JP2005117091A - デジタルアンプ - Google Patents
デジタルアンプ Download PDFInfo
- Publication number
- JP2005117091A JP2005117091A JP2003344736A JP2003344736A JP2005117091A JP 2005117091 A JP2005117091 A JP 2005117091A JP 2003344736 A JP2003344736 A JP 2003344736A JP 2003344736 A JP2003344736 A JP 2003344736A JP 2005117091 A JP2005117091 A JP 2005117091A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- digital amplifier
- input
- resistance
- mute
- signal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000005669 field effect Effects 0.000 claims abstract description 14
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 claims abstract description 8
- 230000005236 sound signal Effects 0.000 claims description 16
- 101000685663 Homo sapiens Sodium/nucleoside cotransporter 1 Proteins 0.000 description 8
- 102100023116 Sodium/nucleoside cotransporter 1 Human genes 0.000 description 8
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 7
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 6
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 6
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 5
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 5
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Amplifiers (AREA)
Abstract
【課題】 小型化および低コスト化を図る上で有利なデジタルアンプを提供する。
【解決手段】 スイッチング回路16は、入力信号Spwmの「L」、「H」に対応してオン、オフすることにより出力端1602から振幅が動作電圧Vregと等しい駆動信号Sdを出力する。ミュート手段18はスイッチング回路16の出力端1602とローパスフィルタ20の入力端2002との間に並列接続された複数のNチャンネル型電界効果型トランジスタTRと、各トランジスタTRのオン、オフを独立して制御するコントローラ19とを含んで構成されている。各トランジスタTRは供給される制御信号CNT1乃至CNT9の「H」、「L」に基づいて独立してオン、オフ制御され出力端1602と入力端2002との間の抵抗値がステップ状に増減可能となっている。
【選択図】 図1
【解決手段】 スイッチング回路16は、入力信号Spwmの「L」、「H」に対応してオン、オフすることにより出力端1602から振幅が動作電圧Vregと等しい駆動信号Sdを出力する。ミュート手段18はスイッチング回路16の出力端1602とローパスフィルタ20の入力端2002との間に並列接続された複数のNチャンネル型電界効果型トランジスタTRと、各トランジスタTRのオン、オフを独立して制御するコントローラ19とを含んで構成されている。各トランジスタTRは供給される制御信号CNT1乃至CNT9の「H」、「L」に基づいて独立してオン、オフ制御され出力端1602と入力端2002との間の抵抗値がステップ状に増減可能となっている。
【選択図】 図1
Description
本発明はデジタルアンプに関する。
デジタルアンプは、CDやMDなどを再生して得られるパルス符号変調形式(以下PCM(Pluse Coded Modulation)形式という)の入力信号をパルス幅変調形式(以下PWM(Pluse Width Modulation)形式という)の入力信号に変換し、前記PWM形式の入力信号に基づいて動作電圧をスイッチング手段によってスイッチングすることによって駆動信号を生成し、該駆動信号をローパスフィルタによってオーディオ信号に変換してスピーカなどの音声出力手段に供給するように構成されている。
このようなデジタルアンプにおいて、例えば電源の投入時や前記入力信号の切り換え時には、前記スイッチング手段から過渡的に大きな信号が出力され前記音声出力手段に負担を与えたり、音声出力手段からノイズ音が発生してしまう。このような現象を回避するため、前記過渡的な信号の発生を抑制するミュート手段を備えたものが提案されている。
例えば、ローパスフィルタの後段において、ローパスフィルタの出力端と音声出力手段の入力端の間に直列に第1のスイッチを接続するとともに、音声出力手段の入力端に該音声出力手段と並列に第2のスイッチを接続し、ミュート動作時には前記第1のスイッチをオフするとともに、第2のスイッチをオンすることで前記過渡的な信号が音声出力手段に印加されることを防止したデジタルアンプが知られている。
また、一対の電界効果型トランジスタからなるスイッチング回路を複数段並列に設けるとともに、各スイッチング回路の電界効果型トランジスタのオン抵抗を互いに異ならせたデジタルアンプが提案されている(例えば特許文献1参照)。このデジタルアンプでは、ミュート動作時には、まず各スイッチング回路の全てを動作させておき、順次スイッチング回路の動作を1つずつ停止させることで前記過渡的な信号の出力を抑制している。
特許第3410061号
このようなデジタルアンプにおいて、例えば電源の投入時や前記入力信号の切り換え時には、前記スイッチング手段から過渡的に大きな信号が出力され前記音声出力手段に負担を与えたり、音声出力手段からノイズ音が発生してしまう。このような現象を回避するため、前記過渡的な信号の発生を抑制するミュート手段を備えたものが提案されている。
例えば、ローパスフィルタの後段において、ローパスフィルタの出力端と音声出力手段の入力端の間に直列に第1のスイッチを接続するとともに、音声出力手段の入力端に該音声出力手段と並列に第2のスイッチを接続し、ミュート動作時には前記第1のスイッチをオフするとともに、第2のスイッチをオンすることで前記過渡的な信号が音声出力手段に印加されることを防止したデジタルアンプが知られている。
また、一対の電界効果型トランジスタからなるスイッチング回路を複数段並列に設けるとともに、各スイッチング回路の電界効果型トランジスタのオン抵抗を互いに異ならせたデジタルアンプが提案されている(例えば特許文献1参照)。このデジタルアンプでは、ミュート動作時には、まず各スイッチング回路の全てを動作させておき、順次スイッチング回路の動作を1つずつ停止させることで前記過渡的な信号の出力を抑制している。
しかしながら上述した前者のデジタルアンプでは、前記ローパスフィルタの後段に第1、第2のスイッチを設ける都合上、これら第1、第2のスイッチはスイッチング回路を構成する集積回路の外部に配置しなくてはならず、部品点数が増えるとともに占有スペースが必要となり小型化を図る上で不利であった。
また、後者のデジタルアンプでは、前記各スイッチング回路を構成する一対の電界効果型トランジスタが同時にオンして突入電流が生じることを防止しなくてはならないため、各電界効果型トランジスタのタイミング制御を精密に行なう必要がある。このため、複数のスイッチング回路を制御する制御回路が複雑なものとなりコストを削減する上で不利であった。
本発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、本発明の目的は小型化および低コスト化を図る上で有利なデジタルアンプを提供することにある。
また、後者のデジタルアンプでは、前記各スイッチング回路を構成する一対の電界効果型トランジスタが同時にオンして突入電流が生じることを防止しなくてはならないため、各電界効果型トランジスタのタイミング制御を精密に行なう必要がある。このため、複数のスイッチング回路を制御する制御回路が複雑なものとなりコストを削減する上で不利であった。
本発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、本発明の目的は小型化および低コスト化を図る上で有利なデジタルアンプを提供することにある。
上述の目的を達成するため、本発明のデジタルアンプは、パルス幅変調形式の入力信号に基づいて直流電圧からなる動作電圧をスイッチングすることによって駆動信号を出力するスイッチング手段と、前記駆動信号を入力し該駆動信号の可聴周波数帯域の信号成分を通過させることによってオーディオ信号を出力するローパスフィルタとを備えたデジタルアンプであって、前記駆動信号が出力される前記スイッチング手段の出力端と前記駆動信号が入力されるローパスフィルタの入力端との間に、抵抗値がステップ状に増減可能に構成されたミュート手段が設けられていることを特徴とする。
そのため、本発明によれば、スイッチング手段の出力端とローパスフィルタの入力端との間に、抵抗値がステップ状に増減可能に構成されたミュート手段を設けたので、ローパスフィルタの後段にミュート手段を設ける場合と違ってミュート手段と、該ミュート手段の前段のスイッチング手段を含む回路とを同一の集積回路で実現することが可能となり、部品点数や占有スペースの削減を図る上で有利となる。
また、ミュート手段はスイッチング手段と独立して構成されているため、スイッチング手段の制御回路に影響を与えることがなく回路構成の複雑化やコストアップを抑制する上で有利となる。
また、ミュート手段はスイッチング手段と独立して構成されているため、スイッチング手段の制御回路に影響を与えることがなく回路構成の複雑化やコストアップを抑制する上で有利となる。
小型化および低コスト化を図るという目的を、スイッチング手段とローパスフィルタの間に抵抗値がステップ状に増減可能に構成されたミュート手段を設けることで実現した。
次に本発明の実施例1について図面を参照して説明する。
図1は実施例1のデジタルアンプの構成を示すブロック図、図2は図1のミュート手段部分を等価回路として説明した図である。
図1に示すように、デジタルアンプ100は、例えば図略のCDプレーヤー、DVDプレーヤーなどの音源に接続され、これら音源からPCM形式の入力信号Spcmを入力すとともに、デジタルアンプ100に接続されたスピーカーなどの音声出力手段200にオーディオ信号Sadを供給するように構成されている。
図1は実施例1のデジタルアンプの構成を示すブロック図、図2は図1のミュート手段部分を等価回路として説明した図である。
図1に示すように、デジタルアンプ100は、例えば図略のCDプレーヤー、DVDプレーヤーなどの音源に接続され、これら音源からPCM形式の入力信号Spcmを入力すとともに、デジタルアンプ100に接続されたスピーカーなどの音声出力手段200にオーディオ信号Sadを供給するように構成されている。
デジタルアンプ100は、レギュレータ10、マイクロコンピュータ12、パルス幅変調回路14、スイッチング回路16、ミュート手段18、ローパスフィルタ20、結合コンデンサ22などを備えている。
レギュレータ10は、不図示の電源部から供給される一定値の直流電圧に基づいて直流の正電圧である動作電圧Vregを生成するものであり、マイクロコンピュータ12(動作電圧制御手段)によって動作電圧Vregの値が制御されるように構成されている。
パルス幅変調回路14は、PCM形式の入力信号Spcmを入力してPWM形式の入力信号Spwmを生成するように構成され、例えばオーバーサンプリングフィルタやΔΣ変調回路を含んで構成されている。
入力信号Spwmは、基準電圧(本実施例ではグランド電位)に対して一定の波高値を有しており、入力信号Spwmのデューティ比はオーディオ信号Sadの振幅、すなわち音量に比例している。
スイッチング回路16は、レギュレータ10から入力される動作電圧Vregを入力信号Spwmの「L」、「H」に対応してオン、オフすることにより出力端1602から振幅が動作電圧Vregと等しい駆動信号Sdを出力するように構成されている。この駆動信号SdはPWM形式となっている。また、スイッチング回路16は、従来公知の種々の回路によって実現可能であるためその構成については説明を省略する。
レギュレータ10は、不図示の電源部から供給される一定値の直流電圧に基づいて直流の正電圧である動作電圧Vregを生成するものであり、マイクロコンピュータ12(動作電圧制御手段)によって動作電圧Vregの値が制御されるように構成されている。
パルス幅変調回路14は、PCM形式の入力信号Spcmを入力してPWM形式の入力信号Spwmを生成するように構成され、例えばオーバーサンプリングフィルタやΔΣ変調回路を含んで構成されている。
入力信号Spwmは、基準電圧(本実施例ではグランド電位)に対して一定の波高値を有しており、入力信号Spwmのデューティ比はオーディオ信号Sadの振幅、すなわち音量に比例している。
スイッチング回路16は、レギュレータ10から入力される動作電圧Vregを入力信号Spwmの「L」、「H」に対応してオン、オフすることにより出力端1602から振幅が動作電圧Vregと等しい駆動信号Sdを出力するように構成されている。この駆動信号SdはPWM形式となっている。また、スイッチング回路16は、従来公知の種々の回路によって実現可能であるためその構成については説明を省略する。
ミュート手段18はスイッチング回路16の出力端1602とローパスフィルタ20の入力端2002との間に並列接続された複数のNチャンネル型電界効果型トランジスタ(以下単にトランジスタという)TRと、各電界効果型トランジスタTRのオン、オフを独立して制御するコントローラ19とを含んで構成されている。
各トランジスタTRはドレインが出力端1602に、ソースが入力端2002にそれぞれ共通接続され、ゲートはコントローラ19に接続されている。
本実施例では複数のトランジスタTRは互いにオン抵抗値が異なる値に設定されている。
すなわち、複数の電界効果型トランジスタTRの数をn個(本実施例ではn=9)としたとき、各電界効果型トランジスタTRのオン抵抗値Ronのそれぞれは、Ron=2aR(a=n−1、n−2、n−3、……1、0)(但しRは所定の単位抵抗値)として設定されている。
更に詳しく説明すると、本実施例では、図2に示すように、各トランジスタTR1乃至TR9のオン抵抗値をそれぞれRon1乃至Ron9としたとき、オン抵抗値は概略で以下のとおりとなる。
Ron1=28R=256R
Ron2=27R=128R
Ron3=26R=64R
Ron4=25R=32R
Ron5=24R=16R
Ron6=23R=8R
Ron7=22R=4R
Ron8=21R=2R
Ron9=20R=R
各トランジスタTRはドレインが出力端1602に、ソースが入力端2002にそれぞれ共通接続され、ゲートはコントローラ19に接続されている。
本実施例では複数のトランジスタTRは互いにオン抵抗値が異なる値に設定されている。
すなわち、複数の電界効果型トランジスタTRの数をn個(本実施例ではn=9)としたとき、各電界効果型トランジスタTRのオン抵抗値Ronのそれぞれは、Ron=2aR(a=n−1、n−2、n−3、……1、0)(但しRは所定の単位抵抗値)として設定されている。
更に詳しく説明すると、本実施例では、図2に示すように、各トランジスタTR1乃至TR9のオン抵抗値をそれぞれRon1乃至Ron9としたとき、オン抵抗値は概略で以下のとおりとなる。
Ron1=28R=256R
Ron2=27R=128R
Ron3=26R=64R
Ron4=25R=32R
Ron5=24R=16R
Ron6=23R=8R
Ron7=22R=4R
Ron8=21R=2R
Ron9=20R=R
コントローラ19は、マイクロコンピュータ12から供給されるミュート動作の有効および無効を指示するミュート動作制御信号Sm(図3)に基づいて、各トランジスタTR1乃至TR9のゲートのそれぞれに供給する制御信号CNT1乃至CNT9を生成するように構成されている。さらに詳しくは、ミュート動作制御信号Smは「H」のときミュート動作の無効(解除)を指示し、「L」のときミュート動作の有効(開始)を指示するようになっている。
したがって、各トランジスタTRは供給される制御信号CNT1乃至CNT9の「H」、「L」に基づいて独立してオン、オフ制御され、これによりミュート手段18はスイッチング回路16の出力端1602とローパスフィルタ20の入力端2002との間の抵抗値がステップ状(段階的に)に増減可能となっている。
したがって、各トランジスタTRは供給される制御信号CNT1乃至CNT9の「H」、「L」に基づいて独立してオン、オフ制御され、これによりミュート手段18はスイッチング回路16の出力端1602とローパスフィルタ20の入力端2002との間の抵抗値がステップ状(段階的に)に増減可能となっている。
ローパスフィルタ20はミュート手段18から入力端2002に供給される駆動信号Sdのうち可聴周波数帯域の信号成分のみを通過するように、すなわち駆動信号Sdを可聴帯域のオーディオ信号Sadに変換するように構成されている。
本実施例では、ローパスフィルタ20はインダクタンス20Aとコンデンサ20BからなるLCフィルタで構成されている。
結合コンデンサ22はローパスフィルタ20から供給されるオーディオ信号Sadから直流成分を除いた交流成分のみを通過させ音声出力手段200に供給するように構成されている。すなわち、ローパスフィルタ20の出力端には、オーディオ信号Sadを入力して音声を出力する音声出力手段200が負荷として接続されている。音声出力手段200は例えばスピーカー、ヘッドフォン、あるいはイヤホンなどで構成される。
また、本実施例では、トランジスタTRによって特許請求の範囲のスイッチ手段が構成され、オン抵抗によって特許請求の範囲の抵抗が構成されている。
また、マイクロコンピュータ12およびコントローラ14によって特許請求の範囲の制御手段が構成されている。また、マイクロコンピュータ12によって特許請求の範囲の動作電圧制御手段が構成されている。
本実施例では、ローパスフィルタ20はインダクタンス20Aとコンデンサ20BからなるLCフィルタで構成されている。
結合コンデンサ22はローパスフィルタ20から供給されるオーディオ信号Sadから直流成分を除いた交流成分のみを通過させ音声出力手段200に供給するように構成されている。すなわち、ローパスフィルタ20の出力端には、オーディオ信号Sadを入力して音声を出力する音声出力手段200が負荷として接続されている。音声出力手段200は例えばスピーカー、ヘッドフォン、あるいはイヤホンなどで構成される。
また、本実施例では、トランジスタTRによって特許請求の範囲のスイッチ手段が構成され、オン抵抗によって特許請求の範囲の抵抗が構成されている。
また、マイクロコンピュータ12およびコントローラ14によって特許請求の範囲の制御手段が構成されている。また、マイクロコンピュータ12によって特許請求の範囲の動作電圧制御手段が構成されている。
次にミュート手段18の作用について説明する。
図3はミュート手段18および音声出力手段200の等価回路であり、ローパスフィルタ20は省略されている。
図3に示すように、スイッチング回路16の出力端1602とローパスフィルタ20の入力端2002との間に並列接続された複数のトランジスタTRによって形成される抵抗をRMとし、音声出力手段200の入力抵抗(入力インピーダンス)をRLとし、スイッチング回路16から出力される駆動信号Sdの電圧をViとし、音声出力手段200に供給されるオーディオ信号Sdの電圧をVoとすれば、電圧Voは式(1)で示される。
Vo=(RL/(RM+RL))・Vi (1)
したがって、電圧Viが一定ならば、抵抗RMが減少するほど電圧Voが増大し、抵抗RMが増大するほど電圧Voが減少することになる。
このため、ミュート手段18によるミュート動作時には、時間経過と共に抵抗RMの抵抗値を最小値から最大値にステップ状に増大させていくことで音声出力手段200に前記過渡的な信号が加わることを防止することができ、ミュート動作の解除時には、時間経過と共に抵抗RMの抵抗値を最大値から最小値にステップ状に減少させていくことで音声出力手段200にオーディオ信号Sdを徐々に印加させていくことができることになる。
図3はミュート手段18および音声出力手段200の等価回路であり、ローパスフィルタ20は省略されている。
図3に示すように、スイッチング回路16の出力端1602とローパスフィルタ20の入力端2002との間に並列接続された複数のトランジスタTRによって形成される抵抗をRMとし、音声出力手段200の入力抵抗(入力インピーダンス)をRLとし、スイッチング回路16から出力される駆動信号Sdの電圧をViとし、音声出力手段200に供給されるオーディオ信号Sdの電圧をVoとすれば、電圧Voは式(1)で示される。
Vo=(RL/(RM+RL))・Vi (1)
したがって、電圧Viが一定ならば、抵抗RMが減少するほど電圧Voが増大し、抵抗RMが増大するほど電圧Voが減少することになる。
このため、ミュート手段18によるミュート動作時には、時間経過と共に抵抗RMの抵抗値を最小値から最大値にステップ状に増大させていくことで音声出力手段200に前記過渡的な信号が加わることを防止することができ、ミュート動作の解除時には、時間経過と共に抵抗RMの抵抗値を最大値から最小値にステップ状に減少させていくことで音声出力手段200にオーディオ信号Sdを徐々に印加させていくことができることになる。
なお、ミュート手段18によって形成される抵抗RMの抵抗値の最大値に比較して音声出力手段200の入力抵抗RLの抵抗値が極めて高い場合には、式(1)からわかるように抵抗RMの抵抗値の増減とは拘わりなく電圧Voが電圧Viとほぼ等しくなってしまい、ミュート手段18によるミュート動作が機能しなくなってしまう。
このような不都合を回避するためには、図2に示すように、入力抵抗RLよりも充分低い抵抗値を有する抵抗24を、音声出力手段200と並列にとなるようにローパスフィルタ20の出力端2004に接続すればよい。このような抵抗24を接続することにより、ミュート手段18から見た見掛け上の音声出力手段200の入力抵抗を抵抗24の抵抗値とほぼ等しくすることができ、式(1)の関係を成立させることができる。
例えば、抵抗RMの抵抗値の最大値が数百Ω程度であり、かつ、音声出力手段200の入力抵抗RLが高抵抗値(例えば1MΩ)であった場合、抵抗24の抵抗値として入力抵抗RLよりも充分に低い抵抗値(例えば1kΩ程度)を設定すればよい。
勿論、音声出力手段200の入力抵抗RLが数Ω乃至数十Ωであった場合には抵抗24を省くことができる。
また、音声出力手段200がジャックを介して結合コンデンサ22の出力端2004に接続される構成であった場合、音声出力手段200が前記ジャックに接続されたときに結合コンデンサ24に充電されている電荷が音声出力手段200に過渡的に流れてノイズ(ボツ音)が音声出力手段200から出力されることがある。しかしながら、抵抗24を設けることにより、該抵抗24によって結合コンデンサ24に充電された電荷が放電されるため、前記過渡的な信号の発生を未然に防止できる効果がある。
このような不都合を回避するためには、図2に示すように、入力抵抗RLよりも充分低い抵抗値を有する抵抗24を、音声出力手段200と並列にとなるようにローパスフィルタ20の出力端2004に接続すればよい。このような抵抗24を接続することにより、ミュート手段18から見た見掛け上の音声出力手段200の入力抵抗を抵抗24の抵抗値とほぼ等しくすることができ、式(1)の関係を成立させることができる。
例えば、抵抗RMの抵抗値の最大値が数百Ω程度であり、かつ、音声出力手段200の入力抵抗RLが高抵抗値(例えば1MΩ)であった場合、抵抗24の抵抗値として入力抵抗RLよりも充分に低い抵抗値(例えば1kΩ程度)を設定すればよい。
勿論、音声出力手段200の入力抵抗RLが数Ω乃至数十Ωであった場合には抵抗24を省くことができる。
また、音声出力手段200がジャックを介して結合コンデンサ22の出力端2004に接続される構成であった場合、音声出力手段200が前記ジャックに接続されたときに結合コンデンサ24に充電されている電荷が音声出力手段200に過渡的に流れてノイズ(ボツ音)が音声出力手段200から出力されることがある。しかしながら、抵抗24を設けることにより、該抵抗24によって結合コンデンサ24に充電された電荷が放電されるため、前記過渡的な信号の発生を未然に防止できる効果がある。
次にデジタルアンプ100の動作について説明する。
図4はミュート動作時の各部の動作状態を示す説明図、図5はミュート動作時における各トランジスタの動作状態を示す説明図である。
図4に示すように、時間t0はミュート動作中であって、マイクロコンピュータ12はコントローラ19に対してミュート動作を有効とする「L」状態のミュート動作制御信号Smを供給するとともに、レギュレータ10を制御することにより動作電圧Vregをゼロとしている。
これにより、コントローラ19は、全トランジスタTR1乃至TR9に対して供給する制御信号CNT1乃至CNT9を「L」とすることで、これらトランジスタTR1乃至TR9をオフ状態としている。したがって、スイッチング回路16の出力端1602とローパスフィルタ2002の入力端2002の間は電気的に切断され、音声出力手段200に供給されるオーディオ信号Sadの振幅もゼロとなり、音声出力手段200は無音状態となっている。
したがって、例えば電源の投入時や前記入力信号の切り換えによってスイッチング回路16から過渡的に大きな信号が出力されたとしても、ミュート手段18によって該信号の伝達が阻止されるので、音声出力手段200に前記過渡的な信号が印加されることはない。
図4はミュート動作時の各部の動作状態を示す説明図、図5はミュート動作時における各トランジスタの動作状態を示す説明図である。
図4に示すように、時間t0はミュート動作中であって、マイクロコンピュータ12はコントローラ19に対してミュート動作を有効とする「L」状態のミュート動作制御信号Smを供給するとともに、レギュレータ10を制御することにより動作電圧Vregをゼロとしている。
これにより、コントローラ19は、全トランジスタTR1乃至TR9に対して供給する制御信号CNT1乃至CNT9を「L」とすることで、これらトランジスタTR1乃至TR9をオフ状態としている。したがって、スイッチング回路16の出力端1602とローパスフィルタ2002の入力端2002の間は電気的に切断され、音声出力手段200に供給されるオーディオ信号Sadの振幅もゼロとなり、音声出力手段200は無音状態となっている。
したがって、例えば電源の投入時や前記入力信号の切り換えによってスイッチング回路16から過渡的に大きな信号が出力されたとしても、ミュート手段18によって該信号の伝達が阻止されるので、音声出力手段200に前記過渡的な信号が印加されることはない。
そして、前記過渡的な信号の発生が終了した時間t1でマイクロコンピュータ14はコントローラ19に対してミュート動作を無効とする「H」状態のミュート動作制御信号Smを供給するとともに、レギュレータ10を制御することにより動作電圧Vregを立ち上げる。
これにより、コントローラ19は、図5に示すように、時間t1から時間t255の時間経過に従って各制御信号CNT1乃至CNT9を生成して各トランジスタTR1乃至TR9に供給する。なお、図4では、図示を簡素化するために各制御信号CNT1乃至CNT9が時間経過とともに単に「L」から「H」に遷移した状態のみが示されている。
各制御信号CNT1乃至CNT9の「H」および「L」の組み合わせは、時間経過と共に前述した抵抗RMがステップ状に最大値から最小値に変化するように設定されている。
さらに詳しくは、時間t1で抵抗RMは最大値256R、時間t2で抵抗RMは128R、時間t3で抵抗RMは(256Rと128Rの並列抵抗値=256R/3)、……、時間t255で抵抗RMは最小値(256R、128R、64R、32R、16R、8R、4R、2R、Rの並列抵抗値=256R/511)となっている。
したがって、時間t255においてミュート手段18によって形成される抵抗RMは前記最小値となってほぼ無視できる値となり、音声出力手段200にオーディオ信号Sdが印加されることになる。
これにより、コントローラ19は、図5に示すように、時間t1から時間t255の時間経過に従って各制御信号CNT1乃至CNT9を生成して各トランジスタTR1乃至TR9に供給する。なお、図4では、図示を簡素化するために各制御信号CNT1乃至CNT9が時間経過とともに単に「L」から「H」に遷移した状態のみが示されている。
各制御信号CNT1乃至CNT9の「H」および「L」の組み合わせは、時間経過と共に前述した抵抗RMがステップ状に最大値から最小値に変化するように設定されている。
さらに詳しくは、時間t1で抵抗RMは最大値256R、時間t2で抵抗RMは128R、時間t3で抵抗RMは(256Rと128Rの並列抵抗値=256R/3)、……、時間t255で抵抗RMは最小値(256R、128R、64R、32R、16R、8R、4R、2R、Rの並列抵抗値=256R/511)となっている。
したがって、時間t255においてミュート手段18によって形成される抵抗RMは前記最小値となってほぼ無視できる値となり、音声出力手段200にオーディオ信号Sdが印加されることになる。
また、再びミュート動作を有効とする場合には、マイクロコンピュータ14はコントローラ19に対してミュート動作を有効とする「L」状態のミュート動作制御信号Smを供給するとともに、レギュレータ10を制御することにより動作電圧Vregを立ち下げる。
これにより、コントローラ19は、前述とは逆の順番で、すなわち図5に示す時間t255から時間t0に向かう逆の順番で時間経過に従って各制御信号CNT1乃至CNT9を生成して各トランジスタTR1乃至TR9に供給する。
この場合、各制御信号CNT1乃至CNT9の「H」および「L」の組み合わせは、時間経過と共に前述した抵抗RMがステップ状に最小値から最大値に変化し、最後にスイッチング回路16の出力端1602とローパスフィルタ2002の入力端2002の間が電気的に切断されるように設定されている。
このようにしてミュート動作が有効となり、音声出力手段200に供給されるオーディオ信号Sadの振幅がゼロとなり、音声出力手段200は無音状態となる。
これにより、コントローラ19は、前述とは逆の順番で、すなわち図5に示す時間t255から時間t0に向かう逆の順番で時間経過に従って各制御信号CNT1乃至CNT9を生成して各トランジスタTR1乃至TR9に供給する。
この場合、各制御信号CNT1乃至CNT9の「H」および「L」の組み合わせは、時間経過と共に前述した抵抗RMがステップ状に最小値から最大値に変化し、最後にスイッチング回路16の出力端1602とローパスフィルタ2002の入力端2002の間が電気的に切断されるように設定されている。
このようにしてミュート動作が有効となり、音声出力手段200に供給されるオーディオ信号Sadの振幅がゼロとなり、音声出力手段200は無音状態となる。
以上説明したように本実施例のデジタルアンプ100によれば、駆動信号Sdが出力されるスイッチング回路16の出力端1602と駆動信号Sdが入力されるローパスフィルタ20の入力端2002との間に、抵抗値がステップ状に増減可能に構成されたミュート手段18を設けたので、ローパスフィルタの後段にミュート手段を設ける場合と違って例えばスイッチング回路16とミュート手段18を同一の集積回路で実現することが可能となり、部品点数や占有スペースの削減を図る上で有利となる。
また、ミュート手段18はスイッチング回路16と独立して構成されているため、スイッチング回路16の制御回路に影響を与えることがなく回路構成の複雑化やコストアップを抑制する上で有利となる。
また、ミュート手段18はスイッチング回路16と独立して構成されているため、スイッチング回路16の制御回路に影響を与えることがなく回路構成の複雑化やコストアップを抑制する上で有利となる。
なお、本実施例では、ミュート手段18のスイッチ手段を構成する複数のトランジスタTRが9個の場合を例示したが、トランジスタTRの個数は任意である。
また、本実施例では、ミュート手段18のスイッチ手段を構成する複数のトランジスタTRをNチャンネル型電界効果型トランジスタとしたが、Pチャンネル電界効果型トランジスタを用いても同等の効果を得ることが可能である。
また、ミュート手段18のスイッチ手段としては、電界効果型トランジスタの代りにバイポーラ型トランジスタ(PNP型トランジスタ、NPN型トンランジスタ)を用いても同等の効果を得ることが可能である。この場合には、上述したオン抵抗の代りに互いに抵抗値の異なる抵抗を各バイポーラ型トランジスタに直列に接続すればよい。
また、ミュート手段18のスイッチ手段としては、制御手段によってオン、オフされるメカニカルスイッチ(電気的ではなく機械的にスイッチの開閉を行なうもの)を用いても同等の効果を得ることが可能である。この場合には、上述したオン抵抗の代りに互いに抵抗値の異なる抵抗を各メカニカルスイッチに直列に接続すればよい。
また、本実施例では、図4に示すように、ミュート動作解除後、レギュレータ10を制御して動作電圧Vregを立ち上げた後、ミュート手段18によって形成される抵抗RMをステップ状に減少させたが、動作電圧Vregを中間値に立ち上げて抵抗RMをステップ状に減少させ、最後に動作電圧Vregを通常動作に必要な電圧に立ち上げるようにしてもよい。
具体的には、ミュート動作解除後、図4に二点鎖線で示すようにレギュレータ10を制御して動作電圧Vregを中間電位値(例えば通常動作に必要な電圧の50%)に立ち上げた後、時間t1から時間t255の時間経過に従って各トランジスタTR1乃至TR9を制御し、ミュート手段18によって形成される抵抗RMをステップ状に減少させ、時間t255が経過後に動作電圧Vregを前記中間値から通常動作に必要な電圧まで立ち上げるようにしてもよい。
この場合には、ミュート動作解除時において音声出力手段200に印加されるオーディオ信号Sadの振幅の大きさをより細かいステップで滑らかに増大させることができ、ユーザの使用感を向上させる上で有利となる。
また、ミュート動作開始時も、上述と同様に動作電圧Vregを前記中間電位値まで下げてからトランジスタTR1乃至TR9を制御し、これによりミュート手段18によって形成される抵抗RMをステップ状に上昇させていく方法も有効である。
また、本実施例では、ミュート手段18の各トランジスタTRを任意にオン、オフさせることができるため、ミュート手段18の出力抵抗値を任意に選択することができる。したがって、ミュート手段18によって形成される出力抵抗値を制御することによって、音声出力手段200で発生する逆起電圧を抑制(ダンピング)することができ音質向上を図る上で有利となる。
また、本実施例では、ミュート手段18によってミュート動作を行なわせたが、音量調整を行なうために使用してもよいことは勿論である。
また、本実施例では、ミュート手段18のスイッチ手段を構成する複数のトランジスタTRをNチャンネル型電界効果型トランジスタとしたが、Pチャンネル電界効果型トランジスタを用いても同等の効果を得ることが可能である。
また、ミュート手段18のスイッチ手段としては、電界効果型トランジスタの代りにバイポーラ型トランジスタ(PNP型トランジスタ、NPN型トンランジスタ)を用いても同等の効果を得ることが可能である。この場合には、上述したオン抵抗の代りに互いに抵抗値の異なる抵抗を各バイポーラ型トランジスタに直列に接続すればよい。
また、ミュート手段18のスイッチ手段としては、制御手段によってオン、オフされるメカニカルスイッチ(電気的ではなく機械的にスイッチの開閉を行なうもの)を用いても同等の効果を得ることが可能である。この場合には、上述したオン抵抗の代りに互いに抵抗値の異なる抵抗を各メカニカルスイッチに直列に接続すればよい。
また、本実施例では、図4に示すように、ミュート動作解除後、レギュレータ10を制御して動作電圧Vregを立ち上げた後、ミュート手段18によって形成される抵抗RMをステップ状に減少させたが、動作電圧Vregを中間値に立ち上げて抵抗RMをステップ状に減少させ、最後に動作電圧Vregを通常動作に必要な電圧に立ち上げるようにしてもよい。
具体的には、ミュート動作解除後、図4に二点鎖線で示すようにレギュレータ10を制御して動作電圧Vregを中間電位値(例えば通常動作に必要な電圧の50%)に立ち上げた後、時間t1から時間t255の時間経過に従って各トランジスタTR1乃至TR9を制御し、ミュート手段18によって形成される抵抗RMをステップ状に減少させ、時間t255が経過後に動作電圧Vregを前記中間値から通常動作に必要な電圧まで立ち上げるようにしてもよい。
この場合には、ミュート動作解除時において音声出力手段200に印加されるオーディオ信号Sadの振幅の大きさをより細かいステップで滑らかに増大させることができ、ユーザの使用感を向上させる上で有利となる。
また、ミュート動作開始時も、上述と同様に動作電圧Vregを前記中間電位値まで下げてからトランジスタTR1乃至TR9を制御し、これによりミュート手段18によって形成される抵抗RMをステップ状に上昇させていく方法も有効である。
また、本実施例では、ミュート手段18の各トランジスタTRを任意にオン、オフさせることができるため、ミュート手段18の出力抵抗値を任意に選択することができる。したがって、ミュート手段18によって形成される出力抵抗値を制御することによって、音声出力手段200で発生する逆起電圧を抑制(ダンピング)することができ音質向上を図る上で有利となる。
また、本実施例では、ミュート手段18によってミュート動作を行なわせたが、音量調整を行なうために使用してもよいことは勿論である。
100……デジタルアンプ、10……レギュレータ、12……マイクロコンピュータ、16……スイッチング回路、18……ミュート手段、TR1乃至TR9……トランジスタ、20……ローパスフィルタ、200……音声出力手段、Vreg……動作電圧、Sd……駆動信号、Sad……オーディオ信号。
Claims (9)
- パルス幅変調形式の入力信号に基づいて直流電圧からなる動作電圧をスイッチングすることによって駆動信号を出力するスイッチング手段と、
前記駆動信号を入力し該駆動信号の可聴周波数帯域の信号成分を通過させることによってオーディオ信号を出力するローパスフィルタとを備えたデジタルアンプであって、
前記駆動信号が出力される前記スイッチング手段の出力端と前記駆動信号が入力されるローパスフィルタの入力端との間に、抵抗値がステップ状に増減可能に構成されたミュート手段が設けられている、
ことを特徴とするデジタルアンプ。 - 前記ミュート手段は、前記出力端と入力端の間に並列接続された複数のスイッチ手段と、前記各スイッチ手段のオン、オフを独立して制御する制御手段と、前記各スイッチ手段に対してそれぞれ直列に接続された互いに抵抗値が異なる抵抗とを含んで構成されていることを特徴とする請求項1記載のデジタルアンプ。
- 前記スイッチ手段は電界効果型トランジスタで構成され、前記抵抗は前記電界効果型トランジスタのオン抵抗で構成されていることを特徴とする請求項2記載のデジタルアンプ。
- 前記スイッチ手段はバイポーラ型トランジスタで構成されていることを特徴とする請求項2記載のデジタルアンプ。
- 前記スイッチ手段はメカニカルスイッチで構成されていることを特徴とする請求項2記載のデジタルアンプ。
- 前記複数のスイッチング手段の数をn個(但しnは2以上の整数)としたとき、各スイッチング手段に接続されている抵抗の抵抗値Ronのそれぞれは、Ron=2aR(a=n−1、n−2、n−3、……1、0)(但しRは所定の単位抵抗値)として設定されることを特徴とする請求項2記載のデジタルアンプ。
- 前記ローパスフィルタの出力端には、前記オーディオ信号を入力して音声を出力する音声出力手段が接続されることを特徴とする請求項1記載のデジタルアンプ。
- 前記音声出力手段は入力抵抗を有し、該入力抵抗が高抵抗値である場合、前記入力抵抗よりも低い抵抗値を有する抵抗が前記入力抵抗と並列となるように前記ローパスフィルタの出力端に接続されていることを特徴とする請求項7記載のデジタルアンプ。
- 前記動作電圧の値を制御する動作電圧制御手段を更に有することを特徴とする請求項1記載のデジタルアンプ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003344736A JP2005117091A (ja) | 2003-10-02 | 2003-10-02 | デジタルアンプ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003344736A JP2005117091A (ja) | 2003-10-02 | 2003-10-02 | デジタルアンプ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005117091A true JP2005117091A (ja) | 2005-04-28 |
Family
ID=34538271
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003344736A Pending JP2005117091A (ja) | 2003-10-02 | 2003-10-02 | デジタルアンプ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2005117091A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006340152A (ja) * | 2005-06-03 | 2006-12-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | デジタルアンプ方法及びデジタルアンプ回路 |
JP2007251600A (ja) * | 2006-03-16 | 2007-09-27 | Seiko Npc Corp | 音響素子駆動回路 |
JP2008153999A (ja) * | 2006-12-18 | 2008-07-03 | Rohm Co Ltd | オーディオ処理回路、その起動方法ならびにそれらを利用した電子機器 |
JP2009516963A (ja) * | 2005-11-18 | 2009-04-23 | クゥアルコム・インコーポレイテッド | 無線通信のためのディジタル送信機 |
JP2012105182A (ja) * | 2010-11-12 | 2012-05-31 | New Japan Radio Co Ltd | ミュート回路 |
JP2013141275A (ja) * | 2006-10-16 | 2013-07-18 | Samsung Electronics Co Ltd | デジタルアンプのポップアップノイズ防止回路 |
-
2003
- 2003-10-02 JP JP2003344736A patent/JP2005117091A/ja active Pending
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006340152A (ja) * | 2005-06-03 | 2006-12-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | デジタルアンプ方法及びデジタルアンプ回路 |
JP2009516963A (ja) * | 2005-11-18 | 2009-04-23 | クゥアルコム・インコーポレイテッド | 無線通信のためのディジタル送信機 |
US8411788B2 (en) | 2005-11-18 | 2013-04-02 | Qualcomm, Incorporated | Digital transmitters for wireless communication |
JP2007251600A (ja) * | 2006-03-16 | 2007-09-27 | Seiko Npc Corp | 音響素子駆動回路 |
JP2013141275A (ja) * | 2006-10-16 | 2013-07-18 | Samsung Electronics Co Ltd | デジタルアンプのポップアップノイズ防止回路 |
JP2008153999A (ja) * | 2006-12-18 | 2008-07-03 | Rohm Co Ltd | オーディオ処理回路、その起動方法ならびにそれらを利用した電子機器 |
JP4728943B2 (ja) * | 2006-12-18 | 2011-07-20 | ローム株式会社 | オーディオ処理回路、その起動方法ならびにそれらを利用した電子機器 |
JP2012105182A (ja) * | 2010-11-12 | 2012-05-31 | New Japan Radio Co Ltd | ミュート回路 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8416017B2 (en) | Circuit and method for reducing noise in class D amplifiers | |
US9225293B2 (en) | Pop and click noise reduction | |
US20170207755A1 (en) | Switched mode converter with variable common mode voltage buffer | |
CN101375534A (zh) | 用于音频设备的改进的充/放电控制电路 | |
KR20080108537A (ko) | 스위칭 증폭기 바이어스를 제공하는 고효율 컨버터 | |
US20170104462A1 (en) | Method and Apparatus For Achieving Very High-Output Signal Swing From Class-D Amplifier Using Fewer Components | |
US20170111017A1 (en) | Method and Apparatus For Achieving Very High-Output Signal Swing From Class-D Amplifier | |
KR101300901B1 (ko) | H 브리지 구동 회로 | |
US7786795B2 (en) | Class-D amplifier circuit | |
JP2003023328A (ja) | オーディオアンプ | |
WO2017160522A1 (en) | Prevention of switching discontinuity in a hybrid switched mode amplifier | |
JP2005117091A (ja) | デジタルアンプ | |
KR101053011B1 (ko) | 디지털 증폭기 | |
US20070279101A1 (en) | Signal Output Circuit, Audio Signal Output Apparatus Using The Same, And Electronic Device | |
JP5156321B2 (ja) | 音声出力装置 | |
US11205999B2 (en) | Amplifier with signal dependent mode operation | |
JP6647932B2 (ja) | オーディオアンプ回路、それを用いたオーディオ出力装置、およびそれを用いた電子機器 | |
US6803798B1 (en) | Output control apparatus of pulse width modulator | |
JP2024533824A (ja) | 線形遷移トーテムポール変調を有するスイッチング増幅器 | |
EP1804374A2 (en) | Switching amplifier | |
CN113381709A (zh) | 一种d类放大器 | |
WO2014132953A1 (ja) | D級アンプおよび電子機器 | |
JP2006229891A (ja) | 信号増幅回路およびそれを用いた電子機器 | |
JP2006229890A (ja) | 信号増幅回路およびそれを用いた電子機器 | |
JP5408058B2 (ja) | 音声切換出力装置 |