JP2000269761A - Switching amplifier using δς modulation - Google Patents
Switching amplifier using δς modulationInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、音声信号に対して
好適に実施され、該音声信号などを高効率で増幅するこ
とができるΔΣ変調を用いるスイッチング増幅器に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a switching amplifier using .DELTA..SIGMA. Modulation which can be suitably applied to an audio signal and which can amplify the audio signal with high efficiency.
【0002】[0002]
【従来の技術】前記ΔΣ変調によって得られる1ビット
信号は、後述する積分器や加算器の係数を適宜選択する
ことによって、有効周波数帯域を広くしたり、またはダ
イナミックレンジを広くしたりするなどの、音源等に合
わせた周波数特性を設定できるという優れた特徴を有し
ている。このため、CD(コンパクトディスク)やDV
D(デジタルビデオディスク)の新しい規格では、この
1ビット信号が採用され、本年から製品化が始まろうと
している。2. Description of the Related Art A 1-bit signal obtained by the above-mentioned .DELTA..SIGMA. Modulation can be used to widen an effective frequency band or a dynamic range by appropriately selecting coefficients of an integrator and an adder described later. In addition, the frequency characteristic can be set according to the sound source and the like. For this reason, CD (compact disc) and DV
The new standard of D (Digital Video Disk) adopts this 1-bit signal, and commercialization is about to begin this year.
【0003】一方、前記ΔΣ変調によって得られる1ビ
ット信号は、上述のような音声信号の記録や、機器間の
伝送にあたって使用されるだけでなく、前記1ビット信
号をそのまま半導体電力増幅素子に入力し、得られた大
電圧のスイッチングパルスにローパスフィルタを通過さ
せるだけで、電力増幅された復調アナログ音声信号を得
ることもできる。しかも、前記半導体電力増幅素子は、
従来の増幅器のように、その線形域(不飽和域)が使用
されるのではなく、非線形域(飽和域)で使用されるの
で、このようなΔΣ変調を用いるスイッチング増幅器
は、極めて高効率に電力増幅を行うことができるという
利点を有しており、製品化が目前に迫っている。On the other hand, the one-bit signal obtained by the ΔΣ modulation is used not only for recording an audio signal as described above and for transmission between devices, but also for directly inputting the one-bit signal to a semiconductor power amplifier. Then, the power-amplified demodulated analog audio signal can be obtained only by passing the obtained high-voltage switching pulse through a low-pass filter. Moreover, the semiconductor power amplifying element
Since the linear region (unsaturated region) is not used as in a conventional amplifier, but is used in a nonlinear region (saturated region), a switching amplifier using such ΔΣ modulation has extremely high efficiency. It has the advantage that power amplification can be performed, and commercialization is imminent.
【0004】図4は、典型的な従来技術のΔΣ変調を用
いるスイッチング増幅器1の電気的構成を示すブロック
図である。アナログ信号源2からのアナログの入力音声
信号は、該スイッチング増幅器1に入力され、まず前記
ΔΣ変調回路3によって、1ビットデジタル信号に変換
される。FIG. 4 is a block diagram showing an electrical configuration of a switching amplifier 1 using a typical prior art ΔΣ modulation. An analog input audio signal from the analog signal source 2 is input to the switching amplifier 1 and first converted by the ΔΣ modulation circuit 3 into a 1-bit digital signal.
【0005】前記ΔΣ変調回路3は、たとえばこの図4
で示すように、入力された前記音声信号を順次積分して
ゆく縦続接続された高次の積分器と、各積分器からの出
力を相互に加算する加算器とを備えて構成される積分器
・加算器群4と、前記積分器・加算器群4の前記加算器
からの出力を1ビット信号に量子化する量子化器5と、
後述する定電圧スイッチ9からの大電圧のパルス信号を
減衰する減衰器6と、減衰器6からフィードバックされ
るパルス信号を前記入力音声信号から減算する加算器8
とを備えて構成されている。これによって、量子化器5
からの1ビット信号が入力アナログ音声信号に対応した
ものとなるように、フィードバック制御が実現されてい
る。The ΔΣ modulation circuit 3 is provided, for example, in FIG.
, An integrator comprising a cascade-connected high-order integrator for sequentially integrating the input audio signal, and an adder for mutually adding outputs from the respective integrators. An adder group 4 and a quantizer 5 for quantizing an output from the adder of the integrator / adder group 4 into a 1-bit signal;
An attenuator 6 for attenuating a large voltage pulse signal from a constant voltage switch 9 described later, and an adder 8 for subtracting a pulse signal fed back from the attenuator 6 from the input audio signal.
It is comprised including. Thereby, the quantizer 5
The feedback control is realized so that the 1-bit signal from the input device corresponds to the input analog audio signal.
【0006】前記量子化器5からの1ビット信号は、定
電圧スイッチ9に与えられ、作成された前記1ビット信
号に対応した所定の定電圧のパルス信号は、ローパスフ
ィルタ10でアナログ音声信号に復調された後出力さ
れ、スピーカ11によって音響化される。The 1-bit signal from the quantizer 5 is supplied to a constant-voltage switch 9, and a pulse signal of a predetermined constant voltage corresponding to the generated 1-bit signal is converted into an analog audio signal by a low-pass filter 10. After being demodulated, it is output and sonicated by the speaker 11.
【0007】このように構成されるスイッチング増幅器
1は、従来の増幅器のように半導体電力増幅素子の線形
域(不飽和域)を使用するのではなく、定電圧スイッチ
9に使用される前記半導体電力増幅素子を非線形域(飽
和域)で使用するので、極めて高効率に電力増幅を行う
ことができるという利点を有している。The switching amplifier 1 configured as described above does not use the linear region (unsaturated region) of the semiconductor power amplifying element as in the conventional amplifier, but uses the semiconductor power amplifier used in the constant voltage switch 9. Since the amplification element is used in a non-linear range (saturation range), there is an advantage that power amplification can be performed with extremely high efficiency.
【0008】図5は、前記定電圧スイッチ9の具体的な
一構成例である定電圧スイッチ9aの電気回路図であ
る。この定電圧スイッチ9aは、一定の高電位+E0 と
一定の低電位−E0 との電源間に、半導体スイッチング
素子Q11とQ12との直列回路を備えて構成されてい
る。前記半導体スイッチング素子Q11の制御入力端子
が入力端子P1となり、前記ΔΣ変調回路3の量子化器
5からの1ビット信号が与えられる。これに対して、前
記半導体スイッチング素子Q12の制御入力端子には、
前記1ビット信号が反転バッファB1を介して与えられ
る。これらの半導体スイッチング素子Q11,Q12の
接続点が出力端子P2となって、電力増幅された1ビッ
ト信号を前記ローパスフィルタ10へ出力する。FIG. 5 is an electric circuit diagram of a constant voltage switch 9a which is a specific configuration example of the constant voltage switch 9. As shown in FIG. The constant voltage switch 9a is provided with a series circuit of semiconductor switching elements Q11 and Q12 between a power supply having a constant high potential + E 0 and a constant low potential −E 0 . The control input terminal of the semiconductor switching element Q11 becomes the input terminal P1, and receives a 1-bit signal from the quantizer 5 of the ΔΣ modulation circuit 3. On the other hand, the control input terminal of the semiconductor switching element Q12 has:
The one-bit signal is applied via an inversion buffer B1. The connection point of these semiconductor switching elements Q11 and Q12 becomes an output terminal P2, and outputs a power-amplified 1-bit signal to the low-pass filter 10.
【0009】図6は、前記定電圧スイッチ9aの動作を
説明するための波形図である。前記量子化器5からの入
力1ビット信号に応答して、出力信号の電位は、+E0
と−E0 との間で変化していることが理解される。した
がって、比較的小振幅の信号を出力する場合にも、+E
0 または−E0 の大振幅を出力し、それを打消すため
に、さらに−E0 または+E0 の大振幅を出力し…とい
う動作を繰返すことになるので、電力効率が悪いという
問題がある。そこで、このような不具合を解消するため
に、図7で示すような定電圧スイッチ9bが提案され
た。FIG. 6 is a waveform diagram for explaining the operation of the constant voltage switch 9a. In response to the input 1-bit signal from the quantizer 5, the potential of the output signal becomes + E 0
It is understood that changes between -E 0 and. Therefore, even when a signal having a relatively small amplitude is output, + E
0 or outputs large amplitude -E 0, in order to cancel it, so further so that repeated operation of outputting ... large amplitude -E 0 or + E 0, there is a problem that power efficiency is poor . In order to solve such a problem, a constant voltage switch 9b as shown in FIG. 7 has been proposed.
【0010】図7は、前記定電圧スイッチ9の他の構成
例である定電圧スイッチ9bの電気回路図である。この
定電圧スイッチ9bでは、前記高電位+E0 の電源と前
記低電位−E0 の電源との間に、半導体スイッチング素
子Q11,Q12の直列回路と、半導体スイッチング素
子Q21,Q22の直列回路とが相互に並列に配置され
て構成されており、半導体スイッチング素子Q11,Q
12間の接続点が一方の出力端子P21となり、半導体
スイッチング素子Q21,Q22間の接続点が他方の出
力端子P22となる。FIG. 7 is an electric circuit diagram of a constant voltage switch 9b as another configuration example of the constant voltage switch 9. As shown in FIG. In the constant voltage switch 9b, a series circuit of the semiconductor switching elements Q11 and Q12 and a series circuit of the semiconductor switching elements Q21 and Q22 are provided between the high potential + E 0 power supply and the low potential −E 0 power supply. The semiconductor switching elements Q11 and Q11 are arranged in parallel with each other.
The connection point between the switching elements 12 becomes one output terminal P21, and the connection point between the semiconductor switching elements Q21 and Q22 becomes the other output terminal P22.
【0011】前記半導体スイッチング素子Q11の制御
入力端子には、入力端子P11からの+1ビット信号が
与えられ、前記半導体スイッチング素子Q12の制御入
力端子には、前記+1ビット信号が反転バッファB1を
介して与えられる。半導体スイッチング素子Q21の制
御入力端子には、入力端子P12からの−1ビット信号
が与えられ、前記半導体スイッチング素子Q22の制御
入力端子には、前記−1ビット信号が反転バッファB2
を介して与えられる。The control input terminal of the semiconductor switching element Q11 is supplied with a + 1-bit signal from an input terminal P11. The control input terminal of the semiconductor switching element Q12 receives the + 1-bit signal via an inversion buffer B1. Given. The control input terminal of the semiconductor switching element Q21 is supplied with a -1 bit signal from the input terminal P12, and the control input terminal of the semiconductor switching element Q22 receives the -1 bit signal from the inversion buffer B2.
Given through.
【0012】この定電圧スイッチ9bの動作波形を図8
で示す。図8から明らかなように、出力端子P21,P
22間には、+2E0 または−2E0 の電圧が印加され
るだけでなく、両出力端子P21,P22間が短絡状態
となる0電圧の印加タイミングを有している。このよう
にして、小信号時には0電圧を印加する期間が長くな
り、前記定電圧スイッチ9aに比べて、さらに一層電力
効率の向上を図ることができる。The operation waveform of the constant voltage switch 9b is shown in FIG.
Indicated by As is clear from FIG. 8, the output terminals P21, P21
Between 22, + 2E 0 or well voltage -2E 0 is applied, and a timing of applying zero voltage to between both output terminals P21, P22 is short-circuited. In this way, the period during which the 0 voltage is applied becomes longer at the time of the small signal, and the power efficiency can be further improved as compared with the constant voltage switch 9a.
【0013】[0013]
【発明が解決しようとする課題】上述のように構成され
るスイッチング増幅器1において、前記定電圧スイッチ
9aを用いた場合には、2値動作であるので、前記半導
体スイッチング素子Q11がON(Q12がOFF)で
あるか否かがフィードバックされればよい。したがっ
て、たとえば1〔VP-P 〕の前記入力音声信号に対し
て、フィードバックされるパルス信号が、たとえば+E
0 のパルス信号出力時に+1.0〔V〕であり、−E0
のパルス信号出力時に−1.1〔V〕であっても、問題
なく動作を行うことができる。In the switching amplifier 1 configured as described above, when the constant voltage switch 9a is used, since the operation is a binary operation, the semiconductor switching element Q11 is turned on (Q12 is turned on). OFF) may be fed back. Therefore, for example, the pulse signal fed back to the input audio signal of 1 [V PP ] is, for example, + E
It is +1.0 [V] when the pulse signal of 0 is output, and −E 0
Even when the pulse signal is -1.1 [V] at the time of output, the operation can be performed without any problem.
【0014】しかしながら、前記定電圧スイッチ9bを
用いた場合には、前記図8で示すように3値動作である
ので、たとえば1〔VP-P 〕の前記入力音声信号に対し
て、フィードバックされるパルス信号が、+1.0
〔V〕と−1.1〔V〕とのように、+E0 のパルス信
号出力時と−E0 のパルス信号出力時とで、その振幅に
誤差があると、ノイズが発生してしまうという問題があ
る。However, when the constant voltage switch 9b is used, the ternary operation is performed as shown in FIG. 8, so that, for example, a pulse fed back to the input voice signal of 1 [V PP ] Signal is +1.0
As in [V] and -1.1 [V], if there is an error in the amplitude between the output of the + E 0 pulse signal and the output of the -E 0 pulse signal, noise is generated. There's a problem.
【0015】このため、100〔dB〕を超えるような
ダイナミックレンジを有するΔΣ変調信号には、2つの
フィードバックループ間に、たとえば1〔%〕の誤差が
含まれているだけで、前記ダイナミックレンジが数十
〔dB〕も狭くなってしまうことがある。たとえば、図
9において、ΔΣ変調信号の無信号時のノイズフロアが
参照符α1で示されるとき、前記ノイズによって、前記
ノイズフロアが参照符α2で示されるように上昇してし
まう。なお、図9の測定データは、前記ΔΣ変調回路3
として7次のΔΣ変調回路を使用し、入力音声信号とし
て、1〔kHz〕で0〔dB〕の正弦波を用いた場合の
測定結果である。Therefore, a ΔΣ modulation signal having a dynamic range exceeding 100 [dB] includes, for example, an error of 1 [%] between two feedback loops. In some cases, it becomes narrow by several tens [dB]. For example, in FIG. 9, when the noise floor of the ΔΣ modulated signal when there is no signal is indicated by reference numeral α1, the noise causes the noise floor to rise as indicated by reference numeral α2. Note that the measurement data in FIG.
Is a measurement result when a 7th-order ΔΣ modulation circuit is used and a sine wave of 1 [kHz] and 0 [dB] is used as an input audio signal.
【0016】本発明の目的は、スイッチング回路の両出
力端の電圧を入力側へ負帰還するにあたって、2つのフ
ィードバックループ間のゲイン差を抑制し、ノイズを抑
制することができるΔΣ変調を用いるスイッチング増幅
器を提供することである。An object of the present invention is to provide a switching circuit using Δ ス イ ッ チ ン グ modulation which can suppress a noise difference between two feedback loops and suppress noise in negatively feeding back the voltages at both output terminals of a switching circuit to an input side. It is to provide an amplifier.
【0017】[0017]
【課題を解決するための手段】請求項1の発明に係るΔ
Σ変調を用いるスイッチング増幅器は、ΔΣ変調回路が
差動の入力信号をΔΣ変調し、その変調信号に応答して
スイッチング回路が電源からの予め定める定電圧をスイ
ッチングし、そのスイッチング出力をローパスフィルタ
によってアナログ変換して出力するとともに、前記スイ
ッチング回路の両出力端の電圧を、減衰器を介するフィ
ードバックループによって前記ΔΣ変調回路の入力側へ
負帰還するようにしたΔΣ変調を用いるスイッチング増
幅器において、前記スイッチング回路からのフィードバ
ック信号をそれぞれ減衰する2つの減衰器のうち、少な
くとも何れか一方の減衰率を可変とし、前記スイッチン
グ回路の両出力端の電位差を検出する電位差検出手段
と、前記電位差検出手段からの出力を周波数分析する周
波数分析手段と、前記周波数分析手段の分析結果から、
任意の周波数成分の最小値レベルを検出する最小値検出
手段と、前記最小値検出手段の検出結果に応答して、前
記減衰器の減衰率を変化するフィードバックゲイン変更
手段とを含むことを特徴とする。Means for Solving the Problems Δ according to the invention of claim 1
In a switching amplifier using Σ modulation, a ΔΣ modulation circuit ΔΣ modulates a differential input signal, and in response to the modulated signal, a switching circuit switches a predetermined constant voltage from a power supply, and the switching output is switched by a low-pass filter. A switching amplifier that uses analog-to-digital conversion and outputs the voltages at both output terminals of the switching circuit to the input side of the ΔΣ modulation circuit by a feedback loop via an attenuator. Potential difference detecting means for detecting a potential difference between both output terminals of the switching circuit, wherein at least one of the two attenuators for attenuating a feedback signal from the circuit is made variable, Frequency analysis means for frequency-analyzing the output; From the analysis results of the analysis means,
A minimum value detecting means for detecting a minimum value level of an arbitrary frequency component; and a feedback gain changing means for changing an attenuation rate of the attenuator in response to a detection result of the minimum value detecting means. I do.
【0018】上記の構成によれば、差動の入力信号に、
スイッチング回路の両出力端の電圧をフィードバックす
るようにしたΔΣ変調を用いるスイッチング増幅器にお
いて、2つの減衰器のうち、少なくとも何れか一方の減
衰率を可変とし、前記スイッチング回路の両出力端の電
位差の周波数分析結果から、任意の周波数成分、たとえ
ば所望有効周波数帯域内で、ΔΣ変調のアルゴリズムで
決定され、ダイナミックレンジを決定することになる最
もノイズレベルの高い成分に注目し、その成分のノイズ
レベルが最小となるように、少なくとも前記何れか一方
の減衰率を変化して、フィードバックゲインを変更す
る。According to the above arrangement, the differential input signal
In a switching amplifier using ΔΣ modulation in which voltage at both output terminals of a switching circuit is fed back, at least one of two attenuators is made variable in attenuation rate, and a potential difference between both output terminals of the switching circuit is determined. From the result of the frequency analysis, focus on an arbitrary frequency component, for example, a component having a highest noise level which is determined by a ΔΣ modulation algorithm within a desired effective frequency band and which determines a dynamic range. The feedback gain is changed by changing at least one of the attenuation rates so as to be the minimum.
【0019】したがって、前記2つのフィードバックル
ープ間のゲイン差を抑制し、そのゲイン差によるノイズ
を抑制することができる。Therefore, a gain difference between the two feedback loops can be suppressed, and noise due to the gain difference can be suppressed.
【0020】また、請求項2の発明に係るΔΣ変調を用
いるスイッチング増幅器では、前記最小値検出手段は、
所望とする再生周波数帯域内に亘る総ての周波数成分の
最小値をホールドしており、前記フィードバックゲイン
変更手段は、前記ホールド値のオールオーバ値が最も小
さくなるように、前記減衰器の減衰率を変化することを
特徴とする。In the switching amplifier using Δ 用 い る modulation according to the present invention, the minimum value detecting means includes:
The minimum value of all the frequency components over the desired reproduction frequency band is held, and the feedback gain changing means controls the attenuation rate of the attenuator so that the all-over value of the hold value is minimized. Is changed.
【0021】上記の構成によれば、前記所望再生周波数
帯域内で、ノイズレベルの突出した成分を抑制するよう
にフィードバックゲインが調整される。According to the above arrangement, the feedback gain is adjusted in the desired reproduction frequency band so as to suppress a component having a prominent noise level.
【0022】したがって、前記所望再生周波数帯域内
を、比較的平坦なノイズレベル分布とすることができ
る。Therefore, a relatively flat noise level distribution can be obtained in the desired reproduction frequency band.
【0023】さらにまた、請求項3の発明に係るΔΣ変
調を用いるスイッチング増幅器は、前記電位差検出手段
から前記フィードバックゲイン変更手段の間に介在され
る聴感補正フィルタをさらに備え、前記最小値検出手段
は、所望とする再生周波数帯域内に亘る総ての周波数成
分の最小値レベルをホールドしており、前記フィードバ
ックゲイン変更手段は、所望とする聴感特性に沿って、
各周波数成分の最小値レベルが最も小さくなるように、
前記減衰器の減衰率を変化することを特徴とする。Further, the switching amplifier using Δ 係 る modulation according to the third aspect of the present invention further comprises an audibility correction filter interposed between the potential difference detecting means and the feedback gain changing means, and the minimum value detecting means is provided with: , Holding the minimum value level of all the frequency components over the desired reproduction frequency band, the feedback gain changing means, in accordance with the desired hearing characteristics,
In order to minimize the minimum level of each frequency component,
The attenuation rate of the attenuator is changed.
【0024】上記の構成によれば、前記請求項2のよう
に所望再生周波数帯域の全域を平坦なノイズレベル分布
とするのではなく、聴感上、ノイズの存在を許容するこ
とができる聴感特性に沿って、各周波数成分のノイズレ
ベルを抑制するようにフィードバックゲインが調整され
る。たとえば、前記聴感補正フィルタは前記聴感特性と
は逆特性の通過特性に形成され、すなわち聴感上敏感な
ノイズ成分に関しては比較的大きい係数を乗算してその
重みを大きくし、聴感上鈍感なノイズ成分に関しては比
較的小さい係数を乗算してその重みを小さくし、こうし
て補正された各周波数成分のノイズレベルが平坦な分布
となるように、前記フィードバックゲインが調整され
る。According to the above-mentioned structure, instead of having a flat noise level distribution over the entire range of the desired reproduction frequency band as in the second aspect, the audibility characteristic is such that the presence of noise can be tolerated in audibility. Accordingly, the feedback gain is adjusted so as to suppress the noise level of each frequency component. For example, the audibility correction filter is formed to have a pass characteristic opposite to the audibility characteristic. That is, a noise component sensitive to audibility is multiplied by a relatively large coefficient to increase its weight, and a noise component insensitive to audibility is increased. Is multiplied by a relatively small coefficient to reduce its weight, and the feedback gain is adjusted so that the noise level of each frequency component corrected in this manner has a flat distribution.
【0025】したがって、上記のように調整するだけ
で、聴感特性を考慮して、必要な成分に効率的にダイナ
ミックレンジを確保することができる。Therefore, only by adjusting as described above, it is possible to efficiently secure a dynamic range for necessary components in consideration of audibility characteristics.
【0026】また、請求項4の発明に係るΔΣ変調を用
いるスイッチング増幅器では、前記ΔΣ変調回路の積分
器・加算器群内に、零点制御のための部分帰還ループを
形成し、前記最小値検出手段は、前記零点周波数の成分
の最小値レベルをホールドしており、前記フィードバッ
クゲイン変更手段は、そのホールド値が最も小さくなる
ように、前記減衰器の減衰率を変化することを特徴とす
る。In the switching amplifier using Δ 用 い る modulation according to the present invention, a partial feedback loop for zero point control is formed in the integrator / adder group of the ΔΣ modulation circuit, and the minimum value detection is performed. The means holds the minimum value level of the zero-point frequency component, and the feedback gain changing means changes the attenuation rate of the attenuator so that the hold value becomes minimum.
【0027】上記の構成によれば、零点制御は、アルゴ
リズム上、ノイズレベルが高くなる成分や、ダイナミッ
クレンジ確保のために抑制することが有効な成分など
の、特にノイズレベルを抑制したい成分に関して行われ
るので、その成分に注目し、ノイズレベルが最小となる
ように、前記フィードバックゲインが調整される。According to the above-described configuration, the zero point control is performed on a component whose noise level is to be suppressed, such as a component whose noise level is high in the algorithm or a component which is effectively suppressed for securing a dynamic range. Therefore, the feedback gain is adjusted so that the noise level is minimized by paying attention to the component.
【0028】したがって、注目する周波数成分が少なく
ても、効率的にダイナミックレンジを確保することがで
き、前記周波数分析や最小値検出の演算処理を軽減する
ことができる。Therefore, even if the frequency component of interest is small, it is possible to efficiently secure the dynamic range and reduce the frequency analysis and minimum value calculation processing.
【0029】[0029]
【発明の実施の形態】本発明の実施の一形態について、
図1および図2ならびに前記図9に基づいて説明すれば
以下のとおりである。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described.
The following is a description based on FIGS. 1 and 2 and FIG.
【0030】図1は、本発明の実施の一形態のスイッチ
ング増幅器21の電気的構成を示すブロック図である。
このスイッチング増幅器21は、前記図7で示す定電圧
スイッチ9bを用いる3値ΔΣ変調のスイッチング増幅
器である。アナログ信号源22からの差動のアナログ入
力音声信号は、該スイッチング増幅器21のΔΣ変調回
路23に入力されると、積分器・加算器群24内の第1
段目の積分器M1において、後述のフィードバック信号
が減算される。積分器・加算器群24は、大略的に、た
とえば後述するような、7次の積分器と、各積分器から
の出力を相互に加算する加算器となどを備えて構成さ
れ、該積分器・加算器群24からの出力は、2値量子化
器Q1,Q2に入力される。FIG. 1 is a block diagram showing an electrical configuration of a switching amplifier 21 according to one embodiment of the present invention.
This switching amplifier 21 is a three-value ΔΣ modulation switching amplifier using the constant voltage switch 9b shown in FIG. When the differential analog input audio signal from the analog signal source 22 is input to the ΔΣ modulation circuit 23 of the switching amplifier 21, the first analog audio signal in the integrator / adder group 24
In the integrator M1 at the stage, a feedback signal described later is subtracted. The integrator / adder group 24 is generally configured to include, for example, a 7th-order integrator and an adder for mutually adding outputs from the respective integrators, as described later. The output from the adder group 24 is input to the binary quantizers Q1 and Q2.
【0031】前記2値量子化器Q1,Q2は、図示しな
いクロック発生源からのクロック信号に応答して、前記
積分器・加算器群24からの出力を予め定められる量子
化基準値でそれぞれレベル弁別し、+1ビット信号Vo
1および−1ビット信号Vo2の2つのスイッチング信
号をそれぞれ作成する。前記1ビット信号Vo1,Vo
2は、前記定電圧スイッチ9bに入力され、作成された
該1ビット信号Vo1,Vo2に対応した所定の定電圧
のパルス信号Eo1,Eo2は、ローパスフィルタ25
でアナログ音声信号に復調された後出力され、スピーカ
26によって音響化される。The binary quantizers Q1 and Q2 respond to a clock signal from a clock source (not shown) to output the output from the integrator / adder group 24 at a predetermined quantization reference value, respectively. Discriminate, + 1 bit signal Vo
Two switching signals of the 1 and -1 bit signal Vo2 are generated respectively. The 1-bit signals Vo1, Vo
2 is input to the constant voltage switch 9b, and the predetermined constant voltage pulse signals Eo1 and Eo2 corresponding to the generated 1-bit signals Vo1 and Vo2 are supplied to the low-pass filter 25.
After being demodulated into an analog audio signal at, it is output and is acoustically converted by the speaker 26.
【0032】前記定電圧スイッチ9bからのパルス信号
Eo1,Eo2はまた、減衰器FB1,FB2で減衰さ
れた後、前記フィードバック信号として積分器・加算器
群24内の第1段目の積分器M1にフィードバックさ
れ、入力音声信号から減算される。これによって、定電
圧スイッチ9bからのパルス信号Eo1,Eo2が、入
力アナログ音声信号に対応したものとなるように、フィ
ードバック制御が実現されている。The pulse signals Eo1 and Eo2 from the constant voltage switch 9b are also attenuated by the attenuators FB1 and FB2, and then, as the feedback signal, the first-stage integrator M1 in the integrator / adder group 24. And is subtracted from the input audio signal. Thus, feedback control is implemented so that the pulse signals Eo1 and Eo2 from the constant voltage switch 9b correspond to the input analog audio signal.
【0033】注目すべきは、本発明に係るスイッチング
増幅器では、前記減衰器FB1,FB2の少なくとも何
れか一方(図1の例では減衰器FB1)の減衰率が可変
とされ、前記フィードバック信号のゲインが可変とされ
るとともに、以下に詳述するように、前記定電圧スイッ
チ9bからのパルス信号Eo1,Eo2の電位差が電位
差検出回路31で検出され、さらに周波数分析回路32
による分析結果に応答して、前記減衰器FB1の減衰率
が変化されることである。It should be noted that in the switching amplifier according to the present invention, the attenuation rate of at least one of the attenuators FB1 and FB2 (the attenuator FB1 in the example of FIG. 1) is variable, and the gain of the feedback signal is adjusted. Is variable, and the potential difference between the pulse signals Eo1 and Eo2 from the constant voltage switch 9b is detected by the potential difference detection circuit 31, and the frequency analysis circuit 32
In response to the analysis result of the above, the attenuation rate of the attenuator FB1 is changed.
【0034】前記電位差検出回路31からの出力は、周
波数分析回路32において、FFT(高速フーリエ変
換)などによって、各周波数成分のレベルが検出され
る。その検出結果は、最小値ホールド回路33に与えら
れ、前記各周波数成分のレベルの最小値、すなわち量子
化ノイズフロアレベルが検出される。その検出結果に応
答して、ゲイン変更回路34は、前記減衰器FB1の減
衰率を変化して、前記フィードバックループのゲインが
変更される。前記最小値ホールド回路33は、たとえば
所望とする再生周波数帯域内に亘る総ての周波数成分の
最小値をホールドしている。The level of each frequency component of the output from the potential difference detecting circuit 31 is detected by a frequency analysis circuit 32 by FFT (Fast Fourier Transform) or the like. The detection result is supplied to the minimum value holding circuit 33, and the minimum value of the level of each frequency component, that is, the quantization noise floor level is detected. In response to the detection result, the gain changing circuit 34 changes the attenuation rate of the attenuator FB1, and changes the gain of the feedback loop. The minimum value hold circuit 33 holds, for example, the minimum value of all frequency components in a desired reproduction frequency band.
【0035】ここで、前記ゲイン変更回路34は、前記
ホールド値のオールオーバ値が最も小さくなるように、
前記減衰器FB1の減衰率を変化すると、前記所望再生
周波数帯域内で、ノイズレベルの突出した成分を抑制す
るようにフィードバックゲインが調整され、該所望再生
周波数帯域は比較的平坦なノイズレベル分布となる。Here, the gain changing circuit 34 operates so that the all-over value of the hold value is minimized.
When the attenuation rate of the attenuator FB1 is changed, a feedback gain is adjusted so as to suppress a component having a prominent noise level in the desired reproduction frequency band, and the desired reproduction frequency band has a relatively flat noise level distribution. Become.
【0036】これに対して、前記最小値ホールド回路3
3が、ΔΣ変調のアルゴリズムで決定され、ダイナミッ
クレンジを決定することになる最もノイズレベルの高い
成分の最小値をホールドする場合には、アルゴリズム
上、ノイズレベルが高くなる成分や、ダイナミックレン
ジ確保のために抑制することが有効な成分に注目するの
で、注目する周波数成分が少なくても、効率的にダイナ
ミックレンジを確保することができ、前記周波数分析や
最小値検出の演算処理を軽減することができる。On the other hand, the minimum value hold circuit 3
3 is determined by the ΔΣ modulation algorithm and holds the minimum value of the component with the highest noise level that will determine the dynamic range. Therefore, even if the frequency components to be focused on are small, the dynamic range can be secured efficiently, and the calculation processing of the frequency analysis and the minimum value detection can be reduced. it can.
【0037】前記アルゴリズム上、ノイズレベルが高く
なる成分や、ダイナミックレンジ確保のために抑制する
ことが有効な成分に対しては、一般に、以下の図2を用
いて説明するような零点制御が行われる。したがって、
この零点制御が行われる周波数に注目することで、前記
周波数分析や最小値検出の演算処理を軽減することがで
きる。In terms of the above-mentioned algorithm, a zero point control as described with reference to FIG. 2 below is generally performed for a component having a high noise level or a component effective to suppress for securing a dynamic range. Is Therefore,
By paying attention to the frequency at which the zero point control is performed, the arithmetic processing of the frequency analysis and the minimum value detection can be reduced.
【0038】図2は、ΔΣ変調回路23の具体的な一構
成例を示す電気回路図である。この図2において、図1
に対応する部分には同一の参照符号を付して示してい
る。前記減衰器FB1は、いわゆる電子ボリウムなどで
実現される可変抵抗器VR1から構成されており、前記
減衰器FB2は、分圧抵抗VD1,VD2から構成され
ている。FIG. 2 is an electric circuit diagram showing a specific configuration example of the ΔΣ modulation circuit 23. In FIG. 2, FIG.
Are denoted by the same reference numerals. The attenuator FB1 is composed of a variable resistor VR1 realized by a so-called electronic volume or the like, and the attenuator FB2 is composed of voltage dividing resistors VD1 and VD2.
【0039】積分器・加算器群24内の第1段目の積分
器は、前記差動の入力音声信号に対応して、アンプA1
1を備える積分器M11と、アンプA12を備える積分
器M12との2つ設けられている。前記アンプA11側
では、前記差動の入力音声信号の一方が入力抵抗R11
1を介して与えられ、アンプA12側では、前記差動の
入力音声信号の他方が入力抵抗R121を介して与えら
れる。また、減衰器FB1,FB2からのフィードバッ
ク信号は、入力抵抗R112,R122をそれぞれ介し
て、前記アンプA11,A12にそれぞれ入力される。
したがって、アンプA11,A12の入力側では、入力
音声信号とフィードバック信号とが相互に加算される。
積分器M11,M12からの出力は、アンプA13によ
って相互に加算される。The first-stage integrator in the integrator / adder group 24 includes an amplifier A1 corresponding to the differential input audio signal.
2, and an integrator M12 including an amplifier A12. On the amplifier A11 side, one of the differential input audio signals is input resistance R11
1, and on the amplifier A12 side, the other of the differential input audio signals is applied via an input resistor R121. Feedback signals from the attenuators FB1 and FB2 are input to the amplifiers A11 and A12 via input resistors R112 and R122, respectively.
Therefore, on the input sides of the amplifiers A11 and A12, the input audio signal and the feedback signal are mutually added.
Outputs from the integrators M11 and M12 are mutually added by an amplifier A13.
【0040】アンプA13からの出力は、入力抵抗R2
1を介して、アンプA2を備える第2段目の積分器M2
に入力される。積分器M2からの出力は、入力抵抗R3
1を介して、アンプA3を備える第3段目の積分器M3
に入力される。積分器M2,M3間には、抵抗R23
1,R232,R233およびアンプA23から成り、
ΔΣ変調における零点制御のための部分負帰還ループが
形成されている。The output from the amplifier A13 is the input resistance R2
1, a second-stage integrator M2 including an amplifier A2
Is input to The output from the integrator M2 is the input resistance R3
1 through a third stage integrator M3 having an amplifier A3.
Is input to A resistor R23 is provided between the integrators M2 and M3.
1, R232, R233 and amplifier A23,
A partial negative feedback loop for zero point control in ΔΣ modulation is formed.
【0041】積分器M3からの出力は、入力抵抗R41
を介して、アンプA4を備える第4段目の積分器M4に
入力され、その出力は、入力抵抗R51を介して、アン
プA5を備える第5段目の積分器M5に入力される。積
分器A4,A5間にも、抵抗R451,R452,R4
53およびアンプA45から成り、前記零点制御のため
の部分負帰還ループが形成されている。The output from the integrator M3 is the input resistance R41
Is input to a fourth-stage integrator M4 including an amplifier A4, and the output thereof is input to a fifth-stage integrator M5 including an amplifier A5 via an input resistor R51. The resistors R451, R452, and R4 are also provided between the integrators A4 and A5.
53 and an amplifier A45, and a partial negative feedback loop for the zero point control is formed.
【0042】前記積分器M5からの出力は、入力抵抗R
61を介して、アンプA6を備える第6段目の積分器M
6に入力され、その出力が、入力抵抗R71を介して、
アンプA7を備える第7段目の積分器M7に入力され
る。積分器M6,M7間にも、抵抗R671,R67
2,R673およびアンプA67から成る零点制御のた
めの部分負帰還ループが形成されている。The output from the integrator M5 is the input resistance R
61 through a sixth stage integrator M having an amplifier A6
6 and its output is input through an input resistor R71.
The signal is input to a seventh-stage integrator M7 including an amplifier A7. The resistors R671 and R67 are also provided between the integrators M6 and M7.
2, a partial negative feedback loop composed of R673 and amplifier A67 for zero point control is formed.
【0043】各積分器M1(M11とM12とを総称し
て表す),M2,M3,M4,M5,M6,M7からの
出力は、それぞれ抵抗R10,R20,R30,R4
0,R50,R60,R70を介して、係数処理されて
相互に加算されることになる。その加算器には、アンプ
A81から成る負側の加算器と、アンプA82から成る
正側の加算器と、それらの出力を相互に加算するアンプ
A83から成る加算器とを備えて構成されている。この
図2で示す例では、奇数次の積分器M1,M3,5,M
7からの出力はアンプA81によって加算され、偶数次
の積分器M2,M4,M6からの出力はアンプA82に
よって加算される。アンプA83からの出力が、量子化
回路27に入力される。The outputs from the integrators M1 (M11 and M12 are collectively referred to), M2, M3, M4, M5, M6 and M7 are output from resistors R10, R20, R30 and R4, respectively.
The coefficients are processed through 0, R50, R60, and R70 and are added to each other. The adder is configured to include a negative adder including an amplifier A81, a positive adder including an amplifier A82, and an adder including an amplifier A83 for mutually adding their outputs. . In the example shown in FIG. 2, odd-order integrators M1, M3, 5, M
7 are added by an amplifier A81, and outputs from even-order integrators M2, M4, and M6 are added by an amplifier A82. The output from the amplifier A83 is input to the quantization circuit 27.
【0044】前記量子化回路27は、ヒステリシスコン
パレータから成る前記2つの2値量子化器Q1,Q2
と、それらの量子化基準値を作成する抵抗R1,R2,
R3とを備えて構成されている。前記抵抗R1,R2,
R3の直列回路は、高電位+5V側の電源と、低電位−
5V側の電源との間に介在されている。The quantization circuit 27 includes two binary quantizers Q1 and Q2 each comprising a hysteresis comparator.
And resistors R1, R2, which create their quantization reference values.
R3. The resistors R1, R2,
The series circuit of R3 includes a power supply on the high potential + 5V side and a low potential-
It is interposed between the power supply on the 5V side.
【0045】上述のように構成されるΔΣ変調回路23
において、前記抵抗R10,R20,R30,R40,
R50,R60,R70や入力抵抗R21,R31,R
41,R51,R61,R71などの抵抗値を変化する
ことによってノイズシェイピング特性(量子化ノイズフ
ロア)を変化することができ、また前記部分負帰還ルー
プのゲインなどを変化することによって、前記図9にお
いて参照符d1,d2,d3で示すような零点制御のデ
ィップ量や零点周波数を変化することができる。前記ゲ
イン変更回路34は、前記ノイズシェイピング特性や零
点周波数に対応して可変抵抗器VR1の抵抗値を変化
し、前述のようなフィードバックゲインの調整を行う。The ΔΣ modulation circuit 23 configured as described above
, The resistors R10, R20, R30, R40,
R50, R60, R70 and input resistors R21, R31, R
The noise shaping characteristics (quantization noise floor) can be changed by changing the resistance values of R41, R51, R61, R71, etc., and the gain of the partial negative feedback loop can be changed by changing the gain of FIG. It is possible to change the dip amount and the zero-point frequency of the zero-point control as indicated by reference numerals d1, d2, and d3. The gain changing circuit 34 adjusts the feedback gain as described above by changing the resistance value of the variable resistor VR1 according to the noise shaping characteristics and the zero point frequency.
【0046】本発明の実施の他の形態について、図3に
基づいて説明すれば以下のとおりである。Another embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.
【0047】図3は、本発明の実施の他の形態のスイッ
チング増幅器41の電気的構成を示すブロック図であ
る。このスイッチング増幅器41は、前述のスイッチン
グ増幅器21に類似し、対応する部分には同一の参照符
号を付してその説明を省略する。注目すべきは、このス
イッチング増幅器41では、前記電位差検出回路31か
らゲイン変更回路34までの間の何れかの箇所(図3の
例では、最小値ホールド回路33とゲイン変更回路34
との間)に、聴感補正フィルタ42が設けられているこ
とである。FIG. 3 is a block diagram showing an electrical configuration of a switching amplifier 41 according to another embodiment of the present invention. This switching amplifier 41 is similar to the above-described switching amplifier 21, and corresponding portions are denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted. It should be noted that in the switching amplifier 41, any portion between the potential difference detection circuit 31 and the gain change circuit 34 (in the example of FIG. 3, the minimum value hold circuit 33 and the gain change circuit 34
) Is provided with the audibility correction filter 42.
【0048】前記聴感補正フィルタ42は、たとえばミ
ニディスクの圧縮符号化法であるATRAC(Adaptive
Transform Acoustic Coding)のように、人間の聴感の
マスキング特性に沿って、各周波数成分の最小値レベル
が最も小さくなるように、前記減衰器FB1の減衰率を
変化する。すなわち、前記聴感補正フィルタ42は、前
記聴感特性とは逆特性の通過特性に形成され、したがっ
て聴感上敏感なノイズ成分に関しては比較的大きい係数
を乗算してその重みを大きくし、聴感上鈍感なノイズ成
分に関しては比較的小さい係数を乗算してその重みを小
さくする。こうして補正された各周波数成分のノイズレ
ベルが平坦な分布となるように、前記ゲイン変更回路3
4はフィードバックゲインを調整する。The audibility correction filter 42 is, for example, an ATRAC (Adaptive) which is a compression encoding method for a mini disk.
Like Transform Acoustic Coding, the attenuation rate of the attenuator FB1 is changed so that the minimum value level of each frequency component is minimized in accordance with the masking characteristic of human hearing. That is, the audibility correction filter 42 is formed to have a pass characteristic opposite to the audibility characteristic. Therefore, a noise component that is sensitive to audibility is multiplied by a relatively large coefficient to increase its weight, and the audibility is insensitive. The noise component is multiplied by a relatively small coefficient to reduce its weight. The gain changing circuit 3 is configured so that the noise level of each frequency component corrected in this manner has a flat distribution.
4 adjusts the feedback gain.
【0049】これによって、聴感特性に沿って、各周波
数成分のノイズレベルを抑制するようにフィードバック
ゲインが調整されるので、高精度な合わせ込みを行わな
くても、比較的容易な調整で、必要な成分に効率的にダ
イナミックレンジを確保することができる。As a result, the feedback gain is adjusted so as to suppress the noise level of each frequency component in accordance with the audibility characteristics, so that the adjustment can be performed with relatively easy adjustment without performing high-precision matching. The dynamic range can be efficiently secured for various components.
【0050】[0050]
【発明の効果】請求項1の発明に係るΔΣ変調を用いる
スイッチング増幅器は、以上のように、差動の入力信号
に、スイッチング回路の両出力端の電圧をフィードバッ
クするようにしたΔΣ変調を用いるスイッチング増幅器
において、前記スイッチング回路の両出力端の電位差の
周波数分析結果から、任意の周波数成分のノイズレベル
が最小となるように、2つの減衰器のうち、少なくとも
何れか一方の減衰率を変化して、フィードバックゲイン
を変更する。As described above, the switching amplifier using ΔΣ modulation according to the first aspect of the present invention uses ΔΣ modulation in which the voltages at both output terminals of the switching circuit are fed back to the differential input signal. In the switching amplifier, based on the frequency analysis result of the potential difference between both output terminals of the switching circuit, the attenuation rate of at least one of the two attenuators is changed so that the noise level of an arbitrary frequency component is minimized. To change the feedback gain.
【0051】それゆえ、2つのフィードバックループ間
のゲイン差を抑制し、そのゲイン差によるノイズを抑制
することができる。Therefore, a gain difference between the two feedback loops can be suppressed, and noise due to the gain difference can be suppressed.
【0052】また、請求項2の発明に係るΔΣ変調を用
いるスイッチング増幅器は、以上のように、所望とする
再生周波数帯域内に亘る総ての周波数成分の最小値のオ
ールオーバ値が最も小さくなるように、すなわちノイズ
レベルの突出した成分を抑制するように、フィードバッ
クゲインを調整する。Further, in the switching amplifier using ΔΣ modulation according to the second aspect of the present invention, as described above, the minimum value of all the frequency components over the desired reproduction frequency band has the smallest all-over value. In this manner, the feedback gain is adjusted so as to suppress a component having a prominent noise level.
【0053】それゆえ、前記所望再生周波数帯域内を、
比較的平坦なノイズレベル分布とすることができる。Therefore, within the desired reproduction frequency band,
A relatively flat noise level distribution can be obtained.
【0054】さらにまた、請求項3の発明に係るΔΣ変
調を用いるスイッチング増幅器は、以上のように、電位
差検出手段からフィードバックゲイン変更手段までの間
に聴感補正フィルタをさらに介在し、聴感上、ノイズの
存在を許容することができる聴感特性に沿って、各周波
数成分のノイズレベルを抑制するようにフィードバック
ゲインを調整する。Further, the switching amplifier using ΔΣ modulation according to the third aspect of the present invention further includes an audibility correction filter between the potential difference detecting means and the feedback gain changing means as described above. The feedback gain is adjusted so as to suppress the noise level of each frequency component in accordance with the audibility characteristics that can allow the presence of.
【0055】それゆえ、聴感特性を考慮して、必要な成
分に効率的にダイナミックレンジを確保することができ
る。Therefore, the dynamic range can be efficiently secured for the necessary components in consideration of the audibility characteristics.
【0056】また、請求項4の発明に係るΔΣ変調を用
いるスイッチング増幅器は、以上のように、アルゴリズ
ム上、ノイズレベルが高くなる成分や、ダイナミックレ
ンジ確保のために抑制することが有効な成分などの、特
にノイズレベルを抑制したい成分に関して行われる零点
制御の零点周波数の成分の最小値が最も小さくなるよう
に、フィードバックゲインを調整する。In the switching amplifier using ΔΣ modulation according to the fourth aspect of the present invention, as described above, a component having a high noise level, a component effective to suppress for securing a dynamic range, and the like are algorithmically used. In particular, the feedback gain is adjusted so that the minimum value of the zero-point frequency component of the zero-point control performed particularly on the component whose noise level is desired to be suppressed is minimized.
【0057】それゆえ、注目する周波数成分が少なくて
も、効率的にダイナミックレンジを確保することがで
き、前記周波数分析や最小値検出の演算処理を軽減する
ことができる。Therefore, even if the frequency component of interest is small, the dynamic range can be efficiently secured, and the calculation processing of the frequency analysis and the minimum value detection can be reduced.
【図1】本発明の実施の一形態のΔΣ変調回路を用いる
スイッチング増幅器の電気的構成を示すブロック図であ
る。FIG. 1 is a block diagram illustrating an electrical configuration of a switching amplifier using a ΔΣ modulation circuit according to an embodiment of the present invention.
【図2】図1で示すスイッチング増幅器におけるΔΣ変
調回路の具体的構成を示す電気回路図である。FIG. 2 is an electric circuit diagram showing a specific configuration of a ΔΣ modulation circuit in the switching amplifier shown in FIG.
【図3】本発明の実施の他の形態のΔΣ変調回路を用い
るスイッチング増幅器の電気的構成を示すブロック図で
ある。FIG. 3 is a block diagram showing an electrical configuration of a switching amplifier using a ΔΣ modulation circuit according to another embodiment of the present invention.
【図4】典型的な従来技術のΔΣ変調回路を用いるスイ
ッチング増幅器の電気的構成を示すブロック図である。FIG. 4 is a block diagram showing an electrical configuration of a switching amplifier using a typical prior art ΔΣ modulation circuit.
【図5】2値ΔΣ変調を行うスイッチング増幅器に用い
られる定電圧スイッチの一構成例を示す電気回路図であ
る。FIG. 5 is an electric circuit diagram illustrating a configuration example of a constant voltage switch used in a switching amplifier that performs binary ΔΣ modulation.
【図6】図5で示す定電圧スイッチの動作を説明するた
めの波形図である。FIG. 6 is a waveform chart for explaining the operation of the constant voltage switch shown in FIG.
【図7】3値ΔΣ変調を行うスイッチング増幅器に用い
られる定電圧スイッチの他の構成例を示す電気回路図で
ある。FIG. 7 is an electric circuit diagram showing another configuration example of the constant voltage switch used in the switching amplifier that performs three-value ΔΣ modulation.
【図8】図7で示す定電圧スイッチの動作を説明するた
めの波形図である。FIG. 8 is a waveform chart for explaining the operation of the constant voltage switch shown in FIG. 7;
【図9】従来技術の3値ΔΣ変調のスイッチング増幅器
において、フィードバックループゲインに誤差がある場
合の量子化ノイズ特性を示すグラフである。FIG. 9 is a graph showing quantization noise characteristics when there is an error in a feedback loop gain in a conventional switching amplifier of ternary ΔΣ modulation.
9b 定電圧スイッチ 21,41 スイッチング増幅器 22 アナログ信号源 23 ΔΣ変調回路 24 積分器・加算器群 25 ローパスフィルタ 26 スピーカ 27 量子化回路 31 電位差検出回路(電位差検出手段) 32 周波数分析回路(周波数分析手段) 33 最小値ホールド回路(最小値検出手段) 34 ゲイン変更回路(フィードバックゲイン変更手
段) 42 聴感補正フィルタ FB1 減衰器(フィードバックゲイン変更手段) FB2 減衰器 M11,M12,M2〜M7 積分器 Q1,Q2 2値量子化器 R1,R2,R3 抵抗 R10,R20,R30,R40,R50,R60,R
70 抵抗 R21,R31,R41,R51,R61,R71
入力抵抗 VR1 可変抵抗器(フィードバックゲイン変更手
段) VD1,VD2 分圧抵抗9b Constant voltage switch 21, 41 Switching amplifier 22 Analog signal source 23 ΔΣ modulation circuit 24 Integrator / adder group 25 Low pass filter 26 Speaker 27 Quantization circuit 31 Potential difference detection circuit (potential difference detection means) 32 Frequency analysis circuit (Frequency analysis means) 33) minimum value hold circuit (minimum value detecting means) 34 gain changing circuit (feedback gain changing means) 42 audibility correction filter FB1 attenuator (feedback gain changing means) FB2 attenuator M11, M12, M2 to M7 integrators Q1, Q2 Binary quantizer R1, R2, R3 Resistance R10, R20, R30, R40, R50, R60, R
70 Resistance R21, R31, R41, R51, R61, R71
Input resistance VR1 Variable resistor (feedback gain changing means) VD1, VD2 Voltage dividing resistor
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Claims (4)
し、その変調信号に応答してスイッチング回路が電源か
らの予め定める定電圧をスイッチングし、そのスイッチ
ング出力をローパスフィルタによってアナログ変換して
出力するとともに、前記スイッチング回路の両出力端の
電圧を、減衰器を介するフィードバックループによって
前記ΔΣ変調回路の入力側へ負帰還するようにしたΔΣ
変調を用いるスイッチング増幅器において、 前記スイッチング回路からのフィードバック信号をそれ
ぞれ減衰する2つの減衰器のうち、少なくとも何れか一
方の減衰率を可変とし、 前記スイッチング回路の両出力端の電位差を検出する電
位差検出手段と、 前記電位差検出手段からの出力を周波数分析する周波数
分析手段と、 前記周波数分析手段の分析結果から、任意の周波数成分
の最小値レベルを検出する最小値検出手段と、 前記最小値検出手段の検出結果に応答して、前記減衰器
の減衰率を変化するフィードバックゲイン変更手段とを
含むことを特徴とするΔΣ変調を用いるスイッチング増
幅器。A .DELTA..SIGMA. Modulation circuit performs .DELTA..SIGMA. Modulation on a differential input signal, and a switching circuit switches a predetermined constant voltage from a power supply in response to the modulated signal. The switching output is converted into an analog signal by a low-pass filter. And a voltage at both output terminals of the switching circuit is negatively fed back to the input side of the ΔΣ modulation circuit by a feedback loop via an attenuator.
In a switching amplifier using modulation, at least one of two attenuators for attenuating a feedback signal from the switching circuit is made variable, and a potential difference between two output terminals of the switching circuit is detected. Means, frequency analysis means for frequency-analyzing the output from the potential difference detection means, minimum value detection means for detecting the minimum level of an arbitrary frequency component from the analysis result of the frequency analysis means, and said minimum value detection means And a feedback gain changing means for changing an attenuation rate of the attenuator in response to a detection result of (i).
波数帯域内に亘る総ての周波数成分の最小値をホールド
しており、前記フィードバックゲイン変更手段は、前記
ホールド値のオールオーバ値が最も小さくなるように、
前記減衰器の減衰率を変化することを特徴とする請求項
1記載のΔΣ変調を用いるスイッチング増幅器。2. The minimum value detecting means holds the minimum value of all frequency components in a desired reproduction frequency band, and the feedback gain changing means sets an all over value of the hold value to To be the smallest
2. The switching amplifier using ΔΣ modulation according to claim 1, wherein an attenuation rate of said attenuator is changed.
クゲイン変更手段の間に介在される聴感補正フィルタを
さらに備え、 前記最小値検出手段は、所望とする再生周波数帯域内に
亘る総ての周波数成分の最小値レベルをホールドしてお
り、前記フィードバックゲイン変更手段は、所望とする
聴感特性に沿って、各周波数成分の最小値レベルが最も
小さくなるように、前記減衰器の減衰率を変化すること
を特徴とする請求項1記載のΔΣ変調を用いるスイッチ
ング増幅器。3. An audibility correction filter interposed between the potential difference detecting means and the feedback gain changing means, wherein the minimum value detecting means has a function of detecting all frequency components in a desired reproduction frequency band. The minimum gain level is held, and the feedback gain changing means changes the attenuation rate of the attenuator so that the minimum level of each frequency component is minimized in accordance with a desired auditory characteristic. The switching amplifier according to claim 1, wherein the switching amplifier uses ΔΣ modulation.
に、零点制御のための部分帰還ループを形成し、 前記最小値検出手段は、前記零点周波数の成分の最小値
レベルをホールドしており、前記フィードバックゲイン
変更手段は、そのホールド値が最も小さくなるように、
前記減衰器の減衰率を変化することを特徴とする請求項
1記載のΔΣ変調を用いるスイッチング増幅器。4. A partial feedback loop for zero point control is formed in an integrator / adder group of the ΔΣ modulation circuit, and the minimum value detection means holds a minimum value level of the zero frequency component. The feedback gain changing means, so that the hold value is minimized,
2. The switching amplifier using ΔΣ modulation according to claim 1, wherein an attenuation rate of said attenuator is changed.
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