JP2005079692A - 信号処理装置及びd級アンプ装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 ディジタルオーディオ信号のチャネルchA,Bに対して相互に異なる再標本化点A,Bを設定して、その再標本化点A,Bにおけるディジタルオーディオ信号の補間信号を抽出し、その補間信号の位相を補正する。これにより、ディジタルオーディオ信号のチャネル数が増加しても、輻射雑音の発生を低減することができる。
【選択図】 図1
Description
ただし、ドライバ回路においては、ディジタルオーディオ信号の周期に応じて電源とグランド間に大きな貫通電流が流れ、その貫通電流が原因で輻射雑音が発生する。
なお、ディジタルオーディオ信号のチャネル数が多数ある場合、各チャネルのトランジスタが同一のタイミングでオンすることがあり、この場合には、貫通電流が足し合わされて輻射雑音が増加する。
図1はこの発明の実施の形態1によるD級アンプ装置を示す構成図であり、図において、信号処理装置1はディジタルオーディオ信号(入力信号)からPWM信号を生成する。ディジタル増幅部2は増幅手段を構成し、信号処理装置1により生成されたPWM信号を増幅するフルブリッジドライバ3,4を備えている。LCフィルタ5,6はインダクタとキャパシタからなるローパスフィルタであり、フルブリッジドライバ3,4により増幅されたPWM信号をアナログ信号に変換してスピーカ7,8に出力する。
サンプリングレートコンバータ12はディジタルオーディオ信号のサンプリング周波数Fsiをサンプリング周波数Fsoに変換する。周波数比計測部13はサンプリング周波数Fsiとサンプリング周波数Fsoの周波数比を計測する。再標本化点設定部14aはディジタルオーディオ信号のチャネルchAの再標本化点Aを設定し、再標本化点設定部14bはディジタルオーディオ信号のチャネルchBの再標本化点Bを設定する。
なお、周波数比計測部13及び再標本化点設定部14a,14bから設定手段が構成されている。
位相補正処理部16は補間処理部15により抽出された補間信号Bの位相を補正する位相補正手段を構成している。
周波数比計測部13は、サンプリングレートコンバータ12が入力するディジタルオーディオ信号(例えば、PCM信号)のサンプリング周波数Fsiの基準クロックと、サンプリングレートコンバータ12が出力するディジタルオーディオ信号のサンプリング周波数Fsoの基準クロックとを入力し、そのサンプリング周波数Fsiとサンプリング周波数Fsoの周波数比(=サンプリング周波数Fsiの基準クロック/サンプリング周波数Fsoの基準クロック)を計測する。
チャネルchAの再標本化点A=周波数比計測部13の計測値±固定値
再標本化点設定部14bは、周波数比計測部13がサンプリング周波数Fsiとサンプリング周波数Fsoの周波数比を計測すると、その周波数比計測部13の計測値と上記固定値とずらし量(ずらし制御信号が示すずらし量)とを加算、あるいは、その計測値から上記固定値と上記ずらし量を減算して、チャネルchBの再標本化点Bを計算する。
チャネルchBの再標本化点B=周波数比計測部13の計測値±(固定値+ずらし量)
なお、ずらし量自体は、システムクロック1周期(MCK)を1単位とし、1×MCK、2×MCK、・・・、5×MCK、・・・と可変する。また、2ch以上の用途においては、チャネルch毎で別々に最適なずらし量を設定する。
例えば、オーディオ信号のチャネルchAの信号波形が図2の波形1である場合、サンプリング点である“●”と“●”の間を例えば線形補間して、再標本化点Aに相当する“○”を抽出する(図2の波形2を参照)。
また、補間処理部15は、再標本化点設定部14bが再標本化点Bを設定すると、ディジタルオーディオ信号のチャネルchBに対する補間処理を実施して、その再標本化点BにおけるチャネルchBの補間信号Bを抽出する。
例えば、オーディオ信号のチャネルchBの信号波形が図2の波形1である場合、サンプリング点である“●”と“●”の間を例えば線形補間して、再標本化点Bに相当する“△”を抽出する(図2の波形3−1を参照)。
即ち、チャネルchBの補間信号Bの位相補正量をずらし制御信号が示すずらし量に応じて決定し、その位相補正量だけ補間信号Bの位相を補正する(図2の波形3−2を参照)。上記のように、チャネルchAの補間信号Aの位相を補正しない場合には、チャネルchBの補間信号Bの位相補正量はずらし量に一致する。
ここでは、チャネルchAの補間信号Aについては位相補正を実施していないが、チャネルchAの補間信号Aについても位相補正を実施するようにしてもよい。この場合、その補間信号Aを位相補正する分だけ、チャネルchBの補間信号Bの位相補正量が変化する。
ΔΣ変調器18は、オーディオ信号処理後の補間信号A,BをΔΣ変調し、PWM変調器19は、ΔΣ変調後の補間信号A,BからPWM信号を生成する(図2の波形4−1,4−2を参照)。
ただし、オーディオ信号処理部17,ΔΣ変調器18及びPWM変調器19におけるチャネルchAの補間信号Aについての演算処理タイミングは、クロック制御部11により生成された演算処理タイミング信号Aの受信時であり、また、オーディオ信号処理部17,ΔΣ変調器18及びPWM変調器19におけるチャネルchBの補間信号Bについての演算処理タイミングは、クロック制御部11により生成された演算処理タイミング信号Bの受信時である。
LCフィルタ5,6は、ディジタル増幅部2のフルブリッジドライバ3,4により増幅されたチャネルchA,BのPWM信号をアナログ信号に変換してスピーカ7,8に出力する。
即ち、チャネルchAとチャネルchBの動作タイミングをずらすことができるので、チャネルchA,chBのトランジスタ(フルブリッジドライバ3,4を構成するトランジスタ)が同一のタイミングでオンする事態を回避して、輻射雑音の発生を低減することができる。
なお、この実施の形態1の場合、上述したように、チャネルchAとチャネルchBの動作タイミングをずらすことで、同時タイミングの動作を防止しているが、単に、一方のチャネルchの信号を遅延させることで、同時タイミングの動作を防止しているものとは異なるので、チャネル間の位相差が発生する不具合を伴うことはない。
図3はこの発明の実施の形態1によるD級アンプ装置を示す構成図であり、図において、図1と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
位相補正処理部20はPWM変調器19により生成されたPWM信号の位相を補正する位相補正手段を構成している。
位相補正処理部20の補正処理内容は、補正対象の信号が異なるだけで、位相補正処理部16と基本的に同様である。
即ち、チャネルchBのPWM信号の位相補正量をずらし制御信号が示すずらし量に応じて決定し、その位相補正量だけチャネルchBのPWM信号の位相を補正する。上記のように、チャネルchAのPWM信号の位相を補正しない場合には、チャネルchBのPWM信号の位相補正量はずらし量に一致する。
ここでは、チャネルchAのPWM信号については位相補正を実施していないが、チャネルchAのPWM信号についても位相補正を実施するようにしてもよい。この場合、チャネルchAのPWM信号を位相補正する分だけ、チャネルchBのPWM信号の位相補正量が変化する。
また、この実施の形態2によれば、オーディオ信号処理部17,ΔΣ変調器18及びPWM変調器19は、クロック制御部11から演算処理タイミング信号Aを受信したとき、チャネルA,Bの補間信号A,Bの演算処理を同じタイミングで実施することができるため、上記実施の形態1よりも処理の簡単化を図ることができる。その結果、上記実施の形態1よりも回路規模を削減することができる効果を奏する。
上記実施の形態1では、補間処理部15の後段に位相補正処理部16を設置し、上記実施の形態2では、PWM変調器19の後段に位相補正処理部20を設置するものについて示したが、これに限るものではなく、位相補正処理部16や20と同様の位相補正処理部を例えばオーディオ信号処理部17やΔΣ変調器18の後段に設置するようにしてもよく、上記実施の形態1,2と同様の効果を奏する。
なお、通常は、輻射対策や回路規模削減の観点から、位相補正処理部を最も適切な位置に設置する。
上記実施の形態1〜3では、クロック制御部11の回路構成については特に言及していないが、一般的にはフリップフロップを並べることにより実現することができる。
また、複数のチャネルchを取り扱うD級アンプ装置では、基準となる同期クロックが装置中に存在するのが普通である。その場合、基準となる同期クロックのタイミングをずらすことで同様の制御を実現することができる(図4を参照)。
図4の例では、同期クロックAに同期して演算処理タイミング信号Aを生成している。また、ずらし制御信号に対応して、同期クロックAとずれている同期クロックBを生成し、その同期クロックBに同期して演算処理タイミング信号Bを生成している。
Claims (6)
- 複数の入力信号に対して相互に異なる再標本化点を設定する設定手段と、上記設定手段により設定された再標本化点における上記入力信号の補間信号を抽出する補間手段と、上記補間手段により抽出された補間信号の位相を補正する位相補正手段と、上記位相補正手段により位相が補正された補間信号からパルス変調信号を生成する信号生成手段とを備えた信号処理装置。
- 複数の入力信号に対して相互に異なる再標本化点を設定する設定手段と、上記設定手段により設定された再標本化点における上記入力信号の補間信号を抽出する補間手段と、上記補間手段により抽出された補間信号からパルス変調信号を生成する信号生成手段と、上記信号生成手段により生成されたパルス変調信号の位相を補正する位相補正手段とを備えた信号処理装置。
- 位相補正手段は、相互に異なる再標本化点のずらし量に応じて位相補正量を決定することを特徴とする請求項1または請求項2記載の信号処理装置。
- 複数の入力信号に対して相互に異なる再標本化点を設定する設定手段と、上記設定手段により設定された再標本化点における上記入力信号の補間信号を抽出する補間手段と、上記補間手段により抽出された補間信号の位相を補正する位相補正手段と、上記位相補正手段により位相が補正された補間信号からパルス変調信号を生成する信号生成手段と、上記信号生成手段により生成されたパルス変調信号を増幅する増幅手段とを備えたD級アンプ装置。
- 複数の入力信号に対して相互に異なる再標本化点を設定する設定手段と、上記設定手段により設定された再標本化点における上記入力信号の補間信号を抽出する補間手段と、上記補間手段により抽出された補間信号からパルス変調信号を生成する信号生成手段と、上記信号生成手段により生成されたパルス変調信号の位相を補正する位相補正手段と、上記位相補正手段により位相が補正されたパルス変調信号を増幅する増幅手段とを備えたD級アンプ装置。
- 位相補正手段は、相互に異なる再標本化点のずらし量に応じて位相補正量を決定することを特徴とする請求項4または請求項5記載のD級アンプ装置。
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