JP6381960B2 - オーディオアンプ、オーディオ出力回路、オーディオ用集積回路、電子機器、オーディオ信号の増幅方法 - Google Patents
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Description
この場合、カウンタに入力するクロック信号の周期を単位として、高精度かつ正確に位相差を調節できる。
これにより、オーディオアンプにROM(Read Only Memory)を搭載する必要がなくなるため、コストを下げることができる。加えて、オーディオアンプが使用されるアプリケーションごとに、最適な位相差を設定できる。
これにより無入力時のノイズレベルを最も低減できる。
これにより位相差Δφを緩やかに変化させることができるため、ノイズをさらに低減できる。所定時間幅は、第1パルス信号および第2パルス信号のパルス幅の分解能であってもよい。
「一体集積化」とは、回路の構成要素のすべてが半導体基板上に形成される場合や、回路の主要構成要素が一体集積化される場合が含まれ、回路定数の調節用に一部の抵抗やキャパシタなどが半導体基板の外部に設けられていてもよい。
回路を1つのICとして集積化することにより、回路面積を削減することができるとともに、回路素子の特性を均一に保つことができる。
同様に、「部材Cが、部材Aと部材Bの間に設けられた状態」とは、部材Aと部材C、あるいは部材Bと部材Cが直接的に接続される場合のほか、電気的な接続状態に影響を及ぼさない他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。
オーディオ出力回路8は、電気音響変換素子2を駆動する。オーディオ出力回路8は、実施の形態に係るオーディオアンプ100に加えて、第1フィルタ20、第2フィルタ22を備え、フィルタレス方式のD級アンプを構成する。フィルタレス方式については、すでに図3を参照して説明した。第1フィルタ20および第2フィルタ22は主として不要輻射(EMI)を低減するために設けられる。
続いて、オーディオアンプ100の用途を説明する。オーディオアンプ100は、マルチチャネルのオーディオ用集積回路(IC)10に集積化され、電子機器1に搭載される。図8は、実施の形態に係るオーディオ用IC10を備える電子機器1のブロック図である。ここではステレオ2チャンネルの場合を説明するが、5.1チャンネルなど、より多くのチャンネル数にも適用可能である。
実施の形態では、フィルタレス方式のD級アンプについて説明したが、本発明は差動方式のD級アンプにも適用可能である。
実施の形態では、レベル検出器120が、オーディオ信号S1のフルスケールを3つのレンジに分割する場合を説明したが、本発明はそれには限定されない。たとえばフルスケールを2つのレンジに分割してもよい。この場合、レジスタ124のサイズを小さくできる。
レジスタ124は、位相差Δφと検出レベルSLVを対応づける関数に関する情報を保持してもよい。たとえば、位相差Δφが、検出レベルSLVのn次の多項式で表されるとき、レジスタ124に、係数a0…anを保持してもよい。
Δφ=a0+a1・SLV+a2・SLV 2+・・・+an・SLV n
なお、関数の形式は特に限定されず、三角関数や指数関数を用いてもよい。
実施の形態では、パルス幅変調器110がデジタル回路で構成される場合を説明したがパルス幅変調器110はアナログ回路で構成してもよい。この場合、図5の反転器140を反転アンプ、比較器146、148を電圧比較器、カウンタ142,144をオシレータとすればよい。そしてオシレータの位相を調節可能とすることで、パルス信号S2p、S2nの位相差を調節できる。
実施の形態では、レジスタ124に外部のプロセッサから、位相差Δφを設定可能としたが、本発明はそれには限定されない。オーディオアンプ100がROM(Read Only Memory)を搭載する場合、ROMに位相差Δφに関する情報を格納しておいてもよい。
Claims (18)
- 電気音響変換素子を駆動するオーディオアンプであって、
前記電気音響変換素子の正極端子に接続される第1D級アンプと、前記電気音響変換素子の負極端子に接続される第2D級アンプと、を含むHブリッジ回路と、
オーディオ信号を受け、前記第1D級アンプおよび前記第2D級アンプそれぞれを駆動するための第1パルス信号および第2パルス信号を生成するとともに、前記第1パルス信号および前記第2パルス信号の位相差が調節可能に構成されたパルス幅変調器と、
前記第1パルス信号に応じて前記第1D級アンプを駆動する第1ドライバと、
前記第2パルス信号に応じて前記第2D級アンプを駆動する第2ドライバと、
前記オーディオ信号のレベルを検出するレベル検出器と、
前記レベル検出器の検出結果にもとづいて、前記パルス幅変調器における前記第1パルス信号と前記第2パルス信号の位相差を設定する位相調節器と、
を備え、
前記レベル検出器は、前記オーディオ信号のフルスケールを複数N個(Nは2以上の整数)のレンジに分割し、前記オーディオ信号がいずれのレンジに含まれるか判定し、
前記位相調節器は、前記オーディオ信号が最も小さいレンジに含まれるときに、前記位相差をゼロとすることを特徴とするオーディオアンプ。 - 前記パルス幅変調器は、デジタル回路で構成され、
所定の周期で変化する第1キャリア信号を生成する第1カウンタと、
前記所定の周期で変化する第2キャリア信号を生成する第2カウンタと、
を含み、前記第1キャリア信号と前記第2キャリア信号にもとづいて、前記第1パルス信号および前記第2パルス信号を生成するよう構成され、
前記第1キャリア信号と前記第2キャリア信号の位相差が調節可能であることを特徴とする請求項1に記載のオーディオアンプ。 - 外部から書き換え可能であり、前記レベル検出器の検出結果と前記位相差の対応関係を保持するレジスタをさらに備えることを特徴とする請求項1または2に記載のオーディオアンプ。
- N=2または3であることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載のオーディオアンプ。
- 前記位相調節器は、前記第1パルス信号および前記第2パルス信号が同一レベルをとる期間おいて、前記位相差を変化させることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載のオーディオアンプ。
- 前記位相調節器は、前記第1パルス信号および前記第2パルス信号が同一レベルをとる期間ごとに、前記位相差を所定時間幅ずつステップ状に変化させることを特徴とする請求項5に記載のオーディオアンプ。
- 前記所定時間幅は、前記第1パルス信号および前記第2パルス信号のパルス幅の分解能であることを特徴とする請求項6に記載のオーディオアンプ。
- 電気音響変換素子を駆動するオーディオアンプであって、
前記電気音響変換素子の正極端子に接続される第1D級アンプと、前記電気音響変換素子の負極端子に接続される第2D級アンプと、を含むHブリッジ回路と、
オーディオ信号を受け、前記第1D級アンプおよび前記第2D級アンプそれぞれを駆動するための第1パルス信号および第2パルス信号を生成するとともに、前記第1パルス信号および前記第2パルス信号の位相差が調節可能に構成されたパルス幅変調器と、
前記第1パルス信号に応じて前記第1D級アンプを駆動する第1ドライバと、
前記第2パルス信号に応じて前記第2D級アンプを駆動する第2ドライバと、
前記オーディオ信号のレベルを検出するレベル検出器と、
前記レベル検出器の検出結果にもとづいて、前記パルス幅変調器における前記第1パルス信号と前記第2パルス信号の位相差を設定する位相調節器と、
を備え、
前記位相調節器は、前記第1パルス信号および前記第2パルス信号が同一レベルをとる期間おいて、前記位相差を変化させることを特徴とするオーディオアンプ。 - 前記位相調節器は、前記第1パルス信号および前記第2パルス信号が同一レベルをとる期間ごとに、前記位相差を所定時間幅ずつステップ状に変化させることを特徴とする請求項8に記載のオーディオアンプ。
- 前記所定時間幅は、前記第1パルス信号および前記第2パルス信号のパルス幅の分解能であることを特徴とする請求項9に記載のオーディオアンプ。
- 前記パルス幅変調器は、アナログ回路で構成されることを特徴とする請求項1に記載のオーディオアンプ。
- ひとつの半導体基板に一体集積化されることを特徴とする請求項1から11のいずれかに記載のオーディオアンプ。
- 複数の電気音響変換素子を駆動するマルチチャネルのオーディオ用集積回路であり、
前記複数の電気音響変換素子に対応づけられた複数の請求項1から12のいずれかに記載のオーディオアンプを備え、
各チャンネルのオーディオアンプは個別に、対応するチャンネルのオーディオ信号のレベルに応じて、位相差を調節可能に構成されることを特徴とするオーディオ用集積回路。 - 前記パルス幅変調器の前段に設けられ、前記オーディオ信号に対して、イコライジング処理、低域強調処理、サラウンド処理、ステレオ変換、モノラル変換処理、周波数変換処理、レベル検出処理の少なくともひとつを実行可能に構成されたデジタルサウンドプロセッサをさらに備えることを特徴とする請求項13に記載のオーディオ用集積回路。
- 電気音響変換素子と、
前記電気音響変換素子を駆動する請求項1から12のいずれかに記載のオーディオアンプと、
前記電気音響変換素子の正極端子と前記オーディオアンプの前記第1D級アンプの間に設けられた第1フィルタと、
前記電気音響変換素子の負極端子と前記オーディオアンプの前記第2D級アンプの間に設けられた第2フィルタと、
を備えることを特徴とするオーディオ出力回路。 - 請求項15に記載のオーディオ出力回路と、
オーディオデータを生成する音源と、
を備えることを特徴とする電子機器。 - 電気音響変換素子を駆動するためにオーディオ信号を増幅する方法であって、
前記電気音響変換素子の正極端子に接続される第1D級アンプと、前記電気音響変換素子の負極端子に接続される第2D級アンプと、を含むHブリッジ回路を設けるステップと、
オーディオ信号にもとづき、前記第1D級アンプおよび前記第2D級アンプそれぞれを駆動するための第1パルス信号および第2パルス信号を生成するステップと、
前記第1パルス信号に応じて前記第1D級アンプを駆動し、前記第2パルス信号に応じて前記第2D級アンプを駆動するステップと、
前記オーディオ信号のフルスケールを複数N個(Nは2以上の整数)のレンジに分割し、前記オーディオ信号がいずれのレンジに含まれるか判定するステップと、
前記オーディオ信号が最も小さいレンジに含まれるときに、前記第1パルス信号と前記第2パルス信号の位相差をゼロとするステップと、
を備えることを特徴とする増幅方法。 - 電気音響変換素子を駆動するためにオーディオ信号を増幅する方法であって、
前記電気音響変換素子の正極端子に接続される第1D級アンプと、前記電気音響変換素子の負極端子に接続される第2D級アンプと、を含むHブリッジ回路を設けるステップと、
オーディオ信号にもとづき、前記第1D級アンプおよび前記第2D級アンプそれぞれを駆動するための第1パルス信号および第2パルス信号を生成するステップと、
前記第1パルス信号に応じて前記第1D級アンプを駆動し、前記第2パルス信号に応じて前記第2D級アンプを駆動するステップと、
前記オーディオ信号のレベルを検出するステップと、
前記第1パルス信号および前記第2パルス信号が同一レベルをとる期間おいて、前記第1パルス信号と前記第2パルス信号の位相差を変化させるステップと、
を備えることを特徴とする増幅方法。
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