JP2002118430A - 増幅器、音響機器、及び音声出力方法 - Google Patents
増幅器、音響機器、及び音声出力方法Info
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Abstract
を除去することにより音声信号の不要輻射を低減して高
音質再生を実現する増幅器、音響機器及び音声出力方法
を提供することである。 【解決手段】 本発明に係るD級アンプ1によれば、入
力されたPWM信号を復調してアナログ信号を出力する
LCフィルタ9と、入力された前記PWM信号を復調し
てアナログ信号を出力するLCフィルタ11と、LCフ
ィルタ11により出力されるアナログ信号の高周波成分
のみ抽出するHPF12と、HPF12により抽出され
た前記アナログ信号の高周波成分を反転する反転増幅部
13と、反転増幅部13により反転された前記アナログ
信号の高周波成分と、LCフィルタ9により出力される
アナログ信号の高周波成分と、を相殺するチョークトラ
ンス10と、を備えて構成される。
Description
及び音声出力方法に関する。
使用されるAB級アンプに対して、電圧を高速に切り替
えてON状態の時間を制御することにより、音声信号を
効率的に増幅するD級アンプ(Class-D amplifier)が
開発され、商品化されている。通常、上記切り替え制御
する信号としては、時間軸にアナログ的な幅を有するパ
ルス幅変調方式のPWM(Pulse Width Modulation)信
号が用いられている。D級アンプは、消費電力や発熱量
が低い上に、高出力が得られる等の長所があるため、カ
ーオーディオやテレビ等のAV(Audio Visual)機器に
利用されている。
従来のD級アンプ21について説明する。図2に示す様
に、D級アンプ21は、入力されるアナログ信号を所定
のサンプリング周波数と量子化ビット数でデジタル信号
に変調するフロントエンド部22、変調されたデジタル
信号を更に上記PWM信号に変換する信号処理部23、
所定のスイッチング周波数でPWM信号のON/OFF
状態の切替制御を行うMOS(Metal Oxide Semiconduc
tor)ドライバ部24、入力されたPWM信号を増幅す
るDMOS部25を有する。
M信号を再度フロントエンド部22へ戻してフィードバ
ック制御するループフィルタの機能を有する帰還回路2
6、PWM信号から可聴帯域のオーディオ・アナログ信
号を抽出するLCフィルタ27、そのオーディオ・アナ
ログ信号を音声信号としてスピーカ(図示略)へ出力す
るスピーカ端子28、により構成される。更に、LCフ
ィルタ27は、PWM信号をアナログ信号に復調した後
に、インダクターLとキャパシターCより構成される1
次或いは2次のパッシブフィルタによりアナログ信号の
可聴帯域外の周波数成分を除去していた。
D級アンプ21で利用されている1次或いは2次のパッ
シブフィルタでは、DMOS部25から出力されるPW
M信号に含まれる高周波成分を完全に除去することがで
きなかった。このため、スピーカ端子28から不要な音
声帯域外の高周波信号が輻射し、スピーカから出力され
る再生音質が低下する要因となっていた。
分を除去することにより音声信号の不要輻射を低減して
高音質再生を実現する増幅器、音響機器及び音声出力方
法を提供することである。
決するため、以下の様な特徴を備えている。なお、以下
に示す手段の説明中、括弧書きにより実施の形態に対応
する構成を例示する。また、符号等は、後述する図面参
照符号に対応する。
1のD級アンプ1)は、入力されたアナログ信号をPW
M信号に変換して出力する増幅器において、入力された
前記PWM信号をアナログ信号に復調して出力する第1
の出力手段(例えば、図1のLCフィルタ9)と、入力
された前記PWM信号をアナログ信号に復調して出力す
る第2の出力手段(例えば、図1のLCフィルタ11)
と、この第2の出力手段により出力されるアナログ信号
の高周波成分のみ抽出する抽出手段(例えば、図1のH
PF12)と、この抽出手段により抽出された前記アナ
ログ信号の高周波成分を反転する反転手段(例えば、図
1の反転増幅部13)と、この反転手段により反転され
た前記アナログ信号の高周波成分と、前記第1の出力手
段により出力されるアナログ信号の高周波成分と、を相
殺する相殺手段(例えば、図1のチョークトランス1
0)と、を備えることを特徴としている。
の高周波成分を除去することが可能となり、増幅器に接
続された、例えばスピーカ等の音響機器に供給される音
声信号の不要輻射を低減し、再生音質を向上できる。
1のD級アンプ1)は、請求項1記載の発明の増幅器に
おいて、前記相殺手段により相殺されるアナログ信号の
高周波成分の増幅度を調整する増幅度調整手段(例え
ば、図1のレベル検出部16)、を更に備えることを特
徴としている。
て、より高精度な高周波成分の相殺が可能となり、高周
波の漏れを最小限に抑えることができる。その結果、再
生音質をより向上できる。
施の形態におけるD級アンプ1について説明する。
施の形態におけるD級アンプ1の内部構成を説明する。
図1は、D級アンプ1の機能的構成を示すブロック図で
ある。図1に示す様に、D級アンプ1は、フロントエン
ド部2、信号処理部3、MOSドライバ部4、DMOS
部5、帰還回路6、スピーカ端子8、LCフィルタ9、
チョークトランス10、LCフィルタ11、HPF1
2、反転増幅部13、HPF14、整流部15、レベル
検出部16より構成される。
ド部2は、入力されるアナログ信号を所定のサンプリン
グ周波数と量子化ビット数でデジタル信号に符号化し、
信号処理部3は、フロントエンド部2で符号化されたデ
ジタル信号をPWM信号に変換し、MOSドライバ部4
は、所定のスイッチング周波数でPWM信号のON/O
FF状態の開閉比率を切替制御することにより平均出力
を変化させる。
信号を増幅する。帰還回路6は、増幅されたPWM信号
を再度フロントエンド部2へ戻してフィードバック制御
するループフィルタであり、スピーカ端子8は、アナロ
グ信号を音声信号としてスピーカ(図示略)へ出力す
る。
1は、DMOS部5から出力されるPWM信号をアナロ
グ信号に復調する。チョークトランス10は、一次側の
アナログ信号と二次側のアナログ信号とを相殺して、1
アナログ信号としてスピーカ端子8へ出力する。HPF
(High Pass Filter)12,14は、可聴帯域外にカッ
トオフ周波数を有し、入力されたアナログ信号の高帯域
の周波数成分のみ通過させる高域通過型フィルタであ
る。
号を反転増幅する、増幅度(ゲイン)の可変な広帯域ア
ンプである。整流部15は、入力されたアナログ信号の
マイナス成分をプラス側に反転させて整流波を生成す
る。レベル検出部16は、反転増幅部13から取得した
整流波のレベルを検出し、その検出レベルに基づいて反
転増幅部13の増幅度を調整する。
る高周波除去処理について説明する。まず、フロントエ
ンド部2は、入力されたアナログ信号を所定のサンプリ
ング周波数と量子化ビット数でデジタル信号に変調して
信号処理部3へ出力する。次いで、信号処理部3は、フ
ロントエンド部2から出力されたデジタル信号を入力信
号としてPWM信号(パルス幅変調信号)に変換する。
3から出力されたPWM信号を受信し、所定のスイッチ
ング周波数でPWM信号のON/OFF状態を切替制御
してDMOS部5へ出力する。DMOS部5は、MOS
ドライバ部4から出力されたPWM信号を増幅し、同様
に構成された2個のLCフィルタ9,11へ出力する。
OS部5から出力された増幅後のPWM信号をアナログ
信号に復調して、夫々チョークトランス10とLCフィ
ルタ11へ出力する。すなわち、LCフィルタ11は、
LCフィルタ9から出力されるアナログ信号と同等の高
調波成分の残ったアナログ信号をHPF12へ出力す
る。
されたアナログ信号から可聴帯域成分を除去して高周波
成分を抽出し、反転増幅部13へ出力する。次いで、反
転増幅部13は、HPF12から出力されたアナログ信
号の高周波成分を反転増幅してチョークトランス10へ
出力する。
部13から出力されたアナログ信号の高周波成分を二次
側の信号の該高周波成分と、LCフィルタ9から一次側
の信号として出力された元のアナログ信号の高周波成分
と、を相殺する。そして、チョークトランス10は、高
周波成分が除去されたアナログ信号をスピーカ端子8へ
出力し、入力音声信号に応じてスピーカを駆動する。
たアナログ信号は、上述のHPF12と同様の構成と機
能を有するHPF14にも出力される。HPF14は、
チョークトランス10から出力されたアナログ信号から
可聴帯域成分を除去して高周波成分を抽出し、整流部1
5へ出力する。次いで、整流部15は、HPF14から
出力されるアナログ信号のマイナス成分をプラス側に反
転させて整流波を生成し、レベル検出部16へ出力す
る。
ら出力されたアナログ信号の整流波の増幅度を検出し、
検出結果に基づいて調整された増幅度を反転増幅部13
へ通知する。そして、反転増幅部13は、レベル検出部
16から通知された増幅度に基づいて、HPF12で抽
出されたアナログ信号の高周波成分を増幅して反転さ
せ、二次側の信号としてチョークトランス10へ出力す
る。
プ1は、DMOS部5から出力されるPWM信号を復調
したアナログ信号の高周波成分のみ検出し、該高周波成
分とは逆相のアナログ信号を生成してチョークトランス
10に加算して相殺する。これにより、PWM信号に含
まれるノイズ成分を完全に除去することができ、D級ア
ンプ1のスピーカ端子8からスピーカへ伝送される音声
信号の不要輻射を低減することが可能となる。その結
果、D級アンプ1の再生音質を向上できる。
15、レベル検出部16を設けることにより、スピーカ
端子8に入力される直前のアナログ信号の増幅度を調整
することが可能となり、チョークトランス10において
高周波成分を高精度に相殺できる。従って、高周波の漏
れを最小限に抑えたより高音質な再生が可能となる。
は、本発明に係るD級アンプ1の好適な一例であり、こ
れに限定されるものではない。その他、D級アンプ1の
細部構成及び詳細動作に関しても本発明の趣旨を逸脱す
ることのない範囲において、適宜変更可能である。
によれば、増幅器は、出力するアナログ信号の高周波成
分を除去することが可能となり、増幅器に接続された各
種受信装置に供給される音声信号の不要輻射を低減し、
再生音質を向上できる。
載の発明の効果に加えて、より高精度な高周波成分の相
殺が可能となり、高周波の漏れを最小限に抑えることが
できる。
ブロック図である。
を示すブロック図である。
Claims (4)
- 【請求項1】入力されたアナログ信号をPWM信号に変
換して出力する増幅器において、 入力された前記PWM信号をアナログ信号に復調して出
力する第1の出力手段と、 入力された前記PWM信号をアナログ信号に復調して出
力する第2の出力手段と、 この第2の出力手段により出力されるアナログ信号の高
周波成分のみ抽出する抽出手段と、 この抽出手段により抽出された前記アナログ信号の高周
波成分を反転する反転手段と、 この反転手段により反転された前記アナログ信号の高周
波成分と、前記第1の出力手段により出力されるアナロ
グ信号の高周波成分と、を相殺する相殺手段と、 を備えることを特徴とする増幅器。 - 【請求項2】前記相殺手段により相殺されるアナログ信
号の高周波成分の増幅度を調整する増幅度調整手段、を
更に備えることを特徴とする請求項1記載の増幅器。 - 【請求項3】入力されたアナログ信号をPWM信号に変
換して出力する増幅器を備えて構成される音響機器にお
いて、 入力された前記PWM信号をアナログ信号に復調して出
力する第1の出力手段と、 入力された前記PWM信号をアナログ信号に復調して出
力する第2の出力手段と、 この第2の出力手段により出力されるアナログ信号の高
周波成分のみ抽出する抽出手段と、 この抽出手段により抽出された前記アナログ信号の高周
波成分を反転する反転手段と、 この反転手段により反転された前記アナログ信号の高周
波成分と、前記第1の出力手段により出力されるアナロ
グ信号の高周波成分と、を相殺する相殺手段と、 を備えることを特徴とする音響機器。 - 【請求項4】入力されたアナログ信号をPWM信号に変
換した後に、該PWM信号をアナログ信号に復調して音
声信号として出力する音声出力方法において、 入力された前記PWM信号をアナログ信号に復調して出
力する第1の出力工程と、 入力された前記PWM信号をアナログ信号に復調して出
力する第2の出力工程と、 この第2の出力手段にて出力されるアナログ信号の高周
波成分のみ抽出する抽出工程と、 この抽出工程にて抽出された前記アナログ信号の高周波
成分を反転する反転工程と、 この反転工程にて反転された前記アナログ信号の高周波
成分と、前記第1の出力工程にて出力されるアナログ信
号の高周波成分と、を相殺する相殺工程と、 を含むことを特徴とする音声出力方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000310973A JP2002118430A (ja) | 2000-10-11 | 2000-10-11 | 増幅器、音響機器、及び音声出力方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000310973A JP2002118430A (ja) | 2000-10-11 | 2000-10-11 | 増幅器、音響機器、及び音声出力方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002118430A true JP2002118430A (ja) | 2002-04-19 |
Family
ID=18790827
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000310973A Pending JP2002118430A (ja) | 2000-10-11 | 2000-10-11 | 増幅器、音響機器、及び音声出力方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2002118430A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006514472A (ja) * | 2003-02-19 | 2006-04-27 | ヌジラ リミテッド | 高効率増幅 |
-
2000
- 2000-10-11 JP JP2000310973A patent/JP2002118430A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2006514472A (ja) * | 2003-02-19 | 2006-04-27 | ヌジラ リミテッド | 高効率増幅 |
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A02 | Decision of refusal |
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