JP2000278060A - 音量調整方法および音源駆動回路 - Google Patents

音量調整方法および音源駆動回路

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JP2000278060A
JP2000278060A JP11081405A JP8140599A JP2000278060A JP 2000278060 A JP2000278060 A JP 2000278060A JP 11081405 A JP11081405 A JP 11081405A JP 8140599 A JP8140599 A JP 8140599A JP 2000278060 A JP2000278060 A JP 2000278060A
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JP
Japan
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voltage
sound source
circuit
bias voltage
pulse width
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JP11081405A
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English (en)
Inventor
Hiroaki Sumikawa
博章 澄川
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Panasonic System Solutions Japan Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Graphic Communication Systems Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ビープ音のような操作確認用の音響の音
量を、簡易かつ安価な方法でもって調整することができ
るようにすること。 【解決手段】 交流信号源108から出力されるビープ
パルスの高さ(振幅)を変化させる代わりに、パワーア
ンプ102の入力端(入力信号ライン)のバイアス電圧
を変化させ、これによってスピーカー102から出力さ
れるビープ音の音量調整を行う。バイアス電圧は、PW
M信号を平滑回路106で平滑することにより得られ
る。また、バイアス電圧は、エミッタフォロワQ1を介
して供給される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、音量調整方法およ
び音源駆動回路に関する。
【0002】
【従来の技術】ファクシミリ装置,携帯電話機等の幅広
い電子機器は、例えば、送受信の完了通知や操作確認の
ために、ビープ音(確認用の音響)を出力する機能を有
している。ビープ音は、スピーカー(音源)をパワーア
ンプで駆動して発生させるのが一般的である。
【0003】ビープ音の音量は予め設定されている場合
がほとんどであるが、電子機器の使用環境や、電子機器
の使用目的等に応じて、ビープ音の音量を、適宜、調整
できれば便利である。
【0004】スピーカから出力される音響信号の音量を
調整する方法としては、スピーカーを駆動するパワーア
ンプとして可変利得アンプを用い、負荷抵抗を切り換え
制御する等して増幅率を変化させる方法や、あるいは、
より高精度の音量制御を行うのであれば、内蔵するワン
チップマイクロプロセッサ等で多階調のD/Aコンバー
タを制御してスピーカーの駆動信号の振幅を直接に調整
する、というような方法がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、パワーアンプ
の利得を制御しようとすれば、高価なアンプを使用する
必要があるし、そのサイズも大きくなる。D/Aコンバ
ータを使用する場合は、コストや回路のサイズはさらに
上昇する。
【0006】ファクシミリ装置や携帯電話等の普及型電
子機器には、小型・軽量・ローコストが厳しく要求され
るため、上述のような従来方法は、現実に使用するのが
むずかしい、という問題がある。
【0007】本発明は、このような問題を解決するため
になされたものであり、ビープ音のような操作確認のた
めの音響の音量を、簡易かつ安価な方法でもって、自由
に調整できるようにすることを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明では、スピーカー
駆動交流信号の振幅(あるいはパルスの高さ)自体を変
化させるのではなく、スピーカー駆動用アンプの入力信
号の直流分のレベル(直流バイアス電圧)を変化させて
音量を調整する。そして、その直流分のレベルは、パル
ス幅変調(PWM)信号を平滑回路を用いて平均化する
ことによって得られる電圧に基づいて決定される。
【0009】パルス幅変調信号は、例えば、汎用のIC
が内蔵しているPWM発生器の出力を利用することによ
り容易に得ることができるし、平滑回路は、抵抗と容量
で比較的簡単に作成できるので、特別な回路を用いるこ
となく、安価に、音量を調整することが可能となる。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明の第1の態様にかかる音量
調整方法は、音源駆動用の交流信号を増幅する増幅器の
入力端のバイアス電圧を、パルス幅変調信号を平滑して
得られる電圧に基づき決定するようになし、パルス幅変
調信号のデューティーを変化させることによって音源の
音量を調整する。
【0011】交流駆動信号を重畳するDCレベルが変化
することにより、交流駆動信号のピークレベルが変化す
るので、スピーカー等の音源の音量を調整することが可
能となる。また、パルス幅変調信号の時間平均によって
DCバイアスを決めるため、構成が簡単で、かつローコ
ストである。
【0012】本発明の第2の態様は、第1の態様にかか
る音量調整方法において、パルス幅変調信号のデューテ
ィーを段階的に変化させることによって、バイアス電圧
のレベルを段階的に制御する。
【0013】パルス幅変調信号のデューティーは、基本
的にはトランジスタのオフタイミング(あるいはオンタ
イミング)を決めることで自由に設定できるので、多段
階の制御を簡易に実現することができる。
【0014】本発明の第3の態様は、第1または第2の
態様にかかる音量調整方法において、パルス幅変調信号
を平滑して得られる電圧をボルテージフォロワに入力
し、そのボルテージフォロワの出力電圧を、増幅器の入
力端のバイアス電圧とする。
【0015】ボルテージフォロワを介して増幅器の入力
端のバイアス電圧を供給するため、その入力端に何らか
の電圧変動があっても、ボルテージフォロワの出力イン
ピーダンスが極めて低いためにその変動は直ちに吸収さ
れる。よって、バイアス電圧の安定化を図れる。
【0016】本発明の第4の態様にかかる音源駆動回路
は、音源駆動用の交流信号を増幅する増幅器と、パルス
幅変調信号を平滑することにより得られる電圧に基づ
き、増幅器の入力端のバイアス電圧を発生させるバイア
ス電圧発生回路と、を有する。
【0017】この構成によれば、汎用ICの回路要素を
用いて簡易に、駆動交流信号のピーク電圧値を変化させ
ることができる。また、ローコストかつ消費電力も抑制
できる。
【0018】本発明の第5の態様にかかる音源駆動回路
は、音源駆動用の交流信号を増幅し、増幅された出力信
号で音源を駆動する増幅回路と、パルス幅変調信号を平
滑する平滑回路と、その平滑回路を経て得られる電圧を
インピーダンス変換して、増幅器の入力端のバイアス電
圧として出力するボルテージフォロワと、を有する。
【0019】例えば、汎用ICのPWM発生器の出力パ
ルスを平滑し、ボルテージフォロワを介してバイアス電
圧として供給するだけでよいので、構成が簡単でローコ
ストである。また、ボルテージフォロワを介してバイア
ス電圧を供給するため、バイアス電圧の安定化を図るこ
とができる。
【0020】本発明の第6の態様は、第5の態様にかか
る音源駆動回路において、ボルテージフォロワは、コレ
クタ接地バイポーラトランジスタからなる。
【0021】ボルテージフォロワは基本的に100%負
帰還のアンプであるが、コレクタ接地バイポーラトラン
ジスタ(エミッタフォロワ)は、ベース・エミッタ間電
圧(VBE)の電流に対する定電圧特性を利用して、簡易
にボルテージフォロワとほぼ等価な機能を得るものであ
り、したがって、エミッタフォロワの利用により、回路
構成の簡素化を図れる。
【0022】本発明の第7の態様にかかる電気機器は、
第4の態様から第6の態様のいずれかに記載の音源駆動
回路と、この音源駆動回路によって駆動される音源とを
有する。
【0023】このように構成することで、本発明の音源
駆動回路でスピーカー等の音源を駆動して、ビープ音の
ような操作確認用音響を発生させることにより、小型・
軽量・ローコストという、電子機器に要求される厳しい
要求を満たしつつ、電子機器のユーザーインターフェー
ス性能を高めることができる。
【0024】以下、本発明の実施の形態について、図面
を参照して具体的に説明する。
【0025】図1は、本発明の実施の形態にかかる音源
駆動回路の基本的な構成を示すブロック図である。
【0026】図示されるように、音源駆動回路101
は、バイアス電圧発生回路103と、電圧増幅回路10
4と、ビープパルス発生器108と、を有する。そし
て、バイアス電圧発生回路103は、PWM信号発生回
路105と、平滑回路106と、ボルテージフォロワ1
07とを具備する。電圧増幅回路104の出力で、音源
(スピーカー)102が駆動される。
【0027】バイアス電圧発生回路103では、パルス
幅変調信号を平滑回路106で平滑して、ある時間幅で
平均してみた場合に、ほぼ直流とみなせる電圧(本明細
書では、このような電圧を含めて直流電圧という)VS
を得て、ボルテージフォロワ107でインピーダンス変
換することにより、電圧増幅回路104の入力端の直流
バイアス電圧を発生させる。ボルテージフォロワの出力
インピーダンスは極めて小さいので、例えば、音源(ス
ピーカ)102の駆動中に発生するノイズで電圧増幅回
路104の入力端(入力信号ライン)の電圧が変動する
ようなことがあっても、その変動は直ちに吸収される。
よって、電圧増幅回路104の入力信号ラインの直流電
位が安定化される。
【0028】ビープパルス発生器108から発生するビ
ープパルスは、所定のパルス高さ(振幅)と周波数をも
つ、音源(スピーカ)102を交流駆動してビープ音を
発生するためのパルスである。音源(スピーカ)102
から発生する音響(ビープ音)の音色はビープパルスの
周波数で決まり、音量(ボリューム)はビープパルスの
電圧レベル(すなわち、ピーク電圧のレベル)によって
決まる。
【0029】本実施の形態では、ビープパルスの高さ
(振幅)を直接に変化させて音量を調整するのではな
く、ビープパルスが重畳される直流分のレベルを変化さ
せてパルスのピーク値を変化させ、これによって、見か
け上、パルスの高さ(振幅)を変化させたのと同等の効
果を得るものである。
【0030】図2に、より具体的な回路構成例を示す。
【0031】図2の回路では、平滑回路106は、抵抗
R1と容量C1からなる積分回路で構成される。また、
ボルテージフォロワ107としては、コレクタ接地n型
バイポーラトランジスタ(エミッタフォロワ)Q1を用
いる。したがって、直流バイアスの電圧レベルは、積分
回路の出力電圧レベルからエミッタフォロワQ1のベー
ス・エミッタ間電圧(VBE)を引き算したレベルとな
る。
【0032】電圧増幅回路104としては、パワーアン
プを用いる。また、ビープパルス発生器108から出力
されるビープパルスは、オープンコレクタ出力のnチャ
ネルMOSトランジスタ(M1)を介して供給される。
音源102としてはスピーカーを用いる。なお、抵抗R
2は、パワーアンプ104の入力ラインの交流分がエミ
ッタフォロワQ1のエミッタに伝わりにくくするために
挿入されている。
【0033】PWM信号発生器105は、スピーカ10
2の駆動のために独自に設けてもよいのはもちろんであ
るが、他の回路(不図示)のために用意されているもの
を兼用することも可能である。
【0034】図2の回路は、特別な回路構成(A/D変
換器や可変利得アンプ等)を必要とせず、汎用ICで使
用されている当たり前の回路要素を使用して簡易に構成
することができ、また、PWM信号の発生器は他の回路
と共用することもでき、構築が容易であり、ローコスト
である。また、省スペース化,消費電力の抑制の面でも
有利であり、さらにIC化も容易である。
【0035】図3に、パルス幅変調信号を平滑してバイ
アス電圧を発生させる場合に、パルス幅(すなわち、P
WM信号のデューティー)の変化に対応して、発生する
電圧のレベルが変化する様子を示す。
【0036】図3の一番上の図では、周期Tとパルス幅
W1の比は1:5であり(デューティー1/5)、この
場合に発生する直流電圧のレベルは「L1」である。ま
た、真ん中の図の場合、周期Tとパルス幅W2の比は
1:2であり(デューティー1/2)、この場合に発生
する直流電圧のレベルは「L2」である。また、一番下
の図の場合、周期Tとパルス幅W3の比は4:5であり
(デューティー4/5)、この場合に発生する直流電圧
のレベルは「L3」である。
【0037】このように、PWM信号のパルス幅を「W
1」,「W2」,「W3」と変化させることにより、発
生する直流電圧のレベルを、「L1」,「L2」,「L
3」と変化させることができる。
【0038】したがって、図4に示すように、PWM信
号のパルス幅を細かく制御すれば、発生する直流電圧の
レベルを多段階に制御することができる。
【0039】このように発生した直流バイアス電圧に、
ビープパルス発生器108から供給されるビープパルス
が重畳されて、パワーアンプ104に入力される。
【0040】ここで、パワーアンプ104の入力端(入
力信号ライン)の直流バイアスが「L1」から「L2」
に変化したとすると、図5の左側に示すように、ビープ
パルスのピーク電圧値は「P1」から「P2」に変化す
る。
【0041】この時のピーク電圧値の変化に着目する
と、図5の右側に示すように、見かけ上、ビープパルス
の高さ(振幅)が変化したのと同じ結果となっている。
したがって、本実施の形態では、直流バイアス電圧のレ
ベルを段階的に変化させることで、スピーカ102から
出力されるビープパルスの音量(ボリューム)を、段階
的に制御することができる。
【0042】図6は本発明の変形例を示している。基本
的な構成は図2と同じであるが、図6の回路では、エミ
ッタフォロワを除去し、PWM信号を平滑した電圧を、
そのままパワーアンプ107の入力端(入力信号ライ
ン)の直流バイアス電圧として供給するようにしてい
る。
【0043】但し、この場合には、PWM信号発生器1
05が高ゲインで、信号の電流量がある程度大きいこと
が望ましい。また、積分回路106を構成するコンデン
サC2の容量値を大きくして(つまり、時定数を大きく
して)、直流バイアス電圧の変動の抑制力を高めておく
のが望ましい。
【0044】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
新たに複雑な回路を設けなくても、簡素化された構成の
回路により、操作確認用等の音響(ビープ音等)の音量
を、多段階に制御できる。また、回路構成が簡単である
ため回路規模の増大の心配がなく、消費電力の面でも有
利である。また、他の回路との共用化も容易で、IC化
にも適している。
【0045】したがって、本発明の音源駆動回路でスピ
ーカー等の音源を駆動して、ビープ音のような操作確認
用音響を発生させることにより、小型・軽量・ローコス
トという、電子機器に要求される厳しい要求を満たしつ
つ、電子機器のユーザーインターフェース性能を高める
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態にかかる音源駆動回路の基
本的構成を示すブロック図
【図2】上記の実施の形態にかかる音源駆動回路の具体
的な回路構成例を示す回路図
【図3】PWM信号のパルス幅の変化に対応して、直流
バイアス電圧のレベルが変化する様子を示す図
【図4】PWM信号のパルス幅と直流バイアス電圧の電
圧値との関係を示す図
【図5】直流バイアス電圧に交流駆動パルスを重畳した
場合の、ピーク電圧値の変化を示す図
【図6】本発明の変形例の構成を示す回路図
【符号の説明】
101 音源駆動回路 102 音源(スピーカ) 103 直流バイアス電圧発生回路 104 電圧増幅回路 105 PWM信号発生器 106 平滑回路 107 ボルテージフォロア 108 ビープパルス発生器(交流駆動信号源)

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 音源駆動用の交流信号を増幅する増幅器
    の入力端のバイアス電圧を、パルス幅変調信号を平滑し
    て得られる電圧に基づき決定するようになし、前記パル
    ス幅変調信号のデューティーを変化させることによって
    前記音源の音量を調整することを特徴とする音量調整方
    法。
  2. 【請求項2】 前記パルス幅変調信号のデューティーを
    段階的に変化させることによって、前記バイアス電圧の
    レベルを段階的に制御することを特徴とする請求項1記
    載の音量調整方法。
  3. 【請求項3】 パルス幅変調信号を平滑して得られる電
    圧をボルテージフォロワに入力し、そのボルテージフォ
    ロワの出力電圧が前記増幅器の入力端のバイアス電圧と
    なることを特徴とする請求項1または請求項2記載の音
    量調整方法。
  4. 【請求項4】音源駆動用の交流信号を増幅する増幅器
    と、パルス幅変調信号を平滑することにより得られる電
    圧に基づき、前記増幅器の入力端のバイアス電圧を発生
    させるバイアス電圧発生回路と、を有することを特徴と
    する音源駆動回路。
  5. 【請求項5】 音源駆動用の交流信号を増幅し、増幅さ
    れた出力信号で音源を駆動する増幅回路と、パルス幅変
    調信号を平滑する平滑回路と、その平滑回路を経て得ら
    れる電圧をインピーダンス変換して、前記増幅器の入力
    端のバイアス電圧として出力するボルテージフォロワ
    と、を有することを特徴とする音源駆動回路。
  6. 【請求項6】 前記ボルテージフォロワは、コレクタ接
    地バイポーラトランジスタからなる請求項5記載の音源
    駆動回路。
  7. 【請求項7】 請求項4〜請求項6のいずれかに記載の
    音源駆動回路と、この音源駆動回路によって駆動される
    音源とを有することを特徴とする電子機器。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20050008177A (ko) * 2003-07-14 2005-01-21 현대모비스 주식회사 차량 오디오의 음량 조절 장치
JP2007529764A (ja) * 2004-03-09 2007-10-25 エレクトロラックス ホーム プロダクツ,インク. 機器のオーディオ通知装置
CN108806658A (zh) * 2017-05-03 2018-11-13 深圳市帝迈生物技术有限公司 一种血液分析仪及其蜂鸣器音量调节驱动电路
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