JP2007104285A - Digital amplifier and switching power supply - Google Patents

Digital amplifier and switching power supply Download PDF

Info

Publication number
JP2007104285A
JP2007104285A JP2005291188A JP2005291188A JP2007104285A JP 2007104285 A JP2007104285 A JP 2007104285A JP 2005291188 A JP2005291188 A JP 2005291188A JP 2005291188 A JP2005291188 A JP 2005291188A JP 2007104285 A JP2007104285 A JP 2007104285A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
output
circuit
coil
drive circuit
switching
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2005291188A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshio Kuwana
義夫 桑名
Wataru Katada
渡 片田
Teruo Okada
輝雄 岡田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Taiyo Yuden Co Ltd
Original Assignee
Taiyo Yuden Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Taiyo Yuden Co Ltd filed Critical Taiyo Yuden Co Ltd
Priority to JP2005291188A priority Critical patent/JP2007104285A/en
Publication of JP2007104285A publication Critical patent/JP2007104285A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Dc-Dc Converters (AREA)
  • Power Conversion In General (AREA)
  • Amplifiers (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a digital amplifier which is effective in attaining a noise level required by a digital amplifier for high-output/high quality use. <P>SOLUTION: A ripple extracting circuit 10 which generates an opposite-phase waveform of a ripple component included in a class D driving circuit 130 is connected behind the driving circuit 130, and the opposite-phase waveform generated by the ripple extracting circuit is loaded in a rear stage of a coil L1 constituting a low-pass filter 140. In this constitution, source voltages V1 and V2 of a main line and a subordinate line, and inductance values L1 and L2 of coils L1 and L2 are so set that "V1/L1=V2/V2", and then a ripple component on the main line is canceled. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

この発明は、デジタルアンプおよびスイッチング電源に関し、特に、ノイズの低減に有効なデジタルアンプおよびスイッチング電源に関する。   The present invention relates to a digital amplifier and a switching power supply, and more particularly to a digital amplifier and a switching power supply effective for reducing noise.

近年、AV機器の多機能化・高集積化が進む中で、複合AV機のデジタル化が注目されている。この種の複合AV機としては、CDプレーヤ、AM/FMラジオチューナー、オーディオアンプ等を同一筐体内で構成したAV用のコンポーネントが知られている。   In recent years, with the progress of multi-function and high integration of AV equipment, digitalization of composite AV machines has been attracting attention. As this type of composite AV machine, an AV component in which a CD player, an AM / FM radio tuner, an audio amplifier, and the like are configured in the same casing is known.

さらに、最近では、上述したような複合AV機に組み込まれるオーディオアンプとして、アナログアンプからデジタルアンプへの切替が検討されており、デジタルアンプを用いることで、従来のアナログアンプよりも、小型、低発熱、高音質等が期待できるため、デジタルアンプが複合AV機のオーディオアンプの主流となりつつある。   Furthermore, recently, switching from an analog amplifier to a digital amplifier has been studied as an audio amplifier incorporated in a composite AV machine as described above. By using a digital amplifier, it is smaller and lower in size than a conventional analog amplifier. Since heat generation, high sound quality, etc. can be expected, digital amplifiers are becoming the mainstream of audio amplifiers for composite AV machines.

この種のデジタルアンプでは、音声信号の増幅がスイッチング動作により行われるため、ノイズや歪み対策が重要となる。同様に、スイッチング電源においてもデジタルアンプと同じくスイッチング・パワードライバ回路が用いられるため、このスイッチング回路の出力段には、キャリアリップルノイズと呼ばれる基本波の残留成分が存在する。   In this type of digital amplifier, since an audio signal is amplified by a switching operation, countermeasures against noise and distortion are important. Similarly, since the switching power driver circuit is used in the switching power supply as well as the digital amplifier, a fundamental wave residual component called carrier ripple noise exists in the output stage of the switching circuit.

この残留したリップルノイズが不要ノイズとなって他の回路に悪影響を及ぼすことが多いため、リップルノイズの低減が求められるが、その手法として、出力段フィルタの時定数や次数をアップさせる方法が一般的に適用される。   Since this remaining ripple noise often becomes an unwanted noise and adversely affects other circuits, it is necessary to reduce the ripple noise. However, as a technique, a method of increasing the time constant or order of the output stage filter is generally used. Is applied to.

しかし、フィルタの時定数や次数を増加させると、コストやサイズに影響を与えるため、フィルタは可能な限り最小の時定数と次数で構成することが望ましい。   However, increasing the time constant and order of the filter affects the cost and size, so it is desirable to configure the filter with the smallest possible time constant and order.

ここで、フィルタの時定数や次数を増加させる以外のノイズ低減に対するアプローチとしては、例えば、下記特許文献に記載された手法が知られている。
特開2003−258565号公報 特開2004−128662号公報 上記特許文献1には、CDプレーヤの再生時にはデジタルアンプを駆動し、ラジオを受信する際には、デジタルアンプを停止させてアナログアンプを使用する構成やデジタルアンプをシールドケースに入れてシールドする手法が示されている。
Here, as an approach to noise reduction other than increasing the time constant and the order of the filter, for example, a method described in the following patent document is known.
JP 2003-258565 A Japanese Patent Laid-Open No. 2004-128662 discloses a configuration in which a digital amplifier is driven during playback of a CD player and a digital amplifier is stopped and an analog amplifier is used when receiving radio. Shows how to shield in a case.

また、特許文献2には、オーディオ入力信号と出力増幅段の出力信号とを比較し、この比較結果をもとに定電圧電源回路の出力を変調することで、出力増幅段による歪みを低減させる手法が開示されている。   Patent Document 2 compares the audio input signal and the output signal of the output amplification stage, and modulates the output of the constant voltage power supply circuit based on the comparison result, thereby reducing distortion caused by the output amplification stage. A technique is disclosed.

上記各特許文献に示された手法は、いずれも有効な手法と考えられるが、高出力・高品位用途のデジタルアンプに要求されるノイズレベルを達成するには、さらなるノイズの低減が必要であった。   Any of the methods described in the above patent documents is considered to be an effective method. However, in order to achieve the noise level required for a high-power / high-quality digital amplifier, further noise reduction is necessary. It was.

一方、デジタルアンプのオーディオ信号に重畳したスイッチング成分を除去する手法が下記特許文献に記載されている。
特開2002−368554号公報 この特許文献に記載された手法は、非反転のPWM波形と反転させたPWM波形とを合成することで、基本波成分を除去する手法が示されている。
On the other hand, a method for removing a switching component superimposed on an audio signal of a digital amplifier is described in the following patent document.
JP, 2002-368554, A The method indicated in this patent document shows the method of removing a fundamental wave component by synthesize | combining a non-inverted PWM waveform and the inverted PWM waveform.

しかし、この手法では、非反転のPWM波形と反転させたPWM波形の位相がずれると音声信号に歪みが生じるとともに、無効電力が発生し易く、また、非反転と反転の2つのドライブ回路を用意する必要がある。   However, with this method, if the phase of the non-inverted PWM waveform and the inverted PWM waveform are out of phase, the audio signal is distorted and reactive power is likely to be generated, and two non-inverted and inverted drive circuits are prepared. There is a need to.

また、スイッチング電源のスイッチング成分に起因するリップル成分を除去する手法が下記特許文献に記載されている。
米国特許第5929692号公報 この特許文献に記載された手法は、主経路のリップル成分を抽出して主経路とは逆相の波形を作り、これを主経路に載せてリップル電圧を相殺する手法が示されている。
Further, a method for removing a ripple component caused by a switching component of a switching power supply is described in the following patent document.
US Pat. No. 5,929,692 The technique described in this patent document is a technique in which a ripple component of the main path is extracted to create a waveform having a phase opposite to that of the main path, and this is put on the main path to cancel the ripple voltage. It is shown.

しかし、この手法も前述の特許文献3と同様に、非反転と反転の2つのドライブ回路が必要であり、また、反転側ドライブ回路の出力からリップル成分を抽出するために、インダクタンス値の大きなコイルが必要になる。   However, this method also requires two drive circuits, non-inverted and inverted, as in the above-mentioned Patent Document 3, and a coil with a large inductance value is used to extract a ripple component from the output of the inverted drive circuit. Is required.

そこで、本発明は、簡易な構成でリップル成分の低減に有効なデジタルアンプおよびスイッチング電源を提供する。   Accordingly, the present invention provides a digital amplifier and a switching power supply that are effective in reducing ripple components with a simple configuration.

上記目的を達成するため、請求項1記載の発明は、音声信号をスイッチング増幅してアナログ出力するデジタルアンプであって、前記音声信号の変調を行うパルス変調回路と、前記変調回路の出力で駆動される第1のドライブ回路と、前記第1のドライブ回路の出力を平滑する第1のコイルおよび第1のコンデンサを含むフィルタと、前記フィルタの出力で駆動されるスピーカと、前記第1のドライブ回路とは別の電源電圧が供給された第2のドライブ回路と、前記第2のドライブ回路の出力を第2のコイルおよび第2のコンデンサの直列回路を介して前記フィルタを通過する信号に付加する手段とを具備することを特徴とする。   In order to achieve the above object, a first aspect of the present invention is a digital amplifier that performs switching amplification of an audio signal and outputs the analog signal, and is driven by a pulse modulation circuit that modulates the audio signal and an output of the modulation circuit First drive circuit, a filter including a first coil and a first capacitor for smoothing the output of the first drive circuit, a speaker driven by the output of the filter, and the first drive A second drive circuit supplied with a power supply voltage different from the circuit, and adding the output of the second drive circuit to a signal passing through the filter via a series circuit of a second coil and a second capacitor And a means for performing the above.

このように、前記第1のドライブ回路とは別の電源電圧が供給された第2のドライブ回路を設けることで、前述の特許文献4に記載されたような大電力駆動のドライブ回路を2つ設ける構成を取らなくともリップル相殺効果を得ることができる。   As described above, by providing the second drive circuit to which the power supply voltage different from the first drive circuit is supplied, two high power drive drive circuits as described in Patent Document 4 are provided. Even if it does not take the structure to provide, the ripple cancellation effect can be acquired.

ここで、第1のドライブ回路の出力からフィルタを介してスピーカに接続されたラインを主経路とし、第2のドライブ回路から第2のコイルおよび第2のコンデンサを介してフィルタに接続されるラインを副経路とすると、この副経路により第1のトライ部回路の出力に含まれたリップル成分の逆相波形が生成され、この逆相波形が主経路に付加されることで出力リップルの低減が図られる。   Here, a line connected from the output of the first drive circuit to the speaker via the filter is a main path, and a line connected to the filter from the second drive circuit via the second coil and the second capacitor. Is a sub-path, a reverse-phase waveform of the ripple component included in the output of the first trie circuit is generated by this sub-path, and this anti-phase waveform is added to the main path to reduce output ripple. Figured.

また、請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明において、前記第1のドライブ回路に供給される電源電圧をV1、前記第1のコイルの前記スピーカ側の電圧をV1’前記第2のドライブ回路に供給される電源電圧をV2、前記第2のコイルの前記スピーカ側の電圧をV2’前記第1のコイルのインダクタンスをL1、前記第2のコイルのインダクタンスをL2としたとき、(V1−V1’)/L1=(V2−V2’)/L2の関係を満たすことを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the power supply voltage supplied to the first drive circuit is V1, and the voltage on the speaker side of the first coil is V1 ′. When the power supply voltage supplied to the drive circuit is V2, the voltage on the speaker side of the second coil is V2 ′, the inductance of the first coil is L1, and the inductance of the second coil is L2. V1-V1 ′) / L1 = (V2−V2 ′) / L2 is satisfied.

このように、主経路の電源電圧およびコイルのインダクタンス値と、副経路の電源電圧およびコイルのインダクタンス値とを「(V1−V1’)/L1=(V2−V2’)/L2」の条件で設定することで、両コイルに流れる電流の傾きを合わせることができるため、リップル成分を効果的にキャンセルすることができる。   Thus, the power supply voltage of the main path and the inductance value of the coil, and the power supply voltage of the sub path and the inductance value of the coil are in the condition of “(V1−V1 ′) / L1 = (V2−V2 ′) / L2”. By setting, the slopes of the currents flowing through both coils can be matched, so that the ripple component can be canceled effectively.

ここで、V1’およびV2’の値は、音声信号に伴って変化するが、V1−V1’とV2−V2’の比率は、およそ一定になるため、回路定数となるV1、V2、L1、L2を定める場合には、「V1/L1=V2/L2」の条件で決めても良く、また、中間電圧である「(1/2)・V1/L1=(1/2)・V2/L2」の条件としても良い。   Here, the values of V1 ′ and V2 ′ vary with the audio signal, but the ratio of V1-V1 ′ and V2-V2 ′ is approximately constant, so that V1, V2, L1, When L2 is determined, it may be determined under the condition of “V1 / L1 = V2 / L2”, and the intermediate voltage “(1/2) · V1 / L1 = (1/2) · V2 / L2” may be set. It is good also as conditions of ".

また、請求項3記載の発明は、請求項1記載の発明において、前記第1のドライブ回路に供給される電源電圧をV1、前記第2のドライブ回路に供給される電源電圧をV2、前記第1のコイルのインダクタンスをL1、前記第2のコイルのインダクタンスをL2としたとき、V1>V2およびL1>L2の関係を満たすことを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the power supply voltage supplied to the first drive circuit is V1, the power supply voltage supplied to the second drive circuit is V2, and the first drive circuit is the second drive circuit. When the inductance of one coil is L1, and the inductance of the second coil is L2, the relationship of V1> V2 and L1> L2 is satisfied.

このように、主経路の電源電圧およびコイルのインダクタンス値と、副経路の電源電圧およびコイルのインダクタンス値とを「V1>V2およびL1>L2」の条件で設定することで、低電圧、小型の構成で好適なリップル相殺効果を得ることができる。   Thus, by setting the power supply voltage of the main path and the inductance value of the coil and the power supply voltage of the sub path and the inductance value of the coil under the conditions of “V1> V2 and L1> L2,” a low voltage, small size A ripple canceling effect suitable for the configuration can be obtained.

また、請求項4記載の発明は、請求項1記載の発明において、前記第1のコイルのインダクタンスをL1、前記第2のコイルのインダクタンスをL2、前記第1のコンデンサの容量値をC1、前記第2のコンデンサの容量値をC2としたとき、L1・C1<L2・C2の関係を満たすことを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the inductance of the first coil is L1, the inductance of the second coil is L2, the capacitance value of the first capacitor is C1, When the capacitance value of the second capacitor is C2, the relationship of L1 · C1 <L2 · C2 is satisfied.

このように、主経路に設けられたコイルのインダクタンス値およびコンデンサの容量値と、副経路に設けられたコイルのインダクタンス値およびコンデンサの容量値とを「L1・C1<L2・C2」の条件で設定することで、より好適なリップル相殺効果を得ることができる。この条件においては、C2≧C2’/4、L1・C1=L2・C2’の条件を満たすことが望ましい。   In this way, the inductance value of the coil and the capacitance value of the capacitor provided in the main path, and the inductance value and the capacitance value of the capacitor provided in the sub-path under the condition “L1 · C1 <L2 · C2”. By setting, a more preferable ripple canceling effect can be obtained. In this condition, it is desirable to satisfy the conditions of C2 ≧ C2 ′ / 4 and L1 · C1 = L2 · C2 ′.

また、副経路に設けられたコンデンサの容量値C2は、主経路に設けられたコイルのインダクタンス値L1およびコンデンサの容量値C1と同じ共振周波数となる容量値の4分の1以上の容量値に設定することが望ましい。   In addition, the capacitance value C2 of the capacitor provided in the sub path is equal to or more than a quarter of the capacitance value having the same resonance frequency as the inductance value L1 of the coil provided in the main path and the capacitance value C1 of the capacitor. It is desirable to set.

また、請求項5記載の発明は、請求項1記載の発明において、前記第1のドライブ回路に供給される電源電圧と前記第2のドライブ回路に供給される電源電圧とを連動させたことを特徴とする。   According to a fifth aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the power supply voltage supplied to the first drive circuit and the power supply voltage supplied to the second drive circuit are linked. Features.

このように、各ドライブ回路の電源電圧を連動させることで、何らかの要因によって電源電圧が変動してもリップル相殺効果を維持することができる。   In this way, by linking the power supply voltages of the drive circuits, the ripple canceling effect can be maintained even if the power supply voltage fluctuates due to some factor.

また、請求項6記載の発明は、音声信号をスイッチング増幅してアナログ出力するデジタルアンプであって、前記音声信号の変調を行うパルス変調回路と、前記変調回路の出力で駆動されるD級ドライブ回路と、前記D級ドライブ回路の出力を平滑するフィルタと、前記フィルタの出力で駆動されるスピーカと、前記D級ドライブ回路の出力を用いて該D級ドライブ回路の出力に含まれるリップル成分の逆相波形を生成する手段と、前記逆相波形を前記フィルタを通過する信号に付加する手段とを具備することを特徴とする。   The invention described in claim 6 is a digital amplifier for switching and amplifying an audio signal and outputting the analog signal, a pulse modulation circuit for modulating the audio signal, and a class D drive driven by the output of the modulation circuit Circuit, a filter for smoothing the output of the class D drive circuit, a speaker driven by the output of the filter, and a ripple component included in the output of the class D drive circuit using the output of the class D drive circuit And means for generating a negative phase waveform and means for adding the negative phase waveform to a signal passing through the filter.

このように、D級ドライブ回路の出力を用いて逆相波形を生成することで、前述の特許文献4に記載されたような大電力駆動のドライブ回路を2つ設ける構成を取らなくともリップル相殺効果を得ることができる。   In this way, by generating an antiphase waveform using the output of the class D drive circuit, ripple cancellation can be achieved without having to provide two high power drive circuits as described in Patent Document 4 above. An effect can be obtained.

また、請求項7記載の発明は、音声信号をスイッチング増幅してアナログ出力するデジタルアンプであって、前記音声信号の変調を行うパルス変調回路と、前記変調回路の出力で駆動されるD級ドライブ回路と、前記D級ドライブ回路の出力を平滑する第1のコイルおよび第1のコンデンサを含むフィルタと、前記フィルタの出力で駆動されるスピーカと、前記D級ドライブ回路の出力を分岐する手段と、前記分岐した信号のレベルを調整するレベル調整手段と、前記分岐した信号の位相を反転させる位相反転手段と、前記位相反転後の信号を第2のコイルおよび第2のコンデンサの直列回路を介して前記第1のコイルの後段に付加する手段とを具備することを特徴とする。   The invention according to claim 7 is a digital amplifier for switching and amplifying an audio signal and outputting the analog signal, a pulse modulation circuit for modulating the audio signal, and a class D drive driven by the output of the modulation circuit A circuit, a filter including a first coil and a first capacitor for smoothing the output of the class D drive circuit, a speaker driven by the output of the filter, and means for branching the output of the class D drive circuit Level adjusting means for adjusting the level of the branched signal, phase inverting means for inverting the phase of the branched signal, and the signal after the phase inversion via a series circuit of a second coil and a second capacitor. And means for adding to the subsequent stage of the first coil.

このように、D級ドライブ回路から分岐した信号のレベルを調整することで、前述の特許文献4に記載されたような大電力駆動のドライブ回路を2つ設ける構成を取らず、かつ、低電圧駆動で逆相リップル波形を生成することができる。尚、レベル調整手段としては、アッテネータや増幅器等の手段を用いることが可能である。   In this way, by adjusting the level of the signal branched from the class D drive circuit, there is no configuration in which two high power drive drive circuits as described in Patent Document 4 described above are provided, and the low voltage A negative-phase ripple waveform can be generated by driving. As the level adjusting means, means such as an attenuator and an amplifier can be used.

また、請求項8記載の発明は、音声信号をスイッチング増幅してアナログ出力するデジタルアンプであって、前記音声信号の変調を行うパルス変調回路と、前記変調回路の出力で駆動されるD級ドライブ回路と、前記D級ドライブ回路の出力を平滑するフィルタと、前記フィルタの出力で駆動されるスピーカと、前記パルス変調回路の出力を用いて前記D級ドライブ回路の出力に含まれるリップル成分の逆相波形を生成する手段と、前記逆相波形を前記フィルタを通過する信号に付加する手段とを具備することを特徴とする。   The invention according to claim 8 is a digital amplifier for switching and amplifying an audio signal and outputting the analog signal, a pulse modulation circuit for modulating the audio signal, and a class D drive driven by the output of the modulation circuit Circuit, a filter for smoothing the output of the class D drive circuit, a speaker driven by the output of the filter, and an inverse of the ripple component included in the output of the class D drive circuit using the output of the pulse modulation circuit And means for generating a phase waveform and means for adding the negative phase waveform to a signal passing through the filter.

このように、パルス変調回路の出力を用いて逆相成分を生成することにより、前述の特許文献4に記載されたような大電力駆動のドライブ回路を2つ設ける構成を取らなくともリップル相殺効果を得ることができる。   In this way, by generating the anti-phase component using the output of the pulse modulation circuit, the ripple canceling effect can be obtained without using two high-power drive circuits as described in Patent Document 4 above. Can be obtained.

また、請求項9記載の発明は、音声信号をスイッチング増幅してアナログ出力するデジタルアンプであって、前記音声信号の変調を行うパルス変調回路と、前記変調回路の出力で駆動されるD級ドライブ回路と、前記D級ドライブ回路の出力を平滑する第1のコイルおよび第1のコンデンサを含むフィルタと、前記フィルタの出力で駆動されるスピーカと、前記変調回路の出力レベルを調整するレベル調整手段と、前記変調回路の出力位相を反転させる位相反転手段と、前記位相反転後の信号を第2のコイルおよび第2のコンデンサの直列回路を介して前記第1のコイルの後段に付加する手段とを具備することを特徴とする。   According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a digital amplifier for switching and amplifying an audio signal for analog output, a pulse modulation circuit for modulating the audio signal, and a class D drive driven by an output of the modulation circuit Circuit, a filter including a first coil and a first capacitor for smoothing the output of the class D drive circuit, a speaker driven by the output of the filter, and a level adjusting means for adjusting the output level of the modulation circuit Phase inverting means for inverting the output phase of the modulation circuit; means for adding the signal after the phase inversion to a subsequent stage of the first coil via a series circuit of a second coil and a second capacitor; It is characterized by comprising.

このように、変調回路の出力レベルを調整することで、前述の特許文献4に記載されたような大電力駆動のドライブ回路を2つ設ける構成を取らず、かつ、低電圧駆動で逆相リップル波形を生成することができる。尚、レベル調整手段としては、アッテネータや増幅器等の手段を用いることが可能である。   In this way, by adjusting the output level of the modulation circuit, there is no configuration in which two drive circuits of high power drive as described in Patent Document 4 described above are provided, and the anti-phase ripple is low-voltage driven. Waveforms can be generated. As the level adjusting means, means such as an attenuator and an amplifier can be used.

また、請求項10記載の発明は、入力電圧を所定の出力電圧に変換するスイッチング電源であって、前記入力電圧のスイッチングを行うスイッチング回路と、前記スイッチング回路の出力を平滑する第1のコイルおよび第1のコンデンサと、前記スイッチング回路の出力を分岐する手段と、前記分岐した信号のレベルを調整するレベル調整手段と、前記分岐した信号の位相を反転させる位相反転手段と、前記位相反転後の信号を第2のコイルおよび第2のコンデンサの直列回路を介して前記第1のコイルの後段に付加する手段とを具備することを特徴とする。   The invention according to claim 10 is a switching power supply for converting an input voltage into a predetermined output voltage, a switching circuit for switching the input voltage, a first coil for smoothing the output of the switching circuit, and A first capacitor; means for branching the output of the switching circuit; level adjusting means for adjusting the level of the branched signal; phase inverting means for inverting the phase of the branched signal; Means for adding a signal to a subsequent stage of the first coil through a series circuit of a second coil and a second capacitor.

このように、スイッチング回路から分岐した信号のレベルを調整することで、前述の特許文献4に記載されたような大電力駆動のスイッチング回路を2つ設ける構成を取らなくとも逆相リップル波形を生成することができる。   In this way, by adjusting the level of the signal branched from the switching circuit, a negative-phase ripple waveform can be generated without using two switching circuits driven by high power as described in Patent Document 4 above. can do.

また、請求項11記載の発明は、入力電圧を所定の出力電圧に変換するスイッチング電源であって、所定のパルス波形に従って前記入力電圧のスイッチングを行うスイッチング回路と、前記スイッチング回路の出力を平滑する第1のコイルおよび第1のコンデンサと、前記パルス波形のレベルを調整するレベル調整手段と、前記パルス波形の位相を反転させる位相反転手段と、前記位相反転後の信号を第2のコイルおよび第2のコンデンサの直列回路を介して前記第1のコイルの後段に付加する手段とを具備することを特徴とする。   The invention according to claim 11 is a switching power supply for converting an input voltage into a predetermined output voltage, wherein the switching circuit performs switching of the input voltage according to a predetermined pulse waveform, and smoothes the output of the switching circuit. A first coil and a first capacitor; level adjusting means for adjusting the level of the pulse waveform; phase inverting means for inverting the phase of the pulse waveform; and And means for adding to the subsequent stage of the first coil through a series circuit of two capacitors.

このように、スイッチング回路の駆動波形となるパルス波形のレベルを調整することで、前述の特許文献4に記載されたような大電力駆動のスイッチング回路を2つ設ける構成を取らなくとも逆相リップル波形を生成することができる。   In this way, by adjusting the level of the pulse waveform that is the driving waveform of the switching circuit, the anti-phase ripple can be obtained without providing two switching circuits of high power driving as described in Patent Document 4 described above. Waveforms can be generated.

尚、以上説明した構成において、パルス変調回路としては、PWM変換回路やΔΣ変換回路等を含めてもよく、また、音声信号に対して所定の演算処理を行う機能を含めても良い。デジタルアンプ回路で用いられる変調方式としては、パルス幅変調方式であるPWM(Pulse Width Modulation)、パルス密度変調方式であるPDM(Pulse Density Modulation)があり、デジタルアンプ回路に入力されるデータ形式としては、音楽CDで用いられるPCM(Pulse Code Modulation)がある。   In the configuration described above, the pulse modulation circuit may include a PWM conversion circuit, a ΔΣ conversion circuit, and the like, and may include a function of performing predetermined arithmetic processing on the audio signal. As a modulation method used in the digital amplifier circuit, there are a pulse width modulation method PWM (Pulse Width Modulation) and a pulse density modulation method PDM (Pulse Density Modulation), and the data format input to the digital amplifier circuit is as follows. PCM (Pulse Code Modulation) used in music CDs.

ここで、パルス変調回路に入力される音声信号は、アナログ信号であってもデジタル信号であっても良く、アナログ信号が入力される場合は、当該アナログ信号が直接パルス変調回路に入力されて、パルス信号に変換されるか、または、一旦、A/Dコンバータを介してデジタル信号に変換された後にパルス変調回路に入力される構成のいずれを用いても良い。   Here, the audio signal input to the pulse modulation circuit may be an analog signal or a digital signal. When an analog signal is input, the analog signal is directly input to the pulse modulation circuit. Any of the configurations that are converted into a pulse signal, or once converted into a digital signal via an A / D converter and then input into the pulse modulation circuit may be used.

一方、デジタル信号が入力される場合は、当該デジタル信号が直接パルス変調回路に入力されて、パルス信号に変換されるか、または、一旦、D/Aコンバータを介して、アナログ信号に変換された後にパルス変調回路に入力される構成のいずれを用いても良い。   On the other hand, when a digital signal is input, the digital signal is directly input to the pulse modulation circuit and converted into a pulse signal or once converted into an analog signal through a D / A converter. Any configuration that is input to the pulse modulation circuit later may be used.

尚、パルス変調回路の実施形態としては、アナログ信号入力の場合は、アナログ入力PWM変調回路またはアナログ入力ΔΣ回路を使用し、デジタル信号入力の場合は、デジタル入力PWM変調回路またはデジタル入力ΔΣ回路を使用すれば良い。   As an embodiment of the pulse modulation circuit, an analog input PWM modulation circuit or an analog input ΔΣ circuit is used for an analog signal input, and a digital input PWM modulation circuit or a digital input ΔΣ circuit is used for a digital signal input. Use it.

また、本発明に係るデジタルアンプは、スイッチングアンプ、デジタルアンプ、D級アンプのいずれも含むものとする。   The digital amplifier according to the present invention includes any of a switching amplifier, a digital amplifier, and a class D amplifier.

以上説明したように、本発明によれば、スイッチング回路の出力に重畳したリップル成分を効果的に抽出することができるため、簡易な構成でデジタルアンプおよびスイッチング電源のノイズレベルを低減させることができる。   As described above, according to the present invention, since the ripple component superimposed on the output of the switching circuit can be extracted effectively, the noise level of the digital amplifier and the switching power supply can be reduced with a simple configuration. .

以下、本発明の実施形態を添付図面を参照して詳細に説明する。尚、本発明は、以下説明する実施形態に限らず適宜変更可能である。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The present invention is not limited to the embodiments described below, and can be modified as appropriate.

図1は、本発明に係るデジタルアンプが組み込まれたオーディオコンポーネントの内部構成を示すブロック図である。同図に示すように、このオーディオコンポーネントは、AM/FMラジオ受信部510と、オーディオテープ再生部520と、CD/DVDプレーヤ530と、デジタルアンプ回路を内蔵したデジタルアンプモジュール100とで構成される。   FIG. 1 is a block diagram showing an internal configuration of an audio component in which a digital amplifier according to the present invention is incorporated. As shown in the figure, the audio component includes an AM / FM radio receiving unit 510, an audio tape reproducing unit 520, a CD / DVD player 530, and a digital amplifier module 100 incorporating a digital amplifier circuit. .

そして、音声信号をアナログ形式で出力するAM/FMラジオ受信部510とオーディオテープ再生部520とがスイッチSW1に接続され、このスイッチSW1で選択された信号がA/Dコンバータ540に入力される。   Then, an AM / FM radio reception unit 510 that outputs an audio signal in an analog format and an audio tape reproduction unit 520 are connected to the switch SW1, and a signal selected by the switch SW1 is input to the A / D converter 540.

AM/FMラジオ受信部510またはオーディオテープ再生部520から出力されたアナログ形式の音声信号は、このA/Dコンバータ540でデジタル信号に変換されて、デジタルアンプモジュール100内のパルス変調器120に入力される。   The analog audio signal output from the AM / FM radio receiving unit 510 or the audio tape reproducing unit 520 is converted into a digital signal by the A / D converter 540 and input to the pulse modulator 120 in the digital amplifier module 100. Is done.

一方、音声信号をデジタル形式で出力するCD/DVDプレーヤ530と外部からのデジタル信号を入力するためのポートP3とがスイッチSW2に接続され、このスイッチSW2で選択された信号がデジタルアンプモジュール100内のパルス変調器120に入力される。   On the other hand, a CD / DVD player 530 that outputs an audio signal in digital format and a port P3 for inputting an external digital signal are connected to the switch SW2, and the signal selected by the switch SW2 is stored in the digital amplifier module 100. To the pulse modulator 120.

デジタルアンプモジュール100は、DCDCコンバータ100と、パルス変調器120と、D級ドライバ130と、ローパスフィルタ140と、リップル抽出回路とを内蔵し、AM/FMラジオ受信部510、オーディオテープ再生部、CD/DVDプレーヤ530または外部ポートP3から入力された音声信号を増幅し、ポートP2を介して、オーディオコンポーネント500の外部に設けられたスピーカ620をアナログ出力で差動駆動する。   The digital amplifier module 100 includes a DCDC converter 100, a pulse modulator 120, a class D driver 130, a low-pass filter 140, and a ripple extraction circuit, and an AM / FM radio reception unit 510, an audio tape playback unit, a CD / Amplifies the audio signal input from the DVD player 530 or the external port P3, and differentially drives the speaker 620 provided outside the audio component 500 via the port P2 with an analog output.

ここで、パルス変調器120とD級ドライバ130とは、DCDCコンバータ110で生成された電力で駆動され、このDCDCコンバータは、オーディオコンポーネント500の外部に設けられたバッテリ610からの電力供給を利用して、パルス変調器120とD級ドライバ130に電圧V1を供給するとともに、ノイズ抽出回路10に電圧V2を供給する。尚、このバッテリ610は、ポートP1に接続され、AM/FMラジオ受信部510、オーディオテープ再生部、CD/DVDプレーヤ530に対しても電力供給を行う。   Here, the pulse modulator 120 and the class D driver 130 are driven by the power generated by the DCDC converter 110, and this DCDC converter uses the power supply from the battery 610 provided outside the audio component 500. Thus, the voltage V1 is supplied to the pulse modulator 120 and the class D driver 130, and the voltage V2 is supplied to the noise extraction circuit 10. The battery 610 is connected to the port P1 and supplies power to the AM / FM radio reception unit 510, the audio tape playback unit, and the CD / DVD player 530.

DCDCコンバータ110およびパルス変調器120には、それぞれ図示しないスイッチング用の波形生成回路が設けられ、これらの波形生成回路は、DCDCコンバータのスイッチング周波数とD級ドライバ130のスイッチング周波数のそれぞれに従って駆動波形を生成する。   Each of the DCDC converter 110 and the pulse modulator 120 is provided with a switching waveform generation circuit (not shown). These waveform generation circuits generate drive waveforms according to the switching frequency of the DCDC converter and the switching frequency of the class D driver 130, respectively. Generate.

リップル抽出回路10は、電源電圧V2を利用してD級ドライバ130の出力から該出力に含まれたリップル成分の逆相波形を生成し、この生成した逆相波形を主経路となるローパスフィルタ140の出力に付加することで、主経路に重畳したリップル成分をキャンセルする。即ち、このリップル抽出回路は、主経路に含まれたリップル成分の逆相波形を生成するための副経路を構成する。   The ripple extraction circuit 10 generates a negative-phase waveform of a ripple component included in the output from the output of the class D driver 130 using the power supply voltage V2, and the low-pass filter 140 that uses the generated negative-phase waveform as a main path. By adding to the output, the ripple component superimposed on the main path is canceled. That is, this ripple extraction circuit constitutes a sub route for generating a reverse phase waveform of the ripple component included in the main route.

図2は、図1に示すデジタルアンプモジュールの内部構成例を示す回路ブロック図である。同図に示すように、このデジタルアンプモジュール100に組み込まれるD級ドライバ130は、ハイサイドのスイッチング素子FET1と、ローサイドのスイッチング素子FET2と、該各スイッチング素子をPWM信号で駆動するドライバアンプAmp1およびAmp2とで構成される。   FIG. 2 is a circuit block diagram showing an example of the internal configuration of the digital amplifier module shown in FIG. As shown in the figure, the class D driver 130 incorporated in the digital amplifier module 100 includes a high-side switching element FET1, a low-side switching element FET2, a driver amplifier Amp1 that drives each switching element with a PWM signal, and It is composed of Amp2.

D級ドライバ130から出力されたパルス信号は、コイルL1とコンデンサC1とで構成されたローパスフィルタ140を通過することでアナログ音声信号が抽出され、リップル抽出回路10を通過することで、主経路に含まれたリップル成分の逆相波形が生成され、この逆相波形がローパスフィルタ140の出力に付加されて、アナログ音声信号に含まれたリップル成分が除去される。   The pulse signal output from the class D driver 130 passes through a low-pass filter 140 composed of a coil L1 and a capacitor C1, and an analog audio signal is extracted. An anti-phase waveform of the included ripple component is generated, and this anti-phase waveform is added to the output of the low-pass filter 140 to remove the ripple component included in the analog audio signal.

副経路を構成するリップル抽出回路10は、D級ドライバ130の出力を減衰させるアッテネータ12と、このアッテネータの出力位相を反転させる反転器14と、この反転器の出力を電源電圧V2でドライブするサブドライブ回路16と、このサブドライブ回路の出力から主経路に含まれたリップル成分の逆相波形を生成して主経路に付加するコイルL2およびコンデンサC2とで構成される。   The ripple extraction circuit 10 constituting the sub-path includes an attenuator 12 that attenuates the output of the class D driver 130, an inverter 14 that inverts the output phase of the attenuator, and a sub that drives the output of the inverter with the power supply voltage V2. The drive circuit 16 includes a coil L2 and a capacitor C2 that generate a reverse-phase waveform of a ripple component included in the main path from the output of the sub drive circuit and add it to the main path.

ここで、電源電圧V2は、D級ドライブ回路130の電源電圧V1より低い電圧値に設定され、コイルL2は、主経路側に設けられたコイルL1より小さなインダクタンス値に設定される。   Here, the power supply voltage V2 is set to a voltage value lower than the power supply voltage V1 of the class D drive circuit 130, and the coil L2 is set to an inductance value smaller than the coil L1 provided on the main path side.

図3は、図2に示したデジタルアンプ回路のリップル除去原理を示すタイミングチャートである。同図(a)および(b)に示すように、D級ドライバ130の出力信号Aとサブドライブ回路16の出力信号Bとは反転関係にあり、同図(c)および(d)に示すように、D級ドライバ130の出力信号AによってコイルL1に流れる電流IL1と、サブドライブ回路16の出力信号BによってコイルL2に流れる電流IL2とは、、電流の傾きが相互に反転した状態となる。   FIG. 3 is a timing chart showing the principle of ripple removal of the digital amplifier circuit shown in FIG. As shown in FIGS. 9A and 9B, the output signal A of the class D driver 130 and the output signal B of the sub drive circuit 16 are in an inverted relationship, as shown in FIGS. In addition, the current IL1 flowing in the coil L1 by the output signal A of the class D driver 130 and the current IL2 flowing in the coil L2 by the output signal B of the sub drive circuit 16 are in a state in which the current gradients are mutually inverted.

ここで、同図(f)に示すように、コイルL2に流れる電流IL2は、コンデンサC2デカップリング効果によって、変化分のみが取り出された信号になるとともに、電源電圧V1およびV2とコイルL1およびL2のインダクタンス値L1およびL2を下式の条件に設定することで、IL1とIL2の波高値が同一となる。尚、図中「I0」はコイルL1に流れる電流の定常分である。   Here, as shown in FIG. 5F, the current IL2 flowing through the coil L2 becomes a signal in which only the change is taken out due to the capacitor C2 decoupling effect, and the power supply voltages V1 and V2 and the coils L1 and L2 By setting the inductance values L1 and L2 to the conditions of the following equation, the peak values of IL1 and IL2 become the same. In the figure, “I0” is a steady portion of the current flowing through the coil L1.

V1/L1=V2/L2
従って、コイルL1に流れる電流IL1に、コイルL2に流れる電流IL2を付加することで、コイルL1に流れる電流IL1のリップル成分がキャンセルされる。
V1 / L1 = V2 / L2
Therefore, the ripple component of the current IL1 flowing through the coil L1 is canceled by adding the current IL2 flowing through the coil L2 to the current IL1 flowing through the coil L1.

尚、上式は、コイルL1のスピーカ側の電圧をV1’コイルL2のスピーカ側の電圧をV2’としたとき、(V1−V1’)/L1=(V2−V2’)/L2の関係で構成しても良い。   The above equation is expressed as (V1−V1 ′) / L1 = (V2−V2 ′) / L2 where the speaker side voltage of the coil L1 is V2 ′ and the speaker side voltage of the coil L2 is V2 ′. It may be configured.

さらに、電源電圧V1およびV2とコイルL1およびL2のインダクタンス値L1およびL2を下式の条件に設定することで、リップル抽出回路10を低電圧駆動で低インダクタンス素子を用いた構成とすることができる。   Furthermore, by setting the power supply voltages V1 and V2 and the inductance values L1 and L2 of the coils L1 and L2 to the following conditions, the ripple extraction circuit 10 can be configured to be driven at a low voltage and use a low inductance element. .

V1>V2
L1>L2
以上説明した条件に従って構成することで、リップル成分を相殺する機構が簡易な構成で得られることになる。
V1> V2
L1> L2
By configuring according to the conditions described above, a mechanism for canceling the ripple component can be obtained with a simple configuration.

以下、「V1/L1=V2/L2」の条件を満たすことで、リップル成分が相殺される原理を補足する。まず、コイルL1に流れる電流IL1は、下式で表すことができる。   Hereinafter, supplementing the principle that the ripple component is canceled by satisfying the condition of “V1 / L1 = V2 / L2”. First, the current IL1 flowing through the coil L1 can be expressed by the following equation.

IL1=(V1−Vout1)・ton/L1
ここで、Vout1:スピーカラインの出力電圧、ton:D級ドライブ回路130のオン時間である。
IL1 = (V1-Vout1) · ton / L1
Here, Vout1: the output voltage of the speaker line, and ton: the ON time of the class D drive circuit 130.

また、コイルL2に流れる電流IL2は、下式で表すことができる。   Further, the current IL2 flowing through the coil L2 can be expressed by the following equation.

IL2=(V2−Vout2)・(Tーton)/L2
ここで、Vout2:サブドライブ回路16の出力電圧、T:スイッチング周期であり、Vout2はコイルL2およびコンデンサC2で平滑された電圧になる。
IL2 = (V2-Vout2). (T-ton) / L2
Here, Vout2 is the output voltage of the sub drive circuit 16, T is the switching period, and Vout2 is a voltage smoothed by the coil L2 and the capacitor C2.

ここで、ノイズの発生源となるリップル電圧Vrippleは、一般に下式で表すことができる。   Here, the ripple voltage Vripple as a noise generation source can be generally expressed by the following equation.

Vripple=1/C・∫IL・dt
従って、コイルのリップル電流ILをゼロにすれば、リップル電圧をゼロにすることと等価になるため、「IL1=IL2」となる条件、即ち、「V1/L1=V2/L2」となる条件に設定することでリップル成分を相殺することができ、この条件を維持した状態で、V2とL2を小さくすれば低電圧化と小型化が可能となる。
Vripple = 1 / C · ∫IL · dt
Accordingly, if the coil ripple current IL is made zero, it is equivalent to making the ripple voltage zero, so that the condition of “IL1 = IL2”, that is, the condition of “V1 / L1 = V2 / L2” is satisfied. The ripple component can be canceled by setting, and if V2 and L2 are reduced while maintaining this condition, the voltage can be reduced and the size can be reduced.

図4は、リップル抽出回路に設けられたコンデンサC2の値とリップル除去効果との関係を示す特性図である。同図(a)は、コンデンサC2の値とリップル除去後のリップル電圧Vrippleとの関係を示す図であり、同図(b)は、コンデンサC2の値とリップル除去後のリップル電流Irippleとの関係を示す図である。   FIG. 4 is a characteristic diagram showing the relationship between the value of the capacitor C2 provided in the ripple extraction circuit and the ripple removal effect. FIG. 5A is a diagram showing the relationship between the value of the capacitor C2 and the ripple voltage Vripple after ripple removal, and FIG. 5B is the relationship between the value of the capacitor C2 and the ripple current Iripple after ripple removal. FIG.

同各図に示すように、コンデンサC2の容量値によって、キャンセル後のリップル電圧及びリップル電流が変化するため、コンデンサC2の容量値をコイルC1およびコンデンサCと同じ共振周波数となる容量値の4分の1以上の容量に設定することで、好適なリップル相殺効果を得ることができる。望ましくは、下記の条件を満たす構成とする。   As shown in the figures, since the ripple voltage and ripple current after cancellation change depending on the capacitance value of the capacitor C2, the capacitance value of the capacitor C2 is divided into four quarters of the capacitance value having the same resonance frequency as the coil C1 and the capacitor C. By setting the capacitance to 1 or more, a suitable ripple canceling effect can be obtained. Desirably, the configuration satisfies the following conditions.

L1・C1<L2・C2
C2≧C2’/4
L1・C1=L2・C2’
このように構成することで、より適したリップル除去効果が得られる。
L1 ・ C1 <L2 ・ C2
C2 ≧ C2 ′ / 4
L1 ・ C1 = L2 ・ C2 '
With this configuration, a more suitable ripple removal effect can be obtained.

図5は、図2の構成をBTLに適用した場合の例を示す回路ブロック図である。同図に示すように、2つのD級ドライブ回路130−1および130−2を用いてスピーカ620を差動駆動するBTL構成に本発明を適用する場合には、各D級ドライブ回路の出力にそれぞれリップル抽出回路10−1および10−2を設ければ良い。その他の構成および条件は図2と同様である。   FIG. 5 is a circuit block diagram showing an example in which the configuration of FIG. 2 is applied to BTL. As shown in the figure, when the present invention is applied to a BTL configuration in which the speaker 620 is differentially driven using two class D drive circuits 130-1 and 130-2, the output of each class D drive circuit is used. Ripple extraction circuits 10-1 and 10-2 may be provided respectively. Other configurations and conditions are the same as those in FIG.

図6は、D級ドライブ回路の電源電圧の変動を考慮した場合の構成例を示す回路ブロック図である。D級ドライブ回路130の電源電圧V1が何らかの動作要因によって変動すると、前述した「V1/L1=V2/L2」の条件から外れてしまうため、同図に示すように、D級ドライブ回路130の電源電圧V1の変動を検出する電圧変動検出回路18を設け、この検出した変動分を抵抗Rを介してサブドライブ回路16の電源電圧V2と連動させることでリップル除去効果を維持させることができる。   FIG. 6 is a circuit block diagram showing a configuration example in consideration of fluctuations in the power supply voltage of the class D drive circuit. If the power supply voltage V1 of the class D drive circuit 130 fluctuates due to some operating factor, the condition of “V1 / L1 = V2 / L2” is not satisfied, and as shown in FIG. By providing the voltage fluctuation detection circuit 18 for detecting the fluctuation of the voltage V1 and linking the detected fluctuation with the power supply voltage V2 of the sub drive circuit 16 through the resistor R, the ripple removal effect can be maintained.

図7は、図1に示したパルス変調器120の出力を利用して、リップル成分の逆相波形を生成する場合の第1の構成例を示す回路ブロック図である。同図に示すように、パルス変調器120が出力する小振幅のPWM信号をアッテネータを介さずにノイズ抽出回路10に入力することでも、リップル相殺効果を得ることができる。その他は図2と同様である。   FIG. 7 is a circuit block diagram showing a first configuration example in the case of generating a reverse-phase waveform of a ripple component using the output of the pulse modulator 120 shown in FIG. As shown in the figure, the ripple canceling effect can also be obtained by inputting a small amplitude PWM signal output from the pulse modulator 120 to the noise extraction circuit 10 without going through an attenuator. Others are the same as FIG.

図8は、図1に示したパルス変調器120の出力を利用して、リップル成分の逆相波形を生成する場合の第2の構成例を示す回路ブロック図である。同図に示すように、パルス変調器120から反転PWM信号が得られる場合には、この反転PWM信号をアッテネータおよび反転器を介さずにノイズ抽出回路10に入力することでも、リップル相殺効果を得ることができる。その他は図2と同様である。   FIG. 8 is a circuit block diagram showing a second configuration example in the case of generating a reverse-phase waveform of a ripple component using the output of the pulse modulator 120 shown in FIG. As shown in the figure, when an inverted PWM signal is obtained from the pulse modulator 120, a ripple canceling effect can also be obtained by inputting the inverted PWM signal to the noise extraction circuit 10 without passing through an attenuator and an inverter. be able to. Others are the same as FIG.

図9は、本発明をスイッチング電源に適用した場合の第1の構成例を示す回路ブロック図である。同図に示すように、入力電圧V1を所定の電圧に変換して負荷622に供給するスイッチング電源に本発明を適用する場合には、PWM回路20に従ってスイッチング動作を行うスイッチング素子S1およびS2の後段にリップル抽出回路10を接続し、抽出した逆相リップル成分をコンデンサC1の前段で付加すればよい。その他の構成および条件は図2と同様である。   FIG. 9 is a circuit block diagram showing a first configuration example when the present invention is applied to a switching power supply. As shown in the figure, when the present invention is applied to a switching power supply that converts an input voltage V1 into a predetermined voltage and supplies it to a load 622, subsequent stages of switching elements S1 and S2 that perform a switching operation according to the PWM circuit 20 The ripple extraction circuit 10 may be connected to and the extracted anti-phase ripple component may be added before the capacitor C1. Other configurations and conditions are the same as those in FIG.

図10は、本発明をスイッチング電源に適用した場合の第2の構成例を示す回路ブロック図である。同図に示すように、PWM回路20の出力をリップル抽出回路10内の反転器14に入力することでもリップル相殺効果を得ることができる。その他の構成は図9と同様である。   FIG. 10 is a circuit block diagram showing a second configuration example when the present invention is applied to a switching power supply. As shown in the figure, the ripple cancellation effect can also be obtained by inputting the output of the PWM circuit 20 to the inverter 14 in the ripple extraction circuit 10. Other configurations are the same as those in FIG.

本発明によれば、簡易な構成でデジタルアンプやスイッチング電源の出力信号からリップル成分を除去することができるため、高品位のデジタルアンプやスイッチング電源への適用が期待される。   According to the present invention, since a ripple component can be removed from an output signal of a digital amplifier or a switching power supply with a simple configuration, application to a high-quality digital amplifier or switching power supply is expected.

本発明に係るデジタルアンプが組み込まれたオーディオコンポーネントの内部構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the internal structure of the audio component incorporating the digital amplifier which concerns on this invention. 図1に示すデジタルアンプモジュールの内部構成例を示す回路ブロック図である。FIG. 2 is a circuit block diagram illustrating an internal configuration example of a digital amplifier module illustrated in FIG. 1. 図2に示したデジタルアンプ回路のリップル除去原理を示すタイミングチャートである。3 is a timing chart showing the principle of ripple removal of the digital amplifier circuit shown in FIG. 2. リップル抽出回路に設けられたコンデンサC2の値とリップル除去効果との関係を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the relationship between the value of the capacitor | condenser C2 provided in the ripple extraction circuit, and the ripple removal effect. 図2の構成をBTLに適用した場合の例を示す回路ブロック図である。FIG. 3 is a circuit block diagram showing an example when the configuration of FIG. 2 is applied to BTL. D級ドライブ回路の電源電圧の変動を考慮した場合の構成例を示す回路ブロック図である。It is a circuit block diagram which shows the structural example at the time of considering the fluctuation | variation of the power supply voltage of a class-D drive circuit. 図1に示したパルス変調器120の出力を利用して、リップル成分の逆相波形を生成する場合の第1の構成例を示す回路ブロック図である。FIG. 2 is a circuit block diagram showing a first configuration example in the case of generating a reverse phase waveform of a ripple component using the output of the pulse modulator 120 shown in FIG. 1. 図1に示したパルス変調器120の出力を利用して、リップル成分の逆相波形を生成する場合の第2の構成例を示す回路ブロック図である。FIG. 6 is a circuit block diagram illustrating a second configuration example in the case of generating a reverse phase waveform of a ripple component using the output of the pulse modulator 120 illustrated in FIG. 1. 本発明をスイッチング電源に適用した場合の第1の構成例を示す回路ブロック図である。It is a circuit block diagram which shows the 1st structural example at the time of applying this invention to a switching power supply. 本発明をスイッチング電源に適用した場合の第2の構成例を示す回路ブロック図である。It is a circuit block diagram which shows the 2nd structural example at the time of applying this invention to a switching power supply.

符号の説明Explanation of symbols

10…リップル抽出回路、12…アッテネータ、14…反転器、16…サブドライブ回路、18…電圧変動検出回路、20…PWM回路、100…デジタルアンプモジュール、102…デジタルアンプ回路、110…DCDCコンバータ、120…パルス変調器、130…D級ドライバ、140…ローバスフィルタ、160…PWM回路、500…オーディオコンポーネント、510…AM/FMラジオ受信部、520…オーディオテープ再生部、530…CD/DVDプレーヤ、540…A/Dコンバータ、610…バッテリ、620…スピーカ、622…負荷   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Ripple extraction circuit, 12 ... Attenuator, 14 ... Inverter, 16 ... Sub drive circuit, 18 ... Voltage fluctuation detection circuit, 20 ... PWM circuit, 100 ... Digital amplifier module, 102 ... Digital amplifier circuit, 110 ... DCDC converter, DESCRIPTION OF SYMBOLS 120 ... Pulse modulator, 130 ... Class D driver, 140 ... Low-pass filter, 160 ... PWM circuit, 500 ... Audio component, 510 ... AM / FM radio receiving part, 520 ... Audio tape reproducing part, 530 ... CD / DVD player 540 ... A / D converter, 610 ... battery, 620 ... speaker, 622 ... load

Claims (11)

音声信号をスイッチング増幅してアナログ出力するデジタルアンプであって、
前記音声信号の変調を行うパルス変調回路と、
前記変調回路の出力で駆動される第1のドライブ回路と、
前記第1のドライブ回路の出力を平滑する第1のコイルおよび第1のコンデンサを含むフィルタと、
前記フィルタの出力で駆動されるスピーカと、
前記第1のドライブ回路とは別の電源電圧が供給された第2のドライブ回路と、
前記第2のドライブ回路の出力を第2のコイルおよび第2のコンデンサの直列回路を介して前記フィルタを通過する信号に付加する手段と
を具備することを特徴とするデジタルアンプ。
A digital amplifier that amplifies an audio signal by switching and amplifying it,
A pulse modulation circuit for modulating the audio signal;
A first drive circuit driven by the output of the modulation circuit;
A filter including a first coil and a first capacitor for smoothing the output of the first drive circuit;
A speaker driven by the output of the filter;
A second drive circuit supplied with a power supply voltage different from the first drive circuit;
And a means for adding the output of the second drive circuit to a signal passing through the filter via a series circuit of a second coil and a second capacitor.
前記第1のドライブ回路に供給される電源電圧をV1、前記第1のコイルの前記スピーカ側の電圧をV1’前記第2のドライブ回路に供給される電源電圧をV2、前記第2のコイルの前記スピーカ側の電圧をV2’前記第1のコイルのインダクタンスをL1、前記第2のコイルのインダクタンスをL2としたとき、(V1−V1’)/L1=(V2−V2’)/L2の関係を満たすことを特徴とする請求項1記載のデジタルアンプ。   The power supply voltage supplied to the first drive circuit is V1, the voltage on the speaker side of the first coil is V1 ′, the power supply voltage supplied to the second drive circuit is V2, and the voltage of the second coil is When the speaker-side voltage is V2 ′, the inductance of the first coil is L1, and the inductance of the second coil is L2, the relationship of (V1−V1 ′) / L1 = (V2−V2 ′) / L2 The digital amplifier according to claim 1, wherein: 前記第1のドライブ回路に供給される電源電圧をV1、前記第2のドライブ回路に供給される電源電圧をV2、前記第1のコイルのインダクタンスをL1、前記第2のコイルのインダクタンスをL2としたとき、V1>V2およびL1>L2の関係を満たすことを特徴とする請求項1記載のデジタルアンプ。   The power supply voltage supplied to the first drive circuit is V1, the power supply voltage supplied to the second drive circuit is V2, the inductance of the first coil is L1, and the inductance of the second coil is L2. 2. The digital amplifier according to claim 1, wherein the relationship of V1> V2 and L1> L2 is satisfied. 前記第1のコイルのインダクタンスをL1、前記第2のコイルのインダクタンスをL2、前記第1のコンデンサの容量値をC1、前記第2のコンデンサの容量値をC2としたとき、L1・C1<L2・C2の関係を満たすことを特徴とする請求項1記載のデジタルアンプ。   When the inductance of the first coil is L1, the inductance of the second coil is L2, the capacitance value of the first capacitor is C1, and the capacitance value of the second capacitor is C2, L1 · C1 <L2 2. The digital amplifier according to claim 1, wherein the relationship of C2 is satisfied. 前記第1のドライブ回路に供給される電源電圧と前記第2のドライブ回路に供給される電源電圧とを連動させたことを特徴とする請求項1記載のデジタルアンプ。   2. The digital amplifier according to claim 1, wherein a power supply voltage supplied to the first drive circuit and a power supply voltage supplied to the second drive circuit are linked to each other. 音声信号をスイッチング増幅してアナログ出力するデジタルアンプであって、
前記音声信号の変調を行うパルス変調回路と、
前記変調回路の出力で駆動されるD級ドライブ回路と、
前記D級ドライブ回路の出力を平滑するフィルタと、
前記フィルタの出力で駆動されるスピーカと、
前記D級ドライブ回路の出力を用いて該D級ドライブ回路の出力に含まれるリップル成分の逆相波形を生成する手段と、
前記逆相波形を前記フィルタを通過する信号に付加する手段と
を具備することを特徴とするデジタルアンプ。
A digital amplifier that amplifies an audio signal by switching and amplifying it,
A pulse modulation circuit for modulating the audio signal;
A class D drive circuit driven by the output of the modulation circuit;
A filter for smoothing the output of the class D drive circuit;
A speaker driven by the output of the filter;
Means for generating an anti-phase waveform of a ripple component included in the output of the class D drive circuit using the output of the class D drive circuit;
Means for adding the negative phase waveform to a signal passing through the filter.
音声信号をスイッチング増幅してアナログ出力するデジタルアンプであって、
前記音声信号の変調を行うパルス変調回路と、
前記変調回路の出力で駆動されるD級ドライブ回路と、
前記D級ドライブ回路の出力を平滑する第1のコイルおよび第1のコンデンサを含むフィルタと、
前記フィルタの出力で駆動されるスピーカと、
前記D級ドライブ回路の出力を分岐する手段と、
前記分岐した信号のレベルを調整するレベル調整手段と、
前記分岐した信号の位相を反転させる位相反転手段と、
前記位相反転後の信号を第2のコイルおよび第2のコンデンサの直列回路を介して前記第1のコイルの後段に付加する手段と
を具備することを特徴とするデジタルアンプ。
A digital amplifier that amplifies an audio signal by switching and amplifying it,
A pulse modulation circuit for modulating the audio signal;
A class D drive circuit driven by the output of the modulation circuit;
A filter including a first coil and a first capacitor for smoothing the output of the class D drive circuit;
A speaker driven by the output of the filter;
Means for branching the output of the class D drive circuit;
Level adjusting means for adjusting the level of the branched signal;
Phase inversion means for inverting the phase of the branched signal;
And a means for adding the phase-inverted signal to a subsequent stage of the first coil through a series circuit of a second coil and a second capacitor.
音声信号をスイッチング増幅してアナログ出力するデジタルアンプであって、
前記音声信号の変調を行うパルス変調回路と、
前記変調回路の出力で駆動されるD級ドライブ回路と、
前記D級ドライブ回路の出力を平滑するフィルタと、
前記フィルタの出力で駆動されるスピーカと、
前記パルス変調回路の出力を用いて前記D級ドライブ回路の出力に含まれるリップル成分の逆相波形を生成する手段と、
前記逆相波形を前記フィルタを通過する信号に付加する手段と
を具備することを特徴とするデジタルアンプ。
A digital amplifier that amplifies an audio signal by switching and amplifying it,
A pulse modulation circuit for modulating the audio signal;
A class D drive circuit driven by the output of the modulation circuit;
A filter for smoothing the output of the class D drive circuit;
A speaker driven by the output of the filter;
Means for generating an antiphase waveform of a ripple component included in the output of the class D drive circuit using the output of the pulse modulation circuit;
Means for adding the negative phase waveform to a signal passing through the filter.
音声信号をスイッチング増幅してアナログ出力するデジタルアンプであって、
前記音声信号の変調を行うパルス変調回路と、
前記変調回路の出力で駆動されるD級ドライブ回路と、
前記D級ドライブ回路の出力を平滑する第1のコイルおよび第1のコンデンサを含むフィルタと、
前記フィルタの出力で駆動されるスピーカと、
前記変調回路の出力レベルを調整するレベル調整手段と、
前記変調回路の出力位相を反転させる位相反転手段と、
前記位相反転後の信号を第2のコイルおよび第2のコンデンサの直列回路を介して前記第1のコイルの後段に付加する手段と
を具備することを特徴とするデジタルアンプ。
A digital amplifier that amplifies an audio signal by switching and amplifying it,
A pulse modulation circuit for modulating the audio signal;
A class D drive circuit driven by the output of the modulation circuit;
A filter including a first coil and a first capacitor for smoothing the output of the class D drive circuit;
A speaker driven by the output of the filter;
Level adjusting means for adjusting the output level of the modulation circuit;
Phase inversion means for inverting the output phase of the modulation circuit;
And a means for adding the phase-inverted signal to a subsequent stage of the first coil through a series circuit of a second coil and a second capacitor.
入力電圧を所定の出力電圧に変換するスイッチング電源であって、
前記入力電圧のスイッチングを行うスイッチング回路と、
前記スイッチング回路の出力を平滑する第1のコイルおよび第1のコンデンサと、
前記スイッチング回路の出力を分岐する手段と、
前記分岐した信号のレベルを調整するレベル調整手段と、
前記分岐した信号の位相を反転させる位相反転手段と、
前記位相反転後の信号を第2のコイルおよび第2のコンデンサの直列回路を介して前記第1のコイルの後段に付加する手段と
を具備することを特徴とするスイッチング電源。
A switching power supply that converts an input voltage into a predetermined output voltage,
A switching circuit for switching the input voltage;
A first coil and a first capacitor for smoothing the output of the switching circuit;
Means for branching the output of the switching circuit;
Level adjusting means for adjusting the level of the branched signal;
Phase inversion means for inverting the phase of the branched signal;
And a means for adding the phase-inverted signal to a subsequent stage of the first coil through a series circuit of a second coil and a second capacitor.
入力電圧を所定の出力電圧に変換するスイッチング電源であって、
所定のパルス波形に従って前記入力電圧のスイッチングを行うスイッチング回路と、
前記スイッチング回路の出力を平滑する第1のコイルおよび第1のコンデンサと、
前記パルス波形のレベルを調整するレベル調整手段と、
前記パルス波形の位相を反転させる位相反転手段と、
前記位相反転後の信号を第2のコイルおよび第2のコンデンサの直列回路を介して前記第1のコイルの後段に付加する手段と
を具備することを特徴とするスイッチング電源。
A switching power supply that converts an input voltage into a predetermined output voltage,
A switching circuit for switching the input voltage according to a predetermined pulse waveform;
A first coil and a first capacitor for smoothing the output of the switching circuit;
Level adjusting means for adjusting the level of the pulse waveform;
Phase inversion means for inverting the phase of the pulse waveform;
And a means for adding the phase-inverted signal to a subsequent stage of the first coil through a series circuit of a second coil and a second capacitor.
JP2005291188A 2005-10-04 2005-10-04 Digital amplifier and switching power supply Withdrawn JP2007104285A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005291188A JP2007104285A (en) 2005-10-04 2005-10-04 Digital amplifier and switching power supply

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005291188A JP2007104285A (en) 2005-10-04 2005-10-04 Digital amplifier and switching power supply

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2007104285A true JP2007104285A (en) 2007-04-19

Family

ID=38030783

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005291188A Withdrawn JP2007104285A (en) 2005-10-04 2005-10-04 Digital amplifier and switching power supply

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2007104285A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104685773A (en) * 2012-10-11 2015-06-03 大陆汽车有限公司 Device for voltage conversion and electrical system having said device

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104685773A (en) * 2012-10-11 2015-06-03 大陆汽车有限公司 Device for voltage conversion and electrical system having said device
JP2015532577A (en) * 2012-10-11 2015-11-09 コンチネンタル オートモーティヴ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングContinental Automotive GmbH Device for voltage conversion and in-vehicle electric system provided with the device
US9837900B2 (en) 2012-10-11 2017-12-05 Continental Automotive Gmbh Apparatus for voltage conversion and onboard electrical system having said apparatus

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2006333437A (en) Digital amplifier and switching power source
US7446603B2 (en) Differential input Class D amplifier
US7750731B2 (en) PWM loop filter with minimum aliasing error
US9019008B2 (en) Class D amplifiers
JP2001515694A (en) PWM amplifier
JP2007135177A (en) Class-d amplifier
US8164382B2 (en) Concept, method and apparatus of improved distortion switched-mode amplifier
JP2003115730A (en) Pwm (pulse-width modulation) circuit and power amplifier circuit
JP5551294B2 (en) Method and apparatus for generating triangular wave with low noise component in audio band
EP1441447A1 (en) D/a converter and output amplifying circuit
JP2009147552A (en) Class d amplifier
JP2007116262A (en) Digital amplifier
JP2007104285A (en) Digital amplifier and switching power supply
JPH07231226A (en) Class d power amplifier
JP4710879B2 (en) Digital amplifier device
JP2006262121A (en) Digital amplifier
WO2004019487A1 (en) Digital amplification device
JP2007060510A (en) Digital amplifier
JP2006060580A (en) Digital amplifier
JP4736630B2 (en) D class amplifier
Lin et al. Enhanced design of filterless class-D audio amplifier
WO2006060137A1 (en) Inductorless architecture for a switching amplifier
EP1530288B1 (en) Power amplification circuit
GB2439983A (en) Frequency compensation for an audio power amplifier
US10483914B2 (en) Very high fidelity audio amplifier

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20090106