JP2006340034A

JP2006340034A - 増幅器搭載電子機器

Info

Publication number: JP2006340034A
Application number: JP2005162205A
Authority: JP
Inventors: Takahisa Yamaguchi; 高央山口
Original assignee: Kenwood KK
Current assignee: Kenwood KK
Priority date: 2005-06-02
Filing date: 2005-06-02
Publication date: 2006-12-14

Abstract

【課題】ポータブル型デジタルオーディオプレーヤ１０において、ＵＳＢケーブル３６を介してパーソナルコンピュータ３５とデータを送受している期間のヘッドフォン３９の接続線４１から周囲への電波輻射を抑制する。
【解決手段】ＶＢＵＳ監視部ＩＣ１５は、ＵＳＢ端子１１のＶＢＵＳ端子の電圧を監視する。スイッチ２７は、ＣＰＵ２２からの制御信号により開閉を制御され、デジタルアンプＩＣ２８へのクロック信号の供給を制御する。ＵＳＢ端子１１のＶＢＵＳ端子の電圧が所定値以上であるとき、ＣＰＵ２２は、スイッチ２７をオフにする。これにより、デジタルアンプＩＣ２８は、クロック信号を供給されず、非作動状態になり、デジタルアンプＩＣ２８の出力は、デジタルアンプＩＣ２８の作動に伴う交流成分を含まないものとなり、デジタルアンプＩＣ２８の出力側へ接続されている接続線４１から輻射される高周波成分量が抑制される。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えばポータブル型デジタルオーディオプレーヤ等の増幅器搭載電子機器に関し、詳しくは周囲への電波輻射を抑制する増幅器搭載電子機器に関するものである。

ポータブル型デジタルオーディオプレーヤは、ＨＤ（ハードディスク）やフラッシュメモリ等の大容量の不揮発性メモリを装備し、圧縮化された多数の楽曲データを、該不揮発性メモリに読書き自在に書き込まれて、書き込まれた楽曲データを適宜、再生自在としている。ポータブル型デジタルオーディオプレーヤの不揮発性メモリへの楽曲データの書き込みは、ポータブル型デジタルオーディオプレーヤをＵＳＢ（Universal Serial Bus）ケーブルによりＰＣ（パーソナルコンピュータ）へ接続し、ＵＳＢケーブルを介して所定規格のオーディオデータをＰＣからポータブル型デジタルオーディオプレーヤの不揮発性メモリへ転送することにより行われる。

ポータブル型デジタルオーディオプレーヤにおけるＣＰＵのクロック周波数は、高機能を実現するために、例えば数十〜数百ＭＨｚとなっている。ポータブル型デジタルオーディオプレーヤは、ＵＳＢ２．０によりＵＳＢケーブルを介してＰＣとデータを送受する場合、例えば数十〜数百ＭＨｚのクロック信号を必要とする。ポータブル型デジタルオーディオプレーヤは、高効率ハイパワー及び高音質化のために、デジタルアンプを装備するのが最近の傾向である。デジタルアンプは、例えば数ＭＨｚ〜数十ＭＨｚのクロック信号が必要になる。このように、ポータブル型デジタルオーディオプレーヤには、高周波数のクロック信号が各所で用いられることになり、それらが外部へノイズ電波として放射されないような対策を考える必要がある。

ポータブル型デジタルオーディオプレーヤでは、ヘッドフォンの接続線が本体から延びており、該出力線は、外部へノイズ電波を輻射するアンテナとして作用してしまう。ポータブル型デジタルオーディオプレーヤを小型化する場合、それに伴い、ポータブル型デジタルオーディオプレーヤ内のＵＳＢ用クロック信号線とデジタルアンプの出力線とが接近し、ＵＳＢ用クロック信号線のクロック信号がデジタルアンプの出力線へ飛んで、ヘッドフォンの接続線へ伝わり、ヘッドフォンの接続線からノイズ電波として周囲へ輻射することになる。

従来のポータブル型デジタルオーディオプレーヤでは、特に、ＵＳＢケーブルを介してＰＣとデータを送受しているときに、データ送受用のクロック信号とデジタルアンプ作動用のクロック信号との高周波成分がヘッドフォンの接続線に重畳し、該接続線からのノイズ電波の輻射量が著しく増大する。

特許文献１は、デジタルプリアンプ搭載のオーディオ装置において、切替回路が、デジタルプリアンプの出力ではなく、アナログプリアンプの出力を選択して、該アナログプリアンプの出力に係るオーディオを放音器から出力している期間、すなわちＣＤ等の再生ではなく、ラジオの聴取期間では、デジタルプリアンプの作動を停止させることを開示する。これにより、該オーディオ装置では、ラジオの聴取中、デジタルプリアンプの出力中の高周波成分が、ＡＭ及びＦＭの受信アンテナに捕捉されて、ノイズとなって放音器から出力されることが防止される。
特開２００３−２５８５６５号公報

特許文献１に開示されるノイズ対策は、デジタルプリアンプの出力とアナログプリアンプの出力とへ切替える切替回路を装備する機器でしか利用できない。特許文献１は、また、高周波数のクロック信号を使って、データ送受用のケーブルを介して高速でデータを送受している期間の電子機器から周囲へのノイズ電波の輻射を有効に抑制するという課題及びその解決手段を示唆していない。

本発明の目的は、ケーブルを介してのデータ送受機器とのデータ送受期間における増幅器の出力側からのノイズ電波の輻射量を有効に抑制できる増幅器搭載電子機器を提供することである。

本発明の増幅器搭載電子機器は次のものを有している。
クロック信号に基づき入力信号の増幅を行なう増幅器、
ケーブルを介してのデータ送受機器とのデータ送受期間であるか否かを検出する検出器、及び
ケーブルを介してのデータ送受機器とのデータ送受期間であれば、前記増幅器への前記クロック信号の供給を遮断する遮断部。

本発明によれば、ケーブルを介してのデータ送受機器とのデータ送受期間、増幅器は、クロック信号を供給されないので、増幅器の出力側における高周波成分量は低減し、結果，増幅器搭載電子機器からのノイズ電波の輻射量を抑制できる。

図１はデジタルアンプ搭載のポータブル型デジタルオーディオプレーヤ１０の構成図である。ポータブル型デジタルオーディオプレーヤ１０は、ＵＳＢ端子１１、ＵＳＢドライバ１２、ＲＡＭ１３、ＨＤＤ（ハードディスク装置）１４、ＶＢＵＳ監視部ＩＣ１５、システムコントローラ２０、クロック供給器２６、スイッチ２７、デジタルアンプＩＣ２８、ＬＰＦ（ローパスフィルタ）２９及びヘッドフォン端子３０を有している。システムコントローラ２０は、デコード部２１、ＣＰＵ２２及びＩ２Ｓ通信部２３を有している。なお、Ｉ２Ｓ（The Inter−IC Sound Bus）とは音声データ通信に用いられるシリアル通信の規格である。

パーソナルコンピュータ３５は、ＭＰ３（MPEG Audio Layer-3）等の規格により圧縮化された楽曲データを内蔵ＨＤに書き込まれており、ＵＳＢケーブル３６は、パーソナルコンピュータ３５のＵＳＢ端子とポータブル型デジタルオーディオプレーヤ１０のＵＳＢ端子１１とへ両端を接続しているとともに、それらＵＳＢ端子から取り外し自在になっている。ユーザは、パーソナルコンピュータ３５にインストールされている転送アプリケーションを使って、ＭＰ３の楽曲データを所定のフォーマットの楽曲データへ変換して、ＵＳＢケーブル３６及びＵＳＢ端子１１を介してポータブル型デジタルオーディオプレーヤ１０のＵＳＢドライバ１２へ転送するようになっている。ヘッドフォン３９は、左右の放音部４０と、一端部において各放音部４０へそれぞれ結合し中間部において１本にまとめられている接続線４１とを有している。接続線４１の他端部は着脱自在にヘッドフォン端子３０に挿入される。

ＵＳＢ端子１１は、周知の構造であり、給電端子としてのＶＢＵＳ端子と、データ端子としてのＤ＋端子及びＤ−端子と、及びグランド端子とから成る。ＶＢＵＳ監視部ＩＣ１５は、ＵＳＢ端子１１のＶＢＵＳ端子の電圧を監視する。

ＵＳＢドライバ１２、ＲＡＭ１３及びＨＤＤ１４は、デコード部２１とデータ送受自在に接続されており、パーソナルコンピュータ３５からＵＳＢケーブル３６を介して送られてきた楽曲データはＨＤＤ１４に書き込まれる。デコード部２１は、ＣＰＵ２２からの制御信号に基づき、所定の楽曲データをＨＤＤ１４から読出して、デコードし、デコード後のデジタル信号をＩ２Ｓ通信部２３へ送る。Ｉ２Ｓ通信部２３は、デコード部２１からのデジタル信号をＩ２Ｓの規格へ変換してから、デジタルアンプＩＣ２８へ出力する。

クロック供給器２６は、デジタルアンプＩＣ２８へのクロック信号を供給するものであり、スイッチ２７は、クロック供給器２６とデジタルアンプＩＣ２８との間に介在し、ＣＰＵ２２からの制御信号により開閉し、デジタルアンプＩＣ２８へのクロック信号の供給を制御する。デジタルアンプＩＣ２８は、スイッチ２７を介してクロック信号を供給され、内部のパルス幅変調回路においてクロック信号に同期してＩ２Ｓ通信部２３からのデジタル信号を所望のデューティ比のパルス信号へ変換し、該デューティ比にほぼ比例する駆動電流をＬＰＦ２９へ出力する。また、デジタルアンプＩＣ２８には、デジタル信号の入力にイコライジングやディエンファシスなどの処理を行なうためにデジタルフィルタを内蔵するなど、クロック供給器２６からのクロック信号をフィルタ処理等の演算のためのマスタークロックとして利用するものもある。ＬＰＦ２９は、デジタルアンプＩＣ２８からの駆動電流の高周波成分を除去して、ヘッドフォン端子３０へ出力する。該駆動電流は、ヘッドフォン端子３０から、さらに、接続線４１を経て左右の放音部４０へ送られ、放音部４０において音へ変換され、音として放出される。

なお、デジタルアンプＩＣ２８の一例では、クロック供給器２６からのクロック信号を、動作クロック（マスタークロック）ＭＣＬＫ、Ｉ２Ｓ通信のビットクロックＳＣＬＫ、Ｉ２Ｓ通信のデータクロックＳＤＩＮ及びＩ２Ｓ通信のチャンネルクロックＬＲＣＫとして利用している。一例では、ＬＲＣＫのクロック周波数は４４．１ｋＨｚ．ＳＬＣＫ及びＳＤＩＮのクロック周波数はＬＲＣＫの３２倍、ＭＬＣＫのクロック周波数はＬＲＣＫの２２５６倍となっている。

ポータブル型デジタルオーディオプレーヤ１０の作用について説明する。

ＵＳＢ端子１１のＶＢＵＳ端子電圧は、（ａ）ＵＳＢケーブル３６がＵＳＢ端子１１へ接続され、ＵＳＢケーブル３６の反プレーヤ側の端子がパーソナルコンピュータ３５へ接続され、かつパーソナルコンピュータ３５がパワーオン状態になっているとき、給電電圧にあり、（ｂ）それ以外のときは、グランド電圧にある。ＶＢＵＳ監視部ＩＣ１５は、（ａ）か（ｂ）かをＵＳＢ端子１１のＶＢＵＳ端子が所定電圧以上であるか否かから検出する。ポータブル型デジタルオーディオプレーヤ１０がパーソナルコンピュータ３５から楽曲データを入力して、それをＨＤＤ１４に書き込む等、ポータブル型デジタルオーディオプレーヤ１０とパーソナルコンピュータ３５との間でデータを送受する期間は、（ａ）の状態の期間である。また、ポータブル型デジタルオーディオプレーヤ１０とパーソナルコンピュータ３５との間でデータの送受が行われない期間は、（ｂ）の状態の期間である。

ユーザは、（ａ）のときには、ＨＤＤ１４内の楽曲データを再生して、ヘッドフォン３９から再生音を出力させることはない。ユーザが、ＨＤＤ１４内の楽曲データを再生して、ヘッドフォン３９から再生音を出力させている期間は、（ｂ）のときの期間である。したがって、（ａ）のときには、デジタルアンプＩＣ２８の作動は不要である。

ＣＰＵ２２は、ＶＢＵＳ監視部ＩＣ１５からの入力に基づき（ａ）及び（ｂ）のいずれのときかを判断し、（ａ）のときでは、スイッチ２７をオフにする。これにより、デジタルアンプＩＣ２８は、クロック供給器２６からのクロック信号を供給されず、非作動状態になり、デジタルアンプＩＣ２８の出力は、デジタルアンプＩＣ２８の作動に伴う交流成分、特に高周波の交流成分を含まないものとなる。デジタルアンプＩＣ２８の出力線には、ＵＳＢドライバ１２−パーソナルコンピュータ３５間のデータ伝送用のクロック信号の高周波信号が飛び移って来ることはあっても、デジタルアンプＩＣ２８自体の作動に伴う高周波の交流成分は存在しないので、（ａ）のときに接続線４１を介して放射される電波の強度は十分に抑えられる。特に、デジタルアンプ特有の数十ＭＨｚ帯で発生する高周波の輻射を効果的に抑制することができる。

ＣＰＵ２２は、（ｂ）のときでは、スイッチ２７をオンにする。これにより、デジタルアンプＩＣ２８は、クロック供給器２６からのクロック信号を供給され、結果、Ｉ２Ｓ通信部２３から送信されてくるデジタル信号に対し、ＰＷＭ（パルス幅変調）形式の増幅を行い、対応の楽曲等の音がヘッドフォン３９の放音部４０から支障なく出力される。このとき、デジタルアンプＩＣ２８の出力には、デジタルアンプＩＣ２８の増幅作動に伴う高周波数成分が含まれるが、ＵＳＢドライバ１２−パーソナルコンピュータ３５間のデータ伝送はなく、したがってＵＳＢドライバ１２−パーソナルコンピュータ３５間のデータ伝送を行うためのクロック信号がデジタルアンプＩＣ２８の出力側に飛び移って来ることはない。結果、（ｂ）のときに接続線４１を介して放射される電波の強度は十分に抑えられる。

図２はアナログアンプ搭載のポータブル型デジタルオーディオプレーヤ５０の構成図である。ポータブル型デジタルオーディオプレーヤ５０において、図１のデジタルオーディオプレーヤ１０と同一の素子については同符号で指示して、説明は省略し、相違点についてのみ説明する。ポータブル型デジタルオーディオプレーヤ５０は、デジタルオーディオプレーヤ１０のデジタルアンプＩＣ２８の代わりにアナログアンプＩＣ３２を有し、かつデジタルオーディオプレーヤ１０のＬＰＦ２９を省略されている。該アナログアンプＩＣ３２は、ＤＡＣ（デジタル／アナログ変換器）とパワーアンプとを兼ねていて、増幅されたアナログ信号を出力する。アナログアンプＩＣ３２の入力は、デジタルアンプＩＣ２８の入力と同様に、Ｉ２Ｓ通信部２３からのＩ２Ｓ規格のデジタル信号となっており、内部のパルス幅変調回路においてクロック信号に同期してＩ２Ｓ通信部２３からのデジタル信号を所望のデューティ比のパルス信号へ変換し、内部のＤＡＣに入力する。また、アナログアンプＩＣ３２には、デジタル信号の入力にイコライジングやディエンファシスなどの処理を行なうためにデジタルフィルタを内蔵する等、クロック供給器２６からのクロック信号をフィルタ処理等の演算のためのマスタークロックとして利用するものもある。

ポータブル型デジタルオーディオプレーヤ５０においても、（ａ）のときでは、スイッチ２７がオフとされ、これにより、アナログアンプＩＣ３２は、クロック供給器２６からのクロック信号を供給されず、非作動状態になり、アナログアンプＩＣ３２の出力は、アナログアンプＩＣ３２の作動に伴う交流成分、特に高周波の交流成分を含まないものとなる。結果、アナログアンプＩＣ３２の出力線には、ＵＳＢドライバ１２−パーソナルコンピュータ３５間のデータ伝送用のクロック信号の高周波信号が飛び移って来ることはあっても、アナログアンプＩＣ３２自体の作動に伴う高周波の交流成分は存在しないので、（ａ）のときに接続線４１を介して放射される電波の強度は十分に抑えられる。

また、（ｂ）のときでは、スイッチ２７はオンとされる。これにより、アナログアンプＩＣ３２は、クロック供給器２６からのクロック信号を供給され、結果、Ｉ２Ｓ通信部２３から送信されてくるデジタル信号に対し、ＤＡ変換してから、増幅を行い、対応の楽曲等の音がヘッドフォン３９の放音部４０から支障なく出力される。このとき、アナログアンプＩＣ３２の出力には、アナログアンプＩＣ３２の作動に伴う高周波数成分が紛れ込むが、ＵＳＢドライバ１２−パーソナルコンピュータ３５間のデータ伝送はなく、したがってＵＳＢドライバ１２−パーソナルコンピュータ３５間のデータ伝送を行うためのクロック信号がアナログアンプＩＣ３２の出力側に飛び移って来ることはない。結果、（ｂ）のときに接続線４１を介して放射される電波の強度は十分に抑えられる。

図３は増幅器搭載電子機器６０の構成図である。増幅器搭載電子機器６０は、増幅器６２、検出器６３及び遮断部６４を有している。増幅器６２は、クロック信号に基づき入力信号の増幅を行なう。検出器６３は、増幅器搭載電子機器６０がデータ送受機器７０とデータを送受している期間であるか否かを検出する。遮断部６４は、増幅器搭載電子機器６０がケーブル７１を介してのデータ送受機器７０とデータを送受している期間であれば、増幅器６２へのクロック信号の供給を遮断する。

前述のポータブル型デジタルオーディオプレーヤ１０，５０は増幅器搭載電子機器６０の一例である。増幅器６２はポータブル型デジタルオーディオプレーヤ１０のデジタルアンプＩＣ２８及びポータブル型デジタルオーディオプレーヤ５０のアナログアンプＩＣ３２に対応する。検出器６３は、ポータブル型デジタルオーディオプレーヤ１０，５０のＶＢＵＳ監視部ＩＣ１５及びＣＰＵ２２に対応する。遮断部６４はポータブル型デジタルオーディオプレーヤ１０，５０のスイッチ２７に対応する。データ送受機器７０及びケーブル７１の一例はそれぞれ図１のパーソナルコンピュータ３５及びＵＳＢケーブル３６である。

増幅器搭載電子機器６０は、例えば、ケーブル７１を介してのデータ送受機器７０とのデータ送受によりオーディオデータを書き込まれる不揮発性メモリを装備するポータブル型デジタルオーディオプレーヤであるが、これに限定されず、デジタルアンプを搭載する再生器やその他の電子機器を排除しない。不揮発性メモリは、ＨＤＤ１４に限定されず、フラッシュメモリであってもよい。

典型的な増幅器搭載電子機器６０は、データ送受機器７０へ一端側が接続されるケーブル７１の他端側が接続される接続部６５を有している。検出器６３は、ケーブル７１を介してのデータ送受機器７０とのデータ送受期間であるか否かを接続部６５の給電端子の電圧から検出するものである。

典型的には、ケーブル７１はＵＳＢ規格のケーブルであり、接続部６５の給電端子はＶＢＵＳ端子であり、接続部６５の一例はＵＳＢ端子１１（図１）であるが、これに限定されない。例えば、ケーブル７１はＩＥＥＥ１３９４規格のケーブルであり、接続部６５はＩＥＥＥ１３９４規格の接続部であり、検出器６３は、ケーブル７１を介してのデータ送受機器７０とのデータ送受期間であるか否かをＩＥＥＥ１３９４規格の接続部６５の給電端子の電圧から検出するものであってよい。

ケーブル７１を介するデータ送受機器７０とのデータ送受期間では、遮断部６４が増幅器６２へのクロック信号の供給を断つので、結果、増幅器６２の出力には、増幅器６２へ供給されたクロック信号に起因する高周波成分は含まれない。これにより、データ送受機器７０とのデータ送受作動におけるクロック信号に起因する高周波成分が増幅器６２の出力線に飛び移って来ることはあっても、増幅器６２の出力が伝播されて来る延長線部、例えばヘッドフォンの接続線等がアンテナ線として振る舞い周囲へ輻射する電波の強度を、十分に抑制できる。

なお、本明細書では、ヘッドフォンとは、ユーザが自分の首より上の身体部分に取り付けて、ユーザに携帯される放音器のことを言うものとし、イヤフォンを含むものとする。

増幅器搭載電子機器６０がケーブル７１を介してデータ送受機器７０とデータ送受しない期間では、増幅器６２は、クロック信号の供給を受け、入力信号に対して増幅作動を行う。これにより、増幅器６２の出力には、増幅器６２へ供給されたクロック信号に起因する高周波成分が含まれることになる。しかし、データ送受機器７０とデータ送受しない期間では、データ送受に使用するクロック信号が増幅器搭載電子機器６０において生成されず、このクロック信号に起因する高周波成分が増幅器６２の出力線に飛び移ってくることがない。これにより、データ送受機器７０とのデータ送受作動におけるクロック信号に起因する高周波成分が増幅器６２の出力線に出力されても、増幅器６２の出力が伝播されて来る延長線部、例えばヘッドフォンの接続線等がアンテナ線として振る舞い周囲へ輻射する電波の強度を、十分に抑制できる。

本発明を最良の形態について説明したが、本発明は、これに限定されず、要旨の範囲内で種々の形態により実施可能であることは言うまでもない。

デジタルアンプ搭載のポータブル型デジタルオーディオプレーヤの構成図である。アナログアンプ搭載のポータブル型デジタルオーディオプレーヤの構成図である。増幅器搭載電子機器の構成図である。

符号の説明

６０：増幅器搭載電子機器、６２：増幅器、６３：検出器、６４：遮断部、６５：接続部、７０：データ送受機器、７１：ケーブル。

Claims

クロック信号に基づき入力信号の増幅を行なう増幅器、
ケーブルを介してのデータ送受機器とのデータ送受期間であるか否かを検出する検出器、及び
ケーブルを介してのデータ送受機器とのデータ送受期間であれば、前記増幅器への前記クロック信号の供給を遮断する遮断部、
を有していることを特徴とする増幅器搭載電子機器。
前記増幅器搭載電子機器は、前記データ送受機器へ一端側が接続されるケーブルの他端側が接続される接続部を有し、
前記検出器は、ケーブルを介してのデータ送受機器とのデータ送受期間であるか否かを、前記接続部の給電端子の電圧から検出するものであることを特徴とする請求項１記載の増幅器搭載電子機器。
前記ケーブルはＵＳＢ規格のケーブルであり、
前記接続部の前記給電端子は、ＶＢＵＳ端子であることを特徴とする請求項２記載の増幅器搭載電子機器。
前記増幅器搭載電子機器は、ケーブルを介してのデータ送受機器とのデータ送受によりオーディオデータを書き込まれる不揮発性メモリを装備するポータブル型デジタルオーディオプレーヤであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の増幅器搭載電子機器。
前記増幅器は、入力デジタル信号の増幅を行うデジタルアンプであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の増幅器搭載電子機器。