JP2005006236A - Audio reproducing device - Google Patents

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JP2005006236A
JP2005006236A JP2003170233A JP2003170233A JP2005006236A JP 2005006236 A JP2005006236 A JP 2005006236A JP 2003170233 A JP2003170233 A JP 2003170233A JP 2003170233 A JP2003170233 A JP 2003170233A JP 2005006236 A JP2005006236 A JP 2005006236A
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Japan
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circuit
power supply
switching amplifier
audio signal
amplifier circuit
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Inventor
Nobumoto Edakawa
総司 枝川
Hiroyuki Ishizaki
宏幸 石崎
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an audio reproducing device which prevents occurrence of hum noise at the time of standby. <P>SOLUTION: In the audio reproducing device 1 constituted by having a bridge output circuit 13 constituted by serially connecting FETs Q1 to Q4 between a power source and a ground, gate drive circuits 12a, 12b which perform drive control of the FETs, and a power supply circuit 40, in the case of suspending the operation of the bridge output circuit 13, the power supply circuit 40 continues power feeding to power supply lines E1, E2 while stopping power feeding to a power supply line E3, the gate drive circuit 12b makes the FETs Q3, Q4 on the ground side into on states. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はブリッジ出力回路を備えたオーディオ再生装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、変復調技術の進歩やパワー素子の応答性改善等を背景として、アナログアンプ(A級アンプ等)より電力効率の高いディジタルアンプ(D級アンプ等)がオーディオ再生装置に搭載され始めている。特に、本願出願人は、アナログオーディオ信号や多ビットディジタルオーディオ信号を1ビットディジタルオーディオ信号に変換するΔΣ変換部と、該1ビットディジタルオーディオ信号を電力増幅(振幅変換)するスイッチング増幅部と、増幅された1ビットディジタルオーディオ信号をアナログ変換するディジタル/アナログ変換部と、を有して成る1ビットディジタルアンプを開示・提案するとともに(例えば、特許文献1を参照)、該アンプを搭載したオーディオ再生装置の実用化を果たしている。
【0003】
図2はオーディオ再生装置の一従来例を示すブロック図である。本図に示す通り、従来のオーディオ再生装置100に搭載される1ビットディジタルアンプ110では、スイッチング増幅部113として、電源ラインと接地ラインとの間に少なくとも一対の電界効果トランジスタを直列接続して成るブリッジ型のプッシュプル電力増幅回路が用いられており、ディジタル/アナログ変換部114としては、一端が接地ラインに接続されたコンデンサCaとコイルLaから成るローパスフィルタが用いられていた。このようにスイッチング増幅部113としてハーフブリッジ型の非平衡出力回路を用いた場合には、スイッチング増幅部113とディジタル/アナログ変換部114との間に、DCカット用のコンデンサCbが必要であった。なお、1ビットディジタルアンプ110の電源ラインは、装置電源130(充電池など)から電源供給を受けて動作する電源回路140に接続されており、接地ラインは、アースされた筐体に接続されていた。
【0004】
また、従来のオーディオ再生装置100には、一般に、メインコントローラであるマイコン120以外への電力供給を一時停止し、1ビットディジタルアンプ110の電力増幅動作をいつでも始められる状態に維持しながら装置の消費電力を削減する動作モード(いわゆるスタンバイモード)が具備されていた。
【0005】
【特許文献1】
特開2002−246852号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
確かに、上記したオーディオ再生装置であれば、アナログアンプや多ビットディジタルアンプを搭載したオーディオ再生装置よりも原音を忠実に再生することができる上、消費電力の低減や電池の長寿命化を実現することも可能となる。
【0007】
しかしながら、従来のオーディオ再生装置100は、スタンバイモード時に装置電源120から電源回路140への給電経路上に設けられたスイッチ素子Qxを開放して電源回路140自体の動作を停止させ、マイコン120以外への電力供給を全て遮断する構成であるため、該スタンバイモード時には、スイッチング増幅部113を構成する電界効果トランジスタQa、Qbのゲートが浮いた状態となり、1ビットディジタルアンプ110の出力端子(すなわちオーディオ再生装置100に接続される外部機器200の入力端子)が、コンデンサCaを介して、アースされた筐体に接続されることになっていた。
【0008】
そのため、従来のオーディオ再生装置100は、スタンバイモード時に人間が筐体に触れると、装置近傍の商用交流電源によって人体に誘起された静電誘導電圧が筐体からコンデンサCaを介して外部機器200に入力されてしまい、スピーカ300で耳障りなハムノイズが発生する、という課題を有していた。なお、スタンバイモード時は、ゲートドライブ回路112への給電も停止されていたため、スピーカ300の出力にミュートをかけることも不可能であった。
【0009】
本発明は、上記の問題点に鑑み、スタンバイ時におけるハムノイズの発生を防止することが可能なオーディオ再生装置を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係るオーディオ再生装置は、装置各部への給電制御を行う電源回路と、電源・接地間に少なくとも一対のスイッチ素子を直列接続して成るブリッジ出力回路と、入力されたオーディオ信号に基づいて前記スイッチ素子の駆動制御を行うドライブ回路と、を有して成るオーディオ再生装置において、前記ブリッジ出力回路の出力動作を一時停止する際、前記電源回路は、前記ブリッジ出力回路への給電を停止する一方で前記ドライブ回路への給電を継続し、前記ドライブ回路は、前記スイッチ素子のうち接地側をオン状態とする構成としている。
【0011】
より具体的に述べると、本発明に係るオーディオ再生装置は、アースされた筐体と、装置各部への給電制御を行う電源回路と、アナログオーディオ信号や多ビットディジタルオーディオ信号を1ビットディジタルオーディオ信号に変換する1ビット変換部と、前記電源回路と前記筐体との間に少なくとも一対の電界効果トランジスタを直列接続して成るブリッジ型のスイッチング増幅回路と、前記1ビット変換部で得られた1ビットディジタルオーディオ信号に基づいて前記電界効果トランジスタの駆動制御を行うゲートドライブ回路と、前記スイッチング増幅回路の出力端と前記筐体との間に直列接続されたコイルとコンデンサにより前記スイッチング増幅回路で得られた増幅1ビットディジタルオーディオ信号をアナログ変換するディジタル/アナログ変換部と、を有して成るオーディオ再生装置において、前記スイッチング増幅回路の増幅動作を一時停止する際、前記電源回路は、前記スイッチング増幅回路への給電を停止する一方で前記ゲートドライブ回路への給電を継続し、前記ゲートドライブ回路は、前記電界効果トランジスタのうち接地側をオン状態とする構成としている。
【0012】
このような構成とすることにより、前記スイッチング増幅回路の一時停止時には、その出力端子がコイルとコンデンサから成る並列回路を介して、アースされた筐体に接続されることになるので、人間が筐体に触れた場合であっても、前記並列回路の反共振作用により、ハムノイズの発生を防止することが可能となる。
【0013】
なお、上記構成から成るオーディオ再生装置において、前記ゲートドライブ回路は、前記スイッチング増幅回路の増幅動作を一時停止する際、消音用のミュート信号に基づいて、前記電界効果トランジスタの駆動制御を行う構成にするとよい。このような構成とすることにより、別途のコントロール信号を用意する必要がなくなるので、制御の複雑化を回避することが可能となる。
【0014】
また、上記構成から成るオーディオ再生装置において、前記スイッチング増幅回路は、4つの電界効果トランジスタを有して成るフルブリッジ型の平衡出力回路である構成にするとよい。このような構成とすることにより、歪みやノイズが互いに相殺されるので、原音に対する忠実度を向上することが可能となる。
【0015】
また、上記構成から成るオーディオ再生装置において、前記電源回路は、前記スイッチング増幅回路への印加電圧に応じて前記ゲートドライブ回路への印加電圧を可変制御する構成にするとよい。このような構成とすることにより、スイッチング増幅回路の動作に影響を与えることなく、その駆動電圧を必要最小限に抑えることができるので、小出力振幅時の消費電力を削減することが可能となる。
【0016】
【発明の実施の形態】
図1は本発明に係るオーディオ再生装置の一実施形態を示すブロック図(一部に回路図を含む)であり、特に、そのアナログ信号出力部を示した図である。
【0017】
本図に示す通り、本実施形態のオーディオ再生装置1は、入力された信号をディジタル増幅する1ビットディジタルアンプ10と、装置動作を統括制御するマイコン20と、装置の直流電源である充電池30と、装置各部への給電制御を行う電源回路40と、を有して成り、後段に接続される外部機器2にアナログオーディオ信号を出力する機能を具備している。なお、外部機器2は、オーディオ再生装置1からのアナログオーディオ信号に基づいて、L、Rチャンネル出力用のスピーカ3L、3Rを駆動する装置であり、その駆動電源としては、一般に商用交流電源が用いられる。
【0018】
1ビットディジタルアンプ10は、本図に示すように、ΔΣ変換部11と、上側、下側ゲートドライブ回路12a、12bと、スイッチング増幅回路13と、ディジタル/アナログ変換回路14a、14b(以下、D/A[Digital/Analog]変換回路14a、14bと呼ぶ)と、を有して成る。
【0019】
ΔΣ変換部11は、ΔΣ変調方式を用いて、アナログオーディオ信号や多ビットディジタルオーディオ信号を1ビットディジタルオーディオ信号であるPDM[Pulse Density Modulation]信号やPWM[Pulse Width Modulation]信号に変換して、後段の上側、下側ゲートドライブ回路12a、12bに送出する。
【0020】
スイッチング増幅回路13の構造は、4つのNチャネルMOS型電界効果トランジスタQ1〜Q4から成るフルブリッジ型(H型)とされている。トランジスタQ1、Q2のドレインは互いに接続されており、その接続ノードは電源電圧ラインに接続されている。トランジスタQ1、Q2のソースは、各々トランジスタQ3、Q4のドレインに接続されている。トランジスタQ3、Q4のソースは、各々接地されている。このような平衡出力回路とすることにより、歪みやノイズが互いに相殺されるので、原音に対する忠実度を向上することが可能となる。
【0021】
上側、下側ゲートドライブ回路12a、12bは、CMOSゲートを用いて構成されており、ΔΣ変換部11で生成された1ビットディジタルオーディオ信号に基づいてトランジスタQ1〜Q4の制御信号を生成する。トランジスタQ1、Q2のゲートには、上側ゲートドライブ回路12aで生成された制御信号が入力されており、トランジスタQ3、Q4のゲートには、下側ゲートドライブ回路12bで生成された制御信号が入力されている。これらの制御信号によって、対角位置のトランジスタQ1、Q4同士、並びにトランジスタQ2、Q3同士は互いに同相駆動され、上側のトランジスタQ1、Q2同士、並びに下側のトランジスタQ3、Q4同士は互いに逆相駆動される。その結果、スイッチング増幅回路13のプッシュプル動作が実現され、1ビットディジタルオーディオ信号は必要な出力レベルに増幅される。
【0022】
D/A変換回路14a、14bは、スイッチング増幅回路13で得られた増幅1ビットディジタルオーディオ信号をアナログ変換して、後段の外部機器2に送出するローパスフィルタであり、コイルL1、L2とコンデンサC1、C2を有して成る。コイルL1、L2の一端は、スイッチング増幅回路13の正相出力端(トランジスタQ1のソースとトランジスタQ3のドレインとの接続ノード)、及び逆相出力端(トランジスタQ2のソースとトランジスタQ4のドレインとの接続ノード)に各々接続されている。また、コイルL1、L2の他端は、各々外部出力端子に接続される一方、コンデンサC1、C2を介して各々接地ラインにも接続されている。
【0023】
なお、上記した1ビットディジタルアンプ10の電源ラインは、充電池30から電源供給を受けて動作する電源回路40に接続されており、接地ラインは、アースされた筐体に接続されている。電源回路40から上側ゲートドライブ回路12aへの第1電源ラインE1には第1可変電圧(例えば2.5〜4.5[V])が印加されており、下側ゲートドライブ回路12bへの第2電源ラインE2には固定電圧(例えば2.5[V])が印加されている。また、電源回路40からスイッチング増幅回路13への第3電源ラインE3には第2可変電圧(例えば0〜2[V])が印加されている。
【0024】
従って、スイッチング増幅回路13で得られる増幅1ビットディジタルオーディオ信号の出力振幅は、第2可変電圧に応じて適宜制御することが可能である。また、本実施形態の電源回路40は、第2可変電圧の可変制御に併せて、上側ゲートドライブ回路12aに印加する第1可変電圧についても可変制御する構成としている。例えば、本実施形態のように、スイッチング増幅回路13を構成するスイッチ素子がNチャネルMOS型電界効果トランジスタである場合には、オン時のゲート電圧が常にソース電圧よりも所定値だけ高くなるように、第1可変電圧を制御する。このような電源制御を行うことにより、スイッチング増幅回路13の増幅動作に影響を与えることなく、その駆動電圧を必要最小限に抑えることができるので、小出力振幅時における1ビットディジタルアンプ10の消費電力を削減することが可能となる。
【0025】
また、上記構成から成るオーディオ再生装置1には、1ビットディジタルアンプ10の電力増幅動作をいつでも始められる状態に維持しながら装置の消費電力を削減する動作モード(いわゆるスタンバイモード)が具備されており、本発明は、該スタンバイモード時におけるスイッチング増幅回路13の駆動制御に特徴を有するものである。
【0026】
具体的に述べると、本実施形態のオーディオ再生装置1は、上記したスタンバイモードへの移行に際して、電源回路40自体の動作を停止させるのではなく、第3電源ラインE3への給電を停止する一方で第1電源ラインE1への給電を継続し、トランジスタQ1〜Q4のうち接地側のトランジスタQ3、Q4をオン状態とする構成としている。
【0027】
このような構成とすることにより、上記のスタンバイモード時には、1ビットディジタルアンプ10の出力端子(すなわちオーディオ再生装置1に接続される外部機器2の入力端子)が、コイルL1、L2とコンデンサC1、C2から成る並列回路を介して、アースされた筐体に接続されることになる。従って、該スタンバイモード時に人間が筐体に触れた場合であっても、前記並列回路の反共振作用により、装置近傍の商用交流電源によって人体に誘起された静電誘導電圧が筐体から外部機器2に入力されにくくなるので、スピーカ3での耳障りなハムノイズ発生を防止することが可能となる。
【0028】
なお、本実施形態のオーディオ再生装置1では、スタンバイモードへの移行後も、上側、下側ゲートドライブ回路12a、12bへの給電を継続する必要があるが、スイッチング増幅回路13のプッシュプル駆動は完全に停止されるので、トランジスタQ1〜Q4に貫通電流が流れたり、スイッチングロスが生じたりすることは一切ない。従って、電源回路40自体を非動作としていた従来構成とほぼ同等の省電力を実現することができる。
【0029】
また、本実施形態のオーディオ再生装置1において、下側ゲートドライブ回路12bは、スタンバイモードへの移行に際し、マイコン20から入力される消音用のミュート信号(イネーブル時にトランジスタQ3、Q4をオン状態とするスイッチング制御信号)に基づいて、上記したトランジスタQ3、Q4の駆動制御を行う構成としている。このように、従来から存在するミュート信号を流用することにより、別途のコントロール信号を用意する必要がなくなるので、マイコン制御の複雑化を回避することが可能となる。
【0030】
さらに、本実施形態のオーディオ再生装置1では、電源回路40への電源供給を遮断するためのスイッチ素子を設ける必要がなくなるので、従来構成に比べて部品点数の削減やそれに伴うコストダウン、工程簡略化、装置規模縮小等を図ることが可能となる。
【0031】
なお、上記の実施形態では、ΔΣ変換部やD/A変換回路を有して成るオーディオ再生装置を例に挙げて説明を行ったが、本発明の構成はこれに限定されるものではなく、1ビットディジタルオーディオ信号が外部から直接入力される構成であってもよいし、D/A変換回路を装置外部に有する構成であってもよい。
【0032】
また、上記の実施形態では、スイッチング増幅回路13を4つのNチャネルMOS型電界効果トランジスタQ1〜Q4から成るフルブリッジ型(H型)とした場合を例に挙げて説明を行ったが、本発明の構成はこれに限定されるものではなく、2つのトランジスタから成るハーフブリッジ型としてもよいし、PチャネルMOS型電界効果トランジスタを用いた構成としても構わない。
【0033】
また、上記の実施形態では、スイッチング増幅回路13について、上側トランジスタQ1、Q2を電源ラインに接続し、下側トランジスタQ3、Q4を接地した正電源構成を例に挙げて説明を行ったが、本発明の構成はこれに限定されるものではなく、上側トランジスタQ1、Q2を接地し、下側トランジスタQ3、Q4を電源ラインに接続した負電源構成としても構わない。
【0034】
【発明の効果】
上記したように、本発明に係るオーディオ再生装置であれば、スタンバイ時における再生音へのハムノイズ重畳を防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るオーディオ再生装置の一実施形態を示すブロック図である。
【図2】オーディオ再生装置の一従来例を示すブロック図である。
【符号の説明】
1 オーディオ再生装置
2 外部機器
3L、3R スピーカ
10 1ビットディジタルアンプ
11 ΔΣ変換部
12a、12b 上側、下側ゲートドライブ回路
13 スイッチング増幅回路
14a、14b 正相側、逆相側ローパスフィルタ(LPF)
20 マイコン
30 充電池
40 電源回路
Q1、Q2、Q3、Q4 NチャネルMOS型電界効果トランジスタ
L1、L2 コイル
C1、C2 コンデンサ
E1、E2 第1、第2電源ライン(第1、第2の可変電源電圧)
E3 第3電源ライン(固定電源電圧)
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an audio reproducing apparatus having a bridge output circuit.
[0002]
[Prior art]
In recent years, digital amplifiers (class D amplifiers, etc.) that are more power efficient than analog amplifiers (class A amplifiers, etc.) have begun to be mounted on audio playback devices against the backdrop of advances in modulation / demodulation technology and improved response of power elements. In particular, the applicant of the present application includes a ΔΣ converter that converts an analog audio signal or a multi-bit digital audio signal into a 1-bit digital audio signal, a switching amplifier that amplifies (amplifies) the 1-bit digital audio signal, and an amplification A 1-bit digital amplifier comprising a digital / analog conversion unit for converting the 1-bit digital audio signal into an analog signal is disclosed and proposed (see, for example, Patent Document 1), and an audio reproduction equipped with the amplifier is provided. The device has been put to practical use.
[0003]
FIG. 2 is a block diagram showing a conventional example of an audio playback apparatus. As shown in this figure, in the 1-bit digital amplifier 110 mounted in the conventional audio reproduction apparatus 100, the switching amplifier 113 is formed by connecting at least a pair of field effect transistors in series between a power supply line and a ground line. A bridge-type push-pull power amplifier circuit is used, and the digital / analog converter 114 is a low-pass filter including a capacitor Ca and a coil La, one end of which is connected to the ground line. When a half-bridge type unbalanced output circuit is used as the switching amplifier 113 in this way, a DC cut capacitor Cb is required between the switching amplifier 113 and the digital / analog converter 114. . The power line of the 1-bit digital amplifier 110 is connected to a power supply circuit 140 that operates by receiving power supply from a device power supply 130 (rechargeable battery or the like), and the ground line is connected to a grounded casing. It was.
[0004]
Further, the conventional audio playback apparatus 100 generally consumes power while temporarily stopping the power supply to the microcomputer 120 other than the main controller 120 and maintaining the power amplification operation of the 1-bit digital amplifier 110 at any time. An operation mode (so-called standby mode) for reducing power was provided.
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-2002-246852 [0006]
[Problems to be solved by the invention]
Certainly, the audio playback device described above can reproduce the original sound more faithfully than an audio playback device equipped with an analog amplifier or multi-bit digital amplifier, while also reducing power consumption and extending battery life. It is also possible to do.
[0007]
However, the conventional audio playback device 100 releases the switch element Qx provided on the power supply path from the device power supply 120 to the power supply circuit 140 in the standby mode to stop the operation of the power supply circuit 140 itself, and to other than the microcomputer 120. In the standby mode, the gates of the field effect transistors Qa and Qb constituting the switching amplifier 113 are in a floating state, and the output terminal of the 1-bit digital amplifier 110 (that is, audio reproduction) The input terminal of the external device 200 connected to the apparatus 100) is to be connected to a grounded casing via the capacitor Ca.
[0008]
Therefore, in the conventional audio playback device 100, when a human touches the case in the standby mode, the electrostatic induction voltage induced in the human body by the commercial AC power source near the device is transferred from the case to the external device 200 via the capacitor Ca. As a result, there is a problem that an unpleasant hum noise is generated in the speaker 300. In the standby mode, since power supply to the gate drive circuit 112 is also stopped, it is impossible to mute the output of the speaker 300.
[0009]
In view of the above problems, an object of the present invention is to provide an audio playback apparatus capable of preventing the occurrence of hum noise during standby.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, an audio reproduction device according to the present invention includes a power supply circuit that controls power supply to each part of the device, a bridge output circuit that is formed by connecting at least a pair of switch elements in series between a power source and a ground, And a drive circuit that performs drive control of the switch element based on the input audio signal. When the output operation of the bridge output circuit is temporarily stopped, the power supply circuit While the power supply to the output circuit is stopped, the power supply to the drive circuit is continued, and the drive circuit is configured to turn on the ground side of the switch elements.
[0011]
More specifically, the audio reproduction apparatus according to the present invention includes a grounded casing, a power supply circuit that controls power supply to each part of the apparatus, an analog audio signal and a multi-bit digital audio signal, and a 1-bit digital audio signal. Obtained by the 1-bit conversion section, the bridge type switching amplifier circuit in which at least a pair of field effect transistors are connected in series between the power supply circuit and the housing, and the 1-bit conversion section Obtained by the switching amplifier circuit by a gate drive circuit that controls the driving of the field effect transistor based on a bit digital audio signal, and a coil and a capacitor connected in series between the output terminal of the switching amplifier circuit and the housing. Digit to convert the amplified 1-bit digital audio signal In the audio reproducing apparatus comprising the analog / digital converter, when the amplifying operation of the switching amplifier circuit is temporarily stopped, the power supply circuit stops power supply to the switching amplifier circuit while the gate drive Power supply to the circuit is continued, and the gate drive circuit is configured to turn on the ground side of the field effect transistor.
[0012]
With this configuration, when the switching amplifier circuit is temporarily stopped, its output terminal is connected to a grounded casing through a parallel circuit composed of a coil and a capacitor. Even when the body is touched, the anti-resonance action of the parallel circuit can prevent the generation of hum noise.
[0013]
In the audio reproducing apparatus having the above-described configuration, the gate drive circuit performs drive control of the field effect transistor based on a mute signal for muting when the amplification operation of the switching amplifier circuit is temporarily stopped. Good. By adopting such a configuration, it is not necessary to prepare a separate control signal, so that control complexity can be avoided.
[0014]
In the audio reproducing apparatus having the above-described configuration, the switching amplifier circuit may be a full bridge type balanced output circuit having four field effect transistors. With such a configuration, distortion and noise cancel each other, so that the fidelity to the original sound can be improved.
[0015]
In the audio reproducing apparatus having the above configuration, the power supply circuit may be configured to variably control the voltage applied to the gate drive circuit in accordance with the voltage applied to the switching amplifier circuit. By adopting such a configuration, the drive voltage can be suppressed to the minimum necessary without affecting the operation of the switching amplifier circuit, so that it is possible to reduce the power consumption when the output amplitude is small. .
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a block diagram (partially including a circuit diagram) showing an embodiment of an audio reproducing apparatus according to the present invention, and particularly shows an analog signal output unit thereof.
[0017]
As shown in this figure, the audio reproduction apparatus 1 of this embodiment includes a 1-bit digital amplifier 10 that digitally amplifies an input signal, a microcomputer 20 that performs overall control of apparatus operation, and a rechargeable battery 30 that is a DC power supply of the apparatus. And a power supply circuit 40 that controls power supply to each part of the apparatus, and has a function of outputting an analog audio signal to the external device 2 connected in the subsequent stage. The external device 2 is a device that drives the L and R channel output speakers 3L and 3R based on an analog audio signal from the audio playback device 1, and a commercial AC power source is generally used as the drive power source. It is done.
[0018]
As shown in the figure, the 1-bit digital amplifier 10 includes a ΔΣ converter 11, upper and lower gate drive circuits 12a and 12b, a switching amplifier circuit 13, and digital / analog converter circuits 14a and 14b (hereinafter referred to as D). / A [Digital / Analog] conversion circuits 14a and 14b).
[0019]
The ΔΣ converter 11 converts an analog audio signal or a multi-bit digital audio signal into a PDM [Pulse Density Modulation] signal or a PWM [Pulse Width Modulation] signal, which is a 1-bit digital audio signal, using a ΔΣ modulation method. The data is sent to the upper and lower gate drive circuits 12a and 12b in the subsequent stage.
[0020]
The structure of the switching amplifier circuit 13 is a full bridge type (H type) composed of four N channel MOS type field effect transistors Q1 to Q4. The drains of the transistors Q1 and Q2 are connected to each other, and the connection node is connected to the power supply voltage line. The sources of the transistors Q1 and Q2 are connected to the drains of the transistors Q3 and Q4, respectively. The sources of the transistors Q3 and Q4 are each grounded. By using such a balanced output circuit, distortion and noise cancel each other, so that the fidelity to the original sound can be improved.
[0021]
The upper and lower gate drive circuits 12a and 12b are configured using CMOS gates, and generate control signals for the transistors Q1 to Q4 based on the 1-bit digital audio signal generated by the ΔΣ converter 11. The control signal generated by the upper gate drive circuit 12a is input to the gates of the transistors Q1 and Q2, and the control signal generated by the lower gate drive circuit 12b is input to the gates of the transistors Q3 and Q4. ing. By these control signals, the transistors Q1 and Q4 at the diagonal positions and the transistors Q2 and Q3 are driven in the same phase, and the upper transistors Q1 and Q2 and the lower transistors Q3 and Q4 are driven in the opposite phases. Is done. As a result, the push-pull operation of the switching amplifier circuit 13 is realized, and the 1-bit digital audio signal is amplified to a necessary output level.
[0022]
The D / A conversion circuits 14a and 14b are low-pass filters that convert the amplified 1-bit digital audio signal obtained by the switching amplifier circuit 13 into an analog signal and send it to the external device 2 at the subsequent stage. The coils L1 and L2 and the capacitor C1 , C2. One ends of the coils L1 and L2 are connected to the positive phase output terminal (a connection node between the source of the transistor Q1 and the drain of the transistor Q3) and the negative phase output terminal (the source of the transistor Q2 and the drain of the transistor Q4). Connection node). The other ends of the coils L1 and L2 are connected to external output terminals, respectively, and are also connected to ground lines via capacitors C1 and C2.
[0023]
The power line of the 1-bit digital amplifier 10 described above is connected to a power circuit 40 that operates by receiving power from the rechargeable battery 30, and the ground line is connected to a grounded casing. A first variable voltage (for example, 2.5 to 4.5 [V]) is applied to the first power supply line E1 from the power supply circuit 40 to the upper gate drive circuit 12a, and the first variable voltage to the lower gate drive circuit 12b is applied. A fixed voltage (for example, 2.5 [V]) is applied to the two power supply lines E2. A second variable voltage (for example, 0 to 2 [V]) is applied to the third power supply line E3 from the power supply circuit 40 to the switching amplifier circuit 13.
[0024]
Therefore, the output amplitude of the amplified 1-bit digital audio signal obtained by the switching amplifier circuit 13 can be appropriately controlled according to the second variable voltage. Further, the power supply circuit 40 of the present embodiment is configured to variably control the first variable voltage applied to the upper gate drive circuit 12a in addition to the variable control of the second variable voltage. For example, as in the present embodiment, when the switching element constituting the switching amplifier circuit 13 is an N-channel MOS field effect transistor, the gate voltage when turned on is always higher than the source voltage by a predetermined value. The first variable voltage is controlled. By performing such power supply control, the driving voltage can be suppressed to the minimum necessary without affecting the amplification operation of the switching amplifier circuit 13, so that the consumption of the 1-bit digital amplifier 10 at a small output amplitude is achieved. Electric power can be reduced.
[0025]
The audio playback apparatus 1 having the above-described configuration is provided with an operation mode (so-called standby mode) for reducing the power consumption of the apparatus while maintaining the power amplification operation of the 1-bit digital amplifier 10 at any time. The present invention is characterized by drive control of the switching amplifier circuit 13 in the standby mode.
[0026]
More specifically, the audio playback device 1 according to the present embodiment stops power supply to the third power supply line E3 instead of stopping the operation of the power supply circuit 40 itself when shifting to the standby mode. Thus, the power supply to the first power supply line E1 is continued, and the transistors Q3 and Q4 on the ground side among the transistors Q1 to Q4 are turned on.
[0027]
With this configuration, in the standby mode, the output terminal of the 1-bit digital amplifier 10 (that is, the input terminal of the external device 2 connected to the audio playback device 1) is connected to the coils L1, L2 and the capacitor C1, It will be connected to a grounded enclosure via a parallel circuit consisting of C2. Therefore, even when a person touches the case in the standby mode, the electrostatic induction voltage induced in the human body by the commercial AC power source in the vicinity of the device is caused from the case to the external device by the anti-resonance action of the parallel circuit. Therefore, it is possible to prevent an unpleasant hum noise from occurring in the speaker 3.
[0028]
In the audio playback device 1 of the present embodiment, it is necessary to continue power supply to the upper and lower gate drive circuits 12a and 12b after the transition to the standby mode, but the push-pull drive of the switching amplifier circuit 13 is performed. Since it is completely stopped, no through current flows through the transistors Q1 to Q4 and no switching loss occurs. Accordingly, it is possible to realize power saving substantially equivalent to the conventional configuration in which the power supply circuit 40 itself is not operated.
[0029]
Further, in the audio reproduction device 1 of the present embodiment, the lower gate drive circuit 12b turns on the mute signal for mute input from the microcomputer 20 during the transition to the standby mode (the transistors Q3 and Q4 are turned on when enabled). Based on the switching control signal), the drive control of the transistors Q3 and Q4 described above is performed. In this way, by diverting the conventional mute signal, it becomes unnecessary to prepare a separate control signal, so that it is possible to avoid complication of microcomputer control.
[0030]
Furthermore, in the audio reproducing apparatus 1 of the present embodiment, since it is not necessary to provide a switch element for cutting off the power supply to the power supply circuit 40, the number of parts is reduced as compared with the conventional configuration, the associated cost is reduced, and the process is simplified. It is possible to reduce the size of the apparatus and the like.
[0031]
In the above embodiment, the audio reproducing apparatus including the ΔΣ conversion unit and the D / A conversion circuit has been described as an example. However, the configuration of the present invention is not limited to this, A 1-bit digital audio signal may be directly input from the outside, or a D / A conversion circuit may be provided outside the apparatus.
[0032]
In the above embodiment, the switching amplifier circuit 13 is described as an example of a full bridge type (H type) composed of four N channel MOS type field effect transistors Q1 to Q4. The configuration is not limited to this, and may be a half-bridge type including two transistors, or a configuration using a P-channel MOS field effect transistor.
[0033]
In the above embodiment, the switching amplifier circuit 13 has been described by taking as an example a positive power supply configuration in which the upper transistors Q1 and Q2 are connected to the power supply line and the lower transistors Q3 and Q4 are grounded. The configuration of the invention is not limited to this, and a negative power supply configuration in which the upper transistors Q1 and Q2 are grounded and the lower transistors Q3 and Q4 are connected to the power supply line may be employed.
[0034]
【The invention's effect】
As described above, the audio playback device according to the present invention can prevent hum noise from being superimposed on the playback sound during standby.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of an audio playback apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing a conventional example of an audio playback device.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Audio reproduction apparatus 2 External apparatus 3L, 3R Speaker 10 1-bit digital amplifier 11 ΔΣ conversion units 12a, 12b Upper and lower gate drive circuits 13 Switching amplifier circuits 14a, 14b Positive phase side, negative phase side low-pass filter (LPF)
20 microcomputer 30 rechargeable battery 40 power supply circuit Q1, Q2, Q3, Q4 N-channel MOS field effect transistor L1, L2 coil C1, C2 capacitors E1, E2 first and second power supply lines (first and second variable power supply voltages )
E3 Third power line (fixed power supply voltage)

Claims (5)

装置各部への給電制御を行う電源回路と、電源・接地間に少なくとも一対のスイッチ素子を直列接続して成るブリッジ出力回路と、入力されたオーディオ信号に基づいて前記スイッチ素子の駆動制御を行うドライブ回路と、を有して成るオーディオ再生装置において、
前記ブリッジ出力回路の出力動作を一時停止する際、前記電源回路は、前記ブリッジ出力回路への給電を停止する一方で前記ドライブ回路への給電を継続し、前記ドライブ回路は、前記スイッチ素子のうち接地側をオン状態とすることを特徴とするオーディオ再生装置。
A power supply circuit that controls power supply to each part of the device, a bridge output circuit in which at least a pair of switch elements are connected in series between the power supply and the ground, and a drive that controls drive of the switch elements based on an input audio signal And an audio playback device comprising: a circuit;
When temporarily suspending the output operation of the bridge output circuit, the power supply circuit stops supplying power to the bridge output circuit while continuing to supply power to the drive circuit. An audio reproducing apparatus characterized in that a grounding side is turned on.
アースされた筐体と、装置各部への給電制御を行う電源回路と、アナログオーディオ信号や多ビットディジタルオーディオ信号を1ビットディジタルオーディオ信号に変換する1ビット変換部と、前記電源回路と前記筐体との間に少なくとも一対の電界効果トランジスタを直列接続して成るブリッジ型のスイッチング増幅回路と、前記1ビット変換部で得られた1ビットディジタルオーディオ信号に基づいて前記電界効果トランジスタの駆動制御を行うゲートドライブ回路と、前記スイッチング増幅回路の出力端と前記筐体との間に直列接続されたコイルとコンデンサにより前記スイッチング増幅回路で得られた増幅1ビットディジタルオーディオ信号をアナログ変換するディジタル/アナログ変換部と、を有して成るオーディオ再生装置において、
前記スイッチング増幅回路の増幅動作を一時停止する際、前記電源回路は、前記スイッチング増幅回路への給電を停止する一方で前記ゲートドライブ回路への給電を継続し、前記ゲートドライブ回路は、前記電界効果トランジスタのうち接地側をオン状態とすることを特徴とするオーディオ再生装置。
A grounded case, a power supply circuit for controlling power supply to each part of the apparatus, a 1-bit conversion unit for converting an analog audio signal or a multi-bit digital audio signal into a 1-bit digital audio signal, the power supply circuit, and the case And driving control of the field effect transistor based on a 1-bit digital audio signal obtained by the 1-bit converter and a bridge-type switching amplifier circuit in which at least a pair of field-effect transistors are connected in series with each other Digital / analog conversion for analog conversion of an amplified 1-bit digital audio signal obtained by the switching amplifier circuit by a gate drive circuit, a coil and a capacitor connected in series between the output terminal of the switching amplifier circuit and the housing And an audio playback device comprising Stomach,
When temporarily suspending the amplification operation of the switching amplifier circuit, the power supply circuit stops supplying power to the switching amplifier circuit while continuing to supply power to the gate drive circuit, and the gate drive circuit includes the field effect An audio reproducing apparatus characterized in that a ground side of a transistor is turned on.
前記スイッチング増幅回路の増幅動作を一時停止する際、前記ゲートドライブ回路は、消音用のミュート信号に基づいて、前記電界効果トランジスタの駆動制御を行うことを特徴とする請求項2に記載のオーディオ再生装置。3. The audio reproduction according to claim 2, wherein when the amplification operation of the switching amplifier circuit is temporarily stopped, the gate drive circuit performs drive control of the field effect transistor based on a mute signal for muting. apparatus. 前記スイッチング増幅回路は、4つの電界効果トランジスタを有して成るフルブリッジ型の平衡出力回路であることを特徴とする請求項2または請求項3に記載のオーディオ再生装置。4. The audio reproducing apparatus according to claim 2, wherein the switching amplifier circuit is a full-bridge type balanced output circuit including four field effect transistors. 前記電源回路は、前記スイッチング増幅回路への印加電圧に応じて、前記ゲートドライブ回路への印加電圧を可変制御することを特徴とする請求項2〜請求項4のいずれかに記載のオーディオ再生装置。5. The audio reproduction device according to claim 2, wherein the power supply circuit variably controls the voltage applied to the gate drive circuit in accordance with the voltage applied to the switching amplifier circuit. 6. .
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2010041680A (en) * 2008-08-08 2010-02-18 Hitachi Kokusai Electric Inc Class-d amplifier

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