JP2007329698A - Pulse width modulating circuit, and switching amplifier using same - Google Patents

Pulse width modulating circuit, and switching amplifier using same Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a pulse width modulating circuit of novel constitution whose carrier frequency is made nearly constant. <P>SOLUTION: The pulse width modulating circuit 1 charges a first integrating capacitor C1 with a current based upon an audio signal e<SB>S</SB>in a first period T1 (wherein SWs 2 and 3 are ON, and SWs 1 and 4 are OFF), and varies the charging voltage accumulated in the C1 with a constant bias current Ib in a second period (wherein the SWs 2 and 3 are OFF and the SWs 1 and 4 are ON). Further, the pulse width modulating circuit charges a second integrating capacitor C2 with the current based upon e<SB>S</SB>in the T2 and varies the charging voltage accumulated in the C2 with the Ib in a third period T3 (wherein the SWs 2 and 3 are ON and the SWs 1 and 4 are OFF). The time from when the T2 starts until when the voltage across the C1 reaches Vref is detected. The time from when the T3 starts until when the voltage across the C2 reaches Vref is detected. Based upon those times, a pulse signal having a pulse width of the times is generated. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本願発明は、例えばオーディオ信号をパルス幅変調(PWM)してその変調信号を出力するパルス幅変調回路及びそれを用いたスイッチングアンプ(例えばオーディオアンプ)に関するものである。   The present invention relates to a pulse width modulation circuit that outputs, for example, a pulse width modulation (PWM) of an audio signal and a switching amplifier (for example, an audio amplifier) using the same.

従来、スイッチングアンプでは、例えば入力信号としてのオーディオ信号をパルス幅変調してその変調信号を出力するパルス幅変調回路が用いられているものが提案されている。このスイッチングアンプでは、パルス幅変調回路から出力される変調信号に基づいて所定の電源電圧がスイッチングされ、スイッチングされた出力信号が例えばローパスフィルタを通して負荷(例えばスピーカ)に出力される。   2. Description of the Related Art Conventionally, switching amplifiers have been proposed in which a pulse width modulation circuit that uses, for example, pulse width modulation of an audio signal as an input signal and outputs the modulation signal is used. In this switching amplifier, a predetermined power supply voltage is switched based on the modulation signal output from the pulse width modulation circuit, and the switched output signal is output to a load (for example, a speaker) through, for example, a low-pass filter.

図21は、従来のスイッチングアンプの一例を示す構成図である。このスイッチングアンプは、オーディオ信号発生源AUに接続されたパルス幅変調回路51(内部構成は例えば特許文献1参照)と、スイッチング回路52と、ローパスフィルタ回路53とを備えている。このスイッチングアンプによれば、オーディオ信号発生源AUから出力されたオーディオ信号eSは、パルス幅変調回路51においてその振幅がパルス幅変調され、変調された変調信号OUT1,OUT2がスイッチング回路52に出力される。スイッチング回路52では、変調信号OUT1,OUT2に基づいて正負の電源電圧+VD,−VDが交互にスイッチングされ、スイッチングされた出力は、ローパスフィルタ回路53によって高周波成分が除去されて出力信号V0として図示しない負荷に供給される。 FIG. 21 is a configuration diagram illustrating an example of a conventional switching amplifier. This switching amplifier includes a pulse width modulation circuit 51 (for example, refer to Patent Document 1) connected to an audio signal generation source AU, a switching circuit 52, and a low-pass filter circuit 53. According to this switching amplifier, the amplitude of the audio signal e S output from the audio signal generation source AU is subjected to pulse width modulation in the pulse width modulation circuit 51, and the modulated modulation signals OUT 1 and OUT 2 are output to the switching circuit 52. Is done. In the switching circuit 52, the positive and negative power supply voltages + V D and −V D are alternately switched based on the modulation signals OUT1 and OUT2, and the high-frequency component is removed from the switched output by the low-pass filter circuit 53, and the output signal V 0. As shown in FIG.

特開2004−320097号公報JP 2004-320097 A

図22は、図21に示すパルス幅変調回路51の内部構成を示す回路図である。   FIG. 22 is a circuit diagram showing an internal configuration of pulse width modulation circuit 51 shown in FIG.

パルス幅変調回路51は、非安定マルチバイブレータを用いた積分型パルス幅変調回路であり、例えば入力信号としてのオーディオ信号をパルス幅変調(PWM)して2つの変調信号OUT1,OUT2を生成、出力するものである。2つの変調信号OUT1,OUT2は、それらのレベルが交互に異なるように変化するものであり、例えば変調信号OUT1がハイレベルのとき、変調信号OUT2はローレベルとなる。   The pulse width modulation circuit 51 is an integration type pulse width modulation circuit using an unstable multivibrator. For example, an audio signal as an input signal is subjected to pulse width modulation (PWM) to generate and output two modulation signals OUT1 and OUT2. To do. The two modulation signals OUT1 and OUT2 change so that their levels are alternately different. For example, when the modulation signal OUT1 is at a high level, the modulation signal OUT2 is at a low level.

パルス幅変調回路51は、図22に示すように、バイアス電流源54と、バイアス電流源54に接続された変調回路55と、変調回路55に接続されたパルス発生回路56とによって構成されている。バイアス電流源54に所定の電源電圧VAが供給されると、バイアス電流源54に流れるバイアス電流2Ibは、入力端55aを介して変調回路55に流れる。 As shown in FIG. 22, the pulse width modulation circuit 51 includes a bias current source 54, a modulation circuit 55 connected to the bias current source 54, and a pulse generation circuit 56 connected to the modulation circuit 55. . When a predetermined power supply voltage V A is supplied to the bias current source 54, the bias current 2Ib flowing through the bias current source 54 flows to the modulation circuit 55 via the input terminal 55a.

変調回路55は、いわゆる差動増幅回路によって構成され、一端同士が入力端55aに接続された抵抗R51,R52と、それぞれの他端に接続されたトランジスタQ51,Q52とからなる。変調回路55は、2つの入力端子e1,e2間の差電圧で示されるオーディオ信号eS(=e1−e2)に応じてトランジスタQ51,Q52をそれぞれ流れる第1及び第2電流I1,I2の電流分配比を変化させるものである。すなわち、オーディオ信号e1,e2がトランジスタQ51,Q52によって、それぞれ第1及び第2電流I1,I2に変換される。 The modulation circuit 55 is configured by a so-called differential amplifier circuit, and includes resistors R51 and R52 having one ends connected to the input end 55a and transistors Q51 and Q52 connected to the other ends. The modulation circuit 55 includes currents of first and second currents I1 and I2 that flow through the transistors Q51 and Q52, respectively, in accordance with an audio signal e S (= e1−e2) indicated by a voltage difference between the two input terminals e1 and e2. The distribution ratio is changed. That is, the audio signals e1 and e2 are converted into the first and second currents I1 and I2 by the transistors Q51 and Q52, respectively.

ここで、オーディオ信号eSに対するバイアス電流Ibの変換コンダクタンスをG0とすると、変換コンダクタンスG0は、G0=1/(R51+R52)で表され、第1電流I1は、I1=Ib−G0・eSで、第2電流I2は、I2=Ib+G0・eSでそれぞれ表すことができる。 Here, when the conversion conductance of the bias current Ib with respect to the audio signal e S is G 0 , the conversion conductance G 0 is represented by G 0 = 1 / (R51 + R52), and the first current I1 is I1 = Ib−G 0. in · e S, the second current I2 can be represented respectively by I2 = Ib + G 0 · e S.

パルス発生回路56は、パルス幅変調信号の被変調信号(キャリア)であるパルス信号を生成する回路であり、充電用コンデンサC51,C52、第1ないし第4インバータ回路INV51〜INV54、及び第1及び第2ダイオードD51,D52からなる。パルス発生回路56は、変調回路55から供給される第1及び第2電流I1,I2に基づいて、充電用コンデンサC51,C52に電荷を蓄積させて充電し、充電用コンデンサC51,C52の充電時間に対応した時間幅を有する変調信号OUT1,OUT2を出力するものである。   The pulse generation circuit 56 generates a pulse signal that is a modulated signal (carrier) of the pulse width modulation signal, and includes charging capacitors C51 and C52, first to fourth inverter circuits INV51 to INV54, and first and It consists of second diodes D51 and D52. Based on the first and second currents I1 and I2 supplied from the modulation circuit 55, the pulse generation circuit 56 accumulates charges in the charging capacitors C51 and C52 and charges the charging capacitors C51 and C52. Modulation signals OUT1 and OUT2 having a time width corresponding to.

なお、第1及び第2ダイオードD51,D52の各カソード側には、所定の電源電圧VBが供給され、第1ないし第4インバータ回路INV51〜INV54には、所定の電源電圧VB,VC(例えばVC=VB−5V)が供給されている(図22では、各インバータ回路INV51〜INV54への電源供給形態が一部のみ記載されている。)。 A predetermined power supply voltage V B is supplied to each cathode side of the first and second diodes D51 and D52, and the first to fourth inverter circuits INV51 to INV54 have predetermined power supply voltages V B and V C. (For example, V C = V B −5V) is supplied (in FIG. 22, only a part of the power supply form to each of the inverter circuits INV51 to INV54 is described).

ここで、充電用コンデンサC51,C52の容量を同一(=C)とし、第1及び第2電流I1,I2がそれぞれ充電用コンデンサC51,C52を所定の閾値電圧Vth(第1ないし第4インバータ回路INV51〜INV54のハイレベル又はローレベルを決定する電圧)まで充電する時間をT1,T2とすると、I1・T1=C・Vth、I2・T2=C・Vthといった関係がそれぞれ成立する。これらから、充電時間T1,T2は、それぞれT1=C・Vth/I1、T2=C・Vth/I2となる。   Here, the capacitances of the charging capacitors C51 and C52 are the same (= C), and the first and second currents I1 and I2 respectively charge the charging capacitors C51 and C52 with a predetermined threshold voltage Vth (first to fourth inverter circuits). Assuming that the time for charging up to INV51 to INV54 (the voltage that determines the high level or low level) is T1 and T2, the relations I1 · T1 = C · Vth and I2 · T2 = C · Vth are established. Accordingly, the charging times T1 and T2 are T1 = C · Vth / I1 and T2 = C · Vth / I2, respectively.

スイッチング回路52は、図21に示すように、パルス発生回路56から出力される変調信号OUT1,OUT2に基づいて、交互にオン、オフ動作するスイッチSW−a,SW−bを有している。スイッチSW−a,SW−bは、充電用コンデンサC51,C52の充電時間T1,T2において、それぞれオン動作するようになっている。   As shown in FIG. 21, the switching circuit 52 includes switches SW-a and SW-b that are alternately turned on and off based on the modulation signals OUT1 and OUT2 output from the pulse generation circuit 56. The switches SW-a and SW-b are turned on during charging times T1 and T2 of the charging capacitors C51 and C52, respectively.

図23は、変調信号OUT1,OUT2の出力波形、及び図21の点PにおけるスイッチSW−a,SW−bによるスイッチング後の出力波形を示す図であるが、スイッチSW−aのオン時間T1には、正の電源電圧+VDが出力され、スイッチSW2のオン時間T2には、負の電源電圧−VDが出力される。 FIG. 23 is a diagram showing the output waveforms of the modulation signals OUT1 and OUT2, and the output waveforms after switching by the switches SW-a and SW-b at the point P in FIG. 21, but at the on time T1 of the switch SW-a. Outputs a positive power supply voltage + V D and outputs a negative power supply voltage −V D during the on-time T2 of the switch SW2.

ここで、このスイッチングアンプの変調度mは、充電用コンデンサC51,C52の充電時間T1,T2を用いて、変調度m=(T1−T2)/(T1+T2)で表すことができる。この式に、上述した、充電時間T1=C・Vth/I1,T2=C・Vth/I2、第1電流I1=Ib−G0・eS,第2電流I2=Ib+G0・eSをそれぞれ代入すると、変調度mは、m=G0・eS/Ibで表すことができる。すなわち、変調度mは、オーディオ信号eSに比例することがわかり、これによって、オーディオ信号eSに応じたパルス幅変調が実現されることがわかる。 Here, the modulation degree m of this switching amplifier can be expressed as modulation degree m = (T1−T2) / (T1 + T2) using charging times T1 and T2 of the charging capacitors C51 and C52. In this equation, the charging time T1 = C · Vth / I1, T2 = C · Vth / I2, the first current I1 = Ib−G 0 · e S , and the second current I2 = Ib + G 0 · e S are described. When substituted, the modulation degree m can be expressed by m = G 0 · e S / Ib. That is, the degree of modulation m was found to be proportional to the audio signal e S, thereby, it can be seen that the pulse width modulation according to the audio signal e S is realized.

一方、充電用コンデンサC51,C52の充電時間T1,T2を加算した1周期Tは、T==T1+T2であるので、T=C・Vth・[(I1+I2)/(I1・I2)]となり、この式に、第1電流I1=Ib−G0・eS,第2電流I2=Ib+G0・eSを代入して、さらに変調度m=G0・eS/Ibを考慮すると、周期Tは、T=2C・Vth/[Ib・(1−m2)]で表すことができる。 On the other hand, since one period T obtained by adding the charging times T1 and T2 of the charging capacitors C51 and C52 is T == T1 + T2, T = C · Vth · [(I1 + I2) / (I1 · I2)]. Substituting the first current I1 = Ib−G 0 · e S and the second current I2 = Ib + G 0 · e S into the equation , and further considering the degree of modulation m = G 0 · e S / Ib, the period T is , T = 2C · Vth / [Ib · (1−m 2 )].

この式により、周期T(=T1+T2)は、変調度mに依存し、すなわちオーディオ信号eSの振幅に依存し、オーディオ信号eSの振幅によって変動することがわかる。例えばオーディオ信号eSの振幅がないときは(無信号のとき)、変調度m=0であるので、周期Tは最小となる。一方、オーディオ信号eSの振幅(オーディオ信号eSの絶対値)が大きくなると、振幅が大きくなればなるほど、すなわち変調度mが増加すればするほど、この増加に応じて周期Tが長くなる。 This expression period T (= T1 + T2) is dependent on the degree of modulation m, i.e. depending on the amplitude of the audio signal e S, it can be seen that vary the amplitude of the audio signal e S. For example, when there is no amplitude of the audio signal e S (when there is no signal), the modulation factor m = 0, so the period T is minimum. On the other hand, when the amplitude of the audio signal e S (the absolute value of the audio signal e S) is increased, the larger the amplitude, that is, as the modulation factor m is if increased, the period T becomes longer in response to this increase.

この場合、パルス幅変調信号の被変調信号(キャリア)の周波数f(以下、「キャリア周波数」という。)は、周期Tの逆数であるf=1/(T1+T2)で表されるので、キャリア周波数fは、f=Ib・(1−m2)/(2C・Vth)となる。したがって、オーディオ信号eSの無信号時(m=0)には、コイルL及びコンデンサCによるLC回路からなるローパスフィルタ回路53によって、キャリア成分が十分減衰されることになる。 In this case, the frequency f (hereinafter referred to as “carrier frequency”) of the modulated signal (carrier) of the pulse width modulation signal is represented by f = 1 / (T1 + T2) which is the reciprocal of the period T. f is f = Ib · (1−m 2 ) / (2C · Vth). Therefore, when the audio signal e S is not present (m = 0), the carrier component is sufficiently attenuated by the low-pass filter circuit 53 including the LC circuit including the coil L and the capacitor C.

ところが、オーディオ信号eSの振幅が大きくなると、すなわち変調度mが増大すると、キャリア周波数fの値は低下することになる。オーディオ信号eSの振幅が大きくなってキャリア周波数fの値が低下し、例えばキャリア周波数fがローパスフィルタ回路53の遮断周波数(例えば60kHz)に近づくと、キャリア成分の一部がローパスフィルタ回路53を通過し、このキャリア成分の漏洩分が増加し、この漏洩分が負荷(図略)であるスピーカからノイズとなって出力されることになるといった問題点が生じる。 However, when the amplitude of the audio signal e S increases, that is, when the modulation degree m increases, the value of the carrier frequency f decreases. When the amplitude of the audio signal e S increases and the value of the carrier frequency f decreases. For example, when the carrier frequency f approaches the cutoff frequency (for example, 60 kHz) of the low-pass filter circuit 53, a part of the carrier component passes through the low-pass filter circuit 53. This causes a problem that the amount of leakage of the carrier component increases, and this leakage amount is output as noise from a speaker as a load (not shown).

また、キャリア周波数fの値が低下して、上記ローパスフィルタ回路53の直列共振周波数に近づくと、例えばスイッチング回路53に適用されているスイッチSW−a,SW−bがスイッチング用出力トランジスタによって構成されている場合、このスイッチング用出力トランジスタに過大な電流が流れ、これを破壊するといったおそれがある。   When the value of the carrier frequency f decreases and approaches the series resonance frequency of the low-pass filter circuit 53, for example, the switches SW-a and SW-b applied to the switching circuit 53 are configured by switching output transistors. In such a case, an excessive current flows through the switching output transistor, which may destroy the switching transistor.

このように、従来のパルス幅変調回路51では、パルス幅変調信号の被変調信号(キャリア)は、パルス幅変調回路51の内部において生成されて発振されるものであり、例えば外部発振器等によって被変調信号を制御することや被変調信号の同期を行うことはできないようになっている。   As described above, in the conventional pulse width modulation circuit 51, the modulated signal (carrier) of the pulse width modulation signal is generated and oscillated inside the pulse width modulation circuit 51. It is impossible to control the modulation signal or synchronize the modulated signal.

さらに、従来のパルス幅変調回路51が複数のチャンネルを有するマルチチャンネルのスイッチングアンプに適用される場合、上記キャリア周波数fは、バイアス電流Ib、第1及び第2コンデンサC51,C52の容量、第1ないし第4インバータ回路INV51〜INV54の閾値電圧Vthに依存するので、これらの値にばらつきがあると、チャンネル間同士でキャリア周波数fが微妙に異なることが生じ、被変調信号(キャリア)間におけるビート成分が音声周波数に混在し、ビート音がノイズとなって出力されるといったことが生じる。そのため、負荷(スピーカ)からは、音量が微妙に変化した音声が外部へ出力されることになるといった問題点があった。   Further, when the conventional pulse width modulation circuit 51 is applied to a multi-channel switching amplifier having a plurality of channels, the carrier frequency f includes the bias current Ib, the capacitances of the first and second capacitors C51 and C52, the first Since it depends on the threshold voltage Vth of the fourth inverter circuits INV51 to INV54, if these values vary, the carrier frequency f slightly differs between channels, and beats between modulated signals (carriers) occur. The components are mixed in the audio frequency, and the beat sound is output as noise. For this reason, there is a problem in that a sound whose volume is slightly changed is output from the load (speaker) to the outside.

本願発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、キャリア周波数をほぼ一定にした新規な構成のパルス変調回路及びそれを適用したスイッチングアンプを提供することを、その課題とする。   The present invention has been conceived under the circumstances described above, and it is an object of the present invention to provide a pulse modulation circuit having a novel configuration in which the carrier frequency is substantially constant and a switching amplifier to which the pulse modulation circuit is applied. To do.

上記の課題を解決するため、本願発明では、次の技術的手段を講じている。   In order to solve the above problems, the present invention takes the following technical means.

本願発明の第1の側面によって提供されるパルス幅変調回路は、所定のクロック信号の半周期である第1期間において、入力信号に基づく電流に基づいて第1積分回路を充電させ、前記第1期間とは半周期ずれた前記第1期間に続く第2期間において、一定のバイアス電流に基づいて前記第1積分回路で蓄積された充電電圧を変化させるとともに、前記入力信号に基づく電流に基づいて前記第1積分回路とは異なる第2積分回路を充電させ、前記第2期間に続く半周期の第3期間において、前記バイアス電流に基づいて前記第2積分回路で蓄積された充電電圧を変化させる積分制御回路と、前記第2期間が開始されてから前記第1積分回路における電圧が所定の基準電圧に到達するまでの時間を検出する第1検出回路と、前記第3期間が開始されてから前記第2積分回路における電圧が所定の基準電圧に到達するまでの時間を検出する第2検出回路と、前記第1検出回路及び第2検出回路から前記クロック信号の半周期ごとに交互に繰り返し出力される時間に基づいて、当該時間のパルス幅を有するパルス信号を生成するパルス信号生成回路と、を備えることを特徴としている(請求項1)。   The pulse width modulation circuit provided by the first aspect of the present invention charges the first integration circuit based on a current based on an input signal in a first period which is a half cycle of a predetermined clock signal, and In the second period following the first period, which is shifted by a half cycle from the period, the charging voltage accumulated in the first integration circuit is changed based on a constant bias current, and based on the current based on the input signal. A second integration circuit different from the first integration circuit is charged, and a charging voltage accumulated in the second integration circuit is changed based on the bias current in a third period of a half cycle following the second period. An integration control circuit; a first detection circuit that detects a time from when the second period starts until the voltage in the first integration circuit reaches a predetermined reference voltage; and the third period starts. And a second detection circuit that detects a time until the voltage in the second integration circuit reaches a predetermined reference voltage, and alternates every half cycle of the clock signal from the first detection circuit and the second detection circuit. And a pulse signal generation circuit that generates a pulse signal having a pulse width corresponding to the time based on the time repeatedly output to (1).

この構成によれば、クロック信号の半周期である第1期間においては、入力信号(例えばオーディオ信号)に基づく電流に基づいて第1積分回路(例えば第1積分用コンデンサ)が充電される。続く第2期間においては、一定のバイアス電流に基づいて第1積分回路で蓄積された充電電圧が変化(例えば放電又はさらに充電)される。一方、この第2期間においては、入力信号に基づく電流に基づいて第2積分回路(例えば第1積分用コンデンサ)が充電される。続く第3期間においては、一定のバイアス電流に基づいて第2積分回路で蓄積された充電電圧が変化(例えば放電又はさらに充電)される。   According to this configuration, in the first period that is a half cycle of the clock signal, the first integration circuit (for example, the first integration capacitor) is charged based on the current based on the input signal (for example, the audio signal). In the subsequent second period, the charging voltage accumulated in the first integrating circuit is changed (for example, discharged or further charged) based on a constant bias current. On the other hand, in the second period, the second integration circuit (for example, the first integration capacitor) is charged based on the current based on the input signal. In the subsequent third period, the charging voltage accumulated in the second integrating circuit is changed (for example, discharged or further charged) based on a constant bias current.

第2期間においては、この第2期間が開始されてから第1積分回路における電圧が所定の基準電圧に到達するまでの時間が検出され、第3期間においては、この第3期間が開始されてから第2積分回路における電圧が所定の基準電圧に到達するまでの時間が検出される。これら検出された時間は、クロック信号の半周期ごとに交互に繰り返し出力され、これらの時間に基づいて当該時間のパルス幅を有するパルス信号が生成される。   In the second period, the time from the start of the second period until the voltage in the first integration circuit reaches a predetermined reference voltage is detected. In the third period, the third period is started. Until the voltage in the second integration circuit reaches a predetermined reference voltage. These detected times are alternately output every half cycle of the clock signal, and a pulse signal having a pulse width of the time is generated based on these times.

第2期間が開始されてから第1積分回路における電圧が所定の基準電圧に到達するまでの時間は、第1期間において入力信号に基づく電流に基づいて第1積分回路で充電された充電量に依存し、この充電量に応じて変化する。また、第3期間が開始されてから第2積分回路における電圧が所定の基準電圧に到達するまでの時間は、第1期間において入力信号に基づく電流に基づいて第1積分回路で充電された充電量に依存し、この充電量に応じて変化する。したがって、入力信号に応じたパルス幅を生成することができ、周期がほぼ一定の所定のクロック信号を用いているので、キャリア周波数がほぼ一定のパルス幅変調を行うことができる。   The time from the start of the second period until the voltage in the first integration circuit reaches the predetermined reference voltage is equal to the amount of charge charged in the first integration circuit based on the current based on the input signal in the first period. Depends on the amount of charge. In addition, the time from the start of the third period until the voltage in the second integration circuit reaches the predetermined reference voltage is the charge charged in the first integration circuit based on the current based on the input signal in the first period. It depends on the amount and varies depending on the amount of charge. Therefore, a pulse width corresponding to the input signal can be generated, and a predetermined clock signal having a substantially constant period is used, so that pulse width modulation with a substantially constant carrier frequency can be performed.

本願発明のパルス幅変調回路において、前記積分制御回路は、前記第2期間において前記一定のバイアス電流に基づいて一定の放電量で放電させる第1放電回路と、前記第3期間において前記一定のバイアス電流に基づいて一定の放電量で放電させる第2放電回路と、を備えるとよい(請求項2)。   In the pulse width modulation circuit of the present invention, the integration control circuit includes: a first discharge circuit that discharges with a constant discharge amount based on the constant bias current in the second period; and the constant bias in the third period. And a second discharge circuit that discharges with a constant discharge amount based on the current.

本願発明のパルス幅変調回路において、前記積分制御回路は、前記入力信号に基づく電圧を電流に変換する電圧電流変換回路と、前記一定のバイアス電流を生成するバイアス電流生成回路と、前記電圧電流変換回路によって変換された電流と前記バイアス電流生成回路によって生成された一定のバイアス電流とを加算する加算回路と、前記加算回路の出力を前記第1積分回路に供給する状態と、前記加算回路の出力を前記第2積分回路に供給する状態とを、前記クロック信号に基づいて切り換える切換回路と、をさらに備えるとよい(請求項3)。   In the pulse width modulation circuit of the present invention, the integration control circuit includes a voltage-current conversion circuit that converts a voltage based on the input signal into a current, a bias current generation circuit that generates the constant bias current, and the voltage-current conversion. An addition circuit for adding the current converted by the circuit and the constant bias current generated by the bias current generation circuit, a state of supplying the output of the addition circuit to the first integration circuit, and an output of the addition circuit It is preferable to further include a switching circuit that switches a state of supplying the second integration circuit to the second integration circuit based on the clock signal.

本願発明のパルス幅変調回路において、前記積分制御回路は、前記第2期間において前記一定のバイアス電流に基づいて一定の割合で前記第1積分回路を充電する第1充電回路と、前記第3期間において前記一定のバイアス電流に基づいて一定の割合で前記第2積分回路を充電する第2充電回路と、を備えるとよい(請求項4)。   In the pulse width modulation circuit of the present invention, the integration control circuit includes a first charging circuit that charges the first integration circuit at a constant rate based on the constant bias current in the second period, and the third period. And a second charging circuit that charges the second integration circuit at a constant rate based on the constant bias current.

本願発明のパルス幅変調回路において、前記積分制御回路は、前記一定のバイアス電流を生成する第1バイアス生成回路と、前記バイアス電流とは異なる他の一定のバイアス電流を生成する第2バイアス生成回路と、前記入力信号に基づく電圧を電流に変換する電圧電流変換回路と、前記電圧電流変換回路によって変換された電流を第1バイアス生成回路によって生成されたバイアス電流に加算して前記第1積分回路に供給する状態と、前記電圧電流変換回路によって変換された電流を前記第2バイアス生成回路によって生成されたバイアス電流に加算して前記第2積分回路に供給する状態とを、前記クロック信号に基づいて切り換える切換回路と、をさらに備えるとよい(請求項5)。   In the pulse width modulation circuit according to the present invention, the integration control circuit includes a first bias generation circuit that generates the constant bias current and a second bias generation circuit that generates another constant bias current different from the bias current. A voltage-current conversion circuit that converts a voltage based on the input signal into a current; and a current converted by the voltage-current conversion circuit is added to a bias current generated by a first bias generation circuit, and the first integration circuit Based on the clock signal, and a state in which the current converted by the voltage-current conversion circuit is added to the bias current generated by the second bias generation circuit and is supplied to the second integration circuit. And a switching circuit for switching between them.

本願発明のパルス幅変調回路において、前記第1検出回路は、前記第2期間において前記第1積分回路に蓄積された充電電圧と、所定の基準電圧とを比較する第1比較回路を備え、前記第2検出回路は、前記第3期間において前記第2積分回路に蓄積された充電電圧と、所定の基準電圧とを比較する第2比較回路を備え、前記パルス幅信号生成回路は、前記第1比較回路の出力と、前記第2比較回路の出力とに基づいて前記パルス信号を生成するとよい(請求項6)。   In the pulse width modulation circuit of the present invention, the first detection circuit includes a first comparison circuit that compares a charge voltage accumulated in the first integration circuit in the second period with a predetermined reference voltage, The second detection circuit includes a second comparison circuit that compares the charging voltage accumulated in the second integration circuit in the third period with a predetermined reference voltage, and the pulse width signal generation circuit includes the first width detection circuit. The pulse signal may be generated based on the output of the comparison circuit and the output of the second comparison circuit.

本願発明のパルス幅変調回路において、前記第1比較回路の出力に基づいて前記第1積分回路において蓄積された充電電圧を強制的に放電させる第1強制放電回路と、前記第2比較回路の出力に基づいて前記第2積分回路において蓄積された充電電圧を強制的に放電させる第2強制放電回路とを、備えるとよい(請求項7)。   In the pulse width modulation circuit of the present invention, a first forced discharge circuit for forcibly discharging a charging voltage accumulated in the first integration circuit based on an output of the first comparison circuit, and an output of the second comparison circuit And a second forced discharge circuit that forcibly discharges the charging voltage accumulated in the second integration circuit based on the above (Claim 7).

本願発明のパルス幅変調回路において、前記クロック信号を発生させるクロック発生回路を備えるとよい(請求項8)。   The pulse width modulation circuit of the present invention may include a clock generation circuit for generating the clock signal.

本願発明のパルス幅変調回路において、前記クロック発生回路から発生されるクロック信号の、反転時における遅延時間を抑制するためのデッドタイムを生成するデッドタイム生成回路をさらに備えるとよい(請求項9)。   The pulse width modulation circuit of the present invention may further comprise a dead time generation circuit for generating a dead time for suppressing a delay time at the time of inversion of the clock signal generated from the clock generation circuit. .

本願発明の第2の側面によって提供されるスイッチングアンプは、本願発明の第1の側面によって提供されるパルス幅変調回路と、所定の電源電圧を出力する電圧源と、前記パルス幅変調回路から出力される変調信号に基づいて、前記電圧源から供給される所定の電源電圧をスイッチングするスイッチング回路と、を備えたことを特徴としている(請求項10)。   The switching amplifier provided by the second aspect of the present invention includes a pulse width modulation circuit provided by the first aspect of the present invention, a voltage source that outputs a predetermined power supply voltage, and an output from the pulse width modulation circuit. And a switching circuit for switching a predetermined power supply voltage supplied from the voltage source based on the modulated signal.

この構成によれば、このスイッチングアンプは、本願発明の第1の側面によって提供されるパルス幅変調回路を備えているので、第1の側面によって提供されるパルス幅変調回路と同様の作用効果を奏する。   According to this configuration, since this switching amplifier includes the pulse width modulation circuit provided by the first aspect of the present invention, the same effect as the pulse width modulation circuit provided by the first aspect can be obtained. Play.

本願発明のその他の特徴及び利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。   Other features and advantages of the present invention will become more apparent from the detailed description given below with reference to the accompanying drawings.

以下、本願発明の好ましい実施の形態を、添付図面を参照して具体的に説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the accompanying drawings.

<第1実施形態>
図1は、本願発明の第1実施形態に係るパルス幅変調(PWM)回路が適用されるスイッチングアンプを示す構成図である。図2は、図1に示すパルス幅変調回路の一実施例を表すブロック回路図である。このスイッチングアンプは、オーディオ信号発生源AUに接続されたパルス幅変調回路1と、スイッチング回路2と、ローパスフィルタ回路3と、正負の電源電圧+EB,−EBを供給する第1電源4及び第2電源5とを備えている。ローパスフィルタ回路3の出力には、負荷RLとしてのスピーカ(図略)が接続されている。
<First Embodiment>
FIG. 1 is a configuration diagram showing a switching amplifier to which a pulse width modulation (PWM) circuit according to a first embodiment of the present invention is applied. FIG. 2 is a block circuit diagram showing an embodiment of the pulse width modulation circuit shown in FIG. The switching amplifier includes a pulse width modulation circuit 1 connected to an audio signal generation source AU, a switching circuit 2, a low-pass filter circuit 3, positive and negative power supply voltage + E B, the first power supply 4 and supplies -E B A second power source 5 is provided. A speaker (not shown) as a load RL is connected to the output of the low-pass filter circuit 3.

パルス幅変調回路1は、オーディオ信号発生源AUから出力された入力信号としてのオーディオ信号eSをパルス幅変調して変調信号PWM−OUTを生成、出力するものである。パルス幅変調回路1から出力された変調信号PWM−OUTは、スイッチング回路2に入力される。 The pulse width modulation circuit 1 generates and outputs a modulation signal PWM-OUT by pulse width modulating the audio signal e S as an input signal output from the audio signal generation source AU. The modulation signal PWM-OUT output from the pulse width modulation circuit 1 is input to the switching circuit 2.

スイッチング回路2では、変調された変調信号PWM−OUTに基づいて、第1電源4及び第2電源5から供給される正負の電源電圧+EB,−EBが交互にスイッチングされる。すなわち、スイッチング回路2は、パルス幅変調回路1から出力される変調信号PWM−OUTの位相を反転させるインバータ2aと、変調信号PWM−OUTに基づいてオン、オフ動作するスイッチ素子SW−Aと、インバータ2aによって変調信号PWM−OUTが反転された変調信号PWM−OUT′に基づいてオン、オフ動作するスイッチ素子SW−Bと、両スイッチ素子SW−A,SW−Bの両端にそれぞれ接続された逆電流防止用ダイオードD−A,D−Bとを備えている。 In the switching circuit 2, positive and negative power supply voltages + E B and −E B supplied from the first power supply 4 and the second power supply 5 are alternately switched based on the modulated modulation signal PWM-OUT. That is, the switching circuit 2 includes an inverter 2a that inverts the phase of the modulation signal PWM-OUT output from the pulse width modulation circuit 1, a switch element SW-A that operates on and off based on the modulation signal PWM-OUT, Based on the modulation signal PWM-OUT ′ obtained by inverting the modulation signal PWM-OUT by the inverter 2a, the switch element SW-B that is turned on and off is connected to both ends of both switch elements SW-A and SW-B. Reverse-current preventing diodes DA and DB are provided.

スイッチ素子SW−A,SW−Bは、変調信号PWM−OUTと、反転された変調信号PWM−OUT′とによって交互にオン、オフ動作し、ローパスフィルタ回路3及び負荷RLに対してスイッチングされた正負の電源電圧+EB,−EBを供給する。 The switch elements SW-A and SW-B are alternately turned on and off by the modulation signal PWM-OUT and the inverted modulation signal PWM-OUT ′, and are switched with respect to the low-pass filter circuit 3 and the load RL. positive and negative power supply voltage + E B, supplies -E B.

ローパスフィルタ回路3は、コイルL0及びコンデンサC0によるLC回路によって構成され、スイッチング回路2から出力される出力信号の高周波成分を除去して負荷RLに供給する回路であり、例えば60kHzのカットオフ周波数を有する。ローパスフィルタ回路3では、スイッチングされた正負の電源電圧+EB,−EBの高周波成分が除去され、その出力は、負荷RLに供給されることにより音声として負荷RLから出力される。 The low-pass filter circuit 3 is configured by an LC circuit including a coil L 0 and a capacitor C 0 and is a circuit that removes a high-frequency component of an output signal output from the switching circuit 2 and supplies the output signal to the load RL. Has a frequency. In the low-pass filter circuit 3, the high-frequency components of the switched positive and negative power supply voltages + E B and −E B are removed, and the output is supplied to the load RL and is output from the load RL as sound.

パルス幅変調回路1は、図2に示すように、オーディオ信号変換回路11と、充電用バイアス電流源12と、電流加算回路13と、スイッチ回路14と、クロック発生回路15と、放電用バイアス電流源16と、第1及び第2積分回路17,18と、第1及び第2比較回路19,20と、第1及び第2リセット回路21,22と、信号出力回路23とによって構成されている。   As shown in FIG. 2, the pulse width modulation circuit 1 includes an audio signal conversion circuit 11, a charging bias current source 12, a current adding circuit 13, a switch circuit 14, a clock generation circuit 15, and a discharging bias current. A source 16, first and second integration circuits 17 and 18, first and second comparison circuits 19 and 20, first and second reset circuits 21 and 22, and a signal output circuit 23 are configured. .

オーディオ信号変換回路11は、オーディオ信号発生源AU(図1参照)からパルス幅変調回路1に供給されるオーディオ信号eSを電圧−電流変換するための回路である。ここで、オーディオ信号変換回路11における変換コンダクタンスをGとすると、下流の電流加算回路13に流れ込む電流は、G・eSで表すことができる。 The audio signal conversion circuit 11 is a circuit for voltage-current conversion of the audio signal e S supplied from the audio signal generation source AU (see FIG. 1) to the pulse width modulation circuit 1. Here, when the conversion conductance in the audio signal conversion circuit 11 is G, the current flowing into the downstream current addition circuit 13 can be expressed as G · e S.

充電用バイアス電流源12は、所定の正の電源電圧+Vaをバイアス電流Ibに変換して下流の電流加算回路13に供給する回路である。電流加算回路13は、オーディオ信号変換回路11によって変換された電流(G・eS)と、充電用バイアス電流源12によって変換されたバイアス電流Ibとを加算した和電流(G・eS+Ib)を、下流のスイッチ回路14に供給する回路である。 The charging bias current source 12 is a circuit that converts a predetermined positive power supply voltage + Va into a bias current Ib and supplies the bias current Ib to the downstream current adding circuit 13. The current adding circuit 13 adds the current (G · e S ) converted by the audio signal conversion circuit 11 and the bias current Ib converted by the charging bias current source 12 (G · e S + Ib). Is supplied to the downstream switch circuit 14.

スイッチ回路14は、第1ないし第4スイッチSW1〜SW4を備えており、電流加算回路13によって加算された和電流(G・eS+Ib)を、クロック発生回路15から出力される第1ないし第2クロック信号φ1,φ2(後述)によって切り替えて、後段の第1及び第2積分回路17,18に供給する回路である。 The switch circuit 14 includes first to fourth switches SW <b> 1 to SW <b> 4, and a first current to a second current output from the clock generation circuit 15 is output from the sum current (G · e S + Ib) added by the current addition circuit 13. This circuit is switched by two clock signals φ1 and φ2 (described later) and is supplied to first and second integrating circuits 17 and 18 in the subsequent stage.

接続構成を説明すると、電流加算回路13には、第1及び第2スイッチSW1,SW2の各一端が接続され、第1スイッチSW1の他端(図2のA点参照)は、第1積分回路17に接続されており、これにより、第1積分回路17の充電経路が形成される。第1スイッチSW1の他端は、第3スイッチSW3の一端にも接続され、第3スイッチSW3の他端は、放電用バイアス電流源16に接続されており、これにより、第1積分回路17の放電経路が形成される。一方、第2スイッチSW2の他端(図2のB点参照)は、第2積分回路18に接続されており、これにより、第2積分回路18の充電経路が形成される。第2スイッチSW2の他端は、第4スイッチSW4の一端にも接続され、第4スイッチSW4の他端は、放電用バイアス電流源16に接続されており、これにより、第2積分回路18の放電経路が形成される。   The connection configuration will be described. One end of each of the first and second switches SW1, SW2 is connected to the current adding circuit 13, and the other end of the first switch SW1 (see point A in FIG. 2) is connected to the first integrating circuit. 17, thereby forming a charging path for the first integrating circuit 17. The other end of the first switch SW 1 is also connected to one end of the third switch SW 3, and the other end of the third switch SW 3 is connected to the discharge bias current source 16. A discharge path is formed. On the other hand, the other end of the second switch SW2 (see the point B in FIG. 2) is connected to the second integration circuit 18, thereby forming a charging path for the second integration circuit 18. The other end of the second switch SW2 is also connected to one end of the fourth switch SW4, and the other end of the fourth switch SW4 is connected to the discharge bias current source 16, whereby the second integrating circuit 18 A discharge path is formed.

クロック発生回路15は、スイッチ回路14の第1ないし第4スイッチSW1〜SW4を切り替える切替信号(クロック信号)を第1ないし第4スイッチSW1〜SW4にそれぞれ与えるものであり、図3に示すような、デューティ比がほぼ50%の第1クロック信号φ1と、第1クロック信号φ1に対して逆位相の第2クロック信号φ2とを出力するものである。なお、クロック発生回路15は、パルス幅変調回路1の外部に設けられ、外部クロック信号として第1クロック信号φ1及び第2クロック信号φ2をパルス幅変調回路1に与えるように構成されていてもよい。   The clock generation circuit 15 supplies switching signals (clock signals) for switching the first to fourth switches SW1 to SW4 of the switch circuit 14 to the first to fourth switches SW1 to SW4, respectively, as shown in FIG. The first clock signal φ1 having a duty ratio of approximately 50% and the second clock signal φ2 having the opposite phase to the first clock signal φ1 are output. The clock generation circuit 15 may be provided outside the pulse width modulation circuit 1 and may be configured to supply the first clock signal φ1 and the second clock signal φ2 to the pulse width modulation circuit 1 as external clock signals. .

スイッチ回路14の第2及び第3スイッチSW2,SW3は、ともに第1クロック信号φ1によってオン、オフ制御され、第1及び第4スイッチSW1,SW4は、ともに第2クロック信号φ2によってオン、オフ制御される。そのため、第2及び第3スイッチSW2,SW3と、第1及び第4スイッチSW1,SW4とは、交互にオン、オフ動作される。   The second and third switches SW2 and SW3 of the switch circuit 14 are both turned on and off by the first clock signal φ1, and the first and fourth switches SW1 and SW4 are both turned on and off by the second clock signal φ2. Is done. Therefore, the second and third switches SW2 and SW3 and the first and fourth switches SW1 and SW4 are alternately turned on and off.

例えば、図3に示すように、第1クロック信号φ1がハイレベルで第2クロック信号φ2がローレベルであるときには(以下、「第1期間T1」という)、第2及び第3スイッチSW2,SW3がオン動作し、第1及び第4スイッチSW1,SW4がオフ動作する(図2のスイッチ回路4の状態参照)。この場合、電流加算回路13からの和電流(G・eS+Ib)は、第2スイッチSW2を介して第2積分回路18に流れ、これにより、第2積分回路18が充電される。 For example, as shown in FIG. 3, when the first clock signal φ1 is at a high level and the second clock signal φ2 is at a low level (hereinafter referred to as “first period T1”), the second and third switches SW2, SW3 Is turned on, and the first and fourth switches SW1 and SW4 are turned off (see the state of the switch circuit 4 in FIG. 2). In this case, the sum current (G · e S + Ib) from the current addition circuit 13 flows to the second integration circuit 18 via the second switch SW2, thereby charging the second integration circuit 18.

一方、第1クロック信号φ1がローレベルで第2クロック信号φ2がハイレベルであるときには(以下、「第2期間T2」という)、第1及び第4スイッチSW1,SW4がオン動作し、第2及び第3スイッチSW2,SW3がオフ動作する。この場合、和電流(G・eS+Ib)は、第1スイッチSW1を介して第1積分回路17に流れ、これにより、第1積分回路17が充電される。 On the other hand, when the first clock signal φ1 is at a low level and the second clock signal φ2 is at a high level (hereinafter referred to as “second period T2”), the first and fourth switches SW1 and SW4 are turned on, The third switches SW2 and SW3 are turned off. In this case, the sum current (G · e S + Ib) flows to the first integration circuit 17 via the first switch SW1, thereby charging the first integration circuit 17.

第1及び第2積分回路17,18は、第1積分用コンデンサC1及び第2積分用コンデンサC2によってそれぞれ構成されている。第1積分用コンデンサC1は、上述したように、第2期間T2において、第1スイッチSW1がオン動作するとともに、第3スイッチSW3がオフ動作することにより、電流加算回路13からの和電流(G・eS+Ib)によって充電される。第1積分用コンデンサC1は、次の半周期の期間(以下、「第3期間T3」という)において、第1スイッチSW1がオフ動作するとともに、第3スイッチSW3がオン動作することにより、充電された電荷が放電用バイアス電流源16に流れることによって一定の放電量で放電される。 The first and second integrating circuits 17 and 18 are constituted by a first integrating capacitor C1 and a second integrating capacitor C2, respectively. As described above, in the first integration capacitor C1, the first switch SW1 is turned on and the third switch SW3 is turned off in the second period T2, whereby the sum current (G • Charged by e S + Ib). The first integrating capacitor C1 is charged when the first switch SW1 is turned off and the third switch SW3 is turned on during the next half-cycle period (hereinafter referred to as “third period T3”). The discharged electric charge flows into the discharge bias current source 16 to discharge with a constant discharge amount.

一方、第2積分用コンデンサC2は、第1期間T1(図3参照)において、第2スイッチSW2がオン動作するとともに、第4スイッチSW4がオフ動作することにより、電流加算回路13から流れる和電流によって充電される。第2積分用コンデンサC2は、次の第2期間T2において、第2スイッチSW2がオフ動作するとともに、第4スイッチSW4がオン動作することにより、充電された電荷が放電用バイアス電流源16に流れることによって一定の放電量で放電される。すなわち、第1及び第2積分用コンデンサC1,C2は、第1及び第2クロック信号φ1,φ2のレベルが維持される単位期間(例えば第1期間T1)ごとにおいて、交互に充電及び放電が行われる。   On the other hand, in the second integration capacitor C2, the sum current flowing from the current addition circuit 13 is turned on when the second switch SW2 is turned on and the fourth switch SW4 is turned off in the first period T1 (see FIG. 3). Is charged by. In the second integration capacitor C2, in the next second period T2, the second switch SW2 is turned off and the fourth switch SW4 is turned on, so that the charged charge flows to the discharge bias current source 16. As a result, the battery is discharged at a constant discharge amount. That is, the first and second integrating capacitors C1 and C2 are alternately charged and discharged every unit period (for example, the first period T1) in which the levels of the first and second clock signals φ1 and φ2 are maintained. Is called.

放電用バイアス電流源16は、負の電源電圧−Vaに接続され、第1又は第2積分用コンデンサC1,C2が放電されるときに、充電用バイアス電流源12において流れるバイアス電流Ibと同じ大きさのバイアス電流Ibを流すためのものである。   The discharging bias current source 16 is connected to the negative power supply voltage −Va, and has the same magnitude as the bias current Ib flowing in the charging bias current source 12 when the first or second integrating capacitor C1 or C2 is discharged. This is for flowing the bias current Ib.

第1及び第2比較回路19,20は、第1及び第2積分回路17,18において蓄積される電圧と、所定の基準電圧Vrefとを比較することにより、その出力においてパルス幅変調信号PWM−OUTのパルス幅を規定するための回路である。また、第1及び第2比較回路19,20は、第1及び第2積分回路17,18の放電時に、第1及び第2積分回路17,18を強制的にリセットするための回路である。なお、第1及び第2比較回路19,20が例えばCMOSインバータ素子で構成される場合、基準電圧Vrefは、CMOSインバータ素子ハイレベルとローレベルとで規定される閾値に相当し、通常、この閾値はそのCMOSインバータ素子の電源電圧の約1/2に設定される。例えば、CMOSインバータ素子の電源電圧が約5Vであるとすると、基準電圧Vrefは、その半分の約2.5Vとなる。   The first and second comparison circuits 19 and 20 compare the voltage accumulated in the first and second integration circuits 17 and 18 with a predetermined reference voltage Vref, so that the pulse width modulation signal PWM− is output at the output. It is a circuit for defining the pulse width of OUT. The first and second comparison circuits 19 and 20 are circuits for forcibly resetting the first and second integration circuits 17 and 18 when the first and second integration circuits 17 and 18 are discharged. In the case where the first and second comparison circuits 19 and 20 are constituted by, for example, CMOS inverter elements, the reference voltage Vref corresponds to a threshold value defined by the CMOS inverter element high level and low level. Is set to about ½ of the power supply voltage of the CMOS inverter element. For example, if the power supply voltage of the CMOS inverter element is about 5V, the reference voltage Vref is about 2.5V, which is half of that.

第1及び第2比較回路19,20の正(+)側入力端子には、基準電圧Vrefがそれぞれ入力され、負(−)側入力端子には、第1及び第2積分用コンデンサC1,C2の一端がそれぞれ接続されている。第1及び第2比較回路19,20は、例えばCMOSインバータ素子(図略)で構成することが可能であり、CMOSインバータ素子で構成される場合には、CMOSインバータ素子のハイレベル及びローレベルを規定する閾値が基準電圧Vrefとして設定される。   The reference voltage Vref is input to the positive (+) side input terminals of the first and second comparison circuits 19 and 20, respectively, and the first and second integration capacitors C1 and C2 are input to the negative (−) side input terminals. One end of each is connected. The first and second comparison circuits 19 and 20 can be configured by, for example, CMOS inverter elements (not shown). When the first and second comparison circuits 19 and 20 are configured by CMOS inverter elements, the high and low levels of the CMOS inverter elements are set. A prescribed threshold value is set as the reference voltage Vref.

第1及び第2比較回路19,20の出力(図2のC点及びD点参照)は、通常ハイレベルであり、各負側入力端子における電圧(第1及び第2積分用コンデンサC1,C2による充電電圧)が基準電圧Vrefより高くなると、出力端子からローレベルの信号が出力される。   The outputs of the first and second comparison circuits 19 and 20 (see the points C and D in FIG. 2) are normally at a high level, and the voltages (first and second integration capacitors C1 and C2) at the negative input terminals. When the charging voltage is higher than the reference voltage Vref, a low level signal is output from the output terminal.

第1及び第2リセット回路21,22は、第1及び第2積分回路17,18がそれぞれ放電されている期間において、第1及び第2積分用コンデンサC1,C2における放電を強制的に終了させる(リセットする)ための回路である。第1リセット回路21は、第1AND回路A1及び第5スイッチSW5からなり、第2リセット回路22は、第2AND回路A2及び第6スイッチSW6からなる。   The first and second reset circuits 21 and 22 forcibly end the discharge in the first and second integration capacitors C1 and C2 during the period in which the first and second integration circuits 17 and 18 are discharged, respectively. This is a circuit for resetting. The first reset circuit 21 includes a first AND circuit A1 and a fifth switch SW5, and the second reset circuit 22 includes a second AND circuit A2 and a sixth switch SW6.

第1AND回路A1は、その一方の入力端子が第1比較回路19の出力端子に接続され、他方の入力端子がクロック発生回路15に接続されて第1クロック信号φ1が入力される。第1AND回路A1の出力端子(図2のE点参照)は、第5スイッチSW5に接続され、第1AND回路A1の出力は、第5スイッチSW5のオン、オフ動作を制御する。   The first AND circuit A1 has one input terminal connected to the output terminal of the first comparison circuit 19, the other input terminal connected to the clock generation circuit 15, and the first clock signal φ1. The output terminal of the first AND circuit A1 (see point E in FIG. 2) is connected to the fifth switch SW5, and the output of the first AND circuit A1 controls the on / off operation of the fifth switch SW5.

一方、第2AND回路A2は、その一方の入力端子が第2比較回路20の出力端子に接続され、他方の入力端子がクロック発生回路15に接続されて第2クロック信号φ2が入力される。第2AND回路A2の出力端子(図2のF点参照)は、第6スイッチSW6に接続され、第2AND回路A2の出力は、第6スイッチSW6のオン、オフ動作を制御する。   On the other hand, one input terminal of the second AND circuit A2 is connected to the output terminal of the second comparison circuit 20, the other input terminal is connected to the clock generation circuit 15, and the second clock signal φ2 is input thereto. The output terminal of the second AND circuit A2 (see point F in FIG. 2) is connected to the sixth switch SW6, and the output of the second AND circuit A2 controls the on / off operation of the sixth switch SW6.

図4は、第2クロック信号φ2の信号変化における、第1積分用コンデンサC1の一端(図2のA点参照)の電圧波形を示す図である。   FIG. 4 is a diagram showing a voltage waveform at one end of the first integrating capacitor C1 (see point A in FIG. 2) when the second clock signal φ2 changes.

図2のA点においては、第2クロック信号φ2がハイレベルのとき(第2期間T2参照)、第1スイッチSW1がオン動作するとともに、第3スイッチ素子SW3がオフ動作するので、第1積分用コンデンサC1は充電される。この充電時における電圧波形(図2のA点の電圧)の傾きは、和電流(G・eS+Ib)の大きさ、すなわちオーディオ信号eSの正負の状態と、その振幅の大きさに依存する。 At point A in FIG. 2, when the second clock signal φ2 is at a high level (see the second period T2), the first switch SW1 is turned on and the third switch element SW3 is turned off. The capacitor C1 is charged. The slope of the voltage waveform during charging (the voltage at point A in FIG. 2) depends on the magnitude of the sum current (G · e S + Ib), that is, the positive / negative state of the audio signal e S and the magnitude of the amplitude. To do.

ここで、図4の符号W0の電圧波形は、オーディオ信号eSが無信号のときの波形を示し、符号W1の電圧波形は、オーディオ信号eSが正(0<(G・eS)<(Ib/2))であってその振幅が比較的大きいとき(すなわち変調率mが比較的高いとき)の波形を示し、符号W2の電圧波形は、オーディオ信号eSが負(0>(G・eS)>(−Ib/2))であってその振幅が比較的大きいときの波形を示している。 Here, the voltage waveform of the symbol W0 in FIG. 4 indicates a waveform when the audio signal e S is no signal, and the voltage waveform of the symbol W1 indicates that the audio signal e S is positive (0 <(G · e S ) < (Ib / 2)) in which the amplitude is relatively large (that is, when the modulation factor m is relatively high), and the voltage waveform of the sign W2 indicates that the audio signal e S is negative (0> (G The waveform is shown when e S )> (− Ib / 2)) and the amplitude is relatively large.

同図によると、オーディオ信号eSが正であってその振幅が比較的大きいときの電圧波形W1は、その傾きが、オーディオ信号eSが無信号のときの電圧波形W0に比べて急であり、オーディオ信号eSが負であってその振幅が比較的大きいときの電圧波形W2は、その傾きがオーディオ信号eSが無信号のときの電圧波形W0に比べてなだらかになる。 According to the figure, the voltage waveform W1 when the audio signal e S is positive and the amplitude thereof is relatively large has a steeper slope than the voltage waveform W0 when the audio signal e S is no signal. The voltage waveform W2 when the audio signal e S is negative and its amplitude is relatively large has a gentler slope than the voltage waveform W0 when the audio signal e S is no signal.

第1積分用コンデンサC1における充電は、第2クロック信号φ2のレベルが反転するまで継続され、第2クロック信号φ2が反転してローレベルになると(第3期間T3参照)、第1スイッチSW1がオフ動作するとともに、第3スイッチSW3がオン動作するので、第1積分用コンデンサC1は放電される。   Charging in the first integrating capacitor C1 is continued until the level of the second clock signal φ2 is inverted, and when the second clock signal φ2 is inverted and becomes a low level (see the third period T3), the first switch SW1 is turned on. Since the third switch SW3 is turned on as well as being turned off, the first integrating capacitor C1 is discharged.

したがって、第1積分用コンデンサC1における充電は、第2クロック信号φ2のレベルが反転するときに最大となり、図4に示すように、例えばオーディオ信号eSが無信号のとき、最大充電電圧はVm0となる。また、オーディオ信号eSが正であって振幅が比較的大きいとき、最大充電電圧はVm1(>Vm0)となる。また、オーディオ信号eSが負であって振幅が比較的大きいとき、最大充電電圧はVm2(<Vm0)となる。なお、オーディオ信号eSが無信号のときの最大充電電圧Vm0は、基準電圧Vrefの約2倍の値になるように、回路定数が設定されている。 Therefore, the charging in the first integrating capacitor C1 becomes maximum when the level of the second clock signal φ2 is inverted. As shown in FIG. 4, for example, when the audio signal e S is no signal, the maximum charging voltage is Vm0. It becomes. When the audio signal e S is positive and the amplitude is relatively large, the maximum charging voltage is Vm1 (> Vm0). When the audio signal e S is negative and the amplitude is relatively large, the maximum charging voltage is Vm2 (<Vm0). The circuit constant is set so that the maximum charging voltage Vm0 when the audio signal e S is no signal is approximately twice the value of the reference voltage Vref.

一方、第3期間T3であって第1積分用コンデンサC1の放電時における電圧波形は、放電用バイアス電流源16に流れるバイアス電流Ibが常時一定であるので、オーディオ信号eSの正負の状態及び振幅の大きさにかかわらず、その傾きが一定となる。すなわち、図4に示すように、第1積分用コンデンサC1が放電されるときの電圧波形の傾きは、第1積分用コンデンサC1の充電時(第2期間T2)の電圧波形の傾きにかかわらず、一定となる。 On the other hand, the voltage waveform at the time of discharge of the first integration capacitor C1 and a third period T3, since the bias current Ib flowing to the discharging bias current source 16 is constant at all times, of the positive and negative audio signal e S state and The slope is constant regardless of the magnitude of the amplitude. That is, as shown in FIG. 4, the slope of the voltage waveform when the first integrating capacitor C1 is discharged is independent of the slope of the voltage waveform when the first integrating capacitor C1 is charged (second period T2). , Become constant.

第3期間T3においては、第1積分用コンデンサC1の放電が一定の電圧波形の傾きを有して継続され、第1積分用コンデンサC1のA点における電圧が第1比較回路19の基準電圧Vrefを下回ると、第1リセット回路21の第5スイッチSW5がオン動作される。すなわち、第1比較回路19は、第1積分用コンデンサC1の一端(図2のA点参照)における電圧が基準電圧Vrefを下回ると、ハイレベルを出力する。そのため、第1AND回路A1は、第3期間T3においては第1クロック信号φ1がハイレベルであり、かつ第1比較回路19の出力がハイレベルになったとき、リセット信号を第5スイッチSW5に出力し、このタイミングで第5スイッチSW5をオン動作させる。   In the third period T3, the discharge of the first integration capacitor C1 is continued with a constant voltage waveform slope, and the voltage at the point A of the first integration capacitor C1 is the reference voltage Vref of the first comparison circuit 19. If the value is less than, the fifth switch SW5 of the first reset circuit 21 is turned on. That is, the first comparison circuit 19 outputs a high level when the voltage at one end of the first integrating capacitor C1 (see point A in FIG. 2) is lower than the reference voltage Vref. Therefore, the first AND circuit A1 outputs a reset signal to the fifth switch SW5 when the first clock signal φ1 is at a high level and the output of the first comparison circuit 19 is at a high level in the third period T3. At this timing, the fifth switch SW5 is turned on.

第5スイッチSW5がオン動作すると、第1積分用コンデンサC1の一端における電圧が瞬時にグランド電位に供給され、第1積分用コンデンサC1に蓄積されていた電荷が強制的に放電され、第1積分用コンデンサC1における電圧がゼロになるようにリセットされる(図4のtR参照)。このリセットされるタイミングは、オーディオ信号eSの正負の状態と振幅の大きさとに依存する。 When the fifth switch SW5 is turned on, the voltage at one end of the first integration capacitor C1 is instantaneously supplied to the ground potential, and the electric charge accumulated in the first integration capacitor C1 is forcibly discharged, and the first integration The voltage is reset so that the voltage at the capacitor C1 becomes zero (see t R in FIG. 4). The reset timing depends on the positive / negative state of the audio signal e S and the magnitude of the amplitude.

すなわち、第2期間T2において第1積分用コンデンサC1は充電されるのであるが、この充電における電荷量は、オーディオ信号eSの正負の状態及び振幅の大きさに依存する。そして、第3期間T3においては第1積分用コンデンサC1が放電されるが、この場合の放電量は一定とされるため、第1積分用コンデンサC1の放電が開始されてから(第3期間T3に移行してから)、第1積分用コンデンサC1の電圧が基準電圧Vrefに至るまでの時間tは、オーディオ信号eSの正負の状態及び振幅の大きさに依存することになる。 That is, the first integrating capacitor C1 is charged in the second period T2, but the charge amount in this charging depends on the positive and negative states of the audio signal e S and the magnitude of the amplitude. In the third period T3, the first integration capacitor C1 is discharged. In this case, since the discharge amount is constant, the discharge of the first integration capacitor C1 is started (the third period T3). The time t until the voltage of the first integration capacitor C1 reaches the reference voltage Vref depends on the positive and negative states of the audio signal e S and the magnitude of the amplitude.

例えば、オーディオ信号eSが正であって振幅の大きさが比較的大きいと、第1積分用コンデンサC1における電圧は最大充電電圧Vm1となり、この場合、第1積分用コンデンサC1の電圧が基準電圧Vrefに至るまでの時間(図4のt1参照)は、オーディオ信号eSが無信号の場合のそれ(図4のt0参照)と比べ長くなる。逆に、オーディオ信号eSが負であって振幅の大きさが比較的大きいと、第1積分用コンデンサC1における電圧は最大充電電圧Vm2となり、この場合、第1積分用コンデンサC1の電圧が基準電圧Vrefに至るまでの時間(図4のt2参照)は、オーディオ信号eSが無信号の場合のそれ(図4のt0参照)と比べ短くなる。 For example, if the audio signal e S is positive and the amplitude is relatively large, the voltage in the first integration capacitor C1 becomes the maximum charging voltage Vm1, and in this case, the voltage of the first integration capacitor C1 is the reference voltage. The time until Vref (see t 1 in FIG. 4) is longer than that in the case where the audio signal e S is no signal (see t 0 in FIG. 4). Conversely, when the audio signal e S is negative and the amplitude is relatively large, the voltage at the first integrating capacitor C1 becomes the maximum charging voltage Vm2, and in this case, the voltage of the first integrating capacitor C1 is the reference. The time to reach the voltage Vref (see t 2 in FIG. 4) is shorter than that when the audio signal e S is no signal (see t 0 in FIG. 4).

つまり、第1積分用コンデンサC1の放電が開始されてから第1積分用コンデンサC1の電圧が基準電圧Vrefに至るまでの時間tは、オーディオ信号eSの正負の状態及び振幅の大きさに依存することになり、この時間tに基づいて、パルス幅変調信号のパルス幅を生成するようにすれば、周期が一定のクロック信号φ1,φ2に基づいてパルス幅を生成することができる。 That is, the time t from when the discharge of the first integration capacitor C1 is started until the voltage of the first integration capacitor C1 reaches the reference voltage Vref depends on the positive / negative state of the audio signal e S and the magnitude of the amplitude. Therefore, if the pulse width of the pulse width modulation signal is generated based on the time t, the pulse width can be generated based on the clock signals φ1 and φ2 having a constant period.

ここで、第1及び第2積分用コンデンサC1,C2の容量を同一(=C)とし、第1及び第2積分用コンデンサC1,C2の充電時間である期間をT(例えば第1期間T1に相当)とすると、最大充電電圧Vmは、Vm=[(Ib+G・eS)・T]/Cで表される。 Here, the capacitances of the first and second integration capacitors C1 and C2 are the same (= C), and the period of time for charging the first and second integration capacitors C1 and C2 is T (for example, the first period T1). Equivalent), the maximum charging voltage Vm is represented by Vm = [(Ib + G · e S ) · T] / C.

基準電圧VrefをVref=(Ib・T)/2Cが成立するように、回路定数を設定すれば、最大充電電圧Vmは、Vm=2Vref+(G・eS・T)/Cとなり、この式を変形すると、Vm−Vref=Vref+(G・eS・T)/Cとなる。 If the circuit constant is set so that the reference voltage Vref is Vref = (Ib · T) / 2C, the maximum charging voltage Vm becomes Vm = 2Vref + (G · e S · T) / C. When deformed, Vm−Vref = Vref + (G · e S · T) / C.

第1積分用コンデンサC1(又は第2積分用コンデンサC2)の放電が開始されてから第1積分用コンデンサC1(又は第2積分用コンデンサC2)の電圧が基準電圧Vrefに至るまでの期間をtとすると、t=[C・(Vm−Vref)]/Ibであるので、t=(C・Vref)/IB+(G・eS・T)/C=T/2+(G・eS・T)/Cとなる。 The period from when the discharge of the first integration capacitor C1 (or the second integration capacitor C2) is started until the voltage of the first integration capacitor C1 (or the second integration capacitor C2) reaches the reference voltage Vref is t. Then, since t = [C · (Vm−Vref)] / Ib, t = (C · Vref) / I B + (G · e S · T) / C = T / 2 + (G · e S T) / C.

そのため、t/T=1/2+(G・eS・T)/Cとなり、変調度mは、m=2G・eS/Ibで表されるため、t/T=(1+m)/2となる。 Therefore, t / T = 1/2 + (G · e S · T) / C, and the modulation degree m is expressed by m = 2G · e S / Ib, and therefore t / T = (1 + m) / 2. Become.

したがって、第1積分用コンデンサC1(又は第2積分用コンデンサC2)の放電が開始されてから第1積分用コンデンサC1(又は第2積分用コンデンサC2)の電圧が基準電圧Vrefに至るまでの期間tは、変調度mに比例するとともに、オーディオ信号eSの振幅の大きさに比例することになる。 Accordingly, a period from when the discharge of the first integration capacitor C1 (or the second integration capacitor C2) is started until the voltage of the first integration capacitor C1 (or the second integration capacitor C2) reaches the reference voltage Vref. t is proportional to the degree of modulation m and proportional to the amplitude of the audio signal e S.

第2積分用コンデンサC2、第2比較回路20、第2リセット回路22の各動作は、図4を用いて説明した第1積分用コンデンサC1、第1比較回路19、第2リセット回路21の各動作と、クロック信号が半周期分ずれた期間において同様の動作を行う。例えば第1期間T1において第2積分用コンデンサC2は、オーディオ信号eSに応じた充電が行われ、第2期間T2において第2クロック信号φ2がハイレベルであり、かつ第2比較回路20の出力がハイレベルのとき、第2AND回路A2は、リセット信号を第6スイッチSW6に出力し、第6スイッチSW6をオン動作させる。 The operations of the second integration capacitor C2, the second comparison circuit 20, and the second reset circuit 22 are the same as those of the first integration capacitor C1, the first comparison circuit 19, and the second reset circuit 21 described with reference to FIG. The same operation is performed in a period in which the clock signal is shifted by a half cycle. For example, the second integration capacitor C2 is charged according to the audio signal e S in the first period T1, the second clock signal φ2 is at the high level in the second period T2, and the output of the second comparison circuit 20 is output. Is at the high level, the second AND circuit A2 outputs a reset signal to the sixth switch SW6 to turn on the sixth switch SW6.

第2比較回路20では、第2積分用コンデンサC2における電圧が基準電圧Vrefを下回ると、ハイレベルが出力されるので、このタイミングで第6スイッチSW6がオン動作する。第6スイッチSW6がオン動作すると、第2積分用コンデンサC2における電圧が瞬時にグランド電位に供給され、第2積分用コンデンサC2に蓄積されていた電荷が強制的に放電され、リセットされる。   In the second comparison circuit 20, since the high level is output when the voltage at the second integration capacitor C2 falls below the reference voltage Vref, the sixth switch SW6 is turned on at this timing. When the sixth switch SW6 is turned on, the voltage in the second integration capacitor C2 is instantaneously supplied to the ground potential, and the charge accumulated in the second integration capacitor C2 is forcibly discharged and reset.

信号出力回路23は、第1及び第2NOR回路N1,N2と、OR回路O1とによって構成されている。第1NOR回路N1は、その一方の入力端子が第1比較回路19の出力端子に接続され(図2のC点参照)、他方の入力端子がクロック発生回路15に接続されて第2クロック信号φ2が入力される。一方、第2NOR回路N2は、その一方の入力端子が第2比較回路20の出力端子に接続され(図2のD点参照)、他方の入力端子がクロック発生回路15に接続されて第1クロック信号φ1が入力される。第2NOR回路N2の出力端子は、OR回路O1の他方の入力端子に接続されている。   The signal output circuit 23 includes first and second NOR circuits N1, N2 and an OR circuit O1. The first NOR circuit N1 has one input terminal connected to the output terminal of the first comparison circuit 19 (see point C in FIG. 2), and the other input terminal connected to the clock generation circuit 15 to be connected to the second clock signal φ2. Is entered. On the other hand, the second NOR circuit N2 has one input terminal connected to the output terminal of the second comparison circuit 20 (see point D in FIG. 2), and the other input terminal connected to the clock generation circuit 15 to be connected to the first clock. Signal φ1 is input. The output terminal of the second NOR circuit N2 is connected to the other input terminal of the OR circuit O1.

第1NOR回路N1の出力端子(図2のG点参照)及び第2NOR回路N2の出力端子(図2のH点参照)は、OR回路O1の各入力端子に接続され、OR回路O1の出力端子は、パルス幅変調信号PWM−OUTとして後段のスイッチング回路2(図1参照)に接続される。   The output terminal of the first NOR circuit N1 (see point G in FIG. 2) and the output terminal of the second NOR circuit N2 (see point H in FIG. 2) are connected to each input terminal of the OR circuit O1, and the output terminal of the OR circuit O1. Is connected to the subsequent switching circuit 2 (see FIG. 1) as a pulse width modulation signal PWM-OUT.

第1NOR回路N1は、第2クロック信号φ2と、第1比較回路19の出力との否定論理和を演算することにより、第1積分用コンデンサC1による放電が開始されてから、第1積分用コンデンサC1の電圧が基準電圧Vrefに至るまでの時間tにおいて、ハイレベルを出力する。第2NOR回路N2は、第1クロック信号φ1と、第2比較回路20の出力との否定論理和を演算することにより、第2積分用コンデンサC2による放電が開始されてから、第2積分用コンデンサC2の電圧が基準電圧Vrefに至るまでの時間tにおいて、ハイレベルを出力する。   The first NOR circuit N1 calculates the negative logical sum of the second clock signal φ2 and the output of the first comparison circuit 19 to start discharging by the first integration capacitor C1, and then the first integration capacitor C1. A high level is output at time t until the voltage of C1 reaches the reference voltage Vref. The second NOR circuit N2 calculates the negative logical sum of the first clock signal φ1 and the output of the second comparison circuit 20, thereby starting the discharge by the second integration capacitor C2, and then the second integration capacitor A high level is output at time t until the voltage of C2 reaches the reference voltage Vref.

OR回路O1は、第1及び第2NOR回路N1,N2の各出力の論理和を演算し、第1及び第2NOR回路N1,N2の各出力を一つのパルス幅変調信号PWM−OUTにしてスイッチング回路2に出力するものである。   The OR circuit O1 calculates the logical sum of the outputs of the first and second NOR circuits N1 and N2, and sets the outputs of the first and second NOR circuits N1 and N2 as one pulse width modulation signal PWM-OUT. 2 is output.

図5ないし図7は、上記パルス幅変調回路1における各信号のタイミングチャートを示す図である。図5は、オーディオ信号eSが無信号の場合(G・eS=0)を示しており、図6は、オーディオ信号eSが正(0<G・eS<Ib/2)の場合を示しており、図7は、オーディオ信号eSが負(0>G・eS>−Ib/2)の場合を示している。 5 to 7 are diagrams showing timing charts of respective signals in the pulse width modulation circuit 1. FIG. FIG. 5 shows a case where the audio signal e S is no signal (G · e S = 0), and FIG. 6 shows a case where the audio signal e S is positive (0 <G · e S <Ib / 2). FIG. 7 shows a case where the audio signal e S is negative (0> G · e S > −Ib / 2).

図5における第1期間T1では、クロック発生回路15からの第1クロック信号φ1がハイレベル(第2クロック信号φ2がローレベル)であり、これによって第2スイッチSW2がオン動作(第4スイッチ素子SW4はオフ動作)する。そのため、第2積分回路18の第2積分用コンデンサC2には、電流加算回路13からの和電流(G・eS+Ib)が供給され、第2積分用コンデンサC2は充電される(B点波形参照)。 In the first period T1 in FIG. 5, the first clock signal φ1 from the clock generation circuit 15 is at a high level (the second clock signal φ2 is at a low level), and thereby the second switch SW2 is turned on (fourth switch element). SW4 is turned off. Therefore, the second integration capacitor C2 of the second integration circuit 18 is supplied with the sum current (G · e S + Ib) from the current addition circuit 13, and the second integration capacitor C2 is charged (point B waveform). reference).

第1期間T1においては、第2比較回路20において第2積分用コンデンサC2が充電されたことによる電圧が基準電圧Vrefを上回り、第2比較回路20の出力がハイレベルからローレベルになり(D点波形参照)、第2AND回路A2の一方端子にそのローレベルの信号が入力されても、他方端子に入力される第2クロック信号φ2がローレベルを維持しているため、第2AND回路A2からはリセット信号は出力されない。   In the first period T1, the voltage resulting from charging of the second integrating capacitor C2 in the second comparison circuit 20 exceeds the reference voltage Vref, and the output of the second comparison circuit 20 changes from high level to low level (D Since the second clock signal φ2 input to the other terminal maintains the low level even when the low level signal is input to one terminal of the second AND circuit A2, the second AND circuit A2 Does not output a reset signal.

また、第1期間T1において第1スイッチSW1がオフ動作し、第3スイッチSW3がオン動作することにより、第1積分回路17の第1積分用コンデンサC1では、第1期間T1の半周期前の期間T0において充電された電荷が放電用バイアス電流源16に流れ、一定の放電量で放電される(A点波形参照)。   Further, in the first period T1, the first switch SW1 is turned off and the third switch SW3 is turned on, so that the first integrating capacitor C1 of the first integrating circuit 17 has a half cycle before the first period T1. The charge charged in the period T0 flows to the discharge bias current source 16 and is discharged at a constant discharge amount (see waveform at point A).

第1期間T1においては、第1比較回路19において第1積分用コンデンサC1が充電されたことによる電圧が基準電圧Vrefを下回ると、第1比較回路19の出力がローレベルからハイレベルになり(C点波形参照)、第1AND回路A1の一方の入力端子に入力される。第1AND回路A1の他方の入力端子には、第1クロック信号φ1のハイレベルが入力されているため、第1AND回路A1の出力端子もローレベルからハイレベルになり(E点波形参照)、これがリセット信号として第5スイッチSW5に出力される。   In the first period T1, when the voltage resulting from charging of the first integrating capacitor C1 in the first comparison circuit 19 is lower than the reference voltage Vref, the output of the first comparison circuit 19 changes from low level to high level ( The waveform is input to one input terminal of the first AND circuit A1. Since the high level of the first clock signal φ1 is input to the other input terminal of the first AND circuit A1, the output terminal of the first AND circuit A1 also changes from the low level to the high level (see the waveform at point E). The reset signal is output to the fifth switch SW5.

これにより、第5スイッチSW5がオフ状態からオン状態になり、第1積分用コンデンサC1で放電されていた電荷は、第5スイッチSW5を介してグランド端子に流れ、強制的にかつ一気に放電が行われる。   As a result, the fifth switch SW5 changes from the OFF state to the ON state, and the electric charge discharged by the first integrating capacitor C1 flows to the ground terminal via the fifth switch SW5, and is discharged forcibly and at once. Is called.

第1NOR回路N1には、第2クロック信号φ2と、第1比較回路19の出力とが入力されるため、第1NOR回路N1は、第1期間T1において第1積分回路17が放電を開始してから強制的にリセットされるまでの時間tにおいてハイレベルを出力する(G点波形参照)。また、第2NOR回路N2には、第1クロック信号φ1と、第2比較回路20の出力とが入力されるが、第2NOR回路N2の出力は、ローレベルを維持する(H点波形参照)。したがって、OR回路O1の出力は、第1NOR回路N1の出力としてのハイレベルがそのままパルス幅変調信号PWM−OUTとして出力される。   Since the second clock signal φ2 and the output of the first comparison circuit 19 are inputted to the first NOR circuit N1, the first integration circuit 17 starts discharging in the first period T1 in the first NOR circuit N1. A high level is output at a time t from when to forcibly reset (see point G waveform). The second NOR circuit N2 receives the first clock signal φ1 and the output of the second comparison circuit 20, but the output of the second NOR circuit N2 maintains the low level (refer to the point H waveform). Accordingly, the output of the OR circuit O1 is directly output as the pulse width modulation signal PWM-OUT as the high level as the output of the first NOR circuit N1.

次に、第2期間T2の期間では、クロック発生回路15からの第1クロック信号φ1がハイレベルからローレベルとなり(第2クロック信号φ2はローレベルからハイレベルになる。)、これによって、第1スイッチSW1がオン動作(第3スイッチ素子SW3はオフ動作)する。そのため、第1積分回路17の第1積分用コンデンサC1には、電流加算回路13からの和電流(G・eS+Ib)が供給され、第1積分用コンデンサC1は充電される(A点波形参照)。 Next, in the period of the second period T2, the first clock signal φ1 from the clock generation circuit 15 changes from the high level to the low level (the second clock signal φ2 changes from the low level to the high level). One switch SW1 is turned on (the third switch element SW3 is turned off). Therefore, the first integration capacitor C1 of the first integration circuit 17 is supplied with the sum current (G · e S + Ib) from the current addition circuit 13, and the first integration capacitor C1 is charged (point A waveform). reference).

また、第2期間においては、第2スイッチSW2がオフ動作し、第4スイッチSW4がオン動作することにより、第2積分回路18の第2積分用コンデンサC2では、第1期間T1において充電された電荷が放電用バイアス電流源16に流れ、一定の放電量で放電される(B点波形参照)。   In the second period, the second switch SW2 is turned off and the fourth switch SW4 is turned on, so that the second integration capacitor C2 of the second integration circuit 18 is charged in the first period T1. Charge flows into the discharge bias current source 16 and is discharged with a constant discharge amount (see waveform at point B).

その後、第2比較回路20において第2積分用コンデンサC2が充電されたことによる電圧が基準電圧Vrefを下回ると、第2比較回路20の出力がローレベルからハイレベルになり(D点波形参照)、第2AND回路A2に一方の入力端子に入力される。第2AND回路A2の他方の入力端子には、第2クロック信号φ2のハイレベルが入力されているため、第2AND回路A2の出力端子もローレベルからハイレベルになり(F点波形参照)、これがリセット信号として第6スイッチSW6に出力される。   Thereafter, when the voltage resulting from charging of the second integration capacitor C2 in the second comparison circuit 20 falls below the reference voltage Vref, the output of the second comparison circuit 20 changes from low level to high level (see waveform at point D). The second AND circuit A2 is input to one input terminal. Since the high level of the second clock signal φ2 is input to the other input terminal of the second AND circuit A2, the output terminal of the second AND circuit A2 also changes from the low level to the high level (see the F point waveform). The reset signal is output to the sixth switch SW6.

これにより、第6スイッチSW6がオフ状態からオン状態になり、第2積分用コンデンサC2で放電されていた電荷は、第6スイッチSW6を介してグランド端子に流れ、強制的にかつ一気に放電が行われる。   As a result, the sixth switch SW6 changes from the OFF state to the ON state, and the electric charge discharged by the second integrating capacitor C2 flows to the ground terminal via the sixth switch SW6 and is discharged forcibly and at once. Is called.

第1NOR回路N1には、第2クロック信号φ2と、第1比較回路19の出力とが入力されるが、第1NOR回路N1の出力は、ローレベルを維持する(G点波形参照)。一方、第2NOR回路N2には、第1クロック信号φ1と、第2比較回路20の出力とが入力されるため、第2NOR回路N2は、第2期間T2において第2積分回路18が放電を開始してから強制的にリセットされるまでの時間tにおいてハイレベルを出力する(H点波形参照)。したがって、OR回路O1の出力は、第2NOR回路N2の出力としてのハイレベルがそのままパルス幅変調信号PWM−OUTとして出力される。   Although the second clock signal φ2 and the output of the first comparison circuit 19 are input to the first NOR circuit N1, the output of the first NOR circuit N1 maintains a low level (see waveform at point G). On the other hand, since the first clock signal φ1 and the output of the second comparison circuit 20 are input to the second NOR circuit N2, the second integration circuit 18 starts discharging in the second period T2. Then, a high level is output at time t from when it is forcibly reset (see waveform at point H). Therefore, the output of the OR circuit O1 is directly output as the pulse width modulation signal PWM-OUT as the high level output from the second NOR circuit N2.

その後、第3期間T3では、第1及び第2クロック信号φ1,φ2がそれぞれ反転されるため、第2積分用コンデンサC2において充電が行われる一方、第1積分用コンデンサC1において放電が行われる。以降、半周期が経過するごとに、第1及び第2クロック信号φ1,φ2がそれぞれ反転され、第1及び第2積分用コンデンサC1,C2が交互に充電及び放電を繰り返す。   Thereafter, in the third period T3, since the first and second clock signals φ1 and φ2 are inverted, charging is performed in the second integrating capacitor C2, while discharging is performed in the first integrating capacitor C1. Thereafter, each time a half cycle elapses, the first and second clock signals φ1 and φ2 are inverted, and the first and second integrating capacitors C1 and C2 are alternately charged and discharged.

図6に示すように、オーディオ信号eSが正の場合には、和電流(G・eS+Ib)が大となり、第1又は第2積分用コンデンサC1,C2の一端(A点又はB点)における電圧波形の傾きも、オーディオ信号eSが無信号の場合に比べて急となる。そのため、第1又は第2クロック信号φ1,φ2のレベルが反転する時点での第1又は第2積分用コンデンサC1,C2の一端における充電電圧Vmは比較的大きくなり、これらが放電されるとき、オーディオ信号eSが無信号の場合に比べて、基準電圧Vrefを下回る時間、すなわち放電を開始してから強制的にリセットされるまでの時間tが長くなる。したがって、図6に示すタイミングでパルス幅変調信号PWM−OUTが出力される。このように、オーディオ信号eSの振幅に応じたパルス幅変調信号PWM−OUTが出力されることになる。 As shown in FIG. 6, when the audio signal e S is positive, the sum current (G · e S + Ib) becomes large, and one end (point A or point B) of the first or second integrating capacitors C1 and C2 The slope of the voltage waveform at () also becomes steeper than when the audio signal e S is no signal. Therefore, the charging voltage Vm at one end of the first or second integrating capacitor C1, C2 at the time when the level of the first or second clock signal φ1, φ2 is inverted becomes relatively large, and when these are discharged, Compared to the case where the audio signal e S is no signal, the time that is lower than the reference voltage Vref, that is, the time t from when discharge is started until it is forcibly reset becomes longer. Therefore, the pulse width modulation signal PWM-OUT is output at the timing shown in FIG. Thus, the pulse width modulation signal PWM-OUT corresponding to the amplitude of the audio signal e S is output.

また、図7に示すように、オーディオ信号eSが負の場合には、和電流(G・eS+Ib)が小となり、第1又は第2積分用コンデンサC1,C2の一端における電圧波形の傾きも、オーディオ信号eSが無信号の場合に比べてなだらかとなる。そのため、第1又は第2クロック信号φ1,φ2のレベルが反転する時点での第1又は第2積分用コンデンサC1,C2の一端における充電電圧Vmは比較的小さくなり、これらが放電されるとき、オーディオ信号eSが無信号の場合に比べて、基準電圧Vrefを下回る時間、すなわち放電を開始してから強制的にリセットされるまでの時間tが短くなる。したがって、図7のパルス幅変調信号PWM−OUTに示すタイミングでパルス幅変調信号PWM−OUTが出力される。 As shown in FIG. 7, when the audio signal e S is negative, the sum current (G · e S + Ib) becomes small, and the voltage waveform at one end of the first or second integrating capacitors C1 and C2 is reduced. The inclination is also gentler than when the audio signal e S is no signal. Therefore, the charging voltage Vm at one end of the first or second integrating capacitor C1, C2 at the time when the level of the first or second clock signal φ1, φ2 is inverted becomes relatively small, and when these are discharged, Compared to the case where the audio signal e S is not a signal, the time that is lower than the reference voltage Vref, that is, the time t from the start of discharge to the forced reset is shortened. Therefore, the pulse width modulation signal PWM-OUT is output at the timing indicated by the pulse width modulation signal PWM-OUT in FIG.

従来の構成におけるパルス幅変調回路51(図22参照)では、オーディオ信号eSの振幅が大きくなると、キャリア周波数fが低下し、キャリア周波数fのキャリア成分の漏洩分が増加しスピーカからノイズとなって出力されるといった問題点があったが、上記第1実施形態による構成のパルス幅変調回路1によれば、周期がほぼ一定の第1及び第2クロック信号φ1,φ2が用いられているため、キャリア周波数fをほぼ一定にすることができる。これら第1及び第2クロック信号φ1,φ2は、第1及び第2積分用コンデンサC1,C2による充放電時間を規定しているため、キャリア成分の漏洩分が増加するといったことを抑制することができるといった、新規な構成のパルス幅変調回路1を提供することができる。 In the pulse width modulation circuit 51 (see FIG. 22) in the conventional configuration, when the amplitude of the audio signal e S increases, the carrier frequency f decreases, the leakage of the carrier component of the carrier frequency f increases, and noise is generated from the speaker. However, according to the pulse width modulation circuit 1 having the configuration according to the first embodiment, the first and second clock signals φ1 and φ2 having substantially constant cycles are used. The carrier frequency f can be made substantially constant. Since the first and second clock signals φ1 and φ2 define the charge / discharge time by the first and second integration capacitors C1 and C2, it is possible to suppress an increase in leakage of the carrier component. It is possible to provide a pulse width modulation circuit 1 having a novel configuration.

また、キャリア周波数fが固定されているため、これがローパスフィルタ回路53(図21参照)の直列共振周波数に近づくことがなく、スイッチング回路52に適用されているスイッチング用出力トランジスタに過大な電流が流れることもない。したがって、これを破壊するおそれを解消することができる。   Further, since the carrier frequency f is fixed, this does not approach the series resonance frequency of the low-pass filter circuit 53 (see FIG. 21), and an excessive current flows through the switching output transistor applied to the switching circuit 52. There is nothing. Therefore, the fear of destroying this can be eliminated.

さらに、このパルス幅変調回路1を複数のチャンネルを有するマルチチャンネルのスイッチングアンプに適用された場合でも、パルス幅変調回路1は第1及び第2クロック信号φ1,φ2に同期したパルス幅変調を行うことができるので、チャンネル間同士でキャリア周波数fが微妙に異なることがなくなり、被変調信号(キャリア)間におけるビート成分が音声周波数に混在するといったことを抑制することができる。   Further, even when the pulse width modulation circuit 1 is applied to a multi-channel switching amplifier having a plurality of channels, the pulse width modulation circuit 1 performs pulse width modulation in synchronization with the first and second clock signals φ1 and φ2. Therefore, the carrier frequency f does not differ slightly between channels, and it is possible to suppress the mixing of beat components between modulated signals (carriers) in the audio frequency.

また、上記構成によれば、バイアス電流Ib、基準電圧Vref、第1及び第2積分用コンデンサC1,C2の充電容量が適正に設定されておれば、第1及び第2クロック信号φ1,φ2のデューティサイクルが理想的な50%から多少ずれて発生しても、その影響がクロック1周期の間にキャンセルされるという作用効果を奏する。   According to the above configuration, if the bias current Ib, the reference voltage Vref, and the charge capacities of the first and second integration capacitors C1 and C2 are set appropriately, the first and second clock signals φ1 and φ2 Even if the duty cycle is slightly deviated from the ideal 50%, the influence is canceled during one clock cycle.

なお、上記パルス幅変調回路1では、放電用バイアス電流源16に流れるバイアス電流Ibは、充電用バイアス電流源12において流れるバイアス電流Ibと同じ大きさであるとしたが、放電用バイアス電流源16に流れるバイアス電流は、個別に設定可能であることがより好ましい。   In the pulse width modulation circuit 1, the bias current Ib flowing through the discharge bias current source 16 is the same as the bias current Ib flowing through the charge bias current source 12. It is more preferable that the bias current flowing in can be set individually.

例えば第1積分用コンデンサC1において放電が開始されるときの第1積分用コンデンサC1のコンデンサ電圧Vcは、Vc=[(Ib+G・eS)・T]/Cで表されるので(Tは第1積分用コンデンサC1の充電期間又は放電期間)、第1積分用コンデンサC1の放電が開始されてから第1積分用コンデンサC1の電圧が基準電圧Vrefに至るまでの期間をta、放電用バイアス電流源16に流れるバイアス電流をIcとすると、期間taは、ta=[(Vm−Vref)・C]/Icで表される。 For example, the capacitor voltage Vc of the first integration capacitor C1 when the discharge is started in the first integration capacitor C1 is expressed by Vc = [(Ib + G · e S ) · T] / C (T is the first (Charging period or discharging period of 1 integrating capacitor C1), ta is the period from the start of discharging of first integrating capacitor C1 to the voltage of first integrating capacitor C1 reaching reference voltage Vref, and discharging bias current When the bias current flowing through the source 16 is Ic, the period ta is represented by ta = [(Vm−Vref) · C] / Ic.

第1積分用コンデンサC1の電圧が基準電圧Vrefに至ってから充電が開始されるまでの期間をtbとすれば、期間Tは、T=ta+tbで表されるので、このときの変調度mは、m=|ta−tb|/T=2G・eS/Ic+2Ib/Ic−(2C・Vref)/(Ic・T)−1となる。一方、第1積分用コンデンサC1のコンデンサ電圧Vcの許容される最大電圧をVmとすれば、変調度mを最大限に活用するためには、コンデンサ電圧VcがVc=(Vm+Vref)/2のときに、ta=T/2となる条件が必要である。 If the period from when the voltage of the first integrating capacitor C1 reaches the reference voltage Vref to when charging is started is represented by tb, the period T is represented by T = ta + tb. m = | ta−tb | / T = 2G · e S / Ic + 2Ib / Ic− (2C · Vref) / (Ic · T) −1. On the other hand, if the maximum allowable voltage of the capacitor voltage Vc of the first integrating capacitor C1 is Vm, the capacitor voltage Vc is Vc = (Vm + Vref) / 2 in order to make maximum use of the modulation degree m. In addition, a condition of ta = T / 2 is necessary.

より詳細には、第1比較回路19がCMOSインバータ素子で構成されている場合、通常、基準電圧Vrefは、電源電圧Vccの1/2に設定されている(Vref=Vcc/2)。第1積分用コンデンサC1の充電期間中に、最低でも基準電圧Vrefまで充電を行わなければならないことから、変調度mを最大限に活用するためには、オーディオ信号eSの無信号において第1積分用コンデンサC1の充電完了時のコンデンサ電圧Vcは、Vc=(Vcc+Vref)/2=(3/2)Vrefである必要がある。 More specifically, when the first comparison circuit 19 is composed of a CMOS inverter element, the reference voltage Vref is normally set to ½ of the power supply voltage Vcc (Vref = Vcc / 2). Since the charging to the reference voltage Vref must be performed at least during the charging period of the first integrating capacitor C1, in order to make the maximum use of the modulation degree m, the first signal is used in the absence of the audio signal e S. The capacitor voltage Vc at the completion of charging of the integrating capacitor C1 needs to be Vc = (Vcc + Vref) / 2 = (3/2) Vref.

この場合、充電期間Tに上記コンデンサ電圧Vcの値まで充電するバイアス電流Ibの充電値は、Ib=[(3/2)Vref・C]/Tであり、変調時に電源電圧Vccまで充電された場合に、基準電圧Vrefの値に至るまで放電するバイアス電流Icは、Ic=Vref・C/Tとなる。したがって、充電用バイアス電流源12に流れるバイアス電流Ibと、放電用バイアス電流源16に流れるバイアス電流Icとの関係は、Ib=(3/2)Icとなり、この式が満足する設定値に、充電用バイアス電流源12に流れるバイアス電流Ibと、放電用バイアス電流源16に流れるバイアス電流Icとを設定すればよい。   In this case, the charge value of the bias current Ib charged to the value of the capacitor voltage Vc during the charging period T is Ib = [(3/2) Vref · C] / T, and the power supply voltage Vcc was charged during modulation. In this case, the bias current Ic discharged until reaching the value of the reference voltage Vref is Ic = Vref · C / T. Therefore, the relationship between the bias current Ib flowing through the charging bias current source 12 and the bias current Ic flowing through the discharging bias current source 16 is Ib = (3/2) Ic. The bias current Ib flowing through the charging bias current source 12 and the bias current Ic flowing through the discharging bias current source 16 may be set.

また、上式が成立するように各回路の定数を設定すれば、変調度mは、m=2G・eS/Icとなり、オーディオ信号eSに比例した変調を行うことができる。また、回路の部品誤差等の影響により充放電のバイアス電流値Ib,Icに差異が生じると、パルス幅変調信号PWM−OUTにオフセットが生じることがあるが、充放電のバイアス電流値Ib,Icを個別に設定することで、上記オフセットを打ち消すことができる。 Further, if the constants of the respective circuits are set so that the above equation is established, the modulation degree m becomes m = 2G · e S / Ic, and modulation proportional to the audio signal e S can be performed. Further, if there is a difference between the charge / discharge bias current values Ib and Ic due to the influence of circuit component errors and the like, an offset may occur in the pulse width modulation signal PWM-OUT, but the charge / discharge bias current values Ib and Ic. By setting each individually, the offset can be canceled.

なお、Ib=(3/2)Icの3/2は、CMOSインバータ素子の電源電圧Vcc及び基準電圧Vrefの各値を変化させることで、任意の値に設定することができる。換言すれば、適正な充放電のバイアス電流値Ib,Icをそれぞれ個別に設定することによって、多様な電源電圧Vcc及び基準電圧Vrefの設定に対応することができる。   Note that 3/2 of Ib = (3/2) Ic can be set to an arbitrary value by changing each value of the power supply voltage Vcc and the reference voltage Vref of the CMOS inverter element. In other words, it is possible to cope with various settings of the power supply voltage Vcc and the reference voltage Vref by individually setting appropriate charge / discharge bias current values Ib and Ic.

図8は、図2に示すパルス幅変調回路1の詳細な回路図である。   FIG. 8 is a detailed circuit diagram of the pulse width modulation circuit 1 shown in FIG.

図8に示す回路図によると、オーディオ信号変換回路11、充電用バイアス電流源12、及び電流加算回路13は、組み合わされて一つの回路として構成されている。クロック発生回路15は、複数のインバータ、抵抗及びコンデンサからなるマルチバイブレータによって構成されている。また、充放電の電流方向を切り替えるスイッチ回路14は、汎用の電子スイッチによって構成されている。第1及び第2比較回路19,20は、複数のCMOSインバータ素子から構成されている。   According to the circuit diagram shown in FIG. 8, the audio signal conversion circuit 11, the charging bias current source 12, and the current addition circuit 13 are combined to form a single circuit. The clock generation circuit 15 is configured by a multivibrator including a plurality of inverters, resistors, and capacitors. The switch circuit 14 for switching the charge / discharge current direction is constituted by a general-purpose electronic switch. The first and second comparison circuits 19 and 20 are composed of a plurality of CMOS inverter elements.

なお、図中、ダイオードD1〜D4は、CMOSインバータ素子の電源電圧によって充電電流がバイアスされるのを防止するための逆電流防止用のダイオードである。図中、抵抗R1〜R4は、スイッチ回路14としての電子スイッチの電源電圧(例えば15V)と、第1及び第2比較回路19,20、第1及び第2リセット回路21,22及び信号出力回路23の電源電圧(例えば5V)とを、レベル合わせするための減衰器として機能するものである。   In the figure, diodes D1 to D4 are reverse current prevention diodes for preventing the charging current from being biased by the power supply voltage of the CMOS inverter element. In the figure, resistors R1 to R4 are the power supply voltage (for example, 15V) of the electronic switch as the switch circuit 14, the first and second comparison circuits 19 and 20, the first and second reset circuits 21 and 22, and the signal output circuit. It functions as an attenuator for adjusting the level of 23 power supply voltages (for example, 5 V).

また、第1及び第2リセット回路21,22の一部、並びに信号出力回路23の論理回路は、図2に示す構成の論理回路とは厳密には異なっているが、正負の値を調整するためのものであり、実質的な動作は共通するものである。また、図8に示す回路は一例であって、本実施形態に係るパルス幅変調回路1はこれに限定されるものではない。   The logic circuits of the first and second reset circuits 21 and 22 and the signal output circuit 23 are strictly different from the logic circuit having the configuration shown in FIG. 2, but the positive and negative values are adjusted. Therefore, the substantial operation is common. Further, the circuit shown in FIG. 8 is an example, and the pulse width modulation circuit 1 according to the present embodiment is not limited to this.

図9は、図8に示すクロック生成回路15の他の変形例を示す図である。同図に示すクロック生成回路24は、充電用バイアス電流源12及び放電用バイアス電流源16並びにスイッチ回路14が付加されてなる複数のCMOSインバータ素子から構成されている。このように、図9に示す、充電用バイアス電流源12、放電用バイアス電流源16及びスイッチ回路14を含んだクロック生成回路24は、複数のCMOSインバータ素子によって構成されていてもよく、図9に示す回路を図8に示すパルス幅変調回路1に適用すれば、回路全体をCMOSインバータ素子を用いて構成することができる。なお、図9の一点鎖線で囲まれる部分の回路25は、例えば5V系回路を15V系回路に変換するためのレベルシフト回路を示している。   FIG. 9 is a diagram showing another modification of the clock generation circuit 15 shown in FIG. The clock generation circuit 24 shown in the figure is composed of a plurality of CMOS inverter elements to which a charging bias current source 12, a discharging bias current source 16 and a switch circuit 14 are added. As described above, the clock generation circuit 24 including the charging bias current source 12, the discharging bias current source 16 and the switch circuit 14 shown in FIG. 9 may be composed of a plurality of CMOS inverter elements. When the circuit shown in FIG. 8 is applied to the pulse width modulation circuit 1 shown in FIG. 8, the entire circuit can be configured using CMOS inverter elements. Note that the circuit 25 in a portion surrounded by a one-dot chain line in FIG. 9 is a level shift circuit for converting a 5V system circuit into a 15V system circuit, for example.

図10は、オーディオ信号変換回路11、充電用バイアス電流源12、及び電流加算回路13が組み合わされて一つの回路として構成された場合の変形例を示す図である。また、図11は、放電用バイアス電流源16の変形例を示す図である。なお、第1及び第2リセット回路21,22は、オープンドレインのNANDゲートによって構成されていてもよい。   FIG. 10 is a diagram showing a modification when the audio signal conversion circuit 11, the charging bias current source 12, and the current addition circuit 13 are combined to form a single circuit. FIG. 11 is a diagram showing a modification of the discharge bias current source 16. The first and second reset circuits 21 and 22 may be configured by open drain NAND gates.

ところで、上記クロック発生回路15では、図5ないし図7に示すように、第1クロック信号φ1と第2クロック信号φ2とを、例えばインバータ15a(図8のクロック発生回路15の最終段参照)によって互いに反転させて生成するようにしている。この場合、インバータ15aを用いると、第1及び第2クロック信号φ1,φ2間にインバータ15aの伝播遅延時間TDによるタイミングのずれが生じる。   By the way, in the clock generation circuit 15, as shown in FIGS. 5 to 7, the first clock signal φ 1 and the second clock signal φ 2 are converted into, for example, an inverter 15 a (see the final stage of the clock generation circuit 15 in FIG. 8). They are generated by inverting each other. In this case, when the inverter 15a is used, a timing shift occurs due to the propagation delay time TD of the inverter 15a between the first and second clock signals φ1 and φ2.

図12は、伝播遅延時間TDが生じる場合のタイミングチャートを示す図である。図12(a),(b)によると、第1クロック信号φ1がローレベルからハイレベルに反転するとき、第2クロック信号φ2は、通常、同じタイミングでハイレベルからローレベルに反転するが、第2クロック信号φ2となる第1クロック信号φ1がインバータ15aを通過するために、インバータ15aによる伝播遅延時間TD(図12のTD部参照)が生じ、この伝播遅延時間TDにおいて、第1クロック信号φ1及び第2クロック信号φ2が同時にハイレベルになってしまうことが生じる。   FIG. 12 is a timing chart when the propagation delay time TD occurs. According to FIGS. 12A and 12B, when the first clock signal φ1 is inverted from the low level to the high level, the second clock signal φ2 is normally inverted from the high level to the low level at the same timing. Since the first clock signal φ1 to be the second clock signal φ2 passes through the inverter 15a, a propagation delay time TD (see the TD portion in FIG. 12) is generated by the inverter 15a, and in this propagation delay time TD, the first clock signal It may happen that φ1 and the second clock signal φ2 simultaneously become high level.

第1及びクロック信号φ1,φ2が同時にハイレベルになる期間TDが生じると、第1及び第2積分用コンデンサC1,C2において例えば同時に充電動作が行われることになり、第1及び第2積分用コンデンサC1,C2が適正なタイミングで交互に充放電動作を行うことが不可能となり、パルス幅変調信号PWM−OUTの出力に誤差が生じることになる。   When a period TD in which the first and clock signals φ1 and φ2 are simultaneously at a high level occurs, for example, the first and second integration capacitors C1 and C2 are simultaneously charged, and the first and second integration capacitors are used. It becomes impossible for the capacitors C1 and C2 to alternately perform charging and discharging operations at appropriate timing, and an error occurs in the output of the pulse width modulation signal PWM-OUT.

このような場合には、図13に示すように、クロック発生回路15の後段に、第1クロック信号φ1及び第2クロック信号φ2が同時にハイレベルになる期間TDを生じなくさせるデッドタイムを生成するデッドタイム生成回路26を設けるようにしてもよい。   In such a case, as shown in FIG. 13, a dead time is generated in the subsequent stage of the clock generation circuit 15 so as not to generate the period TD in which the first clock signal φ1 and the second clock signal φ2 are simultaneously at the high level. A dead time generation circuit 26 may be provided.

具体的には、デッドタイム生成回路26は、適切な論理ゲートで構成され、図13に示すように、NOT回路NT1と、EX−OR(排他的論理和)回路EX1と、第1及び第2NOR回路NR1,NR2とからなる。接続構成を説明すると、第2クロック信号φ2の出力に、NOT回路NT1が接続され、NOT回路NT1の出力と第1クロック信号φ1の出力にEX−OR回路EX1が接続され、このEX−OR回路EX1の出力と第1クロック信号φ1の出力とに、第1NOR回路NR1が接続されており、この第1NOR回路NR1の出力が新たに第1クロック信号φ1′の出力としてパルス幅変調回路1に出力される。また、EX−OR回路EX1の出力とNOT回路NT1の出力とに、第2NOR回路NR2が接続されており、この第2NOR回路NR2の出力が新たに第2クロック信号φ2′の出力としてパルス幅変調回路1に出力される。   Specifically, the dead time generation circuit 26 is configured with an appropriate logic gate, and as shown in FIG. 13, a NOT circuit NT1, an EX-OR (exclusive OR) circuit EX1, and first and second NORs. It consists of circuits NR1 and NR2. The connection configuration will be described. The NOT circuit NT1 is connected to the output of the second clock signal φ2, and the EX-OR circuit EX1 is connected to the output of the NOT circuit NT1 and the output of the first clock signal φ1, and this EX-OR circuit. A first NOR circuit NR1 is connected to the output of EX1 and the output of the first clock signal φ1, and the output of the first NOR circuit NR1 is newly output to the pulse width modulation circuit 1 as the output of the first clock signal φ1 ′. Is done. Further, the second NOR circuit NR2 is connected to the output of the EX-OR circuit EX1 and the output of the NOT circuit NT1, and the output of the second NOR circuit NR2 is newly subjected to pulse width modulation as the output of the second clock signal φ2 ′. It is output to the circuit 1.

上記構成によれば、図12(c)〜(f)のタイミングチャートに示すように、第2クロック信号φ2の出力がNOT回路NT1によって反転され、出力される(図12,図13のK点参照)。このとき、NOT回路NT1によっても伝播遅延時間が生じる。NOT回路NT1の出力は、EX−OR回路EX1によって第1クロック信号φ1との排他的論理和が演算され出力される(図12,図13のL点参照)。この場合、EX−OR回路EX1によっても伝播遅延時間が生じる。   According to the above configuration, as shown in the timing charts of FIGS. 12C to 12F, the output of the second clock signal φ2 is inverted and output by the NOT circuit NT1 (point K in FIGS. 12 and 13). reference). At this time, a propagation delay time is also generated by the NOT circuit NT1. The output of the NOT circuit NT1 is calculated by the exclusive OR with the first clock signal φ1 by the EX-OR circuit EX1 (see point L in FIGS. 12 and 13). In this case, a propagation delay time is also generated by the EX-OR circuit EX1.

EX−OR回路EX1の出力は、第1NOR回路NR1によって第2クロック信号φ2との反転論理和が演算されて第1クロック信号φ1′となって出力される。この場合、第1NOR回路NR1によっても伝播遅延時間が生じる。また、EX−OR回路EX1の出力は、第2NOR回路NR2によってNOT回路NT1の出力との反転論理和が演算されて第2クロック信号φ2′となって出力される。この場合、第2NOR回路NR2によっても伝播遅延時間が生じる。   The output of the EX-OR circuit EX1 is output as the first clock signal φ1 ′ by performing an inversion OR operation with the second clock signal φ2 by the first NOR circuit NR1. In this case, a propagation delay time is also generated by the first NOR circuit NR1. In addition, the output of the EX-OR circuit EX1 is output as the second clock signal φ2 ′ by performing an inversion OR operation with the output of the NOT circuit NT1 by the second NOR circuit NR2. In this case, a propagation delay time is also generated by the second NOR circuit NR2.

これにより、第1クロック信号φ1′の出力と、第2クロック信号φ2′の出力とでは、図12の(e),(f)に示す期間としてデッドタイムDDが生成され、両信号が同時にハイレベルになることを抑制することができる。なお、デッドタイム生成回路26は、上記構成に限らず、種々の論理回路の構成を採用することができる。   As a result, the dead time DD is generated as the period shown in FIGS. 12E and 12F between the output of the first clock signal φ1 ′ and the output of the second clock signal φ2 ′, and both signals are simultaneously high. The level can be suppressed. The dead time generation circuit 26 is not limited to the above-described configuration, and various logic circuit configurations can be employed.

<第2実施形態>
図14は、本願発明の第2実施形態に係るパルス幅変調回路の構成を示すブロック回路図である。この第2実施形態のパルス幅変調回路30は、第1クロック信号φ1(又は第2クロック信号φ2)の半周期ごとに第1及び第2積分用コンデンサC1,C2を充電及び放電させていた第1実施形態に対して、第1及び第2積分用コンデンサC1,C2が充電のみを行う点で第1実施形態と異なる。
Second Embodiment
FIG. 14 is a block circuit diagram showing a configuration of a pulse width modulation circuit according to the second embodiment of the present invention. The pulse width modulation circuit 30 of the second embodiment charges and discharges the first and second integrating capacitors C1 and C2 every half cycle of the first clock signal φ1 (or the second clock signal φ2). In contrast to the first embodiment, the first and second integration capacitors C1 and C2 are different from the first embodiment in that only charging is performed.

このパルス幅変調回路30は、第1及び第2充電用バイアス電流源31,32と、オーディオ信号変換回路33と、クロック発生回路34と、スイッチ回路35と、インバータ回路36と、第3及び第4積分回路37,38と、第3及び第4比較回路39,40と、第3及び第4リセット回路41,42と、第1及び第2RSフリップフロップ回路43,44と、信号出力回路45とによって構成されている。   The pulse width modulation circuit 30 includes first and second charging bias current sources 31 and 32, an audio signal conversion circuit 33, a clock generation circuit 34, a switch circuit 35, an inverter circuit 36, and third and third. 4 integration circuits 37, 38, third and fourth comparison circuits 39, 40, third and fourth reset circuits 41, 42, first and second RS flip-flop circuits 43, 44, signal output circuit 45, It is constituted by.

第1及び第2充電用バイアス電流源31,32は、所定の電源電圧Vaをバイアス電流Ibに変換して下流の第3及び第4積分回路37,38にそれぞれ供給するものである。第1及び第2充電用バイアス電流源31,32は、第1実施形態の構成とは異なり、スイッチ回路を介さずに直接的に第3及び第4積分回路37,38に接続されている。具体的には、第1充電用バイアス電流源31の出力(図14のA点参照)は、第3積分回路37に接続されており、第2充電用バイアス電流源32の出力(図14のB点参照)は、第4積分回路38に接続されている。したがって、第1及び第2充電用バイアス電流源31,32において生成されるバイアス電流Ibは、常時第3及び第4積分回路37,38にそれぞれ供給される。   The first and second charging bias current sources 31 and 32 convert a predetermined power supply voltage Va into a bias current Ib and supply it to the downstream third and fourth integrating circuits 37 and 38, respectively. Unlike the configuration of the first embodiment, the first and second charging bias current sources 31 and 32 are directly connected to the third and fourth integrating circuits 37 and 38 without passing through the switch circuit. Specifically, the output of the first charging bias current source 31 (see point A in FIG. 14) is connected to the third integrating circuit 37, and the output of the second charging bias current source 32 (in FIG. 14). Is connected to the fourth integration circuit 38. Accordingly, the bias current Ib generated in the first and second charging bias current sources 31 and 32 is always supplied to the third and fourth integrating circuits 37 and 38, respectively.

オーディオ信号変換回路33は、オーディオ信号発生源AU(図1参照)からパルス幅変調回路1に供給されるオーディオ信号eSを電圧−電流変換するための回路であり、この第2実施形態に係るオーディオ信号変換回路33においても、このオーディオ信号変換回路33から出力される電流は、G・eSで表すことができる。 The audio signal conversion circuit 33 is a circuit for voltage-current conversion of the audio signal e S supplied from the audio signal generation source AU (see FIG. 1) to the pulse width modulation circuit 1, and according to the second embodiment. Also in the audio signal conversion circuit 33, the current output from the audio signal conversion circuit 33 can be expressed by G · e S.

クロック発生回路34は、第1実施形態に係るクロック発生回路15と異なり、図15に示す単一の第3クロック信号φ3を出力するものである。第3クロック信号φ3は、スイッチ回路35を切り替えるためのものである。なお、クロック発生回路34は、第3クロック信号φ3を出力するとともに、例えばインバータ回路36と組み合わせた構成とすることにより、第3クロック信号φ3を反転させた逆位相のクロック信号(図略)を出力するものであってもよい。   Unlike the clock generation circuit 15 according to the first embodiment, the clock generation circuit 34 outputs a single third clock signal φ3 shown in FIG. The third clock signal φ3 is for switching the switch circuit 35. The clock generation circuit 34 outputs the third clock signal φ3 and, for example, by combining with the inverter circuit 36, a clock signal (not shown) having an inverted phase obtained by inverting the third clock signal φ3. It may be output.

スイッチ回路35は、クロック発生回路34からの第3クロック信号φ3によって切り替えられ、オーディオ信号変換回路33からの電流(G・eS)が第3積分回路37に供給される状態と、オーディオ信号変換回路33からの電流(G・eS)が第4積分回路38に供給される状態とを切り替えるものである。 The switch circuit 35 is switched by the third clock signal φ3 from the clock generation circuit 34, the current (G · e S ) from the audio signal conversion circuit 33 is supplied to the third integration circuit 37, and the audio signal conversion The state in which the current (G · e S ) from the circuit 33 is supplied to the fourth integrating circuit 38 is switched.

例えば、第3クロック信号φ3がハイレベルのとき、スイッチ回路35は、第3積分回路37側に切り替わり(図14におけるスイッチ回路35の状態参照)、これにより、オーディオ信号変換回路33からの電流(G・eS)は、第1充電用バイアス電流源31からのバイアス電流Ibと合成され、第3積分回路37に供給される。このとき、第2充電用バイアス電流源32からのバイアス電流Ibは、第4積分回路38に直接的に供給される。 For example, when the third clock signal φ3 is at a high level, the switch circuit 35 is switched to the third integration circuit 37 side (see the state of the switch circuit 35 in FIG. 14), whereby the current from the audio signal conversion circuit 33 ( G · e S ) is combined with the bias current Ib from the first charging bias current source 31 and supplied to the third integrating circuit 37. At this time, the bias current Ib from the second charging bias current source 32 is directly supplied to the fourth integrating circuit 38.

一方、第3クロック信号φ3がローレベルになると、スイッチ回路35は、第4積分回路38側に切り替わり、これにより、オーディオ信号変換回路33からの電流(G・eS)は、第2充電用バイアス電流源32からのバイアス電流Ibと合成され、第4積分回路38に供給される。このとき、第1充電用バイアス電流源31からのバイアス電流Ibは、第3積分回路37に直接的に供給される。 On the other hand, when the third clock signal φ3 becomes low level, the switch circuit 35 is switched to the fourth integration circuit 38 side, whereby the current (G · e S ) from the audio signal conversion circuit 33 is used for the second charging. It is combined with the bias current Ib from the bias current source 32 and supplied to the fourth integration circuit 38. At this time, the bias current Ib from the first charging bias current source 31 is directly supplied to the third integrating circuit 37.

第3及び第4積分回路37,38は、第1実施形態に係る第1及び第2積分回路17,18と同様に積分用コンデンサによって構成され、第3積分用コンデンサC3及び第4積分用コンデンサC4をそれぞれ有している。第1実施形態に係る第1積分用コンデンサC1及び第2積分用コンデンサC2は、第1又は第2クロック信号φ1,φ2の半周期ごとに充電期間及び放電期間がそれぞれ設けられ、この充放電動作を半周期ごとに繰り返し行っていたが、この第2実施形態に係る第3積分用コンデンサC3及び第4積分用コンデンサC4は、後述するように、1周期において充電動作が継続して行われる。   The third and fourth integrating circuits 37 and 38 are constituted by integrating capacitors in the same manner as the first and second integrating circuits 17 and 18 according to the first embodiment, and the third integrating capacitor C3 and the fourth integrating capacitor. Each has C4. The first integration capacitor C1 and the second integration capacitor C2 according to the first embodiment are provided with a charge period and a discharge period for each half cycle of the first or second clock signal φ1, φ2, respectively. However, the third integration capacitor C3 and the fourth integration capacitor C4 according to the second embodiment are continuously charged in one cycle as will be described later.

第3及び第4比較回路39,40は、第1実施形態に係る第1及び第2比較回路19,20と、その構成及び機能は略同様であり、第3積分用コンデンサC3及び第4積分用コンデンサC4における電圧と、所定の基準電圧Vrefとを比較することにより、その出力においてパルス幅変調信号PWM−OUTのパルス幅を規定するための回路である。第3比較回路39の出力(図14のC点参照)は、第1RSフリップフロップ回路43のセット端子(S)に接続され、第4比較回路40の出力(図14のD点参照)は、第2RSフリップフロップ回路44のセット端子(S)に接続されている。   The third and fourth comparison circuits 39 and 40 have substantially the same configuration and function as the first and second comparison circuits 19 and 20 according to the first embodiment, and the third integration capacitor C3 and the fourth integration circuit. This is a circuit for defining the pulse width of the pulse width modulation signal PWM-OUT at its output by comparing the voltage at the capacitor C4 with a predetermined reference voltage Vref. The output of the third comparison circuit 39 (see point C in FIG. 14) is connected to the set terminal (S) of the first RS flip-flop circuit 43, and the output of the fourth comparison circuit 40 (see point D in FIG. 14) is The second RS flip-flop circuit 44 is connected to the set terminal (S).

第3及び第4リセット回路41,42は、第3及び第4積分用コンデンサC3,C4がそれぞれ充電されている期間において、第3及び第4積分用コンデンサC3,C4における充電状態を強制的に終了させる(リセットする)ための回路である。第3リセット回路41は、第3NOR回路N3及び第7スイッチSW7からなり、第4リセット回路42は、第4NOR回路N4及び第8スイッチSW8からなる。   The third and fourth reset circuits 41 and 42 force the charging states of the third and fourth integration capacitors C3 and C4 during the period when the third and fourth integration capacitors C3 and C4 are charged, respectively. It is a circuit for terminating (resetting). The third reset circuit 41 includes a third NOR circuit N3 and a seventh switch SW7, and the fourth reset circuit 42 includes a fourth NOR circuit N4 and an eighth switch SW8.

第3NOR回路N3は、その一方の入力端子が第1RSフリップフロップ回路43のQ(/)端子(図14のE点参照)に接続され、他方の入力端子がクロック発生回路34に接続されて第3クロック信号φ3が入力される。第3NOR回路N3の出力端子(図14のI点参照)は、第7スイッチSW7に接続され、第3NOR回路N3の出力は、第7スイッチSW7のオン、オフ動作を制御する。   The third NOR circuit N3 has one input terminal connected to the Q (/) terminal (see point E in FIG. 14) of the first RS flip-flop circuit 43, and the other input terminal connected to the clock generation circuit 34. A 3-clock signal φ3 is input. The output terminal of the third NOR circuit N3 (see point I in FIG. 14) is connected to the seventh switch SW7, and the output of the third NOR circuit N3 controls the on / off operation of the seventh switch SW7.

第4NOR回路N4は、その一方の入力端子が第2RSフリップフロップ回路44のQ(/)端子(図14のF点参照)に接続され、インバータ回路36によって第3クロック信号φ3が反転されたクロック信号が入力される。第4NOR回路N4の出力端子(図14のJ点参照)は、第8スイッチSW8に接続され、第4NOR回路N4の出力は、第8スイッチSW8のオン、オフ動作を制御する。   The fourth NOR circuit N4 has one input terminal connected to the Q (/) terminal (see point F in FIG. 14) of the second RS flip-flop circuit 44, and a clock obtained by inverting the third clock signal φ3 by the inverter circuit 36. A signal is input. The output terminal of the fourth NOR circuit N4 (see point J in FIG. 14) is connected to the eighth switch SW8, and the output of the fourth NOR circuit N4 controls the on / off operation of the eighth switch SW8.

第1RSフリップフロップ回路43は、第1比較回路39の出力を所定の期間保持するための回路である。第1RSフリップフロップ回路43は、第5及び第6NOR回路N5,N6が組み合わされて構成され、第1RSフリップフロップ回路43内では、第5及び第6NOR回路N5,N6の各出力端子が互いの一方の入力端子に接続されている。第5及び第6NOR回路N5,N6の他方の入力端子は、それぞれ抵抗R5,R6を介してグランド端子に接続され、通常、ローレベルに維持されている。   The first RS flip-flop circuit 43 is a circuit for holding the output of the first comparison circuit 39 for a predetermined period. The first RS flip-flop circuit 43 is configured by combining the fifth and sixth NOR circuits N5 and N6. In the first RS flip-flop circuit 43, the output terminals of the fifth and sixth NOR circuits N5 and N6 are connected to one another. Connected to the input terminal. The other input terminals of the fifth and sixth NOR circuits N5 and N6 are connected to the ground terminal via the resistors R5 and R6, respectively, and are normally maintained at a low level.

第5NOR回路N5の他方の入力端子は、RSフリップフロップとしてセット信号(S)が入力される端子であり、第6NOR回路N6の他方の入力端子は、RSフリップフロップとしてリセット信号(R)が入力される端子である。また、第5NOR回路N5の出力端子は、RSフリップフロップのQ(/)端子に相当し、第6NOR回路N6の出力端子は、RSフリップフロップのQ端子に相当する。   The other input terminal of the fifth NOR circuit N5 is a terminal to which the set signal (S) is input as an RS flip-flop, and the other input terminal of the sixth NOR circuit N6 is an input to the reset signal (R) as an RS flip-flop. Terminal. The output terminal of the fifth NOR circuit N5 corresponds to the Q (/) terminal of the RS flip-flop, and the output terminal of the sixth NOR circuit N6 corresponds to the Q terminal of the RS flip-flop.

第5NOR回路N5の他方の入力端子は、第1比較回路39の出力端子に接続されており、第6NOR回路N6の他方の入力端子は、クロック発生回路34に接続されて、第3クロック信号φ3が入力される。   The other input terminal of the fifth NOR circuit N5 is connected to the output terminal of the first comparison circuit 39, and the other input terminal of the sixth NOR circuit N6 is connected to the clock generation circuit 34, and the third clock signal φ3. Is entered.

第2RSフリップフロップ回路44は、第2比較回路40の出力を所定の期間保持するための回路である。第2RSフリップフロップ回路44は、図14に示すように、第7及び第8NOR回路N7,N8によって構成され、第1RSフリップフロップ回路43と略同様の構成を有している。   The second RS flip-flop circuit 44 is a circuit for holding the output of the second comparison circuit 40 for a predetermined period. As shown in FIG. 14, the second RS flip-flop circuit 44 is configured by seventh and eighth NOR circuits N7 and N8, and has substantially the same configuration as the first RS flip-flop circuit 43.

信号出力回路45は、第9NOR回路N9によって構成され、第9NOR回路N9の入力端子には、第1RSフリップフロップ回路43の第6NOR回路N6の出力端子(Q端子)及び第2RSフリップフロップ回路44の第8NOR回路N8の出力端子(Q端子)が接続されている。第9NOR回路N9の出力端子からは、パルス幅変調信号PWM−OUTが出力される。   The signal output circuit 45 is configured by a ninth NOR circuit N9. The input terminal of the ninth NOR circuit N9 includes the output terminal (Q terminal) of the sixth NOR circuit N6 of the first RS flip-flop circuit 43 and the second RS flip-flop circuit 44. The output terminal (Q terminal) of the eighth NOR circuit N8 is connected. The pulse width modulation signal PWM-OUT is output from the output terminal of the ninth NOR circuit N9.

図15は、第3クロック信号φ3の信号変化における、第3積分用コンデンサC3の一端(図14のA点参照)の電圧波形を示す図である。   FIG. 15 is a diagram illustrating a voltage waveform at one end of the third integrating capacitor C3 (see the point A in FIG. 14) in the signal change of the third clock signal φ3.

図14のA点においては、第3クロック信号φ3がハイレベルのとき(第1期間T1参照)、スイッチ回路35が第3積分回路37側に切り替わり、これにより、第3積分用コンデンサC3が充電される。すなわち、第1充電用バイアス電流源31からのバイアス電流Ibと、オーディオ信号変換回路33からの電流(G・eS)とが合成され、第3積分用コンデンサC3には、合成された和電流(Ib+G・eS)が流れ、第3充電用コンデンサC3において充電が行われる。 At point A in FIG. 14, when the third clock signal φ3 is at a high level (see the first period T1), the switch circuit 35 is switched to the third integrating circuit 37 side, whereby the third integrating capacitor C3 is charged. Is done. That is, the bias current Ib from the first charging bias current source 31 and the current (G · e S ) from the audio signal conversion circuit 33 are combined, and the combined sum current is supplied to the third integrating capacitor C3. (Ib + G · e S ) flows, and charging is performed in the third charging capacitor C3.

図15の符号W0の電圧波形は、オーディオ信号eSが無信号のときの波形を示し、符号W1の電圧波形は、オーディオ信号eSが正(0<(G・eS)<(Ib/2))であってその振幅が比較的大きいとき(すなわち変調率mが比較的高いとき)の波形を示し、符号W2の電圧波形は、オーディオ信号eSが負(0>(G・eS)>(−Ib/2))であってその振幅が比較的大きいときの波形を示している。 The voltage waveform indicated by the symbol W0 in FIG. 15 indicates a waveform when the audio signal e S is not present, and the voltage waveform indicated by the symbol W1 indicates that the audio signal e S is positive (0 <(G · e S ) <(Ib / 2)) when the amplitude is relatively large (that is, when the modulation factor m is relatively high), and the voltage waveform of the sign W2 indicates that the audio signal e S is negative (0> (G · e S )> (− Ib / 2)) and the waveform is shown when the amplitude is relatively large.

図15によると、オーディオ信号eSが正であってその振幅が比較的大きいときの電圧波形W1は、その傾きが、オーディオ信号eSが無信号のときの電圧波形W0に比べて急であり、オーディオ信号eSが負であってその振幅が比較的大きいときの電圧波形W2は、その傾きがオーディオ信号eSが無信号のときの電圧波形W0に比べてなだらかになる。 According to FIG. 15, the voltage waveform W1 when the audio signal e S is positive and the amplitude thereof is relatively large has a steeper slope than the voltage waveform W0 when the audio signal e S is no signal. The voltage waveform W2 when the audio signal e S is negative and its amplitude is relatively large has a gentler slope than the voltage waveform W0 when the audio signal e S is no signal.

第3充電用コンデンサC3における充電は、第3クロック信号φ3のレベルが反転するまで継続され、すなわち、第3積分用コンデンサC3における充電は、第3クロック信号φ3のレベルが反転するときに最大となる。例えば、図15に示すように、オーディオ信号eSが無信号のとき、最大充電電圧はVm0となる。また、オーディオ信号eSが正であって振幅が比較的大きいとき、最大充電電圧はVm1(>Vm0)となる。また、オーディオ信号eSが負であって振幅が比較的大きいとき、最大充電電圧はVm2(<Vm0)となる。 The charging in the third charging capacitor C3 is continued until the level of the third clock signal φ3 is inverted, that is, the charging in the third integrating capacitor C3 is maximum when the level of the third clock signal φ3 is inverted. Become. For example, as shown in FIG. 15, when the audio signal e S is no signal, the maximum charging voltage is Vm0. When the audio signal e S is positive and the amplitude is relatively large, the maximum charging voltage is Vm1 (> Vm0). When the audio signal e S is negative and the amplitude is relatively large, the maximum charging voltage is Vm2 (<Vm0).

第3クロック信号φ3が反転してローレベルになると(第2期間T2参照)、スイッチ回路35が第4積分回路38側に切り替わり、第4充放電コンデンサC4が充電される。この第2期間T2における第3積分用コンデンサC3には、スイッチ回路35が第4積分回路38側に切り替わっているため、オーディオ信号変換回路33からの電流(G・eS)が流れず、第1充電用バイアス電流源31からのバイアス電流Ibのみが流れるため、オーディオ信号eSの正負の状態及び振幅の大きさにかかわらず、この第2期間T2における電圧波形(A点波形)の傾きは、常時一定となる。 When the third clock signal φ3 is inverted to a low level (see the second period T2), the switch circuit 35 is switched to the fourth integration circuit 38 side, and the fourth charge / discharge capacitor C4 is charged. Since the switch circuit 35 is switched to the fourth integration circuit 38 side in the third integration capacitor C3 in the second period T2, the current (G · e S ) from the audio signal conversion circuit 33 does not flow, and Since only the bias current Ib from the one charging bias current source 31 flows, the slope of the voltage waveform (point A waveform) in the second period T2 is independent of the positive / negative state and amplitude of the audio signal e S. , Always constant.

第2期間T2においては、第3積分用コンデンサC3の充電が一定の電圧波形の傾きを有して継続され、第3積分用コンデンサC3のA点における電圧が第3比較回路39の基準電圧Vrefに達すると、第3リセット回路41によって第7スイッチSW7がオン動作する。   In the second period T2, the charging of the third integration capacitor C3 is continued with a constant voltage waveform slope, and the voltage at the point A of the third integration capacitor C3 is the reference voltage Vref of the third comparison circuit 39. The third switch SW7 is turned on by the third reset circuit 41.

すなわち、第3積分用コンデンサC3のA点における電圧が基準電圧Vrefに達すると、第3比較回路39の出力は、瞬間的にハイレベルになり、これが第1RSフリップフロップ回路43のセット端子(S)に入力される。これにより、第1RSフリップフロップ回路43のQ(/)端子は、ローレベルになって、これが第3リセット回路41の第3NOR回路N3に入力される。第3NOR回路N3では、第3クロック信号φ3のローレベルの信号(第2期間T2のため)が入力されているので、第3NOR回路N3の出力は、ハイレベルとなり、これがリセット信号として、第7スイッチSW7に出力され、第7スイッチSW7がオン動作する。   That is, when the voltage at the point A of the third integration capacitor C3 reaches the reference voltage Vref, the output of the third comparison circuit 39 instantaneously becomes a high level, which is the set terminal (S of the first RS flip-flop circuit 43). ). As a result, the Q (/) terminal of the first RS flip-flop circuit 43 becomes low level, and this is input to the third NOR circuit N3 of the third reset circuit 41. In the third NOR circuit N3, since the low level signal of the third clock signal φ3 (due to the second period T2) is input, the output of the third NOR circuit N3 becomes high level, and this is used as the reset signal. The seventh switch SW7 is turned on by outputting to the switch SW7.

第7スイッチSW7がオン動作すると、第3積分用コンデンサC3の一端における電圧が瞬時にグランド電位に供給され、第3積分用コンデンサC3に蓄積されていた電荷が強制的に放電され、第3積分用コンデンサC3における電圧がゼロになるようにリセットされる(図15のtR参照)。このリセットされるタイミングは、オーディオ信号eSの正負の状態と振幅の大きさとに依存する。 When the seventh switch SW7 is turned on, the voltage at one end of the third integration capacitor C3 is instantaneously supplied to the ground potential, and the charge accumulated in the third integration capacitor C3 is forcibly discharged, and the third integration The voltage at the capacitor C3 is reset to zero (see t R in FIG. 15). The reset timing depends on the positive / negative state of the audio signal e S and the magnitude of the amplitude.

すなわち、第1期間T1において第3積分用コンデンサC3が充電されるが、この充電における電荷量は、オーディオ信号eSの正負の状態及び振幅の大きさに依存する。そして、第2期間T2において第3積分用コンデンサC3がバイアス電流Ibによって充電されるが、この場合の充電量は一定とされるため、第3積分用コンデンサC3のバイアス電流Ibのみによる充電が開始されてから(第2期間T2に移行してから)、第3積分用コンデンサC3の電圧が基準電圧Vrefに至るまでの時間tは、オーディオ信号eSの正負の状態及び振幅の大きさに依存することになる。 That is, the third integrating capacitor C3 is charged in the first period T1, and the charge amount in this charging depends on the positive and negative states of the audio signal e S and the magnitude of the amplitude. Then, in the second period T2, the third integration capacitor C3 is charged by the bias current Ib, but since the amount of charge in this case is constant, charging by the bias current Ib of the third integration capacitor C3 is started. The time t until the voltage of the third integrating capacitor C3 reaches the reference voltage Vref after the transition to the second period T2 depends on the positive / negative state of the audio signal e S and the magnitude of the amplitude. Will do.

例えば、オーディオ信号eSが正であって振幅の大きさが比較的大きいと、第3積分用コンデンサC3における電圧は最大充電電圧Vm1となり、この場合、第3積分用コンデンサC3の電圧が基準電圧Vrefに至るまでの時間(図15のt1参照)は、オーディオ信号eSが無信号の場合のそれ(図15のt0参照)と比べ長くなる。逆に、オーディオ信号eSが負であって振幅の大きさが比較的大きいと、第3積分用コンデンサC3における電圧は最大充電電圧Vm2となり、この場合、第3積分用コンデンサC3の電圧が基準電圧Vrefに至るまでの時間(図15のt2参照)は、オーディオ信号eSが無信号の場合のそれ(図15のt0参照)と比べ短くなる。 For example, if the audio signal e S is positive and the amplitude is relatively large, the voltage at the third integrating capacitor C3 becomes the maximum charging voltage Vm1, and in this case, the voltage at the third integrating capacitor C3 is the reference voltage. The time required to reach Vref (see t 1 in FIG. 15) is longer than that in the case where the audio signal e S is no signal (see t 0 in FIG. 15). Conversely, when the audio signal e S is negative and the amplitude is relatively large, the voltage at the third integration capacitor C3 becomes the maximum charging voltage Vm2, and in this case, the voltage of the third integration capacitor C3 is the reference. time until the voltage Vref (see t 2 in FIG. 15) the audio signal e S is shorter than that of the case of no signal (see t 0 in FIG. 15).

つまり、第3積分用コンデンサC3のバイアス電流Ibのみによる充電が開始されてから第3積分用コンデンサC3の電圧が基準電圧Vrefに至るまでの時間tは、オーディオ信号eSの正負の状態及び振幅の大きさに依存することになり、この時間tに基づいて、パルス幅変調信号のパルス幅を生成するようにすれば、周期が一定の第3クロック信号φ3に基づいてパルス幅を生成することができる。 In other words, the time t from the charging only by the bias current Ib of the third integrating capacitor C3 is started until the voltage of the third integrating capacitor C3 reaches the reference voltage Vref, the positive and negative state and the amplitude of the audio signal e S If the pulse width of the pulse width modulation signal is generated based on the time t, the pulse width is generated based on the third clock signal φ3 having a constant period. Can do.

ここで、第3及び第4積分用コンデンサC3,C4の容量を同一(=C)とし、第3及び第4積分用コンデンサC3,C4の充電時間である期間(例えば第1期間T1に相当)をTとすると、最大充電電圧Vmは、Vm=[(Ib+G・eS)・T]/Cで表される。 Here, the capacitances of the third and fourth integration capacitors C3 and C4 are the same (= C), and the period (for example, corresponding to the first period T1) is the charging time of the third and fourth integration capacitors C3 and C4. If T is T, the maximum charging voltage Vm is expressed by Vm = [(Ib + G · e S ) · T] / C.

バイアス電流Ibのみによる充電が開始されてから第3積分用コンデンサC3(又は第4積分用コンデンサC4)の電圧が基準電圧Vrefに至るまでの期間をtとすると、基準電圧Vrefは、Vref=Vm+(Ib・t)/Cで表される。   Assuming that the period from when charging with only the bias current Ib is started until the voltage of the third integration capacitor C3 (or the fourth integration capacitor C4) reaches the reference voltage Vref is t, the reference voltage Vref is Vref = Vm + It is expressed by (Ib · t) / C.

ここで、両式を変形して、tについて求めると、tは、t=[C・(Vref)]/Ib−[(1+(G・eS)/Ib)]・Tとなり、T−t=2T+(G・eS)/Ib・T−(C・Vref)/Ibとなる。 Here, by transforming both equations and obtaining t, t becomes t = [C · (Vref)] / Ib − [(1+ (G · e S ) / Ib)] · T, and T−t = 2T + (G · e S ) / Ib · T− (C · Vref) / Ib.

一方、変調度mは、m=[t−(T−t)]/Tで表されるので、m=[2C・(Vref)]/(Ib・T)−3−2(G・eS)/Ibとなる。変調度mがオーディオ信号eSに比例する条件は、[2C・(Vref)]/(Ib・T)=3であり、すなわち、(Ib・T)/C=2Vref/3を満足するようにバイアス電流Ib及び第3及び第4積分用コンデンサC3,C4の容量を選択するようにすれば、適切なパルス幅変調を実現することができる。 On the other hand, since the modulation degree m is expressed by m = [t− (T−t)] / T, m = [2C · (Vref)] / (Ib · T) −3−2 (G · e S ) / Ib. The condition that the modulation degree m is proportional to the audio signal e S is [2C · (Vref)] / (Ib · T) = 3, that is, satisfies (Ib · T) / C = 2Vref / 3. If the bias current Ib and the capacitances of the third and fourth integration capacitors C3 and C4 are selected, appropriate pulse width modulation can be realized.

図16ないし図18は、上記パルス幅変調回路30における各信号のタイミングチャートを示す図である。図16は、オーディオ信号eSが無信号の場合(G・eS=0)を示しており、図17は、オーディオ信号eSが正の値の場合(0<G・eS<Ib/2)を示しており、図18は、オーディオ信号eSが負の場合(0>G・eS>−Ib/2)を示している。 FIGS. 16 to 18 are diagrams showing timing charts of respective signals in the pulse width modulation circuit 30. FIG. FIG. 16 shows a case where the audio signal e S is no signal (G · e S = 0), and FIG. 17 shows a case where the audio signal e S is a positive value (0 <G · e S <Ib / FIG. 18 shows a case where the audio signal e S is negative (0> G · e S > −Ib / 2).

図16における第1期間T1では、クロック発生回路34からの第3クロック信号φ3がハイレベルであり、これによってスイッチ回路35が第3積分回路37側に切り替えられる。そのため、第3積分回路37の第3積分用コンデンサC3には、第1充電用バイアス電流源31からのバイアス電流Ibと、オーディオ信号変換回路33からの電流(G・eS)とが合成された和電流(Ib+G・eS)が供給され、第3積分用コンデンサC3は充電される(A点波形参照)。 In the first period T1 in FIG. 16, the third clock signal φ3 from the clock generation circuit 34 is at a high level, whereby the switch circuit 35 is switched to the third integration circuit 37 side. Therefore, the bias current Ib from the first charging bias current source 31 and the current (G · e S ) from the audio signal conversion circuit 33 are synthesized in the third integrating capacitor C3 of the third integrating circuit 37. The sum current (Ib + G · e S ) is supplied, and the third integrating capacitor C3 is charged (see waveform at point A).

第1期間T1においては、スイッチ回路35が第3積分回路37側に切り替えられているため、第4積分回路38の第4積分用コンデンサC4には、第2充電用バイアス電流源32からのバイアス電流Ibが供給され、第4積分用コンデンサC4はこのバイアス電流Ibによって一定の充電量で充電される(B点波形参照)。   In the first period T1, since the switch circuit 35 is switched to the third integration circuit 37 side, the fourth integration capacitor C4 of the fourth integration circuit 38 has a bias from the second charging bias current source 32. The current Ib is supplied, and the fourth integrating capacitor C4 is charged with a constant charge amount by the bias current Ib (see waveform at point B).

第1期間T1においては、第4比較回路40において第4積分用コンデンサC4が充電されたことによる電圧が基準電圧Vrefに達すると、第4比較回路40の出力が瞬間的にローレベルからハイレベルになる(D点波形参照)。第4比較回路40の出力は、第2RSフリップフロップ回路44のセット端子(S)に入力されているため、第2RSフリップフロップ回路44のQ(/)端子は、ハイレベルからローレベルにセットされる。   In the first period T1, when the voltage resulting from charging the fourth integrating capacitor C4 in the fourth comparison circuit 40 reaches the reference voltage Vref, the output of the fourth comparison circuit 40 instantaneously changes from the low level to the high level. (Refer to the waveform at point D). Since the output of the fourth comparison circuit 40 is input to the set terminal (S) of the second RS flip-flop circuit 44, the Q (/) terminal of the second RS flip-flop circuit 44 is set from high level to low level. The

第2RSフリップフロップ回路44のQ(/)端子は、第4リセット回路42の第4NOR回路N4の一方の入力端子に接続されており、第4NOR回路N4の他方の入力端子は、インバータ回路36によってローレベル(第3クロック信号φ3はハイレベル)が入力されているので、第4NOR回路N4の出力は、ローレベルからハイレベルになり(J点波形参照)、このリセット信号が第8スイッチSW8に出力される。   The Q (/) terminal of the second RS flip-flop circuit 44 is connected to one input terminal of the fourth NOR circuit N4 of the fourth reset circuit 42, and the other input terminal of the fourth NOR circuit N4 is connected to the inverter circuit 36. Since the low level (the third clock signal φ3 is the high level) is input, the output of the fourth NOR circuit N4 changes from the low level to the high level (see the waveform at point J), and this reset signal is sent to the eighth switch SW8. Is output.

これにより、第8スイッチSW8がオフ動作からオン動作になり、第4積分用コンデンサC4に蓄えられていた電荷は、第8スイッチSW8を介してグランド端子に流れ、強制的にかつ一気に放電が行われる。   As a result, the eighth switch SW8 changes from the OFF operation to the ON operation, and the charge stored in the fourth integrating capacitor C4 flows to the ground terminal via the eighth switch SW8, and is discharged forcibly and at once. Is called.

第2RSフリップフロップ回路44のQ端子の出力(H点波形参照)は、第9NOR回路N9に入力され、パルス幅変調信号PWM−OUTとして出力される。   The output (refer to the waveform at point H) of the Q terminal of the second RS flip-flop circuit 44 is input to the ninth NOR circuit N9 and output as the pulse width modulation signal PWM-OUT.

次いで、第2期間T2の期間では、クロック発生回路34からの第3クロック信号φ3がハイレベルからローレベルとなり、これによってスイッチ回路35が第4積分回路38側に切り替えられる。そのため、第4積分回路38の第4積分用コンデンサC4には、和電流(Ib+G・eS)が供給され、第4積分用コンデンサC4はこれによって充電される(B点波形参照)。 Next, in the period of the second period T2, the third clock signal φ3 from the clock generation circuit 34 changes from the high level to the low level, whereby the switch circuit 35 is switched to the fourth integration circuit 38 side. Therefore, the sum current (Ib + G · e S ) is supplied to the fourth integration capacitor C4 of the fourth integration circuit 38, and the fourth integration capacitor C4 is charged thereby (see waveform at point B).

第2期間T2においては、スイッチ回路35が第4積分回路38側に切り替えられているため、第3積分回路37の第3積分用コンデンサC3には、第2充電用バイアス電流源32からのバイアス電流Ibのみが供給され、第3積分用コンデンサC3はこのバイアス電流Ibによって一定の充電量で充電される(A点波形参照)。   In the second period T2, since the switch circuit 35 is switched to the fourth integrating circuit 38 side, the third integrating capacitor C3 of the third integrating circuit 37 has a bias from the second charging bias current source 32. Only the current Ib is supplied, and the third integrating capacitor C3 is charged with a constant charge amount by the bias current Ib (see waveform at point A).

第2期間T2においては、第3比較回路39において第3積分用コンデンサC3が充電されたことによる電圧が基準電圧Vrefに達すると、第3比較回路39の出力が瞬間的にローレベルからハイレベルになる(C点波形参照)。第3比較回路39の出力は、第1RSフリップフロップ回路43のセット端子(S)に入力されるため、第1RSフリップフロップ回路43のQ(/)端子は、ハイレベルからローレベルにセットされる(E点波形参照)。   In the second period T2, when the voltage resulting from charging of the third integrating capacitor C3 in the third comparison circuit 39 reaches the reference voltage Vref, the output of the third comparison circuit 39 instantaneously changes from the low level to the high level. (See waveform at point C). Since the output of the third comparison circuit 39 is input to the set terminal (S) of the first RS flip-flop circuit 43, the Q (/) terminal of the first RS flip-flop circuit 43 is set from the high level to the low level. (Refer to point E waveform).

第1RSフリップフロップ回路43のQ(/)端子は、第3リセット回路41の第3NOR回路N3の一方の入力端子に接続されており、第3NOR回路N3の他方の入力端子は、クロック発生回路34からの第3クロック信号φ3(第2期間T2ではローレベル)が入力されているので、第3NOR回路N3の出力は、ローレベルからハイレベルになり(I点波形参照)、このリセット信号が第7スイッチSW7に出力される。   The Q (/) terminal of the first RS flip-flop circuit 43 is connected to one input terminal of the third NOR circuit N3 of the third reset circuit 41, and the other input terminal of the third NOR circuit N3 is connected to the clock generation circuit 34. Since the third clock signal φ3 (low level in the second period T2) is input, the output of the third NOR circuit N3 changes from the low level to the high level (refer to the waveform at the point I). 7 is output to the switch SW7.

これにより、第7スイッチSW7がオフ動作からオン動作になり、第3積分用コンデンサC3に蓄えられていた電荷は、第7スイッチSW7を介してグランド端子に流れ、強制的にかつ一気に放電が行われる。   As a result, the seventh switch SW7 changes from the OFF operation to the ON operation, and the charge stored in the third integrating capacitor C3 flows to the ground terminal via the seventh switch SW7, and is discharged forcibly and at once. Is called.

第1RSフリップフロップ回路43のQ端子の出力(G点波形参照)は、第9NOR回路N9に入力され、パルス幅変調信号PWM−OUTとして出力される。   The output of the Q terminal of the first RS flip-flop circuit 43 (see waveform at point G) is input to the ninth NOR circuit N9 and output as the pulse width modulation signal PWM-OUT.

その後、第3期間T3では、第3クロック信号φ3が反転されるため、第3積分用コンデンサC3においてオーディオ信号eSの振幅に応じた充電が行われる一方、第4積分用コンデンサC4においてはバイアス電流Ibに応じた充電が行われる。以降、半周期が経過するごとに、第3クロック信号φ3が反転され、第3及び第4積分用コンデンサC3,C4がオーディオ信号eSの振幅に応じた充電及びバイアス電流Ibに応じた充電が交互に繰り返される。 Thereafter, in the third period T3, since the third clock signal φ3 is inverted, the third integration capacitor C3 is charged according to the amplitude of the audio signal e S , while the fourth integration capacitor C4 is biased. Charging according to the current Ib is performed. Thereafter, every time a half cycle elapses, the third clock signal φ3 is inverted, and the third and fourth integration capacitors C3 and C4 are charged according to the amplitude of the audio signal e S and charged according to the bias current Ib. Repeated alternately.

図17に示すように、オーディオ信号eSが正の場合には、和電流(G・eS+Ib)の大きさが大となり、第3又は第4積分用コンデンサC3,C4の一端(A点又はB点)における電圧波形の傾きも急となる。そのため、半周期の期間が変わる時点における第3又は第4積分用コンデンサC3,C4の充電電圧Vmは比較的大きくなり、これらが次の半周期で充電されるとき、オーディオ信号eSが無信号の場合に比べて、基準電圧Vrefに達する時間、すなわちバイアス電流Ibの供給のみで充電が開始されてから強制的にリセットされるまでの時間tが短くなる。したがって、図17に示すタイミングでパルス幅変調信号PWM−OUTが出力される。このように、オーディオ信号eSの振幅に応じたパルス幅変調信号PWM−OUTが出力されることになる。 As shown in FIG. 17, when the audio signal e S is positive, the sum current (G · e S + Ib) becomes large, and one end (point A) of the third or fourth integrating capacitors C3, C4 Alternatively, the slope of the voltage waveform at point B) also becomes steep. Therefore, the charging voltage Vm of the third or fourth integrating capacitors C3 and C4 at the time when the period of the half cycle changes becomes relatively large, and when these are charged in the next half cycle, the audio signal e S is not signaled. Compared with the case, the time to reach the reference voltage Vref, that is, the time t from when charging is started to when it is forcibly reset only by supplying the bias current Ib is shortened. Therefore, the pulse width modulation signal PWM-OUT is output at the timing shown in FIG. Thus, the pulse width modulation signal PWM-OUT corresponding to the amplitude of the audio signal e S is output.

また、図18に示すように、オーディオ信号eSが負の場合には、和電流(G・eS+Ib)の大きさが小となり、第3又は第4積分用コンデンサC3,C4の一端における電圧波形の傾きもなだらかとなる。そのため、半周期の期間が変わる時点における第3又は第4積分用コンデンサC3,C4の一端における充電電圧Vmは比較的小さくなり、これらが次の半周期で充電されるとき、オーディオ信号eSが無信号の場合に比べて、基準電圧Vrefに達する時間、すなわちバイアス電流Ibの供給のみで充電が開始されてから強制的にリセットされるまでの時間tが長くなる。したがって、図7のパルス幅変調信号PWM−OUTに示すタイミングでパルス幅変調信号PWM−OUTが出力される。 As shown in FIG. 18, when the audio signal e S is negative, the magnitude of the sum current (G · e S + Ib) is small, and is applied to one end of the third or fourth integrating capacitors C3 and C4. The slope of the voltage waveform also becomes gentle. Therefore, the charging voltage Vm at one end of the third or fourth integrating capacitors C3 and C4 at the time when the half cycle period changes is relatively small, and when these are charged in the next half cycle, the audio signal e S is Compared to the case of no signal, the time to reach the reference voltage Vref, that is, the time t from when charging is started to when it is forcibly reset only by supplying the bias current Ib becomes longer. Therefore, the pulse width modulation signal PWM-OUT is output at the timing indicated by the pulse width modulation signal PWM-OUT in FIG.

この第2実施形態においても、周期がほぼ一定の第3クロック信号φ3が用いられるため、キャリア周波数fをほぼ一定にすることができ、キャリア成分の漏洩分が増加するといったことを抑制することができるほか、第1実施形態と同様の作用効果を奏する。   Also in the second embodiment, since the third clock signal φ3 having a substantially constant cycle is used, the carrier frequency f can be made substantially constant, and the increase in the leakage amount of the carrier component can be suppressed. In addition, the same effects as those of the first embodiment can be obtained.

第1実施形態に係るパルス幅変調回路1では、第1及び第2比較回路19,20が汎用のCMOSインバータ素子で構成されると、第1及び第2比較回路19,20の基準電圧Vrefは、CMOSインバータ素子の電源電圧が約5Vであるとすると、その半分の約2.5Vとなる。オーディオ信号eSが無信号時のときに、第1又は第2積分用コンデンサC1,C2が単位期間(例えば第1期間T1)において充電される最大充電電圧Vmは、基準電圧Vrefの2倍の値になるように回路定数が設定されている。そのため、例えば最大の振幅を有するオーディオ信号eSが入力された場合には、最大充電電圧Vmは、CMOSインバータ素子の電源電圧をはるかに越えてしまう(例えば7.5V近傍まで上昇する)ことが生じる。また、場合によっては、最大充電電圧Vmが高いと、これがCMOSインバータ素子のゲート酸化膜の耐圧を超えてしまう可能性があり、CMOSインバータ素子が破壊するおそれがある。 In the pulse width modulation circuit 1 according to the first embodiment, when the first and second comparison circuits 19 and 20 are composed of general-purpose CMOS inverter elements, the reference voltage Vref of the first and second comparison circuits 19 and 20 is If the power supply voltage of the CMOS inverter element is about 5V, it is about 2.5V, which is half of that. When the audio signal e S is no signal, the maximum charging voltage Vm charged in the unit period (for example, the first period T1) of the first or second integrating capacitors C1 and C2 is twice the reference voltage Vref. The circuit constants are set so as to be values. Therefore, for example, when the audio signal e S having the maximum amplitude is input, the maximum charging voltage Vm may greatly exceed the power supply voltage of the CMOS inverter element (e.g., rise to around 7.5 V). Arise. In some cases, if the maximum charging voltage Vm is high, this may exceed the breakdown voltage of the gate oxide film of the CMOS inverter element, and the CMOS inverter element may be destroyed.

しかしながら、この第2実施形態によれば、第3又は第4積分用コンデンサC3,C4の最大充電電圧Vmが基準電圧Vrefを超えることはないので(図15参照)、最大充電電圧VmがCMOSインバータ素子の電源電圧を越えてしまうといったことを防止することができ、CMOSインバータ素子が破壊するおそれを解消することができる。   However, according to the second embodiment, the maximum charging voltage Vm of the third or fourth integrating capacitor C3, C4 does not exceed the reference voltage Vref (see FIG. 15), so the maximum charging voltage Vm is equal to the CMOS inverter. It is possible to prevent the power supply voltage of the element from being exceeded, and to eliminate the risk of the CMOS inverter element being destroyed.

また、第1実施形態に係るパルス幅変調回路1では、第1及び第2積分用コンデンサC1,C2の充放電動作における電流方向を切り替えるためのスイッチ回路14は、通常、汎用の電子スイッチによって構成される場合が多いが、この電子スイッチに、第1及び第2積分用コンデンサC1,C2による最大の充電電圧Vmが供給されることがあるので、電子スイッチには、第1及び第2積分用コンデンサC1,C2の最大の充電電圧Vmよりも高い電源電圧が供給されている。   In the pulse width modulation circuit 1 according to the first embodiment, the switch circuit 14 for switching the current direction in the charge / discharge operation of the first and second integrating capacitors C1 and C2 is usually configured by a general-purpose electronic switch. In many cases, the maximum charging voltage Vm by the first and second integration capacitors C1 and C2 may be supplied to the electronic switch. Therefore, the electronic switch includes the first and second integration capacitors. A power supply voltage higher than the maximum charging voltage Vm of the capacitors C1 and C2 is supplied.

また、充電用バイアス電流源11には、最大の充電電圧Vmよりも十分高い電源電圧が供給されており、放電用バイアス電流源16には、CMOSインバータ素子の電源電圧の低電位電圧よりも低い電源電圧が供給されている。したがって、第1実施形態に係るパルス幅変調回路1では、各回路に対してそれらに応じた出力電圧値の異なる多数の電源電圧を必要とし、必要となる電源の種類が多くなるといったことがあった。   The charging bias current source 11 is supplied with a power supply voltage sufficiently higher than the maximum charging voltage Vm, and the discharging bias current source 16 is lower than the low potential voltage of the power supply voltage of the CMOS inverter element. Power supply voltage is supplied. Therefore, in the pulse width modulation circuit 1 according to the first embodiment, each circuit requires a large number of power supply voltages having different output voltage values corresponding to them, and the number of necessary power supplies increases. It was.

しかしながら、この第2実施形態に係るパルス幅変調回路30では、最大充電電圧Vmが基準電圧Vrefを超えることがないので、第1実施形態のスイッチ回路14に相当するスイッチ回路35や第1実施形態の充電用バイアス電流源11に相当する第1及び第2充電用バイアス電流源31,32に対して最大充電電圧Vmよりも高い電源電圧を供給する必要がない。また、CMOSインバータ素子の電源電圧によって充電電流がバイアスされるのを防止するための逆電流防止用のダイオードD1〜D4(図8参照)も必要がなくなる。   However, in the pulse width modulation circuit 30 according to the second embodiment, since the maximum charging voltage Vm does not exceed the reference voltage Vref, the switch circuit 35 corresponding to the switch circuit 14 of the first embodiment or the first embodiment. It is not necessary to supply a power supply voltage higher than the maximum charging voltage Vm to the first and second charging bias current sources 31 and 32 corresponding to the charging bias current source 11. Further, the reverse current prevention diodes D1 to D4 (see FIG. 8) for preventing the charging current from being biased by the power supply voltage of the CMOS inverter element are also unnecessary.

また、第1実施形態に係るパルス幅変調回路1では、入力されるオーディオ信号eSの基準レベルと、パルス幅変調出力の基準レベルとは異なっているので、信号のレベルシフトを行う回路(グランド電位を基準とした信号を充電用バイアス電流源11の基準電位と同じに変換する回路、例えば図8に示すR1〜R4参照)も必要となる。 In the pulse width modulation circuit 1 according to the first embodiment, since the reference level of the input audio signal e S is different from the reference level of the pulse width modulation output, a circuit that performs signal level shifting (ground) A circuit that converts a signal based on the potential into the same reference potential as that of the charging bias current source 11 (for example, R1 to R4 shown in FIG. 8) is also required.

ところが、第2実施形態に係るパルス幅変調回路30では、最大充電電圧Vmが基準電圧Vrefを超えることはないので、上記レベルシフト回路は不要であり、また、各回路に供給する電源電圧値を共通化することができ、出力電圧値の異なる多数の電源電圧を必要とすることがない。例えば、後述する図19に示すように、このパルス幅変調回路30に必要な電源は、第1及び第2充電用バイアス電流源31,32、並びに電圧電流変換回路33に供給される±10V系電源と、第3及び第4比較回路39,40や第1及び第2RSフリップフロップ43,44等の論理ゲートに供給される5V系電源との2種類でよい。したがって、部品コストの削減化に寄与することができる。   However, in the pulse width modulation circuit 30 according to the second embodiment, since the maximum charge voltage Vm does not exceed the reference voltage Vref, the level shift circuit is not necessary, and the power supply voltage value supplied to each circuit is The power supply voltages can be shared and do not require a large number of power supply voltages having different output voltage values. For example, as shown in FIG. 19 to be described later, the power necessary for the pulse width modulation circuit 30 is a ± 10 V system supplied to the first and second charging bias current sources 31 and 32 and the voltage / current conversion circuit 33. There may be two types of power supply and 5V power supply supplied to logic gates such as the third and fourth comparison circuits 39, 40 and the first and second RS flip-flops 43, 44. Therefore, it can contribute to the reduction of parts cost.

図19は、図14に示すパルス幅変調回路の詳細な回路図である。   FIG. 19 is a detailed circuit diagram of the pulse width modulation circuit shown in FIG.

図19に示す回路図によると、第1及び第2充電用バイアス電流源31,32は、複数のCMOSインバータ素子が組み合わされて一つの回路として構成されている。クロック発生回路34は、複数のインバータ、抵抗及びコンデンサからなるマルチバイブレータによって構成されている。スイッチ回路35は、2つのスイッチ素子35a,35bからなり、スイッチ素子35aは、第3クロック信号φ3によってオン、オフ制御され、スイッチ素子35bは、第3クロック信号φ3が反転された第4クロック信号φ4によってそれぞれオン、オフ制御される。   According to the circuit diagram shown in FIG. 19, the first and second charging bias current sources 31 and 32 are configured as a single circuit by combining a plurality of CMOS inverter elements. The clock generation circuit 34 is configured by a multivibrator including a plurality of inverters, resistors, and capacitors. The switch circuit 35 includes two switch elements 35a and 35b. The switch element 35a is ON / OFF controlled by a third clock signal φ3, and the switch element 35b is a fourth clock signal obtained by inverting the third clock signal φ3. On / off control is performed by φ4.

また、第3及び第4リセット回路41,42は、そのリセット信号が第1及び第2RSフリップフロップ回路43,44のQ端子の出力をそれぞれ用いており、図14のG点及びI点の電圧波形、並びに図14のH点及びj点の電圧波形は、同様となるため、第1及び第2RSフリップフロップ回路43,44のQ(/)端子の出力は用いられていない。   Further, the reset signals of the third and fourth reset circuits 41 and 42 use the outputs of the Q terminals of the first and second RS flip-flop circuits 43 and 44, respectively, and the voltages at the points G and I in FIG. Since the waveforms and the voltage waveforms at points H and j in FIG. 14 are the same, the outputs of the Q (/) terminals of the first and second RS flip-flop circuits 43 and 44 are not used.

図20は、図14に示すパルス幅変調回路30の変形例を示す図である。図14及び図19のパルス幅変調回路30では、オーディオ発生源AU(図1参照)から出力されるオーディオ信号eSが基準電位に対して正負の振幅を有しているため、電圧電流変換回路33は、オーディオ信号eSの正負の振幅を正負の電流に変換して出力するいわゆる両極性の信号電流を出力するものである。そのため、充電用バイアス電流源31,32によって第3及び第4積分回路37,38にバイアス電流Ibが常時供給される構成となっている。 FIG. 20 is a diagram showing a modification of the pulse width modulation circuit 30 shown in FIG. In the pulse width modulation circuit 30 of FIGS. 14 and 19, the audio signal e S output from the audio generation source AU (see FIG. 1) has positive and negative amplitudes with respect to the reference potential. Reference numeral 33 denotes a so-called bipolar signal current that is generated by converting positive and negative amplitudes of the audio signal e S into positive and negative currents. Therefore, the bias current Ib is constantly supplied to the third and fourth integrating circuits 37 and 38 by the charging bias current sources 31 and 32.

ここで、オーディオ発生源AUが、例えば電流出力型DAコンバータ(図略)のように、両極性の信号電流に固定のバイアス電流Ib1が付加されて出力するといった単極性の信号電流を出力するタイプである場合には、図20に示すように、固定のバイアス電流Ib2を出力する充電用バイアス電流源47を別途設け、単極性の信号電流と固定のバイアス電流Ib2とが切り換えられて第3及び第4積分回路37,38を充電するようにしてもよい。   Here, the audio generation source AU outputs a unipolar signal current in which a fixed bias current Ib1 is added to the bipolar signal current and output, for example, as in a current output DA converter (not shown). In this case, as shown in FIG. 20, a charging bias current source 47 for outputting a fixed bias current Ib2 is separately provided, and a unipolar signal current and a fixed bias current Ib2 are switched to switch the third and third bias currents Ib2. The fourth integrating circuits 37 and 38 may be charged.

具体的には、両極性の信号電流に固定のバイアス電流Ib1が付加されて出力するオーディオ信号変換回路46の出力と、充電用バイアス電流源47の出力とを第3クロック信号φ3に基づいて切り換える切換スイッチ48が設けられる。例えば図15に示した第1期間T1では、オーディオ信号変換回路46の出力が第3積分回路37側に、充電用バイアス電流源47の出力が第4積分回路38側にそれぞれ切り換えられ、第2期間T2では、オーディオ信号変換回路46の出力が第4積分回路38側に、充電用バイアス電流源47の出力が第3積分回路37側にそれぞれ切り換えられる。   Specifically, the output of the audio signal conversion circuit 46 that is output by adding the fixed bias current Ib1 to the bipolar signal current and the output of the charging bias current source 47 are switched based on the third clock signal φ3. A changeover switch 48 is provided. For example, in the first period T1 shown in FIG. 15, the output of the audio signal conversion circuit 46 is switched to the third integration circuit 37 side, and the output of the charging bias current source 47 is switched to the fourth integration circuit 38 side. In the period T2, the output of the audio signal conversion circuit 46 is switched to the fourth integration circuit 38 side, and the output of the charging bias current source 47 is switched to the third integration circuit 37 side.

これにより、第1期間T1では、第3積分回路37は、固定のバイアス電流Ib1とオーディオ信号eSとの和電流(Ib1+eS)で充電される一方、第4積分回路38は、固定のバイアス電流Ib2で充電される。また、第2期間T2では、第3積分回路37は、固定のバイアス電流Ib2で充電される一方、第4積分回路38は、固定のバイアス電流Ib1とオーディオ信号eSとの和電流(Ib1+eS)で充電される。そのため、図14及び図19のパルス幅変調回路30と、ほぼ同様の動作を実現でき、適切なパルス幅変調信号PWM−OUTを出力することができる。 Thereby, in the first period T1, the third integrating circuit 37 is charged with the sum current (Ib1 + e S ) of the fixed bias current Ib1 and the audio signal e S , while the fourth integrating circuit 38 is fixed with the fixed bias. It is charged with current Ib2. In the second period T2, the third integrating circuit 37, while being charged with a fixed bias current Ib2, fourth integrating circuit 38, the sum current of a fixed bias current Ib1 and the audio signal e S (Ib1 + e S ) Is charged. Therefore, substantially the same operation as the pulse width modulation circuit 30 of FIGS. 14 and 19 can be realized, and an appropriate pulse width modulation signal PWM-OUT can be output.

なお、オーディオ信号変換回路46では、単極性の信号電流を出力するために、固定のバイアス電流Ib1は、オーディオ信号eSの絶対値より大きいことが必要である(Ib1≧|eS|)。また、バイアス電流Ib1とバイアス電流Ib2とは、同じ値に設定する必要はなく、オーディオ信号eSの無信号時に、変調度mがゼロになるように、かつオーディオ信号eSの最大信号時にm<1が満足するように、Ib2≧Ib1であることが望ましい。 In the audio signal conversion circuit 46, in order to output a unipolar signal current, the fixed bias current Ib1 needs to be larger than the absolute value of the audio signal e S (Ib1 ≧ | e S |). Further, the bias current Ib1 and the bias current Ib2 do not need to be set to the same value, and the modulation degree m is zero when the audio signal e S is not present, and m when the audio signal e S is the maximum signal. It is desirable that Ib2 ≧ Ib1 so that <1 is satisfied.

もちろん、この発明の範囲は上述した実施の形態に限定されるものではなく、第1及び第2実施形態に示した回路構成は一例であり、同等の機能を有するものであれば、種々の回路を適用することができる。   Of course, the scope of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and the circuit configurations shown in the first and second embodiments are examples, and various circuits can be used as long as they have equivalent functions. Can be applied.

本願発明の第1実施形態に係るパルス幅変調回路が適用されるスイッチングアンプを示す構成図である。1 is a configuration diagram illustrating a switching amplifier to which a pulse width modulation circuit according to a first embodiment of the present invention is applied. 図1に示すパルス幅変調回路の一実施例を表すブロック回路図である。FIG. 2 is a block circuit diagram illustrating an embodiment of the pulse width modulation circuit illustrated in FIG. 1. 第1及び第2クロック信号と第1ないし第4スイッチとの動作関係を示す図である。It is a figure which shows the operation | movement relationship between a 1st and 2nd clock signal and a 1st thru | or 4th switch. 第2クロック信号と図2のA点における電圧波形との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between a 2nd clock signal and the voltage waveform in the A point of FIG. 第1及び第2クロック信号と図2の各点における電圧波形との関係を示すタイミングチャートであり、オーディオ信号が無信号の場合を示す図である。FIG. 3 is a timing chart showing a relationship between first and second clock signals and voltage waveforms at respective points in FIG. 2, and is a diagram showing a case where there is no audio signal. 第1及び第2クロック信号と図2の各点における電圧波形との関係を示すタイミングチャートであり、オーディオ信号が正のときの場合を示す図である。FIG. 3 is a timing chart showing a relationship between first and second clock signals and voltage waveforms at respective points in FIG. 2, and showing a case where an audio signal is positive. 第1及び第2クロック信号と図2の各点における電圧波形との関係を示すタイミングチャートであり、オーディオ信号が負のときの場合を示す図である。FIG. 3 is a timing chart showing a relationship between first and second clock signals and voltage waveforms at respective points in FIG. 2, and showing a case where an audio signal is negative. 図2に示すパルス幅変調回路の詳細な回路図である。FIG. 3 is a detailed circuit diagram of the pulse width modulation circuit shown in FIG. 2. 図8に示すクロック生成回路の他の変形例を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing another modification of the clock generation circuit shown in FIG. 8. オーディオ信号変換回路、充電用バイアス電流源、及び電流加算回路の変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of an audio signal conversion circuit, a charging bias current source, and a current addition circuit. 放電用バイアス電流源の変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of the bias current source for discharge. 第1及び第2クロック信号の変形例を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the modification of the 1st and 2nd clock signal. デッドタイム生成回路を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows a dead time generation circuit. 本願発明の第2実施形態に係るパルス幅変調回路を示すブロック回路図である。It is a block circuit diagram which shows the pulse width modulation circuit which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 第3クロック信号と図14のA点における電圧波形との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between a 3rd clock signal and the voltage waveform in the A point of FIG. 第3クロック信号と図14の各点における電圧波形との関係を示すタイミングチャートであり、オーディオ信号が無信号の場合を示す図である。It is a timing chart which shows the relationship between a 3rd clock signal and the voltage waveform in each point of FIG. 14, and is a figure which shows the case where an audio signal is a no signal. 第3クロック信号と図14の各点における電圧波形との関係を示すタイミングチャートであり、オーディオ信号が正のときの場合を示す図である。It is a timing chart which shows the relationship between a 3rd clock signal and the voltage waveform in each point of FIG. 14, and is a figure which shows the case where an audio signal is positive. 第3クロック信号と図14の各点における電圧波形との関係を示すタイミングチャートであり、オーディオ信号が負のときの場合を示す図である。It is a timing chart which shows the relationship between a 3rd clock signal and the voltage waveform in each point of FIG. 14, and is a figure which shows the case where an audio signal is negative. 図14に示すパルス幅変調回路の詳細な回路図である。FIG. 15 is a detailed circuit diagram of the pulse width modulation circuit shown in FIG. 14. 図14に示すパルス幅変調回路の変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of the pulse width modulation circuit shown in FIG. 従来のパルス幅変調回路が適用されるスイッチングアンプを示す構成図である。It is a block diagram which shows the switching amplifier with which the conventional pulse width modulation circuit is applied. 従来のパルス幅変調回路を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the conventional pulse width modulation circuit. 従来のパルス幅変調回路による変調信号の出力波形、及び図21の点Pにおけるスイッチング後の出力波形を示す図である。It is a figure which shows the output waveform of the modulation signal by the conventional pulse width modulation circuit, and the output waveform after switching in the point P of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 パルス幅変調回路
2 スイッチング回路
3 ローパスフィルタ回路
4 第1電源
5 第2電源
11 オーディオ信号変換回路
12 充電用バイアス電流源
13 電流加算回路
14 スイッチ回路
15 クロック発生回路
16 放電用バイアス電流源
17 第1積分回路
18 第2積分回路
19 第1比較回路
20 第2比較回路
21 第1リセット回路
22 第2リセット回路
23 信号出力回路
30 パルス幅変調回路
31 第1充電用バイアス電流源
32 第2充電用バイアス電流源
33 オーディオ信号変換回路
34 クロック発生回路
35 スイッチ回路
36 インバータ回路
37 第3積分回路
38 第4積分回路
39 第3比較回路
40 第4比較回路
41 第3リセット回路
42 第4リセット回路
43 第1RSフリップフロップ回路
44 第2RSフリップフロップ回路
45 信号出力回路
C1 第1積分用コンデンサ
C2 第2積分用コンデンサ
AU オーディオ発生源
S オーディオ信号
Ib バイアス電流
T1 第1期間
T2 第2期間
T3 第3期間
Vref 基準電圧
φ1 第1クロック信号
φ2 第2クロック信号
φ3 第3クロック信号
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Pulse width modulation circuit 2 Switching circuit 3 Low pass filter circuit 4 1st power supply 5 2nd power supply 11 Audio signal conversion circuit 12 Charging bias current source 13 Current addition circuit 14 Switch circuit 15 Clock generation circuit 16 Discharge bias current source 17 1 integration circuit 18 second integration circuit 19 first comparison circuit 20 second comparison circuit 21 first reset circuit 22 second reset circuit 23 signal output circuit 30 pulse width modulation circuit 31 first charging bias current source 32 second charging Bias current source 33 Audio signal conversion circuit 34 Clock generation circuit 35 Switch circuit 36 Inverter circuit 37 Third integration circuit 38 Fourth integration circuit 39 Third comparison circuit 40 Fourth comparison circuit 41 Third reset circuit 42 Fourth reset circuit 43 1RS flip-flop circuit 44 2nd RS flip-flop Circuit 45 signal output circuit C1 first integration capacitor C2 second integration capacitor AU audio generation source e S audio signal Ib bias current T1 first period T2 second period T3 third period Vref reference voltage φ1 first clock signal φ2 Second clock signal φ3 Third clock signal

Claims (10)

所定のクロック信号の半周期である第1期間において、入力信号に基づく電流に基づいて第1積分回路を充電させ、前記第1期間とは半周期ずれた前記第1期間に続く第2期間において、一定のバイアス電流に基づいて前記第1積分回路で蓄積された充電電圧を変化させるとともに、前記入力信号に基づく電流に基づいて前記第1積分回路とは異なる第2積分回路を充電させ、前記第2期間に続く半周期の第3期間において、前記バイアス電流に基づいて前記第2積分回路で蓄積された充電電圧を変化させる積分制御回路と、
前記第2期間が開始されてから前記第1積分回路における電圧が所定の基準電圧に到達するまでの時間を検出する第1検出回路と、
前記第3期間が開始されてから前記第2積分回路における電圧が所定の基準電圧に到達するまでの時間を検出する第2検出回路と、
前記第1検出回路及び第2検出回路から前記クロック信号の半周期ごとに交互に繰り返し出力される時間に基づいて、当該時間のパルス幅を有するパルス信号を生成するパルス信号生成回路と、
を備えることを特徴とするパルス幅変調回路。
In a first period that is a half cycle of a predetermined clock signal, the first integration circuit is charged based on a current based on an input signal, and in a second period following the first period that is shifted from the first period by a half cycle. Changing the charging voltage accumulated in the first integrating circuit based on a constant bias current, and charging a second integrating circuit different from the first integrating circuit based on the current based on the input signal, An integration control circuit that changes a charging voltage accumulated in the second integration circuit based on the bias current in a third period of a half cycle following the second period;
A first detection circuit for detecting a time from when the second period starts until the voltage in the first integration circuit reaches a predetermined reference voltage;
A second detection circuit that detects a time from when the third period starts until the voltage in the second integration circuit reaches a predetermined reference voltage;
A pulse signal generation circuit that generates a pulse signal having a pulse width of the time based on a time alternately output from the first detection circuit and the second detection circuit every half cycle of the clock signal;
A pulse width modulation circuit comprising:
前記積分制御回路は、
前記第2期間において前記一定のバイアス電流に基づいて一定の放電量で放電させる第1放電回路と、
前記第3期間において前記一定のバイアス電流に基づいて一定の放電量で放電させる第2放電回路と、
を備える、請求項1に記載のパルス幅変調回路。
The integration control circuit includes:
A first discharge circuit for discharging at a constant discharge amount based on the constant bias current in the second period;
A second discharge circuit for discharging at a constant discharge amount based on the constant bias current in the third period;
The pulse width modulation circuit according to claim 1, comprising:
前記積分制御回路は、
前記入力信号に基づく電圧を電流に変換する電圧電流変換回路と、
前記一定のバイアス電流を生成するバイアス電流生成回路と、
前記電圧電流変換回路によって変換された電流と前記バイアス電流生成回路によって生成された一定のバイアス電流とを加算する加算回路と、
前記加算回路の出力を前記第1積分回路に供給する状態と、前記加算回路の出力を前記第2積分回路に供給する状態とを、前記クロック信号に基づいて切り換える切換回路と、
をさらに備える、請求項1又は2に記載のパルス幅変調回路。
The integration control circuit includes:
A voltage-current conversion circuit that converts a voltage based on the input signal into a current;
A bias current generating circuit for generating the constant bias current;
An addition circuit for adding the current converted by the voltage-current conversion circuit and the constant bias current generated by the bias current generation circuit;
A switching circuit that switches between a state in which the output of the addition circuit is supplied to the first integration circuit and a state in which the output of the addition circuit is supplied to the second integration circuit, based on the clock signal;
The pulse width modulation circuit according to claim 1, further comprising:
前記積分制御回路は、
前記第2期間において前記一定のバイアス電流に基づいて一定の割合で前記第1積分回路を充電する第1充電回路と、
前記第3期間において前記一定のバイアス電流に基づいて一定の割合で前記第2積分回路を充電する第2充電回路と、
を備える、請求項1に記載のパルス幅変調回路。
The integration control circuit includes:
A first charging circuit that charges the first integrating circuit at a constant rate based on the constant bias current in the second period;
A second charging circuit for charging the second integrating circuit at a constant rate based on the constant bias current in the third period;
The pulse width modulation circuit according to claim 1, comprising:
前記積分制御回路は、
前記一定のバイアス電流を生成する第1バイアス生成回路と、
前記バイアス電流とは異なる他の一定のバイアス電流を生成する第2バイアス生成回路と、
前記入力信号に基づく電圧を電流に変換する電圧電流変換回路と、
前記電圧電流変換回路によって変換された電流を第1バイアス生成回路によって生成されたバイアス電流に加算して前記第1積分回路に供給する状態と、前記電圧電流変換回路によって変換された電流を前記第2バイアス生成回路によって生成されたバイアス電流に加算して前記第2積分回路に供給する状態とを、前記クロック信号に基づいて切り換える切換回路と、
をさらに備える、請求項1又は4に記載のパルス幅変調回路。
The integration control circuit includes:
A first bias generation circuit for generating the constant bias current;
A second bias generation circuit for generating another constant bias current different from the bias current;
A voltage-current conversion circuit that converts a voltage based on the input signal into a current;
A state in which the current converted by the voltage-current conversion circuit is added to the bias current generated by the first bias generation circuit and supplied to the first integration circuit, and the current converted by the voltage-current conversion circuit is A switching circuit for switching a state of adding to the bias current generated by the two bias generation circuit and supplying the bias current to the second integration circuit based on the clock signal;
The pulse width modulation circuit according to claim 1, further comprising:
前記第1検出回路は、
前記第2期間において前記第1積分回路に蓄積された充電電圧と、所定の基準電圧とを比較する第1比較回路を備え、
前記第2検出回路は、
前記第3期間において前記第2積分回路に蓄積された充電電圧と、所定の基準電圧とを比較する第2比較回路を備え、
前記パルス幅信号生成回路は、
前記第1比較回路の出力と、前記第2比較回路の出力とに基づいて前記パルス信号を生成する、請求項1ないし5のいずれかに記載のパルス幅変調回路。
The first detection circuit includes:
A first comparison circuit that compares the charging voltage accumulated in the first integration circuit in the second period with a predetermined reference voltage;
The second detection circuit includes:
A second comparison circuit that compares the charging voltage accumulated in the second integration circuit in the third period with a predetermined reference voltage;
The pulse width signal generation circuit includes:
6. The pulse width modulation circuit according to claim 1, wherein the pulse signal is generated based on an output of the first comparison circuit and an output of the second comparison circuit.
前記第1比較回路の出力に基づいて前記第1積分回路において蓄積された充電電圧を強制的に放電させる第1強制放電回路と、
前記第2比較回路の出力に基づいて前記第2積分回路において蓄積された充電電圧を強制的に放電させる第2強制放電回路とを、
備える、請求項6に記載のパルス幅変調回路。
A first forced discharge circuit for forcibly discharging the charge voltage accumulated in the first integration circuit based on the output of the first comparison circuit;
A second forced discharge circuit for forcibly discharging the charge voltage accumulated in the second integration circuit based on the output of the second comparison circuit;
The pulse width modulation circuit according to claim 6 provided.
前記クロック信号を発生させるクロック発生回路を備える、請求項1ないし7のいずれかに記載のパルス幅変調回路。   The pulse width modulation circuit according to claim 1, further comprising a clock generation circuit that generates the clock signal. 前記クロック発生回路から発生されるクロック信号の、反転時における遅延時間を抑制するためのデッドタイムを生成するデッドタイム生成回路をさらに備える、請求項8に記載のパルス幅変調回路。   The pulse width modulation circuit according to claim 8, further comprising a dead time generation circuit that generates a dead time for suppressing a delay time when the clock signal generated from the clock generation circuit is inverted. 請求項1ないし請求項9のいずれかに記載のパルス幅変調回路と、
所定の電源電圧を出力する電圧源と、
前記パルス幅変調回路から出力される変調信号に基づいて、前記電圧源から供給される所定の電源電圧をスイッチングするスイッチング回路と、
を備えたことを特徴とする、スイッチングアンプ。
A pulse width modulation circuit according to any one of claims 1 to 9,
A voltage source that outputs a predetermined power supply voltage;
A switching circuit for switching a predetermined power supply voltage supplied from the voltage source based on a modulation signal output from the pulse width modulation circuit;
A switching amplifier characterized by comprising:
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7710175B2 (en) 2007-12-03 2010-05-04 Onkyo Corporation Pulse width modulation circuit and switching amplifier using the same
US8570083B2 (en) 2007-09-10 2013-10-29 Onkyo Corporation Pulse width modulation circuit and switching amplifier using the same

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5487158A (en) * 1977-12-23 1979-07-11 Toshiba Corp Pulse width modulation circuit
JPS63172981A (en) * 1987-01-12 1988-07-16 Omron Tateisi Electronics Co Light pulse width converting circuit
JPH03123117A (en) * 1989-10-06 1991-05-24 Yaskawa Electric Mfg Co Ltd Pulse signal duty cycle-voltage converter
JPH0923641A (en) * 1995-07-05 1997-01-21 Stanley Electric Co Ltd Drive system for switching power supply
JP2005322958A (en) * 2004-05-06 2005-11-17 Nec Electronics Corp Class d amplifier
JP2006033352A (en) * 2004-07-15 2006-02-02 Omron Corp A-d converter and temperature regulator
JP2006197247A (en) * 2005-01-13 2006-07-27 Oki Electric Ind Co Ltd Pulse width modulation circuit

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5487158A (en) * 1977-12-23 1979-07-11 Toshiba Corp Pulse width modulation circuit
JPS63172981A (en) * 1987-01-12 1988-07-16 Omron Tateisi Electronics Co Light pulse width converting circuit
JPH03123117A (en) * 1989-10-06 1991-05-24 Yaskawa Electric Mfg Co Ltd Pulse signal duty cycle-voltage converter
JPH0923641A (en) * 1995-07-05 1997-01-21 Stanley Electric Co Ltd Drive system for switching power supply
JP2005322958A (en) * 2004-05-06 2005-11-17 Nec Electronics Corp Class d amplifier
JP2006033352A (en) * 2004-07-15 2006-02-02 Omron Corp A-d converter and temperature regulator
JP2006197247A (en) * 2005-01-13 2006-07-27 Oki Electric Ind Co Ltd Pulse width modulation circuit

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8570083B2 (en) 2007-09-10 2013-10-29 Onkyo Corporation Pulse width modulation circuit and switching amplifier using the same
US7710175B2 (en) 2007-12-03 2010-05-04 Onkyo Corporation Pulse width modulation circuit and switching amplifier using the same

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