JP2000059153A - Digital switching amplifier - Google Patents

Digital switching amplifier

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JP2000059153A
JP2000059153A JP10223403A JP22340398A JP2000059153A JP 2000059153 A JP2000059153 A JP 2000059153A JP 10223403 A JP10223403 A JP 10223403A JP 22340398 A JP22340398 A JP 22340398A JP 2000059153 A JP2000059153 A JP 2000059153A
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input
pulse
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the power efficiency of pulse amplification when the amplitude level of input analog signals is minute and to improve an S/N. SOLUTION: In this switching amplifier, after the difference value S1' of the input analog signals S1 inputted to an input terminal 1 and feedback signals S5 negatively fed back by a feedback circuit FC is integrated in a difference integrator 2, it is converted to a quantized output signal S3 in a quantizer 3. At the time, the input analog signals S1 are also inputted to an input level detection part 9 and the amplitude level is detected and outputted to a constant voltage control part 6 as an input level detection signal S9. The constant voltage control part 6 sets the voltage level of the constant voltage V of a pulse amplifier 4 based on the input level detection signal S9 and outputs a constant voltage signal S6 to the pulse amplifier 4. Thus, the pulse amplifier 4 pulse-amplifies the quantized output signals 33 by the constant voltage V of the voltage level corresponding to the amplitude level of the input analog signals S1.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、オーディオ信号な
どのアナログ信号を増幅する電力増幅器に関するもので
あり、特に、デルタシグマ変調によって得られる量子化
信号をスイッチング制御信号としてパルス増幅するディ
ジタルスイッチングアンプに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power amplifier for amplifying an analog signal such as an audio signal, and more particularly to a digital switching amplifier for pulse-amplifying a quantized signal obtained by delta-sigma modulation as a switching control signal. Things.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、小型、大出力、高S/Nを実現し
た音響信号の高効率電力増幅器の信号処理方法として、
デルタシグマ変調を応用したディジタルスイッチングア
ンプが提供されている。これは、入力アナログ信号をデ
ルタシグマ変調することによりパルス密度変調(PD
M)信号を得て、キャリア信号をエネルギー拡散させる
ことにより、簡単な構成で効率よく電力増幅することが
できる。
2. Description of the Related Art In recent years, as a signal processing method of a high-efficiency power amplifier for an acoustic signal realizing a small size, large output, and high S / N,
A digital switching amplifier using delta-sigma modulation has been provided. This is based on pulse density modulation (PD) by delta-sigma modulation of the input analog signal.
M) By obtaining a signal and spreading the energy of the carrier signal, power can be efficiently amplified with a simple configuration.

【0003】従来のデルタシグマ変調を応用した高効率
電力増幅器が、例えば特開平5−63457号公報に開
示されている。
A conventional high efficiency power amplifier to which delta sigma modulation is applied is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-63457.

【0004】ここで、従来の技術にかかるデルタシグマ
変調を応用した電力増幅器としてのディジタルスイッチ
ングアンプを、図10を用いて説明する。
Here, a digital switching amplifier as a power amplifier to which delta sigma modulation according to the prior art is applied will be described with reference to FIG.

【0005】図10に示すように、上記ディジタルスイ
ッチングアンプは、入力端子81、差分積分器82、1
ビット量子化器83、パルス増幅器84、減衰器85、
遅延器90、クロック発振器91、ローパスフィルタ8
7、出力端子88を備えて構成されている。なお、差分
積分器82と1ビット量子化器83とからデルタシグマ
変調部ADが構成されている。また、パルス増幅器84
の出力信号を差分積分器82の入力信号として負帰還さ
せる帰還回路FCが構成されており、この帰還回路FC
上には上記の減衰器85および遅延器90が設けられて
いる。
As shown in FIG. 10, the digital switching amplifier comprises an input terminal 81, a differential integrator 82,
Bit quantizer 83, pulse amplifier 84, attenuator 85,
Delay device 90, clock oscillator 91, low-pass filter 8
7. The output terminal 88 is provided. The delta-sigma modulation unit AD is composed of the difference integrator 82 and the one-bit quantizer 83. Also, the pulse amplifier 84
A feedback circuit FC for negatively feeding back the output signal of the differential integrator 82 as an input signal of the differential integrator 82 is configured.
Above the attenuator 85 and the delay unit 90 are provided.

【0006】上記差分積分器82は、入力端子81に入
力された入力アナログ信号(オーディオ信号)S81と
帰還回路FCによる帰還信号S90とを入力信号とし
て、これら二信号の差分値S81′を積分した差分積分
信号S82を出力する積分器・加算器群である。
The difference integrator 82 uses the input analog signal (audio signal) S81 input to the input terminal 81 and the feedback signal S90 from the feedback circuit FC as input signals, and integrates the difference value S81 'between these two signals. It is an integrator / adder group that outputs the difference integration signal S82.

【0007】上記1ビット量子化器83は、差分積分信
号S82の極性を判定し、二値(1ビット)のディジタ
ル信号に変換した量子化信号S83を出力する。
The one-bit quantizer 83 determines the polarity of the difference integrated signal S82 and outputs a quantized signal S83 converted into a binary (1 bit) digital signal.

【0008】上記パルス増幅器84は、1ビット量子化
器83のディジタル出力信号である量子化出力信号S8
3をスイッチング制御信号として定電圧Vにより電力増
幅して、パルス増幅信号S84を出力する高速スイッチ
ングパルス増幅器である。
[0008] The pulse amplifier 84 has a quantized output signal S8 which is a digital output signal of the 1-bit quantizer 83.
3 is a high-speed switching pulse amplifier that amplifies power with a constant voltage V as a switching control signal and outputs a pulse amplified signal S84.

【0009】上記ローパスフィルタ87は、パルス増幅
器84から出力されたパルス増幅信号S84から不要な
信号成分を除去して出力信号S87を生成するフィルタ
であり、例えばコイルやコンデンサなどからなる。
The low-pass filter 87 is a filter that generates an output signal S87 by removing unnecessary signal components from the amplified pulse signal S84 output from the pulse amplifier 84, and includes, for example, a coil and a capacitor.

【0010】上記の減衰器85および遅延器90は、パ
ルス増幅信号S84を差分積分器82の入力側に負帰還
する帰還回路FC上に設けられている。減衰器85に入
力されたパルス増幅信号S84は、減衰信号S85に減
衰され遅延器90に入力される。遅延器90は、減衰さ
れたパルス増幅信号S84(減衰信号S85)を任意の
周波数のクロックで遅延させるものであり、例えばDタ
イプのフリップフロップなどで構成される。ここで、遅
延器90には、クロック発振器91より任意の周波数の
クロックパルスが供給される。
The attenuator 85 and the delay unit 90 are provided on a feedback circuit FC for negatively feeding the pulse amplified signal S84 to the input side of the difference integrator 82. The pulse amplified signal S84 input to the attenuator 85 is attenuated to the attenuated signal S85 and input to the delay unit 90. The delay unit 90 delays the attenuated pulse amplified signal S84 (attenuated signal S85) with a clock having an arbitrary frequency, and is configured by, for example, a D-type flip-flop. Here, a clock pulse of an arbitrary frequency is supplied from the clock oscillator 91 to the delay unit 90.

【0011】以上のように構成されたデルタシグマ変調
を応用したディジタルスイッチングアンプは、次のよう
に動作する。
[0011] The digital switching amplifier to which the delta-sigma modulation configured as described above is applied operates as follows.

【0012】入力端子81に入力アナログ信号S81が
入力されると、パルス増幅器84から出力されたパルス
増幅信号S84が帰還回路FCにより減衰器85および
遅延器90を経て負帰還された帰還信号S90との差分
値S81′が、差分積分器82によって積分されて差分
積分信号S82が出力される。差分積分信号S82は1
ビット量子化器83により1ビットのディジタル信号で
ある量子化信号S83に変換される。量子化信号S83
は、パルス増幅器84により電力増幅され、パルス増幅
信号S84に変換される。パルス増幅信号S84は、ロ
ーパスフィルタ87によって、不要な信号成分が除去さ
れ、出力信号S87として出力端子88から出力され
る。これと同時に、パルス増幅信号S84は、減衰器8
5を経て遅延器90に入力され、クロック発振器91か
ら供給されるクロックの繰り返し周期に応じた時間分遅
延される。遅延処理されたディジタル信号である帰還信
号S90は帰還回路FCを介して高次の差分積分器82
に負帰還される。
When the input analog signal S81 is input to the input terminal 81, the pulse amplified signal S84 output from the pulse amplifier 84 is fed back by the feedback circuit FC through the attenuator 85 and the delay unit 90 to the negative feedback signal S90. Is integrated by the difference integrator 82 to output a difference integration signal S82. The difference integration signal S82 is 1
The signal is converted into a quantized signal S83 which is a 1-bit digital signal by the bit quantizer 83. Quantized signal S83
Is power-amplified by the pulse amplifier 84 and converted into a pulse amplified signal S84. Unnecessary signal components are removed from the pulse amplified signal S84 by a low-pass filter 87 and output from an output terminal 88 as an output signal S87. At the same time, the pulse amplified signal S84 is
5 and is input to the delay unit 90 and delayed by a time corresponding to the repetition period of the clock supplied from the clock oscillator 91. A feedback signal S90, which is a digital signal subjected to the delay processing, is passed through a feedback circuit FC to a high-order differential integrator 82.
Negative feedback.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の構造のディジタルスイッチングアンプでは、入力ア
ナログ信号の振幅レベルとは無関係に、常にある一定の
電圧レベルの定電圧で量子化出力信号をパルス増幅する
ため、入力アナログ信号の振幅レベルが小さい時には電
力効率が悪く、また、スイッチングする定電圧の電圧レ
ベルが高いと、ノイズレベルが高くなるという問題が生
ずる。
However, in the digital switching amplifier having the above-mentioned conventional structure, the quantized output signal is always pulse-amplified at a constant voltage of a certain voltage level regardless of the amplitude level of the input analog signal. Therefore, when the amplitude level of the input analog signal is small, the power efficiency is poor, and when the voltage level of the switching constant voltage is high, the noise level increases.

【0014】本発明は、上記の問題点を解決するために
なされたもので、その目的は、入力アナログ信号の振幅
レベルが微小な時のパルス増幅の電力効率を良くすると
ともに、S/Nを改善することができるディジタルスイ
ッチングアンプを提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to improve the power efficiency of pulse amplification when the amplitude level of an input analog signal is very small and to reduce the S / N. It is to provide a digital switching amplifier that can be improved.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】請求項1のディジタルス
イッチングアンプは、上記の課題を解決するために、入
力アナログ信号をデルタシグマ変調して量子化出力信号
を生成するデルタシグマ変調部と、該量子化出力信号に
基づいて定電圧印加をスイッチングすることによりパル
ス増幅したスイッチング信号を生成する電力増幅部とを
有するディジタルスイッチングアンプにおいて、上記定
電圧の電圧レベルを設定する定電圧制御部が設けられて
いることを特徴としている。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a digital switching amplifier, comprising: a delta-sigma modulator for generating a quantized output signal by performing a delta-sigma modulation on an input analog signal; A power amplifying unit that generates a pulse-amplified switching signal by switching a constant voltage application based on the quantized output signal, wherein a constant voltage control unit that sets a voltage level of the constant voltage is provided. It is characterized by having.

【0016】上記の構成により、電力増幅部にて量子化
出力信号に基づいてスイッチングする定電圧の電圧レベ
ルを、所望する条件に応じて定電圧制御部にて変更する
ことができる。
With the above configuration, the voltage level of the constant voltage that is switched based on the quantized output signal in the power amplifier can be changed by the constant voltage controller according to desired conditions.

【0017】したがって、入力アナログ信号の振幅レベ
ルに対応して定電圧の電圧レベルを設定し、パルス増幅
することにより、電力効率を良くし、またS/Nを改善
することができる。また、簡単な構成で音量の調節を行
うことが可能となる。
Therefore, by setting the voltage level of the constant voltage in accordance with the amplitude level of the input analog signal and performing pulse amplification, power efficiency can be improved and S / N can be improved. In addition, the volume can be adjusted with a simple configuration.

【0018】請求項2のディジタルスイッチングアンプ
は、上記の課題を解決するために、請求項1の構成に加
えて、上記定電圧制御部は、上記入力アナログ信号の振
幅レベルに比例して、上記定電圧の電圧レベルを設定す
る定電圧制御回路を備えていることを特徴としている。
According to a second aspect of the present invention, in order to solve the above-mentioned problem, in addition to the configuration of the first aspect, the constant voltage control unit is configured to control the constant voltage control unit in proportion to an amplitude level of the input analog signal. A constant voltage control circuit for setting a voltage level of the constant voltage is provided.

【0019】上記の構成により、請求項1の構成による
作用に加えて、入力アナログ信号の振幅レベルに対応し
て、入力アナログ信号の振幅レベルが大きい場合には電
力増幅部の定電圧を高い電圧レベルに、振幅レベルが小
さい場合には電力増幅部の定電圧を低い電圧レベルに設
定することができる。
According to the above configuration, in addition to the operation of the first aspect, when the amplitude level of the input analog signal is large, the constant voltage of the power amplifying unit is increased to correspond to the amplitude level of the input analog signal. When the amplitude level is low, the constant voltage of the power amplifier can be set to a low voltage level.

【0020】よって、電力増幅部において、振幅レベル
が小さい入力アナログ信号を低い電圧レベルの定電圧に
よってパルス増幅することにより、入力アナログ信号の
振幅レベルが小さい時の電力効率を良くするとともに、
ノイズを低減して、S/Nを改善することができる。
Therefore, in the power amplifier, the input analog signal having a small amplitude level is pulse-amplified by a constant voltage having a low voltage level, thereby improving the power efficiency when the amplitude level of the input analog signal is small, and
Noise can be reduced and S / N can be improved.

【0021】請求項3のディジタルスイッチングアンプ
は、上記の課題を解決するために、請求項1または2の
構成に加えて、上記入力アナログ信号の振幅レベルを検
出して、上記定電圧制御部が上記定電圧の電圧レベルを
設定する基準となる入力レベル検出信号を出力する入力
レベル検出部が設けられていることを特徴としている。
According to a third aspect of the present invention, in order to solve the above-mentioned problem, in addition to the configuration of the first or second aspect, the digital switching amplifier detects an amplitude level of the input analog signal, and the constant voltage control section performs An input level detection unit for outputting an input level detection signal serving as a reference for setting the voltage level of the constant voltage is provided.

【0022】上記の構成により、請求項1または2の構
成による作用に加えて、入力レベル検出部で入力アナロ
グ信号の振幅レベルを検出して入力レベル検出信号を出
力し、この入力レベル検出信号に基づいて、定電圧制御
部にて電力増幅部の定電圧の電圧レベルを設定すること
ができる。
According to the above configuration, in addition to the function of the first or second aspect, the input level detection section detects the amplitude level of the input analog signal and outputs an input level detection signal. Based on this, the voltage level of the constant voltage of the power amplification unit can be set by the constant voltage control unit.

【0023】したがって、定電圧の電圧レベルを入力ア
ナログ信号の振幅レベルに応じて自動設定することがで
きるため、電力効率を良くすることができるとともに、
入力アナログ信号の振幅レベルが小さいときのノイズを
低減して、S/Nを改善することができる。
Therefore, the voltage level of the constant voltage can be automatically set according to the amplitude level of the input analog signal, so that power efficiency can be improved and
Noise when the amplitude level of the input analog signal is small can be reduced, and S / N can be improved.

【0024】[0024]

【発明の実施の形態】〔実施の形態1〕本発明の一実施
の形態について図1から図5に基づいて説明すれば、以
下のとおりである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS [Embodiment 1] The following will describe one embodiment of the present invention with reference to FIGS.

【0025】本実施の形態にかかるディジタルスイッチ
ングアンプは、デルタシグマ変調を応用してパルス増幅
を行う回路であり、特に、パルス増幅を行う定電圧を入
力アナログ信号の振幅レベルに応じて自動設定する回路
である。
The digital switching amplifier according to the present embodiment is a circuit for performing pulse amplification by applying delta-sigma modulation. In particular, a constant voltage for performing pulse amplification is automatically set according to the amplitude level of an input analog signal. Circuit.

【0026】図1に示すように、上記ディジタルスイッ
チングアンプは、入力端子1、差分積分器2、量子化器
3、パルス増幅器(電力増幅部)4、減衰器5、定電圧
制御部6、ローパスフィルタ7、出力端子8、入力レベ
ル検出部9を備えて構成されている。なお、上記の差分
積分器2と量子化器3とからデルタシグマ変調部ADが
構成されている。また、上記パルス増幅器4の出力信号
を上記差分積分器2の入力信号として負帰還させる帰還
回路FCが構成されており、この帰還回路FC上に上記
減衰器5が設けられている。
As shown in FIG. 1, the digital switching amplifier includes an input terminal 1, a difference integrator 2, a quantizer 3, a pulse amplifier (power amplifier) 4, an attenuator 5, a constant voltage controller 6, a low-pass controller. It comprises a filter 7, an output terminal 8, and an input level detector 9. The delta-sigma modulation unit AD is composed of the difference integrator 2 and the quantizer 3 described above. Further, a feedback circuit FC for negatively feeding back the output signal of the pulse amplifier 4 as an input signal of the difference integrator 2 is configured, and the attenuator 5 is provided on the feedback circuit FC.

【0027】上記差分積分器2は、入力端子1に入力さ
れた入力アナログ信号(オーディオ信号)S1と帰還信
号S5とを入力信号として、これら二信号の差分値S
1′を積分した差分積分信号S2を量子化器3へ出力す
る積分器・加算器群からなる高次の差分積分器である。
The difference integrator 2 receives the input analog signal (audio signal) S1 input to the input terminal 1 and the feedback signal S5 as input signals, and calculates a difference value S between these two signals.
This is a high-order difference integrator composed of an integrator / adder group that outputs a difference integration signal S2 obtained by integrating 1 'to the quantizer 3.

【0028】上記量子化器3は、差分積分器2から入力
された差分積分信号S2の極性を判定して、二値のディ
ジタル信号である量子化出力信号S3に変換し、デルタ
シグマ変調部ADの出力信号としてパルス増幅器4へ出
力する。なお、量子化出力信号S3の量子化閾値は、想
定されるサンプリング周波数に対して最適に設定されて
いる。
The quantizer 3 determines the polarity of the difference integration signal S2 input from the difference integrator 2, converts the polarity into a quantized output signal S3 which is a binary digital signal, and converts the signal into a delta-sigma modulator AD. Is output to the pulse amplifier 4 as an output signal. Note that the quantization threshold value of the quantization output signal S3 is set optimally for the assumed sampling frequency.

【0029】上記パルス増幅器4は、デルタシグマ変調
部ADから入力された量子化出力信号S3をスイッチン
グ制御信号として高速にスイッチングすることにより、
定電圧Vによって電力増幅する高速スイッチングパルス
増幅器である。そして、得られたパルス増幅信号(スイ
ッチング信号)S4は、ローパスフィルタ7と帰還回路
FC上の減衰器5とに入力される。ここで、定電圧V
は、定電圧制御部6によって電圧レベルが設定され、定
電圧信号S6として供給される。
The pulse amplifier 4 performs high-speed switching by using the quantized output signal S3 input from the delta-sigma modulation section AD as a switching control signal.
This is a high-speed switching pulse amplifier that amplifies power with a constant voltage V. Then, the obtained pulse amplified signal (switching signal) S4 is input to the low-pass filter 7 and the attenuator 5 on the feedback circuit FC. Here, the constant voltage V
Is set at a voltage level by the constant voltage control unit 6, and is supplied as a constant voltage signal S6.

【0030】上記減衰器5は、帰還回路FC上に設けら
れ、パルス増幅器4から出力されたパルス増幅信号S4
を減衰した帰還信号S5を差分積分器2の入力信号とし
て負帰還する。
The attenuator 5 is provided on the feedback circuit FC, and outputs the amplified pulse signal S4 output from the pulse amplifier 4.
Is fed back as an input signal to the difference integrator 2.

【0031】上記ローパスフィルタ7は、パルス増幅器
4から入力されたパルス増幅信号S4から不要な信号成
分を除去して得られた出力信号S7を出力端子8へ出力
するフィルタであり、例えばコイルやコンデンサなどか
らなる。
The low-pass filter 7 is a filter that outputs to the output terminal 8 an output signal S7 obtained by removing unnecessary signal components from the pulse amplified signal S4 input from the pulse amplifier 4, and includes, for example, a coil and a capacitor. Etc.

【0032】上記入力レベル検出部9は、入力端子1か
ら入力される入力アナログ信号S1の振幅レベルを検出
した入力レベル検出信号S9を定電圧制御部6へ出力す
る回路であり、例えば、コンパレータを主体としたレベ
ルメータドライバなどのICからなる。
The input level detecting section 9 is a circuit for outputting to the constant voltage control section 6 an input level detecting signal S9 which detects the amplitude level of the input analog signal S1 inputted from the input terminal 1. It is composed mainly of an IC such as a level meter driver.

【0033】上記定電圧制御部6は、入力レベル検出部
9から入力された入力レベル検出信号S9に基づいて、
パルス増幅器4の定電圧Vの電圧レベルを設定制御す
る。定電圧制御部6において設定された電圧レベルの定
電圧Vが、定電圧信号S6としてパルス増幅器4へ入力
される。
The constant voltage control section 6 performs the following based on the input level detection signal S9 input from the input level detection section 9.
The voltage level of the constant voltage V of the pulse amplifier 4 is set and controlled. The constant voltage V at the voltage level set by the constant voltage control unit 6 is input to the pulse amplifier 4 as a constant voltage signal S6.

【0034】以上のように構成された上記ディジタルス
イッチングアンプの動作を説明すると、以下のとおりで
ある。
The operation of the digital switching amplifier configured as described above will be described as follows.

【0035】上記ディジタルスイッチングアンプでは、
入力端子1にオーディオ信号などの入力アナログ信号S
1と、帰還回路FCによって減衰器5を経て負帰還され
た帰還信号S5とを入力として、差分積分器2で二信号
間の差分値S1′を積分し、差分積分信号S2を生成す
る。量子化器3は、差分積分信号S2をディジタル信号
である量子化出力信号S3に変換する。
In the above digital switching amplifier,
Input analog signal S such as audio signal to input terminal 1
1 and a feedback signal S5 negatively fed back via the attenuator 5 by the feedback circuit FC, a difference integrator 2 integrates a difference value S1 'between the two signals to generate a difference integration signal S2. The quantizer 3 converts the differential integration signal S2 into a quantized output signal S3 which is a digital signal.

【0036】また、入力アナログ信号S1は入力レベル
検出部9にも入力される。入力レベル検出部9では、入
力アナログ信号S1の振幅レベルを検出して、対応した
電圧レベルの定電圧Vが定電圧制御部6において自動設
定されるように入力レベル検出信号S9を出力する。そ
して、定電圧制御部6では、第一定電圧制御回路(定電
圧制御回路)6a(図2)において、入力レベル検出信
号S9に基づいて二段階に設定された電圧レベルの定電
圧信号S6をパルス増幅器4に出力する。
The input analog signal S1 is also input to the input level detector 9. The input level detector 9 detects the amplitude level of the input analog signal S1 and outputs the input level detection signal S9 so that the constant voltage V of the corresponding voltage level is automatically set by the constant voltage controller 6. Then, in the constant voltage control unit 6, the first constant voltage control circuit (constant voltage control circuit) 6a (FIG. 2) converts the constant voltage signal S6 of the voltage level set in two stages based on the input level detection signal S9. Output to the pulse amplifier 4.

【0037】これにより、パルス増幅器4は、定電圧信
号S6による定電圧Vによって、量子化出力信号S3を
パルス増幅して、パルス増幅信号S4を生成する。
Thus, the pulse amplifier 4 pulse-amplifies the quantized output signal S3 with the constant voltage V by the constant voltage signal S6 to generate a pulse amplified signal S4.

【0038】ローパスフィルタ7は、パルス増幅信号S
4から不要な信号成分を除去して出力信号S7を出力端
子8へ出力する。また、帰還回路FCにより、パルス増
幅信号S4が減衰器5に入力され、帰還信号S5が差分
積分器2に入力される。
The low-pass filter 7 outputs the pulse amplified signal S
The output signal S7 is output to the output terminal 8 after removing unnecessary signal components from the output signal S4. Further, the pulse amplification signal S4 is input to the attenuator 5 and the feedback signal S5 is input to the difference integrator 2 by the feedback circuit FC.

【0039】なお、スイッチング周波数すなわち1ビッ
ト信号のサンプリング周波数は、所望の周波数特性、ダ
イナミックレンジを得るために、例えば、16×44.1kHz
=0.7056MHz 、32×44.1kHz =1.4112MHz 、64×44.1kH
z =2.8224MHz に設定することができる。
The switching frequency, that is, the sampling frequency of the 1-bit signal is, for example, 16 × 44.1 kHz in order to obtain a desired frequency characteristic and dynamic range.
= 0.7056 MHz, 32 x 44.1 kHz = 1.4112 MHz, 64 x 44.1 kHz
z can be set to 2.8224 MHz.

【0040】さらに、定電圧制御部6の動作の詳細につ
いて、図2から図5を用いて説明する。
Further, details of the operation of the constant voltage control section 6 will be described with reference to FIGS.

【0041】本実施の形態にかかるディジタルスイッチ
ングアンプの定電圧制御部6には、第一定電圧制御回路
(定電圧制御回路)6aが設けられている。
The constant voltage control section 6 of the digital switching amplifier according to the present embodiment is provided with a first constant voltage control circuit (constant voltage control circuit) 6a.

【0042】図2に示すように、上記第一定電圧制御回
路6aは、入力アナログ信号S1の振幅レベルを検出し
た入力レベル検出信号S9に基づいて、入力アナログ信
号S1の振幅レベルが大きい場合には定電圧Vを高い電
圧レベルに設定し、振幅レベルが小さい場合には定電圧
Vを低い電圧レベルに設定する。
As shown in FIG. 2, when the amplitude level of the input analog signal S1 is large based on the input level detection signal S9 which detects the amplitude level of the input analog signal S1, Sets the constant voltage V to a high voltage level, and sets the constant voltage V to a low voltage level when the amplitude level is small.

【0043】例えば、上記第一定電圧制御回路6aは、
入力アナログ信号S1が最大入力信号レベルに対して1
/√8以上であれば、定電圧Vの電圧レベルをV0 に設
定し、最大入力信号レベルに対して1/√8以下であれ
ば、定電圧の電圧レベルをV0 /√8に設定するように
することができる。
For example, the first constant voltage control circuit 6a
The input analog signal S1 is 1 for the maximum input signal level.
If / 以上 8 or more, the voltage level of the constant voltage V is set to V0, and if it is 1 / √8 or less with respect to the maximum input signal level, the voltage level of the constant voltage is set to V0 / √8. Can be

【0044】なお、上記の切り替え方は、音楽情報を想
定したものである。すなわち、入力アナログ信号S1が
音楽情報である場合、最大出力時でも平均的にみると最
大出力のおよそ1/8Wになることがわかっている。よ
って、音楽情報のパルス増幅に必要な定電圧Vの電圧レ
ベルはV0 /√8で十分である。したがって、上記第一
定電圧制御回路6aは、入力アナログ信号S1が音楽情
報であるか、音楽以外の情報であるかによって定電圧V
の電圧レベルを切り替える場合に、好適に適用すること
ができる。つまり、音楽情報のパルス増幅を理想的な電
力効率で行うことができる。また、音楽情報のパルス増
幅の時のノイズレベルを大幅に低減することができるた
め、S/Nを改善することができる。
The above switching method is based on music information. That is, it is known that, when the input analog signal S1 is music information, the output is about 1/8 W of the maximum output on average even at the maximum output. Therefore, the voltage level of the constant voltage V necessary for the pulse amplification of the music information is V0 / $ 8. Therefore, the first constant voltage control circuit 6a determines whether the input analog signal S1 is music information or non-music information.
When switching the voltage levels of the above. That is, pulse amplification of music information can be performed with ideal power efficiency. Further, since the noise level at the time of pulse amplification of music information can be greatly reduced, the S / N can be improved.

【0045】そして、定電圧制御部6は、第一定電圧制
御回路6aによって設定された電圧レベルの定電圧V
を、定電圧信号S6としてパルス増幅器4に供給する。
Then, the constant voltage control section 6 outputs a constant voltage V of the voltage level set by the first constant voltage control circuit 6a.
Is supplied to the pulse amplifier 4 as a constant voltage signal S6.

【0046】なお、減衰器5は、定電圧制御部6の第一
定電圧制御回路6aと連動して、定電圧Vの電圧レベル
に応じて、パルス増幅信号S4のフィードバック量を一
定に保つように調整するようになっている。すなわち、
パルス増幅器4の定電圧Vの電圧レベルがV0 のときに
は、パルス増幅信号S4のフィードバック量を減らすよ
うに減衰量を調整し、電圧レベルがV0 /√8のときに
は、パルス増幅信号S4のフィードバック量を増やすよ
うに減衰量を調整する。
The attenuator 5 works in conjunction with the first constant voltage control circuit 6a of the constant voltage control section 6 to keep the feedback amount of the pulse amplified signal S4 constant according to the voltage level of the constant voltage V. To be adjusted. That is,
When the voltage level of the constant voltage V of the pulse amplifier 4 is V0, the attenuation is adjusted so as to reduce the feedback amount of the pulse amplified signal S4, and when the voltage level is V0 / 8, the feedback amount of the pulse amplified signal S4 is reduced. Adjust the attenuation to increase.

【0047】このように、定電圧調整でボリュームをコ
ントロールする場合には、増幅量(定電圧V)に応じて
減衰量を設定することにより、パルス増幅信号S4のフ
ィードバック量を定電圧Vの値によらず一定に保つこと
ができる。よって、定電圧Vの値が変化しても、量子化
出力信号S3に含まれるアナログ値は変化しない。
As described above, when the volume is controlled by the constant voltage adjustment, the amount of feedback of the pulse amplified signal S4 is set to the value of the constant voltage V by setting the amount of attenuation in accordance with the amount of amplification (constant voltage V). It can be kept constant regardless of Therefore, even if the value of the constant voltage V changes, the analog value included in the quantized output signal S3 does not change.

【0048】ここで、図3から図5に、上記ディジタル
スイッチングアンプによって、1kHzサイン波小信号
を電圧レベルV0 ,V0 /√8,V0 /8の定電圧Vで
それぞれパルス増幅した時の信号レベルおよびノイズレ
ベルの分布のグラフを示す。なお、V0 は35Vであ
る。
Here, FIG. 3 to FIG. 5 show signal levels when a 1 kHz sine wave small signal is pulse-amplified by the above digital switching amplifier at a constant voltage V of voltage levels V0, V0 / 8, V0 / 8, respectively. 3 shows a graph of noise level distribution. V0 is 35V.

【0049】分布図からもわかるように、定電圧Vの電
圧レベルを低くすればするほどノイズレベルは低減され
る。すなわち、電圧レベルV0 でパルス増幅するよりも
(図3)、電圧レベルV0 /√8でパルス増幅した方が
ノイズレベルが約10dB低くなっており(図4)、電
圧レベルV0 /8でパルス増幅した方がさらにノイズレ
ベルが低減されることがわかる(図5)。
As can be seen from the distribution diagram, the lower the voltage level of the constant voltage V, the lower the noise level. That is, the noise level is lower by about 10 dB when the pulse is amplified at the voltage level V0 / √8 than when the pulse is amplified at the voltage level V0 (FIG. 3) (FIG. 4), and the pulse is amplified at the voltage level V0 / 8. It can be seen that the noise level is further reduced by performing (FIG. 5).

【0050】なお、上記の信号レベルおよびノイズレベ
ルの分布のグラフ(図3〜5)は、前記のように、増幅
量(定電圧V)に応じてパルス増幅信号S4のフィード
バック量を一定に保つように最適に設定することによ
り、定電圧Vによらずほぼ同じグラフが得られる。
In the graphs of the distribution of the signal level and the noise level (FIGS. 3 to 5), as described above, the feedback amount of the pulse amplified signal S4 is kept constant according to the amplification amount (constant voltage V). By setting optimally as described above, almost the same graph can be obtained regardless of the constant voltage V.

【0051】以上のように、本実施の形態にかかるディ
ジタルスイッチングアンプは、入力アナログ信号S1を
デルタシグマ変調して量子化出力信号S3を生成するデ
ルタシグマ変調部ADと、量子化出力信号S3に基づい
て定電圧Vの印加をスイッチングすることによりパルス
増幅したパルス増幅信号(スイッチング信号)S4を生
成するパルス増幅器(電力増幅部)4とを有するディジ
タルスイッチングアンプにおいて、定電圧Vの電圧レベ
ルを設定する定電圧制御部6と、入力アナログ信号S1
の振幅レベルを検出して、定電圧制御部6が定電圧Vの
電圧レベルを設定する基準となる入力レベル検出信号S
9を出力する入力レベル検出部9とが設けられている構
成である。
As described above, the digital switching amplifier according to the present embodiment includes a delta-sigma modulation unit AD that generates a quantized output signal S3 by delta-sigma-modulating the input analog signal S1 and a quantized output signal S3. A voltage level of the constant voltage V is set in a digital switching amplifier having a pulse amplifier (power amplifying unit) 4 that generates a pulse amplified signal (switching signal) S4 by switching the application of the constant voltage V based on the pulse. Constant voltage control section 6 and input analog signal S1
Of the input level detection signal S, which serves as a reference for setting the voltage level of the constant voltage V
9 is provided.

【0052】これにより、定電圧制御部6が定電圧Vの
電圧レベルを入力アナログ信号S1の振幅レベルに応じ
て自動設定することができる。
Thus, the constant voltage controller 6 can automatically set the voltage level of the constant voltage V according to the amplitude level of the input analog signal S1.

【0053】よって、パルス増幅器4で量子化出力信号
S3に基づいてスイッチングする定電圧Vの電圧レベル
を所望する条件に応じて変更することにより、電力効率
を良くすることができるとともに、ノイズを低減して、
S/Nを改善することができる。
Therefore, by changing the voltage level of the constant voltage V, which is switched by the pulse amplifier 4 based on the quantized output signal S3, according to desired conditions, power efficiency can be improved and noise can be reduced. do it,
S / N can be improved.

【0054】また、本実施の形態にかかるディジタルス
イッチングアンプは、定電圧制御部6が、入力アナログ
信号S1の振幅レベルに比例して、入力アナログ信号S
1の振幅レベルが大きい場合にはパルス増幅器4の定電
圧Vを高い電圧レベルに、振幅レベルが小さい場合に
は、パルス増幅器4の定電圧Vを低い電圧レベルに設定
する第一定電圧制御回路6aを備えている構成である。
Further, in the digital switching amplifier according to the present embodiment, the constant voltage controller 6 controls the input analog signal S1 in proportion to the amplitude level of the input analog signal S1.
1 is a constant voltage control circuit that sets the constant voltage V of the pulse amplifier 4 to a high voltage level when the amplitude level is large, and sets the constant voltage V of the pulse amplifier 4 to a low voltage level when the amplitude level is small. 6a.

【0055】これにより、入力アナログ信号S1の振幅
レベルに比例して、パルス増幅器4の定電圧Vの電圧レ
ベルを設定することができる。
Thus, the voltage level of the constant voltage V of the pulse amplifier 4 can be set in proportion to the amplitude level of the input analog signal S1.

【0056】よって、パルス増幅器4において、振幅レ
ベルが小さい入力アナログ信号S1を低い電圧レベルの
定電圧Vによってパルス増幅することにより、入力アナ
ログ信号S1の振幅レベルが小さい時の電力効率を良く
するとともに、ノイズを低減して、S/Nを改善するこ
とができる。
Therefore, in the pulse amplifier 4, the power efficiency when the amplitude level of the input analog signal S1 is small is improved by pulse-amplifying the input analog signal S1 having a small amplitude level with the constant voltage V having a low voltage level. , Noise, and S / N can be improved.

【0057】なお、入力端子1の直後に可変抵抗を配設
することにより、音量調整が可能となる。
By arranging the variable resistor immediately after the input terminal 1, the volume can be adjusted.

【0058】〔実施の形態2〕本発明の他の実施の形態
について図1および図6に基づいて説明すれば、以下の
とおりである。なお、説明の便宜上、実施の形態1にお
いて示した構成と同一の部材には、同一の符号を付記
し、その説明を省略する。
Embodiment 2 Another embodiment of the present invention is described below with reference to FIGS. 1 and 6. For the sake of convenience, the same members as those described in the first embodiment will be denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

【0059】本実施の形態にかかるディジタルスイッチ
ングアンプは、実施の形態1のディジタルスイッチング
アンプにおいて、入力アナログ信号S1の振幅レベルを
入力レベル検出部9により細かく入力レベル検出して、
定電圧制御部6によりパルス増幅器4でスイッチングを
行う定電圧Vの電圧レベルを細かく自動設定する構成で
ある。
The digital switching amplifier according to the present embodiment differs from the digital switching amplifier according to the first embodiment in that the input level detection unit 9 finely detects the amplitude level of the input analog signal S1.
In this configuration, the voltage level of the constant voltage V at which switching is performed by the pulse amplifier 4 is finely and automatically set by the constant voltage control unit 6.

【0060】図1に示したように、上記ディジタルスイ
ッチングアンプは、入力端子1、差分積分器2、量子化
器3、パルス増幅器(電力増幅部)4、減衰器5、定電
圧制御部6、ローパスフィルタ7、出力端子8、入力レ
ベル検出部9を備えて構成されている。なお、上記の差
分積分器2と量子化器3とからデルタシグマ変調部AD
が構成されている。また、上記パルス増幅器4の出力信
号を上記差分積分器2の入力信号として負帰還させる帰
還回路FCが構成されており、この帰還回路FC上に上
記減衰器5が設けられている。
As shown in FIG. 1, the digital switching amplifier comprises an input terminal 1, a difference integrator 2, a quantizer 3, a pulse amplifier (power amplifier) 4, an attenuator 5, a constant voltage controller 6, It comprises a low-pass filter 7, an output terminal 8, and an input level detector 9. It should be noted that the delta-sigma modulator AD is obtained from the difference integrator 2 and the quantizer 3.
Is configured. Further, a feedback circuit FC for negatively feeding back the output signal of the pulse amplifier 4 as an input signal of the difference integrator 2 is configured, and the attenuator 5 is provided on the feedback circuit FC.

【0061】特に、本実施の形態にかかるディジタルス
イッチングアンプの定電圧制御部6には、第二定電圧制
御回路(定電圧制御回路)6b(図6)が設けられてい
る。
In particular, the constant voltage control section 6 of the digital switching amplifier according to the present embodiment is provided with a second constant voltage control circuit (constant voltage control circuit) 6b (FIG. 6).

【0062】図6に示すように、上記第二定電圧制御回
路6bは、入力アナログ信号S1の振幅レベルを多段階
に検出した入力レベル検出部9の入力レベル検出信号S
9に基づいて、定電圧Vを多段階の電圧レベルV0 ,V
1 ,…,Vn (V0 >Vn )から設定して、切り換え
る。すなわち、第二定電圧制御回路6bは、入力レベル
検出部9で入力アナログ信号S1の振幅レベルが最大入
力信号レベルであれば電圧レベルV0 を設定し、それ以
下の入力信号レベルはそれぞれ比例対応する電圧レベル
V1 ,…,Vn が設定される。これにより、定電圧制御
部6は、第二定電圧制御回路6bによって設定された電
圧レベルの定電圧Vを、定電圧信号S6としてパルス増
幅器4に供給する。
As shown in FIG. 6, the second constant voltage control circuit 6b detects the input level of the input analog signal S1 in multiple stages.
9, the constant voltage V is divided into voltage levels V0, V
1,..., Vn (V0> Vn). That is, the second constant voltage control circuit 6b sets the voltage level V0 if the amplitude level of the input analog signal S1 is the maximum input signal level in the input level detection section 9, and the input signal levels lower than that are in proportion. The voltage levels V1,..., Vn are set. Thereby, the constant voltage control unit 6 supplies the constant voltage V of the voltage level set by the second constant voltage control circuit 6b to the pulse amplifier 4 as the constant voltage signal S6.

【0063】例えば、入力レベル検出部9によって、ダ
イナミックレンジ90dBの信号を2dBずつ検出して
入力レベル検出信号S9を出力すれば、定電圧制御部6
では、入力レベル検出信号S9の振幅レベルに比例対応
して45通りの電圧レベルに定電圧Vを制御することが
できる。そして、定電圧Vの電圧レベルを細かく設定す
る程、音量差が滑らかになる。
For example, if the input level detecting section 9 detects a signal having a dynamic range of 90 dB by 2 dB and outputs an input level detecting signal S9, the constant voltage controlling section 6
Thus, the constant voltage V can be controlled to 45 voltage levels in proportion to the amplitude level of the input level detection signal S9. And, the finer the voltage level of the constant voltage V, the smoother the difference in volume.

【0064】以上のように構成された上記ディジタルス
イッチングアンプの動作を説明すると、以下のとおりで
ある。
The operation of the above-described digital switching amplifier will be described below.

【0065】上記ディジタルスイッチングアンプでは、
入力端子1にオーディオ信号などの入力アナログ信号S
1と、帰還回路FCによって減衰器5を経て負帰還され
た帰還信号S5とを入力として、差分積分器2で二信号
間の差分値S1′を積分し、差分積分信号S2を生成す
る。量子化器3は、差分積分信号S2の極性を判定し
て、二値(1ビット)のディジタル信号である量子化出
力信号S3に変換する。
In the above digital switching amplifier,
Input analog signal S such as audio signal to input terminal 1
1 and a feedback signal S5 negatively fed back via the attenuator 5 by the feedback circuit FC, a difference integrator 2 integrates a difference value S1 'between the two signals to generate a difference integration signal S2. The quantizer 3 determines the polarity of the difference integration signal S2 and converts it to a quantization output signal S3 which is a binary (1 bit) digital signal.

【0066】また、入力アナログ信号S1は入力レベル
検出部9にも入力され、振幅レベルを細かく検出して、
振幅レベルに比例対応した電圧レベルの定電圧Vを、定
電圧制御部6で自動設定するように入力レベル検出信号
S9を出力する。定電圧制御部6は、第二定電圧制御回
路6bにおいて入力レベル検出信号S9に基づいて設定
された電圧レベルの定電圧信号S6を出力する。
The input analog signal S1 is also input to the input level detector 9 to detect the amplitude level finely.
An input level detection signal S9 is output so that the constant voltage control section 6 automatically sets a constant voltage V having a voltage level proportional to the amplitude level. The constant voltage control section 6 outputs a constant voltage signal S6 having a voltage level set in the second constant voltage control circuit 6b based on the input level detection signal S9.

【0067】これにより、パルス増幅器4は、定電圧信
号S6による定電圧Vによって、量子化出力信号S3を
パルス増幅する。
As a result, the pulse amplifier 4 pulse-amplifies the quantized output signal S3 with the constant voltage V based on the constant voltage signal S6.

【0068】ローパスフィルタ7は、パルス増幅信号
(スイッチング信号)S4から不要な信号成分を除去し
て出力信号S7を出力端子8へ出力する。また、帰還回
路FCにより、パルス増幅信号S4を減衰器5に入力し
て、帰還信号S5を差分積分器2に入力する。
The low-pass filter 7 removes unnecessary signal components from the amplified pulse signal (switching signal) S 4 and outputs the output signal S 7 to the output terminal 8. The feedback circuit FC inputs the pulse amplified signal S4 to the attenuator 5 and inputs the feedback signal S5 to the difference integrator 2.

【0069】なお、減衰器5は、定電圧制御部6の第二
定電圧制御回路6bと連動して、定電圧Vの電圧レベル
に応じて、パルス増幅信号S4のフィードバック量を一
定に保つように調整するようになっている。例えば、パ
ルス増幅器4の定電圧Vの電圧レベルを大きくする方向
に変えると、それに連動して減衰器5は、パルス増幅信
号S4のフィードバック量を減らす方向に減衰量を調整
する。
The attenuator 5 works in conjunction with the second constant voltage control circuit 6b of the constant voltage control unit 6 to keep the feedback amount of the pulse amplified signal S4 constant according to the voltage level of the constant voltage V. To be adjusted. For example, when the voltage level of the constant voltage V of the pulse amplifier 4 is changed to increase, the attenuator 5 adjusts the amount of attenuation in a direction to reduce the feedback amount of the pulse amplified signal S4 in conjunction therewith.

【0070】このように、定電圧調整でボリュームをコ
ントロールする場合には、増幅量(定電圧V)に応じて
減衰量を設定することにより、パルス増幅信号S4のフ
ィードバック量を定電圧Vの値によらず一定に保つこと
ができる。よって、定電圧Vの値が変化しても、量子化
出力信号S3に含まれるアナログ値は変化しない。
As described above, when controlling the volume by adjusting the constant voltage, the amount of feedback of the pulse amplified signal S4 is set to the value of the constant voltage V by setting the amount of attenuation according to the amount of amplification (constant voltage V). It can be kept constant regardless of Therefore, even if the value of the constant voltage V changes, the analog value included in the quantized output signal S3 does not change.

【0071】以上のように、本実施の形態にかかるディ
ジタルスイッチングアンプは、入力レベル検出部9で入
力アナログ信号S1の振幅レベルを細かく多段階に検出
した入力レベル検出信号S9を出力し、定電圧制御部6
で入力レベル検出信号S9に基づいて入力アナログ信号
S1の振幅レベルに比例対応した多段階の電圧レベルを
定電圧Vに自動設定する構成である。
As described above, the digital switching amplifier according to the present embodiment outputs the input level detection signal S9 in which the amplitude level of the input analog signal S1 is finely detected in multiple steps by the input level detection section 9, and outputs the constant voltage. Control unit 6
In this configuration, a multi-step voltage level corresponding to the amplitude level of the input analog signal S1 is automatically set to the constant voltage V based on the input level detection signal S9.

【0072】このように、入力アナログ信号S1の振幅
レベルの検出レベルを細かくするとともに、定電圧Vの
電圧レベルを細かく設定することにより、聴感上での音
量差が滑らかになる。
As described above, the detection level of the amplitude level of the input analog signal S1 is made fine, and the voltage level of the constant voltage V is set finely, so that the sound volume difference in the sense of hearing becomes smooth.

【0073】また、定電圧Vの電圧レベルを入力アナロ
グ信号S1の振幅レベルに応じて常に最適に自動設定す
ることができるため、電力効率を良くすることができる
とともに、入力アナログ信号S1の振幅レベルが小さい
ときのノイズを低減して、S/Nを改善することができ
る。
Further, since the voltage level of the constant voltage V can always be set automatically and optimally in accordance with the amplitude level of the input analog signal S1, power efficiency can be improved and the amplitude level of the input analog signal S1 can be improved. Is small, the S / N can be improved.

【0074】〔実施の形態3〕本発明のさらに他の実施
の形態について図7から図9に基づいて説明すれば、以
下のとおりである。なお、説明の便宜上、実施の形態1
およびに実施の形態2おいて示した構成と同一の部材に
は、同一の符号を付記し、その説明を省略する。
Third Embodiment Still another embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. Note that, for convenience of explanation, Embodiment 1
The same members as those described in the second embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

【0075】本実施の形態にかかるディジタルスイッチ
ングアンプは、実施の形態1および実施の形態2のディ
ジタルスイッチングアンプにおいて、入力レベル検出部
9を設けず、定電圧Vの電圧レベルを無段階に設定でき
る第三定電圧制御回路(定電圧制御回路)6cを備えた
定電圧制御部6に対して、電圧レベルを手動設定するこ
とにより、音量の調節を行う構成である。
The digital switching amplifier according to the present embodiment differs from the digital switching amplifiers of the first and second embodiments in that the input level detecting section 9 is not provided, and the voltage level of the constant voltage V can be set steplessly. The volume is adjusted by manually setting the voltage level of the constant voltage control unit 6 including the third constant voltage control circuit (constant voltage control circuit) 6c.

【0076】図7に示すように、上記ディジタルスイッ
チングアンプは、入力端子1、差分積分器2、量子化器
3、パルス増幅器(電力増幅部)4、減衰器5、定電圧
制御部6、ローパスフィルタ7、出力端子8を備えて構
成されている。なお、上記の差分積分器2と量子化器3
とからデルタシグマ変調部ADが構成されている。ま
た、上記パルス増幅器4の出力信号を上記差分積分器2
の入力信号として負帰還させる帰還回路FCが構成され
ており、この帰還回路FC上に上記減衰器5が設けられ
ている。
As shown in FIG. 7, the digital switching amplifier includes an input terminal 1, a difference integrator 2, a quantizer 3, a pulse amplifier (power amplifying unit) 4, an attenuator 5, a constant voltage control unit 6, a low-pass control unit. It comprises a filter 7 and an output terminal 8. The difference integrator 2 and the quantizer 3
A delta-sigma modulation unit AD is constituted by these. The output signal of the pulse amplifier 4 is divided by the difference integrator 2
A feedback circuit FC for performing a negative feedback as an input signal is provided, and the attenuator 5 is provided on the feedback circuit FC.

【0077】特に、本実施の形態にかかるディジタルス
イッチングアンプの定電圧制御部6には、第三定電圧制
御回路6c(図8)が設けられている。
In particular, the constant voltage control section 6 of the digital switching amplifier according to the present embodiment is provided with a third constant voltage control circuit 6c (FIG. 8).

【0078】図8に示すように、上記第三定電圧制御回
路6cは、一端が接地された可変抵抗31を含んで構成
されている。第三定電圧制御回路6cは、可変抵抗31
の抵抗値が手動設定されることにより、定電圧Vの電圧
レベルを0からV0 まで無段階に設定できる。これによ
り、定電圧制御部6は、第三定電圧制御回路6cによっ
て設定された電圧レベルの定電圧を、定電圧信号S6と
してパルス増幅器4に供給する。
As shown in FIG. 8, the third constant voltage control circuit 6c includes a variable resistor 31 whose one end is grounded. The third constant voltage control circuit 6c includes a variable resistor 31
Is manually set, the voltage level of the constant voltage V can be set steplessly from 0 to V0. Thereby, the constant voltage control unit 6 supplies the pulse amplifier 4 with the constant voltage of the voltage level set by the third constant voltage control circuit 6c as the constant voltage signal S6.

【0079】例えば、音量の調節を行うボリュームが可
変抵抗31と連動している場合、ボリュームで電圧レベ
ルを設定することにより、入力アナログ信号S1の振幅
レベルは固定であっても、音量の調節を行うことができ
るとともに、音量の小さな時のノイズを低減することが
できる。
For example, when the volume for adjusting the volume is linked to the variable resistor 31, the voltage level is set by the volume so that the volume can be adjusted even if the amplitude level of the input analog signal S1 is fixed. And noise can be reduced when the volume is low.

【0080】ここで、図9に示すように、減衰器5は、
一方の端子が設置された可変抵抗32を備え、抵抗分割
によりパルス増幅信号(スイッチング信号)S4のフィ
ードバックされる量を調整できるようになっている。さ
らに、可変抵抗32は、定電圧制御部6の可変抵抗31
と連動して、パルス増幅信号S4のフィードバック量を
一定に保つように設定されている。
Here, as shown in FIG. 9, the attenuator 5
A variable resistor 32 provided with one terminal is provided, and the amount of feedback of the pulse amplification signal (switching signal) S4 can be adjusted by resistance division. Further, the variable resistor 32 is connected to the variable resistor 31 of the constant voltage controller 6.
In conjunction with, the feedback amount of the pulse amplified signal S4 is set to be kept constant.

【0081】例えば、定電圧制御部6の可変抵抗31と
減衰器5の可変抵抗32とを2回路1パッケージに設け
ることができる。そして、パルス増幅器4の定電圧Vを
増やす方向に可変抵抗31の抵抗値を変えると、それに
連動して帰還回路FC上の可変抵抗32の抵抗値をパル
ス増幅信号S4のフィードバック量を減らす方向に変え
るように設定することができる。
For example, the variable resistor 31 of the constant voltage controller 6 and the variable resistor 32 of the attenuator 5 can be provided in a two-circuit one-package. Then, when the resistance value of the variable resistor 31 is changed in the direction of increasing the constant voltage V of the pulse amplifier 4, the resistance value of the variable resistor 32 on the feedback circuit FC is changed in the direction to decrease the feedback amount of the pulse amplified signal S4. Can be set to change.

【0082】このように、定電圧調整でボリュームをコ
ントロールする場合には、増幅量(定電圧V)に応じて
減衰量(可変抵抗32の抵抗値)を設定することによ
り、パルス増幅信号S4のフィードバック量を定電圧V
の値によらず一定に保つことができる。よって、定電圧
Vの値が変化しても、量子化出力信号S3に含まれるア
ナログ値は変化しない。
As described above, when the volume is controlled by the constant voltage adjustment, the amount of attenuation (the resistance value of the variable resistor 32) is set in accordance with the amount of amplification (constant voltage V), so that the pulse amplified signal S4 is controlled. Feedback amount is constant voltage V
Can be kept constant regardless of the value of. Therefore, even if the value of the constant voltage V changes, the analog value included in the quantized output signal S3 does not change.

【0083】以上のように、本実施の形態にかかるディ
ジタルスイッチングアンプは、定電圧制御部6が定電圧
Vの電圧レベルを無段階に設定可能である第三定電圧制
御回路6cを備えている構成である。
As described above, the digital switching amplifier according to the present embodiment is provided with the third constant voltage control circuit 6c in which the constant voltage control section 6 can set the voltage level of the constant voltage V steplessly. Configuration.

【0084】これにより、定電圧Vの電圧レベルを入力
アナログ信号S1の振幅レベルに応じて常に最適に設定
することができるため、電力効率を良くすることができ
るとともに、入力アナログ信号S1の振幅レベルが小さ
いときのノイズを低減して、S/Nを改善することがで
きる。
As a result, the voltage level of constant voltage V can always be optimally set according to the amplitude level of input analog signal S1, so that power efficiency can be improved and the amplitude level of input analog signal S1 can be improved. Is small, the S / N can be improved.

【0085】また、本実施の形態にかかるディジタルス
イッチングアンプは、定電圧制御部6における定電圧V
の電圧レベルの設定を手動によって行う構成である。
Further, the digital switching amplifier according to the present embodiment has a constant voltage V
Is set manually.

【0086】これにより、入力アナログ信号S1を任意
の増幅率で増幅することができる。すなわち、音量の調
節を自在に行うことができる。ここで、入力アナログ信
号S1の振幅レベルを検出する必要なく、また、入力ア
ナログ信号S1の振幅レベルも固定でよい。例えば、ボ
リュームで電圧レベルを設定することによって、入力ア
ナログ信号S1の振幅レベルは固定で、音量の調整を行
うことができ、音量の小さな時のノイズを低減すること
ができる。
As a result, the input analog signal S1 can be amplified at an arbitrary gain. That is, the volume can be freely adjusted. Here, it is not necessary to detect the amplitude level of the input analog signal S1, and the amplitude level of the input analog signal S1 may be fixed. For example, by setting the voltage level with the volume, the amplitude level of the input analog signal S1 is fixed, the volume can be adjusted, and noise when the volume is low can be reduced.

【0087】なお、上述した実施の形態は本発明の範囲
を限定するものではなく、本発明の範囲内で種々の変更
が可能である。
The above embodiments do not limit the scope of the present invention, and various modifications can be made within the scope of the present invention.

【0088】[0088]

【発明の効果】請求項1の発明のディジタルスイッチン
グアンプは、以上のように、入力アナログ信号をデルタ
シグマ変調して量子化出力信号を生成するデルタシグマ
変調部と、該量子化出力信号に基づいて定電圧印加をス
イッチングすることによりパルス増幅したスイッチング
信号を生成する電力増幅部とを有するディジタルスイッ
チングアンプにおいて、上記定電圧の電圧レベルを設定
する定電圧制御部が設けられている構成である。
As described above, the digital switching amplifier according to the first aspect of the present invention is based on a delta-sigma modulation section that generates a quantized output signal by performing a delta-sigma modulation on an input analog signal and a quantized output signal. And a power amplifier for generating a pulse-amplified switching signal by switching the application of a constant voltage by using a constant voltage controller for setting the voltage level of the constant voltage.

【0089】それゆえ、入力アナログ信号の振幅レベル
に対応して定電圧の電圧レベルを設定し、パルス増幅す
ることにより、電力効率を良くし、またS/Nを改善す
ることができるという効果を奏する。また、簡単な構成
で音量の調節を行うことが可能となるという効果を奏す
る。
Therefore, by setting the voltage level of the constant voltage corresponding to the amplitude level of the input analog signal and performing pulse amplification, the power efficiency can be improved and the S / N can be improved. Play. Further, there is an effect that the volume can be adjusted with a simple configuration.

【0090】請求項2の発明のディジタルスイッチング
アンプは、以上のように、請求項1の構成に加えて、上
記定電圧制御部は、上記入力アナログ信号の振幅レベル
に比例して、上記定電圧の電圧レベルを設定する定電圧
制御回路を備えている構成である。
According to the digital switching amplifier of the second aspect of the present invention, as described above, in addition to the configuration of the first aspect, the constant voltage control section controls the constant voltage in proportion to the amplitude level of the input analog signal. Is provided with a constant voltage control circuit for setting the voltage level.

【0091】それゆえ、請求項1の構成による効果に加
えて、電力増幅部において、振幅レベルが小さい入力ア
ナログ信号を低い電圧レベルの定電圧によってパルス増
幅することにより、入力アナログ信号の振幅レベルが小
さい時の電力効率を良くするとともに、ノイズを低減し
て、S/Nを改善することができるという効果を奏す
る。
Therefore, in addition to the effect of the configuration of claim 1, the power amplifier amplifies the input analog signal having a small amplitude level with a constant voltage of a low voltage level so that the amplitude level of the input analog signal is reduced. This has the effect of improving power efficiency when small, reducing noise, and improving S / N.

【0092】請求項3の発明のディジタルスイッチング
アンプは、以上のように、請求項1または2の構成に加
えて、上記入力アナログ信号の振幅レベルを検出して、
上記定電圧制御部が上記定電圧の電圧レベルを設定する
基準となる入力レベル検出信号を出力する入力レベル検
出部が設けられている構成である。
According to a third aspect of the present invention, a digital switching amplifier detects the amplitude level of the input analog signal in addition to the configuration of the first or second aspect.
The constant voltage control unit may include an input level detection unit that outputs an input level detection signal serving as a reference for setting the voltage level of the constant voltage.

【0093】それゆえ、請求項1または2の構成による
効果に加えて、定電圧の電圧レベルを入力アナログ信号
の振幅レベルに応じて自動設定することができる。した
がって、電力効率を良くすることができるとともに、入
力アナログ信号の振幅レベルが小さいときのノイズを低
減して、S/Nを改善することができるという効果を奏
する。
Therefore, in addition to the effect of the first or second aspect, the voltage level of the constant voltage can be automatically set according to the amplitude level of the input analog signal. Therefore, the power efficiency can be improved, and the noise when the amplitude level of the input analog signal is small can be reduced, so that the S / N can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】図2および図6に示す定電圧制御回路を備えた
ディジタルスイッチングアンプの構成の概略を示すブロ
ック図である。
FIG. 1 is a block diagram schematically showing a configuration of a digital switching amplifier including a constant voltage control circuit shown in FIGS. 2 and 6.

【図2】本発明の一実施の形態にかかるディジタルスイ
ッチングアンプの定電圧制御部に設けられる定電圧制御
回路の構成の概略を示す説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram schematically showing a configuration of a constant voltage control circuit provided in a constant voltage control unit of the digital switching amplifier according to one embodiment of the present invention.

【図3】図2に示した定電圧制御回路を備えた図1のデ
ィジタルスイッチングアンプによって、1kHzサイン
波小信号を定電圧V0 でパルス増幅した時の信号レベル
およびノイズレベルの分布を示すグラフである。
3 is a graph showing signal level and noise level distributions when a 1 kHz sine wave small signal is pulse-amplified at a constant voltage V0 by the digital switching amplifier of FIG. 1 having the constant voltage control circuit shown in FIG. is there.

【図4】図2に示した定電圧制御回路を備えた図1のデ
ィジタルスイッチングアンプによって、1kHzサイン
波小信号を定電圧V0 /√8でパルス増幅した時の信号
レベルおよびノイズレベルの分布を示すグラフである。
FIG. 4 shows the distribution of signal level and noise level when a 1 kHz sine wave small signal is pulse-amplified at a constant voltage V0 / √8 by the digital switching amplifier of FIG. 1 having the constant voltage control circuit shown in FIG. It is a graph shown.

【図5】図2に示した定電圧制御回路を備えた図1のデ
ィジタルスイッチングアンプによって、1kHzサイン
波小信号を定電圧V0 /8でパルス増幅した時の信号レ
ベルおよびノイズレベルの分布を示すグラフである。
5 shows signal level and noise level distributions when a 1 kHz sine wave small signal is pulse-amplified at a constant voltage V0 / 8 by the digital switching amplifier of FIG. 1 having the constant voltage control circuit shown in FIG. It is a graph.

【図6】本発明の他の実施の形態にかかるディジタルス
イッチングアンプの定電圧制御部に設けられる定電圧制
御回路の構成の概略を示す説明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram schematically showing a configuration of a constant voltage control circuit provided in a constant voltage control unit of a digital switching amplifier according to another embodiment of the present invention.

【図7】図8に示す定電圧制御回路を備えたディジタル
スイッチングアンプの構成の概略を示すブロック図であ
る。
7 is a block diagram schematically showing a configuration of a digital switching amplifier including the constant voltage control circuit shown in FIG.

【図8】本発明のその他の実施の形態にかかるディジタ
ルスイッチングアンプの定電圧制御部に設けられる定電
圧制御回路の構成の概略を示す説明図である。
FIG. 8 is an explanatory diagram schematically showing a configuration of a constant voltage control circuit provided in a constant voltage control unit of a digital switching amplifier according to another embodiment of the present invention.

【図9】図7に示したディジタルスイッチングアンプの
減衰器の構成の概略を示す説明図である。
FIG. 9 is an explanatory view schematically showing a configuration of an attenuator of the digital switching amplifier shown in FIG. 7;

【図10】従来の技術にかかるディジタルスイッチング
アンプの構成の概略を示すブロック図である。
FIG. 10 is a block diagram schematically showing a configuration of a digital switching amplifier according to a conventional technique.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

AD デルタシグマ変調部 4 パルス増幅器(電力増幅部) 6 定電圧制御部 6a 第一定電圧制御回路(定電圧制御回路) 6b 第二定電圧制御回路(定電圧制御回路) 6c 第三定電圧制御回路(定電圧制御回路) 9 入力レベル検出部 S1 入力アナログ信号 S3 量子化出力信号 S4 パルス増幅信号(スイッチング信号) S9 入力レベル検出信号 V 定電圧 AD delta sigma modulation unit 4 pulse amplifier (power amplification unit) 6 constant voltage control unit 6a constant voltage control circuit (constant voltage control circuit) 6b second constant voltage control circuit (constant voltage control circuit) 6c third constant voltage control Circuit (constant voltage control circuit) 9 Input level detector S1 Input analog signal S3 Quantized output signal S4 Pulse amplification signal (switching signal) S9 Input level detection signal V Constant voltage

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5J064 AA02 BA03 BB02 BB07 BB12 BC08 BC11 BC16 BC19 BD02 5J091 AA01 AA24 AA41 CA36 CA41 FA02 HA26 HA29 HA33 KA15 KA17 KA23 KA31 KA32 KA42 KA53 MA13 SA05 TA01 TA03 5J092 AA01 AA24 AA41 CA36 CA41 FA02 GR01 HA26 HA29 HA33 KA15 KA17 KA23 KA31 KA32 KA42 KA53 MA13 SA05 TA01 TA03 VL08  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 5J064 AA02 BA03 BB02 BB07 BB12 BC08 BC11 BC16 BC19 BD02 5J091 AA01 AA24 AA41 CA36 CA41 FA02 HA26 HA29 HA33 KA15 KA17 KA23 KA31 KA32 KA42 KA53 MA13 SA05 TA01 A03 CA09 FA02 GR01 HA26 HA29 HA33 KA15 KA17 KA23 KA31 KA32 KA42 KA53 MA13 SA05 TA01 TA03 VL08

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】入力アナログ信号をデルタシグマ変調して
量子化出力信号を生成するデルタシグマ変調部と、該量
子化出力信号に基づいて定電圧印加をスイッチングする
ことによりパルス増幅したスイッチング信号を生成する
電力増幅部とを有するディジタルスイッチングアンプに
おいて、 上記定電圧の電圧レベルを設定する定電圧制御部が設け
られていることを特徴とするディジタルスイッチングア
ンプ。
1. A delta-sigma modulator for generating a quantized output signal by delta-sigma modulating an input analog signal, and generating a pulse-amplified switching signal by switching a constant voltage application based on the quantized output signal. A digital switching amplifier, comprising: a power amplifier configured to set a voltage level of the constant voltage.
【請求項2】上記定電圧制御部は、上記入力アナログ信
号の振幅レベルに比例して、上記定電圧の電圧レベルを
設定する定電圧制御回路を備えていることを特徴とする
請求項1記載のディジタルスイッチングアンプ。
2. The constant voltage control section according to claim 1, wherein said constant voltage control section includes a constant voltage control circuit for setting a voltage level of said constant voltage in proportion to an amplitude level of said input analog signal. Digital switching amplifier.
【請求項3】上記入力アナログ信号の振幅レベルを検出
して、上記定電圧制御部が上記定電圧の電圧レベルを設
定する基準となる入力レベル検出信号を出力する入力レ
ベル検出部が設けられていることを特徴とする請求項1
または2記載のディジタルスイッチングアンプ。
3. An input level detection section for detecting an amplitude level of the input analog signal and outputting an input level detection signal serving as a reference from which the constant voltage control section sets the voltage level of the constant voltage. 2. The method according to claim 1, wherein
Or the digital switching amplifier according to 2.
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