JP2009284200A - 変調装置、d級増幅装置及び変調方法 - Google Patents
変調装置、d級増幅装置及び変調方法 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】D級増幅器10は、第1の変調器21a〜第Nの変調器21nからなる変調部20と、変調部20の第1の変調器21a〜第Nの変調器21nを選択的に切り替える変調器選択部30と、変調部20から出力されるパルス信号を増幅するD級アンプである電力増幅部40とを備える。第1〜第Nの変調器21a〜21nは、互いに異なる歪特性を有している。変調器選択部30は、入力信号の振幅に応じて歪み(歪率)が小さい変調器を選択する。切替制御器31は、予め定められた周波数の正弦波より高い周波数が入力されても周期毎に切替が発生しないようにヒステリシスを持たせ、切替に伴うノイズを最小限にとどめる。
【選択図】図3
Description
また、前記変調手段は、特性の異なる複数の変調器を備えて構成されており、前記変調選択手段は、前記複数の変調器のうち、歪特性の良好な変調器を選択し、選択された変調器に前記変調処理を実行させてもよい。
また、前記変調手段は、異なる複数の動作パラメータが設定可能であって、前記変調選択手段は、前記複数の動作パラメータのうち、歪特性の良好な動作パラメータを選択し、選択された動作パラメータによって前記変調手段に前記変調処理を実行させてもよい。
また、前記変調選択手段は、所定周波数以上の正弦波が入力したときに、前記正弦波により周期的な切替動作が発生しないように前記変調処理を選択するための閾値を設定してもよい。
本発明の別の態様は、D級増幅装置に係り、このD級増幅装置は、上記の変調装置と、前記変調装置から出力されるパルス信号を増幅する増幅手段と、を備える。
本発明のさらに別の態様は、変調方法に関する。この方法は、入力信号として音声信号を取得する信号入力工程と、前記音声信号の振幅をもとに、前記音声信号の振幅の値を平滑化して得られる期間を含む判定用信号を生成する判定用信号生成工程と、前記判定用信号をもとに、異なる歪特性を有する複数の変調動作から、前記音声信号を量子化するための変調動作を選択する変調選択工程と、前記入力信号である音声信号を、前記変調選択工程で選択された変調動作により変調してパルス信号を生成する変調信号生成工程と、を有する。
また、前記変調選択工程は、前記変調動作の選択として、歪特性の異なる複数の変調方式から選択してもよい。
また、前記変調選択工程は、前記変調動作の選択として、所定の変調方式における動作パラメータを、複数から選択してもよい。
また、前記変調選択工程は、所定周波数以上の正弦波が入力したときに、その正弦波により周期的な切替動作が発生しないように前記変調動作を切り替えるための閾値を設定してもよい。
ここでは、第1の閾値TH,減衰量α、最低周波数fLを予め与えられたパラメータであるとし、判定発振を起こさない第2の閾値TLの条件を求める。判定発振は、入力正弦波の半周期の期間内において、エンベロープが第1の閾値THを超え、さらに、エンベロープが第2の閾値TLを下回る場合に発生する。エンベロープが正弦波の絶対値を追従しているとき、エンベロープが第1の閾値THを超えると判定が切り替わることから、ここでは、振幅TH、周波数fLの正弦波を境界条件導出に用いる。まず、第2の閾値TLとエンベロープの最下点をとる時刻tLの関係ついて考える。時刻tLでは本来負の値となっている正弦波を正の値に変換(反転)されていることに注意すると、次の(1)式の関係を満たす。
また、エンベロープが減衰量αにより減衰を開始する時刻tHは、正弦波の傾き(時間に関する微分値)と減衰量αの大きさが一致する条件から次の(2)式が導出される。
さらに、TLは、エンベロープで示される傾きαの直線上の点であるので、次の(3)式のように表すことができる。
判定発振が発生しないようにするためには、上記(1)(2)(3)式から成る非線形方程式を解いてTLを求め、さらに、実際のTLを上記(3)式で示される値より小さな値に設定する必要がある。
(1)電力増幅部40のフィードバックが無くても歪率の低いD級増幅器10を実現することができる。
(2)安定であることが既知な変調部20(21a〜21n)を切り替えることができるため、不安定に伴う異常な変調動作は発生しない。
(3)切替制御部31は、予め定められた周波数の正弦波より高い周波数が入力されても周期毎に切替が発生しないように設定されているので、切替が頻繁に発生することに伴う不要な雑音を極力抑えることができる。
(4)変調方式として、PDM方式だけでなくPWM方式を選択可能であり、より広い範囲の中から最適化が可能である。
(5)製品の一部改良などのランニングチェンジなどにより、電力増幅部40に用いるスイッチング素子を変更しても、切替制御部31の閾値を変更するだけで、スイッチング素子に対して最適な性能を得ることができる。したがって、スイッチング素子を変更しても容易かつ短時間で性能最適化が実現できる。
20 変調部
21a 第1の変調器
21b 第2の変調器
21n 第Nの変調器
30 変調器選択部
31 切替制御部
32 切替スイッチ
40 電力増幅部
50 入力振幅値判別器
51 絶対値変換回路
52 最大値出力回路
53 平滑化回路
54 遅延器
60 切替信号制御器
110 D級増幅器
120 変調器
131 切替制御部
132 切替スイッチ
140 電力増幅部
170 パラメータ部
Claims (9)
- 入力信号を変調処理によって量子化する変調手段と、
前記変調手段における前記変調処理を、前記入力信号の振幅に応じて複数の変調処理から選択する変調選択手段と、
前記変調処理を選択するときに参照する前記入力信号の振幅に対して、ヒステリシス特性を有する閾値を用いて入力振幅値を判別する入力振幅値判別手段と
を備えることを特徴とする変調装置。 - 前記変調手段は、特性の異なる複数の変調器を備えて構成されており、
前記変調選択手段は、前記複数の変調器のうち、歪特性の良好な変調器を選択し、選択された変調器に前記変調処理を実行させることを特徴とする請求項1に記載の変調装置。 - 前記変調手段は、異なる複数の動作パラメータが設定可能であって、
前記変調選択手段は、前記複数の動作パラメータのうち、歪特性の良好な動作パラメータを選択し、選択された動作パラメータによって前記変調手段に前記変調処理を実行させることを特徴とする請求項1に記載の変調装置。 - 前記変調選択手段は、所定周波数以上の正弦波が入力したときに、前記正弦波により周期的な切替動作が発生しないように前記変調処理を選択するための閾値を設定していることを特徴とする請求項1から3までのいずれかに記載の変調装置。
- 請求項1から4までのいずれかに記載の変調装置と、
前記変調装置から出力されるパルス信号を増幅する増幅手段と、
を備えることを特徴とするD級増幅装置。 - 入力信号として音声信号を取得する信号入力工程と、
前記音声信号の振幅をもとに、前記音声信号の振幅の値を平滑化して得られる期間を含む判定用信号を生成する判定用信号生成工程と、
前記判定用信号をもとに、異なる歪特性を有する複数の変調動作から、前記音声信号を量子化するための変調動作を選択する変調選択工程と、
前記入力信号である音声信号を、前記変調選択工程で選択された変調動作により変調してパルス信号を生成する変調信号生成工程と、
を有することを特徴とする変調方法。 - 前記変調選択工程は、前記変調動作の選択として、歪特性の異なる複数の変調方式から選択することを特徴とする請求項6に記載の変調方法。
- 前記変調選択工程は、前記変調動作の選択として、所定の変調方式における動作パラメータを、複数から選択することを特徴とする請求項6に記載の変調方法。
- 前記変調選択工程は、所定周波数以上の正弦波が入力したときに、その正弦波により周期的な切替動作が発生しないように前記変調動作を切り替えるための閾値を設定していることを特徴とする請求項6から8までのいずれかに記載の変調方法。
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JP2008133978A JP4964825B2 (ja) | 2008-05-22 | 2008-05-22 | 変調装置、d級増幅装置及び変調方法 |
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Cited By (2)
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---|---|---|---|---|
TWI407687B (zh) * | 2010-05-25 | 2013-09-01 | Elite Semiconductor Esmt | 音頻放大器三元調變與四元調變之切換方法 |
JP2016042745A (ja) * | 2010-10-27 | 2016-03-31 | メルス オーディオ アンパーツゼルスカブ | マルチレベルのパルス幅変調を使用するオーディオアンプ |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPH05152867A (ja) * | 1991-12-02 | 1993-06-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | D級増幅器 |
JP2003318665A (ja) * | 2002-04-23 | 2003-11-07 | Sharp Corp | 1ビット信号増幅器およびその制御方法、ならびにそれを搭載したオーディオ機器 |
JP2009100049A (ja) * | 2007-10-12 | 2009-05-07 | Sony Ericsson Mobilecommunications Japan Inc | 負帰還増幅回路及び無線通信装置 |
-
2008
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