电流反馈电路 【技术领域】
本发明涉及电流反馈电路，其包括：在输出与输入信号对应的电压的放大电路的输出侧，插入负载电阻，把得到的电流作为反馈电流提取，并将该反馈电流转换为电压的输出电流电压转换单元；输入该输出电流电压转换单元的输出信号以及上述输入信号，根据上述输出信号相应放大上述输入信号并且输出到负载驱动单元的误差信号放大器，尤其涉及在误差信号放大器可以利用反馈放大器以外的结构的运算放大器的电流反馈电路。
背景技术
以往，在这种电流反馈电路中，在形成逆相位的两个电路地输出端之间连接负载的无平衡变压器(BTL，balanced transformerless)电路的输出侧，插入负载电阻，把得到的电流作为反馈电流提取，然后将该反馈电流转换为电压并反馈到输入侧。
例如，如图1所示，输入信号被输入到非反转放大器11和反转放大器12双方中，在双方的输出端子OUT+、OUT-之间连接线圈负载L10。非反转放大器11，通过电阻R11将标准电压施加到反转输入端子中，从输出端子到反转输入端子通过电阻R12形成反馈电路，并且将输入信号输入到非反转输入端子中。反转放大器12，将标准电压施加到非反转输入端子中，通过电阻R13将输入信号输入到反转输入端子中，同时，从输出端子到反转输入端子通过电阻R14形成反馈电路。
即，在非反转放大器11的输出端子OUT+和反转放大器12的输出端子OUT-中，非反转放大器11和反转放大器12的电压差作为输出电压被提取。该输出电压可以使驱动电流在非反转放大器11以及反转放大器12的输出端子之间连接的线圈负载L10中流动，并可驱动外部负载。
进而，在上述非反转放大器11以及反转放大器12的输出端子之间，负载电阻R10与线圈负载L10串联连接，从负载电阻R10抽出的输出电流值通过伺服电路13转换为电压值，反馈到上述非反转放大器11以及反转放大器12的输入端子以控制输入信号。
在该电路结构中，由于线圈负载的电感成分而形成的高频带中的输出电压和输入电流之间，无法避免相移的产生。即，可作为负载连接的线圈是被限定的。
为了解决这种问题，通过与转换为电流反馈电路的负载中流动的输出电流的输出电压对应地放大输入信号的放大装置，通过相位补偿元件施加反馈(例如参考专利文献1)。
参考图2对此进行说明。
图2是在具有上述无平衡变压器(BTL)电路的放大器23中增加电流反馈电路的方框图。相对放大器23，还具备前置放大器21、误差信号放大器22以及输出电流电压转换单元24。
图示的前置放大器21由反转放大器电路构成，放大输入信号并输出到误差信号放大器22中。误差信号放大器22为，在运算放大器4的非反转输入端子上连接前置放大器21的输出端子，并通过电阻R24将输出电流电压转换单元24的输出端子连接在反转输出端子上，该输出端子还与放大器23连接。放大器23具有如图1所示的电路。输出电流电压转换单元24，由将规定电压施加在运算放大器5的非反转输入端子上的典型的差动放大器电路形成，并且将上述电流反馈电路的负载中流动的输出电流转换为电压，通过电阻R24连接误差信号放大器22的运算放大器4的反转输入端子。
即，与转换为电流反馈电路的负载中流动的输出电流的输出电压对应地放大输入信号的放大装置是误差信号放大器22，相位补偿元件在误差放大器22中，串联连接组成在运算放大器4的输出端子和反转输入端子的电阻R23以及电容器C21。
[专利文献1]
特开平10-256838号公报(图1)
在上述现有的电流反馈电路中，因为与转换为负载中流动的输出电流的输出电压对应地放大输入信号的误差信号放大器，利用的是形成为电压控制·电压输出型的差动放大器的运算放大器，所以，此运算放大器的反馈电路中适用了相位补偿元件。因此，存在以下问题：需要从输出电流电压转换单元接收输出电压的电阻，并且必须在该传递函数中适当地设计该电阻器的电阻值。
【发明内容】
本发明在于提供一种电流反馈电路，解决上述问题并在误差信号放大器中使用反馈放大器以外的结构的运算放大器，可以在调整输入信号的相位特性的同时，满足广域的的指定频带，并且在开环的频率特性中也具有充分的相位富裕以防止振荡。
本发明的电流反馈电路包含有，在输出与输入信号相应的电压的放大电路的输出侧提取插入负载电阻(R10)，把所得到的电流作为反馈电流提取，把该反馈电流变换为电压并作为反馈信号输出的输出电流电压转换单元34和、输入上述输出电流电压转换单元34输出的反馈信号以及上述输入信号，并根据上述反馈信号相应放大上述输入信号并输出到负载驱动单元33中的误差信号放大器32，上述误差信号放大器32具有：输入输出电流电压转换单元34的反馈信号以及上述输入信号，输出根据上述反馈信号相应放大的上述输入信号的电流的电压控制·电流输出型运算放大器6、在该运算放大器6的输出和接地电位之间串联连接的电阻(R31)以及电容器(C31)。
这样，因为误差信号放大器32使用具有输出根据输入信号相应放大输入信号的电流的电压控制·电流输出型的差动放大电路的运算放大器6，所以，在反馈与整个电路的输出电流对应的输出电压并放大输入信号之际，该特性依存于运算放大器6的传送电导gm。因此，进行相位调整的串联连接的电阻(R31)以及电容器(C31)的一端与该运算放大器6的输出端子连接，另一端与接地电位连接并接地。
另外，上述误差放大器32的运算放大器6是输出与输入到反转输入端子和非反转输入端起中的电压差对应的电流的传送电导放大器6，还有，传送电导放大器6，分别在非反转输入端子中连接输入通过前置放大器31的上述输入信号，并且在反转输入端子中连接输入上述输出电压电流转换单元34输出的反馈信号。
上述扩号内的符号是为了方便理解而附加，只是一个例举，不被限于这些例子。
【附图说明】
图1是现有无平衡变压器(BTL)方式中的电路的一个例子的方框图；
图2是采用弥补图1问题的电流反馈电路的一个例子的方框图；
图3是表示采用了本发明的电流反馈电路的整个电路的一个实施方式的方框图。
【具体实施方式】
以下参考附图对本发明的实施方式进行说明。
图3是表示本发明一个实施方式的电路的方框图。
图3表示的整个电路由前置放大器31、误差信号放大器32、负载驱动单元33、输出电流电压转换单元34以及负载L10及负载电阻R10构成。作为本发明对象的电流反馈电路与以下内容有关：抽出整个电路的输出电流并得到转换为电压的反馈信号的输出电流电压转换单元34；和通过反馈信号控制从整个电路的输入端子Vin得到的输入信号的误差信号放大器32。
本发明的特征是误差信号放大器32。另外，在图3中，与图2表示的同名的，误差信号放大器3以外的，构成元件的与内容与图2的一致。
前置放大器31是由运算放大器3以及电阻R21、R22构成的反转放大器电路。即，运算放大器3通过电阻R21，分别将输入信号从整个电路的输入端子Vin与反转输入端子连接，并且将指定电位与非反转输入端子连接。另外，运算放大器3在反转输入端子和非反转输入端子之间连接电阻R22用来进行反馈，以放大输入信号，将输出端子与误差信号放大器32连接。
误差信号放大器32由传送电导(gm)放大器6以及作为相位调整电路被串联连接的电阻R31以及电容器C31构成。传送电导放大器6将前置放大器31的输出端子连接在非反转输入端子上，并且直接将输出电流电压转换单元34的输出端子连接在反转输入端子上，进而将该输出端子连接在负载驱动单元33上。另外，电阻R31以及电容器C31的串联电路分别一端与传送电导放大器6的输出端子连接，另外一端与接地电位连接。
传送电导(gm)放大器被称为所谓gm放大器，不过，如果具有同等电压控制·电流输出型的功能，则也可以是任何差动放大电路。附带说一下，误差信号放大器32的传送函数是由电阻R31以及电容C31形成的串联电路的电感与传送电导放大器6的传送电导gm的积。
负载驱动单元33与图1所示的电路相同，由形成非反转放大器的运算放大器1以及电阻R11、R12以及形成反转放大器的运算放大器2及电阻R13、R14构成。另外，负载驱动单元33将运算放大器1的输出端子OUT+和运算放大器2的输出端子OUT-作为整个电路的输出端子，在此输出端子之间，与线圈负载L10串联连接有负载电阻R10。
输出电流电压转换单元34，由运算放大器5及电阻R25～R28构成典型的差动放大器。即，运算放大器5中，一端的反转输入端子通过电阻25与负载电阻R10的输出端子OUT+一侧连接，在反转输入端子和输出端子之间形成由电阻R26构成的反馈电路。另一端的反转输出端子通过电阻R27与指定电位连接的同时，与通过电阻R28与负载电阻R10的输出端子OUT-一侧连接。运算放大器5的输出端子与上述误差信号放大器32的传送电导放大器6的反转输入端子连接，并提供反馈信号。
接下来，参考图3对作为本发明特征的误差信号放大器32进行追加说明。
如上所述，这里所使用的传送电感放大器6，形成例如由一对二极管和恒流电源构成的差动放大电路，其输出电流由输入电压与传送电导gm的积表示。因此，传送电感放大器6可以在广域的频带使用，并且具有作为差动放大电路的特性。
进一步地，误差信号放大器32形成包含传送电导放大器6和外围电阻R31的集成电路的情况下，将电容器C31附加在外部。电容器C31的一端必须是一个独立的输入输出端子，另外一个可以与接地电位的接地端子共用。由此可见，与上述图2所示的电路结构相比减少了端子数，因此可以为构成集成电路或者构成电路整体的整个外部结构的小型化做出贡献。
上述说明虽然参考了图示的电路方框，但是在满足上述功能的前提下，功能的分离合并引起的分配或者顺序的前后置换等变更是自由的，上述说明不限定本发明，可以进一步适用于所有电流反馈电路。
如以上说明，采用本发明，输出电流电压转换单元34将整个电路的输出电流进行电压转换并输出反馈信号，与该反馈信号对应地放大整个电路的输入信号的误差信号放大器32具备有具有传送电导gm的电压控制·电流输出型的运算放大器6，电流输出被放大的输入信号。因此，该运算放大器6是具有恒流电源的差动放大电路，具有与传送电导gm对应的差动放大电路的特性。因此，该电路的相位调整电路是由在运算放大器6的输出端子和接地电位之间串联连接的电阻(R31)和电容器(C31)构成，并且电容器(C31)的一端可与接地端子连接。
这样，本发明的电流反馈电路，在误差信号放大器使用反馈放大器以外的结构的运算放大器，可以在调整输入信号的相位特性的同时，满足广域的一定的频带，并且，即使在开环的频率特性中，也具有充分的相位富裕以防止振荡。进而，通过将电容器(C31)的一端连接在接地端子上，可以对减少集成电路的端子数或者构成电路整体的整个外结构的端子数做出贡献。