JP2007259262A

JP2007259262A - オーディオ装置

Info

Publication number: JP2007259262A
Application number: JP2006083190A
Authority: JP
Inventors: Naoya Suzuki; 直也鈴木
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2006-03-24
Filing date: 2006-03-24
Publication date: 2007-10-04

Abstract

【課題】本発明は、スイッチング回路部から出力されるオーディオ信号によってスピーカをダイレクトで駆動した場合でも、高域ノイズの装置外への輻射を防止することができるオーディオ装置を提供することを課題とする。
【解決手段】ＯＮ／ＯＦＦ処理によって増幅を行うスイッチング素子が実装されているデジタルアンプ基板１０を、スピーカ６が取り付けられているスピーカボックス１６内のスピーカ６の後方近傍に所定の間隔をおいて配置するように構成することにより、スピーカ６の音響特性を損なうことなく、スピーカボックス６内にデジタルアンプ基板１０を収納させることができると共に、共通の第１のシールド１３を用いてデジタルアンプ基板１０およびスピーカ６を簡単に電磁遮蔽することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、スイッチング増幅、すなわちスイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦ処理によって増幅を行うデジタルアンプ装置とスピーカとからなるオーディオ装置に関し、特にスイッチング増幅したオーディオ信号でスピーカをダイレクトに駆動するオーディオ装置に関する。

近年、入力されたアナログ信号をパルス幅変調（ＰＷＭ）やパルス密度変調（ＰＤＭ）等で１ビット変調処理してデジタル信号に変換し、変換したデジタル信号をスイッチング素子でスイッチング増幅を行うデジタルアンプ装置の採用が増加している。デジタルアンプ装置は、スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦ処理によってアナログ信号の増幅を行うことができるため、理論的には１００％の電力効率が得られ、消費電力や発熱量が低いと共に、高出力が得られるという利点があるため、省スペース化を実現でき、装置の薄型化が促進されている。

図４は、スイッチング回路部によって増幅された信号を用いてローパスフィルタ経由でスピーカを駆動させる従来のオーディオ装置の回路構成を示す図であり、図５は、スイッチング回路部によって増幅された信号を用いてダイレクトにスピーカを駆動させる従来のオーディオ装置の回路構成を示す図である。
デジタルアンプ装置を有する従来のオーディオ装置は、図４を参照すると、入力されたアナログ信号をＨＩＧＨ／ＬＯＷの２値に高速に変化する信号で表現する１ビット信号Ｓ１に変換して出力すると共に、１ビット信号Ｓ１を位相反転した１ビット信号Ｓ２を出力する１ビット変調処理部１と、入力された１ビット信号Ｓ１、Ｓ２を振り分けるロジック部２と、入力された１ビット信号Ｓ１、Ｓ２を増幅するゲートドライバ３、７と、入力された１ビット信号Ｓ１、Ｓ２に基づくスイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦ処理によって増幅を行い、位相が反転したオーディオ信号をそれぞれ出力するスイッチング回路部４、８と、高域成分を除去してオーディオ信号成分を抽出するローパスフィルタ（ＬＰＦ）５、９と、位相が反転した２つのオーディオ信号によってバランス駆動されるスピーカ６とで構成され、スイッチング回路部４およびスイッチング回路部８等の高域ノイズ発生源が存在するデジタルアンプ基板１０を取り囲むシールド１１が設けられている（例えば、特許文献１参照）。

このようなオーディオ装置においては、スピーカ６が位相反転した２つのオーディオ信号によってバランス駆動されるように構成されているため、ＬＰＦ５を構成する素子の特性と、ＬＰＦ９を構成する素子の特性とが完全に一致していない場合には、位相がずれてしまい、音質が劣化してしまう恐れがある。そこで、図５に示すように、ＬＰＦ５、９の用いることなく、スイッチング回路部４、８から出力されるオーディオ信号によってスピーカ６をダイレクトで駆動する技術が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

しかしながら、スイッチング回路部４、８から出力されるオーディオ信号によってスピーカ６をダイレクトで駆動する技術では、ＬＰＦ５、９によって高域ノイズ成分が除去されていないオーディオ信号がスピーカ６に供給されるため、スイッチング回路部４およびスイッチング回路部８等の高域ノイズ発生源が存在するデジタルアンプ基板１０をシールド１１によって取り囲んでも、スピーカ６にオーディオ信号を供給するケーブル１２から高域ノイズが装置外に輻射されてしまうという問題点があった。
特開２００２−３１９８３０号公報特開２００１−２９２０４０号公報

本発明は斯かる問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、スイッチング回路部から出力されるオーディオ信号によってスピーカをダイレクトで駆動した場合でも、高域ノイズの装置外への輻射を防止することができるオーディオ装置を提供する点にある。

本発明は上記課題を解決すべく、以下に掲げる構成とした。
本発明のオーディオ装置は、ＯＮ／ＯＦＦ処理によって増幅を行うスイッチング素子が実装されているデジタルアンプ基板とスピーカとを有し、前記スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦ処理によって増幅されたオーディオ信号によって前記スピーカをダイレクトに駆動するオーディオ装置であって、前記デジタルアンプ基板は、前記スピーカが取り付けられているスピーカボックス内の前記スピーカの後方近傍に所定の間隔をおいて配置されていることを特徴とする。

さらに、本発明のオーディオ装置においては、前記デジタルアンプ基板は、前記スピーカボックスの後面と平行に配置されていることを特徴とする。

さらに、本発明のオーディオ装置においては、前記スピーカボックスの周囲を取り囲んで電磁遮蔽を行う第１のシールドを具備することを特徴とする。

さらに、本発明のオーディオ装置においては、前記デジタルアンプ基板の周囲を取り囲んで電磁遮蔽を行う第２のシールドを具備することを特徴とする。

本発明のオーディオ装置は、ＯＮ／ＯＦＦ処理によって増幅を行うスイッチング素子が実装されているデジタルアンプ基板を、スピーカが取り付けられているスピーカボックス内のスピーカの後方近傍に所定の間隔をおいて配置するように構成することにより、スピーカの音響特性を損なうことなく、スピーカボックス内にデジタルアンプ基板を収納させることができると共に、共通のシールドを用いてデジタルアンプ基板およびスピーカを簡単に電磁遮蔽することができるという効果を奏する。

さらに、本発明のオーディオ装置は、デジタルアンプ基板をスピーカボックスの後面と平行に配置するように構成することにより、スピーカとデジタルアンプ基板との間に設けられた空間を有効に活用することができるという効果を奏する。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、本発明に係るオーディオ装置の実施の形態の構成を示す概略構成図であり、図２は、本発明に係るオーディオ装置の実施の形態の構成を示す分解斜視図であり、図３は、図１に示すスピーカとデジタルアンプ基板との位置関係を説明するための説明図である。

本実施の形態のオーディオ装置は、図１を参照すると、１ビット変調処理部１と、ロジック部２と、ゲートドライバ３、７と、スイッチング回路部４、８とからなるデジタルアンプ装置と、当該デジタルアンプ装置によって増幅されたオーディオ信号によって駆動されるスピーカ６からなり、デジタルアンプ装置が実装されているデジタルアンプ基板１０およびスピーカ６を取り囲んで電磁遮蔽を行う第１のシールド１３と、デジタルアンプ基板１０を取り囲んで電磁遮蔽を行う第２のシールド１４とが設けられている。

１ビット変調処理部１は、入力されたアナログ信号を、ＨＩＧＨ／ＬＯＷの２値に高速に変化する信号で表現する１ビット信号Ｓ１に変換してロジック部２に出力すると共に、１ビット信号Ｓ１を位相反転した１ビット信号Ｓ２をロジック部２に出力する。ロジック部２は、１ビット変調処理部１からの１ビット信号Ｓ１、Ｓ２をゲートドライバ３、７に振り分け、ゲートドライバ３、７は、ロジック部２からの１ビット信号Ｓ１、Ｓ２をスイッチング回路部４およびスイッチング回路部８を駆動できる程度に増幅する。

スイッチング回路部４およびスイッチング回路部８は、入力された１ビット信号Ｓ１、Ｓ２に基づくスイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦ処理によって増幅を行い、位相が反転したオーディオ信号をそれぞれ出力する。スイッチング回路部４は、１ビット信号Ｓ１によって駆動されるＮチャンネルのＭＯＳＦＥＴ素子４１および１ビット信号Ｓ２によって駆動されるＮチャンネルのＭＯＳＦＥＴ素子４２を有し、ＭＯＳＦＥＴ素子４１のソースとＭＯＳＦＥＴ素子４２のドレインの間が直列に接続され、ＭＯＳＦＥＴ素子４１のドレイン側が出力用電源に接続され、ＭＯＳＦＥＴ素子４２のソース側が接地されている。同様に、スイッチング回路部８は、１ビット信号Ｓ２によって駆動されるＮチャンネルのＭＯＳＦＥＴ素子８１および１ビット信号Ｓ１によって駆動されるＮチャンネルのＭＯＳＦＥＴ素子８２を有し、ＭＯＳＦＥＴ素子８１のソースとＭＯＳＦＥＴ素子８２のドレインの間が直列に接続され、ＭＯＳＦＥＴ素子８１のドレイン側が出力用電源に接続され、ＭＯＳＦＥＴ素子８２のソース側が接地されている。

スイッチング回路部４およびスイッチング回路部８からそれぞれ出力される位相が反転したオーディオ信号は、第１のシールド１３によって取り囲まれた閉空間内を配線されたケーブル１２によってスピーカ６に供給され、スイッチング回路部４およびスイッチング回路部８からのオーディオ信号によってスピーカ６がダイレクトにバランス駆動される。

図２および図３には、左ｃｈおよび右ｃｈのオーディオ装置が示されており、左ｃｈと右ｃｈとは、左右対象の構成となっている。

１ビット変調処理部１と、ロジック部２と、ゲートドライバ３、７と、スイッチング回路部４、８とからなるデジタルアンプ装置は、アンプＩＣとしてデジタルアンプ基板１０に実装されており、デジタルアンプ基板１０は、図２および図３を参照すると、第２のシールド１４を構成する前側シールドケース１４ａと後側シールドケース１４ｂとに取り囲まれた状態で、スピーカ６が取り付けられたスピーカボックス１６内に収納されている。第２のシールド１４、すなわち前側シールドケース１４ａおよび後側シールドケース１４ｂには、導電性を有するアルミニウム板、電気メッキ薄板鋼板等の薄板が用いられる。

スピーカボックス１６の周囲には、上面および側面を覆う上側シールド板１３ａと、前面を覆う前側シールド板１３ｂと、下面を覆う下側シールド板１３ｃと、後面を覆う後側シールド板１３ｄとが設けられており、上側シールド板１３ａ、前側シールド板１３ｂ、下側シールド板１３ｃおよび後側シールド板１３ｄで第１のシールド１３を構成している。第１のシールド１３、すなわち上側シールド板１３ａ、前側シールド板１３ｂ、下側シールド板１３ｃおよび後側シールド板１３ｄには、導電性を有すると共に、熱伝導性が高いアルミニウム板、電気メッキ薄板鋼板等の薄板が用いられる。

デジタルアンプ基板１０には、実装された発熱体であるアンプＩＣに面接触させた放熱ガイド１５が取り付けられており、放熱ガイド１５は、後側シールドケース１４ｂに形成された開口を介して、後側シールド板１３ｄに取り付けられている。従って、アンプＩＣで発生した熱は、放熱ガイド１５を介して後側シールド板１３ｄに伝達され、第１のシールド１３が放熱板として作用することで放熱される。なお、放熱ガイド１５には、熱伝導性が高いアルミニウム板、電気メッキ薄板鋼板等の薄板が用いられる。

スピーカボックス１６内に収納されたデジタルアンプ基板１０は、図３に示すように、スピーカ６の後方近傍に所定の間隔をおいて配置されており、本実施の形態では、スピーカボックス１６の後面（後側シールド板１３ｄ）と平行に配置されている。なお、スピーカ６とデジタルアンプ基板１０との間に設けられた空間は、スピーカ６の音響特性に応じて適宜設定される。

以上説明したように、本実施の形態によれば、ＯＮ／ＯＦＦ処理によって増幅を行うスイッチング素子が実装されているデジタルアンプ基板１０を、スピーカ６が取り付けられているスピーカボックス１６内のスピーカ６の後方近傍に所定の間隔をおいて配置するように構成することにより、スピーカ６の音響特性を損なうことなく、スピーカボックス６内にデジタルアンプ基板１０を収納させることができると共に、共通の第１のシールド１３を用いてデジタルアンプ基板１０およびスピーカ６を簡単に電磁遮蔽することができるという効果を奏する。

さらに、本実施の形態によれば、デジタルアンプ基板１０をスピーカボックス１６の後面と平行に配置するように構成することにより、スピーカ６とデジタルアンプ基板１０との間に設けられた空間を有効に活用することができるという効果を奏する。

なお、本発明が上記各実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、各実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、上記構成部材の数、位置、形状等は上記実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。なお、各図において、同一構成要素には同一符号を付している。

本発明に係るオーディオ装置の実施の形態の構成を示す概略構成図である。本発明に係るオーディオ装置の実施の形態の構成を示す分解斜視図である。図１に示すスピーカとデジタルアンプ基板との位置関係を説明するための説明図である。スイッチング回路部によって増幅された信号を用いてローパスフィルタ経由でスピーカを駆動させる従来のオーディオ装置の回路構成を示す図である。スイッチング回路部によって増幅された信号を用いてダイレクトにスピーカを駆動させる従来のオーディオ装置の回路構成を示す図である。

符号の説明

１１ビット変調処理部
２ロジック部
３ゲートドライバ
４スイッチング回路部
５ローパスフィルタ（ＬＰＦ）
６スピーカ
７ゲートドライバ
８スイッチング回路部
９ローパスフィルタ（ＬＰＦ）
１０デジタルアンプ基板
１１シールド
１２ケーブル
１３第１のシールド
１３ａ上側シールド板
１３ｂ前側シールド板
１３ｃ下側シールド板
１３ｄ後側シールド板
１４第２のシールド
１４ａ前側シールドケース
１４ｂ後側シールドケース
１５放熱ガイド
１６スピーカボックス
４１、４２ＭＯＳＦＥＴ素子
８１、８２ＭＯＳＦＥＴ素子

Claims

ＯＮ／ＯＦＦ処理によって増幅を行うスイッチング素子が実装されているデジタルアンプ基板とスピーカとを有し、前記スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦ処理によって増幅されたオーディオ信号によって前記スピーカをダイレクトに駆動するオーディオ装置であって、
前記デジタルアンプ基板は、前記スピーカが取り付けられているスピーカボックス内の前記スピーカの後方近傍に所定の間隔をおいて配置されていることを特徴とするオーディオ装置。
前記デジタルアンプ基板は、前記スピーカボックスの後面と平行に配置されていることを特徴とする請求項１記載のオーディオ装置。
前記スピーカボックスの周囲を取り囲んで電磁遮蔽を行う第１のシールドを具備することを特徴とする請求項１又は２記載のオーディオ装置。
前記デジタルアンプ基板の周囲を取り囲んで電磁遮蔽を行う第２のシールドを具備することを特徴とする請求項１乃至３記載のオーディオ装置。