[发明专利]功率放大器

说明书

本发明涉及功率放大器。一种功率放大器包括D类放大部和负载电流反馈电路。该D类放大部包括输入部和开关部，所述开关部用作输出级并且依赖于输入到所述输入部的信号而被开关；以及经由开关部从电源向负载输出电流。该负载电流反馈电路向D类放大部的输入部负反馈在负载中流动的电流。

相关申请的交叉引用

本申请基于2014年7月18日提交的日本专利申请(NO.2014-148293)，通过引用将其内容合并于此。

技术领域

本发明涉及一种功率放大器，更加具体地，涉及一种适于用作吉他放大器的功率放大器。

背景技术

近年来，作为音频功率放大器，诸如D类放大器的利用半导体器件的功率放大器已经是普遍的。例如，在D类放大器中，其输出级晶体管由已经基于输入音频信号AIN而被脉冲宽度调制的PWM脉冲序列打开/关闭，并且来自电源的电流经由这个输出级晶体管而被供应到扬声器。因为这个D类放大器的输出阻抗是非常低的并且因此输出级晶体管的损耗是非常小的，所以放大器能够有效率地向扬声器供应电力。更加具体地，在扬声器的内部阻抗是大致8到16Ω时，D类放大器的输出阻抗几乎为0Ω。进而，通常在D类放大器中，施加到扬声器的电压被负反馈到输入部，并且D类放大器的增益依赖于在输入音频信号和其负反馈信号之间的差异而受到控制。因此，D类放大器能够执行其中与输入音频信号相对应的电压被供应到扬声器的恒定电压驱动。例如，WO2003/090343可用作涉及D类放大器的现有技术文献。

即使在今天，其中如上述那些的、利用半导体器件的这种功率放大器已经是普遍的，很多真空管放大器仍然被用作用于放大电吉他的输出信号的吉他放大器。这是因为，与利用半导体器件的功率放大器相比，这种真空管放大器能够从扬声器以大音量发射带有演奏者喜欢的质量的声音。作为其原因，以下几点被加以考虑。

图10是图示全音域扬声器的阻抗的频率特性的曲线图。这个扬声器通常具有处于大致80到100Hz的频率的共振频率(f0)，并且在这个共振频率(f0)下，扬声器的阻抗变高。此外，因为靠近共振频率(f0)的频率带对应于从电吉他的第五和第六根弦生成的音高，所以该频率带是影响电吉他的声音质量的重要频率带。

在诸如D类放大器的输出电压被负反馈的功率放大器的情形中，即，在用于在恒定电压下驱动扬声器的功率放大器的情形中，在与输入音频信号相对应的电压下驱动扬声器，而不受到扬声器的阻抗的频率特性影响。因此，如在图11A中所示，因为即使在其中扬声器的阻抗为高的共振频率(f0)附近的频率带中，仍然在恒定电压下驱动扬声器，所以扬声器的振动幅度是恒定的并且将从扬声器发射的声音的幅度也维持恒定。

另一方面，在真空管放大器的情形中，五极管通常被用作用于输出的放大器件，并且这个五极管具有高输出阻抗的特性。此外，在使用带有高输出阻抗的五极管的真空管放大器中，与扬声器阻抗的波动无关地，扬声器由与供应到真空管的栅极的输入信号相对应的恒定电流驱动。因此，在靠近扬声器的阻抗变高的共振频率(f0)的频率带中，如在图11B中所示，用于驱动扬声器的真空管放大器的电压增加，由此扬声器的振幅增加并且将从扬声器发射的声音的振幅也增加。结果，从电吉他的第五和第六根弦生成的声音具有有力的并且有特性的声音质量并且总是受到演奏者喜爱。例如，在扬声器由带有100W的最大输出的真空管放大器驱动的情形中，在靠近共振频率(f0)的频率带中，接近90V的峰值电压被施加到扬声器，由此能够以大的音量发射有力的声音。

例如，为了在靠近共振频率(f0)的频率带中通过D类放大器驱动扬声器并且将足够的负载电流供应到扬声器，有必要使用在它的输出级处具有高电源电压的高输出D类放大器。然而，在扬声器由这种高输出D类放大器驱动的情形中，即使在扬声器的阻抗为低的频率带中仍然执行恒定电压驱动，由此过度的电流在扬声器中流动并且扬声器可能受损。