JP2006166391A - Switching amplifier and switching amplifier driving method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、スイッチングアンプ及びスイッチングアンプの駆動方法に関し、例えばPWM(Pulse Wide Modulation)アンプに適用して好適なものである。 The present invention relates to a switching amplifier and a driving method of the switching amplifier, and is suitable for application to, for example, a PWM (Pulse Wide Modulation) amplifier.
従来、PWMアンプにおいては、MOS(Metal Oxide Semiconductor)−FET(Field Effect Transistor)をアンプ出力段におけるスイッチング素子として用いており、スピーカ出力の高音質化を追求するために当該MOS−FET(以下、これをFETと呼ぶ)におけるオン抵抗(スイッチング素子をオンさせたときの抵抗)を極力小さくすることが求められている。 Conventionally, in a PWM amplifier, a MOS (Metal Oxide Semiconductor) -FET (Field Effect Transistor) is used as a switching element in an amplifier output stage. There is a demand for minimizing the on-resistance (resistance when the switching element is turned on) in an FET).
一方、D級増幅器においては、オン抵抗が低抵抗となるCMOSトランジスタによってスイッチング回路を構成することにより電源効率を良くするようになされたものがある(例えば、特許文献1参照)。
ところでかかる構成のPWMアンプにおいては、スイッチング素子として用いられるFETを並列に複数並べたり、チップサイズを大きくすることにより、いわゆるオン抵抗を小さくすることができるが、チップサイズを大きくして大電流を流すようにした分だけFETにおけるゲートの入力容量が大きくなってしまう。 By the way, in the PWM amplifier having such a configuration, by arranging a plurality of FETs used as switching elements in parallel or by increasing the chip size, the so-called on-resistance can be reduced. The input capacitance of the gate of the FET becomes larger by the amount of current flowing.
実際上PWMアンプにおいては、無信号時におけるPWMパルスのデューティー比が50%であるのに対し、有信号時にはPWMパルスのデューティー比が変化するようになされているが、スイッチング動作については無信号時であってもデューティー比50%の割合でFETをオンオフ動作させており、その際にも僅かながら電力消費が発生する。 In practice, in the PWM amplifier, the duty ratio of the PWM pulse when there is no signal is 50%, whereas the duty ratio of the PWM pulse changes when there is a signal, but the switching operation is not when there is no signal. Even so, the FET is turned on and off at a duty ratio of 50%, and a slight amount of power is consumed.
この電力消費は入力容量に比例して大きくなるためPWMアンプにおいては、オン抵抗を小さくするためにチップサイズを大きくすると、入力容量が大きくなる分だけFETを動作させるプリドライバー段の電流増加につながって消費電力を増大させると共に、FETのスイッチング動作に伴う発熱量の増大をも招くという問題があった。 Since this power consumption increases in proportion to the input capacitance, increasing the chip size to reduce the on-resistance in a PWM amplifier leads to an increase in the current of the pre-driver stage that operates the FET by the increase in the input capacitance. As a result, the power consumption is increased, and the amount of heat generated by the switching operation of the FET is increased.
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、無駄な発熱及び消費電力を低減し得る高音質のスイッチングアンプ及びスイッチングアンプの駆動方法を提案しようとするものである。 The present invention has been made in view of the above points, and intends to propose a high-quality switching amplifier and a switching amplifier driving method capable of reducing wasteful heat generation and power consumption.
かかる課題を解決するため本発明においては、第1のオン抵抗を有するトランジスタをプッシュプル接続することにより構成された第1の出力段と、第1のオン抵抗よりも低い第2のオン抵抗を有するトランジスタをプッシュプル接続することにより構成された第2の出力段と、第1の出力段及び第2の出力段における双方の出力端に接続され、当該第1の出力段及び当該第2の出力段からの出力を平滑する平滑手段と、入力信号に応じた駆動電圧を第1の出力段及び第2の出力段へ供給する駆動電圧供給手段と、入力信号が無信号もしくは入力信号が所定レベル以下の小信号であるか否かを判定する判定手段と、当該判定手段による判定結果に応じて第1の出力段又は第2の出力段を選択的に切り換える制御手段とを設けることにより、入力信号が無信号もしくは小信号のときにはオン抵抗は大きいが入力容量の少ない第1の出力段を用いて無駄な発熱や消費電力の増大を防止して高効率化を図ると共に、入力信号がそれ以外のときには入力容量は大きいが第1の出力手段よりもオン抵抗の小さな第2の出力段を用いてスイッチングアンプの高音質化を達成することができる。 In order to solve such a problem, in the present invention, a first output stage configured by push-pull connection of transistors having a first on-resistance, and a second on-resistance lower than the first on-resistance are provided. A second output stage configured by push-pull connection of transistors, and connected to both output terminals of the first output stage and the second output stage, and the first output stage and the second output stage Smoothing means for smoothing the output from the output stage, drive voltage supply means for supplying a drive voltage corresponding to the input signal to the first output stage and the second output stage, and no input signal or a predetermined input signal By providing a determination unit that determines whether or not the signal is a small signal of a level or less, and a control unit that selectively switches the first output stage or the second output stage according to the determination result by the determination unit, Enter When the signal is no signal or small signal, the first output stage with high on-resistance but low input capacity is used to prevent wasteful heat generation and increase in power consumption, and to improve efficiency, and the input signal is other than that In this case, the sound quality of the switching amplifier can be improved by using the second output stage having a large input capacitance but a smaller on-resistance than the first output means.
また本発明においては、第1のオン抵抗を有するトランジスタをプッシュプル接続することにより構成された第1の出力段と、第1のオン抵抗よりも低い第2のオン抵抗を有するトランジスタをプッシュプル接続することにより構成された第2の出力段とが複数並列接続された出力段郡と、当該出力段郡における各出力段に接続され、当該各出力段からの出力を平滑する平滑手段と、入力信号に応じた駆動電圧を出力段郡における各出力段へ供給する駆動電圧供給手段と、入力信号の状態を判定する判定手段と、当該判定手段による判定結果に応じて出力段郡における各出力段を選択的に切り換えるセレクタ手段とを設けることにより、出力段郡における各出力段を入力信号の状態に応じた任意の組合せにより最適化した状態で用いることができるため、無駄な発熱や消費電力の増大を防止して高効率化を図りながら、スイッチングアンプの高音質化を達成することができる。 Further, in the present invention, the first output stage configured by push-pull connection of the transistors having the first on-resistance and the transistor having the second on-resistance lower than the first on-resistance are pushed-pull. A plurality of output stage groups connected in parallel to each other, and a smoothing means connected to each output stage in the output stage group for smoothing the output from each output stage; Drive voltage supply means for supplying a drive voltage corresponding to the input signal to each output stage in the output stage group, determination means for determining the state of the input signal, and each output in the output stage group according to the determination result by the determination means By providing selector means for selectively switching the stages, it is possible to use each output stage in the output stage group in a state optimized by any combination according to the state of the input signal. Kill Therefore, while achieving high efficiency and prevent an increase in wasteful heat generation and power consumption, it is possible to achieve high sound quality of the switching amplifier.
また発明においては、第1のオン抵抗を有するトランジスタをプッシュプル接続することにより構成された第1の出力段と、第1のオン抵抗よりも低い第2のオン抵抗を有するトランジスタをプッシュプル接続することにより構成された第2の出力段との双方の出力端に接続され、当該第1の出力段及び当該第2の出力段からの出力を平滑する平滑手段とによって構成されたアンプ出力手段に対し、外部からの入力信号に応じた駆動電圧を供給する駆動電圧供給ステップと、入力信号が無信号もしくは入力信号が所定レベル以下の小信号であるか否かを判定する判定ステップと、当該判定ステップによる判定結果に応じて第1の出力段又は第2の出力段を選択的に切り換える制御ステップとを設けることにより、入力信号が無信号時もしくは小信号のときにはオン抵抗は大きいが入力容量の少ない第1の出力段を用いて無駄な発熱や消費電力の増大を防止して高効率化を図ると共に、入力信号がそれ以外のときには入力容量は大きいが第1の出力手段よりもオン抵抗の小さな第2の出力段を用いてアンプ出力手段の高音質化を達成することができる。 According to the present invention, the first output stage configured by push-pull connection of a transistor having a first on-resistance and the transistor having a second on-resistance lower than the first on-resistance are connected by push-pull connection. Amplifier output means connected to both output terminals of the second output stage constituted by the first output stage and smoothing means for smoothing the output from the second output stage. On the other hand, a drive voltage supply step for supplying a drive voltage according to an external input signal, a determination step for determining whether the input signal is a no signal or the input signal is a small signal below a predetermined level, A control step of selectively switching the first output stage or the second output stage according to the determination result of the determination step, or when the input signal is no signal or The first output stage with high on-resistance but low input capacity is used for signals to prevent wasteful heat generation and increase in power consumption, thereby achieving high efficiency and large input capacity for other input signals However, it is possible to achieve a higher sound quality of the amplifier output means by using the second output stage having a smaller on-resistance than the first output means.
本発明によれば、入力信号が無信号時もしくは小信号のときにはオン抵抗は大きいが入力容量の少ない第1の出力段を用いることにより無駄な発熱や消費電力の増大を防止して高効率化を図ると共に、入力信号がそれ以外のときには入力容量は大きいが第1の出力手段よりもオン抵抗の小さな第2の出力段を用いることにより高音質化を達成し得るスイッチングアンプ及びスイッチングアンプの駆動方法を実現することができる。 According to the present invention, when the input signal is no signal or a small signal, the first output stage having a large on-resistance but a small input capacitance is used to prevent unnecessary heat generation and increase in power consumption, thereby improving efficiency. Switching amplifier capable of achieving high sound quality by using the second output stage whose input capacitance is large but the on-resistance is smaller than that of the first output means when the input signal is other than that, and driving of the switching amplifier A method can be realized.
また本発明によれば、出力段郡における各出力段を入力信号の状態に応じた任意の組合せにより最適化した状態で用いることができるため、無駄な発熱や消費電力の増大を防止して高効率化を図りながら、スイッチングアンプの高音質化を達成し得るスイッチングアンプを実現することができる。 Further, according to the present invention, each output stage in the output stage group can be used in an optimized state by an arbitrary combination according to the state of the input signal, so that it is possible to prevent unnecessary heat generation and increase in power consumption. It is possible to realize a switching amplifier that can achieve higher sound quality of the switching amplifier while improving efficiency.
以下、図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。 Hereinafter, an embodiment of the invention will be described in detail with reference to the drawings.
(1)第1の実施の形態
図1において、1は全体として第1の実施の形態におけるPWMアンプの構成を示し、当該PWMアンプ1では入力端子2から供給された入力信号S1をPWMプロセッサー3に入力する。
(1) First Embodiment In FIG. 1,
PWMプロセッサー3は、入力信号S1をパルス幅変調することにより当該入力信号S1に応じたデューティー比でなるPWMパルスに変換し、当該PWMパルスにおけるプラスの駆動電圧信号及びマイナスの駆動電圧信号をプリドライバー4へ供給する。
The
プリドライバー4は、プラスの駆動電圧信号に応じた駆動電圧をスイッチ回路SW1を介してFETQ1のゲートに印加することにより当該FETQ1をオン動作させ、またマイナスの駆動電圧信号に応じた駆動電圧をスイッチ回路SW2を介してFETQ3のゲートに印加することにより当該FETQ3をオン動作させるようになされている。 The pre-driver 4 turns on the FET Q1 by applying a drive voltage corresponding to the positive drive voltage signal to the gate of the FET Q1 via the switch circuit SW1, and switches the drive voltage corresponding to the negative drive voltage signal. The FET Q3 is turned on by being applied to the gate of the FET Q3 via the circuit SW2.
このFETQ1及びQ3は、主にスイッチング素子として用いられており、当該FETQ1がオン動作するときにはFETQ3がオフ動作し、逆にFETQ3がオン動作するときにはFETQ1がオフ動作することにより第1のプッシュプル回路を構成するようになされている。 The FETs Q1 and Q3 are mainly used as switching elements. When the FET Q1 is turned on, the FET Q3 is turned off. When the FET Q3 is turned on, the FET Q1 is turned off. It is made to constitute.
なおFETQ1及びQ3のゲートにはそれぞれバイアス抵抗R1及びR3が接続されており、これによりスイッチ回路SW1及びSW2の切替端子SW1A及びSW2Aが端子T1及びT3に接続された場合に所定電位の駆動電圧がFETQ1及びQ3に供給されると共に、スイッチ回路SW1及びSW2の切替端子SW1A及びSW2Aが端子T2及びT4に接続された場合に当該FETQ1及びQ3のゲートキャリアを早く引き抜きFETQ1及びQ3が動作し続けてしまうことを防止している。 Bias resistors R1 and R3 are connected to the gates of the FETs Q1 and Q3, respectively, so that when the switching terminals SW1A and SW2A of the switch circuits SW1 and SW2 are connected to the terminals T1 and T3, a driving voltage having a predetermined potential is generated. When the switching terminals SW1A and SW2A of the switch circuits SW1 and SW2 are connected to the terminals T2 and T4, the gate carriers of the FETs Q1 and Q3 are quickly pulled out and the FETs Q1 and Q3 continue to operate. To prevent that.
またFETQ1及びQ3は、当該FETQ1のソースとFETQ3のソースとが接続され、その接続中点がコイルL1及びコンデンサC1からなるローパスフィルタLPFを介してスピーカ出力に接続されると共に、FETQ1のドレインがプラス電源Vccに接続され、FETQ3のドレインがマイナス電源Vssに接続されている。 The FETQ1 and Q3 are connected to the source of the FETQ1 and the source of the FETQ3, the midpoint of the connection is connected to the speaker output via a low-pass filter LPF composed of the coil L1 and the capacitor C1, and the drain of the FETQ1 is positive. The drain of the FET Q3 is connected to the negative power source Vss.
ところで端子T2及びT4は、FETQ2のゲート及びFETQ4のゲートに接続されると共に、当該FETQ2のゲート及びFETQ4のゲートにはFETQ1及びQ3と同様にそれぞれバイアス抵抗R2及びR4が接続されている。 By the way, the terminals T2 and T4 are connected to the gate of the FET Q2 and the gate of the FET Q4, and the bias resistors R2 and R4 are connected to the gate of the FET Q2 and the gate of the FET Q4, respectively, similarly to the FETs Q1 and Q3.
またFETQ2及びQ4は、当該FETQ2のソースとFETQ4のソースとが接続され、その接続中点がコイルL1及びコンデンサC1からなるローパスフィルタLPFを介してスピーカ出力に接続されている。 The FETs Q2 and Q4 are connected to the source of the FET Q2 and the source of the FET Q4, and the midpoint of the connection is connected to the speaker output via a low-pass filter LPF including a coil L1 and a capacitor C1.
この場合のFETQ2のドレインについても、FETQ1と同様にプラス電源Vccに接続されると共にFETQ4のドレインがFETQ3と同様にマイナス電源Vssに接続されている。 In this case, the drain of the FET Q2 is also connected to the plus power source Vcc as in the FET Q1, and the drain of the FET Q4 is connected to the minus power source Vss as in the FET Q3.
このFETQ2及びQ4も、スイッチング素子として用いられており、当該FETQ2がオン動作するときにはFETQ4がオフ動作し、逆にFETQ4がオン動作するときにはFETQ2がオフ動作することにより第2のプッシュプル回路を構成するようになされている。 The FETs Q2 and Q4 are also used as switching elements. When the FET Q2 is turned on, the FET Q4 is turned off. Conversely, when the FET Q4 is turned on, the FET Q2 is turned off, thereby forming a second push-pull circuit. It is made to do.
このPWMアンプ1では、FETQ1及びQ3からなる第1のプッシュプル回路の出力と、FETQ2及びQ4からなる第2のプッシュプル回路によって増幅された出力がローパスフィルタLPFによって平滑された後、スピーカ出力としてスピーカ(図示せず)に供給される。
In this
すなわちPWMアンプ1では、FETQ1及びQ3からなる第1のプッシュプル回路、FETQ2及びQ4からなる第2のプッシュプル回路及びローパスフィルタLPFによってアンプ出力段を構成するようになされている。
That is, in the
ここでFETQ1及びQ3は、FETQ2及びQ4よりもオン抵抗が大きくゲートの入力容量が小さなチップで構成されているのに対し、FETQ2及びQ4は、FETQ1及びQ3よりもオン抵抗が小さくゲートの入力容量が大きなチップで構成されている。 Here, FETs Q1 and Q3 are composed of a chip having a larger on-resistance and a smaller gate input capacitance than FETs Q2 and Q4, whereas FETs Q2 and Q4 have a smaller on-resistance than FETs Q1 and Q3 and a gate input capacitance. Is made up of big chips.
従ってマイクロコンピュータ5は、入力端子2から入力された入力信号S1を監視し、信号入力がない場合や、若しくは入力信号S1が例えば2〜3[W]の微弱な小信号である場合に該当するか否かを判別し、入力信号S1が無信号もしくは小信号であると認識したときには、効率を考慮してスイッチ回路SW1及びSW2の切替端子SW1A及びSW2Aを端子T1及びT3に接続させることにより、FETQ1又はQ3を駆動させてゲートの入力容量が小さな第1のプッシュプル回路だけを動作させるようになされている。
Therefore, the
またマイクロコンピュータ5は、入力信号S1を監視した結果として当該入力信号S1が例えば50〜100[W]程度の大信号時であると認識したときには、音質を考慮してスイッチ回路SW1及びSW2の切替端子SW1A及びSW2Aを端子T2及びT4に接続させることにより、FETQ1及びQ3からなる第1のプッシュプル回路における動作を停止させたうえでFETQ2又はQ4を駆動させて第2のプッシュプル回路だけを動作させるようになされている。
When the
以上の構成において、PWMアンプ1ではオン抵抗が大きいがゲートの入力容量の小さなFETQ1及びQ3、ゲートの入力容量は大きいがオン抵抗の小さなFETQ2及びQ4をスイッチング素子として有し、入力信号S1が無信号時もしくは小信号時であるときにはスイッチ回路SW1及びSW2の切替端子SW1A及びSW2Aを端子T1及びT3に接続し、入力容量の小さなFETQ1又はQ3を駆動させて第1のプッシュプル回路だけを動作させるようにしたことにより、不必要で無駄なドライブ電流を削減し消費電力が増大することや無駄な発熱を防止し、高効率化を図ることができる。
In the above configuration, the
またPWMアンプ1では、入力信号S1が大信号時であるときにはスイッチ回路SW1及びSW2の切替端子SW1A及びSW2Aを端子T2及びT4に切り換え、FETQ1及びQ3よりもオン抵抗が小さなFETQ2又はQ4を駆動させて第2のプッシュプル回路だけをオン動作させるようにしたことにより、FETQ2及びQ4のゲートに対する充放電を短時間で実行し得、かくしてオン抵抗の低減により高音質化を達成することができる。
Further, in the
以上の構成によれば、PWMアンプ1では入力信号S1の監視結果に応じてFETQ1及びQ3からなる第1のプッシュプル回路と、FETQ2及びQ4からなる第2のプッシュプル回路とを切り換えて用いるようにしたことにより、無駄な発熱や消費電力の増大を防止し得ると共に高音質化を実現することができる。
According to the above configuration, the
(2)第2の実施の形態
図1との対応部分に同一符号を付して示す図2において、11は全体として第2の実施の形態におけるPWMアンプの構成を示し、当該PWMアンプ11においても第1の実施の形態と同様に入力端子2から供給された入力信号S1をPWMプロセッサー3に入力する。
(2) Second Embodiment In FIG. 2, in which parts corresponding to those in FIG. 1 are assigned the same reference numerals, 11 indicates the overall configuration of the PWM amplifier in the second embodiment. Similarly to the first embodiment, the input signal S1 supplied from the
PWMプロセッサー3は、入力信号S1をパルス幅変調することにより当該入力信号S1に応じたデューティー比でなるPWMパルスに変換し、当該PWMパルスにおけるプラスの駆動電圧信号及びマイナスの駆動電圧信号をプリドライバー4へ供給する。
The
プリドライバー4は、プラスの駆動電圧信号に応じた駆動電圧をFETQ1のゲートに直接印加することにより当該FETQ1をオン動作させ、またマイナスの駆動電圧信号に応じた駆動電圧をFETQ3のゲートに直接印加することにより当該FETQ3をオン動作させるようになされている。
The
すなわちプリドライバー4は、FETQ1及びQ3に対して駆動電圧を常時印加するようになされており、これにより当該FETQ1及びQ3からなる第1のプッシュプル回路を常時動作させるようになされている。
That is, the
因みに第2の実施の形態におけるPWMアンプ11においては第1の実施の形態とは異なり、プリドライバー4の出力とFETQ1及びQ3のゲートとが直接接続されており、当該FETQ1及びQ3のゲートにバイアス抵抗は接続されていない。
Incidentally, in the
またFETQ1及びQ3は、第1の実施の形態と同様に当該FETQ1のソースとFETQ3のソースとが接続され、その接続中点がコイルL1及びコンデンサC1からなるローパスフィルタLPFを介してスピーカ出力に接続されると共に、FETQ1のドレインがプラス電源Vccに接続されると共にFETQ3のドレインがマイナス電源Vssに接続されている。 FETs Q1 and Q3 are connected to the source of FET Q1 and the source of FET Q3 as in the first embodiment, and the midpoint of the connection is connected to the speaker output via a low-pass filter LPF comprising a coil L1 and a capacitor C1. At the same time, the drain of the FET Q1 is connected to the positive power source Vcc, and the drain of the FET Q3 is connected to the negative power source Vss.
ところでプリドライバー4の出力は、端子T5及びT6に対しても供給されており、スイッチ回路SW3及びSW4の切替端子SW3A及びSW4Aが端子T5及びT6に接続された場合にはFETQ2及びQ4のゲートに対しても駆動電圧をそれぞれ印加するようになされている。
By the way, the output of the
なおFETQ2及びFETQ4は、第1の実施の形態と同様に当該FETQ2のゲート及びFETQ4のゲートにバイアス抵抗R2及びR4が接続されている。 In the FET Q2 and FET Q4, bias resistors R2 and R4 are connected to the gate of the FET Q2 and the gate of the FET Q4, as in the first embodiment.
またFETQ2及びFETQ4は、当該FETQ2のソースとFETQ4のソースとが接続され、その接続中点がコイルL1及びコンデンサC1からなるローパスフィルタLPFを介してスピーカ出力に接続されている。 The FET Q2 and FET Q4 are connected to the source of the FET Q2 and the source of the FET Q4, and the midpoint of the connection is connected to the speaker output via a low-pass filter LPF composed of a coil L1 and a capacitor C1.
この場合のFETQ2のドレインも、FETQ1と同様にプラス電源Vccに接続されると共にFETQ4のドレインがFETQ3と同様にマイナス電源Vssに接続されている。 In this case, the drain of the FET Q2 is also connected to the positive power source Vcc as in the FET Q1, and the drain of the FET Q4 is connected to the negative power source Vss as in the FET Q3.
このFETQ2及びQ4は、FETQ1及びQ3と同様にスイッチング素子として用いられており、当該FETQ2がオン動作するときにはFETQ4がオフ動作し、逆にFETQ4がオン動作するときにはFETQ2がオフ動作することにより第2のプッシュプル回路を構成している。 The FETs Q2 and Q4 are used as switching elements similarly to the FETs Q1 and Q3. When the FET Q2 is turned on, the FET Q4 is turned off. When the FET Q4 is turned on, the FET Q2 is turned off. The push-pull circuit is configured.
このPWMアンプ11では、FETQ1及びQ3からなる第1のプッシュプル回路と、FETQ2及びQ4からなる第2のプッシュプル回路との出力がローパスフィルタLPFによって平滑された後、スピーカ出力としてスピーカ(図示せず)に供給される。
In this
すなわちPWMアンプ11においても、FETQ1及びQ3からなる第1のプッシュプル回路、FETQ2及びQ4からなる第2のプッシュプル回路及びローパスフィルタLPFによってアンプ出力段を構成するようになされている。
That is, also in the
ここでFETQ1及びQ3は、第1の実施の形態と同様にFETQ2及びQ4よりもオン抵抗が大きく入力容量が小さなチップであるのに対し、FETQ2及びQ4は、第1の実施の形態と同様にFETQ1及びQ3よりもオン抵抗が小さく入力容量が大きなチップである。 Here, the FETs Q1 and Q3 are chips having a larger on-resistance and a smaller input capacitance than the FETs Q2 and Q4 as in the first embodiment, whereas the FETs Q2 and Q4 are similar to those in the first embodiment. This is a chip with smaller on-resistance and larger input capacitance than FETs Q1 and Q3.
従ってマイクロコンピュータ5は、入力端子2から入力された入力信号S1を監視し、信号入力がない場合や、若しくは入力信号S1が例えば2〜3[W]の微弱な小信号である場合か否かを判別し、入力信号S1が無信号もしくは小信号であるときには効率を考慮してスイッチ回路SW3及びSW4の切替端子SW3A及びSW4Aを端子T5及びT6から切り離し、FETQ1又はQ3からなる第1のプッシュプル回路だけを動作させるようになされている。
Therefore, the
またマイクロコンピュータ5は、入力信号S1を監視した結果として当該入力信号S1が例えば50〜100[W]程度の大信号時であるときには、音質を考慮してスイッチ回路SW3及びSW4の切替端子SW3A及びSW4Aを端子T5及びT6に接続させることにより、FETQ1及びQ3からなる第1のプッシュプル回路については引き続き動作させると共に、FETQ2又はQ4についても駆動させて第2のプッシュプル回路を動作させ、当該第1のプッシュプル回路及び第2のプッシュプル回路を併用して用いるようになされている。
When the input signal S1 is a large signal of, for example, about 50 to 100 [W] as a result of monitoring the input signal S1, the
以上の構成において、PWMアンプ11ではオン抵抗が大きく入力容量の小さなFETQ1及びQ3と、オン抵抗が小さく入力容量の大きなFETQ2及びQ4をスイッチング素子として有し、入力信号S1が無信号時もしくは小信号時であるときにはスイッチ回路SW3及びSW4の切替端子SW3A及びSW4Aを端子T5及びT6から切り離し、入力容量の小さなFETQ1又はQ3を駆動させて第1のプッシュプル回路だけを動作させるようにしたことにより、無駄なドライブ電流を削減し消費電力が増大することや無駄な発熱を防止して高効率化を図ることができる。
In the above configuration, the
またPWMアンプ11では、入力信号S1が大信号時であるときにはスイッチ回路SW3及びSW4の切替端子SW3A及びSW4Aを端子T5及びT6に接続させ、FETQ1又はQ3からなる第1のプッシュプル回路を引き続き動作させると共に、オン抵抗が小さく入力容量の大きなFETQ2又はQ4を駆動させて第2のプッシュプル回路についても動作させるようにしたことにより、FETQ2及びQ4のゲートに対する充放電を短時間で実行し、第1のプッシュプル回路及び第2のプッシュプル回路を併用して高音質化を達成することができる。
In the
以上の構成によれば、PWMアンプ1では入力信号S1の監視結果に応じてFETQ1及びQ3からなる第1のプッシュプル回路だけを動作させる場合と、当該第1のプッシュプル回路に加えてFETQ2及びQ4からなる第2のプッシュプル回路についても併せて動作させる場合とを切換えることができるようにしたことにより、無駄な発熱や消費電力の増大を防止し得ると共に高音質化を実現することができる。
According to the above configuration, the
(3)第3の実施の形態
図1との対応部分に同一符号を付して示す図3において21は全体として第3の実施の形態におけるPWMアンプの構成を示し、当該PWMアンプ21においても第1の実施の形態と同様に入力端子2から供給された入力信号S1をPWMプロセッサー3に入力する。
(3) Third Embodiment In FIG. 3, in which parts corresponding to those in FIG. 1 are assigned the same reference numerals, 21 indicates the overall configuration of the PWM amplifier in the third embodiment. The input signal S1 supplied from the
PWMプロセッサー3は、入力信号S1をパルス幅変調することにより当該入力信号S1に応じたデューティー比でなるPWMパルスに変換し、当該PWMパルスにおけるプラスの駆動電圧信号及びマイナスの駆動電圧信号をスイッチ回路SW5及びSW6を介して端子T7、T8もしくは端子T9、T10へ出力する。
The
スイッチ回路SW5及びSW6は、端子T7、T8又は端子T9、T10に切り換え可能であり、当該スイッチ回路SW5及びSW6の切替端子SW5A及びSW6Aが第1のドライバー回路22に接続されている。 The switch circuits SW5 and SW6 can be switched to terminals T7 and T8 or terminals T9 and T10. The switch terminals SW5A and SW6A of the switch circuits SW5 and SW6 are connected to the first driver circuit 22.
第1のドライバー回路22は、内部のプリドライバー22Aによりスイッチ回路SW5及びSW6を介してPWMプロセッサー3から供給されるプラスの駆動電圧信号に応じた駆動電圧をFETQ1のゲートに印加することにより当該FETQ1をオン動作させ、またマイナスの駆動電圧信号に応じた駆動電圧をFETQ3のゲートに印加することにより当該FETQ3をオン動作させる。
The first driver circuit 22 applies a drive voltage corresponding to a positive drive voltage signal supplied from the
このFETQ1及びQ3は、第1の実施の形態と同様に第1のプッシュプル回路を構成し、当該第1のプッシュプル回路の出力がコイルL1及びコンデンサC1からなるローパスフィルタLPFを介してスピーカ出力に接続されている。 The FETs Q1 and Q3 constitute a first push-pull circuit as in the first embodiment, and the output of the first push-pull circuit is output to the speaker via a low-pass filter LPF comprising a coil L1 and a capacitor C1. It is connected to the.
一方、端子T9及びT10は、第2のドライバー回路23に接続されており、当該第2のドライバー回路23は内部のプリドライバー23Aによりスイッチ回路SW5及びSW6を介してPWMプロセッサー3から供給されるプラスの駆動電圧信号に応じた駆動電圧をFETQ2のゲートに印加することにより当該FETQ2をオン動作させ、またマイナスの駆動電圧信号に応じた駆動電圧をFETQ4のゲートに印加することにより当該FETQ4をオン動作させる。
On the other hand, the terminals T9 and T10 are connected to the second driver circuit 23. The second driver circuit 23 is supplied from the
このFETQ2及びQ4についても、第1の実施の形態と同様に第2のプッシュプル回路を構成し、当該第2のプッシュプル回路の出力がコイルL1及びコンデンサC1からなるローパスフィルタLPFを介してスピーカ出力に接続されている。 The FETs Q2 and Q4 also form a second push-pull circuit as in the first embodiment, and the output of the second push-pull circuit is a speaker via a low-pass filter LPF composed of a coil L1 and a capacitor C1. Connected to the output.
このPWMアンプ21でも、FETQ1及びQ3からなる第1のプッシュプル回路と、FETQ2及びQ4からなる第2のプッシュプル回路の出力がローパスフィルタLPFによって平滑された後、スピーカ出力としてスピーカ(図示せず)に供給される。
Also in this
すなわちPWMアンプ21においても、FETQ1及びQ3からなる第1のプッシュプル回路、FETQ2及びQ4からなる第2のプッシュプル回路及びローパスフィルタLPFによってアンプ出力段を構成するようになされている。
That is, in the
ここでFETQ1及びQ3は、第1の実施の形態と同様にFETQ2及びQ4よりもオン抵抗が大きく入力容量が小さなチップであるのに対し、FETQ2及びQ4は、第1の実施の形態と同様にFETQ1及びQ3よりもオン抵抗が小さく入力容量が大きなチップである。 Here, the FETs Q1 and Q3 are chips having a larger on-resistance and a smaller input capacitance than the FETs Q2 and Q4 as in the first embodiment, whereas the FETs Q2 and Q4 are similar to those in the first embodiment. This is a chip with smaller on-resistance and larger input capacitance than FETs Q1 and Q3.
従ってマイクロコンピュータ5は、入力端子2から入力された入力信号S1を監視し、信号入力がない場合や、若しくは小信号である場合であるか否かを判別し、入力信号S1が無信号もしくは小信号であると認識したときには効率を考慮してスイッチ回路SW5及びSW6の切替端子SW5A及びSW6Aを端子T7及びT8に接続し、第1のドライバー回路22のFETQ1又はQ3からなる第1のプッシュプル回路だけを動作させるようになされている。
Therefore, the
またマイクロコンピュータ5は、入力信号S1を監視した結果として当該入力信号S1が例えば50〜100[W]程度の大信号であると認識したときには、音質を考慮してスイッチ回路SW5及びSW6の切替端子SW5A及びSW6Aを端子T9及びT10に接続させることにより、FETQ2又はQ4を駆動させて第2のプッシュプル回路だけを動作させるようになされている。
When the
以上の構成において、PWMアンプ21ではオン抵抗が大きく入力容量の小さなFETQ1及びQ3とプリドライバー22Aとが一体化された第1のドライバー回路22と、オン抵抗が小さく入力容量の大きなFETQ2及びQ4とプリドライバー23Aとが一体化された第2のドライバー回路23とを有し、入力信号S1が無信号もしくは小信号であるときにはスイッチ回路SW5及びSW6の切替端子SW5A及びSW6Aを端子T7及びT8に接続し、第1のドライバー回路22により入力容量の小さなFETQ1及びQ3からなる第1のプッシュプル回路だけを動作させるようにしたことにより、無駄なドライブ電流を削減し消費電力が増大することや無駄な発熱を防止して高効率化を図ることができる。
In the above configuration, the
またPWMアンプ21では、入力信号S1が大信号であるときにはスイッチ回路SW5及びSW6の切替端子SW5A及びSW6Aを端子T9及びT10に接続し、第2のドライバー回路23によりオン抵抗が小さく入力容量の大きなFETQ2又はQ4からなる第2のプッシュプル回路だけを動作させるようにしたことにより、FETQ2及びQ4のゲートに対する充放電を短時間で実行し高音質化を達成することができる。
In the
以上の構成によれば、PWMアンプ21では入力信号S1の監視結果に応じてプリドライバー22A及びFETQ1、Q3が一体化された第1のドライバー回路22と、プリドライバー23A及びFETQ2、Q4が一体化された第2のドライバー回路23とを切り換えて用いるようにしたことにより、無駄な発熱や消費電力の増大を防止し得ると共に高音質化を実現することができる。
According to the above configuration, in the
(4)第4の実施の形態
図3との対応部分に同一符号を付して示す図4において31は全体として第4の実施の形態におけるPWMアンプの構成を示し、当該PWMアンプ21においても第1の実施の形態と同様に入力端子2から供給された入力信号S1をPWMプロセッサー3に入力する。
(4) Fourth Embodiment In FIG. 4, in which parts corresponding to those in FIG. 3 are assigned the same reference numerals, 31 indicates the overall configuration of the PWM amplifier in the fourth embodiment. The input signal S1 supplied from the
PWMプロセッサー3は、入力信号S1をパルス幅変調することにより当該入力信号S1に応じたデューティー比でなるPWMパルスに変換し、当該PWMパルスにおけるプラスの駆動電圧信号及びマイナスの駆動電圧信号を第1のドライバー回路22へ直接出力する。
The
第1のドライバー回路22は、内部のプリドライバー22Aによってプラスの駆動電圧信号に応じた駆動電圧をFETQ1のゲートに印加することにより当該FETQ1をオン動作させ、またマイナスの駆動電圧信号に応じた駆動電圧をFETQ3のゲートに印加することにより当該FETQ3をオン動作させるようになされている。
The first driver circuit 22 turns on the FET Q1 by applying a driving voltage corresponding to the positive driving voltage signal to the gate of the FET Q1 by the
すなわち第1のドライバー回路22は、FETQ1及びQ3に対して駆動電圧を常時印加するようになされており、当該FETQ1及びQ3からなる第1のプッシュプル回路を常時動作させるようになされている。 That is, the first driver circuit 22 is configured to always apply a drive voltage to the FETs Q1 and Q3, and to always operate the first push-pull circuit including the FETs Q1 and Q3.
因みに第4の実施の形態におけるPWMアンプ31では、第3の実施の形態とは異なり、PWMプロセッサー3の出力と第1のドライバー回路22とが直接接続されており、当該第1のドライバー回路22におけるFETQ1及びQ3のゲートにバイアス抵抗は接続されていない。
Incidentally, in the
またFETQ1及びQ3は、第3の実施の形態と同様に当該FETQ1のソースとFETQ3のソースとが接続され、FETQ1のドレインがプラス電源Vccに接続されると共にFETQ3のドレインがマイナス電源Vssに接続されている。 In the FETs Q1 and Q3, the source of the FET Q1 and the source of the FET Q3 are connected as in the third embodiment, the drain of the FET Q1 is connected to the positive power source Vcc, and the drain of the FET Q3 is connected to the negative power source Vss. ing.
このFETQ1及びQ3は、第3の実施の形態と同様に第1のプッシュプル回路を構成し、当該第1のプッシュプル回路の出力がコイルL1及びコンデンサC1からなるローパスフィルタLPFを介してスピーカ出力に接続されている。 The FETs Q1 and Q3 constitute a first push-pull circuit as in the third embodiment, and the output of the first push-pull circuit is output to a speaker via a low-pass filter LPF composed of a coil L1 and a capacitor C1. It is connected to the.
ところでPWMプロセッサー3の出力は、スイッチ回路SW7及びSW8に対しても供給されており、スイッチ回路SW7及びSW8の切替端子SW7A及びSW8Aが端子T11及びT12に接続された場合には第1のドライバー回路22だけではなく、第2のドライバー回路23のプリドライバー23Aを介してFETQ2及びQ4のゲートに対しても駆動電圧を印加するようになされている。
By the way, the output of the
第2のドライバー回路23は、内部のプリドライバー23Aによってプラスの駆動電圧信号に応じた駆動電圧をFETQ2のゲートに印加することにより当該FETQ2をオン動作させ、またマイナスの駆動電圧信号に応じた駆動電圧をFETQ4のゲートに印加することにより当該FETQ4をオン動作させるようになされている。
The second driver circuit 23 turns on the FET Q2 by applying a driving voltage corresponding to the positive driving voltage signal to the gate of the FET Q2 by the
すなわち第2のドライバー回路23は、スイッチ回路SW7及びSW8の切替端子SW7A及びSW8Aが端子T11及びT12に接続されたときだけ、FETQ2及びQ4に対して駆動電圧を印加して当該FETQ2及びQ4からなる第2のプッシュプル回路を動作させるようになされている。 That is, the second driver circuit 23 includes the FETs Q2 and Q4 by applying a driving voltage to the FETs Q2 and Q4 only when the switching terminals SW7A and SW8A of the switch circuits SW7 and SW8 are connected to the terminals T11 and T12. The second push-pull circuit is operated.
この第2のプッシュプル回路の出力についても、コイルL1及びコンデンサC1からなるローパスフィルタLPFを介してスピーカ出力に接続されている。 The output of the second push-pull circuit is also connected to the speaker output via a low-pass filter LPF composed of a coil L1 and a capacitor C1.
このPWMアンプ31においても、FETQ1及びQ3からなる第1のプッシュプル回路と、FETQ2及びQ4からなる第2のプッシュプル回路の出力がローパスフィルタLPFによって平滑された後、スピーカ出力としてスピーカ(図示せず)に供給される。
Also in this
すなわちPWMアンプ31においても、FETQ1及びQ3からなる第1のプッシュプル回路、FETQ2及びQ4からなる第2のプッシュプル回路及びローパスフィルタLPFによってアンプ出力段を構成するようになされている。
That is, also in the
ここでFETQ1及びQ3は、第3の実施の形態と同様にFETQ2及びQ4よりもオン抵抗が大きく入力容量が小さなチップであるのに対し、FETQ2及びQ4は、第3の実施の形態と同様にFETQ1及びQ3よりもオン抵抗が小さく入力容量が大きなチップである。 Here, FETs Q1 and Q3 are chips having a larger on-resistance and a smaller input capacitance than FETs Q2 and Q4 as in the third embodiment, whereas FETs Q2 and Q4 are similar to those in the third embodiment. This is a chip with smaller on-resistance and larger input capacitance than FETs Q1 and Q3.
従ってマイクロコンピュータ5は、入力端子2から入力された入力信号S1を監視し、信号入力がない場合や、若しくは小信号である場合か否かを判別し、入力信号S1が無信号もしくは小信号であると認識したときには効率を考慮してスイッチ回路SW7及びSW8の切替端子SW7A及びSW8Aを端子T11及びT12から切り離し、第1のドライバー回路22におけるFETQ1又はQ3からなる第1のプッシュプル回路だけを動作させるようになされている。
Therefore, the
またマイクロコンピュータ5は、入力信号S1を監視した結果として当該入力信号S1が例えば50〜100[W]程度の大信号であると認識したときには音質を考慮してスイッチ回路SW7及びSW8の切替端子SW7A及びSW8Aを端子T11及びT12に接続させることにより、FETQ1及びQ3からなる第1のプッシュプル回路については引き続き動作させると共に、FETQ2又はQ4についても駆動させて第2のプッシュプル回路についても動作させ、当該第1のプッシュプル回路及び第2のプッシュプル回路を併用するようになされている。
When the
以上の構成において、PWMアンプ31ではオン抵抗が大きく入力容量の小さなFETQ1及びQ3とプリドライバー22Aとが一体化された第1のドライバー回路22と、オン抵抗が小さく入力容量の大きなFETQ2及びQ4とプリドライバー23Aとが一体化された第2のドライバー回路23とを有し、入力信号S1が無信号もしくは小信号であるときにはスイッチ回路SW7及びSW8の切替端子SW7A及びSW8Aを端子T11及びT12から切り離し、第1のドライバー回路22により入力容量の小さなFETQ1及びQ3からなる第1のプッシュプル回路だけを動作させるようにしたことにより、無駄なドライブ電流を削減し消費電力が増大することや無駄な発熱を防止して高効率化を図ることができる。
In the above configuration, the
またPWMアンプ31では、入力信号S1が大信号であるときにはスイッチ回路SW7及びSW8の切替端子SW7A及びSW8Aを端子T11及びT12に接続し、第1のドライバー回路22により入力容量の小さいFETQ1及びQ3からなる第1のプッシュプル回路を引き続き動作させると共に、第2のドライバー回路23によりオン抵抗が小さく入力容量の大きなFETQ2又はQ4からなる第2のプッシュプル回路についても動作させるようにしたことにより、FETQ2及びQ4のゲートに対する充放電を短時間で実行し得、当該第1のプッシュプル回路及び第2のプッシュプル回路を併用させてスピーカ出力の高音質化を達成することができる。
In the
以上の構成によれば、PWMアンプ31では入力信号S1の監視結果に応じて、第1のドライバー回路22における第1のプッシュプル回路だけを動作させる場合と、当該第1のドライバー回路22に加えて第2のドライバー回路23における第2のプッシュプル回路についても併せて動作させる場合とを切り換え可能としたことにより、無駄な発熱や消費電力の増大を防止し得ると共に高音質化を実現することができる。
According to the above configuration, the
(5)第5の実施の形態
図1との対応部分に同一符号を付して示す図5において、41は全体として第5の実施の形態におけるPWMアンプの構成を示し、当該PWMアンプ41では入力端子2から供給された入力信号S1をPWMプロセッサー3に入力する。
(5) Fifth Embodiment In FIG. 5, in which parts corresponding to those in FIG. 1 are assigned the same reference numerals, 41 indicates the overall configuration of the PWM amplifier in the fifth embodiment. The
PWMプロセッサー3は、入力信号S1をパルス幅変調することにより当該入力信号S1に応じたデューティー比でなるPWMパルスに変換し、当該PWMパルスにおけるプラスの駆動電圧信号及びマイナスの駆動電圧信号をプリドライバー4へ供給する。
The
プリドライバー4は、プラスの駆動電圧信号に応じた駆動電圧をセレクタ42を介してFETQ1、FETQ2、FETQ5及びFETQ6のゲートに印加することにより当該FETQ1、FETQ2、FETQ5及びFETQ6をオン動作させ、またマイナスの駆動電圧信号に応じた駆動電圧をセレクタ42を介してFETQ3、FETQ4、FETQ7及びFETQ8のゲートに印加することにより当該FETQ3、FETQ4、FETQ7及びFETQ8をオン動作させるようになされている。
The
FETQ1及びQ3は、主にスイッチング素子として用いられており、当該FETQ1がオン動作するときにはFETQ3がオフ動作し、逆にFETQ3がオン動作するときにはFETQ1がオフ動作することにより第1のプッシュプル回路を構成するようになされている。 The FETs Q1 and Q3 are mainly used as switching elements. When the FET Q1 is turned on, the FET Q3 is turned off. When the FET Q3 is turned on, the FET Q1 is turned off. It is made to compose.
FETQ2及びQ4も、スイッチング素子として用いられており、当該FETQ2がオン動作するときにはFETQ4がオフ動作し、逆にFETQ4がオン動作するときにはFETQ2がオフ動作することにより第2のプッシュプル回路を構成するようになされている。 The FETs Q2 and Q4 are also used as switching elements, and when the FET Q2 is turned on, the FET Q4 is turned off. Conversely, when the FET Q4 is turned on, the FET Q2 is turned off to constitute a second push-pull circuit. It is made like that.
同様にFETQ5及びQ7、FETQ6及びFETQ8も、スイッチング素子として用いられており、当該FETQ5、FETQ6がオン動作するときにはFETQ7、FETQ8がオフ動作し、逆にFETQ7、FETQ8がオン動作するときにはFETQ5、FETQ6がオフ動作することにより第3のプッシュプル回路及び第4のプッシュプル回路を構成するようになされている。 Similarly, FETs Q5 and Q7, FETQ6 and FETQ8 are also used as switching elements. When the FETQ5 and FETQ6 are turned on, the FETQ7 and FETQ8 are turned off. When the FETQ7 and FETQ8 are turned on, the FETQ5 and FETQ6 are turned on. The third push-pull circuit and the fourth push-pull circuit are configured by performing the off operation.
またFETQ1及びQ3、FETQ2及びQ4、FETQ5及びQ7、FETQ6及びQ8は、当該FETQ1、Q2、Q5、Q6のソースとFETQ3、Q4、Q7、Q8のソースとが接続され、その接続中点がコイルL1及びコンデンサC1からなるローパスフィルタLPFを介してスピーカ出力に接続されると共に、FETQ1、Q2、Q5、Q6のドレインがプラス電源Vccに接続され、FETQ3、Q4、Q7、Q8のドレインがマイナス電源Vssに接続されている。 FETs Q1 and Q3, FETs Q2 and Q4, FETs Q5 and Q7, and FETs Q6 and Q8 are connected to the sources of the FETs Q1, Q2, Q5, and Q6 and the sources of the FETs Q3, Q4, Q7, and Q8, and the connection middle point is the coil L1. And the drain of FETs Q1, Q2, Q5, and Q6 are connected to a positive power source Vcc, and the drains of FETs Q3, Q4, Q7, and Q8 are connected to a negative power source Vss. It is connected.
このPWMアンプ41では、FETQ1及びQ3からなる第1のプッシュプル回路と、FETQ2及びQ4からなる第2のプッシュプル回路と、FETQ5及びQ7からなる第3のプッシュプル回路と、FETQ6及びQ8からなる第4のプッシュプル回路とによって増幅された出力がローパスフィルタLPFによって平滑された後、スピーカ出力としてスピーカ(図示せず)に供給される。
The
すなわちPWMアンプ41では、FETQ1及びQ3からなる第1のプッシュプル回路、FETQ2及びQ4からなる第2のプッシュプル回路、FETQ5及びQ7からなる第3のプッシュプル回路、FETQ6及びQ8からなる第4のプッシュプル回路及びローパスフィルタLPFによってアンプ出力段を構成するようになされている。
That is, in the
ここでFETQ1及びQ3は、FETQ2及びQ4よりもオン抵抗が大きくゲートの入力容量が小さなチップで構成されているのに対し、FETQ2及びQ4は、FETQ1及びQ3よりもオン抵抗が小さくゲートの入力容量が大きなチップで構成されている。 Here, FETs Q1 and Q3 are composed of a chip having a larger on-resistance and a smaller gate input capacitance than FETs Q2 and Q4, whereas FETs Q2 and Q4 have a smaller on-resistance than FETs Q1 and Q3 and a gate input capacitance. Is made up of big chips.
またFETQ5及びQ7やFETQ6及びQ8は、FETQ2及びQ4と同様に、FETQ1及びQ3よりもオン抵抗が小さくゲートの入力容量が大きなチップで構成されている。 Further, the FETs Q5 and Q7 and the FETs Q6 and Q8 are configured by a chip having a smaller on-resistance and a larger gate input capacitance than the FETs Q1 and Q3, like the FETs Q2 and Q4.
従ってマイクロコンピュータ5は、入力端子2から入力された入力信号S1の状態を監視し、信号入力がない場合や、若しくは入力信号S1が例えば2〜3[W]の微弱な小信号である場合に該当するか否かを判別し、入力信号S1が無信号もしくは小信号であると認識したときには、効率を考慮してセレクタ42を介してFETQ1又はQ3を駆動させ、ゲートの入力容量が小さな第1のプッシュプル回路だけを動作させるようになされている。
Therefore, the
またマイクロコンピュータ5は、入力信号S1を監視した結果として当該入力信号S1が例えば50〜100[W]程度の大信号時であると認識したときには、音質を考慮してセレクタ42を介してFETQ1及びQ3からなる第1のプッシュプル回路における動作を停止させたうえでFETQ2又はQ4を駆動させて第2のプッシュプル回路だけを動作させたり、FETQ2又はQ4、FETQ5又はQ7、FETQ6又はFETQ8を全て駆動させて第2のプッシュプル回路〜第4のプッシュプル回路を動作させるようになされている。
When the
さらにマイクロコンピュータ5は、入力信号S1の状態を監視した結果として当該入力信号S1の音量レベルがこれまでよりも急激に増大したこと認識したときや、当該入力信号S1の振幅レベルがこれまでよりも急激に増大したことを認識したとき等には、例えばFETQ1又はFETQ3、FETQ2又はQ4、FETQ5又はQ7、FETQ6又はFETQ8を全て駆動させて第1のプッシュプル回路〜第4のプッシュプル回路を全て動作させることもできる。
Furthermore, when the
すなわちマイクロコンピュータ5は、入力信号S1の状態に応じて第1のプッシュプル回路〜第4のプッシュプル回路を如何なる組合せにより用いるのが最良かを適宜判断し、最良と考えられる組合せで選択した第1のプッシュプル回路〜第4のプッシュプル回路を動作させるようになされている。
That is, the
因みに、マイクロコンピュータ5は、入力信号S1の状態に応じて第1のプッシュプル回路〜第4のプッシュプル回路のいずれか若しくは全てを用いるのかを表したテーブルを用意しておき、当該テーブルに従って第1のプッシュプル回路〜第4のプッシュプル回路における組合せを決定することもできる。
Incidentally, the
以上の構成において、PWMアンプ41ではオン抵抗が大きいがゲートの入力容量の小さなFETQ1及びQ3からなる第1のプッシュプル回路と、ゲートの入力容量は大きいがオン抵抗の小さなFETQ2及びQ4、FETQ5及びFETQ7、FETQ6及びFETQ8からなる第2のプッシュプル回路〜第4のプッシュプル回路を有し、入力信号S1の状態に応じて第1のプッシュプル回路〜第4のプッシュプル回路を適宜組み合わせて用いるようにしたことにより、不必要で無駄なドライブ電流を削減し消費電力が増大することや、無駄な発熱、大電流によるFETQ1〜FETQ8の破壊等を防止することができる。
In the above configuration, the
またPWMアンプ41では、入力信号S1が微弱な小信号であるときにはセレクタ42を介してFETQ1及びQ3からなる第1のプッシュプル回路だけを動作させ、第2のプッシュプル回路〜第4のプッシュプル回路の動作を停止させることもできるので、第1の実施の形態と同様に、消費電力を低減して高効率化を図ることもできる。
In the
以上の構成によれば、PWMアンプ41では入力信号S1の状態に合わせた最適な組合せにより第1のプッシュプル回路〜第4のプッシュプル回路を用いることができるため、当該入力信号S1の状態に合わせた最適な増幅処理を実行することができる。
According to the above configuration, the
(6)他の実施の形態
なお上述の第1〜第5の実施の形態においては、スイッチング素子としてMOS−FETでなるFETQ1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6、Q7及びQ8を用いるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、バイポーラ形トランジスタや単なるFET等を用いるようにしても良い。
(6) Other Embodiments In the first to fifth embodiments described above, FETs Q1, Q2, Q3, Q4, Q5, Q6, Q7 and Q8 made of MOS-FETs are used as switching elements. However, the present invention is not limited to this, and a bipolar transistor, a simple FET, or the like may be used.
また上述の第1〜第5の実施の形態においては、スピーカ出力に対して1個のPWMアンプ1、11、21、31、41を設けるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、図6に示すように、スピーカ出力に対して同時に逆動作するPWMアンプ51及びPWMアンプ61をBTL(バランスドトランスレス)接続することにより、スピーカ出力を2倍にするようにしても良い。
In the first to fifth embodiments described above, the case where one
さらに上述の第1〜第5の実施の形態においては、本発明のスイッチングアンプを、PWMアンプについて適用するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、D級アンプについて適用するようにしても良い。 Furthermore, in the above-described first to fifth embodiments, the case where the switching amplifier of the present invention is applied to a PWM amplifier has been described. However, the present invention is not limited to this, and is applied to a class D amplifier. You may do it.
さらに上述の第5の実施の形態においては、第2〜第4のプッシュプル回路におけるFETQ2及びQ4、FETQ5及びQ7及びFETQ6及びQ8を、第1のプッシュプル回路におけるFETQ1及びQ3よりもオン抵抗が小さくゲートの入力容量が大きな全て同じ特性のチップで構成されているようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、全て異なる特性のチップで構成されるようにしたり、一部だけ異なる特性のチップで構成されるようにする等、任意の特性のチップで構成されるようにしても良い。 Furthermore, in the fifth embodiment described above, the FETs Q2 and Q4, the FETs Q5 and Q7, and the FETs Q6 and Q8 in the second to fourth push-pull circuits have higher on-resistance than the FETs Q1 and Q3 in the first push-pull circuit. Although the case where all of the chips having the same characteristics are described as having a small and large input capacitance of the gate has been described, the present invention is not limited to this. You may make it comprise with the chip | tip of arbitrary characteristics, such as making it from the chip | tip of a different characteristic.
さらに上述の第5の実施の形態においては、第1のプッシュプル回路〜第4のプッシュプル回路を4個用いるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、任意の個数のプッシュプル回路を用いてセレクタ42により使い分けるようにしても良い。
Further, in the fifth embodiment described above, the case where four first to fourth push-pull circuits are used has been described. However, the present invention is not limited to this, and an arbitrary number of push-pull circuits are used. You may make it use properly by the
さらに上述の第1〜第4の実施の形態においては、第1の出力段としての第1のプッシュプル回路と、第2の出力段としての第2のプッシュプル回路と、平滑手段としてのローパスフィルタLPFと、駆動電圧供給手段としてのプリドライバー4、22A、23Aと、判定手段及び制御手段としてのマイクロコンピュータ5とによってスイッチングアンプとしてのPWMアンプ1、11、21及び31を構成するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、その他種々の回路構成によりスイッチングアンプを構成するようにしても良い。
Furthermore, in the above-described first to fourth embodiments, the first push-pull circuit as the first output stage, the second push-pull circuit as the second output stage, and the low-pass as the smoothing means
さらに上述の第5の実施の形態においては、出力段郡としての第1〜第4のプッシュプル回路と、平滑手段としてのローパスフィルタLPFと、駆動電圧供給手段としてのプリドライバー4と、判定手段としてのマイクロコンピュータ5と、セレクタ手段としてのセレクタ42とによってスイッチングアンプとしてのPWMアンプ41を構成するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、その他種々の回路構成によりスイッチングアンプを構成するようにしても良い。
Further, in the fifth embodiment described above, the first to fourth push-pull circuits as output stage groups, the low-pass filter LPF as smoothing means, the
本発明のスイッチングアンプ及びスイッチングアンプの駆動方法は、例えばパルス波形を基に増幅動作するアンプに適用することができる。 The switching amplifier and the switching amplifier driving method of the present invention can be applied to an amplifier that performs an amplification operation based on a pulse waveform, for example.
1、11、21、31、41、51、61……PWMアンプ、2……入力端子、3……PWMプロセッサー、4……プリドライバー、5……マイクロコンピュータ、42……セレクタ、SW1〜SW8……スイッチ回路、T1〜T12……端子、Q1〜Q4……FET、R1〜R4……バイアス抵抗、L1……コイル、C1……コンデンサ。
1, 11, 21, 31, 41, 51, 61 ... PWM amplifier, 2 ... input terminal, 3 ... PWM processor, 4 ... pre-driver, 5 ... microcomputer, 42 ... selector, SW1 to SW8 Switch circuit, T1 to T12 terminal, Q1 to Q4 FET, R1 to R4 bias resistance, L1 coil, C1 capacitor.
Claims (7)
上記第1のオン抵抗よりも低い第2のオン抵抗を有するトランジスタをプッシュプル接続することにより構成された第2の出力段と、
上記第1の出力段及び上記第2の出力段における双方の出力端に接続され、当該第1の出力段及び当該第2の出力段からの出力を平滑する平滑手段と、
入力信号に応じた駆動電圧を上記第1の出力段及び上記第2の出力段へ供給する駆動電圧供給手段と、
上記入力信号が無信号もしくは上記入力信号が所定レベル以下の小信号であるか否かを判定する判定手段と、
上記判定手段による判定結果に応じて上記第1の出力段又は上記第2の出力段を選択的に切り換える制御手段と
を具えることを特徴とするスイッチングアンプ。 A first output stage configured by push-pull connection of transistors having a first on-resistance;
A second output stage configured by push-pull connection of transistors having a second on-resistance lower than the first on-resistance;
Smoothing means connected to both output terminals of the first output stage and the second output stage and smoothing the output from the first output stage and the second output stage;
Drive voltage supply means for supplying a drive voltage according to an input signal to the first output stage and the second output stage;
Determining means for determining whether the input signal is no signal or the input signal is a small signal of a predetermined level or less;
A switching amplifier comprising: control means for selectively switching the first output stage or the second output stage according to a judgment result by the judgment means.
ことを特徴とする請求項1に記載のスイッチングアンプ。 The control means switches to the first output stage when it recognizes that the input signal is no signal or the small signal based on the determination result, and switches to the second output stage otherwise. The switching amplifier according to claim 1.
ことを特徴とする請求項1に記載のスイッチングアンプ。 The control means switches to the first output stage when recognizing that the input signal is no signal or the small signal based on the determination result, and otherwise controls the first output stage and the first output stage. The switching amplifier according to claim 1, wherein both of the two output stages are switched to be used together.
ことを特徴とする請求項1に記載のスイッチングアンプ。 2. The switching amplifier according to claim 1, wherein the drive voltage supply means is provided for each of the first output stage and the second output stage.
ことを特徴とする請求項1に記載のスイッチングアンプ。 2. The switching amplifier according to claim 1, wherein the switching amplifier is connected to another switching amplifier that operates reversely with respect to the switching amplifier in a BTL (balanced transformer-less) connection.
上記出力段郡における各出力段に接続され、当該各出力段からの出力を平滑する平滑手段と、
入力信号に応じた駆動電圧を上記出力段郡における各出力段へ供給する駆動電圧供給手段と、
上記入力信号の状態を判定する判定手段と、
上記判定手段による判定結果に応じて上記出力段郡における各出力段を選択的に切り換えるセレクタ手段と
を具えることを特徴とするスイッチングアンプ。 A first output stage configured by push-pull connection of a transistor having a first on-resistance, and a push-pull connection of a transistor having a second on-resistance lower than the first on-resistance. An output stage group in which a plurality of second output stages are connected in parallel;
Smoothing means connected to each output stage in the output stage group and smoothing the output from each output stage;
Drive voltage supply means for supplying a drive voltage corresponding to the input signal to each output stage in the output stage group;
Determining means for determining the state of the input signal;
A switching amplifier comprising: selector means for selectively switching each output stage in the output stage group according to a judgment result by the judging means.
上記入力信号が無信号もしくは上記入力信号が所定レベル以下の小信号であるか否かを判定する判定ステップと、
上記判定ステップによる判定結果に応じて上記第1の出力段又は上記第2の出力段を選択的に切り換える制御ステップと
を具えることを特徴とするスイッチングアンプの駆動方法。
A first output stage configured by push-pull connection of a transistor having a first on-resistance, and a push-pull connection of a transistor having a second on-resistance lower than the first on-resistance. The amplifier output means connected to the output terminals of both of the second output stage and the smoothing means for smoothing the output from the first output stage and the second output stage is external to the amplifier output means. A drive voltage supply step for supplying a drive voltage in accordance with an input signal from;
A determination step of determining whether the input signal is no signal or the input signal is a small signal of a predetermined level or less;
And a control step of selectively switching the first output stage or the second output stage according to the determination result of the determination step.
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