JPH07307994A - Drive device for speaker - Google Patents
Drive device for speakerInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、スピーカーに印加する
駆動電圧を１ビット信号に応じてスイッチングすること
によりオーディオ信号を再生し、音響出力を得るスピー
カー駆動装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a speaker driving device for reproducing an audio signal by switching a driving voltage applied to a speaker in accordance with a 1-bit signal to obtain an acoustic output.
【０００２】[0002]
【従来の技術】デルタシグマ変調を利用したスピーカー
駆動装置は、図３に示すように、入力端子１１からのオ
ーディオ信号を１ビット信号に変換するデルタシグマ変
調回路１４と、スピーカー１８に駆動電圧を印加するス
イッチング回路１６と、デルタシグマ変調回路１４から
の１ビット信号に基づいてスイッチング回路１６を制御
するスイッチング制御回路１５とを備えている。2. Description of the Related Art As shown in FIG. 3, a speaker driving apparatus using delta sigma modulation supplies a driving voltage to a speaker 18 and a delta sigma modulation circuit 14 for converting an audio signal from an input terminal 11 into a 1-bit signal. A switching circuit 16 for applying the voltage and a switching control circuit 15 for controlling the switching circuit 16 based on the 1-bit signal from the delta-sigma modulation circuit 14 are provided.
【０００３】スイッチング回路１６からスピーカー１８
に印加される駆動電圧は、１ビット信号に応じて、その
極性が反転され、さらにオン／オフされる。これによ
り、オーディオ信号に応じた駆動電力がスピーカー１８
に供給されるので、スピーカー１８から元のオーディオ
信号が再生される。From the switching circuit 16 to the speaker 18
The polarity of the drive voltage applied to is inverted according to the 1-bit signal, and is turned on / off. As a result, the driving power corresponding to the audio signal is supplied to the speaker 18
, The original audio signal is reproduced from the speaker 18.
【０００４】ところで、デルタシグマ変調回路１４の最
大許容レベルを越えるレベルのオーディオ信号が入力さ
れると、デルタシグマ変調回路１４が発振する。そこ
で、上記のスピーカー駆動装置では、オーディオ信号の
最大入力レベルと、デルタシグマ変調回路１４の最大許
容レベルとを一致させることにより、この発振を防止し
ている。When an audio signal having a level exceeding the maximum allowable level of the delta sigma modulation circuit 14 is input, the delta sigma modulation circuit 14 oscillates. Therefore, in the above speaker driving device, this oscillation is prevented by matching the maximum input level of the audio signal with the maximum allowable level of the delta-sigma modulation circuit 14.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の構成では、広いダイナミックレンジを有するオーデ
ィオ信号が入力された場合、微小レベルのオーディオ信
号が再生されないことがあるという問題点を有してい
る。However, the above-mentioned conventional configuration has a problem that an audio signal of a minute level may not be reproduced when an audio signal having a wide dynamic range is input.
【０００６】これは、オーディオ信号のレベルがデルタ
シグマ変調回路１４の量子化ノイズレベルより小さいと
きに起こる。This occurs when the audio signal level is less than the quantization noise level of the delta-sigma modulation circuit 14.
【０００７】そこで、これを回避するために、デルタシ
グマ変調回路１４に入力するオーディオ信号の最小レベ
ルを高くすると共に、オーディオ信号の最大レベルをデ
ルタシグマ変調回路１４の最大許容レベル以下に制限す
るリミッターを設けることが考えられる。Therefore, in order to avoid this, a limiter for increasing the minimum level of the audio signal input to the delta-sigma modulation circuit 14 and limiting the maximum level of the audio signal to the maximum allowable level of the delta-sigma modulation circuit 14 or less. It is possible to provide.
【０００８】しかし、この場合、高レベルのオーディオ
信号が入力されたとき、再生波形が歪むため、音質が低
下するという新たな問題を招来する。However, in this case, when a high-level audio signal is input, the reproduced waveform is distorted, resulting in a new problem that the sound quality deteriorates.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係るス
ピーカー駆動装置は、上記の課題を解決するために、ア
ナログオーディオ信号の波高値レベルを検出するレベル
検出回路と、アナログオーディオ信号の波高値レベルを
制御するゲインコントローラーと、ゲインコントローラ
ーの出力信号を１ビット信号に変換するデルタシグマ変
調回路と、デルタシグマ変調回路からの１ビット信号に
応じて駆動電圧をスイッチングしスピーカーに印加する
スイッチング手段と、スピーカーの駆動電力を切り替え
る切り替え手段とが備えられており、上記のゲインコン
トローラーでは、上記のデルタシグマ変調回路の最大許
容入力レベル以下のレベルで、かつ、デルタシグマ変調
回路の量子化ノイズレベルより大きなレベルの出力信号
が得られるように、レベル検出回路で検出された波高値
レベルに応じてゲインが調整され、上記の切り替え手段
では、レベル検出回路で検出された波高値レベルに応じ
てスピーカーの駆動電力が切り替えられることを特徴と
している。In order to solve the above-mentioned problems, a speaker driving device according to a first aspect of the present invention includes a level detection circuit for detecting a peak value level of an analog audio signal and a wave of the analog audio signal. A gain controller for controlling a high value level, a delta-sigma modulation circuit for converting an output signal of the gain controller into a 1-bit signal, and a switching means for switching a driving voltage according to a 1-bit signal from the delta-sigma modulation circuit and applying it to a speaker. And a switching means for switching the driving power of the speaker.In the above gain controller, the quantization noise level of the delta-sigma modulation circuit is lower than the maximum allowable input level of the delta-sigma modulation circuit. So that a higher level output signal can be obtained Gain is adjusted according to the detected peak value level by the level detection circuit, in the above switching means, is characterized in that the driving power of the speaker is switched in response to the detected peak value level by the level detection circuit.
【００１０】請求項２の発明に係るスピーカー駆動装置
は、上記の課題を解決するために、ディジタルオーディ
オ信号のディジタル値レベルを検出するレベル検出回路
と、ディジタルオーディオ信号のディジタル値レベルを
制御するゲインコントローラーと、ゲインコントローラ
ーの出力信号を１ビット信号に変換するデルタシグマ変
調回路と、デルタシグマ変調回路からの１ビット信号に
応じて駆動電圧をスイッチングしスピーカーに印加する
スイッチング手段と、スピーカーの駆動電力を切り替え
る切り替え手段とが備えられており、上記のゲインコン
トローラーでは、上記のデルタシグマ変調回路の最大許
容入力レベル以下のレベルで、かつ、デルタシグマ変調
回路の量子化ノイズレベルより大きなレベルの出力信号
が得られるように、レベル検出回路で検出されたディジ
タル値レベルに応じてゲインが調整され、上記の切り替
え手段では、レベル検出回路で検出されたディジタル値
レベルに応じてスピーカーの駆動電力が切り替えられる
ことを特徴としている。In order to solve the above-mentioned problems, a speaker drive apparatus according to a second aspect of the present invention includes a level detection circuit for detecting the digital value level of a digital audio signal and a gain for controlling the digital value level of the digital audio signal. A controller, a delta-sigma modulation circuit that converts the output signal of the gain controller into a 1-bit signal, a switching means that switches a driving voltage according to the 1-bit signal from the delta-sigma modulation circuit, and applies it to the speaker, and a driving power of the speaker. In the above gain controller, the output signal at a level lower than the maximum allowable input level of the delta sigma modulation circuit and higher than the quantization noise level of the delta sigma modulation circuit is provided. So that Gain is adjusted in accordance with the digital value level detected by the level detection circuit, in the above switching means, is characterized in that the driving power of the speaker is switched in accordance with the digital value level detected by the level detection circuit.
【００１１】請求項３の発明に係るスピーカー駆動装置
は、上記の課題を解決するために、請求項２のスピーカ
ー駆動装置であって、上記のゲインコントローラーは、
ディジタルオーディオ信号の各ビットを、ディジタル値
レベルに応じてシフトさせるビットシフト回路であるこ
とを特徴としている。In order to solve the above-mentioned problems, a speaker drive device according to a third aspect of the present invention is the speaker drive device according to the second aspect, wherein the gain controller comprises:
The bit shift circuit is characterized in that each bit of the digital audio signal is shifted according to the digital value level.
【００１２】請求項４の発明に係るスピーカー駆動装置
は、上記の課題を解決するために、請求項１、２または
３のスピーカー駆動装置であって、上記の切り替え手段
は、スイッチング回路からスピーカーに印加する駆動電
圧の大きさを切り替えることを特徴としている。In order to solve the above-mentioned problems, a speaker drive device according to a fourth aspect of the present invention is the speaker drive device according to any one of the first, second or third aspects, wherein the switching means changes from a switching circuit to a speaker. The feature is that the magnitude of the drive voltage to be applied is switched.
【００１３】請求項５の発明に係るスピーカー駆動装置
は、上記の課題を解決するために、請求項１、２または
３のスピーカー駆動装置であって、上記の切り替え手段
は、スピーカーに設けられた、断面積が異なる導線から
なる複数のボイスコイルあるいはターン数が異なる複数
のボイスコイルと、スイッチング回路との接続を切り替
えることを特徴としている。A speaker driving device according to a fifth aspect of the present invention is, in order to solve the above problems, the speaker driving device according to the first, second or third aspect, wherein the switching means is provided in the speaker. It is characterized in that the connection between a plurality of voice coils made of conductors having different cross-sectional areas or a plurality of voice coils having different numbers of turns and the switching circuit is switched.
【００１４】[0014]
【作用】請求項１の構成によれば、アナログオーディオ
信号の波高値レベルが、デルタシグマ変調回路の最大許
容入力レベル以下のレベルで、かつ、デルタシグマ変調
回路の量子化ノイズレベルより大きなレベルに制御され
る。このため、ダイナミックレンジの広いアナログオー
ディオ信号が入力されても、デルタシグマ変調回路の発
振が起こらなくなり、かつ、アナログオーディオ信号が
量子化ノイズに埋もれることもなく１ビット信号に変換
される。しかも、アナログオーディオ信号の波高値レベ
ルに応じてスピーカーの駆動電力が切り替えられるの
で、再生波形の歪みが生じにくくなる。したがって、ダ
イナミックレンジが広く、かつ、良好な再生音質を得る
ことができる。According to the structure of claim 1, the peak value level of the analog audio signal is set to a level equal to or lower than the maximum allowable input level of the delta sigma modulation circuit and higher than the quantization noise level of the delta sigma modulation circuit. Controlled. Therefore, even if an analog audio signal having a wide dynamic range is input, the delta-sigma modulation circuit does not oscillate, and the analog audio signal is converted into a 1-bit signal without being buried in quantization noise. Moreover, since the driving power of the speaker is switched according to the peak value level of the analog audio signal, distortion of the reproduced waveform is less likely to occur. Therefore, a wide dynamic range and good reproduction sound quality can be obtained.
【００１５】請求項２の構成によれば、ディジタルオー
ディオ信号のディジタル値レベルが、デルタシグマ変調
回路の最大許容入力レベル以下のレベルで、かつ、デル
タシグマ変調回路の量子化ノイズレベルより大きなレベ
ルに制御される。このため、ダイナミックレンジの広い
ディジタルオーディオ信号が入力されても、デルタシグ
マ変調回路の発振が起こらなくなり、かつ、ディジタル
オーディオ信号が量子化ノイズに埋もれることもなく１
ビット信号に変換される。しかも、ディジタルオーディ
オ信号のディジタル値レベルに応じてスピーカーの駆動
電力が切り替えられるので、再生波形の歪みが生じにく
くなる。したがって、ダイナミックレンジが広く、か
つ、良好な再生音質を得ることができる。According to the second aspect of the invention, the digital value level of the digital audio signal is lower than the maximum allowable input level of the delta-sigma modulation circuit and higher than the quantization noise level of the delta-sigma modulation circuit. Controlled. Therefore, even if a digital audio signal having a wide dynamic range is input, oscillation of the delta-sigma modulation circuit does not occur, and the digital audio signal is not buried in quantization noise.
It is converted to a bit signal. Moreover, since the driving power of the speaker is switched according to the digital value level of the digital audio signal, the reproduced waveform is less likely to be distorted. Therefore, a wide dynamic range and good reproduction sound quality can be obtained.
【００１６】請求項３の構成によれば、請求項２の作用
に加え、ゲインコントローラーのゲインを２のべき乗
（２、４、８…のように２n で表される値）のいずれか
に調整できる。しかも、ゲインコントローラーのコスト
を低減できる。According to the structure of claim 3, in addition to the function of claim 2, the gain of the gain controller is set to any of powers of 2 (values represented by 2 n such as 2, 4, 8 ...). Can be adjusted. Moreover, the cost of the gain controller can be reduced.
【００１７】請求項４の構成によれば、請求項１、２ま
たは３の作用に加え、駆動電力を切り替える切り替え手
段を容易に実現できる。According to the structure of claim 4, in addition to the operation of claim 1, 2 or 3, it is possible to easily realize the switching means for switching the drive power.
【００１８】請求項５の構成によれば、請求項１、２ま
たは３の作用に加え、駆動電力を切り替える切り替え手
段を容易に実現できる。According to the structure of claim 5, in addition to the operation of claim 1, 2 or 3, it is possible to easily realize the switching means for switching the drive power.
【００１９】[0019]
【実施例】本発明の一実施例について図１および図２に
基づいて説明すれば、以下の通りである。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The following will describe one embodiment of the present invention with reference to FIGS. 1 and 2.
【００２０】本実施例のスピーカー駆動装置は、図１に
示すように、入力端子１からのオーディオ信号のレベル
を検出するレベル検出回路３と、レベル検出回路３で検
出されたレベルに基づいて、入力端子１からのオーディ
オ信号のレベルを制御するゲインコントローラー２と、
ゲインコントローラー２の出力信号を１ビット信号に変
換するデルタシグマ変調回路４と、スピーカー８に駆動
電圧を印加するスイッチング回路６（スイッチング手
段）と、デルタシグマ変調回路４からの１ビット信号に
基づいてスイッチング回路６を制御するスイッチング制
御回路５（スイッチング手段）と、レベル検出回路３の
検出信号に基づいて、スイッチング回路６の駆動電圧を
切り替える駆動力切り替え回路７（切り替え手段）とを
備えている。As shown in FIG. 1, the speaker driving apparatus of the present embodiment, based on the level detection circuit 3 for detecting the level of the audio signal from the input terminal 1 and the level detected by the level detection circuit 3, A gain controller 2 for controlling the level of the audio signal from the input terminal 1,
Based on the delta-sigma modulation circuit 4 for converting the output signal of the gain controller 2 into a 1-bit signal, the switching circuit 6 (switching means) for applying a driving voltage to the speaker 8, and the 1-bit signal from the delta-sigma modulation circuit 4. A switching control circuit 5 (switching means) that controls the switching circuit 6 and a driving force switching circuit 7 (switching means) that switches the driving voltage of the switching circuit 6 based on the detection signal of the level detection circuit 3 are provided.
【００２１】ゲインコントローラー２のゲインは、レベ
ル検出回路３で検出されたレベルに基づいて、デルタシ
グマ変調回路４の最大許容入力レベル以下のレベルで、
かつ、デルタシグマ変調回路４の量子化ノイズレベルよ
り充分大きなレベルの出力信号が得られるように設定さ
れる。Based on the level detected by the level detection circuit 3, the gain of the gain controller 2 is a level below the maximum allowable input level of the delta-sigma modulation circuit 4,
Moreover, it is set so that an output signal of a level sufficiently higher than the quantization noise level of the delta sigma modulation circuit 4 can be obtained.
【００２２】駆動力切り替え回路７は、ゲインコントロ
ーラー２のゲイン変化によるオーディオ信号入力とスピ
ーカー８からの再生出力とのリニヤリティーの低下を補
正するように、スイッチング回路６の駆動電圧を切り替
える。すなわち、ゲインコントローラー２のゲインが大
きくなると、スイッチング回路６の駆動電圧を下げ、ゲ
インコントローラー２のゲインが小さくなると、スイッ
チング回路６の駆動電圧を上げる。The driving force switching circuit 7 switches the driving voltage of the switching circuit 6 so as to correct the decrease in the linearity between the audio signal input and the reproduction output from the speaker 8 due to the gain change of the gain controller 2. That is, when the gain of the gain controller 2 becomes large, the drive voltage of the switching circuit 6 is lowered, and when the gain of the gain controller 2 becomes small, the drive voltage of the switching circuit 6 is raised.
【００２３】上記の構成において、レベル検出回路３
は、入力端子１からのオーディオ信号のレベルを検出す
る。ゲインコントローラー２は、レベル検出回路３で検
出されたレベルに基づいて、入力端子１からのオーディ
オ信号を増幅し、出力する。In the above structure, the level detection circuit 3
Detects the level of the audio signal from the input terminal 1. The gain controller 2 amplifies and outputs the audio signal from the input terminal 1 based on the level detected by the level detection circuit 3.
【００２４】デルタシグマ変調回路４は、ゲインコント
ローラー２の出力信号を１ビット信号に変換する。ゲイ
ンコントローラー２の出力信号は、デルタシグマ変調回
路４の最大許容入力レベル以下のレベルで、かつ、デル
タシグマ変調回路４の量子化ノイズレベルより充分大き
なレベルになっている。The delta-sigma modulation circuit 4 converts the output signal of the gain controller 2 into a 1-bit signal. The output signal of the gain controller 2 is at a level equal to or lower than the maximum allowable input level of the delta-sigma modulation circuit 4 and sufficiently higher than the quantization noise level of the delta-sigma modulation circuit 4.
【００２５】このため、入力端子１から高レベルのオー
ディオ信号が入力されても、デルタシグマ変調回路４が
発振することはない。また、入力端子１から低レベルの
オーディオ信号が入力されても、デルタシグマ変調回路
４の量子化ノイズレベルに埋もれてしまうことはない。
つまり、オーディオ信号成分が量子化ノイズレベルより
充分大きな状態の（すなわち、Ｓ／Ｎの良い状態の）デ
ルタシグマ変調出力（すなわち、１ビット信号出力）が
得られる。Therefore, even if a high level audio signal is input from the input terminal 1, the delta sigma modulation circuit 4 does not oscillate. Further, even if a low level audio signal is input from the input terminal 1, it is not buried in the quantization noise level of the delta sigma modulation circuit 4.
That is, a delta-sigma modulation output (that is, a 1-bit signal output) in a state where the audio signal component is sufficiently larger than the quantization noise level (that is, a state where S / N is good) is obtained.
【００２６】スイッチング制御回路５は、デルタシグマ
変調回路４からの１ビット信号に基づいて、スイッチン
グ回路６からスピーカー８に印加される駆動電圧を制御
する。すなわち、１ビット信号に基づいて、駆動電圧の
極性を反転させ、さらに、その駆動電圧をオン／オフす
る。The switching control circuit 5 controls the drive voltage applied from the switching circuit 6 to the speaker 8 based on the 1-bit signal from the delta-sigma modulation circuit 4. That is, the polarity of the drive voltage is inverted based on the 1-bit signal, and the drive voltage is turned on / off.
【００２７】駆動力切り替え回路７は、レベル検出回路
３で検出されたレベルに基づいて、スイッチング回路６
からスピーカー８に印加される駆動電圧を切り替える。
すなわち、ゲインコントローラー２のゲイン変化による
オーディオ信号入力とスピーカー８からの再生出力との
リニヤリティーの低下を補正するように、駆動電圧を切
り替える。The driving force switching circuit 7 is based on the level detected by the level detection circuit 3 and the switching circuit 6
To switch the drive voltage applied to the speaker 8.
That is, the drive voltage is switched so as to correct the decrease in the linearity between the audio signal input and the reproduction output from the speaker 8 due to the gain change of the gain controller 2.
【００２８】これにより、入力オーディオ信号のレベル
に比例した駆動電力がスイッチング回路６からスピーカ
ー８に供給される。したがって、入力オーディオ信号と
一対一に対応した再生音をスピーカー８から得ることが
できる。つまり、本実施例のスピーカー駆動装置によれ
ば、ダイナミックレンジが広く、しかも、良好な再生音
質を実現できる。As a result, drive power proportional to the level of the input audio signal is supplied from the switching circuit 6 to the speaker 8. Therefore, the reproduced sound corresponding to the input audio signal on a one-to-one basis can be obtained from the speaker 8. That is, according to the speaker driving device of the present embodiment, a wide dynamic range and good reproduction sound quality can be realized.
【００２９】ゲインコントローラー２およびレベル検出
回路３に入力されるオーディオ信号は、アナログ信号で
あってもよいし、マルチビットのＰＣＭ（パルス符号変
調）信号等のディジタル信号であってもよい。オーディ
オ信号がアナログ信号である場合、上述のレベルは、波
高値レベルであり、オーディオ信号がディジタル信号で
ある場合、上述のレベルは、ディジタル値レベル（ディ
ジタル値の大きさ）である。The audio signal input to the gain controller 2 and the level detection circuit 3 may be an analog signal or a digital signal such as a multi-bit PCM (pulse code modulation) signal. When the audio signal is an analog signal, the above level is a peak value level, and when the audio signal is a digital signal, the above level is a digital value level (magnitude of digital value).
【００３０】オーディオ信号がアナログ信号である場
合、ゲインコントローラー２には、例えば、アナログ増
幅器が使用される。When the audio signal is an analog signal, the gain controller 2 uses, for example, an analog amplifier.
【００３１】一方、オーディオ信号がディジタル信号で
ある場合、ゲインコントローラー２には、例えば、ディ
ジタル乗算器が使用される。ディジタル乗算器では、レ
ベル検出回路３で検出されたオーディオ信号のレベル
（ディジタル値レベル）に応じて乗算係数を切り替える
ことによりゲインを切り替えることができる。なお、ゲ
インとして採り得る値を２のべき乗（２、４、８…のよ
うに２n で表される値）に限定する場合、簡便なビット
シフト回路を使用できる。On the other hand, when the audio signal is a digital signal, the gain controller 2 is, for example, a digital multiplier. In the digital multiplier, the gain can be switched by switching the multiplication coefficient according to the level (digital value level) of the audio signal detected by the level detection circuit 3. When the value that can be taken as the gain is limited to a power of 2 (a value represented by 2 n such as 2, 4, 8, ...), a simple bit shift circuit can be used.
【００３２】以上の実施例では、スイッチング回路６の
駆動電圧を切り替える駆動力切り替え回路７を設けた
が、この駆動力切り替え回路７の代わりに、図２に示す
ように、レベル検出回路３で検出されたレベルに基づい
て、ゲインコントローラー２のゲイン変化によるオーデ
ィオ信号入力とスピーカー８からの再生出力とのリニヤ
リティーの低下を補正するように、スピーカー８の駆動
力を直接切り替える駆動力切り替え回路１７（切り替え
手段）を設けてもよい。In the above embodiments, the driving force switching circuit 7 for switching the driving voltage of the switching circuit 6 is provided. Instead of the driving force switching circuit 7, the level detecting circuit 3 detects the driving voltage as shown in FIG. Based on the level, the driving force switching circuit 17 (which switches the driving force of the speaker 8 directly so as to correct the decrease in the linearity between the audio signal input and the reproduction output from the speaker 8 due to the gain change of the gain controller 2 ( A switching means) may be provided.
【００３３】駆動力切り替え回路１７は、具体的には例
えば、スピーカー８に複数のボイスコイル（図示されて
いない）を設け、スイッチング回路６に接続するボイス
コイルを切り替えることにより実現できる。複数のボイ
スコイルは、断面積の異なる導線で製作したものであっ
てもよいし、ターン数の異なるものであってもよい。ま
た、これらを組み合わせたものであってもよい。要は、
スイッチング回路６に接続するボイスコイルを切り替え
ることにより、スピーカー８の駆動力を変えることがで
きればよい。The driving force switching circuit 17 can be realized by, for example, providing a plurality of voice coils (not shown) in the speaker 8 and switching the voice coil connected to the switching circuit 6. The plurality of voice coils may be made of conductive wires having different cross-sectional areas, or may have different numbers of turns. Also, a combination of these may be used. In short,
It is sufficient that the driving force of the speaker 8 can be changed by switching the voice coil connected to the switching circuit 6.
【００３４】[0034]
【発明の効果】請求項１の発明に係るスピーカー駆動装
置は、以上のように、アナログオーディオ信号の波高値
レベルを検出するレベル検出回路と、アナログオーディ
オ信号の波高値レベルを制御するゲインコントローラー
と、ゲインコントローラーの出力信号を１ビット信号に
変換するデルタシグマ変調回路と、デルタシグマ変調回
路からの１ビット信号に応じて駆動電圧をスイッチング
しスピーカーに印加するスイッチング手段と、スピーカ
ーの駆動電力を切り替える切り替え手段とが備えられて
おり、上記のゲインコントローラーでは、上記のデルタ
シグマ変調回路の最大許容入力レベル以下のレベルで、
かつ、デルタシグマ変調回路の量子化ノイズレベルより
大きなレベルの出力信号が得られるように、レベル検出
回路で検出された波高値レベルに応じてゲインが調整さ
れ、上記の切り替え手段では、レベル検出回路で検出さ
れた波高値レベルに応じてスピーカーの駆動電力が切り
替えられる構成である。As described above, the speaker driving apparatus according to the first aspect of the present invention includes the level detection circuit for detecting the peak value level of the analog audio signal and the gain controller for controlling the peak value level of the analog audio signal. , A delta-sigma modulation circuit that converts the output signal of the gain controller into a 1-bit signal, a switching means that switches the driving voltage according to the 1-bit signal from the delta-sigma modulation circuit and applies it to the speaker, and switches the driving power of the speaker Switching means is provided, and in the above gain controller, at a level equal to or lower than the maximum allowable input level of the delta sigma modulation circuit,
In addition, the gain is adjusted according to the peak value level detected by the level detection circuit so that an output signal having a level higher than the quantization noise level of the delta-sigma modulation circuit can be obtained. The drive power of the speaker is switched in accordance with the peak value level detected in.
【００３５】これによれば、アナログオーディオ信号の
波高値レベルが、デルタシグマ変調回路の最大許容入力
レベル以下のレベルで、かつ、デルタシグマ変調回路の
量子化ノイズレベルより大きなレベルに制御される。こ
のため、ダイナミックレンジの広いアナログオーディオ
信号が入力されても、デルタシグマ変調回路の発振が起
こらなくなり、かつ、アナログオーディオ信号が量子化
ノイズに埋もれることもなく１ビット信号に変換され
る。しかも、アナログオーディオ信号の波高値レベルに
応じてスピーカーの駆動電力が切り替えられるので、再
生波形の歪みが生じにくくなる。したがって、ダイナミ
ックレンジが広く、かつ、良好な再生音質を得ることが
できるという効果を奏する。According to this, the peak value level of the analog audio signal is controlled to a level equal to or lower than the maximum allowable input level of the delta sigma modulation circuit and higher than the quantization noise level of the delta sigma modulation circuit. Therefore, even if an analog audio signal having a wide dynamic range is input, the delta-sigma modulation circuit does not oscillate, and the analog audio signal is converted into a 1-bit signal without being buried in quantization noise. Moreover, since the driving power of the speaker is switched according to the peak value level of the analog audio signal, distortion of the reproduced waveform is less likely to occur. Therefore, it is possible to obtain a wide dynamic range and obtain good reproduction sound quality.
【００３６】請求項２の発明に係るスピーカー駆動装置
は、以上のように、ディジタルオーディオ信号のディジ
タル値レベルを検出するレベル検出回路と、ディジタル
オーディオ信号のディジタル値レベルを制御するゲイン
コントローラーと、ゲインコントローラーの出力信号を
１ビット信号に変換するデルタシグマ変調回路と、デル
タシグマ変調回路からの１ビット信号に応じて駆動電圧
をスイッチングしスピーカーに印加するスイッチング手
段と、スピーカーの駆動電力を切り替える切り替え手段
とが備えられており、上記のゲインコントローラーで
は、上記のデルタシグマ変調回路の最大許容入力レベル
以下のレベルで、かつ、デルタシグマ変調回路の量子化
ノイズレベルより大きなレベルの出力信号が得られるよ
うに、レベル検出回路で検出されたディジタル値レベル
に応じてゲインが調整され、上記の切り替え手段では、
レベル検出回路で検出されたディジタル値レベルに応じ
てスピーカーの駆動電力が切り替えられる構成である。As described above, the speaker driving apparatus according to the second aspect of the present invention includes the level detection circuit for detecting the digital value level of the digital audio signal, the gain controller for controlling the digital value level of the digital audio signal, and the gain. A delta-sigma modulation circuit for converting the output signal of the controller into a 1-bit signal, a switching means for switching a driving voltage according to the 1-bit signal from the delta-sigma modulation circuit and applying it to the speaker, and a switching means for switching the driving power of the speaker. And the gain controller is designed to obtain an output signal at a level below the maximum allowable input level of the delta-sigma modulation circuit and higher than the quantization noise level of the delta-sigma modulation circuit. The level detection times In gain in accordance with the detected digital value level is adjusted, in the above switching means,
The speaker drive power is switched according to the digital value level detected by the level detection circuit.
【００３７】これによれば、ディジタルオーディオ信号
のディジタル値レベルが、デルタシグマ変調回路の最大
許容入力レベル以下のレベルで、かつ、デルタシグマ変
調回路の量子化ノイズレベルより大きなレベルに制御さ
れる。このため、ダイナミックレンジの広いディジタル
オーディオ信号が入力されても、デルタシグマ変調回路
の発振が起こらなくなり、かつ、ディジタルオーディオ
信号が量子化ノイズに埋もれることもなく１ビット信号
に変換される。しかも、ディジタルオーディオ信号のデ
ィジタル値レベルに応じてスピーカーの駆動電力が切り
替えられるので、再生波形の歪みが生じにくくなる。し
たがって、ダイナミックレンジが広く、かつ、良好な再
生音質を得ることができるという効果を奏する。According to this, the digital value level of the digital audio signal is controlled to a level equal to or lower than the maximum allowable input level of the delta sigma modulation circuit and higher than the quantization noise level of the delta sigma modulation circuit. Therefore, even if a digital audio signal with a wide dynamic range is input, oscillation of the delta-sigma modulation circuit does not occur, and the digital audio signal is converted into a 1-bit signal without being buried in quantization noise. Moreover, since the driving power of the speaker is switched according to the digital value level of the digital audio signal, the reproduced waveform is less likely to be distorted. Therefore, it is possible to obtain a wide dynamic range and obtain good reproduction sound quality.
【００３８】請求項３の発明に係るスピーカー駆動装置
は、以上のように、請求項２のスピーカー駆動装置であ
って、ゲインコントローラーとして、ディジタルオーデ
ィオ信号の各ビットを、ディジタル値レベルに応じてシ
フトさせるビットシフト回路を採用した構成である。As described above, the speaker driving device according to the invention of claim 3 is the speaker driving device according to claim 2, wherein each bit of the digital audio signal is shifted as a gain controller according to a digital value level. This is a configuration that employs a bit shift circuit.
【００３９】これによれば、請求項２の効果に加え、ゲ
インコントローラーのゲインを２のべき乗のいずれかに
調整できる。しかも、ゲインコントローラーのコストを
低減できるという効果を奏する。According to this, in addition to the effect of claim 2, the gain of the gain controller can be adjusted to any power of 2. In addition, the cost of the gain controller can be reduced.
【００４０】請求項４の発明に係るスピーカー駆動装置
は、以上のように、請求項１、２または３のスピーカー
駆動装置であって、上記の切り替え手段は、スイッチン
グ回路からスピーカーに印加する駆動電圧の大きさを切
り替える構成である。As described above, the speaker drive device according to the invention of claim 4 is the speaker drive device according to claim 1, 2 or 3, wherein the switching means is a drive voltage applied from the switching circuit to the speaker. The size is changed.
【００４１】これによれば、請求項１、２または３の効
果に加え、駆動電力を切り替える切り替え手段を容易に
実現できるという効果を奏する。According to this, in addition to the effect of claim 1, 2 or 3, there is an effect that the switching means for switching the drive power can be easily realized.
【００４２】請求項５の発明に係るスピーカー駆動装置
は、以上のように、請求項１、２または３のスピーカー
駆動装置であって、上記の切り替え手段は、スピーカー
に設けられた、断面積が異なる導線からなる複数のボイ
スコイルあるいはターン数が異なる複数のボイスコイル
と、スイッチング回路との接続を切り替える構成であ
る。As described above, the speaker driving device according to the invention of claim 5 is the speaker driving device according to claim 1, 2 or 3, wherein the switching means has a cross-sectional area of the speaker. The configuration is such that the connection between the plurality of voice coils made of different conductors or the plurality of voice coils having different numbers of turns and the switching circuit is switched.
【００４３】これによれば、請求項１、２または３の効
果に加え、駆動電力を切り替える切り替え手段を容易に
実現できるという効果を奏する。According to this, in addition to the effect of claim 1, 2 or 3, there is an effect that the switching means for switching the drive power can be easily realized.
【図１】本発明に係るスピーカー駆動装置の構成を示す
ブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a speaker driving device according to the present invention.
【図２】本発明に係るスピーカー駆動装置の他の構成を
示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing another configuration of the speaker driving device according to the present invention.
【図３】デルタシグマ変調を利用する従来のスピーカー
駆動装置の構成を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a conventional speaker driving device using delta sigma modulation.
１ 入力端子 ２ ゲインコントローラー ３ レベル検出回路 ４ デルタシグマ変調回路 ５ スイッチング制御回路（スイッチング手段） ６ スイッチング回路（スイッチング手段） ７ 駆動力切り替え回路（切り替え手段） ８ スピーカー １７ 駆動力切り替え回路（切り替え手段） 1 Input Terminal 2 Gain Controller 3 Level Detection Circuit 4 Delta Sigma Modulation Circuit 5 Switching Control Circuit (Switching Means) 6 Switching Circuit (Switching Means) 7 Driving Force Switching Circuit (Switching Means) 8 Speaker 17 Driving Force Switching Circuit (Switching Means)
Claims (5)
検出するレベル検出回路と、アナログオーディオ信号の
波高値レベルを制御するゲインコントローラーと、ゲイ
ンコントローラーの出力信号を１ビット信号に変換する
デルタシグマ変調回路と、デルタシグマ変調回路からの
１ビット信号に応じて駆動電圧をスイッチングしスピー
カーに印加するスイッチング手段と、スピーカーの駆動
電力を切り替える切り替え手段とが備えられており、 上記のゲインコントローラーでは、上記のデルタシグマ
変調回路の最大許容入力レベル以下のレベルで、かつ、
デルタシグマ変調回路の量子化ノイズレベルより大きな
レベルの出力信号が得られるように、レベル検出回路で
検出された波高値レベルに応じてゲインが調整され、 上記の切り替え手段では、レベル検出回路で検出された
波高値レベルに応じてスピーカーの駆動電力が切り替え
られることを特徴とするスピーカー駆動装置。1. A level detection circuit for detecting a peak value level of an analog audio signal, a gain controller for controlling a peak value level of an analog audio signal, and a delta-sigma modulation circuit for converting an output signal of the gain controller into a 1-bit signal. And a switching means for switching the driving voltage according to the 1-bit signal from the delta-sigma modulation circuit and applying it to the speaker, and a switching means for switching the driving power of the speaker. At a level below the maximum allowable input level of the delta-sigma modulation circuit, and
The gain is adjusted according to the peak value level detected by the level detection circuit so that an output signal with a level higher than the quantization noise level of the delta-sigma modulation circuit can be obtained. The speaker drive device is characterized in that the drive power of the speaker is switched according to the peak value level.
レベルを検出するレベル検出回路と、ディジタルオーデ
ィオ信号のディジタル値レベルを制御するゲインコント
ローラーと、ゲインコントローラーの出力信号を１ビッ
ト信号に変換するデルタシグマ変調回路と、デルタシグ
マ変調回路からの１ビット信号に応じて駆動電圧をスイ
ッチングしスピーカーに印加するスイッチング手段と、
スピーカーの駆動電力を切り替える切り替え手段とが備
えられており、 上記のゲインコントローラーでは、上記のデルタシグマ
変調回路の最大許容入力レベル以下のレベルで、かつ、
デルタシグマ変調回路の量子化ノイズレベルより大きな
レベルの出力信号が得られるように、レベル検出回路で
検出されたディジタル値レベルに応じてゲインが調整さ
れ、 上記の切り替え手段では、レベル検出回路で検出された
ディジタル値レベルに応じてスピーカーの駆動電力が切
り替えられることを特徴とするスピーカー駆動装置。2. A level detection circuit for detecting the digital value level of a digital audio signal, a gain controller for controlling the digital value level of the digital audio signal, and a delta-sigma modulation circuit for converting the output signal of the gain controller into a 1-bit signal. And a switching means for switching the driving voltage according to the 1-bit signal from the delta-sigma modulation circuit and applying it to the speaker.
A switching means for switching the driving power of the speaker is provided, and in the above gain controller, the level is equal to or lower than the maximum allowable input level of the delta sigma modulation circuit, and
The gain is adjusted according to the digital value level detected by the level detection circuit so that an output signal with a level higher than the quantization noise level of the delta-sigma modulation circuit can be obtained. A speaker driving device characterized in that the driving power of the speaker is switched according to the digital value level.
ルオーディオ信号の各ビットを、ディジタル値レベルに
応じてシフトさせるビットシフト回路であることを特徴
とする請求項２記載のスピーカー駆動装置。3. The speaker driving device according to claim 2, wherein the gain controller is a bit shift circuit that shifts each bit of the digital audio signal according to a digital value level.
からスピーカーに印加する駆動電圧の大きさを切り替え
ることを特徴とする請求項１、２または３記載のスピー
カー駆動装置。4. The speaker driving device according to claim 1, wherein the switching means switches the magnitude of the driving voltage applied from the switching circuit to the speaker.
られた、断面積が異なる導線からなる複数のボイスコイ
ルあるいはターン数が異なる複数のボイスコイルと、ス
イッチング回路との接続を切り替えることを特徴とする
請求項１、２または３記載のスピーカー駆動装置。5. The switching means switches connection between a switching circuit and a plurality of voice coils having different cross-sectional areas and provided on the speaker, or a plurality of voice coils having different numbers of turns. The speaker drive device according to claim 1, 2 or 3.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9739194A JP3121987B2 (en) | 1994-05-11 | 1994-05-11 | Speaker drive |
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|---|---|---|---|
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| JPH07307994A true JPH07307994A (en) | 1995-11-21 |
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| KR100484898B1 (en) * | 1997-07-25 | 2005-08-24 | 삼성전자주식회사 | Audio output device |
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| JP2006523414A (en) * | 2003-03-21 | 2006-10-12 | ディー２オーディオ コーポレイション | Clip detection and signal modulation system and method |
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-
1994
- 1994-05-11 JP JP9739194A patent/JP3121987B2/en not_active Expired - Fee Related
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| US9979367B2 (en) | 2014-05-08 | 2018-05-22 | Tdk Corporation | Circuit and method of operating a circuit |
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