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2026年1月 2日 (金)

A Current-Feedback Audio Power Amplifier の4頁以降の日本語訳

 電流帰還型オペアンプが導入された主な理由は、電圧帰還型アンプに見られる閉ループゲインに反比例する帯域幅の変動を克服するためです。
 
電流帰還型オペアンプが導入された主な理由は、電圧帰還型アンプに見られる閉ループゲインに反比例する帯域幅の変動を克服するためです。
The main reason current feedback op amps were introduced was to overcome the bandwidth variation that is inversely proportional to closed-loop gain found in voltage feedback amplifiers.
 
電流帰還型オペアンプが導入された主な理由は、電圧帰還型アンプで見られる閉ループゲインに反比例する帯域幅の変動を克服するためです。
The main reason current feedback op amps were introduced was to overcome the bandwidth variation that is inversely proportional to closed-loop gain seen in voltage feedback amplifiers.
ゲインが1から中程度の値に増加すると、帯域幅の変動は依然として見られますが、電圧帰還型アンプの場合ほど顕著ではありません。実際、この点において、電流帰還型アンプは、閉ループゲインがかなり大きくなるまで、電圧帰還型アンプのように動作し始めません。有限ゲイン帯域幅積の概念は、高ゲインでのみ意味を持ちますが、電流帰還型アンプの性能指標としても適用できます。電流帰還型アンプのもう1つの特徴は、出力スルーイング中に補償コンデンサを充電するために利用可能な電流量が、実際の出力電圧と最終出力電圧の差に比例することです(単純なRC回路と同様)。そのため、このトポロジーでは理論上スルーレートの制限はありません。しかし、実際の回路では、入力バッファとゲイン段で処理できる最大電流には通常制限があり、この制限によってスルーレートは有限になります。それでも、これらのタイプのアンプで達成可能なスルーレートは、与えられた静止電源電流に対して、電圧帰還型のアンプよりもほぼ常に高くなります。 電流帰還型アンプの入出力伝達関数を導くには、図2に示す代表的なモデルを解析する必要があります。このトポロジーでは、差動入力段の代わりにユニティゲイン入力バッファを使用し、低インピーダンスの電流加算ノードを駆動することで、反転端子を非反転入力と同じ電位にします。非ゼロの入力バッファ出力抵抗Rinvは反転端子と直列に示されており、閉ループゲイン対周波数の解析に含める必要があります。この抵抗を無視することは、簡略化された解析においてよくある間違いであり、ゲインによる帯域幅の変化を全く示さない伝達関数につながります。メインアンプ出力から反転端子へは、R 1 と R 2 で構成される電流加算ネットワークを介してフィードバックが適用されます。
 
入力バッファの動作は、R 1 に有限の電流を強制的に流すことです。この電流は、R 2 のほぼ等しいが反対の電流とバランスをとる必要があります。これら2つの電流の差は、低インピーダンスの反転端子に流入または流出する誤差電流となります。この誤差電流は、R t と Cc で構成されるトランスインピーダンス段にミラーリングされ、電流から電圧への変換が行われます。
 
ここで生成された電圧は、別のユニティゲイン段によってバッファリングされ、メインアンプ出力に供給されます。
なぜなら、 小信号トランス抵抗Rtの値は非常に高い(通常数MΩ)ため、ノード2の電圧を数ボルト変化させるのに必要な誤差電流はごくわずかです。したがって、定常状態において反転入力端子に流入または流出する電流量は極めて小さくなります。したがって、帰還回路は、比較的小さな抵抗値で構成されているにもかかわらず、入力バッファの出力に対する実効負荷は非常に小さくなります。この増幅器の伝達関数を導出するには、ノード1と2でKCLを使用する必要があります。ノード1では、次の式が得られます
 
 

Kcl

Cru_2

*********************************************

疑念1

PMI 社員のアレキサンダー氏が電流帰還アンプ模式図と主張しているFIG2だが、V1の表記がない。

 
 

疑念2

また電流の総和がゼロとなる端点は、どこなのか?

Voからの帰還電流は Vo点以降の負荷大小で値が変わるが 何故に無視しているか?

R2がスピーカーであれば 誘起電圧も生じてこんな単純式にはならない。 

 
 

疑念3

Rinv,R2,R1の交点を監視してRinvに逆流しないようにリアルタイム制御が必要になるはず。許される処理遅れ時間としては20ナノ秒程度か? その交点で迷電流が生じないことを望む。 

< div class="lRu31" dir="ltr"> 
 

疑念4

入力バッファの動作は、R 1 に有限の電流を強制的に流すことですここで生成された電圧は、別のユニティゲイン段によってバッファリングされ、メインアンプ出力に供給されます。

この主張だと入力バッファからの出信号は、メインアンプと無関係でVoに供給される。

つまり R2上流側、下流側での電位差があり、入力バッファーから出信号は出口にでてくる。これ電流の総和の説明と矛盾しておる。

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