特許 6973794 歪み調整回路、歪み除去回路、増幅装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6973794

(24)【登録日】2021年11月8日

(45)【発行日】2021年12月1日

(54)【発明の名称】歪み調整回路、歪み除去回路、増幅装置

(51)【国際特許分類】

   H03F 1/32 20060101AFI20211118BHJP

   H03F 3/187 20060101ALI20211118BHJP

【ＦＩ】

   H03F1/32

   H03F3/187

【請求項の数】8

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2018-112584(P2018-112584)

(22)【出願日】2018年6月13日

(65)【公開番号】特開2019-216358(P2019-216358A)

(43)【公開日】2019年12月19日

【審査請求日】2020年11月20日

(73)【特許権者】

【識別番号】000130329

【氏名又は名称】株式会社コルグ

(74)【代理人】

【識別番号】100121706

【弁理士】

【氏名又は名称】中尾 直樹

(74)【代理人】

【識別番号】100128705

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 幸雄

(74)【代理人】

【識別番号】100147773

【弁理士】

【氏名又は名称】義村 宗洋

(72)【発明者】

【氏名】横山 健司

(72)【発明者】

【氏名】森川 悠佑

(72)【発明者】

【氏名】遠山 雅利

【審査官】 渡井 高広

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許出願公開第２００３／０２３４６８４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許第０６２６８７７０（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】 特開昭５７−１０１４０５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０３Ｆ １／３２

Ｈ０３Ｆ ３／１８７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

増幅器の歪みを調整するための歪み調整回路であって、
増幅対象の信号である増幅対象信号を入力とし、前記増幅器への入力信号である増幅入力信号を出力する歪み調整部と、
前記増幅器の出力信号である増幅出力信号を入力とし、対応入力信号を出力する増幅率設定部と、
前記増幅入力信号と前記対応入力信号に応じたフィードバック信号を出力する歪みフィードバック部と、
を備え、
前記歪み調整部は、前記フィードバック信号も入力とし、前記増幅入力信号は、前記増幅対象信号と前記フィードバック信号とを加重平均した信号であり、
前記増幅率設定部は、前記フィードバック信号も入力とし、前記対応入力信号は、前記増幅出力信号を前記増幅器の増幅率で除した信号と前記フィードバック信号とを加重平均した信号であり、
前記フィードバック部は、前記増幅入力信号と前記対応入力信号を一致させるように機能し、
前記増幅率設定部の加重平均を固定し、前記歪み調整部の加重平均を調整することで増幅率を維持したまま歪みを調整する
ことを特徴とする歪み調整回路。

【請求項2】

増幅器の歪みを調整するための歪み調整回路であって、
増幅対象の信号である増幅対象信号を入力とし、前記増幅器への入力信号である増幅入力信号を出力する歪み調整部と、
前記増幅器の出力信号である増幅出力信号を入力とし、対応入力信号を出力する増幅率設定部と、
前記増幅入力信号と前記対応入力信号に応じたフィードバック信号を出力する歪みフィードバック部と、
を備え、
前記増幅器の増幅率は１であり、
前記歪み調整部は、前記フィードバック信号も入力とし、前記増幅入力信号は、前記増幅対象信号と前記フィードバック信号とを加重平均した信号であり、
前記増幅率設定部は、前記フィードバック信号も入力とし、前記対応入力信号は、前記増幅出力信号と前記フィードバック信号とを加重平均した信号であり、
前記フィードバック部は、前記増幅入力信号と前記対応入力信号を一致させるように機能し、
前記増幅率設定部の加重平均を固定し、前記歪み調整部の加重平均を調整することで増幅率を維持したまま歪みを調整する
ことを特徴とする歪み調整回路。

【請求項3】

増幅器の歪みを調整するための歪み調整回路であって、
増幅対象の入力信号である増幅対象信号が流れる点を増幅対象点、
前記増幅器への入力信号である増幅入力信号が流れる点を増幅入力点、
前記増幅器の出力信号である増幅出力信号が流れる点を増幅出力点、
前記増幅出力信号に対応した信号が流れる点を対応入力点、
フィードバック信号が流れる点をフィードバック点、
とし、
前記増幅対象点と前記増幅入力点の間に配置された抵抗Ｘと、
前記増幅入力点と前記フィードバック点の間に配置された抵抗Ｙと、
前記対応入力点と接地との間に配置された抵抗１と、
前記増幅出力点と前記対応入力点の間に配置された抵抗２と、
前記対応入力点と前記フィードバック点の間に配置された抵抗３と、
前記増幅入力点が正の入力、前記対応入力点が負の入力に接続され、前記フィードバック点が出力に接続された増幅部と、
を備え、
抵抗１と抵抗２との直列接続の抵抗値を抵抗１の抵抗値で除した値は、前記増幅器の増幅率であり、
前記抵抗３の抵抗値は、抵抗１と抵抗２との並列接続の抵抗値と一致し、
前記増幅部は、前記増幅入力点の電位と前記対応入力点の電位が一致するように動作する
ことを特徴とする歪み調整回路。

【請求項4】

増幅器の歪みを調整するための歪み調整回路であって、
増幅対象の入力信号である増幅対象信号が流れる点を増幅対象点、
前記増幅器への入力信号である増幅入力信号が流れる点を増幅入力点、
前記増幅器の出力信号である増幅出力信号が流れる点を増幅出力点、
前記増幅出力信号に対応した信号が流れる点を対応入力点、
フィードバック信号が流れる点をフィードバック点、
とし、
前記増幅対象点と前記増幅入力点の間に配置された抵抗Ｘと、
前記増幅入力点と前記フィードバック点の間に配置された抵抗Ｙと、
前記増幅出力点と前記対応入力点の間に配置された抵抗２と、
前記対応入力点と前記フィードバック点の間に配置された抵抗３と、
前記増幅入力点が正の入力、前記対応入力点が負の入力に接続され、前記フィードバック点が出力に接続された増幅部と、
を備え、
前記増幅器の増幅率は１であり、
前記抵抗３の抵抗値は、抵抗２の抵抗値と一致し、
前記増幅部は、前記増幅入力点の電位と前記対応入力点の電位が一致するように動作する
ことを特徴とする歪み調整回路。

【請求項5】

請求項３または４記載の歪み調整回路であって、
前記増幅部は、オペアンプである
ことを特徴とする歪み調整回路。

【請求項6】

請求項１または２記載の歪み調整回路を備え、
前記増幅対象信号に含まれる前記フィードバック信号の割合と、前記対象入力信号に含まれる前記フィードバック信号の割合は等しい
ことを特徴とする歪み除去回路。

【請求項7】

請求項３から５のいずれかに記載の歪み調整回路を備え、
前記抵抗Ｘの抵抗値と前記抵抗Ｙの抵抗値が一致する
ことを特徴とする歪み除去回路。

【請求項8】

請求項１から５のいずれかに記載の歪み調整回路、もしくは請求項６または７記載の歪み除去回路と、
前記増幅器を備えた
増幅装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、増幅器の歪みを調整する歪み調整回路、増幅器の歪みを除去する歪み除去回路、および歪み調整回路もしくは歪み除去回路を備える増幅装置に関する。

【背景技術】

【0002】

増幅器の歪みを低減する回路として、特許文献１〜３の技術などが知られている。特許文献１の技術は、増幅回路内部で発生される歪みを検出し、その検出出力を入力信号に加え合わせることにより歪みを打ち消す。特許文献２の技術は、３つの差動増幅回路と２つのトランジスタを用い、比較的低い電圧での駆動においても、信号歪を低減でき、ダイナミックレンジの広いＩＣ化に適したオーディオ信号増幅回路を提供している。特許文献３には、利得を制御することで歪を抑制しつつ音量感を向上させる技術が示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開昭５７−１６４６０４号公報

【特許文献2】特開２００４−３４３７２１号公報

【特許文献3】特開２０１１−１５５３３３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

音響関係の増幅器の場合、ユーザの好みによって歪みを付加することがある。例えば、信号を増幅する増幅器として真空管を用いることで、真空管が持つ特性（歪み）を楽しむことなどである。このような場合に、増幅器の増幅率を変えることなく、歪みの量のみを調整したい。しかしながら、従来技術は、信号の増幅率を維持しながら歪みの量のみを調整できないという課題がある。

【0005】

本発明は、信号の増幅率を維持しながら歪みの量を調整できる歪み調整回路、歪み調整回路を含む増幅装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の歪み調整回路は、歪み調整部、増幅率設定部、歪みフィードバック部を備える。歪み調整部は、増幅対象の信号である増幅対象信号と歪みフィードバック部の出力であるフィードバック信号とを加重平均した信号である増幅入力信号を、増幅器への入力信号として出力する。増幅率設定部は、増幅器の出力信号である増幅出力信号を増幅器の増幅率で除した信号とフィードバック信号とを加重平均した信号である対応入力信号を出力する。歪みフィードバック部は、増幅入力信号と対応入力信号に応じたフィードバック信号を出力し、増幅入力信号と対応入力信号を一致させるように機能する。

【発明の効果】

【0007】

本発明の歪み調整回路によれば、増幅入力信号は増幅対象信号とフィードバック信号とを加重平均した信号であり、対応入力信号は増幅出力信号を増幅器の増幅率で除した信号とフィードバック信号とを加重平均した信号であり、増幅入力信号と対応入力信号を一致させるように機能する。よって、増幅器の増幅率を維持しながら歪みの量を調整できる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】実施例１の歪み調整回路の構成例を示す図。

【図2】Ｒ_ｘ／Ｒ_ｙの値と歪み率の関係を示す図。

【図3】変形例の歪み調整回路の構成例を示す図。

【図4】歪みを付加したシミュレーション用の回路構成を示す図。

【図5】シミュレーション結果を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。なお、同じ機能を有する構成部には同じ番号を付し、重複説明を省略する。

【実施例1】

【0010】

図１に実施例１の歪み調整回路の構成例を示す。歪み調整回路１００と増幅器９００との組合せは、増幅装置１０である。歪み調整回路１００の内部において、増幅対象の入力信号である増幅対象信号が流れる点を増幅対象点、増幅器９００への入力信号である増幅入力信号が流れる点を増幅入力点、増幅器９００の出力信号である増幅出力信号が流れる点を増幅出力点、増幅出力信号に対応した信号が流れる点を対応入力点、フィードバック信号が流れる点をフィードバック点とする。そして、増幅対象点の電位をＶ_ｉｎ、増幅入力点の電位をＶ_２、増幅出力点の電位をＶ_ｏｕｔ、対応入力点の電位をＶ_３、フィードバック点の電位をＶ_１とする。言い換えると、Ｖ_ｉｎは増幅対象信号、Ｖ_２は増幅入力信号、Ｖ_ｏｕｔは増幅出力信号、Ｖ_３は対応入力信号、Ｖ_１はフィードバック信号を示している。「流れる点」とは、同じ電位となる導線上のいずれの点でもよい。

【0011】

歪み調整回路１００は、増幅対象点と増幅入力点の間に配置された抵抗１１１と、増幅入力点とフィードバック点の間に配置された抵抗１１２と、対応入力点と接地との間に配置された抵抗１２１と、増幅出力点と対応入力点の間に配置された抵抗１２２と、対応入力点とフィードバック点の間に配置された抵抗１２３と、増幅部１３１を備える。抵抗１２１と抵抗１２２との直列接続の抵抗値（Ｒ_１＋Ｒ_２）を抵抗１２１の抵抗値Ｒ_１で除した値（Ｒ_１＋Ｒ_２）／Ｒ_１は、増幅器９００の増幅率Ａである。また、抵抗１２３の抵抗値Ｒ₃は、抵抗１２１と抵抗１２２との並列接続の抵抗値（Ｒ_１・Ｒ_２）／（Ｒ_１＋Ｒ_２）と一致する。

【0012】

増幅部１３１は、増幅入力点が正の入力、対応入力点が負の入力に接続され、フィードバック点が出力に接続される。「正の入力」とは入力が大きくなれば出力も大きくなるような入力であり、「負の入力」とは入力が大きくなると出力が小さくなるような入力である。増幅部１３１は、増幅入力点の電位Ｖ_２と対応入力点の電位Ｖ_３が一致するように動作する。増幅部１３１は、例えばオペアンプである。

【0013】

増幅器９００は、例えば真空管を含んでおり、単体で動作させた場合には、入力ｘに対して、
Ａｘ＋ｆ（ｘ） （１）
を出力する。Ａは増幅器９００の増幅率であり、ｆ（ｘ）はｘが入力されたときの増幅器９００の出力に含まれる歪みの量である。図１に示した回路の場合、抵抗値Ｒ₃が抵抗１２１と抵抗１２２との並列接続の抵抗値（Ｒ_１・Ｒ_２）／（Ｒ_１＋Ｒ_２）なので電位Ｖ_３は、キルヒホッフの法則より電位Ｖ_ｏｕｔ，電位Ｖ_１を用いて次式のように表現できる。

【0014】

【数1】

【0015】

また、電位Ｖ_２は次式のように電位Ｖ_ｉｎ，電位Ｖ_１を用いて表現できる。

【0016】

【数2】

【0017】

増幅部１３１は、増幅入力点の電位Ｖ_２と対応入力点の電位Ｖ_３が一致するように動作するので、次式の関係が成り立つ。

【0018】

【数3】

【0019】

そして、Ｒ_ｘ＝Ｒ_ｙのように抵抗１１１，１１２を設定した場合、式（４）の左辺は０になるので、電位Ｖ_ｏｕｔと電位Ｖ_ｉｎの関係は次式のようになる。

【0020】

【数4】

【0021】

ここで、値（Ｒ_１＋Ｒ_２）／Ｒ_１は増幅器９００の増幅率Ａとなるように設定しているので、増幅器９００単体で動作させたときには歪みｆ（ｘ）を含むとしても、歪み調整回路１００を接続すれば、Ｖ_ｏｕｔ＝Ａ・Ｖ_ｉｎのように、歪み成分を除去できる。つまり、抵抗１１１の抵抗値Ｒ_ｘと抵抗１１２の抵抗値Ｒ_ｙを一致させれば、歪み調整回路１００は、歪み除去回路となる。

【0022】

次にＲ_ｘ≠Ｒ_ｙの場合を検討する。このとき式（４）と（Ｒ_１＋Ｒ_２）／Ｒ_１＝Ａの関係から電位Ｖ_１を求めると次式のようになる。

【0023】

【数5】

【0024】

式（１），（２），（５），Ｖ_２＝Ｖ_３より、電位Ｖ_ｏｕｔは、次式のように表現できる。

【0025】

【数6】

【0026】

式（６）を電位Ｖ_ｏｕｔについて解き、整理すると、以下のようになる。

【0027】

【数7】

【0028】

ここまでの分析は分母が０になることを防ぐためにＲ_ｘ≠Ｒ_ｙを前提としていたが、式（７）からも、Ｒ_ｘ＝Ｒ_ｙのように抵抗１１１，１１２を設定したときに歪み成分の項が０になることが分かる。

【0029】

図２は、Ｒ_ｘ／Ｒ_ｙの値と歪み率の関係を示す図である。横軸はＲ_ｘ／Ｒ_ｙの値、縦軸が歪み率である。例えば、抵抗１１１を可変抵抗としＲ_ｘ＝０とした場合はＶ_２＝Ｖ_ｉｎとなり、式（７）は、
Ｖ_ｏｕｔ＝ＡＶ_ｉｎ＋ｆ（Ｖ_ｉｎ）
となるので、式（１）で示した増幅器９００を単体で動作させた場合と同じとなる。つまり、増幅器９００の歪みがそのまま（１００％）出力される。また、Ｒ_ｘ＝Ｒ_ｙ／２の場合は、式（７）は、
Ｖ_ｏｕｔ＝ＡＶ_ｉｎ＋ｆ（Ｖ_２）／２≒ＡＶ_ｉｎ＋ｆ（Ｖ_ｉｎ）／２
となるので、歪み率が約５０％となる。歪み調整回路１００としては、抵抗値Ｒ_ｘを０からＲ_ｙの間で調整できる可変抵抗とすれば、歪みの位相は変えない範囲で歪みの量を調整できる。また、例えば抵抗値Ｒ_ｘを０から２Ｒ_ｙの間で調整できる可変抵抗とすれば、歪みの位相を逆転した調整も可能になる。このように、歪み成分を調整したい範囲となるように、抵抗値Ｒ_ｘの設定範囲を決めればよい。また、抵抗１１１として複数の抵抗値の異なる固定抵抗を用意し、切り替えることで歪み成分を調整してもよい。式（７）から分かるように、抵抗値Ｒ_ｘを変化させても増幅率Ａには影響しない。つまり、増幅器９００の増幅率Ａを維持しながら歪みの量を調整できる。

【0030】

なお、上述の説明では増幅入力点が増幅部１３１の正の入力、対応入力点が増幅部１３１の負の入力に接続される理由は説明されていないので補足説明する。電位を高くする歪みが付加されたとき増幅出力点の電位Ｖ_ｏｕｔは高くなり、対応入力点の電位Ｖ_３も上昇する。対応入力点を増幅部１３１の負の入力に接続しているので、フィードバック点の電位Ｖ_１は低くなる。これは、対応入力点の電位Ｖ_３を下げる効果につながるため、歪みを低減することになる。

【0031】

また、図１にはコンデンサなどは付加されていないが、増幅対象信号に影響を与えない範囲で付加しても構わない。例えば、直流成分を除去するためにいずれかの抵抗と直列にコンデンサを付加してもよい。

【0032】

＜上位概念＞
図１の歪み調整回路１００内の点線で囲んだ構成部は、歪み調整部１１０、増幅率設定部１２０、歪みフィードバック部１３０である。歪み調整部１１０は、増幅対象の信号である増幅対象信号と歪みフィードバック部１３０の出力であるフィードバック信号を入力とし、増幅対象信号とフィードバック信号とを加重平均（重み付き平均）した信号である増幅入力信号を、増幅器９００への入力信号として出力する。増幅率設定部１２０は、増幅器９００の出力信号である増幅出力信号と歪みフィードバック部１３０の出力であるフィードバック信号を入力とし、増幅出力信号を増幅器９００の増幅率で除した信号とフィードバック信号とを加重平均した信号である対応入力信号を出力する。歪みフィードバック部１３０は、増幅入力信号と対応入力信号に応じたフィードバック信号を出力し、増幅入力信号と対応入力信号を一致させるように機能する。上述の例と同様に、Ｖ_ｉｎを増幅対象信号、Ｖ_２を増幅入力信号、Ｖ_ｏｕｔを増幅出力信号、Ｖ_３を対応入力信号、Ｖ_１をフィードバック信号とする。

【0033】

式（１）は増幅器９００の特性であり、この特性を前提とする。上記の場合、式(２)，式（３）に相当する式は、式（２’），式（３’）のようになる。

【0034】

【数8】

【0035】

フィードバック部１３０は、増幅入力信号Ｖ_２と対応入力信号Ｖ_３を一致させるように機能するので、Ｖ_２＝Ｖ_３となる。よって、式（４）に相当する式は、以下のようになる。

【0036】

【数9】

【0037】

ここで、ｂ＝ｃのように設定すると、ａ＝１−ｂ＝１−ｃ＝ｄとなるので、

【0038】

【数10】

【0039】

となる。つまり、対応入力信号Ｖ_３に含まれるフィードバック信号Ｖ_１の割合と、増幅入力信号Ｖ_２に含まれるフィードバック信号Ｖ_１の割合を同じにすれば、歪み成分を除去できる。このとき、歪み調整回路１００は、歪み除去回路となる。

【0040】

次に、ｂ≠ｃの場合を検討する。式（４’）よりフィードバック信号Ｖ_１を求めると次のようになる。

【0041】

【数11】

【0042】

式（１），（２’），（５’），Ｖ_２＝Ｖ_３より、増幅出力信号Ｖ_ｏｕｔは次式のようになる。

【0043】

【数12】

【0044】

式（６’）の増幅出力信号Ｖ_ｏｕｔを左辺にまとめると、以下のようになる。

【0045】

【数13】

【0046】

ここで、ｂ−ｃ＋ａｃ＝ｂ−ｃ（１−ａ）＝ｂ−ｃｂ＝ｂ（１−ｃ）＝ｂｄなので、左辺の係数の分子はｂｄである。また、ｂ−ｃ＝ｂｄ−ａｃである。これらの関係を使って式を整理すると、以下のようになる。

【0047】

【数14】

【0048】

ここまでの計算ではｂ≠ｃを前提としたが、式（７’）においてはｂ＝ｃでも構わない。また、ｃ＝０は、歪み調整部１１０がフィードバック信号Ｖ_１を利用しないことを示しており、上述の回路のＲ_ｘ＝０とした場合と同じである。式（７’）より、上述の上位概念でもａ，ｂを固定し、ｃ，ｄの割合を調整することで、増幅率を維持したまま歪みを調整できることが分かる。ただし、ｂ＝０またはｄ＝０では歪み成分が無限大倍になってしまうため、ｂ≠０かつｄ≠０に限る。

【0049】

上述の上位概念の説明が成り立つ条件は、
・増幅入力信号Ｖ_２は増幅対象信号Ｖ_ｉｎとフィードバック信号Ｖ_１とを加重平均した信号であること
・対応入力信号Ｖ_３は増幅出力信号Ｖ_ｏｕｔを増幅器９００の増幅率Ａで除した信号とフィードバック信号Ｖ_１とを加重平均した信号であること
・増幅入力信号Ｖ_２と対応入力信号Ｖ_３を一致させるように機能すること
である。これらの条件を満たせば、図１に示した抵抗とオペアンプを組み合わせた回路に限定しなくても、歪み調整回路１００は、増幅器の増幅率を維持しながら歪みの量を調整できる。

【0050】

［変形例］
図３は、変形例の歪み調整回路の構成例を示す。図３の構成は、図１の抵抗１２１を取り除いた構成である。抵抗１２１を取り除いた場合とは、抵抗１２１の抵抗値を無限大することと等価である。この場合、増幅器９００の増幅率Ａは１である。歪み調整回路２００と増幅器９００との組合せは、増幅装置２０である。

【0051】

実施例１と同様に、歪み調整回路２００の内部において、増幅対象の入力信号である増幅対象信号が流れる点を増幅対象点、増幅器９００への入力信号である増幅入力信号が流れる点を増幅入力点、増幅器９００の出力信号である増幅出力信号が流れる点を増幅出力点、増幅出力信号に対応した信号が流れる点を対応入力点、フィードバック信号が流れる点をフィードバック点とする。そして、増幅対象点の電位をＶ_ｉｎ、増幅入力点の電位をＶ_２、増幅出力点の電位をＶ_ｏｕｔ、対応入力点の電位をＶ_３、フィードバック点の電位をＶ_１とする。言い換えると、Ｖ_ｉｎは増幅対象信号、Ｖ_２は増幅入力信号、Ｖ_ｏｕｔは増幅出力信号、Ｖ_３は対応入力信号、Ｖ_１はフィードバック信号を示している。

【0052】

歪み調整回路２００は、増幅対象点と増幅入力点の間に配置された抵抗１１１と、増幅入力点とフィードバック点の間に配置された抵抗１１２と、増幅出力点と対応入力点の間に配置された抵抗１２２と、対応入力点とフィードバック点の間に配置された抵抗２２３と、増幅部１３１を備える。抵抗２２３の抵抗値Ｒ₃は、抵抗１２２の抵抗値Ｒ_２と一致する。

【0053】

増幅部１３１は、増幅入力点が正の入力、対応入力点が負の入力に接続され、フィードバック点が出力に接続される。「正の入力」とは入力が大きくなれば出力も大きくなるような入力であり、「負の入力」とは入力が大きくなると出力が小さくなるような入力である。増幅部１３１は、増幅入力点の電位Ｖ_２と対応入力点の電位Ｖ_３が一致するように動作する。抵抗１２１の抵抗値を無限大にしただけなので、動作原理は実施例１と同じであり、抵抗値Ｒ_ｘを変化させても増幅率Ａには影響しない。つまり、歪み調整回路２００は、増幅器９００の増幅率Ａを維持しながら歪みの量を調整できる。

【0054】

図４に歪みを付加したシミュレーション用の回路構成を、図５にシミュレーション結果を示す。シミュレーション用回路の増幅器９００には、増幅率が１となるように構成にしたオペアンプ９０１と、歪みｆを付加するための発振器９０２を用いた。オペアンプ３１０、抵抗３０１，３０２，３０３，３０４は、増幅出力信号Ｖ_ｏｕｔと増幅対象信号Ｖ_ｉｎとの差分を出力する回路である。つまり、オペアンプ３１０の出力は、増幅出力信号Ｖ_ｏｕｔに含まれる歪み成分ｄである。シミュレーションでは、増幅対象信号Ｖ_ｉｎを１ｋＨｚの正弦波、歪みｆを３ｋＨｚの正弦波とし、歪みｆの振幅は増幅対象信号Ｖ_ｉｎの１０％とした。抵抗１１２，１２２，２２３，３０１，３０２，３０３，３０４は１０ｋΩである。

【0055】

図５（Ａ）は抵抗１１１を５ｋΩにした場合の結果、図５（Ｂ）は抵抗１１１を１０ｋΩにした場合の結果、図５（Ｃ）は抵抗１１１を１５ｋΩにした場合の結果である。それぞれの図には、増幅対象信号Ｖ_ｉｎと増幅出力信号Ｖ_ｏｕｔと歪み成分ｄを示している。横軸は時間であり、１メモリが０．２ｍ秒である。縦軸は電圧であり、増幅対象信号Ｖ_ｉｎと増幅出力信号Ｖ_ｏｕｔは１メモリが１Ｖ、歪み成分ｄは１メモリが０．１Ｖである。

【0056】

図５（Ｂ）から分かるように、抵抗１１１を抵抗１１２と同じ１０ｋΩにした場合には、増幅出力信号Ｖ_ｏｕｔに含まれる歪み成分ｄがなくなっていることが分かる。したがって、増幅出力信号Ｖ_ｏｕｔは増幅対象信号Ｖ_ｉｎと同じ正弦波となっている。図５（Ａ）では、増幅対象信号Ｖ_ｉｎがピーク値のタイミングで、歪み成分ｄは逆符号のピーク値となっている。つまり、増幅出力信号Ｖ_ｏｕｔはピーク値が抑圧されるような歪みが付加された信号となっている。一方、図５（Ｃ）では、増幅対象信号Ｖ_ｉｎがピーク値のタイミングで、歪み成分ｄは同符号のピーク値となっている。つまり、増幅出力信号Ｖ_ｏｕｔはピーク値が高くなり、三角波に近い形状になっている。このように、抵抗１１１の抵抗値Ｒ_ｘを変更しただけで、増幅率Ａを維持したまま歪み成分を調整できる。

【0057】

＜上位概念＞
上位概念の歪み調整回路２００は以下のようになる。図３の歪み調整回路２００内の点線で囲んだ構成部は、歪み調整部１１０、増幅率設定部２２０、歪みフィードバック部１３０である。歪み調整部１１０は、増幅対象の信号である増幅対象信号と歪みフィードバック部１３０の出力であるフィードバック信号を入力とし、増幅対象信号とフィードバック信号とを加重平均した信号である増幅入力信号を、増幅器９００への入力信号として出力する。増幅率設定部２２０は、増幅器９００の出力信号である増幅出力信号と歪みフィードバック部１３０の出力であるフィードバック信号を入力とし、増幅出力信号とフィードバック信号とを加重平均した信号である対応入力信号を出力する。歪みフィードバック部１３０は、増幅入力信号と対応入力信号に応じたフィードバック信号を出力し、増幅入力信号と対応入力信号が一致するように機能する。上述の例と同様に、Ｖ_ｉｎを増幅対象信号、Ｖ_２を増幅入力信号、Ｖ_ｏｕｔを増幅出力信号、Ｖ_３を対応入力信号、Ｖ_１をフィードバック信号とする。

【0058】

上位概念の場合も増幅率Ａを１としているだけなので、実施例１で説明した原理は成り立つ。したがって、歪み調整回路２００は、増幅器９００の増幅率を維持しながら歪みの量を調整できる。

【符号の説明】

【0059】

１０，２０ 増幅装置
１００，２００ 歪み調整回路
１１０ 歪み調整部
１１１，１１２，１２１，１２２，１２３，２２３ 抵抗
１２０，２２０ 増幅率設定部
１３０ 歪みフィードバック部
１３１ 増幅部
９００ 増幅器

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】