JP2007028056A

JP2007028056A - オーディオ再生装置

Info

Publication number: JP2007028056A
Application number: JP2005205598A
Authority: JP
Inventors: Motoji Arano; 元司荒野
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2005-07-14
Filing date: 2005-07-14
Publication date: 2007-02-01

Abstract

【課題】搭載しているチューナの受信電界強度が小さい場合でも良好な出力を得ることができるオーディオ再生装置を提供する。
【解決手段】シンセチューナ１と、シンセチューナ１によって検波されたチャンネル信号をディジタル増幅するディジタルアンプ３とを備えるオーディオ再生装置であって、ディジタルアンプ３内のΔΣ変調１ビット信号発生回路３１のΔΣ変調方式の次数及びサンプリング周波数は、シンセチューナ１の受信周波数を掃引していない状態でシンセチューナ１の受信電界強度が大きいときは高くなるように、シンセチューナ１の受信周波数を掃引していない状態でシンセチューナ１の受信電界強度が小さいときは低くなるように、シンセチューナ１からのステレオ受信検出信号に応じて可変制御されるオーディオ再生装置。
【選択図】図１

Description

本発明は、入力信号から所望のチャンネル信号を検波するチューナと、当該チューナによって検波されたチャンネル信号をディジタル増幅するディジタルアンプとを備えるオーディオ再生装置に関するものである。

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、当該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備える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）、当該１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の実用化を果たしている。

なお、上記構成から成る１ビットディジタルアンプは、可聴帯域のＳ／Ｎを向上する手段（可聴帯域ノイズを低減する手段）としてΔΣ変調方式を用いており、１ビット信号生成側のノイズシェーピング作用によって、ノイズフロア（信号レベルの下部付近に存在するノイズ層）の可聴帯域ノイズを高帯域側に移動させることで、可聴帯域ノイズを低減している。また、ΔΣ変調方式の次数を上げれば、可聴帯域ノイズの低減効果を高めることが可能であり、また、ΔΣ変調方式のサンプリング周波数を上げれば、ノイズ低減効果の及ぶ周波数帯域を広げることが可能である（図３（ａ）、（ｂ）を参照）。
特開２００２−２４６８５２号公報特開２００４−３６３７７１号公報実開平４−４５３０３号公報

確かに、上記構成から成る１ビットディジタルアンプであれば、アナログアンプや多ビットディジタルアンプよりも原音を忠実に再生することができる上、消費電力の低減を実現することも可能となる。

しかしながら、上記構成から成る１ビットディジタルアンプでは、図３（ａ）に示すように、ΔΣ変調方式を用いることで可聴帯域（一般的には〜２０［ｋＨｚ］）のノイズレベルが低減される反面、チューナの受信周波数帯域である高帯域（例えば５００［ｋＨｚ］〜数［ＭＨｚ］）のノイズ急増が招かれていた。特に、可聴帯域の高Ｓ／Ｎが指向されるハイファイオーディオに対応するためにΔΣ変調方式の次数を上げると、上記の高帯域ノイズがさらに増大される結果となっていた。また、幅広い再生帯域（例えば〜１００［ｋＨｚ］）が指向されるハイファイオーディオに対応するためにΔΣ変調方式のサンプリング周波数を上げた場合も、図３（ｂ）に示すように、ノイズフロアのピーク周波数が高域側に移動して、上記の高帯域ノイズが増大される結果となっていた。

このように、チューナの受信周波数帯域におけるノイズレベルが増大すると、チューナの受信周波数帯域である高帯域ノイズがチューナのアンテナに輻射して、受信周波数帯域のＳ／Ｎが悪化し、受信電界強度が小さい場合オーディオ再生装置の出力から得られる音声が聴き取り難くなるという問題が生じる。

なお、特許文献２で提案されているオーディオ再生装置が解決する具体的な課題は、オートチューニング動作時に不具合が生じないようにすることであり（特許文献２の第０００７段落を参照）、受信電界強度レベルが低い場合にオーディオ再生装置の出力から得られる音声が聴き取り難くなることを防止するものではない。

本発明は、上記の問題点に鑑み、搭載しているチューナの受信電界強度が小さい場合でも良好な出力を得ることができるオーディオ再生装置を提供することを目的とする。

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、入力信号から所望のチャンネル信号を検波するチューナと、前記チューナによって検波されたチャンネル信号をディジタル増幅するディジタルアンプとを備えるオーディオ再生装置であって、前記ディジタルアンプは、ΔΣ変調方式を用いて前記チャンネル信号を１ビットディジタル信号に変換する１ビット変換部と、前記１ビットディジタル信号を電力増幅する増幅部と、増幅された１ビットディジタル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備え、前記ΔΣ変調方式の次数及びサンプリング周波数の少なくとも一つは、前記チューナの受信周波数を掃引していない状態で前記チューナの受信電界強度が大きいときは高くなるように、前記チューナの受信周波数を掃引していない状態で前記チューナの受信電界強度が小さいときは低くなるように、前記チューナの受信電界強度に応じて可変制御される構成としている。

このような構成により、通常信号受信時（チューナの受信周波数を掃引していない状態でチューナの受信電界強度が所定レベル以上である状態）は、ΔΣ変調方式の次数及びサンプリング周波数の少なくとも一つを上げて可聴帯域の高Ｓ／Ｎ化及び／又は再生帯域の広域化を優先し、弱信号受信時（チューナの受信周波数を掃引していない状態でチューナの受信電界強度が所定レベル以上でない状態）は、ΔΣ変調方式の次数及びサンプリング周波数の少なくとも一つを下げて受信周波数帯域のノイズ低減を優先することが可能となるので、チューナの受信電界強度が小さい場合でも良好な出力（低ノイズの出力）を得ることができる。

また、上記構成のオーディオ再生装置において、前記チューナは、受信電界強度に応じてステレオ分離度を可変する機能を備え、前記チューナがステレオ受信を行っているか否かを示す信号を生成するチューナであり、前記ΔΣ変調方式の次数及びサンプリング周波数の少なくとも一つは、前記チューナがステレオ受信を行っているか否かを示す信号に応じて可変制御されるようにしてもよい。

また、上記構成のオーディオ再生装置において、前記チューナは、前記チューナの受信電界強度が所定レベル以上であるか否かを示す信号を生成するチューナであり、前記ΔΣ変調方式の次数及びサンプリング周波数の少なくとも一つは、前記チューナの受信電界強度が所定レベル以上であるか否かを示す信号に応じて可変制御されるようにしてもよい。

本発明に係るオーディオ再生装置によると、搭載しているチューナの受信電界強度が小さい場合でも良好な出力を得ることができる。

本発明の実施形態について図面を参照して以下に説明する。本発明に係るオーディオ再生装置の一構成例を図１に示す。図１に示すオーディオ再生装置は、シンセチューナ１と、ボリュームコントローラ２と、１ビットディジタルアンプ３と、コントロールマイコン４とを備えている。

シンセチューナ１は、アンテナ１１と、高周波信号増幅回路１２（以下、ＲＦ［Radio Frequency］回路１２と呼ぶ）と、中間周波数信号変換回路１３（以下ＩＦ［Intermediate Frequency］回路１３と呼ぶ）と、検波回路１４と、ステレオインジケータ１５と、チューニングインジケータ１６とを有して成り、アンテナ１１で得られるＲＦ信号から、コントロールマイコン４の制御信号に応じたチャンネル信号（本実施形態ではアナログオーディオ信号）を検波して、次段のボリュームコントローラ２に送出する。また、シンセチューナ１は、当該ＲＦ信号の通常受信機能に加えて、受信電界強度に応じてステレオ分離度を可変する機能を備えており、受信電界強度が小さいときにモノラル受信を行い、受信電界強度が大きいときにステレオ受信を行う。さらに、シンセチューナ１が当該ＲＦ信号の周波数を掃引して受信可能なチャンネル信号を自動検索するオートチューニング機能を備えるようにしてもよい。

上記構成から成るシンセチューナ１において、ＩＦ回路１３のステレオ受信検出端子１３ａから出力されるステレオ受信検出信号は、シンセチューナ１がステレオ受信を行っているか否かを示す信号であり、本実施形態ではシンセチューナ１がステレオ受信を行っていればローレベル、シンセチューナ１がモノラル受信を行っていればハイレベルとなる。なお、ステレオインジケータ１５は、ステレオ受信検出信号に基づいてシンセチューナ１がステレオ受信を行っているか否かを報知する。

また、上記構成から成るシンセチューナ１において、ＩＦ回路１３のオートゲイン検出端子１３ｂから出力されるオートゲイン検出信号は、受信電界強度が所定レベル以上であるか否かを示す信号であり、本実施形態では受信電界強度が所定レベル以上であればローレベル、受信電界強度が所定レベル以上でなければハイレベルとなる。なお、チューニングインジケータ１６は、オートゲイン検出信号に基づいて受信電界強度が所定レベル以上であるか否かを報知する。

ボリュームコントローラ２は、シンセチューナ１で検波された所望のチャンネル信号をアナログ増幅して、後段の１ビットディジタルアンプ３に送出する。

１ビットディジタルアンプ３は、ΔΣ変調方式を用いて上記のアナログオーディオ信号を１ビットディジタルオーディオ信号に変換するΔΣ変調１ビット信号発生回路３１と、当該１ビットディジタルオーディオ信号を電力増幅する増幅回路３２（一般的にはブリッジ型電力増幅回路）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／アナログ変換回路３３（以下、Ｄ／Ａ［Digital/Analog］変換回路３３と呼ぶ）とを備え、ボリュームコントローラ２からのアナログオーディオ信号をディジタル増幅した後、再びアナログ出力として後段に接続される負荷（スピーカ等）へ送出する。

さらに、１ビットディジタルアンプ３は、ΔΣ変調方式の次数を所定値（本実施形態では３次または７次）に設定するための第１、第２次数設定信号発生器３４、３５と、同じくΔΣ変調方式のサンプリング周波数を所定値（本実施形態では３２［ｆｓ］または６４［ｆｓ］、１［ｆｓ］＝４４．１［ｋＨｚ］）に設定するための第１、第２サンプリング発振子３６、３７と、シンセチューナ１からのステレオ受信検出信号に基づいて第１、第２次数設定信号発生器３４、３５のいずれか一方をΔΣ変調１ビット信号発生回路３１に接続する第１リレー３８と、同じくシンセチューナ１からのステレオ受信検出信号に基づいて第１、第２サンプリング発振子３６、３７のいずれか一方をΔΣ変調１ビット信号発生回路３１に接続する第２リレー３９とを備えている。

上記構成から成るオーディオ再生装置において、シンセチューナ１の受信周波数を掃引していない状態でシンセチューナ１の受信電界強度が小さく、ステレオ受信検出信号がハイレベルである場合、第１、第２リレー３８、３９は、第１次数設定信号発生器３４及び第１サンプリング発振子３６をΔΣ変調１ビット信号発生回路３１に接続し、ΔΣ変調方式の次数及びサンプリング周波数を各々低い方（３次、３２［ｆｓ］）に設定する。一方、シンセチューナ１の受信周波数を掃引していない状態でシンセチューナ１の受信電界強度が大きく、ステレオ受信検出信号がローレベルである場合、第１、第２リレー３８、３９は、第２次数設定信号発生器３５及び第２サンプリング発振子３７をΔΣ変調１ビット信号発生回路３１に接続し、ΔΣ変調方式の次数及びサンプリング周波数を各々高い方（７次、６４［ｆｓ］）に設定する。

このようなリレー制御を行うことにより、通常信号受信時（シンセチューナ１の受信周波数を掃引していない状態でシンセチューナ１の受信電界強度が所定レベル以上である状態）は、ΔΣ変調方式の次数及びサンプリング周波数を上げて可聴帯域の高Ｓ／Ｎ化や再生帯域の広域化を優先し、弱信号受信時（シンセチューナ１の受信周波数を掃引していない状態でシンセチューナ１の受信電界強度が所定レベル以上でない状態）は、ΔΣ変調方式の次数及びサンプリング周波数を下げて受信周波数帯域のノイズ低減を優先することが可能となる。したがって、図１に示すオーディオ再生装置は、シンセチューナ１の受信電界強度が小さい場合でも良好なアナログ出力（低ノイズのアナログ出力）を得ることができる。

次に、本発明に係るオーディオ再生装置の他の構成例を図２に示す。なお、図２において図１と同一の部分には同一の符号を付し詳細な説明を省略する。図２に示すオーディオ再生装置が図１に示すオーディオ再生装置と異なる点は、第１、第２リレー３８、３９がステレオ受信検出信号ではなくオートゲイン検出信号に基づいてΔΣ変調方式の次数及びサンプリング周波数を設定することである。

図２に示すオーディオ再生装置において、シンセチューナ１の受信周波数を掃引していない状態でシンセチューナ１の受信電界強度が小さく、オートゲイン検出信号がハイレベルである場合、第１、第２リレー３８、３９は、第１次数設定信号発生器３４及び第１サンプリング発振子３６をΔΣ変調１ビット信号発生回路３１に接続し、ΔΣ変調方式の次数及びサンプリング周波数を各々低い方（３次、３２［ｆｓ］）に設定する。一方、シンセチューナ１の受信周波数を掃引していない状態でシンセチューナ１の受信電界強度が大きく、オートゲイン検出信号がローレベルである場合、第１、第２リレー３８、３９は、第２次数設定信号発生器３５及び第２サンプリング発振子３７をΔΣ変調１ビット信号発生回路３１に接続し、ΔΣ変調方式の次数及びサンプリング周波数を各々高い方（７次、６４［ｆｓ］）に設定する。

このようなリレー制御を行うことにより、通常信号受信時（シンセチューナ１の受信周波数を掃引していない状態でシンセチューナ１の受信電界強度が所定レベル以上である状態）は、ΔΣ変調方式の次数及びサンプリング周波数を上げて可聴帯域の高Ｓ／Ｎ化や再生帯域の広域化を優先し、弱信号受信時（シンセチューナ１の受信周波数を掃引していない状態でシンセチューナ１の受信電界強度が所定レベル以上でない状態）は、ΔΣ変調方式の次数及びサンプリング周波数を下げて受信周波数帯域のノイズ低減を優先することが可能となる。したがって、図２に示すオーディオ再生装置は、シンセチューナ１の受信電界強度が小さい場合でも良好なアナログ出力（低ノイズのアナログ出力）を得ることができる。

なお、上記の実施形態では、ΔΣ変調方式の次数とサンプリング周波数をいずれも可変制御する構成（図１、図２を参照）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、いずれか一方のみを可変制御としても構わない。

また、上記の実施形態では、ΔΣ変調方式の次数及びサンプリング周波数を設定する手段として、次数設定信号発生器及びサンプリング発振子を各々２個ずつ設けた構成（図１、図２を参照）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、その個数を増加させても構わない。

は、本発明に係るオーディオ再生装置の一構成例を示すブロック図である。は、本発明に係るオーディオ再生装置の他の構成例を示すブロック図である。は、ΔΣ変換部によって生成される１ビットディジタルオーディオ信号のノイズ特性を示す図である。

符号の説明

１シンセチューナ
２ボリュームコントローラ
３１ビットディジタルアンプ
４コントロールマイコン
１１アンテナ
１２高周波信号増幅回路（ＲＦ回路）
１３中間周波数信号変換回路（ＩＦ回路）
１３ａステレオ受信検出端子
１３ｂオートゲイン検出端子
１４検波回路
１５ステレオインジケータ
１６チューニングインジケータ
３１ ΔΣ変調１ビット信号発生回路
３２増幅回路
３３ディジタル／アナログ変換回路（Ａ／Ｄ変換回路）
３４第１次数設定信号発生器
３５第２次数設定信号発生器
３６第１サンプリング発振子
３７第２サンプリング発振子
３８第１リレー
３９第２リレー

Claims

入力信号から所望のチャンネル信号を検波するチューナと、前記チューナによって検波されたチャンネル信号をディジタル増幅するディジタルアンプとを備えるオーディオ再生装置であって、
前記ディジタルアンプは、ΔΣ変調方式を用いて前記チャンネル信号を１ビットディジタル信号に変換する１ビット変換部と、前記１ビットディジタル信号を電力増幅する増幅部と、増幅された１ビットディジタル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備え、
前記ΔΣ変調方式の次数及びサンプリング周波数の少なくとも一つは、前記チューナの受信周波数を掃引していない状態で前記チューナの受信電界強度が大きいときは高くなるように、前記チューナの受信周波数を掃引していない状態で前記チューナの受信電界強度が小さいときは低くなるように、前記チューナの受信電界強度に応じて可変制御されることを特徴とするオーディオ再生装置。
前記チューナは、受信電界強度に応じてステレオ分離度を可変する機能を備え、前記チューナがステレオ受信を行っているか否かを示す信号を生成するチューナであり、
前記ΔΣ変調方式の次数及びサンプリング周波数の少なくとも一つは、前記チューナがステレオ受信を行っているか否かを示す信号に応じて可変制御される請求項１に記載のオーディオ再生装置。
前記チューナは、前記チューナの受信電界強度が所定レベル以上であるか否かを示す信号を生成するチューナであり、
前記ΔΣ変調方式の次数及びサンプリング周波数の少なくとも一つは、前記チューナの受信電界強度が所定レベル以上であるか否かを示す信号に応じて可変制御される請求項１に記載のオーディオ再生装置。