JP2000138542A - Audio signal processor - Google Patents

Audio signal processor

Info

Publication number
JP2000138542A
JP2000138542A JP31130398A JP31130398A JP2000138542A JP 2000138542 A JP2000138542 A JP 2000138542A JP 31130398 A JP31130398 A JP 31130398A JP 31130398 A JP31130398 A JP 31130398A JP 2000138542 A JP2000138542 A JP 2000138542A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
audio signal
frequency
pass filter
low
amplifying
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP31130398A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Chikashi Yoshida
史 吉田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP31130398A priority Critical patent/JP2000138542A/en
Publication of JP2000138542A publication Critical patent/JP2000138542A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Circuit For Audible Band Transducer (AREA)
  • Amplifiers (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the unnecessary high-frequency noise which is produced in amplifying audio signals by using a switching amplifier with a simple constitution. SOLUTION: This audio signal processor is provided with a correcting means 3 which corrects the frequency characteristic of inputted audio signals correspondingly to the attenuation at a low-pass filter connected to the succeeding stage, a switching amplifying means 4 which amplifies the audio signals corrected by means of the correcting means 3 and in which the turning on/off of a power element in a power amplifying stage is controlled with a high frequency, and a low-pass filter 5 which returns the square wave of the amplified output of the amplifying means 4 to a waveform similar to that of the audio signals and supplies the audio signals which are having the similar waveform to a loudspeaker device 6.

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、スピーカ装置を駆
動するためにオーディオ信号を増幅処理するオーディオ
信号処理装置に関し、特に電力増幅段の電力素子がオン
・オフ制御されるスイッチング増幅手段を増幅手段とし
て備えたオーディオ信号処理装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an audio signal processing device for amplifying an audio signal to drive a speaker device, and more particularly to a switching amplifying device in which a power element of a power amplifying stage is on / off controlled. The present invention relates to an audio signal processing device provided as a device.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、スピーカ装置に供給するオーディ
オ信号を増幅処理するオーディオ・アンプリファイヤー
の一種に、低損失アンプリファイヤーと称されるものが
開発されている。この低損失アンプリファイヤーは、電
力増幅段の電力素子を高周波でオン・オフさせることに
より、効率を向上させたいわゆるスイッチング・アンプ
リファイヤーと称されるものである。
2. Description of the Related Art In recent years, a so-called low-loss amplifier has been developed as a type of audio amplifier for amplifying an audio signal supplied to a speaker device. This low-loss amplifier is a so-called switching amplifier whose efficiency is improved by turning on / off a power element of a power amplification stage at a high frequency.

【0003】このスイッチング・アンプリファイヤー
は、理想状態においては電力を増幅する素子に電圧がか
かっている場合(即ち素子がオフしている場合)は電流
が素子に流れ込まず、また素子に電流が流れている場合
(即ち素子がオンしている場合)は、素子の当該端子間
には電圧がかからないという性質があるため、従来オー
ディオ用として一般的に使用されているB級アンプリフ
ァイヤーに比べて、効率が非常に高いという特徴を有す
る。
In the switching amplifier, in the ideal state, when a voltage is applied to an element for amplifying power (that is, when the element is turned off), no current flows into the element, and current flows through the element. (That is, when the element is turned on), there is a characteristic that no voltage is applied between the corresponding terminals of the element, and therefore, compared to the class B amplifier generally used for the conventional audio, It has the characteristic that the efficiency is very high.

【0004】このスイッチング・アンプリファイヤーの
出力信号は、一般には方形波であるので、そのままでは
スピーカ装置を駆動することはできない。従って、スイ
ッチング・アンプリファイヤーが出力する方形波を、ロ
ーパスフィルタに供給して、元のオーディオ信号の相似
波形に戻した後、スピーカ再生装置に供給する構成を取
る必要がある。
Since the output signal of the switching amplifier is generally a square wave, the speaker device cannot be driven as it is. Therefore, it is necessary to supply a square wave output from the switching amplifier to a low-pass filter to restore a waveform similar to the original audio signal, and then supply the analog signal to a speaker reproducing device.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところで、スイッチン
グ・アンプリファイヤーは、大電力を高周波でスイッチ
ングするため、非常に大きな高周波不要輻射ノイズを空
中に放射すると言う問題がある。このような高周波不要
輻射ノイズは、他の機器や当該機器そのものに干渉し
て、機器の誤動作や性能の劣化をもたらしてしまう。こ
の高周波不要輻射ノイズの問題があるために、スイッチ
ング・アンプリファイヤーの設計は非常に困難であるの
みならず、大電力アンプリファイヤーであればあるほど
大きな高周波不要輻射ノイズを放出するため、このアン
プリファイヤーの最大の特徴である高効率を十分に生か
すことができない状況になっている。
By the way, the switching amplifier has a problem that it emits extremely high frequency unnecessary radiation noise into the air because it switches high power at high frequency. Such high-frequency unnecessary radiation noise interferes with other devices or the device itself, resulting in malfunction of the device or deterioration of performance. Because of the problem of unnecessary high-frequency radiation noise, it is extremely difficult to design a switching amplifier.In addition, a higher-power amplifier emits higher-frequency unnecessary radiation noise. It is in a situation where the high efficiency, which is the biggest characteristic of, cannot be fully utilized.

【0006】ここで、オーディオ信号用のスイッチング
・アンプリファイヤーの場合には、高周波不要ノイズの
発生要因の一つとして、スイッチング・アンプリファイ
ヤーの出力を処理する上述したローパスフィルタが関係
している。即ち、オーディオ信号用のローパスフィルタ
としては、コイルとコンデンサを使用したLC2次ロー
パスフィルタと称される回路が一般に使用されるが、こ
のローパスフィルタは、出力信号であるオーディオ信号
が供給されるスピーカ装置とのインピーダンス・マッチ
ングを取る必要があり、ローパスフィルタでのカットオ
フ周波数f0 と、スピーカ再生装置のインピーダンスが
決定されると、ローパスフィルタを構成するコイルとコ
ンデンサの値が一義的に決まってしまう。カットオフ周
波数f0は、最高可聴周波数(20kHz程度)よりも
若干高い周波数に設定され、スピーカ装置のインピーダ
ンスは4Ω〜8Ω程度である。
Here, in the case of a switching amplifier for an audio signal, the above-mentioned low-pass filter that processes the output of the switching amplifier is related to one of the factors that cause unnecessary high-frequency noise. That is, a circuit called an LC second-order low-pass filter using a coil and a capacitor is generally used as a low-pass filter for an audio signal. This low-pass filter is a speaker device to which an audio signal as an output signal is supplied. When the cutoff frequency f 0 in the low-pass filter and the impedance of the speaker reproducing device are determined, the values of the coil and the capacitor constituting the low-pass filter are uniquely determined. . The cutoff frequency f 0 is set to a frequency slightly higher than the highest audible frequency (about 20 kHz), and the impedance of the speaker device is about 4Ω to 8Ω.

【0007】一方、ローパスフィルタを構成するコイル
とコンデンサを介して電源に回生される無効電流があ
り、アンプリファイヤーの出力波形が方形波である場
合、出力電流波形は方形波を積分した三角波の波形とな
る。この三角波電流は高周波成分を多く含むため、この
電流が流れるループから多くの高周波不要輻射ノイズを
放出してしまう。従って、スイッチング・アンプリファ
イヤー本体及び高周波三角波電流が流れるルートからの
高周波不要輻射を低減させるためには、この高周波三角
波電流の絶対値を減らすことが重要である。ところが、
オーディオ信号用の回路である場合には、ローパスフィ
ルタを構成する素子の定数は、上述したように一義的に
決まってしまうため、高周波三角波電流の絶対値を減ら
すことは困難であった。
On the other hand, when there is a reactive current regenerated by a power supply through a coil and a capacitor constituting a low-pass filter, and the output waveform of the amplifier is a square wave, the output current waveform is a triangular waveform obtained by integrating the square wave. Becomes Since this triangular wave current contains many high-frequency components, many high-frequency unnecessary radiation noises are emitted from a loop through which this current flows. Therefore, it is important to reduce the absolute value of the high-frequency triangular wave current in order to reduce unnecessary high-frequency radiation from the switching amplifier main body and the route through which the high-frequency triangular wave current flows. However,
In the case of an audio signal circuit, since the constants of the elements constituting the low-pass filter are uniquely determined as described above, it has been difficult to reduce the absolute value of the high-frequency triangular wave current.

【0008】本発明の目的は、スイッチング・アンプリ
ファイヤーを使用してオーディオ信号を増幅する場合の
高周波不要輻射ノイズを低減させることにある。
It is an object of the present invention to reduce high frequency unnecessary radiation noise when an audio signal is amplified using a switching amplifier.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明は、入力したオーディオ信号の周波数特性を、
後段に接続されるローパスフィルタでの減衰量に対応し
て補正する補正手段と、この補正手段により補正された
オーディオ信号を増幅すると共に電力増幅段の電力素子
が高周波でオン・オフ制御されるスイッチング増幅手段
と、スイッチング増幅手段の増幅出力である出力方形波
をオーディオ信号の相似波形に戻し、その相似波形に戻
されたオーディオ信号をスピーカ装置に供給するローパ
スフィルタとを備えたものである。
In order to achieve this object, the present invention provides a frequency characteristic of an input audio signal.
Correction means for correcting in accordance with the amount of attenuation in a low-pass filter connected to the subsequent stage, and switching for amplifying the audio signal corrected by the correction means and for controlling the power element of the power amplification stage to be turned on / off at a high frequency Amplifying means, and a low-pass filter for returning an output square wave, which is an amplified output of the switching amplifying means, to a similar waveform of an audio signal and supplying the audio signal returned to the similar waveform to the speaker device.

【0010】本発明によると、スイッチング増幅手段の
後段に接続されたローパスフィルタの特性を、補正手段
での補正量に相当する分だけ変えることが可能になり、
高周波不要輻射ノイズを低減させる特性を選定すること
が可能になる。
According to the present invention, the characteristics of the low-pass filter connected downstream of the switching amplifying means can be changed by an amount corresponding to the amount of correction by the correcting means.
It is possible to select characteristics for reducing high frequency unnecessary radiation noise.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を、
図1〜図4を参照して説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described.
This will be described with reference to FIGS.

【0012】本実施の形態においては、スピーカ再生装
置に供給するオーディオ信号を増幅処理するオーディオ
信号処理装置に適用したものであり、図1に全体構成を
示す。入力端子1に得られるオーディオ信号は、プリ・
アンプリファイアー2により前置増幅処理を行う。ここ
での前置増幅処理としては、信号の増幅処理の他に、音
質調整,音量調整などの再生音響状態を調整する処理な
ども含まれる場合がある。
In this embodiment, the present invention is applied to an audio signal processing device for amplifying an audio signal supplied to a speaker reproducing device, and FIG. 1 shows the overall configuration. The audio signal obtained at input terminal 1 is
A preamplification process is performed by the amplifier 2. The pre-amplification process here may include a process for adjusting a reproduced sound state such as sound quality adjustment and volume adjustment, in addition to the signal amplification process.

【0013】プリ・アンプリファイアー2で処理されオ
ーディオ信号は、周波数特性補正回路3を介してスイッ
チング・アンプリファイアー4に供給する。周波数特性
補正回路3は、ここではローパスフィルタの形式で構成
してあり、スイッチング・アンプリファイアー4の後段
に接続されるローパスフィルタ5で発生する高周波特性
の減衰を補正する回路である。また、周波数特性補正回
路3は、スイッチング・アンプリファイアー4で発生す
るスプリアス信号であるエイリアスを除去するアンチエ
イリアスフィルタの役割も兼ねている。周波数特性補正
回路3の特性の詳細については後述する。
The audio signal processed by the preamplifier 2 is supplied to a switching amplifier 4 via a frequency characteristic correction circuit 3. Here, the frequency characteristic correction circuit 3 is configured in the form of a low-pass filter, and is a circuit that corrects the attenuation of the high-frequency characteristic generated by the low-pass filter 5 connected downstream of the switching amplifier 4. Further, the frequency characteristic correction circuit 3 also has a role of an anti-aliasing filter for removing an alias which is a spurious signal generated in the switching amplifier 4. Details of the characteristics of the frequency characteristic correction circuit 3 will be described later.

【0014】スイッチング・アンプリファイアー4は、
電力増幅段の電力素子を高周波でオン・オフ制御して増
幅を行う増幅手段であり、その出力信号は方形波であ
る。このスイッチング・アンプリファイアー4の出力
は、出力フィルタ5に供給する。この出力フィルタ5
は、ローパスフィルタで構成してあり、方形波を元のオ
ーディオ信号波形に相似した波形に戻す処理を行う。出
力フィルタ5を構成するローパスフィルタは、カットオ
フ周波数f0 を、最高可聴周波数よりも若干高い周波数
である30kHz程度の値に設定してある。
The switching amplifier 4 comprises:
Amplifying means for performing on / off control of the power element of the power amplification stage at a high frequency to perform amplification, and the output signal is a square wave. The output of the switching amplifier 4 is supplied to an output filter 5. This output filter 5
Is composed of a low-pass filter, and performs processing for returning a square wave to a waveform similar to the original audio signal waveform. The low-pass filter constituting the output filter 5 has the cutoff frequency f 0 set to a value of about 30 kHz which is a frequency slightly higher than the highest audible frequency.

【0015】出力フィルタ5で元のオーディオ信号波形
に相似した波形とされたオーディオ信号は、スピーカ再
生装置6に供給し、このスピーカ再生装置6内のスピー
カユニットのボイスコイルにオーディオ信号を供給し
て、スピーカユニットを駆動させる。
The audio signal having a waveform similar to the original audio signal waveform by the output filter 5 is supplied to a speaker reproducing device 6, and an audio signal is supplied to a voice coil of a speaker unit in the speaker reproducing device 6. Drive the speaker unit.

【0016】ここで、出力フィルタ5を構成するローパ
スフィルタの構成を図2に示す。ここでのローパスフィ
ルタは、コイルLとコンデンサCとで構成されるLC2
次ローパスフィルタと称される回路である。即ち、入力
端子aを、ローパスフィルタを構成するコイルLを介し
て、スピーカ再生装置側の負荷抵抗Rに接続すると共
に、コイルLと負荷抵抗Rとの接続中点を、コンデンサ
Cを介して接地する構成としてある。
Here, the configuration of the low-pass filter constituting the output filter 5 is shown in FIG. The low-pass filter here is an LC2 composed of a coil L and a capacitor C.
This is a circuit called a next-order low-pass filter. That is, the input terminal a is connected to a load resistor R on the speaker reproducing device side via a coil L constituting a low-pass filter, and a connection point between the coil L and the load resistor R is grounded via a capacitor C. There is a configuration to do.

【0017】このローパスフィルタを構成する各素子の
値の例について説明すると、ローパスフィルタでのカッ
トオフ周波数f0 は、ここでは30kHzとしてあり、
スピーカ再生装置6の負荷インピーダンス値Rは、ここ
では8Ωとしてある。通常のローパスフィルタの場合に
は、スピーカ装置のインピーダンス値Rとフィルタのカ
ットオフ周波数f0 が決定すると、スピーカ装置とのイ
ンピーダンス・マッチングを取るためには、コイルL,
コンデンサCの値を、以下の式により決定する必要があ
る。
An example of the value of each element constituting the low-pass filter will be described. Here, the cut-off frequency f 0 of the low-pass filter is 30 kHz.
Here, the load impedance value R of the speaker reproducing device 6 is set to 8Ω. In the case of a normal low-pass filter, when the impedance value R of the speaker device and the cutoff frequency f 0 of the filter are determined, the coils L,
The value of the capacitor C needs to be determined by the following equation.

【0018】[0018]

【数1】L/C=2×R2 L / C = 2 × R 2

【0019】[0019]

【数2】f0 =1/〔2×π×√(L×C)〕F 0 = 1 / [2 × π × √ (L × C)]

【0020】この〔数1〕式及び〔数2〕式を使用する
ことで、コイルL≒60μH,コンデンサC≒0.47
μFの値が求まる。従来の回路の場合には、この値のコ
イル及びコンデンサを使用したローパスフィルタを使用
していたが、本例においては、これとは異なる値のコイ
ル及びコンデンサを使用したローパスフィルタで、出力
フィルタ5を構成する。即ち、本例においては上述した
〔数1〕式の代わりに、次に示す〔数3〕式の条件を満
たすように、出力フィルタ5を構成するコイル及びコン
デンサの値を選定する。
By using the equations (1) and (2), the coil L ≒ 60 μH and the capacitor C ≒ 0.47
The value of μF is obtained. In the case of the conventional circuit, a low-pass filter using a coil and a capacitor of this value was used. In the present embodiment, however, a low-pass filter using a coil and a capacitor of a different value is used. Is configured. That is, in this example, the values of the coil and the capacitor constituting the output filter 5 are selected so as to satisfy the following equation (3) instead of the equation (1).

【0021】[0021]

【数3】〔L/C〕>〔2×R2 [Equation 3] [L / C]> [2 × R 2 ]

【0022】この〔数3〕式は、上述した〔数1〕式の
等式を不等式に変形させたものである。即ち本例の場合
には、出力フィルタ5の特性だけを見た場合には、スピ
ーカ再生装置6とのインピーダンスがマッチングしてな
い状態とし、インピーダンスをマッチングさせた場合よ
りも、コイルLのインダクタンス値を大きな値とする。
或いは、インピーダンスをマッチングさせた場合より
も、コンデンサCの容量値を小さな値とする。好ましく
は、インピーダンスをマッチングさせた場合よりも、コ
イルLのインダクタンス値を大きな値にすると共に、コ
ンデンサCの容量値を小さな値にする。
[Equation 3] is obtained by transforming the above-described equation 1 into an inequality. That is, in the case of this example, when only the characteristics of the output filter 5 are viewed, the impedance with the speaker reproducing device 6 is not matched, and the inductance value of the coil L is smaller than the case where the impedance is matched. Is set to a large value.
Alternatively, the capacitance value of the capacitor C is set to a smaller value than when the impedance is matched. Preferably, the inductance value of the coil L is set to a larger value and the capacitance value of the capacitor C is set to a smaller value than in the case where the impedances are matched.

【0023】ここでは、ローパスフィルタでのカットオ
フ周波数f0 を30kHz、スピーカ再生装置6の負荷
インピーダンス値Rを8Ωとしたとき、コイルL=12
0μH,コンデンサC=0.22μFとする。このよう
な条件でローパスフィルタを構成させたとき、このロー
パスフィルタの周波数特性は、カットオフ周波数f0
りもかなり低い周波数よりも上の周波数の通過レベルが
減衰する特性になる。
Here, when the cut-off frequency f 0 of the low-pass filter is 30 kHz and the load impedance value R of the speaker reproducing device 6 is 8Ω, the coil L = 12
0 μH and capacitor C = 0.22 μF. When a low-pass filter is configured under such conditions, the frequency characteristic of the low-pass filter is such that the pass level of a frequency above a frequency considerably lower than the cutoff frequency f 0 is attenuated.

【0024】図3に、本例のローパスフィルタの周波数
特性を示すと、上述した〔数1〕式及び〔数2〕式の条
件を満たすスピーカとのインピーダンスマッチングを取
った特性の従来のローパスフィルタ(即ちL≒60μ
H,C≒0.47μFとしたフィルタ)の場合の周波数
特性LINE3は、最高可聴周波数である20kHzまでほ
ぼフラットな特性となっているが、本例の特性のローパ
スフィルタ(即ちL=120μH,C=0.22μFと
したフィルタ)の場合の周波数特性LINE4は、20kH
zよりもかなり低い周波数(数kHz程度)から通過レ
ベルが減少した周波数特性となっている。
FIG. 3 shows the frequency characteristics of the low-pass filter of this embodiment. The conventional low-pass filter has the characteristic of performing impedance matching with a speaker that satisfies the above-mentioned equations (1) and (2). (That is, L ≒ 60μ
The frequency characteristic LINE3 in the case of H, C ≒ 0.47 μF is a substantially flat characteristic up to the maximum audible frequency of 20 kHz, but the low-pass filter having the characteristics of this example (that is, L = 120 μH, C = 0.22 μF), the frequency characteristic LINE4 is 20 kHz.
The frequency characteristic is such that the pass level decreases from a frequency (about several kHz) which is considerably lower than z.

【0025】このように出力フィルタ5の特性を選定す
るのであるが、本例においてはスイッチング・アンプリ
ファイアー4の前段に接続された周波数特性補正回路3
を構成するローパスフィルタの周波数特性として、出力
フィルタ5の周波数特性を補正するように選定する。具
体的には、出力フィルタ5のカットオフ周波数f0 の近
辺で、ある程度高い尖度Qを持つ周波数特性とする。例
えば出力フィルタ5の周波数特性が図3のLINE4である
とき、本例の周波数特性補正回路3の周波数特性を図3
のLINE1となるようにし、周波数特性補正回路3,スイ
ッチング・アンプリファイアー4,出力フィルタ5を通
過した信号の総合的な周波数特性として、約20kHz
までほぼフラットな周波数特性LINE2となるようにす
る。
As described above, the characteristics of the output filter 5 are selected. In this embodiment, the frequency characteristic correction circuit 3 connected before the switching amplifier 4 is used.
Is selected so as to correct the frequency characteristic of the output filter 5 as the frequency characteristic of the low-pass filter constituting the above. Specifically, a frequency characteristic having a somewhat high kurtosis Q near the cutoff frequency f 0 of the output filter 5 is set. For example, when the frequency characteristic of the output filter 5 is LINE 4 in FIG.
Of about 20 kHz as a total frequency characteristic of the signal passing through the frequency characteristic correction circuit 3, the switching amplifier 4, and the output filter 5.
The frequency characteristic LINE2 is almost flat up to that.

【0026】このように構成することで、出力フィルタ
のスピーカに対するインピーダンスのアンマッチングに
よる高周波での周波数特性の低下が補正されて、回路全
体として平坦な周波数特性となって、スピーカ再生装置
6の駆動が良好に行えるようになる。そして本例におい
ては、このように出力フィルタの特性を設定すると共
に、その出力フィルタの特性補正を行う補正回路3を設
けたことで、スイッチング・アンプリファイアー4とそ
の周辺で発生する高周波不要輻射ノイズを最低限に抑え
ることができる。
With this configuration, the deterioration of the frequency characteristics at high frequencies due to the impedance mismatch of the output filter with respect to the speaker is corrected, and the frequency response becomes flat as a whole circuit. Can be performed well. In this embodiment, the correction circuit 3 for setting the characteristics of the output filter and correcting the characteristics of the output filter is provided, so that the high frequency unnecessary radiation noise generated in the switching amplifier 4 and its surroundings is provided. Can be minimized.

【0027】この高周波不要輻射ノイズの低減は、以下
の原理で行われるものである。即ち、スイッチング・ア
ンプリファイアー4の出力段にローパスフィルタを接続
した場合には、〔発明が解決しようとする課題〕の欄で
既に説明したように、ローパスフィルタを構成するコイ
ルとコンデンサを介して電源に回生される無効電流があ
り、アンプリファイヤーの出力波形が方形波である場合
には、方形波を積分した三角波の波形が無効電流とな
る。この三角波電流は高周波成分を多く含むため、この
電流が流れるループから多くの高周波不要輻射ノイズを
放出してしまう。この高周波三角波電流の値は、以下の
式によって示される。
The reduction of high frequency unnecessary radiation noise is performed according to the following principle. That is, when a low-pass filter is connected to the output stage of the switching amplifier 4, as described in the section of [Problems to be Solved by the Invention], the power supply is connected via the coil and the capacitor constituting the low-pass filter. When the output waveform of the amplifier is a square wave, the triangular waveform obtained by integrating the square wave becomes the reactive current. Since this triangular wave current contains many high-frequency components, many high-frequency unnecessary radiation noises are emitted from a loop through which this current flows. The value of the high-frequency triangular wave current is represented by the following equation.

【0028】[0028]

【数4】IL =〔(VIN−VOUT )×T〕/L## EQU4 ## I L = [(V IN -V OUT ) × T] / L

【0029】[0029]

【数5】IC =(C×VOUT )/T## EQU5 ## I C = (C × V OUT ) / T

【0030】ここで、IL はコイルLを流れる電流、I
C はコンデンサCを流れる電流、VIN及びVOUT はそれ
ぞれフィルタ5の入力電圧及び出力電圧、Tはスイッチ
ング・アンプリファイアー4のスイッチング周期の1/
2の時間を示す。
Here, I L is the current flowing through the coil L, I L
C is the current flowing through the capacitor C, V IN and V OUT are the input voltage and output voltage of the filter 5, respectively, and T is 1 / of the switching cycle of the switching amplifier 4.
The time of 2 is shown.

【0031】この〔数4〕式及び〔数5〕式から導かれ
るように、高周波三角波電流IL ,IC の値は、コイル
Lのインダクタンス値に反比例し、コンデンサCの容量
値に比例する。よって、コイルLのインダクタンス値を
増やすと共に、コンデンサCの容量値を減らすことで、
高周波三角波電流IL ,IC が減少して、高周波不要輻
射ノイズが低減する。
As derived from the equations (4) and (5), the values of the high-frequency triangular wave currents I L and I C are inversely proportional to the inductance of the coil L and proportional to the capacitance of the capacitor C. . Therefore, by increasing the inductance value of the coil L and decreasing the capacitance value of the capacitor C,
The high-frequency triangular wave currents I L and I C are reduced, and high-frequency unnecessary radiation noise is reduced.

【0032】従って、本実施の形態による回路構成とす
ることで、スイッチング・アンプリファイアー4で増幅
処理されてスピーカ装置に供給されるオーディオ信号
は、正しい周波数特性を維持したまま、このアンプリフ
ァイアー4及び周辺回路部品からの高周波不要輻射ノイ
ズを大幅に低減させることができる。このため、本例の
回路を組み込んだ機器は、高周波ノイズ規制をクリアす
ることが容易になり、またスイッチング増幅手段の設置
場所などの自由度が増し、スイッチング増幅手段が組み
込まれた機器の設計を容易にすることができる。
Therefore, with the circuit configuration according to the present embodiment, the audio signal amplified and processed by the switching amplifier 4 and supplied to the speaker device can maintain the correct frequency characteristics while maintaining the correct frequency characteristics. High frequency unnecessary radiation noise from peripheral circuit components can be significantly reduced. For this reason, equipment incorporating the circuit of this example can easily clear the high-frequency noise regulation, and the degree of freedom of the installation location of the switching amplification means is increased. Can be easier.

【0033】ここで、図1にブロック図として示した本
実施の形態での処理回路を、実際に回路として組んだ場
合の回路図の一例を、図4に示す。以下図4に従ってそ
の回路構成を説明すると、オーディオ信号源V1(ここ
では図1でのプリ・アンプリファイアー2に相当)から
供給されるオーディオ信号を、抵抗器R2,R3の直列
回路を介して、周波数特性補正回路3を構成するオペア
ンプX1の+側入力端子に供給する。このオペアンプX
1の−側入力端子と抵抗器R3との接続点は、コンデン
サC3を介して接地させてある。このオペアンプX1に
は、+側電源V2及び−側電源V3から所定の電圧の電
源が供給される。オペアンプX1の出力端子は、抵抗器
R4,R5の直列回路を介して接地してあり、この抵抗
器R4,R5の接続中点に、オペアンプX1の−側入力
端子が接続してある。さらに抵抗器R2,R3の接続中
点は、コンデンサC2を介してオペアンプX1の出力端
子に接続してある。
FIG. 4 shows an example of a circuit diagram in the case where the processing circuit of the present embodiment shown as a block diagram in FIG. 1 is actually assembled as a circuit. The circuit configuration will be described below with reference to FIG. 4. An audio signal supplied from an audio signal source V1 (corresponding to the preamplifier 2 in FIG. 1) is transmitted through a series circuit of resistors R2 and R3. The signal is supplied to the + input terminal of the operational amplifier X1 included in the frequency characteristic correction circuit 3. This operational amplifier X
The connection point between the negative input terminal 1 and the resistor R3 is grounded via a capacitor C3. The operational amplifier X1 is supplied with power of a predetermined voltage from a positive power supply V2 and a negative power supply V3. The output terminal of the operational amplifier X1 is grounded via a series circuit of the resistors R4 and R5, and the negative input terminal of the operational amplifier X1 is connected to the connection point between the resistors R4 and R5. Further, the connection point between the resistors R2 and R3 is connected to the output terminal of the operational amplifier X1 via the capacitor C2.

【0034】オペアンプX1の出力端子は、抵抗器R6
を介してスイッチング・アンプリファイアー4を構成す
る増幅回路X2の+側入力端子に接続する。この増幅回
路X2の+側入力端子と抵抗器R6との間は、抵抗器R
7を介して接地させてある。増幅回路X2には、+側電
源V4及び−側電源V5から所定の電圧の電源が供給さ
れる。増幅回路X2の出力端子は、増幅回路X2の−側
入力端子と接続してあり、増幅回路X2の出力端子が、
出力フィルタ5(ローパスフィルタ)を構成するコイル
L1の一端に接続してある。このコイルL1の他端は、
同じくフィルタ5を構成するコンデンサC1の一端と接
続してあり、このコンデンサC1の他端が接地させてあ
る。そして、コイルL1とコンデンサC1との接続点
が、スピーカ再生装置6に接続してある。図4では、ス
ピーカ再生装置は、負荷抵抗R1として示してある。
The output terminal of the operational amplifier X1 is connected to a resistor R6
To the + input terminal of the amplifier circuit X2 constituting the switching amplifier 4. A resistor R is connected between the + input terminal of the amplifier circuit X2 and the resistor R6.
7 is grounded. Power of a predetermined voltage is supplied to the amplifier circuit X2 from the + power supply V4 and the − power supply V5. The output terminal of the amplifier circuit X2 is connected to the negative input terminal of the amplifier circuit X2, and the output terminal of the amplifier circuit X2 is
The output filter 5 (low-pass filter) is connected to one end of a coil L1. The other end of the coil L1
Similarly, one end of a capacitor C1 constituting the filter 5 is connected, and the other end of the capacitor C1 is grounded. The connection point between the coil L1 and the capacitor C1 is connected to the speaker reproducing device 6. In FIG. 4, the speaker reproducing device is shown as a load resistor R1.

【0035】このように構成した場合において、出力フ
ィルタ5を構成するコイルL1とコンデンサC1との値
を、負荷抵抗R1のインピーダンス値とインピーダンス
マッチングさせた値とせずに、上述した特性の値にする
と共に、そのローパスフィルタでの高周波特性の減衰分
をオペアンプX1で補正させるように、各素子の値を選
定する。この図4に示す回路構成とすることで、高周波
不要輻射ノイズを低減させたオーディオ信号用の増幅装
置とすることができる。
In the case of such a configuration, the values of the coil L1 and the capacitor C1 constituting the output filter 5 are set to the values of the characteristics described above, instead of the values obtained by impedance matching with the impedance value of the load resistor R1. At the same time, the value of each element is selected so that the attenuation of the high-frequency characteristics in the low-pass filter is corrected by the operational amplifier X1. By adopting the circuit configuration shown in FIG. 4, it is possible to provide an audio signal amplifying device in which high frequency unnecessary radiation noise is reduced.

【0036】なお、上述した実施の形態では、スイッチ
ング・アンプリファイアー及びその周辺の回路が組み込
まれる具体的な機器については特に説明しなかったが、
本実施の形態の回路構成は、スピーカ装置を駆動するた
めに増幅処理を行う各種機器に適用できるものである。
例えば、スピーカ再生装置とは別体のいわゆるハイファ
イオーディオ再生用の増幅装置に適用したり、或いはデ
ィスク再生部やチューナ部などのオーディオ源とスピー
カ部とが一体化された比較的小型のオーディオ機器の増
幅部に適用することもできる。さらに、テレビジョン受
像機が内蔵するスピーカ装置を駆動するための増幅部に
適用することもできる。
In the above-described embodiment, a specific device in which the switching amplifier and its peripheral circuits are incorporated has not been particularly described.
The circuit configuration of the present embodiment can be applied to various devices that perform amplification processing to drive a speaker device.
For example, the present invention is applied to a so-called high-fidelity audio reproducing amplifier separate from a speaker reproducing apparatus, or a relatively small audio apparatus in which an audio source such as a disk reproducing section or a tuner section and a speaker section are integrated. It can also be applied to an amplifier. Further, the present invention can be applied to an amplifying unit for driving a speaker device incorporated in a television receiver.

【0037】[0037]

【発明の効果】本発明によると、スイッチング増幅手段
の後段に接続されたローパスフィルタの特性を、補正手
段での補正量に相当する分、変えることが可能になり、
高周波不要輻射ノイズを低減させる特性を選定すること
が可能になる。従って、スイッチング増幅手段での高周
波不要輻射ノイズの発生を最小限に抑えながら、スピー
カ装置に電力を供給することが可能になる。また、高周
波ノイズ規制をクリアすることが容易になり、またスイ
ッチング増幅手段の設置場所などの自由度が増し、スイ
ッチング増幅手段が組み込まれた機器の設計を容易にす
ることができる。
According to the present invention, the characteristics of the low-pass filter connected downstream of the switching amplifying means can be changed by an amount corresponding to the amount of correction by the correcting means.
It is possible to select characteristics for reducing high frequency unnecessary radiation noise. Therefore, it is possible to supply power to the speaker device while minimizing the generation of unnecessary high-frequency radiation noise in the switching amplifier. In addition, it is easy to clear the high-frequency noise regulation, and the degree of freedom of the installation location of the switching amplifying means is increased, so that it is possible to easily design a device in which the switching amplifying means is incorporated.

【0038】この場合、ローパスフィルタは、スイッチ
ング増幅手段の出力方形波を積分した三角波電流の値
が、この回路に接続されるスピーカ装置とのインピーダ
ンスマッチングを取った場合の値よりも少なくなるよう
に特性を設定することで、スイッチング増幅手段での高
周波不要輻射ノイズの発生を効果的に低減させることが
できる。
In this case, the low-pass filter is configured such that the value of the triangular wave current obtained by integrating the output square wave of the switching amplifying means is smaller than the value obtained when impedance matching with the speaker device connected to this circuit is performed. By setting the characteristics, it is possible to effectively reduce the occurrence of high-frequency unnecessary radiation noise in the switching amplifier.

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

【図1】本発明の一実施の形態による全体構成の例を示
すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram illustrating an example of an overall configuration according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施の形態によるローパスフィルタ
の例を示す回路図である。
FIG. 2 is a circuit diagram showing an example of a low-pass filter according to one embodiment of the present invention.

【図3】本発明の一実施の形態による周波数特性の例を
示す波形図である。
FIG. 3 is a waveform chart showing an example of frequency characteristics according to an embodiment of the present invention.

【図4】本発明の一実施の形態による回路例を示す回路
図である。
FIG. 4 is a circuit diagram showing a circuit example according to an embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

3…周波数特性補正回路、4…スイッチング・アンプリ
ファイアー、5…出力フィルタ、6…スピーカ再生装置
3: Frequency characteristics correction circuit, 4: Switching amplifier, 5: Output filter, 6: Speaker reproduction device

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 入力したオーディオ信号の周波数特性
を、後段に接続されるローパスフィルタでの減衰量に対
応して補正する補正手段と、 上記補正手段により補正されたオーディオ信号を増幅す
ると共に、電力増幅段の電力素子が高周波でオン・オフ
制御されるスイッチング増幅手段と、 上記スイッチング増幅手段の増幅出力である出力方形波
を上記オーディオ信号の相似波形に戻し、その相似波形
に戻されたオーディオ信号をスピーカ装置に供給するロ
ーパスフィルタとを備えたオーディオ信号処理装置。
1. A correcting means for correcting the frequency characteristic of an input audio signal in accordance with the amount of attenuation in a low-pass filter connected to a subsequent stage, and amplifying the audio signal corrected by the correcting means, and A switching amplifying unit in which a power element of an amplifying stage is on / off controlled at a high frequency; and an output square wave which is an amplified output of the switching amplifying unit is returned to a similar waveform of the audio signal, and the audio signal is returned to the similar waveform. Audio signal processing device comprising: a low-pass filter that supplies a signal to a speaker device.
【請求項2】 請求項1記載のオーディオ信号処理装置
において、 上記ローパスフィルタは、上記出力方形波を積分した三
角波電流の値が、上記スピーカ装置とのインピーダンス
マッチングを取った場合の値よりも少なくなるように特
性を設定したオーディオ信号処理装置。
2. The audio signal processing device according to claim 1, wherein the low-pass filter has a triangular current value obtained by integrating the output square wave smaller than a value obtained when impedance matching with the speaker device is performed. An audio signal processing device whose characteristics are set to be
JP31130398A 1998-10-30 1998-10-30 Audio signal processor Pending JP2000138542A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP31130398A JP2000138542A (en) 1998-10-30 1998-10-30 Audio signal processor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP31130398A JP2000138542A (en) 1998-10-30 1998-10-30 Audio signal processor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2000138542A true JP2000138542A (en) 2000-05-16

Family

ID=18015521

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP31130398A Pending JP2000138542A (en) 1998-10-30 1998-10-30 Audio signal processor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2000138542A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1253711A2 (en) * 2001-03-30 2002-10-30 Pioneer Corporation Class D amplifier

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1253711A2 (en) * 2001-03-30 2002-10-30 Pioneer Corporation Class D amplifier
EP1253711A3 (en) * 2001-03-30 2003-12-17 Pioneer Corporation Class D amplifier
US6897725B2 (en) 2001-03-30 2005-05-24 Pioneer Corporation Class D amplifier

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4393353A (en) Negative feedback amplifying circuit having voltage negative feedback and current negative feedback circuits
US10013965B2 (en) Calibration system for active noise cancellation and speaker apparatus
US11329620B2 (en) Tracking and correcting gain of open-loop driver in a multi-path processing system
EP4054075A1 (en) Calibration of a dual-path pulse width modulation system
US20200389731A1 (en) Low-latency audio output with variable group delay
US5305388A (en) Bass compensation circuit for use in sound reproduction device
EP1253711B1 (en) Class D amplifier
US5180990A (en) Equalizer circuit, high fidelity regenerative amplifier including equalizer circuit and acoustic characteristic correction circuit in high fidelity regenerative amplifier
US6763113B2 (en) Speaker driving circuit
JP3626726B2 (en) MFD control apparatus and method for mobile terminal
JP3334101B2 (en) Loudspeaker
JP2000138542A (en) Audio signal processor
JP3147662B2 (en) Sound reproduction device
US11476821B2 (en) Electronic filter apparatus
JP4978409B2 (en) Digital amplifier
JP2006148336A (en) Pwm power amplifier and control method thereof
US6438237B1 (en) 3D woofer drive circuit
US5191616A (en) Acoustic apparatus
JP2002359525A (en) Audio power amplifying circuit
JP3804631B2 (en) Amplification equipment
JPH02312370A (en) Television receiver
JPH08222976A (en) Audio signal amplifier
JPH11112255A (en) Digital audio system
JP2007060510A (en) Digital amplifier
JPH042493Y2 (en)