生成的聲音具有有力的并且有特性的聲音質量并且總是受到演奏者喜愛。例如，在揚聲器由帶有100W的最大輸出的真空管放大器驅動的情形中，在靠近共振頻率(f0)的頻率帶中，接近90V的峰值電壓被施加到揚聲器，由此能夠以大的音量發射有力的聲音。

例如，為了在靠近共振頻率(f0)的頻率帶中通過D類放大器驅動揚聲器并且將足夠的負載電流供應到揚聲器，有必要使用在它的輸出級處具有高電源電壓的高輸出D類放大器。然而，在揚聲器由這種高輸出D類放大器驅動的情形中，即使在揚聲器的阻抗為低的頻率帶中仍然執行恒定電壓驅動，由此過度的電流在揚聲器中流動并且揚聲器可能受損。