JP3857154B2 - パルス符号変調信号再生装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パルス符号変調信号（ＰＣＭ信号）をパルス密度変調（ＰＤＭ変調）した後、スイッチングにより電力増幅してアナログ信号として再生するパルス符号変調信号再生装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
スイッチング出力型のＰＣＭ信号再生装置は、通常のアナログ回路を用いることなくＰＣＭ（Pulse Code Modulation ）信号をＤ／Ａ変換しつつスピーカ等の装置を駆動することができるという優れたものである。
【０００３】
上記スイッチング出力型のＰＣＭ信号再生装置では、図５に示すように、ＰＣＭ信号がＰＤＭ変調器５１に入力される。このＰＣＭ信号は、図６（ａ）に示すように、最大値６２をもつアナログ信号である。
【０００４】
上記ＰＤＭ変調器５１は、入力されたＰＣＭ信号を、ＨＩＧＨ／ＬＯＷの２値に高速に変化する信号で表現するＰＤＭ(Pulse Density Modulator)信号に変換して、スイッチング出力段５２に出力する。また、スイッチング出力段５２は、入力されたＰＤＭ信号に基づいて電力スイッチングを行う。このとき、定電圧電源５３は、図６（ｂ）（ｃ）に示すように、定電圧６３・６３で示される一定不変の電圧をスイッチング出力段５２に供給する。なお、図６（ｂ）は、スイッチング出力段５２から出力される上記定電圧６３とスイッチング出力段５２からの出力信号成分との関係を示す一方、図６（ｃ）は、スイッチング出力段５２から出力される上記定電圧６３とスイッチング出力段５２からの出力ノイズ成分との関係を示す。
【０００５】
ここで、ＰＤＭ変調器５１及びスイッチング出力段５２を１つの系５５として見たときに、ＰＣＭ信号の入力信号最大値６２は定電圧６３に対してフル振幅ではないものとしておく。また、系５５のゲインＧを０．５としたときの出力信号成分は、図６（ｂ）に示すように、出力信号最大値６４を有するものとして表される。さらに、供給電源電圧の大きさに伴って発生するノイズ成分は、図６（ｃ）に示すように、ノイズ最大値６６を有するものとして表される。
【０００６】
一方、図５に示すように、ローパスフィルタ（以下、「ＬＰＦ」と記す）５４は、スイッチング出力段５２から出力されたスイッチング信号の高周波成分を取り除く。さらに、ＬＰＦ５４を通ったオーディオ信号は、図示しないスピーカ等の装置にて音となり出力される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のダイナミックレンジ制御回路におけるスイッチング出力型のパワーアンプは、一般にアナログアンプと比較してダイナミックレンジが小さく効率が悪いという問題点を有している。
【０００８】
この問題を解決するために、ＰＤＭ変調器５１を改良することによって効率を上げるには、使用素子として高価な部品を使う必要がある。したがって、安価に、アナログ並みのダイナミックレンジを得るのは非常に困難である。
【０００９】
また、効率をデジタル的に上げるために、例えば、図７及び図８（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、バッファ７１に格納された所定期間又は所定信号単位から、入力信号の入力信号最大値８０を最大値検出器７２にて検出し、この最大値検出器７２の出力に応じてＰＣＭ信号を、乗算器７３にて係数αを掛けることにより、所定量増加した乗算後信号８１をＰＤＭ変調器５１に入力することが可能である。そして、これによって、スイッチング出力段５２の出力として、図８（ｂ）（ｃ）に示すように、前記定電圧６３と同じ電圧８２にて前記出力信号最大値６４よりも振幅の大きな出力信号最大値８３の出力信号を得ることにより、信号対ノイズ比（以降、「Ｓ／Ｎ比」という。）を改善できるように見える。
【００１０】
しかしながら、この方法は、元信号である入力されたＰＣＭ信号のレベルを本来再現されるべき信号のレベル以上に単に上げているだけであり、元信号を忠実に表現したものとは言えない。
【００１１】
もちろん、単に定電圧電源５３からの供給電圧を上げただけでは、図８（ｃ）に示すノイズ最大値８５も同時に増加し、ノイズレベルを上げることになり、Ｓ／Ｎ比の改善は無い。
【００１２】
また別の問題として、定電圧電源５３にて定電圧６３を供給して大電力かつ高速にスイッチングする上記のスイッチング出力型のパワーアンプは、消費電力が非常に大きいということも挙げられる。
【００１３】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、ダイナミックレンジを最大限に使用し、パルス符号変調信号を忠実に再現しつつ、Ｓ／Ｎ比を改善するとともに、消費電力を低減し得るスイッチング出力型のパルス符号変調信号再生装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明のパルス符号変調信号再生装置は、上記課題を解決するために、入力されたパルス符号変調信号をパルス密度変調するパルス密度変調手段と、上記パルス密度変調手段からの出力信号に基づいてスイッチングにより電力増幅を行うスイッチング出力手段とを備え、上記スイッチング出力手段からの出力をアナログ信号として再生するパルス符号変調信号再生装置において、入力されたパルス符号変調信号の所定期間単位又は所定信号単位からの最大値を求める最大値検出手段と、上記最大値検出手段にて求めた最大値に係数を掛け合わせて、上記パルス密度変調手段の入力レンジを目一杯使用するような乗算後最大値を出力して、上記乗算後最大値を上記パルス密度変調手段に入力するダイナミックレンジ可変手段と、上記ダイナミックレンジ可変手段での上記係数に応じて、上記スイッチング出力手段への供給電圧を変更する可変電圧電源手段とを備えていることを特徴としている。
【００１５】
上記の発明によれば、ダイナミックレンジ可変手段は、最大値検出手段にて求めた最大値に係数を掛け合わせて、パルス密度変調手段の入力レンジを目一杯使用するような乗算後最大値を出力して、乗算後最大値をパルス密度変調手段に入力する。また、このダイナミックレンジ可変手段での係数に応じて、可変電圧電源手段は、スイッチング出力手段への供給電圧を変更する。
【００１６】
したがって、例えば、ダイナミックレンジ可変手段は、最大値検出手段にて求めた最大値に応じて、該ダイナミックレンジ可変手段のレンジの最大となるようにパルス符号変調信号を所定量変更することができる。そして、このダイナミックレンジ可変手段にて拡大した信号最大値における該拡大倍率に反比例する供給電圧を可変電圧電源手段からスイッチング出力手段に与える。これにより、スイッチング出力手段から従来と同じ最大値の信号を出力することができる。
【００１７】
一方、このとき、可変電圧電源手段からスイッチング出力手段に供給する供給電圧は従来よりも小さいので、この供給電圧に伴うノイズも小さくなる。このことは、入力されたパルス符号変調信号に対するノイズの比つまりＳ／Ｎ比が小さくなることを示す。
【００１８】
この結果、音量が小さい信号でも、従来からのダイナミックレンジを最大限使用することができ、Ｓ／Ｎ比を改善することが可能となる。また、ダイナミックレンジ可変手段での変更量に応じてスイッチング出力手段への供給電圧を変化させることにより、パルス符号変調信号を忠実に再生することができる。さらに、スイッチング出力手段への供給電圧は全体的に低く済むため、消費電力を低く抑えることが可能となる。
【００１９】
したがって、ダイナミックレンジを最大限に使用し、パルス符号変調信号を忠実に再現しつつ、Ｓ／Ｎ比を改善するとともに、消費電力を低減し得るスイッチング出力型のパルス符号変調信号再生装置を提供することができる。
【００２０】
また、本発明のパルス符号変調信号再生装置は、上記のパルス符号変調信号再生装置において、再生時には、前記可変電圧電源手段に対して、上記ダイナミックレンジ可変手段での変更量に応じて、上記スイッチング出力手段への供給電圧を変更させる一方、再生停止時には、前記可変電圧電源手段に対して、前記スイッチング出力手段への供給電圧を０にさせる再生／停止制御手段を備えていることを特徴としている。
【００２１】
上記の発明によれば、再生／停止制御手段は、再生時には、前記可変電圧電源手段に対して、上記ダイナミックレンジ可変手段での変更量に応じて、上記スイッチング出力手段への供給電圧を変更させる。この結果、再生時には、前記発明と同じ作用・機能を得ることができる。
【００２２】
一方、再生／停止制御手段は、再生停止時には、可変電圧電源手段に対して、スイッチング出力手段への供給電圧を０にさせる。したがって、スイッチング出力手段の出力は０となり、最終的なアナログ信号も０となる。
【００２３】
この結果、再生停止時の消費電力削減を図ることができ、また、装置の電源立ち上げ時等に発生するノイズのミュート手段としても効果を発揮する。
【００２４】
また、本発明のパルス符号変調信号再生装置は、入力されたパルス符号変調信号をパルス密度変調するパルス密度変調手段と、上記パルス密度変調手段からの出力信号に基づいてスイッチングにより電力増幅を行うスイッチング出力手段とを備え、上記スイッチング出力手段からの出力をアナログ信号として再生するパルス符号変調信号再生装置において、入力されたパルス符号変調信号の所定期間単位又は所定信号単位からの最大値を求める最大値検出手段と、上記最大値検出手段にて求めた最大値に応じて、上記パルス符号変調信号を所定量変更して上記パルス密度変調手段に入力するダイナミックレンジ可変手段と、上記ダイナミックレンジ可変手段での変更量に応じて、上記スイッチング出力手段への供給電圧を変更する可変電圧電源手段とを備えていると共に、入力されたパルス符号変調信号のレベルにより該パルス符号変調信号が無音であることを検出するとともに、該パルス符号変調信号が無音であることを検出したときには、前記スイッチング出力手段への供給電圧を０にさせる無音検出調整手段を備えていることを特徴としている。
【００２５】
上記の発明によれば、無音検出手段は、入力されたパルス符号変調信号のレベルにより該パルス符号変調信号が無音であることを検出するとともに、該パルス符号変調信号が無音であることを検出したときには、スイッチング出力手段への供給電圧を０にさせる。したがって、スイッチング出力手段の出力は０となり、最終的なアナログ信号も０となる。
【００２６】
この結果、再生停止時や、再生信号が無音時の消費電力削減を図ることができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
〔実施の形態１〕
本発明の実施の一形態について図１及び図２に基づいて説明すれば、以下の通りである。
【００２８】
本実施の形態のデジタルアンプ等に用いられるスイッチング出力型のパルス符号変調信号（以下、「ＰＣＭ（Pulse Code Modulation ）信号」と記す）再生装置は、通常のアナログ回路を用いることなくＰＣＭ信号をＤ／Ａ変換しつつ、スピーカ等の再生装置を駆動することができるという優れたものである。
【００２９】
本実施の形態のスイッチング出力型のＰＣＭ信号再生装置１０は、図１に示すように、バッファ１と、最大値検出手段としての最大値検出器２と、ダイナミックレンジ可変手段としての乗算器３と、パルス密度変調手段としてのパルス密度変調器（以下、「ＰＤＭ(Pulse Density Modulator) 変調器」と記す）４と、スイッチング出力手段としてのスイッチング出力段５と、可変電圧電源手段としての可変電圧電源部６と、低域フィルタ（以下、「ＬＰＦ（Low-Pass filter ）」と記す）７を有している。
【００３０】
上記バッファ１は、入力ＰＣＭ信号の所定期間単位又は所定信号単位を一時的に蓄積し、最大値検出器２の出力が得られるまでの間、この入力ＰＣＭ信号を保持するものである。上記所定期間単位とは、例えば、数クロック単位である。また、所定信号単位とは、例えば、入力ＰＣＭ信号の数周期分である。
【００３１】
上記最大値検出器２は、バッファ１にて蓄積された入力ＰＣＭ信号の所定期間単位又は所定信号単位から、図２（ａ）に示すように、入力ＰＣＭ信号の入力信号最大値１２を求める。なお、上記入力ＰＣＭ信号はデジタル信号であるが、説明を分かり易くするため、アナログ信号として記載している。
【００３２】
上記乗算器３は、最大値検出器２の出力に応じて入力ＰＣＭ信号に所定係数αを掛け合せる。したがって、その出力は、図２（ａ）に示すように、乗算後最大値１３を有する拡大された入力ＰＣＭ信号として表される。なお、乗算器３にて掛け合わされる係数αは、乗算後最大値１３が、ＰＤＭ変調器４の入力レンジを目一杯使用するように設定される。
【００３３】
上記ＰＤＭ変調器４は、乗算後最大値１３を有する上記乗算器３の出力信号を、ＨＩＧＨ／ＬＯＷの２値に高速に変化させることによって、元の信号を表現するＰＤＭ信号に変換する。
【００３４】
上記スイッチング出力段５は、例えば、トランジスタからなっており、ベース側には、ＰＤＭ変調器４の出力が印加される一方、コレクタ側には、可変電圧電源部６から供給される供給電源電圧１４が印加されるようになっている。これによって、スイッチング出力段５は、上述したようなハーフブリッジ回路等の電力変換回路によりスイッチング関数に基づいてＤ級増幅する。なお、本実施の形態では、上記の供給電源電圧１４は、後述するように、可変電圧電源部６に設けられた図示しない定電圧電源から供給される定電源電圧を所定倍したものとなっている。したがって、可変電圧電源部６では、この定電源電圧が可変されるものとなっている。
【００３５】
一方、上記可変電圧電源部６は、最大値検出器２の出力に応じて図示しない定電圧電源から供給される定電源電圧に所定の係数（１／α）を掛けた図２（ａ）（ｂ）に示す供給電源電圧１４・１４をスイッチング出力段５に供給する。
【００３６】
ここで、上述したように、乗算後最大値１３は、ＰＤＭ変調器４の入力レンジに対して目一杯の振幅の信号であるとともに、ＰＤＭ変調器４の出力は可変電圧電源部６によりスイッチングされるものである。したがって、ＰＤＭ変調器４＋スイッチング出力段５の構成を１つの系８として見たときのゲインをG=０．５としたとき、系８における出力信号最大値１５は、図２（ａ）に示すようになる。これは、従来技術として挙げた前記図６に示すスイッチング出力段５２の出力信号である図６（ｂ）に示す出力信号最大値６４と同じ振幅である。
【００３７】
さらに、図２（ｃ）に示すように、供給電源電圧１６の大きさに伴って発生するノイズ成分１７は、供給電源電圧１６が従来技術において図６（ｃ）に示す供給電源電圧６３と比較して小さい。このため、このノイズ成分のノイズ最大値１７は、従来技術において図６（ｃ）に示す同ノイズ成分のノイズ最大値６６と比較して小さくなっている。
【００３８】
すなわち、従来技術において図６（ｂ）（ｃ）から求まるＳ／Ｎ比＝（出力信号最大値６４／ノイズ最大値６６）と本実施の形態のＳ／Ｎ比＝（出力信号最大値１５／ノイズ最大値１７）とを比較した時、本実施の形態では、Ｓ／Ｎ比が改善されていることが見て取れる。また、このとき、信号成分は従来技術と本実施の形態とで全く同じである。
【００３９】
最後に、ＬＰＦ７は、スイッチング出力段５から出力されたスイッチング信号の高周波成分を取り除く。このＬＰＦ７を通ったオーディオ信号は、図示しないスピーカ等の装置で音となり出力される。
【００４０】
このように、本実施の形態のＰＣＭ信号再生装置１０では、乗算器３は、最大値検出器２にて求めた入力信号最大値１２に応じて、該乗算器３のダイナミックレンジの最大となるように入力ＰＣＭ信号を所定量変更することができる。そして、この変更されたＰＣＭ信号をＰＤＭ変調器４に入力する。また、この乗算器３での変更量に応じて、可変電圧電源部６は、スイッチング出力段５への供給電圧を変更する。
【００４１】
したがって、例えば、乗算器３にてα倍に拡大した乗算後最大値１３における該拡大倍率αに反比例する１／αの供給電源電圧１４を可変電圧電源部６からスイッチング出力段５に与える。これにより、スイッチング出力段５から従来と同じ出力信号最大値１５の信号を出力することができる。
【００４２】
一方、このとき、可変電圧電源部６からスイッチング出力段５に供給する供給電源電圧１４は従来よりも小さいので、この供給電源電圧１４に伴うノイズ最大値１７も小さくなる。このことは、入力されたＰＣＭ信号に対するノイズの比つまりＳ／Ｎ比が小さくなることを示す。
【００４３】
この結果、音量が小さい信号でも、従来からのダイナミックレンジを最大限使用することができ、Ｓ／Ｎ比を改善することが可能となる。また、乗算器３での変更量に応じてスイッチング出力段５への供給電源電圧１４を変化させることにより、ＰＣＭ信号を忠実に再生することができる。さらに、スイッチング出力段５への供給電源電圧１４は全体的に低く済むため、消費電力を低く抑えることが可能となる。
【００４４】
したがって、ダイナミックレンジを最大限に使用し、ＰＣＭ信号を忠実に再現しつつ、Ｓ／Ｎ比を改善するとともに、消費電力を低減し得るスイッチング出力型のＰＣＭ信号再生装置１０を提供することができる。
【００４５】
〔実施の形態２〕
本発明の他の実施の形態について図３に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、説明の便宜上、前記の実施の形態１の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００４６】
本実施の形態のＰＣＭ信号再生装置２０は、図３に示すように、再生／停止制御手段としての再生／停止制御部２１を備えており、この再生／停止制御部２１は、最大値検出器２に対して、現在、システムがＰＣＭ信号を再生中であるか否かの情報である、再生／停止制御信号を送る。この再生／停止制御信号が再生中を表す場合、バッファ１〜ＬＰＦ７は、前記実施の形態１において説明した働きと全く同様の働きをする。
【００４７】
一方、再生／停止制御部２１からの再生／停止制御信号が停止中を表す場合には、最大値検出器２は可変電圧電源部６に対して、係数１／α＝０、すなわち電源供給停止信号を出す。この時、乗算器３に対して出す係数αは意味をなさず、したがって、係数αは任意の値でよい。
【００４８】
電源供給停止信号を受け取った可変電圧電源部６は、スイッチング出力段５への電源供給を断つ。これにより、電源投入直後やＰＣＭ信号の再生停止中におけるスイッチング出力段５の出力は、完全に０となる。したがって、ＬＰＦ７を通り、さらに図示しないスピーカ等の装置で出力された音は、完全な無音となる。
【００４９】
このように、本実施の形態のＰＣＭ信号再生装置２０では、再生／停止制御部２１は、再生時には、可変電圧電源部６に対して、乗算器３での変更量に応じて、スイッチング出力段５への前記供給電源電圧１４を変更させる。この結果、再生時には、前記実施の形態１と同じ作用・機能を得ることができる。
【００５０】
一方、再生／停止制御部２１は、再生停止時には、可変電圧電源部６に対して、スイッチング出力段５への供給電源電圧１４を０にさせる。したがって、スイッチング出力段５の出力は０となり、最終的なアナログ信号も０となる。
【００５１】
この結果、再生停止時の消費電力削減を図ることができ、また、ＰＣＭ信号再生装置２０の電源立ち上げ時等に発生するノイズのミュート手段としても効果を発揮する。
【００５２】
〔実施の形態３〕
本発明の他の実施の形態について図４に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、説明の便宜上、前記の実施の形態１及び実施の形態２の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００５３】
本実施の形態のＰＣＭ信号再生装置３０は、図４に示すように、無音検出手段としての無音検出器３１を備えており、この無音検出器３１は、入力ＰＣＭ信号のレベルが所定の値以下であるときに、無音であるとして、最大値検出器２に対して無音検出信号を送る。
【００５４】
無音検出器３１が無音を検出しない場合、バッファ１〜ＬＰＦ７は、前記実施の形態１において説明した働きと全く同様の働きをする。一方、無音検出器３１が無音を検出した場合、最大値検出器２は可変電圧電源部６に対して、係数１／α＝０、すなわち電源供給停止信号を出す。この時、乗算器３に対して出す係数αは意味をなさず、したがって、係数αは任意の値でよい。
【００５５】
電源供給停止信号を受け取った可変電圧電源部６は、スイッチング出力段５への電源供給を断つ。これにより、無音時におけるスイッチング出力段５の出力は、完全に０となる。したがって、ＬＰＦ７を通り、さらに図示しないスピーカ等の装置で出力された音は、完全な無音となる。
【００５６】
このように、本実施の形態のＰＣＭ信号再生装置３０では、無音検出器３１は、入力されたＰＣＭ信号のレベルにより該入力ＰＣＭ信号が無音であることを検出するとともに、該入力ＰＣＭ信号が無音であることを検出したときには、スイッチング出力段５への前記供給電源電圧１４を０にさせる。したがって、スイッチング出力段５の出力は０となり、最終的なアナログ信号も０となる。
【００５７】
この結果、再生停止時や、再生信号が無音時の消費電力削減を図ることができる。
【００５８】
【発明の効果】
本発明のパルス符号変調信号再生装置は、以上のように、入力されたパルス符号変調信号の所定期間単位又は所定信号単位からの最大値を求める最大値検出手段と、上記最大値検出手段にて求めた最大値に係数を掛け合わせて、上記パルス密度変調手段の入力レンジを目一杯使用するような乗算後最大値を出力して、上記乗算後最大値を上記パルス密度変調手段に入力するダイナミックレンジ可変手段と、上記ダイナミックレンジ可変手段での上記係数に応じて、上記スイッチング出力手段への供給電圧を変更する可変電圧電源手段とを備えているものである。
【００５９】
それゆえ、例えば、ダイナミックレンジ可変手段にて拡大した信号最大値に反比例する供給電圧を可変電圧電源手段からスイッチング出力手段に与える。これにより、スイッチング出力手段から従来と同じ最大値の信号を出力することができる。
【００６０】
一方、このとき、可変電圧電源手段からスイッチング出力手段に供給する供給電圧は従来よりも小さいので、この供給電圧に伴うノイズも小さくなる。このことは、入力されたパルス符号変調信号に対するノイズの比つまりＳ／Ｎ比が小さくなることを示す。
【００６１】
この結果、音量が小さい信号でも、従来からのダイナミックレンジを最大限使用することができ、Ｓ／Ｎ比を改善することが可能となる。また、ダイナミックレンジ可変手段での変更量に応じてスイッチング出力手段への供給電圧を変化させることにより、パルス符号変調信号を忠実に再生することができる。さらに、スイッチング出力手段への供給電圧は全体的に低く済むため、消費電力を低く抑えることが可能となる。
【００６２】
したがって、ダイナミックレンジを最大限に使用し、パルス符号変調信号を忠実に再現しつつ、Ｓ／Ｎ比を改善するとともに、消費電力を低減し得るスイッチング出力型のパルス符号変調信号再生装置を提供することができるという効果を奏する。
【００６３】
また、本発明のパルス符号変調信号再生装置は、上記のパルス符号変調信号再生装置において、再生時には、前記可変電圧電源手段に対して、上記ダイナミックレンジ可変手段での変更量に応じて、上記スイッチング出力手段への供給電圧を変更させる一方、再生停止時には、前記可変電圧電源手段に対して、前記スイッチング出力手段への供給電圧を０にさせる再生／停止制御手段を備えているものである。
【００６４】
それゆえ、再生／停止制御手段は、再生時には、前記可変電圧電源手段に対して、上記ダイナミックレンジ可変手段での変更量に応じて、上記スイッチング出力手段への供給電圧を変更させる。この結果、再生時には、前記発明と同じ作用・機能を得ることができる。
【００６５】
一方、再生／停止制御手段は、再生停止時には、可変電圧電源手段に対して、スイッチング出力手段への供給電圧を０にさせる。したがって、スイッチング出力手段の出力は０となり、最終的なアナログ信号も０となる。
【００６６】
この結果、再生停止時の消費電力削減を図ることができ、また、装置の電源立ち上げ時等に発生するノイズのミュート手段としても効果を発揮するという効果を奏する。
【００６７】
また、本発明のパルス符号変調信号再生装置は、入力されたパルス符号変調信号の所定期間単位又は所定信号単位からの最大値を求める最大値検出手段と、上記最大値検出手段にて求めた最大値に応じて、上記パルス符号変調信号を所定量変更して上記パルス密度変調手段に入力するダイナミックレンジ可変手段と、上記ダイナミックレンジ可変手段での変更量に応じて、上記スイッチング出力手段への供給電圧を変更する可変電圧電源手段とを備えていると共に、入力されたパルス符号変調信号のレベルにより該パルス符号変調信号が無音であることを検出するとともに、該パルス符号変調信号が無音であることを検出したときには、前記スイッチング出力手段への供給電圧を０にさせる無音検出調整手段を備えているものである。
【００６８】
それゆえ、無音検出手段は、入力されたパルス符号変調信号のレベルにより該パルス符号変調信号が無音であることを検出するとともに、該パルス符号変調信号が無音であることを検出したときには、スイッチング出力手段への供給電圧を０にさせる。したがって、スイッチング出力手段の出力は０となり、最終的なアナログ信号も０となる。
【００６９】
この結果、再生停止時や、再生信号が無音時の消費電力削減を図ることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明におけるＰＣＭ信号再生装置の実施の一形態を示すブロック図である。
【図２】（ａ）は上記ＰＣＭ信号再生装置における入力信号最大値と乗算器の乗算後最大値との関係を示す対比図、(ｂ)は可変電圧電源部からの供給電源電圧とスイッチング出力段の出力信号最大値との関係を示す対比図、(ｃ)は可変電圧電源部からの供給電源電圧とノイズ最大値との関係を示す対比図である。
【図３】本発明におけるＰＣＭ信号再生装置の他の実施の形態を示すブロック図である。
【図４】本発明におけるＰＣＭ信号再生装置のさらに他の実施の形態を示すブロック図である。
【図５】従来のＰＣＭ信号再生装置を示すブロック図である。
【図６】（ａ）は上記ＰＣＭ信号再生装置における入力信号最大値を示す波形図、(ｂ)は定電圧電源からの供給電源電圧とスイッチング出力段の出力信号最大値との関係を示す対比図、(ｃ)は定電圧電源からの供給電源電圧とノイズ最大値との関係を示す対比図である。
【図７】比較例のＰＣＭ信号再生装置を示すブロック図である。
【図８】（ａ）は上記ＰＣＭ信号再生装置における入力信号最大値と乗算器の乗算後最大値との関係を示す対比図、(ｂ)は定電圧電源からの供給電源電圧とスイッチング出力段の出力信号最大値との関係を示す対比図、(ｃ)は定電圧電源からの供給電源電圧とノイズ最大値との関係を示す対比図である。
【符号の説明】
１ バッファ
２ 最大値検出器（最大値検出手段）
３ 乗算器（ダイナミックレンジ可変手段）
４ ＰＤＭ変調器（パルス密度変調手段）
５ スイッチング出力段（スイッチング出力手段）
６ 可変電圧電源部(可変電圧電源手段)
７ ＬＰＦ
１０ ＰＣＭ信号再生装置（パルス符号変調信号再生装置）
１２ 入力信号最大値
１３ 乗算後最大値
１４ 供給電源電圧
１５ 出力信号最大値
１７ ノイズ成分
【発明の属する技術分野】
本発明は、パルス符号変調信号（ＰＣＭ信号）をパルス密度変調（ＰＤＭ変調）した後、スイッチングにより電力増幅してアナログ信号として再生するパルス符号変調信号再生装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
スイッチング出力型のＰＣＭ信号再生装置は、通常のアナログ回路を用いることなくＰＣＭ（Pulse Code Modulation ）信号をＤ／Ａ変換しつつスピーカ等の装置を駆動することができるという優れたものである。
【０００３】
上記スイッチング出力型のＰＣＭ信号再生装置では、図５に示すように、ＰＣＭ信号がＰＤＭ変調器５１に入力される。このＰＣＭ信号は、図６（ａ）に示すように、最大値６２をもつアナログ信号である。
【０００４】
上記ＰＤＭ変調器５１は、入力されたＰＣＭ信号を、ＨＩＧＨ／ＬＯＷの２値に高速に変化する信号で表現するＰＤＭ(Pulse Density Modulator)信号に変換して、スイッチング出力段５２に出力する。また、スイッチング出力段５２は、入力されたＰＤＭ信号に基づいて電力スイッチングを行う。このとき、定電圧電源５３は、図６（ｂ）（ｃ）に示すように、定電圧６３・６３で示される一定不変の電圧をスイッチング出力段５２に供給する。なお、図６（ｂ）は、スイッチング出力段５２から出力される上記定電圧６３とスイッチング出力段５２からの出力信号成分との関係を示す一方、図６（ｃ）は、スイッチング出力段５２から出力される上記定電圧６３とスイッチング出力段５２からの出力ノイズ成分との関係を示す。
【０００５】
ここで、ＰＤＭ変調器５１及びスイッチング出力段５２を１つの系５５として見たときに、ＰＣＭ信号の入力信号最大値６２は定電圧６３に対してフル振幅ではないものとしておく。また、系５５のゲインＧを０．５としたときの出力信号成分は、図６（ｂ）に示すように、出力信号最大値６４を有するものとして表される。さらに、供給電源電圧の大きさに伴って発生するノイズ成分は、図６（ｃ）に示すように、ノイズ最大値６６を有するものとして表される。
【０００６】
一方、図５に示すように、ローパスフィルタ（以下、「ＬＰＦ」と記す）５４は、スイッチング出力段５２から出力されたスイッチング信号の高周波成分を取り除く。さらに、ＬＰＦ５４を通ったオーディオ信号は、図示しないスピーカ等の装置にて音となり出力される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のダイナミックレンジ制御回路におけるスイッチング出力型のパワーアンプは、一般にアナログアンプと比較してダイナミックレンジが小さく効率が悪いという問題点を有している。
【０００８】
この問題を解決するために、ＰＤＭ変調器５１を改良することによって効率を上げるには、使用素子として高価な部品を使う必要がある。したがって、安価に、アナログ並みのダイナミックレンジを得るのは非常に困難である。
【０００９】
また、効率をデジタル的に上げるために、例えば、図７及び図８（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、バッファ７１に格納された所定期間又は所定信号単位から、入力信号の入力信号最大値８０を最大値検出器７２にて検出し、この最大値検出器７２の出力に応じてＰＣＭ信号を、乗算器７３にて係数αを掛けることにより、所定量増加した乗算後信号８１をＰＤＭ変調器５１に入力することが可能である。そして、これによって、スイッチング出力段５２の出力として、図８（ｂ）（ｃ）に示すように、前記定電圧６３と同じ電圧８２にて前記出力信号最大値６４よりも振幅の大きな出力信号最大値８３の出力信号を得ることにより、信号対ノイズ比（以降、「Ｓ／Ｎ比」という。）を改善できるように見える。
【００１０】
しかしながら、この方法は、元信号である入力されたＰＣＭ信号のレベルを本来再現されるべき信号のレベル以上に単に上げているだけであり、元信号を忠実に表現したものとは言えない。
【００１１】
もちろん、単に定電圧電源５３からの供給電圧を上げただけでは、図８（ｃ）に示すノイズ最大値８５も同時に増加し、ノイズレベルを上げることになり、Ｓ／Ｎ比の改善は無い。
【００１２】
また別の問題として、定電圧電源５３にて定電圧６３を供給して大電力かつ高速にスイッチングする上記のスイッチング出力型のパワーアンプは、消費電力が非常に大きいということも挙げられる。
【００１３】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、ダイナミックレンジを最大限に使用し、パルス符号変調信号を忠実に再現しつつ、Ｓ／Ｎ比を改善するとともに、消費電力を低減し得るスイッチング出力型のパルス符号変調信号再生装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明のパルス符号変調信号再生装置は、上記課題を解決するために、入力されたパルス符号変調信号をパルス密度変調するパルス密度変調手段と、上記パルス密度変調手段からの出力信号に基づいてスイッチングにより電力増幅を行うスイッチング出力手段とを備え、上記スイッチング出力手段からの出力をアナログ信号として再生するパルス符号変調信号再生装置において、入力されたパルス符号変調信号の所定期間単位又は所定信号単位からの最大値を求める最大値検出手段と、上記最大値検出手段にて求めた最大値に係数を掛け合わせて、上記パルス密度変調手段の入力レンジを目一杯使用するような乗算後最大値を出力して、上記乗算後最大値を上記パルス密度変調手段に入力するダイナミックレンジ可変手段と、上記ダイナミックレンジ可変手段での上記係数に応じて、上記スイッチング出力手段への供給電圧を変更する可変電圧電源手段とを備えていることを特徴としている。
【００１５】
上記の発明によれば、ダイナミックレンジ可変手段は、最大値検出手段にて求めた最大値に係数を掛け合わせて、パルス密度変調手段の入力レンジを目一杯使用するような乗算後最大値を出力して、乗算後最大値をパルス密度変調手段に入力する。また、このダイナミックレンジ可変手段での係数に応じて、可変電圧電源手段は、スイッチング出力手段への供給電圧を変更する。
【００１６】
したがって、例えば、ダイナミックレンジ可変手段は、最大値検出手段にて求めた最大値に応じて、該ダイナミックレンジ可変手段のレンジの最大となるようにパルス符号変調信号を所定量変更することができる。そして、このダイナミックレンジ可変手段にて拡大した信号最大値における該拡大倍率に反比例する供給電圧を可変電圧電源手段からスイッチング出力手段に与える。これにより、スイッチング出力手段から従来と同じ最大値の信号を出力することができる。
【００１７】
一方、このとき、可変電圧電源手段からスイッチング出力手段に供給する供給電圧は従来よりも小さいので、この供給電圧に伴うノイズも小さくなる。このことは、入力されたパルス符号変調信号に対するノイズの比つまりＳ／Ｎ比が小さくなることを示す。
【００１８】
この結果、音量が小さい信号でも、従来からのダイナミックレンジを最大限使用することができ、Ｓ／Ｎ比を改善することが可能となる。また、ダイナミックレンジ可変手段での変更量に応じてスイッチング出力手段への供給電圧を変化させることにより、パルス符号変調信号を忠実に再生することができる。さらに、スイッチング出力手段への供給電圧は全体的に低く済むため、消費電力を低く抑えることが可能となる。
【００１９】
したがって、ダイナミックレンジを最大限に使用し、パルス符号変調信号を忠実に再現しつつ、Ｓ／Ｎ比を改善するとともに、消費電力を低減し得るスイッチング出力型のパルス符号変調信号再生装置を提供することができる。
【００２０】
また、本発明のパルス符号変調信号再生装置は、上記のパルス符号変調信号再生装置において、再生時には、前記可変電圧電源手段に対して、上記ダイナミックレンジ可変手段での変更量に応じて、上記スイッチング出力手段への供給電圧を変更させる一方、再生停止時には、前記可変電圧電源手段に対して、前記スイッチング出力手段への供給電圧を０にさせる再生／停止制御手段を備えていることを特徴としている。
【００２１】
上記の発明によれば、再生／停止制御手段は、再生時には、前記可変電圧電源手段に対して、上記ダイナミックレンジ可変手段での変更量に応じて、上記スイッチング出力手段への供給電圧を変更させる。この結果、再生時には、前記発明と同じ作用・機能を得ることができる。
【００２２】
一方、再生／停止制御手段は、再生停止時には、可変電圧電源手段に対して、スイッチング出力手段への供給電圧を０にさせる。したがって、スイッチング出力手段の出力は０となり、最終的なアナログ信号も０となる。
【００２３】
この結果、再生停止時の消費電力削減を図ることができ、また、装置の電源立ち上げ時等に発生するノイズのミュート手段としても効果を発揮する。
【００２４】
また、本発明のパルス符号変調信号再生装置は、入力されたパルス符号変調信号をパルス密度変調するパルス密度変調手段と、上記パルス密度変調手段からの出力信号に基づいてスイッチングにより電力増幅を行うスイッチング出力手段とを備え、上記スイッチング出力手段からの出力をアナログ信号として再生するパルス符号変調信号再生装置において、入力されたパルス符号変調信号の所定期間単位又は所定信号単位からの最大値を求める最大値検出手段と、上記最大値検出手段にて求めた最大値に応じて、上記パルス符号変調信号を所定量変更して上記パルス密度変調手段に入力するダイナミックレンジ可変手段と、上記ダイナミックレンジ可変手段での変更量に応じて、上記スイッチング出力手段への供給電圧を変更する可変電圧電源手段とを備えていると共に、入力されたパルス符号変調信号のレベルにより該パルス符号変調信号が無音であることを検出するとともに、該パルス符号変調信号が無音であることを検出したときには、前記スイッチング出力手段への供給電圧を０にさせる無音検出調整手段を備えていることを特徴としている。
【００２５】
上記の発明によれば、無音検出手段は、入力されたパルス符号変調信号のレベルにより該パルス符号変調信号が無音であることを検出するとともに、該パルス符号変調信号が無音であることを検出したときには、スイッチング出力手段への供給電圧を０にさせる。したがって、スイッチング出力手段の出力は０となり、最終的なアナログ信号も０となる。
【００２６】
この結果、再生停止時や、再生信号が無音時の消費電力削減を図ることができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
〔実施の形態１〕
本発明の実施の一形態について図１及び図２に基づいて説明すれば、以下の通りである。
【００２８】
本実施の形態のデジタルアンプ等に用いられるスイッチング出力型のパルス符号変調信号（以下、「ＰＣＭ（Pulse Code Modulation ）信号」と記す）再生装置は、通常のアナログ回路を用いることなくＰＣＭ信号をＤ／Ａ変換しつつ、スピーカ等の再生装置を駆動することができるという優れたものである。
【００２９】
本実施の形態のスイッチング出力型のＰＣＭ信号再生装置１０は、図１に示すように、バッファ１と、最大値検出手段としての最大値検出器２と、ダイナミックレンジ可変手段としての乗算器３と、パルス密度変調手段としてのパルス密度変調器（以下、「ＰＤＭ(Pulse Density Modulator) 変調器」と記す）４と、スイッチング出力手段としてのスイッチング出力段５と、可変電圧電源手段としての可変電圧電源部６と、低域フィルタ（以下、「ＬＰＦ（Low-Pass filter ）」と記す）７を有している。
【００３０】
上記バッファ１は、入力ＰＣＭ信号の所定期間単位又は所定信号単位を一時的に蓄積し、最大値検出器２の出力が得られるまでの間、この入力ＰＣＭ信号を保持するものである。上記所定期間単位とは、例えば、数クロック単位である。また、所定信号単位とは、例えば、入力ＰＣＭ信号の数周期分である。
【００３１】
上記最大値検出器２は、バッファ１にて蓄積された入力ＰＣＭ信号の所定期間単位又は所定信号単位から、図２（ａ）に示すように、入力ＰＣＭ信号の入力信号最大値１２を求める。なお、上記入力ＰＣＭ信号はデジタル信号であるが、説明を分かり易くするため、アナログ信号として記載している。
【００３２】
上記乗算器３は、最大値検出器２の出力に応じて入力ＰＣＭ信号に所定係数αを掛け合せる。したがって、その出力は、図２（ａ）に示すように、乗算後最大値１３を有する拡大された入力ＰＣＭ信号として表される。なお、乗算器３にて掛け合わされる係数αは、乗算後最大値１３が、ＰＤＭ変調器４の入力レンジを目一杯使用するように設定される。
【００３３】
上記ＰＤＭ変調器４は、乗算後最大値１３を有する上記乗算器３の出力信号を、ＨＩＧＨ／ＬＯＷの２値に高速に変化させることによって、元の信号を表現するＰＤＭ信号に変換する。
【００３４】
上記スイッチング出力段５は、例えば、トランジスタからなっており、ベース側には、ＰＤＭ変調器４の出力が印加される一方、コレクタ側には、可変電圧電源部６から供給される供給電源電圧１４が印加されるようになっている。これによって、スイッチング出力段５は、上述したようなハーフブリッジ回路等の電力変換回路によりスイッチング関数に基づいてＤ級増幅する。なお、本実施の形態では、上記の供給電源電圧１４は、後述するように、可変電圧電源部６に設けられた図示しない定電圧電源から供給される定電源電圧を所定倍したものとなっている。したがって、可変電圧電源部６では、この定電源電圧が可変されるものとなっている。
【００３５】
一方、上記可変電圧電源部６は、最大値検出器２の出力に応じて図示しない定電圧電源から供給される定電源電圧に所定の係数（１／α）を掛けた図２（ａ）（ｂ）に示す供給電源電圧１４・１４をスイッチング出力段５に供給する。
【００３６】
ここで、上述したように、乗算後最大値１３は、ＰＤＭ変調器４の入力レンジに対して目一杯の振幅の信号であるとともに、ＰＤＭ変調器４の出力は可変電圧電源部６によりスイッチングされるものである。したがって、ＰＤＭ変調器４＋スイッチング出力段５の構成を１つの系８として見たときのゲインをG=０．５としたとき、系８における出力信号最大値１５は、図２（ａ）に示すようになる。これは、従来技術として挙げた前記図６に示すスイッチング出力段５２の出力信号である図６（ｂ）に示す出力信号最大値６４と同じ振幅である。
【００３７】
さらに、図２（ｃ）に示すように、供給電源電圧１６の大きさに伴って発生するノイズ成分１７は、供給電源電圧１６が従来技術において図６（ｃ）に示す供給電源電圧６３と比較して小さい。このため、このノイズ成分のノイズ最大値１７は、従来技術において図６（ｃ）に示す同ノイズ成分のノイズ最大値６６と比較して小さくなっている。
【００３８】
すなわち、従来技術において図６（ｂ）（ｃ）から求まるＳ／Ｎ比＝（出力信号最大値６４／ノイズ最大値６６）と本実施の形態のＳ／Ｎ比＝（出力信号最大値１５／ノイズ最大値１７）とを比較した時、本実施の形態では、Ｓ／Ｎ比が改善されていることが見て取れる。また、このとき、信号成分は従来技術と本実施の形態とで全く同じである。
【００３９】
最後に、ＬＰＦ７は、スイッチング出力段５から出力されたスイッチング信号の高周波成分を取り除く。このＬＰＦ７を通ったオーディオ信号は、図示しないスピーカ等の装置で音となり出力される。
【００４０】
このように、本実施の形態のＰＣＭ信号再生装置１０では、乗算器３は、最大値検出器２にて求めた入力信号最大値１２に応じて、該乗算器３のダイナミックレンジの最大となるように入力ＰＣＭ信号を所定量変更することができる。そして、この変更されたＰＣＭ信号をＰＤＭ変調器４に入力する。また、この乗算器３での変更量に応じて、可変電圧電源部６は、スイッチング出力段５への供給電圧を変更する。
【００４１】
したがって、例えば、乗算器３にてα倍に拡大した乗算後最大値１３における該拡大倍率αに反比例する１／αの供給電源電圧１４を可変電圧電源部６からスイッチング出力段５に与える。これにより、スイッチング出力段５から従来と同じ出力信号最大値１５の信号を出力することができる。
【００４２】
一方、このとき、可変電圧電源部６からスイッチング出力段５に供給する供給電源電圧１４は従来よりも小さいので、この供給電源電圧１４に伴うノイズ最大値１７も小さくなる。このことは、入力されたＰＣＭ信号に対するノイズの比つまりＳ／Ｎ比が小さくなることを示す。
【００４３】
この結果、音量が小さい信号でも、従来からのダイナミックレンジを最大限使用することができ、Ｓ／Ｎ比を改善することが可能となる。また、乗算器３での変更量に応じてスイッチング出力段５への供給電源電圧１４を変化させることにより、ＰＣＭ信号を忠実に再生することができる。さらに、スイッチング出力段５への供給電源電圧１４は全体的に低く済むため、消費電力を低く抑えることが可能となる。
【００４４】
したがって、ダイナミックレンジを最大限に使用し、ＰＣＭ信号を忠実に再現しつつ、Ｓ／Ｎ比を改善するとともに、消費電力を低減し得るスイッチング出力型のＰＣＭ信号再生装置１０を提供することができる。
【００４５】
〔実施の形態２〕
本発明の他の実施の形態について図３に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、説明の便宜上、前記の実施の形態１の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００４６】
本実施の形態のＰＣＭ信号再生装置２０は、図３に示すように、再生／停止制御手段としての再生／停止制御部２１を備えており、この再生／停止制御部２１は、最大値検出器２に対して、現在、システムがＰＣＭ信号を再生中であるか否かの情報である、再生／停止制御信号を送る。この再生／停止制御信号が再生中を表す場合、バッファ１〜ＬＰＦ７は、前記実施の形態１において説明した働きと全く同様の働きをする。
【００４７】
一方、再生／停止制御部２１からの再生／停止制御信号が停止中を表す場合には、最大値検出器２は可変電圧電源部６に対して、係数１／α＝０、すなわち電源供給停止信号を出す。この時、乗算器３に対して出す係数αは意味をなさず、したがって、係数αは任意の値でよい。
【００４８】
電源供給停止信号を受け取った可変電圧電源部６は、スイッチング出力段５への電源供給を断つ。これにより、電源投入直後やＰＣＭ信号の再生停止中におけるスイッチング出力段５の出力は、完全に０となる。したがって、ＬＰＦ７を通り、さらに図示しないスピーカ等の装置で出力された音は、完全な無音となる。
【００４９】
このように、本実施の形態のＰＣＭ信号再生装置２０では、再生／停止制御部２１は、再生時には、可変電圧電源部６に対して、乗算器３での変更量に応じて、スイッチング出力段５への前記供給電源電圧１４を変更させる。この結果、再生時には、前記実施の形態１と同じ作用・機能を得ることができる。
【００５０】
一方、再生／停止制御部２１は、再生停止時には、可変電圧電源部６に対して、スイッチング出力段５への供給電源電圧１４を０にさせる。したがって、スイッチング出力段５の出力は０となり、最終的なアナログ信号も０となる。
【００５１】
この結果、再生停止時の消費電力削減を図ることができ、また、ＰＣＭ信号再生装置２０の電源立ち上げ時等に発生するノイズのミュート手段としても効果を発揮する。
【００５２】
〔実施の形態３〕
本発明の他の実施の形態について図４に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、説明の便宜上、前記の実施の形態１及び実施の形態２の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００５３】
本実施の形態のＰＣＭ信号再生装置３０は、図４に示すように、無音検出手段としての無音検出器３１を備えており、この無音検出器３１は、入力ＰＣＭ信号のレベルが所定の値以下であるときに、無音であるとして、最大値検出器２に対して無音検出信号を送る。
【００５４】
無音検出器３１が無音を検出しない場合、バッファ１〜ＬＰＦ７は、前記実施の形態１において説明した働きと全く同様の働きをする。一方、無音検出器３１が無音を検出した場合、最大値検出器２は可変電圧電源部６に対して、係数１／α＝０、すなわち電源供給停止信号を出す。この時、乗算器３に対して出す係数αは意味をなさず、したがって、係数αは任意の値でよい。
【００５５】
電源供給停止信号を受け取った可変電圧電源部６は、スイッチング出力段５への電源供給を断つ。これにより、無音時におけるスイッチング出力段５の出力は、完全に０となる。したがって、ＬＰＦ７を通り、さらに図示しないスピーカ等の装置で出力された音は、完全な無音となる。
【００５６】
このように、本実施の形態のＰＣＭ信号再生装置３０では、無音検出器３１は、入力されたＰＣＭ信号のレベルにより該入力ＰＣＭ信号が無音であることを検出するとともに、該入力ＰＣＭ信号が無音であることを検出したときには、スイッチング出力段５への前記供給電源電圧１４を０にさせる。したがって、スイッチング出力段５の出力は０となり、最終的なアナログ信号も０となる。
【００５７】
この結果、再生停止時や、再生信号が無音時の消費電力削減を図ることができる。
【００５８】
【発明の効果】
本発明のパルス符号変調信号再生装置は、以上のように、入力されたパルス符号変調信号の所定期間単位又は所定信号単位からの最大値を求める最大値検出手段と、上記最大値検出手段にて求めた最大値に係数を掛け合わせて、上記パルス密度変調手段の入力レンジを目一杯使用するような乗算後最大値を出力して、上記乗算後最大値を上記パルス密度変調手段に入力するダイナミックレンジ可変手段と、上記ダイナミックレンジ可変手段での上記係数に応じて、上記スイッチング出力手段への供給電圧を変更する可変電圧電源手段とを備えているものである。
【００５９】
それゆえ、例えば、ダイナミックレンジ可変手段にて拡大した信号最大値に反比例する供給電圧を可変電圧電源手段からスイッチング出力手段に与える。これにより、スイッチング出力手段から従来と同じ最大値の信号を出力することができる。
【００６０】
一方、このとき、可変電圧電源手段からスイッチング出力手段に供給する供給電圧は従来よりも小さいので、この供給電圧に伴うノイズも小さくなる。このことは、入力されたパルス符号変調信号に対するノイズの比つまりＳ／Ｎ比が小さくなることを示す。
【００６１】
この結果、音量が小さい信号でも、従来からのダイナミックレンジを最大限使用することができ、Ｓ／Ｎ比を改善することが可能となる。また、ダイナミックレンジ可変手段での変更量に応じてスイッチング出力手段への供給電圧を変化させることにより、パルス符号変調信号を忠実に再生することができる。さらに、スイッチング出力手段への供給電圧は全体的に低く済むため、消費電力を低く抑えることが可能となる。
【００６２】
したがって、ダイナミックレンジを最大限に使用し、パルス符号変調信号を忠実に再現しつつ、Ｓ／Ｎ比を改善するとともに、消費電力を低減し得るスイッチング出力型のパルス符号変調信号再生装置を提供することができるという効果を奏する。
【００６３】
また、本発明のパルス符号変調信号再生装置は、上記のパルス符号変調信号再生装置において、再生時には、前記可変電圧電源手段に対して、上記ダイナミックレンジ可変手段での変更量に応じて、上記スイッチング出力手段への供給電圧を変更させる一方、再生停止時には、前記可変電圧電源手段に対して、前記スイッチング出力手段への供給電圧を０にさせる再生／停止制御手段を備えているものである。
【００６４】
それゆえ、再生／停止制御手段は、再生時には、前記可変電圧電源手段に対して、上記ダイナミックレンジ可変手段での変更量に応じて、上記スイッチング出力手段への供給電圧を変更させる。この結果、再生時には、前記発明と同じ作用・機能を得ることができる。
【００６５】
一方、再生／停止制御手段は、再生停止時には、可変電圧電源手段に対して、スイッチング出力手段への供給電圧を０にさせる。したがって、スイッチング出力手段の出力は０となり、最終的なアナログ信号も０となる。
【００６６】
この結果、再生停止時の消費電力削減を図ることができ、また、装置の電源立ち上げ時等に発生するノイズのミュート手段としても効果を発揮するという効果を奏する。
【００６７】
また、本発明のパルス符号変調信号再生装置は、入力されたパルス符号変調信号の所定期間単位又は所定信号単位からの最大値を求める最大値検出手段と、上記最大値検出手段にて求めた最大値に応じて、上記パルス符号変調信号を所定量変更して上記パルス密度変調手段に入力するダイナミックレンジ可変手段と、上記ダイナミックレンジ可変手段での変更量に応じて、上記スイッチング出力手段への供給電圧を変更する可変電圧電源手段とを備えていると共に、入力されたパルス符号変調信号のレベルにより該パルス符号変調信号が無音であることを検出するとともに、該パルス符号変調信号が無音であることを検出したときには、前記スイッチング出力手段への供給電圧を０にさせる無音検出調整手段を備えているものである。
【００６８】
それゆえ、無音検出手段は、入力されたパルス符号変調信号のレベルにより該パルス符号変調信号が無音であることを検出するとともに、該パルス符号変調信号が無音であることを検出したときには、スイッチング出力手段への供給電圧を０にさせる。したがって、スイッチング出力手段の出力は０となり、最終的なアナログ信号も０となる。
【００６９】
この結果、再生停止時や、再生信号が無音時の消費電力削減を図ることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明におけるＰＣＭ信号再生装置の実施の一形態を示すブロック図である。
【図２】（ａ）は上記ＰＣＭ信号再生装置における入力信号最大値と乗算器の乗算後最大値との関係を示す対比図、(ｂ)は可変電圧電源部からの供給電源電圧とスイッチング出力段の出力信号最大値との関係を示す対比図、(ｃ)は可変電圧電源部からの供給電源電圧とノイズ最大値との関係を示す対比図である。
【図３】本発明におけるＰＣＭ信号再生装置の他の実施の形態を示すブロック図である。
【図４】本発明におけるＰＣＭ信号再生装置のさらに他の実施の形態を示すブロック図である。
【図５】従来のＰＣＭ信号再生装置を示すブロック図である。
【図６】（ａ）は上記ＰＣＭ信号再生装置における入力信号最大値を示す波形図、(ｂ)は定電圧電源からの供給電源電圧とスイッチング出力段の出力信号最大値との関係を示す対比図、(ｃ)は定電圧電源からの供給電源電圧とノイズ最大値との関係を示す対比図である。
【図７】比較例のＰＣＭ信号再生装置を示すブロック図である。
【図８】（ａ）は上記ＰＣＭ信号再生装置における入力信号最大値と乗算器の乗算後最大値との関係を示す対比図、(ｂ)は定電圧電源からの供給電源電圧とスイッチング出力段の出力信号最大値との関係を示す対比図、(ｃ)は定電圧電源からの供給電源電圧とノイズ最大値との関係を示す対比図である。
【符号の説明】
１ バッファ
２ 最大値検出器（最大値検出手段）
３ 乗算器（ダイナミックレンジ可変手段）
４ ＰＤＭ変調器（パルス密度変調手段）
５ スイッチング出力段（スイッチング出力手段）
６ 可変電圧電源部(可変電圧電源手段)
７ ＬＰＦ
１０ ＰＣＭ信号再生装置（パルス符号変調信号再生装置）
１２ 入力信号最大値
１３ 乗算後最大値
１４ 供給電源電圧
１５ 出力信号最大値
１７ ノイズ成分
Claims (3)
- 入力されたパルス符号変調信号をパルス密度変調するパルス密度変調手段と、上記パルス密度変調手段からの出力信号に基づいてスイッチングにより電力増幅を行うスイッチング出力手段とを備え、上記スイッチング出力手段からの出力をアナログ信号として再生するパルス符号変調信号再生装置において、
入力されたパルス符号変調信号の所定期間単位又は所定信号単位からの最大値を求める最大値検出手段と、
上記最大値検出手段にて求めた最大値に係数を掛け合わせて、上記パルス密度変調手段の入力レンジを目一杯使用するような乗算後最大値を出力して、上記乗算後最大値を上記パルス密度変調手段に入力するダイナミックレンジ可変手段と、
上記ダイナミックレンジ可変手段での上記係数に応じて、上記スイッチング出力手段への供給電圧を変更する可変電圧電源手段とを備えていることを特徴とするパルス符号変調信号再生装置。 - 再生時には、前記可変電圧電源手段に対して、上記ダイナミックレンジ可変手段での変更量に応じて、上記スイッチング出力手段への供給電圧を変更させる一方、
再生停止時には、前記可変電圧電源手段に対して、前記スイッチング出力手段への供給電圧を０にさせる再生／停止制御手段を備えていることを特徴とする請求項１記載のパルス符号変調信号再生装置。 - 入力されたパルス符号変調信号をパルス密度変調するパルス密度変調手段と、上記パルス密度変調手段からの出力信号に基づいてスイッチングにより電力増幅を行うスイッチング出力手段とを備え、上記スイッチング出力手段からの出力をアナログ信号として再生するパルス符号変調信号再生装置において、
入力されたパルス符号変調信号の所定期間単位又は所定信号単位からの最大値を求める最大値検出手段と、
上記最大値検出手段にて求めた最大値に応じて、上記パルス符号変調信号を所定量変更して上記パルス密度変調手段に入力するダイナミックレンジ可変手段と、
上記ダイナミックレンジ可変手段での変更量に応じて、上記スイッチング出力手段への供給電圧を変更する可変電圧電源手段とを備えていると共に、
入力されたパルス符号変調信号のレベルにより該パルス符号変調信号が無音であることを検出するとともに、該パルス符号変調信号が無音であることを検出したときには、前記スイッチング出力手段への供給電圧を０にさせる無音検出調整手段を備えていることを特徴とするパルス符号変調信号再生装置。
Priority Applications (1)
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