JP6545998B2 - オーディオ回路、それを用いた車載用オーディオ装置、オーディオコンポーネント装置、電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、オーディオ回路に関する。

ＣＤプレイヤ、オーディオアンプ、カーステレオあるいは携帯型ラジオや携帯型のオーディオプレイヤをはじめとするオーディオ信号を再生する機能を備えた電子機器は、オーディオ信号に、さまざまな信号処理を施すサウンドプロセッサを備える。図１は、一般的なオーディオシステムの構成を示すブロック図である。

オーディオシステム１００は、音源１０２、アナログアンプ１０４、Ａ／Ｄコンバータ１０６、ＤＳＰ１０８、Ｄ／Ａコンバータ２１０、ボリューム回路２２０、パワーアンプ１１０、電気音響変換素子１１２を備える。

音源１０２は、ＣＤプレイヤ、シリコンオーディオプレイヤ、携帯電話端末などであり、アナログオーディオ信号を出力する。アナログアンプ１０４は、音源１０２からのアナログオーディオ信号を増幅し、後段のＡ／Ｄコンバータ１０６の入力レンジにマッチさせる。ＤＳＰ１０８は、Ａ／Ｄコンバータ１０６からのデジタルオーディオ信号を受け、所定のデジタル信号処理を施す。ＤＳＰ１０８による信号処理としては、イコライジング、バスブースト、トレブルブースト、ステレオ−モノラル変換、デジタルボリューム制御などが例示される。

Ｄ／Ａコンバータ２１０は、ＤＳＰ１０８による処理を受けたデジタルオーディオ信号をアナログオーディオ信号に変換する。ボリューム回路２２０はＤ／Ａコンバータ２１０の出力信号をボリューム値に応じた利得で増幅する。パワーアンプ１１０は、ボリューム回路２２０の出力を増幅し、電気音響変換素子１１２であるスピーカやヘッドホンを駆動する。

このオーディオシステム１００では、Ｄ／Ａコンバータ２１０の後段に、ボリューム回路２２０を挿入することで、ボリューム減衰時のノイズ特性を改善することができる。

図２（ａ）、（ｂ）は、Ｄ／Ａコンバータ２１０とボリューム回路２２０を備える機能ＩＣ（Integrated Circuit）の回路図である。Ｄ／Ａコンバータ２１０は非ゼロのオフセット誤差を有するため、ボリューム切りかえ時のＤＣショック音の対策が必要となる。図２（ａ）の構成では、Ｄ／Ａコンバータ２１０とボリューム回路２２０の間に、ＤＣブロックキャパシタを挿入することで、ＤＣノイズ成分を除去することができるが、ＤＣレベルに近い低域周波数成分は除去することができない。

図２（ｂ）の構成では、ボリューム回路２２０にソフトスイッチ回路１２０が設けられる。ソフトスイッチ回路１２０は、ある時定数にわたり、ボリューム（減衰量）を緩やかに変化させる。図２（ｂ）の構成では、ＤＣノイズを除去するためには、ボリュームの切りかえに要する時間が長くなるという問題がある。

特開２００８−２７８１１７号公報

本発明は係る課題に鑑みてなされたものであり、そのある態様の例示的な目的のひとつは、ＤＣショック音を抑制したオーディオ回路の提供にある。

本発明のある態様は、オーディオ回路に関する。オーディオ回路は、デジタルオーディオデータをアナログの差動オーディオ信号に変換する差動Ｄ／Ａコンバータと、差動オーディオ信号をシングルエンドオーディオ信号に変換する差動／シングルエンド変換回路と、シングルエンドオーディオ信号を受け、ボリューム値に応じた利得で増幅するボリューム回路と、差動／シングルエンド変換回路およびボリューム回路に共通に使用される基準電圧を生成する基準電圧源と、差動／シングルエンド変換回路の出力電圧と基準電圧の差分がゼロに近づくように、差動Ｄ／Ａコンバータに作用して差動オーディオ信号の少なくとも一方をシフトさせるキャリブレーション回路と、を備える。

差動Ｄ／Ａコンバータや差動／シングルエンド変換回路にオフセット電圧が存在しない場合、デジタルオーディオデータがゼロであるときの差動／シングルエンド変換回路の出力電圧と、基準電圧は一致する。一方、差動Ｄ／Ａコンバータや差動／シングルエンド変換回路にオフセット電圧が存在すると、差動／シングルエンド変換回路の出力電圧が基準電圧から逸脱する。この特性に着目し、そこでキャリブレーション回路によって基準電圧と差動シングルエンド変換回路の出力を監視し、それらを一致させるキャリブレーションを行うことで、オフセット電圧の影響をキャンセルできる。そしてオフセット電圧がキャンセルされることにより、起動時やボリューム切りかえ時のＤＣショック音を低減できる。

キャリブレーション回路は、差動／シングルエンド変換回路の出力電圧と基準電圧を比較し、比較結果を示す第１比較信号を生成する第１電圧コンパレータと、差動Ｄ／Ａコンバータに作用して差動オーディオ信号の少なくとも一方をシフトさせるオフセット調節器と、第１比較信号を監視しながら、オフセット調節器により与えるオフセット量を変化させるロジック回路と、を含んでもよい。

キャリブレーション回路は、オーディオ回路の起動後、所定時間の経過後に動作してもよい。
これにより、回路の内部電圧が通常動作時と同じレベルとなった後に、キャリブレーションが可能となる。

基準電圧源は、電源電圧ラインと接地ラインの間に直列に設けられた第１抵抗および第２抵抗と、第１抵抗と第２抵抗の接続ノードに接続されたキャパシタと、接続ノードの電圧を受け、基準電圧を出力するボルテージフォロアと、を含んでもよい。

キャリブレーション回路は、所定のしきい値電圧を生成するしきい値電圧源と、基準電圧をしきい値電圧と比較し、基準電圧がしきい値電圧を超えると、第２比較信号をアサートする第２電圧コンパレータと、をさらに含んでもよい。ロジック回路は、第２比較信号がアサートされると、キャリブレーション動作を開始してもよい。
これにより、基準電圧が通常動作時と同じレベルとなった後に、キャリブレーションが可能となる。

第１電圧コンパレータと第２電圧コンパレータは共用されてもよい。これにより回路面積を削減できる。

差動Ｄ／Ａコンバータは、電流セグメント型であってもよい。オフセット調節器は、差動Ｄ／Ａコンバータの電流セグメント群と出力が共通に接続された補正用電流セグメント群を含んでもよい。ロジック回路は、補正用電流セグメント群に含まれる複数の電流源それぞれのオン、オフを制御してもよい。
これにより、差動Ｄ／Ａコンバータの出力をオフセットさせることができる。

差動Ｄ／Ａコンバータは、スイッチドキャパシタフィルタ型であってもよい。

オーディオ回路は、ひとつの半導体基板上に一体集積化されてもよい。
「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。

本発明の別の態様は、車載用オーディオ装置に関する。車載用オーディオ装置は、上述のいずれかのオーディオ回路を備える。

本発明の別の態様は、オーディオコンポーネント装置に関する。オーディオコンポーネント装置は、上述のいずれかのオーディオ回路を備える。

本発明の別の態様は、電子機器に関する。電子機器は、上述のいずれかのオーディオ回路を備える。

なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや本発明の構成要素や表現を、方法、装置、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明に係るオーディオ回路によれば、ＤＣショック音を低減できる。

一般的なオーディオシステムの構成を示すブロック図である。 図２（ａ）、（ｂ）は、Ｄ／Ａコンバータとボリューム回路を備える機能ＩＣの回路図である。 実施の形態に係るオーディオ回路の回路図である。 Ｄ／Ａコンバータ、キャリブレーション回路の具体的な構成例を示す回路図である。 オーディオ回路の電源投入後の動作波形図である。 オーディオ回路のキャリブレーション動作の波形図である。 第１変形例に係るボリューム回路の回路図である。 オーディオ回路を用いた車載用オーディオ装置の構成を示すブロック図である。 図９（ａ）〜（ｃ）は、電子機器あるいはオーディオコンポーネント装置の外観図である。

以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。

本明細書において、「部材Ａが、部材Ｂと接続された状態」とは、部材Ａと部材Ｂが物理的に直接的に接続される場合のほか、部材Ａと部材Ｂが、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。
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。

図３は、実施の形態に係るオーディオ回路２００の回路図である。オーディオ回路２００は、図１のオーディオシステム１００の一部を含み、ひとつの半導体基板に集積化された機能ＩＣ（Integrated Circuit）である。具体的にはオーディオシステム１００は、図１のＤ／Ａコンバータ２１０〜ボリューム回路２２０を備えている。

オーディオ回路２００は、差動Ｄ／Ａコンバータ（以下、単にＤ／Ａコンバータという）２１０、差動／シングルエンド変換回路２３０、ボリューム回路２２０、基準電圧源２４０、キャリブレーション回路２５０を備える。

Ｄ／Ａコンバータ２１０は、図示しない前段のＤＳＰ１０８からデジタルオーディオデータＤ_ＩＮを受け、デジタルオーディオデータＤ_ＩＮを、アナログの差動オーディオ信号Ｖ_Ｐ、Ｖ_Ｎに変換する。

差動／シングルエンド変換回路２３０は、差動オーディオ信号Ｖ_Ｐ、Ｖ_Ｎをシングルエンドオーディオ信号Ｖ_ＳＥに変換する。差動／シングルエンド変換回路２３０は、オペアンプ２３２、抵抗Ｒ１１〜Ｒ１４を含む。なお差動／シングルエンド変換回路２３０の構成は特に限定されない。また差動／シングルエンド変換回路２３０には、基準電圧Ｖ_ＲＥＦが与えられ、この基準電圧Ｖ_ＲＥＦをベースに、差動／シングルエンド変換される。

ボリューム回路２２０は、シングルエンドオーディオ信号Ｖ_ＳＥを受け、ボリュームの設定値に応じた利得（減衰率）で増幅する。ボリューム回路２２０の出力電圧Ｖ_ＯＵＴは、キャパシタＣ２を介して図示しないパワーアンプへと供給される。ボリューム回路２２０は、非反転型の可変アンプであり、可変減衰器２２２および非反転アンプ（ボルテージフォロア）２２４を含む。可変減衰器２２２は、抵抗ラダー２２８と、マルチプレクサ２２９を含む。抵抗ラダー２２８は、差動／シングルエンド変換回路２３０の出力と、基準電圧Ｖ_ＲＥＦが供給される基準電圧ライン２２６の間に直列に接続された複数の抵抗を含む。複数の抵抗の接続点からは、タップが引き出されている。マルチプレクサ２２９は、複数のタップの中からボリュームの設定値ＶＯＬに応じたひとつを選択する。非反転アンプ２２４は、可変減衰器２２２の出力電圧Ｖ_ＡＴＴを受け、同電位の電圧Ｖ_ＯＵＴを出力する。

基準電圧源２４０は、差動／シングルエンド変換回路２３０およびボリューム回路２２０に共通に使用される基準電圧Ｖ_ＲＥＦを生成する。基準電圧源２４０は、第１抵抗Ｒ２１、第２抵抗Ｒ２２、オペアンプ２４２および外付けのキャパシタＣ２１を含む。第１抵抗Ｒ２１および第２抵抗Ｒ２２は、電源電圧（Ｖ_ＤＤ）ラインと接地（ＧＮＤ）ラインの間に直列に設けられる。２つの抵抗Ｒ２１，Ｒ２２の接続点には、キャパシタＣ２１が接続される。オペアンプ２４２は、ボルテージフォロアを形成しており、キャパシタＣ２１の電圧を基準電圧Ｖ_ＲＥＦとして出力する。

キャリブレーション回路２５０は、キャリブレーションモードにおいて、差動／シングルエンド変換回路２３０の出力電圧Ｖ_ＳＥと基準電圧Ｖ_ＲＥＦの差分がゼロに近づくように、Ｄ／Ａコンバータ２１０に作用して差動オーディオ信号Ｖ_Ｐ、Ｖ_Ｎの少なくとも一方をシフトさせる。キャリブレーションモードでは、Ｄ／Ａコンバータ２１０への入力はゼロに固定される。キャリブレーションの結果、すなわちシフト量は、レジスタなどのメモリに記憶され、通常のオーディオ再生モードでは、メモリに記憶されたシフト量が固定的に使用される。

図４は、Ｄ／Ａコンバータ２１０、キャリブレーション回路２５０の具体的な構成例を示す回路図である。

キャリブレーション回路２５０は、電圧コンパレータ２５２、ロジック回路２５４、オフセット調節器２５６を含む。

電圧コンパレータ（第１コンパレータ）２５２は、差動／シングルエンド変換回路２３０の出力電圧Ｖ_ＳＥと基準電圧Ｖ_ＲＥＦを比較する。オフセット調節器２５６は、Ｄ／Ａコンバータ２１０に作用して差動オーディオ信号Ｖ_Ｐ、Ｖ_Ｎの少なくとも一方をシフトさせる。この回路構成では、差動オーディオ信号Ｖ_Ｐ、Ｖ_Ｎは、オフセット調節器２５６によって低電位側にシフトする。

本実施の形態において、Ｄ／Ａコンバータ２１０は、電流セグメント型であり、デジタルオーディオ信号（入力コード）Ｄ_ＩＮに応じた電流セグメント群のペアＣＳ３１，ＣＳ３２を含む。電流セグメント群は、個別にオン、オフが切りかえ可能であり、出力が共通に接続される。各電流セグメントの電流量は、バイナリで重み付けされてもよいし、同一であってもよい。あるいは一部がバイナリで重み付けされ、残りが同一であってもよい。

デコーダ２１２は、共通の入力コードＤ_ＩＮに応じて第１の極性で電流セグメント群ＣＳ３１を制御し、第２の極性で電流セグメント群ＣＳ３２を制御する。抵抗Ｒ３１，Ｒ３２は、電流セグメント群のペアＣＳ３１，ＣＳ３２が生成する差動電流を、差動電圧Ｖ_Ｐ，Ｖ_Ｎに変換する。

オフセット調節器２５６は、補正用の電流セグメント群のペアＣＳ４１，ＣＳ４２を含む。電流セグメント群ＣＳ４１の出力は、Ｄ／Ａコンバータ２１０の電流セグメント群ＣＳ３１の出力と共通に接続され、電流セグメント群ＣＳ４２の出力は、Ｄ／Ａコンバータ２１０の電流セグメント群ＣＳ３２の出力と共通に接続される。補正用の電流セグメント群ＣＳ４１，ＣＳ４２に含まれる複数の電流源が生成する電流量は、Ｄ／Ａコンバータ２１０の１ＬＳＢより小さいことが望ましい。

ロジック回路２５４は、補正用の電流セグメント群ＣＳ４１，ＣＳ４２に含まれる複数の電流源それぞれのオン、オフを制御することにより、オフセット電流Ｉ_ＯＦＳＰ，Ｉ_ＯＦＳＮを個別に制御する。差動電圧Ｖ_Ｐ，Ｖ_Ｎは、オフセット電流Ｉ_ＯＦＳＰ，Ｉ_ＯＦＳＮに応じてシフトする。具体的には、オフセット電流Ｉ_ＯＦＳＰが生成されると、差動電圧Ｖ_Ｐが低電位側に、Ｒ３１×Ｉ_ＯＦＳＰ、シフトする。このとき差動／シングルエンド変換回路２３０の出力Ｖ_ＳＥは、低電位側にシフトする。反対にオフセット電流Ｉ_ＯＦＳＮが生成されると、差動電圧Ｖ_Ｎが低電位側に、Ｒ３２×Ｉ_ＯＦＳＮ、シフトする。このとき差動／シングルエンド変換回路２３０の出力Ｖ_ＳＥは、高電位側にシフトする。

ロジック回路２５４は、電圧コンパレータ２５２の出力である第１比較信号Ｓ_ＣＭＰ１を監視しながら、オフセット調節器２５６がＤ／Ａコンバータ２１０に与えるオフセット量を最適化し、差動／シングルエンド変換回路２３０の出力電圧Ｖ_ＳＥと基準電圧Ｖ_ＲＥＦを実質的に一致させる。

オフセット量の調節方法、アルゴリズムは特に限定されない。たとえば電圧コンパレータ２５２を、ウィンドウコンパレータで構成してもよい。基準電圧Ｖ_ＲＥＦの近傍に、２つの２つの基準電圧Ｖ_ＲＥＦＨ，Ｖ_ＲＥＦＬを設定し、電圧Ｖ_ＳＥが２つの基準電圧Ｖ_ＲＥＦＨ，Ｖ_ＲＥＦＬの間に含まれるように、オフセット量を最適化してもよい。この際、ロジック回路２５４は、オフセット量、すなわち電流セグメント群ＣＳ４１、ＣＳ４２の一方の出力電流Ｉ_ＯＦＳを、初期値（たとえばゼロ）からスキャンしていき、Ｖ_ＲＥＦＨ＜Ｖ_ＳＥ＜Ｖ_ＲＥＦＬとなったところで、スキャンを停止してもよい。

あるいは、電圧コンパレータ２５２を単一のコンパレータとし、オフセット調節器２５６のオフセット量をゼロから１段階ずつ増加（あるいは減少）させていき、第１比較信号Ｓ_ＣＭＰ１が変化するポイントを検出してもよい。

キャリブレーション回路２５０は、オーディオ回路２００の起動後、所定時間Ｔ_{ＴＩＭＥＲ}の経過後に動作することが望ましい。このために、ロジック回路２５４には、デジタルのタイマー回路（クロックカウンタ）が内蔵され、あるいはアナログのタイマ−回路が外付けされる。

キャリブレーション回路２５０はさらに、しきい値電圧源２５８およびセレクタ２６０を備える。しきい値電圧源２５８は、抵抗Ｒ４１，Ｒ４２を含み、電源電圧Ｖ_ＤＤを分圧して所定のしきい値電圧Ｖ_ＴＨを生成する。セレクタ２６０は、差動／シングルエンド変換回路２３０の出力電圧Ｖ_ＳＥと、しきい値電圧Ｖ_ＴＨを受け、ロジック回路２５４からの指示に応じた一方を選択する。ロジック回路２５４は、オーディオ回路２００の起動後、キャリブレーションの開始前は、制御信号Ｓ１を第１レベル（たとえばロー）としてセレクタ２６０にしきい値電圧Ｖ_ＴＨを選択させ、キャリブレーション中は、制御信号Ｓ１を第２レベル（たとえばハイ）として電圧Ｖ_ＳＥを選択させる。

しきい値電圧Ｖ_ＴＨは、定常状態における基準電圧Ｖ_ＲＥＦよりもわずかに低く設定される。このために抵抗Ｒ４１，Ｒ４２の分圧比は、図３の基準電圧源２４０の抵抗Ｒ２１，Ｒ２２の分圧比よりわずかに低く設定すればよい。

セレクタ２６０がしきい値電圧Ｖ_ＴＨを選択する間、電圧コンパレータ２５２は、基準電圧Ｖ_ＲＥＦ２をしきい値電圧Ｖ_ＴＨと比較し、基準電圧Ｖ_ＲＥＦがしきい値電圧Ｖ_ＴＨを超えると、第２比較信号Ｓ_ＣＭＰ２をアサートする第２電圧コンパレータとして機能する。電圧コンパレータ２５２とセレクタ２６０の組み合わせにより、電圧コンパレータ２５２は、比較対象の異なる２つのコンパレータの機能を兼ねることができる。

ロジック回路２５４は、第２比較信号Ｓ_ＣＭＰ２がアサートされると、セレクタ２６０に電圧Ｖ_ＳＥを選択させ、キャリブレーション動作を開始する。

以上がオーディオ回路２００の構成である。続いてオーディオ回路２００の動作を説明する。
はじめに、キャリブレーション開始前の動作を説明する。図５は、オーディオ回路２００の電源投入後の動作波形図である。時刻ｔ０に電源が投入される。これにより電源電圧Ｖ_ＤＤが時間とともに上昇する。電源電圧Ｖ_ＤＤの上昇に追従して、しきい値電圧源２５８が生成するしきい値電圧Ｖ_ＴＨが上昇する。時刻ｔ１に、電源電圧Ｖ_ＤＤがしきい値Ｖ_ＵＶＬＯを超えると、キャリブレーション回路２５０を初めとする回路ブロックが動作可能となる。ロジック回路２５４は、制御信号Ｓ１をローレベルとし、電圧コンパレータ２５２を、基準電圧Ｖ_ＲＥＦとしきい値電圧Ｖ_ＴＨを比較する第２電圧コンパレータとして動作させる。

時刻ｔ２に、電源電圧Ｖ_ＤＤおよびしきい値電圧Ｖ_ＴＨは、通常レベルに到達する。一方、基準電圧Ｖ_ＲＥＦは、図３のキャパシタＣ２１の影響で、しきい値電圧Ｖ_ＴＨよりも遅れて立ち上がる。時刻ｔ３に、基準電圧Ｖ_ＲＥＦがしきい値電圧Ｖ_ＴＨに到達すると、第２比較信号Ｓ_ＣＭＰ２がアサート（ハイレベル）される。

時刻ｔ１からロジック回路２５４の内部タイマーが時間測定を開始する。そして所定時間Ｔ_{ＴＩＭＥＲ}の経過後の時刻ｔ４に、タイマー信号Ｓ２がアサートされる。ロジック回路２５４は、第２比較信号Ｓ_ＣＭＰ２とタイマー信号Ｓ２がともにアサートされると、制御信号Ｓ１をハイレベルとし、続くキャリブレーション動作に移行する。

以上がオーディオ回路２００の構成である。続いてその動作を説明する。
図６は、オーディオ回路２００のキャリブレーション動作の波形図である。キャリブレーション中、Ｄ／Ａコンバータ２１０の入力Ｄ_ＩＮはゼロに固定される。時刻ｔ４において、Ｖ_ＳＥ＜Ｖ_ＲＥＦＬであったとする。このとき第１電圧コンパレータ２５２の出力（第１比較信号）Ｓ_ＣＭＰ１はローレベルである。ロジック回路２５４は、時刻ｔ５に、シングルエンド信号Ｖ_ＳＥが上側にシフトするように、オフセット調節器２５６を制御する。依然としてＶ_ＳＥ＜Ｖ_ＲＥＦであるため、ロジック回路２５４は、時刻ｔ６に、シングルエンド信号Ｖ_ＳＥがさらに上側にシフトするように、オフセット調節器２５６を制御する。この動作を繰り返すと、時刻ｔ９にＶ_ＳＥ＞Ｖ_ＲＥＦとなり、第１比較信号Ｓ_ＣＭＰ１がハイレベルとなる。

第１比較信号Ｓ_ＣＭＰ１がハイレベルとなると、ロジック回路２５４は、そのときのオフセット調節器２５６のオフセット量（シフト量）を保持し、キャリブレーション動作を終了する。

キャリブレーションが完了すると、通常のオーディオ再生が可能となる。オーディオ再生中は、Ｄ／Ａコンバータ２１０には、キャリブレーションで設定されたオフセットが与えられる。

以上がオーディオ回路２００の動作である。このオーディオ回路２００は、以下の利点を有する。
Ｄ／Ａコンバータ２１０に補正用のオフセットを導入することにより、Ｄ／Ａコンバータ２１０や差動／シングルエンド変換回路２３０が有するオフセット電圧の影響をキャンセルできる。Ｄ／Ａコンバータ２１０や差動／シングルエンド変換回路２３０のオフセット電圧がキャンセルされることにより、起動時やボリューム切りかえ時のＤＣショック音を低減できる。

またキャリブレーション回路２５０は、オーディオ回路の起動後、所定時間Ｔ_{ＴＩＭＥＲ}の経過後であって、かつ基準電圧Ｖ_ＲＥＦがしきい値電圧Ｖ_ＴＨを超えた後に、キャリブレーション動作を開始する。これにより、基準電圧Ｖ_ＲＥＦが十分に安定化した後にキャリブレーションが行われるため、精度を高めることができる。

以上、本発明について、実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。以下、こうした変形例について説明する。

（第１変形例）
ボリューム回路２２０の構成は、図３のそれには限定されない。図７は、第１変形例に係るボリューム回路２２０ａの回路図である。ボリューム回路２２０ａは反転型であり、抵抗ラダー２２８、マルチプレクサ２２９、非反転アンプ２２４を含む。抵抗ラダー２２８の一端には差動／シングルエンド変換回路２３０の出力電圧Ｖ_ＳＥが入力され、その他端は非反転アンプ２２４の出力端子と接続される。抵抗ラダー２２８には複数のタップが設けられており、マルチプレクサ２２９は、複数のタップの中からボリュームの設定値ＶＯＬに応じたひとつを選択し、非反転アンプ２２４の反転入力端子（−）へと出力する。非反転アンプ２２４の非反転入力端子（＋）は基準電圧ライン２２６と接続され、基準電圧Ｖ_ＲＥＦが供給される。ボリューム回路２２０はそのほかの公知の回路を用いてもよい。

（第２変形例）
Ｄ／Ａコンバータ２１０の構成は、電流セグメント型には限定されない。たとえばＤ／Ａコンバータ２１０は、スイッチドキャパシタフィルタ型であってもよい。スイッチドキャパシタフィルタ型のＤ／Ａコンバータにオフセットを与える方法としては、クロック周波数を変化させる方法、補正用の複数の容量セグメントを追加する方法などが考えられる。

（第３変形例）
実施の形態では、オーディオ回路２００の電源投入ごとにキャリブレーションを行う場合を説明したが、オーディオ回路２００に不揮発性メモリが内蔵される場合、キャリブレーションの頻度を減らし、あるいは、出荷前もしくは出荷後に１回だけキャリブレーションを行うこととしてもよい。

（用途）
最後に、オーディオ回路２００の用途を説明する。図８は、オーディオ回路２００を用いた車載用オーディオ装置５００の構成を示すブロック図である。車載用オーディオ装置５００は、５．１チャンネル（フロント右ＦＲ、リア右ＲＲ、フロント左ＦＬ、リア左ＲＬ、センターＣ、サブウーファＳＷ）で構成される。

オーディオ回路２００は、ＣＤプレイヤなどの音源５０２からのデジタル入力を受ける。ＣＤプレイヤからのデジタル入力は、ＤＳＰ５０８にダイレクトに入力される。またチューナからのステレオアナログオーディオ信号は、ＴＵＮＥＲチャンネルに入力され、その他のモバイルオーディオプレイヤなどからのステレオアナログオーディオ信号はＡＵＸチャンネルに入力される。

入力セレクタ５０３は、入力チャンネルを選択し、アンプ５０４は、選択されたチャンネルのシングルエンド形式のアナログオーディオ信号を差動信号に変換する。選択されたチャンネルに差動形式のオーディオ信号が入力される場合、差動変換処理はスキップされる。

Ａ／Ｄコンバータ５０６Ｒは、Ｒチャンネルの差動形式の入力オーディオ信号をデジタルオーディオ信号に変換し、アナログ／デジタル変換器５０６Ｌは、Ｌチャンネルの差動形式の入力オーディオ信号をデジタルオーディオ信号に変換する。

ＤＳＰ５０８は、デジタルボリューム回路、５バンドイコライザ、ラウドネス回路、クロスオーバーフィルタ、バスブースト回路を備え、デジタルオーディオ信号Ｄ１Ｒ、Ｄ１Ｌに所定の信号処理を施す。

Ｄ／Ａコンバータ６１０Ｒは、Ｒチャンネルのデジタルオーディオ信号Ｄ２Ｒを差動形式のアナログオーディオ信号に変換する。デジタル／アナログ変換器６１０Ｌは、Ｌチャンネルのデジタルオーディオ信号Ｄ２Ｌを差動形式のアナログオーディオ信号に変換する。Ｄ／Ａコンバータ６１０Ｍは、残りのチャンネルのデジタルオーディオ信号Ｄ２Ｍを差動形式のアナログオーディオ信号に変換する。Ｄ／Ａコンバータ６１０は、図３のＤ／Ａコンバータ２１０および差動／シングルエンド変換回路２３０に相当する。フェーダボリューム６２０は図３のボリューム回路２２０に対応する。

図８のオーディオ回路２００は車載用オーディオ装置のみでなく、家庭用のホームオーディオシステムのオーディオコンポーネント装置に利用することもできる。あるいは、オーディオ回路２００は、テレビ、デスクトップＰＣ、ノートＰＣ、タブレットＰＣ、携帯電話端末、デジタルカメラ、ポータブルオーディオプレイヤなどの電子機器に搭載することもできる。

図９（ａ）〜（ｃ）は、電子機器あるいはオーディオコンポーネント装置の外観図である。図９（ａ）は電子機器の一例であるディスプレイ装置６００である。ディスプレイ装置６００は、筐体６０２、スピーカ６１２を備える。オーディオ回路２００は筐体に内蔵され、スピーカ６１２を駆動する。

図９（ｂ）はオーディオコンポ７００である。オーディオコンポ７００は、筐体７０２、スピーカ７１２を備える。オーディオ回路２００は筐体７０２に内蔵され、スピーカ７１２を駆動する。

図９（ｃ）は電子機器の一例である小型情報端末８００である。小型情報端末８００は、携帯電話、ＰＨＳ（Personal Handy-phone System）、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）、タブレットＰＣ（Personal Computer）、オーディオプレイヤなどである。小型情報端末８００は、筐体８０２、スピーカ８１２、ディスプレイ８０４を備える。オーディオ回路２００は筐体８０２に内蔵され、スピーカ８１２を駆動する。

実施の形態にもとづき、具体的な語句を用いて本発明を説明したが、実施の形態は、本発明の原理、応用を示しているにすぎず、実施の形態には、請求の範囲に規定された本発明の思想を逸脱しない範囲において、多くの変形例や配置の変更が認められる。

１００…オーディオシステム、１０２…音源、１０４…アナログアンプ、１０６…Ａ／Ｄコンバータ、１０８…ＤＳＰ、１１０…パワーアンプ、１１２…電気音響変換素子、２００…オーディオ回路、２１０…Ｄ／Ａコンバータ、２１２…デコーダ、ＣＳ３１，ＣＳ３２…電流セグメント群、２２０…ボリューム回路、２２２…可変減衰器、２２４…非反転アンプ、２２６…基準電圧ライン、２２８…抵抗ラダー、２２９…マルチプレクサ、２３０…差動／シングルエンド変換回路、２３２…オペアンプ、２４０…基準電圧源、Ｒ２１…第１抵抗、Ｒ２２…第２抵抗、２４２…オペアンプ、２５０…キャリブレーション回路、２５２…電圧コンパレータ、２５４…ロジック回路、２５６…オフセット調節器、ＣＳ４１，ＣＳ４２…電流セグメント群、２５８…しきい値電圧源、２６０…セレクタ。

Claims (12)

1. デジタルオーディオデータをアナログの差動オーディオ信号に変換する差動Ｄ／Ａコンバータと、
   前記差動オーディオ信号をシングルエンドオーディオ信号に変換する差動／シングルエンド変換回路と、
   前記シングルエンドオーディオ信号を受け、ボリューム値に応じた利得で増幅するボリューム回路と、
   前記差動／シングルエンド変換回路および前記ボリューム回路に共通に使用される基準電圧を生成する基準電圧源と、
   キャリブレーション動作時に、前記差動／シングルエンド変換回路の出力電圧と前記基準電圧の差分がゼロに近づくように、前記差動Ｄ／Ａコンバータに作用して前記差動オーディオ信号の少なくとも一方をシフトさせるキャリブレーション回路と、
   を備え、
   前記キャリブレーション回路は、
   前記差動／シングルエンド変換回路の出力電圧と前記基準電圧を比較し、比較結果を示す第１比較信号を生成する第１電圧コンパレータと、
   前記差動オーディオ信号の少なくとも一方をシフトさせるオフセット調節器と、
   前記第１比較信号を監視しながら、前記オフセット調節器により与えるオフセット量を変化させるロジック回路と、
   を含み、
   前記差動Ｄ／Ａコンバータは電流セグメント型であり、
   前記オフセット調節器は、前記差動Ｄ／Ａコンバータの電流セグメント群と出力が共通に接続された補正用の電流セグメント群を含み、前記ロジック回路は、前記補正用の電流セグメント群に含まれる複数の電流源それぞれのオン、オフを制御することを特徴とするオーディオ回路。
2. 前記キャリブレーション回路は、前記オーディオ回路の起動後、所定時間の経過後に動作することを特徴とする請求項１に記載のオーディオ回路。
3. 前記キャリブレーション回路は、
   所定のしきい値電圧を生成するしきい値電圧源と、
   前記基準電圧を前記しきい値電圧と比較し、前記基準電圧が前記しきい値電圧を超えると、第２比較信号をアサートする第２電圧コンパレータと、
   をさらに含み、
   前記ロジック回路は、前記第２比較信号がアサートされると、キャリブレーション動作を開始することを特徴とする請求項１に記載のオーディオ回路。
4. デジタルオーディオデータをアナログの差動オーディオ信号に変換する差動Ｄ／Ａコンバータと、
   前記差動オーディオ信号をシングルエンドオーディオ信号に変換する差動／シングルエンド変換回路と、
   前記シングルエンドオーディオ信号を受け、ボリューム値に応じた利得で増幅するボリューム回路と、
   前記差動／シングルエンド変換回路および前記ボリューム回路に共通に使用される基準電圧を生成する基準電圧源と、
   キャリブレーション動作時に、前記差動／シングルエンド変換回路の出力電圧と前記基準電圧の差分がゼロに近づくように、前記差動Ｄ／Ａコンバータに作用して前記差動オーディオ信号の少なくとも一方をシフトさせるキャリブレーション回路と、
   を備え、
   前記キャリブレーション回路は、
   前記差動／シングルエンド変換回路の出力電圧と前記基準電圧を比較し、比較結果を示す第１比較信号を生成する第１電圧コンパレータと、
   前記差動オーディオ信号の少なくとも一方をシフトさせるオフセット調節器と、
   前記第１比較信号を監視しながら、前記オフセット調節器により与えるオフセット量を変化させるロジック回路と、
   を含み、
   前記キャリブレーション回路は、
   所定のしきい値電圧を生成するしきい値電圧源と、
   前記基準電圧を前記しきい値電圧と比較し、前記基準電圧が前記しきい値電圧を超えると、第２比較信号をアサートする第２電圧コンパレータと、
   をさらに含み、
   前記ロジック回路は、前記第２比較信号がアサートされると、キャリブレーション動作を開始することを特徴とするオーディオ回路。
5. 前記基準電圧源は、
   電源電圧ラインと接地ラインの間に直列に設けられた第１抵抗および第２抵抗と、
   前記第１抵抗と前記第２抵抗の接続ノードに接続されたキャパシタと、
   前記接続ノードの電圧を受け、前記基準電圧を出力するボルテージフォロアと、
   を含む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回路。
6. 前記第１電圧コンパレータと前記第２電圧コンパレータは共用されることを特徴とする請求項３または４に記載のオーディオ回路。
7. 前記差動Ｄ／Ａコンバータは電流セグメント型であり、
   前記オフセット調節器は、前記差動Ｄ／Ａコンバータの電流セグメント群と出力が共通に接続された補正用の電流セグメント群を含み、前記ロジック回路は、前記補正用の電流セグメント群に含まれる複数の電流源それぞれのオン、オフを制御することを特徴とする請求項４に記載のオーディオ回路。
8. 前記差動Ｄ／Ａコンバータは、スイッチドキャパシタフィルタ型Ｄ／Ａコンバータであることを特徴とする請求項４に記載のオーディオ回路。
9. ひとつの半導体基板上に一体集積化されることを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載のオーディオ回路。
10. 請求項１から９のいずれかに記載のオーディオ回路を備えることを特徴とする車載用オーディオ装置。
11. 請求項１から９のいずれかに記載のオーディオ回路を備えることを特徴とするオーディオコンポーネント装置。
12. 請求項１から９のいずれかに記載のオーディオ回路を備えることを特徴とする電子機器。

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