JP2000307359A - Δς変調を用いるスイッチング増幅器 - Google Patents
Δς変調を用いるスイッチング増幅器Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 アナログ信号源２２からの音声信号をΔΣ変
調ループ２３でΔΣ変調し、その変調信号に応答して定
電圧スイッチ２６が定電圧をスイッチングし、そのスイ
ッチング出力をローパスフィルタ２７によってアナログ
変換して出力するようにしたΔΣ変調を用いるスイッチ
ング増幅器２１において、ローパスフィルタ２７のＬ，
Ｃ成分によって大振幅時に発生する歪みを抑制する。 【解決手段】 量子化器２５による量子化誤差および定
電圧スイッチ２６によるスイッチングノイズを補償する
ために前記ΔΣ変調ループ２３内に設けられる第１のフ
ィードバックループ３１とは個別に、さらにローパスフ
ィルタ２７の出力をフィードバックする第２のフィード
バックループ３５を形成し、前記歪みの発生を抑制す
る。
調ループ２３でΔΣ変調し、その変調信号に応答して定
電圧スイッチ２６が定電圧をスイッチングし、そのスイ
ッチング出力をローパスフィルタ２７によってアナログ
変換して出力するようにしたΔΣ変調を用いるスイッチ
ング増幅器２１において、ローパスフィルタ２７のＬ，
Ｃ成分によって大振幅時に発生する歪みを抑制する。 【解決手段】 量子化器２５による量子化誤差および定
電圧スイッチ２６によるスイッチングノイズを補償する
ために前記ΔΣ変調ループ２３内に設けられる第１のフ
ィードバックループ３１とは個別に、さらにローパスフ
ィルタ２７の出力をフィードバックする第２のフィード
バックループ３５を形成し、前記歪みの発生を抑制す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、音声信号に対して
好適に実施され、該音声信号などのアナログ信号を高効
率で増幅することができるΔΣ変調を用いるスイッチン
グ増幅器に関する。
好適に実施され、該音声信号などのアナログ信号を高効
率で増幅することができるΔΣ変調を用いるスイッチン
グ増幅器に関する。
【０００２】
【従来の技術】前記ΔΣ変調によって得られる１ビット
信号は、後述する積分器や加算器の係数を適宜選択する
ことによって、有効周波数帯域を広くしたり、またはダ
イナミックレンジを広くしたりするなどの、音源等に合
わせた周波数特性を設定できるという優れた特徴を有し
ている。このため、ＣＤ（コンパクトディスク）やＤＶ
Ｄ（デジタルビデオディスク）の新しい規格では、この
１ビット信号が採用され、本年から製品化が始まろうと
している。
信号は、後述する積分器や加算器の係数を適宜選択する
ことによって、有効周波数帯域を広くしたり、またはダ
イナミックレンジを広くしたりするなどの、音源等に合
わせた周波数特性を設定できるという優れた特徴を有し
ている。このため、ＣＤ（コンパクトディスク）やＤＶ
Ｄ（デジタルビデオディスク）の新しい規格では、この
１ビット信号が採用され、本年から製品化が始まろうと
している。
【０００３】一方、前記ΔΣ変調によって得られる１ビ
ット信号は、上述のような音声信号の記録や、機器間の
伝送にあたって使用されるだけでなく、前記１ビット信
号をそのまま半導体電力増幅素子に入力し、得られた大
電圧のスイッチングパルスにローパスフィルタを通過さ
せるだけで、電力増幅された復調アナログ音声信号を得
ることもできる。しかも、前記半導体電力増幅素子は、
従来の増幅器のように、その線形域（不飽和域）が使用
されるのではなく、非線形域（飽和域）で使用されるの
で、このようなΔΣ変調を用いるスイッチング増幅器
は、極めて高効率に電力増幅を行うことができるという
利点を有しており、製品化が目前に迫っている。
ット信号は、上述のような音声信号の記録や、機器間の
伝送にあたって使用されるだけでなく、前記１ビット信
号をそのまま半導体電力増幅素子に入力し、得られた大
電圧のスイッチングパルスにローパスフィルタを通過さ
せるだけで、電力増幅された復調アナログ音声信号を得
ることもできる。しかも、前記半導体電力増幅素子は、
従来の増幅器のように、その線形域（不飽和域）が使用
されるのではなく、非線形域（飽和域）で使用されるの
で、このようなΔΣ変調を用いるスイッチング増幅器
は、極めて高効率に電力増幅を行うことができるという
利点を有しており、製品化が目前に迫っている。
【０００４】図３は、典型的な従来技術のΔΣ変調を用
いるスイッチング増幅器１の電気的構成を示すブロック
図である。アナログ信号源２からのアナログの入力音声
信号は、該スイッチング増幅器１に入力され、まず前記
ΔΣ変調回路３によって、１ビットデジタル信号に変換
される。
いるスイッチング増幅器１の電気的構成を示すブロック
図である。アナログ信号源２からのアナログの入力音声
信号は、該スイッチング増幅器１に入力され、まず前記
ΔΣ変調回路３によって、１ビットデジタル信号に変換
される。
【０００５】前記ΔΣ変調回路３は、たとえばこの図３
で示すように、入力されたアナログ音声信号を順次積分
してゆく縦続接続された高次の積分器と、各積分器から
の出力を相互に加算する加算器とを備えて構成される積
分器・加算器群４と、前記積分器・加算器群４の前記加
算器からの出力を１ビット信号に量子化する量子化器５
と、後述する定電圧スイッチ９からの大電圧のパルス信
号を減衰する減衰器６と、減衰器６からフィードバック
されるパルス信号を前記入力アナログ音声信号から減算
する加算器８とを備えて構成されている。これによっ
て、量子化器５からの１ビット信号が入力アナログ音声
信号に対応したものとなるように、フィードバック制御
が実現されている。
で示すように、入力されたアナログ音声信号を順次積分
してゆく縦続接続された高次の積分器と、各積分器から
の出力を相互に加算する加算器とを備えて構成される積
分器・加算器群４と、前記積分器・加算器群４の前記加
算器からの出力を１ビット信号に量子化する量子化器５
と、後述する定電圧スイッチ９からの大電圧のパルス信
号を減衰する減衰器６と、減衰器６からフィードバック
されるパルス信号を前記入力アナログ音声信号から減算
する加算器８とを備えて構成されている。これによっ
て、量子化器５からの１ビット信号が入力アナログ音声
信号に対応したものとなるように、フィードバック制御
が実現されている。
【０００６】前記量子化器５からの１ビット信号は、定
電圧スイッチ９に与えられ、作成された前記１ビット信
号に対応した所定の定電圧のパルス信号は、ローパスフ
ィルタ１０でアナログ音声信号に復調された後出力さ
れ、スピーカ１１によって音響化される。
電圧スイッチ９に与えられ、作成された前記１ビット信
号に対応した所定の定電圧のパルス信号は、ローパスフ
ィルタ１０でアナログ音声信号に復調された後出力さ
れ、スピーカ１１によって音響化される。
【０００７】このように構成されるスイッチング増幅器
１は、従来の増幅器のように半導体電力増幅素子の線形
域（不飽和域）を使用するのではなく、定電圧スイッチ
９に使用される前記半導体電力増幅素子を非線形域（飽
和域）で使用するので、極めて高効率に電力増幅を行う
ことができるという利点を有している。
１は、従来の増幅器のように半導体電力増幅素子の線形
域（不飽和域）を使用するのではなく、定電圧スイッチ
９に使用される前記半導体電力増幅素子を非線形域（飽
和域）で使用するので、極めて高効率に電力増幅を行う
ことができるという利点を有している。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上述のように構成され
るスイッチング増幅器１において、前記入力アナログ音
声信号は、たとえば図４（ａ）で示され、これに対応し
た前記１ビット信号は、図４（ｂ）で示される。したが
って、前記ローパスフィルタ１０は、大振幅で、前記図
４（ｂ）で示されるようなパルス信号を、前記図４
（ａ）で示されるようなアナログ信号に復調および高調
波除去する必要があり、たとえば図５で示されるよう
に、多段のＬ（コイル）およびＣ（コンデンサ）で構成
される。
るスイッチング増幅器１において、前記入力アナログ音
声信号は、たとえば図４（ａ）で示され、これに対応し
た前記１ビット信号は、図４（ｂ）で示される。したが
って、前記ローパスフィルタ１０は、大振幅で、前記図
４（ｂ）で示されるようなパルス信号を、前記図４
（ａ）で示されるようなアナログ信号に復調および高調
波除去する必要があり、たとえば図５で示されるよう
に、多段のＬ（コイル）およびＣ（コンデンサ）で構成
される。
【０００９】しかしながら、ＬおよびＣでは、図５にお
いて破線で示されるように、電流量が大きくなる（波高
値が高くなる）程、歪みが発生し易くなり、出力アナロ
グ音声信号に誤差が含まれることになる。このため、１
００〔ｄＢ〕を超えるようなダイナミックレンジを有す
るΔΣ変調信号が、アナログ復調されると、前記ダイナ
ミックレンジが数十〔ｄＢ〕も狭くなってしまうことが
ある。
いて破線で示されるように、電流量が大きくなる（波高
値が高くなる）程、歪みが発生し易くなり、出力アナロ
グ音声信号に誤差が含まれることになる。このため、１
００〔ｄＢ〕を超えるようなダイナミックレンジを有す
るΔΣ変調信号が、アナログ復調されると、前記ダイナ
ミックレンジが数十〔ｄＢ〕も狭くなってしまうことが
ある。
【００１０】本発明の目的は、歪みを抑制することがで
きるΔΣ変調を用いるスイッチング増幅器を提供するこ
とである。
きるΔΣ変調を用いるスイッチング増幅器を提供するこ
とである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係るΔ
Σ変調を用いるスイッチング増幅器は、アナログ入力信
号をΔΣ変調し、その変調信号に応答して電源からの予
め定める定電圧をスイッチングし、そのスイッチング出
力をローパスフィルタによってアナログ変換して出力す
ることで、前記アナログ入力信号を高効率に電力増幅す
るようにしたΔΣ変調を用いるスイッチング増幅器にお
いて、ΔΣ変調部分を、前記アナログ入力信号を高次積
分し、各積分器の出力を相互に加算して出力する積分器
・加算器群と、前記積分器・加算器群からの出力を量子
化する量子化器と、前記量子化器の量子化結果に応答し
て前記定電圧をスイッチングする前記スイッチング回路
と、前記スイッチング回路のスイッチング出力を前記積
分器・加算器群の入力側へフィードバックする第１のフ
ィードバックループとを含んで構成し、前記ローパスフ
ィルタの出力を前記積分器・加算器群の入力側へフィー
ドバックする第２のフィードバックループをさらに備え
ることを特徴とする。
Σ変調を用いるスイッチング増幅器は、アナログ入力信
号をΔΣ変調し、その変調信号に応答して電源からの予
め定める定電圧をスイッチングし、そのスイッチング出
力をローパスフィルタによってアナログ変換して出力す
ることで、前記アナログ入力信号を高効率に電力増幅す
るようにしたΔΣ変調を用いるスイッチング増幅器にお
いて、ΔΣ変調部分を、前記アナログ入力信号を高次積
分し、各積分器の出力を相互に加算して出力する積分器
・加算器群と、前記積分器・加算器群からの出力を量子
化する量子化器と、前記量子化器の量子化結果に応答し
て前記定電圧をスイッチングする前記スイッチング回路
と、前記スイッチング回路のスイッチング出力を前記積
分器・加算器群の入力側へフィードバックする第１のフ
ィードバックループとを含んで構成し、前記ローパスフ
ィルタの出力を前記積分器・加算器群の入力側へフィー
ドバックする第２のフィードバックループをさらに備え
ることを特徴とする。
【００１２】上記の構成によれば、ΔΣ変調を用いるス
イッチング増幅器において、スイッチング回路をΔΣ変
調部分に含めて第１のフィードバックループを形成する
ことによって、量子化誤差およびスイッチングによるノ
イズのフィードバックを実現し、さらにローパスフィル
タの出力を第２のフィードバックループでフィードバッ
クすることによって、ローパスフィルタのＬ，Ｃ成分に
よる歪みのフィードバックも実現する。
イッチング増幅器において、スイッチング回路をΔΣ変
調部分に含めて第１のフィードバックループを形成する
ことによって、量子化誤差およびスイッチングによるノ
イズのフィードバックを実現し、さらにローパスフィル
タの出力を第２のフィードバックループでフィードバッ
クすることによって、ローパスフィルタのＬ，Ｃ成分に
よる歪みのフィードバックも実現する。
【００１３】したがって、ローパスフィルタによる歪み
も補償することができる。
も補償することができる。
【００１４】また、請求項２の発明に係るΔΣ変調を用
いるスイッチング増幅器は、ΔΣ変調ループがアナログ
入力信号をΔΣ変調し、その変調信号に応答してスイッ
チング回路が電源からの予め定める定電圧をスイッチン
グし、そのスイッチング出力をローパスフィルタによっ
てアナログ変換して出力することで、前記アナログ入力
信号を高効率に電力増幅するようにしたΔΣ変調を用い
るスイッチング増幅器において、前記ΔΣ変調ループと
は個別に、前記ローパスフィルタの出力を前記積分器・
加算器群の入力側へフィードバックする第２のフィード
バックループをさらに備えることを特徴とする。
いるスイッチング増幅器は、ΔΣ変調ループがアナログ
入力信号をΔΣ変調し、その変調信号に応答してスイッ
チング回路が電源からの予め定める定電圧をスイッチン
グし、そのスイッチング出力をローパスフィルタによっ
てアナログ変換して出力することで、前記アナログ入力
信号を高効率に電力増幅するようにしたΔΣ変調を用い
るスイッチング増幅器において、前記ΔΣ変調ループと
は個別に、前記ローパスフィルタの出力を前記積分器・
加算器群の入力側へフィードバックする第２のフィード
バックループをさらに備えることを特徴とする。
【００１５】上記の構成によれば、ΔΣ変調を用いるス
イッチング増幅器において、ΔΣ変調ループによる量子
化誤差のフィードバックループとともに、ローパスフィ
ルタのＬ，Ｃ成分による歪みをフィードバックする第２
のフィードバックループをさらに設ける。
イッチング増幅器において、ΔΣ変調ループによる量子
化誤差のフィードバックループとともに、ローパスフィ
ルタのＬ，Ｃ成分による歪みをフィードバックする第２
のフィードバックループをさらに設ける。
【００１６】したがって、ローパスフィルタによる歪み
も補償することができる。
も補償することができる。
【００１７】さらにまた、請求項３の発明に係るΔΣ変
調を用いるスイッチング増幅器では、前記第２のフィー
ドバックループは、減衰器と、前記ローパスフィルタの
位相特性を相殺する特性を有する位相補償回路とによっ
て構成されることを特徴とする。
調を用いるスイッチング増幅器では、前記第２のフィー
ドバックループは、減衰器と、前記ローパスフィルタの
位相特性を相殺する特性を有する位相補償回路とによっ
て構成されることを特徴とする。
【００１８】上記の構成によれば、第２のフィードバッ
クループに、前記ローパスフィルタから出力される大振
幅に増幅された出力の入力信号レベルへのマッチングを
行う減衰器とともに、ローパスフィルタのＬ，Ｃ成分に
よる位相シフトを相殺する位相補償回路を設ける。
クループに、前記ローパスフィルタから出力される大振
幅に増幅された出力の入力信号レベルへのマッチングを
行う減衰器とともに、ローパスフィルタのＬ，Ｃ成分に
よる位相シフトを相殺する位相補償回路を設ける。
【００１９】したがって、前記位相シフトを補償した正
確なフィードバックを行うことができる。
確なフィードバックを行うことができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】本発明の実施の一形態について、
図１および前記図５に基づいて説明すれば以下のとおり
である。
図１および前記図５に基づいて説明すれば以下のとおり
である。
【００２１】図１は、本発明の実施の一形態のΔΣ変調
を用いるスイッチング増幅器２１の電気的構成を示すブ
ロック図である。アナログ信号源２２からの入力アナロ
グ音声信号は、該スイッチング増幅器２１のΔΣ変調ル
ープ２３内に入力されると、積分器・加算器群２４に与
えられる。積分器・加算器群２４は、大略的に、たとえ
ば７次の積分器と、各積分器からの出力を相互に加算す
る加算器となどを備えて構成され、該積分器・加算器群
２４からの出力は、量子化器２５に入力される。量子化
器２５は、前記積分器・加算器群２４からの出力を予め
定める基準値でレベル弁別し、１ビット信号を作成す
る。前記１ビット信号は、定電圧スイッチ２６に入力さ
れ、作成された該１ビット信号に対応した所定の定電圧
のパルス信号は、ローパスフィルタ２７でアナログ音声
信号に復調された後出力され、スピーカ２８によって音
響化される。前記定電圧スイッチ２６内の半導体電力増
幅素子は飽和域で動作し、こうして該スイッチング増幅
器２１は、入力アナログ音声信号を高効率に電力増幅す
る。
を用いるスイッチング増幅器２１の電気的構成を示すブ
ロック図である。アナログ信号源２２からの入力アナロ
グ音声信号は、該スイッチング増幅器２１のΔΣ変調ル
ープ２３内に入力されると、積分器・加算器群２４に与
えられる。積分器・加算器群２４は、大略的に、たとえ
ば７次の積分器と、各積分器からの出力を相互に加算す
る加算器となどを備えて構成され、該積分器・加算器群
２４からの出力は、量子化器２５に入力される。量子化
器２５は、前記積分器・加算器群２４からの出力を予め
定める基準値でレベル弁別し、１ビット信号を作成す
る。前記１ビット信号は、定電圧スイッチ２６に入力さ
れ、作成された該１ビット信号に対応した所定の定電圧
のパルス信号は、ローパスフィルタ２７でアナログ音声
信号に復調された後出力され、スピーカ２８によって音
響化される。前記定電圧スイッチ２６内の半導体電力増
幅素子は飽和域で動作し、こうして該スイッチング増幅
器２１は、入力アナログ音声信号を高効率に電力増幅す
る。
【００２２】前記ΔΣ変調ループ２３内において、前記
定電圧スイッチ２６の出力はまた、遅延器２９および大
振幅の前記パルス信号を入力信号レベルにマッチングさ
せる減衰器３０とを備えて構成される第１のフィードバ
ックループ３１を介して、前記積分器・加算器群２４の
入力側に介在された加算器３２に与えられ、前記入力ア
ナログ音声信号から減算される。
定電圧スイッチ２６の出力はまた、遅延器２９および大
振幅の前記パルス信号を入力信号レベルにマッチングさ
せる減衰器３０とを備えて構成される第１のフィードバ
ックループ３１を介して、前記積分器・加算器群２４の
入力側に介在された加算器３２に与えられ、前記入力ア
ナログ音声信号から減算される。
【００２３】これによって、量子化器２５による量子化
誤差および定電圧スイッチ２６のスイッチングによるノ
イズのフィードバックを実現し、前記量子化誤差および
スイッチングノイズの抑制が図られている。
誤差および定電圧スイッチ２６のスイッチングによるノ
イズのフィードバックを実現し、前記量子化誤差および
スイッチングノイズの抑制が図られている。
【００２４】さらに注目すべきは、本発明では、ローパ
スフィルタ２７の出力も、該ローパスフィルタ２７の
Ｌ，Ｃ成分による位相シフトを相殺する特性を有する位
相補償回路３３と、大振幅の前記ローパスフィルタ２７
の出力を入力信号レベルにマッチングさせる減衰器３４
とを備えて構成される第２のフィードバックループ３５
を介して、前記積分器・加算器群２４の入力側に介在さ
れた加算器３６に与えられ、前記入力アナログ音声信号
から減算される。
スフィルタ２７の出力も、該ローパスフィルタ２７の
Ｌ，Ｃ成分による位相シフトを相殺する特性を有する位
相補償回路３３と、大振幅の前記ローパスフィルタ２７
の出力を入力信号レベルにマッチングさせる減衰器３４
とを備えて構成される第２のフィードバックループ３５
を介して、前記積分器・加算器群２４の入力側に介在さ
れた加算器３６に与えられ、前記入力アナログ音声信号
から減算される。
【００２５】前記位相補償回路３３は、前記ローパスフ
ィルタ２７の出力を直接フィードバックすると、該ロー
パスフィルタ２７の前記Ｌ，Ｃ成分によって信号が帯域
制限される際に生じる前記位相シフト（遅れ）によっ
て、全体の振幅周波数特性が乱れてしまうことを補償す
るために設けられ、たとえばオペアンプと、その非反転
および反転のそれぞれの入力端に前記ローパスフィルタ
２７の出力を与える２つの入力抵抗Ｒ１，Ｒ２と、出力
を前記反転の入力端に帰還する帰還抵抗Ｒ３と、前記非
反転の入力端を接地する位相補償用のコンデンサＣとを
備えて構成することができる。
ィルタ２７の出力を直接フィードバックすると、該ロー
パスフィルタ２７の前記Ｌ，Ｃ成分によって信号が帯域
制限される際に生じる前記位相シフト（遅れ）によっ
て、全体の振幅周波数特性が乱れてしまうことを補償す
るために設けられ、たとえばオペアンプと、その非反転
および反転のそれぞれの入力端に前記ローパスフィルタ
２７の出力を与える２つの入力抵抗Ｒ１，Ｒ２と、出力
を前記反転の入力端に帰還する帰還抵抗Ｒ３と、前記非
反転の入力端を接地する位相補償用のコンデンサＣとを
備えて構成することができる。
【００２６】上記のように構成した場合、Ｒ２＝Ｒ３と
すると、入力信号ｅｉと出力信号ｅｏとの間に、 ｅｏ＝｛（１−ｊωＣＲ１）／（１＋ｊωＣＲ１）｝ｅ
ｉ の関係を持たせることができる。
すると、入力信号ｅｉと出力信号ｅｏとの間に、 ｅｏ＝｛（１−ｊωＣＲ１）／（１＋ｊωＣＲ１）｝ｅ
ｉ の関係を持たせることができる。
【００２７】これによって、該ローパスフィルタ２７の
Ｌ，Ｃ成分によって発生する前記図５において破線で示
すような大振幅時の歪みのフィードバックも実現するこ
とができ、そのような歪みも補償することができる。ま
た、そのような歪み補償のためのフィードバックにあた
って、該ローパスフィルタ２７による位相シフトも位相
補償回路３３で相殺することができ、該位相シフトを補
償した正確なフィードバックを行うこともできる。
Ｌ，Ｃ成分によって発生する前記図５において破線で示
すような大振幅時の歪みのフィードバックも実現するこ
とができ、そのような歪みも補償することができる。ま
た、そのような歪み補償のためのフィードバックにあた
って、該ローパスフィルタ２７による位相シフトも位相
補償回路３３で相殺することができ、該位相シフトを補
償した正確なフィードバックを行うこともできる。
【００２８】本発明の実施の他の形態について、図２に
基づいて説明すれば以下のとおりである。
基づいて説明すれば以下のとおりである。
【００２９】図２は、本発明の実施の他の形態のΔΣ変
調を用いるスイッチング増幅器４１の電気的構成を示す
ブロック図である。このスイッチング増幅器４１は、前
述のスイッチング増幅器２１に類似し、対応する部分に
は同一の参照符号を付してその説明を省略する。注目す
べきは、このスイッチング増幅器４１では、定電圧スイ
ッチ２６がΔΣ変調ループ４２から別体で設けられてい
ることである。
調を用いるスイッチング増幅器４１の電気的構成を示す
ブロック図である。このスイッチング増幅器４１は、前
述のスイッチング増幅器２１に類似し、対応する部分に
は同一の参照符号を付してその説明を省略する。注目す
べきは、このスイッチング増幅器４１では、定電圧スイ
ッチ２６がΔΣ変調ループ４２から別体で設けられてい
ることである。
【００３０】したがって、前記ΔΣ変調ループ４２内で
は、量子化器２５からの出力が、遅延器２９を備えて構
成される第１のフィードバックループ４３を介して、加
算器３２から前記積分器・加算器群２４の入力側にフィ
ードバックされている。
は、量子化器２５からの出力が、遅延器２９を備えて構
成される第１のフィードバックループ４３を介して、加
算器３２から前記積分器・加算器群２４の入力側にフィ
ードバックされている。
【００３１】このように構成することによって、定電圧
スイッチ２６をユーザの所望とするパワーに応じて選択
可能にし、残余の構成を共用化することができる。
スイッチ２６をユーザの所望とするパワーに応じて選択
可能にし、残余の構成を共用化することができる。
【００３２】すなわち、本発明は、入力アナログ音声信
号をΔΣ変調して得られた変調信号に応答して定電圧を
スイッチングし、そのスイッチング出力をローパスフィ
ルタ２７によってアナログ変換して出力するようにした
ΔΣ変調を用いるスイッチング増幅器２１，４１におい
て、ローパスフィルタ２７の出力を第２のフィードバッ
クループ３５を介して、入力側にフィードバックするこ
とによって、ローパスフィルタ２７に大振幅時に発生す
る歪みを補償するものであり、ΔΣ変調ループ２３，４
２の構成に係わらず、広く実施することができる。した
がって、また、量子化器２５も、２値量子化だけでな
く、多値に量子化を行う構成であってもよいことは言う
までもない。
号をΔΣ変調して得られた変調信号に応答して定電圧を
スイッチングし、そのスイッチング出力をローパスフィ
ルタ２７によってアナログ変換して出力するようにした
ΔΣ変調を用いるスイッチング増幅器２１，４１におい
て、ローパスフィルタ２７の出力を第２のフィードバッ
クループ３５を介して、入力側にフィードバックするこ
とによって、ローパスフィルタ２７に大振幅時に発生す
る歪みを補償するものであり、ΔΣ変調ループ２３，４
２の構成に係わらず、広く実施することができる。した
がって、また、量子化器２５も、２値量子化だけでな
く、多値に量子化を行う構成であってもよいことは言う
までもない。
【００３３】
【発明の効果】請求項１の発明に係るΔΣ変調を用いる
スイッチング増幅器は、以上のように、ΔΣ変調を用い
るスイッチング増幅器において、スイッチング回路をΔ
Σ変調部分に含めて第１のフィードバックループを形成
することによって、量子化誤差およびスイッチングによ
るノイズのフィードバックを実現するとともに、さらに
ローパスフィルタの出力を第２のフィードバックループ
でフィードバックする。
スイッチング増幅器は、以上のように、ΔΣ変調を用い
るスイッチング増幅器において、スイッチング回路をΔ
Σ変調部分に含めて第１のフィードバックループを形成
することによって、量子化誤差およびスイッチングによ
るノイズのフィードバックを実現するとともに、さらに
ローパスフィルタの出力を第２のフィードバックループ
でフィードバックする。
【００３４】それゆえ、ローパスフィルタのＬ，Ｃ成分
による歪みも補償することができる。
による歪みも補償することができる。
【００３５】また、請求項２の発明に係るΔΣ変調を用
いるスイッチング増幅器は、以上のように、ΔΣ変調を
用いるスイッチング増幅器において、ΔΣ変調ループに
よる量子化誤差のフィードバックループとともに、ロー
パスフィルタのＬ，Ｃ成分による歪みをフィードバック
する第２のフィードバックループをさらに設ける。
いるスイッチング増幅器は、以上のように、ΔΣ変調を
用いるスイッチング増幅器において、ΔΣ変調ループに
よる量子化誤差のフィードバックループとともに、ロー
パスフィルタのＬ，Ｃ成分による歪みをフィードバック
する第２のフィードバックループをさらに設ける。
【００３６】それゆえ、ローパスフィルタのＬ，Ｃ成分
によるによる歪みも補償することができる。
によるによる歪みも補償することができる。
【００３７】さらにまた、請求項３の発明に係るΔΣ変
調を用いるスイッチング増幅器は、前記第２のフィード
バックループを、大振幅のローパスフィルタ出力を入力
信号レベルにマッチングさせる減衰器と、前記ローパス
フィルタのＬ，Ｃ成分による位相シフトを相殺する特性
を有する位相補償回路とによって構成する。
調を用いるスイッチング増幅器は、前記第２のフィード
バックループを、大振幅のローパスフィルタ出力を入力
信号レベルにマッチングさせる減衰器と、前記ローパス
フィルタのＬ，Ｃ成分による位相シフトを相殺する特性
を有する位相補償回路とによって構成する。
【００３８】それゆえ、前記位相シフトを補償した正確
なフィードバックを行うことができる。
なフィードバックを行うことができる。
【図１】本発明の実施の一形態のΔΣ変調を用いるスイ
ッチング増幅器の電気的構成を示すブロック図である。
ッチング増幅器の電気的構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の他の形態のΔΣ変調を用いるス
イッチング増幅器の電気的構成を示すブロック図であ
る。
イッチング増幅器の電気的構成を示すブロック図であ
る。
【図３】典型的な従来技術のΔΣ変調を用いるスイッチ
ング増幅器の電気的構成を示すブロック図である。
ング増幅器の電気的構成を示すブロック図である。
【図４】ΔΣ変調を用いるスイッチング増幅器の動作を
説明するための波形図である。
説明するための波形図である。
【図５】ΔΣ変調を用いるスイッチング増幅器における
ローパスフィルタの一構成例を示す電気回路図である。
ローパスフィルタの一構成例を示す電気回路図である。
２１，４１ スイッチング増幅器 ２２ アナログ信号源 ２３ ΔΣ変調ループ（ΔΣ変調部分） ２４ 積分器・加算器群 ２５ 量子化器 ２６ 定電圧スイッチ ２７ ローパスフィルタ ２８ スピーカ ２９ 遅延器 ３０，３４ 減衰器 ３１，４３ 第１のフィードバックループ ３２，３６ 加算器 ３３ 位相補償回路 ３５ 第２のフィードバックループ ４２ ΔΣ変調ループ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5D045 DA03 5J064 AA02 BA03 BB02 BB14 BC08 BC10 BC11 BC16 BC19 BD03 5J091 AA02 AA24 AA27 AA41 AA53 AA66 CA21 CA26 FA17 HA38 KA15 KA16 KA23 KA26 KA31 KA34 KA42 KA53 KA55 KA56 KA62 MA11 SA05 TA01 TA06 UW01
Claims (3)
- 【請求項１】アナログ入力信号をΔΣ変調し、その変調
信号に応答して電源からの予め定める定電圧をスイッチ
ングし、そのスイッチング出力をローパスフィルタによ
ってアナログ変換して出力することで、前記アナログ入
力信号を高効率に電力増幅するようにしたΔΣ変調を用
いるスイッチング増幅器において、 ΔΣ変調部分を、 前記アナログ入力信号を高次積分し、各積分器の出力を
相互に加算して出力する積分器・加算器群と、 前記積分器・加算器群からの出力を量子化する量子化器
と、 前記量子化器の量子化結果に応答して前記定電圧をスイ
ッチングする前記スイッチング回路と、 前記スイッチング回路のスイッチング出力を前記積分器
・加算器群の入力側へフィードバックする第１のフィー
ドバックループとを含んで構成し、 前記ローパスフィルタの出力を前記積分器・加算器群の
入力側へフィードバックする第２のフィードバックルー
プをさらに備えることを特徴とするΔΣ変調を用いるス
イッチング増幅器。 - 【請求項２】ΔΣ変調ループがアナログ入力信号をΔΣ
変調し、その変調信号に応答してスイッチング回路が電
源からの予め定める定電圧をスイッチングし、そのスイ
ッチング出力をローパスフィルタによってアナログ変換
して出力することで、前記アナログ入力信号を高効率に
電力増幅するようにしたΔΣ変調を用いるスイッチング
増幅器において、 前記ΔΣ変調ループとは個別に、前記ローパスフィルタ
の出力を前記積分器・加算器群の入力側へフィードバッ
クする第２のフィードバックループをさらに備えること
を特徴とするΔΣ変調を用いるスイッチング増幅器。 - 【請求項３】前記第２のフィードバックループは、減衰
器と、前記ローパスフィルタの位相特性を相殺する特性
を有する位相補償回路とによって構成されることを特徴
とする請求項１または２記載のΔΣ変調を用いるスイッ
チング増幅器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11381499A JP3549042B2 (ja) | 1999-04-21 | 1999-04-21 | Δς変調を用いるスイッチング増幅器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11381499A JP3549042B2 (ja) | 1999-04-21 | 1999-04-21 | Δς変調を用いるスイッチング増幅器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000307359A true JP2000307359A (ja) | 2000-11-02 |
| JP3549042B2 JP3549042B2 (ja) | 2004-08-04 |
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ID=14621728
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP11381499A Expired - Lifetime JP3549042B2 (ja) | 1999-04-21 | 1999-04-21 | Δς変調を用いるスイッチング増幅器 |
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| Country | Link |
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| JP (1) | JP3549042B2 (ja) |
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- 1999-04-21 JP JP11381499A patent/JP3549042B2/ja not_active Expired - Lifetime
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