JP2009055530A - Power amplifier - Google Patents

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健司 横山
Yoshihiro Sato
啓宏 佐藤
Nobuyuki Tamori
信行 田森
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To remove a power supply ripple components, or the like, when selecting single end driving, when the same amplifier body is applied in selecting BTL (bridged transformer-less) drive and also in selecting single-end drive. <P>SOLUTION: A power amplifier applies at least one of processing systems which serve as a hot side and a cold side in selecting BTL drive, as a processing system in the single end driving when selecting the single-end driving. The power amplifier includes an unwanted component removing signal generating means for generating an unwanted component removing signal from the output of a known unwanted component source; and an unwanted component removing means for removing an unwanted component, in a signal to be amplified by superimposing the unwanted component removing signal generated by the unwanted component removing signal generating means on an input signal to or an output signal from the amplifier body in the processing system in the single-end driving, when at least the single end driving is selected. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は電力増幅器に関し、例えば、BTL(Bridged Transless)駆動PWM(Pulse Width Modulation)アンプ及びシングルエンド駆動PWMアンプとして切り替えて適用可能なものに適用し得るものである。   The present invention relates to a power amplifier, and can be applied to, for example, a switchable application as a BTL (Bridged Transless) drive PWM (Pulse Width Modulation) amplifier and a single-end drive PWM amplifier.

近年、電力増幅器(アンプ)のディジタル化が急速に進みつつある。特に、オーディオアンプにおいては、本格的な採用に目覚ましいものがある。ディジタル電力増幅器(いわゆるスイッチングアンプ)を搭載する機器としては、ヘッドホン、DVDプレイヤ、ミニコンポ、テレビ受像器、パソコン、携帯電話機等がある。   In recent years, digitization of power amplifiers has been rapidly progressing. In particular, audio amplifiers are remarkable for their full-scale adoption. Devices equipped with digital power amplifiers (so-called switching amplifiers) include headphones, DVD players, minicomponents, television receivers, personal computers, mobile phones and the like.

特許文献1〜特許文献3は、同一のアンプ部を、図2(A)に示すようなBTL駆動アンプの要素としても、また、図2(B)に示すようなシングルエンド駆動アンプの要素としても適用可能なことを記載している。   In Patent Documents 1 to 3, the same amplifier unit is used as an element of a BTL drive amplifier as shown in FIG. 2A or as an element of a single-end drive amplifier as shown in FIG. Is also applicable.

BTL駆動アンプとしてもシングルエンド駆動アンプとしても用いられることは、例えば、BTL構成では大パワー用スピーカ出力を得て、シングルエンド構成では4chスピーカ出力(のうち2chの出力)を得たり、又は、GND共通端子を持ったヘッドホン出力を得たりすることができるため、同一の回路構成を用いても多様なバリエーションを持つオーディオ商品構成を可能とする。
特開平08−162863号公報 特開2006−174997号公報 特表2005−509347号公報
It can be used as both a BTL drive amplifier and a single-end drive amplifier. For example, in a BTL configuration, a high-power speaker output is obtained, and in a single-end configuration, a 4-channel speaker output (2 channels out of them) is obtained. Since it is possible to obtain a headphone output having a GND common terminal, an audio product configuration having various variations is possible even if the same circuit configuration is used.
Japanese Patent Laid-Open No. 08-162863 JP 2006-174997 A JP 2005-509347 A

しかしながら、BTL駆動アンプをシングルエンド駆動アンプとして用いる場合、その出力に、BTL駆動時には現れなかった電源のリップル成分やノイズ成分が現れることがある。   However, when the BTL drive amplifier is used as a single-ended drive amplifier, a ripple component or noise component of the power supply that did not appear during BTL drive may appear in the output.

BTL駆動アンプでは、出力がHOT出力とCOLD出力の差分として得られるので、HOT出力とCOLD出力の同相成分として重畳された電源のリップル成分やノイズ成分は出力で打ち消され、出力には現れない(図3(A)参照)。これに対して、BTL駆動アンプの出力の片側(例えば、HOT出力)とGND間にアンプの出力を求めてシングルエンド構成とした場合、BTL駆動時には打ち消されていたノイズ成分やリップル成分が打ち消されることなくそのまま出力に現れてしまう(図3(B)参照)。そのため、本来、BTL構成のアンプを、シングルエンド構成のアンプとして用いようとした場合には、実用上や性能上の問題が生じる。   In the BTL drive amplifier, since the output is obtained as a difference between the HOT output and the COLD output, the ripple component and noise component of the power source superimposed as the in-phase component of the HOT output and the COLD output are canceled by the output and do not appear in the output ( (See FIG. 3A). On the other hand, when the amplifier output is obtained between one side (for example, HOT output) of the output of the BTL drive amplifier and the GND, and the single-end configuration is used, the noise component and the ripple component that have been canceled during the BTL drive are canceled. It appears in the output as it is (see FIG. 3B). For this reason, when an amplifier having a BTL configuration is intended to be used as a single-end configuration amplifier, there are practical and performance problems.

特に、単一電源のPWMアンプを増幅部に適用している場合には、電源リップルの問題は大きなものである。図3(B)に示すように、単一電源VccのPWMアンプを適用した場合には、出力信号の動作基準点電位がVcc/2となるため、単一電源Vccにリップルがのっていると、グランド(GND)電位から見た負荷への出力信号(例えばオーディオ信号)はリップルに揺られたものとなる。一方、正負電源±VccのPWMアンプを適用した場合には、出力信号の動作基準点電位がグランド(GND)電位であるため、電源にリップルが乗っていてもさほど大きな影響を与えない。すなわち、単一電源のPWMアンプを増幅部に適用している場合には、電源リップルの問題は大きい。   In particular, when a single power supply PWM amplifier is applied to the amplification unit, the problem of power supply ripple is significant. As shown in FIG. 3B, when the PWM amplifier of the single power supply Vcc is applied, the operation reference point potential of the output signal becomes Vcc / 2, and therefore the single power supply Vcc has a ripple. Then, the output signal (for example, audio signal) to the load as viewed from the ground (GND) potential is swayed by ripples. On the other hand, when a PWM amplifier with positive and negative power supplies ± Vcc is applied, since the operation reference point potential of the output signal is the ground (GND) potential, even if ripples are on the power supply, there is no significant influence. That is, when a single power supply PWM amplifier is applied to the amplifier, the problem of power supply ripple is significant.

そのため、BTL駆動アンプ及びシングルエンド駆動アンプ間で切り替えて用いても、シングルエンド駆動アンプ時において、電源リップル成分などの不要成分をアンプ出力から除去できる電力増幅器が望まれている。   Therefore, there is a demand for a power amplifier that can remove unnecessary components such as a power supply ripple component from the amplifier output even when switched between a BTL drive amplifier and a single-end drive amplifier.

本発明は、BTL駆動の選択時にホット側及びコールド側となる処理系統の少なくとも一方を、シングルエンド駆動の選択時に、シングルエンド駆動での処理系統として適用する電力増幅器であって、(1)既知の不要成分源の出力から、不要成分除去信号を生成する不要成分除去信号生成手段と、(2)少なくともシングルエンド駆動の選択時には、上記不要成分除去信号生成手段が生成した不要成分除去信号を、上記シングルエンド駆動での処理系統における増幅器本体への入力信号又は出力信号と重畳させて、増幅対象信号における不要成分を除去させる不要成分除去手段とを有することを特徴とする。   The present invention is a power amplifier that applies at least one of a processing system that becomes a hot side and a cold side when a BTL drive is selected as a processing system for a single-end drive when a single-end drive is selected. An unnecessary component removal signal generating means for generating an unnecessary component removal signal from the output of the unnecessary component source, and (2) at least when selecting the single-end drive, the unnecessary component removal signal generated by the unnecessary component removal signal generating means And an unnecessary component removing unit that removes an unnecessary component in the signal to be amplified by superimposing the input signal or the output signal to the amplifier main body in the processing system using the single-end drive.

本発明によれば、同一増幅器本体を、BTL駆動の選択時にも、シングルエンド駆動の選択時にも適用するようにしても、シングルエンド駆動の選択時であっても、電源リップル成分などを除去することができる。   According to the present invention, the same amplifier body can be applied when selecting BTL drive, when selecting single-ended drive, and even when selecting single-ended drive, power ripple components and the like are removed. be able to.

(A)第1の実施形態
以下、本発明による電力増幅器を、オーディオアンプ用のスイッチングアンプ(ディジタル電力増幅器)に適用した第1の実施形態を、図面を参照しながら詳述する。
(A) First Embodiment Hereinafter, a first embodiment in which a power amplifier according to the present invention is applied to a switching amplifier (digital power amplifier) for an audio amplifier will be described in detail with reference to the drawings.

図1は、第1の実施形態に係るスイッチングアンプ100の要部構成を示すブロック図である。   FIG. 1 is a block diagram showing a main configuration of the switching amplifier 100 according to the first embodiment.

図1において、スイッチングアンプ100は、1個の負荷(例えば、単一のスピーカ)LDに対してBTL出力(BTL駆動)が可能であると共に、出力方法の切替えによって、一対の負荷(例えば、Rチャンネル及びLチャンネルのスピーカ)LDR及びLDLに対してシングルエンド出力(シングルエンド駆動)が可能であるものである。   In FIG. 1, the switching amplifier 100 is capable of BTL output (BTL driving) with respect to one load (for example, a single speaker) LD, and a pair of loads (for example, R) by switching the output method. Channel and L channel speakers) LDR and LDL are capable of single-end output (single-end drive).

第1の実施形態のスイッチングアンプ100は、オーディオ信号選択回路101、一対のスイッチングアンプ部102H及び102C、一対のローパスフィルタ103H及び103C、一対の切替スイッチ104H及び104C、一対のDCカップリングコンデンサ105R及び105L、並びに、一対の電源リップル除去信号生成部106R及び106Lを有する。   The switching amplifier 100 of the first embodiment includes an audio signal selection circuit 101, a pair of switching amplifier units 102H and 102C, a pair of low-pass filters 103H and 103C, a pair of changeover switches 104H and 104C, a pair of DC coupling capacitors 105R, 105L, and a pair of power supply ripple removal signal generators 106R and 106L.

オーディオ信号選択回路101には、BTL出力モード又はシングルエンド出力モードを指示している出力モード選択信号が入力されている。   The audio signal selection circuit 101 is supplied with an output mode selection signal indicating the BTL output mode or the single end output mode.

オーディオ信号選択回路101は、出力モード選択信号がBTL出力モードを指示しているときには、入力されているオーディオ信号を第1(ホット側)のスイッチングアンプ部102Hにそのまま与えると共に、入力されているオーディオ信号を反転して第2(コールド側)のスイッチングアンプ部102Cに与える。   When the output mode selection signal indicates the BTL output mode, the audio signal selection circuit 101 supplies the input audio signal to the first (hot side) switching amplifier unit 102H as it is and also inputs the input audio signal. The signal is inverted and supplied to the second (cold side) switching amplifier 102C.

また、オーディオ信号選択回路101は、出力モード選択信号がシングルエンド出力モードを指示しているときには、第1及び第2のスイッチングアンプ部102H及び102Cにほぼ同様なオーディオ信号を与える。例えば、Rチャンネル及びLチャンネルのオーディオ信号が別個に入力される場合であれば、Rチャンネルオーディオ信号を第1のスイッチングアンプ部102Hに与えると共に、Lチャンネルオーディオ信号を第2のスイッチングアンプ部102Cに与える。なお、シングルエンド出力モードにおいて、入力されるオーディオ信号が1つの場合には、オーディオ信号選択回路101は、そのオーディオ信号を2分岐して、第1及び第2のスイッチングアンプ部102H及び102Cに与え、又は、オーディオ信号を2分岐した後、音像定位処理によりRチャンネル及びLチャンネルのオーディオ信号を形成し、Rチャンネルオーディオ信号を第1のスイッチングアンプ部102Hに与えると共に、Lチャンネルオーディオ信号を第2のスイッチングアンプ部102Cに与える。   Also, the audio signal selection circuit 101 provides substantially the same audio signal to the first and second switching amplifier units 102H and 102C when the output mode selection signal indicates the single end output mode. For example, if the R channel and L channel audio signals are input separately, the R channel audio signal is supplied to the first switching amplifier unit 102H and the L channel audio signal is supplied to the second switching amplifier unit 102C. give. In the single-ended output mode, when one audio signal is input, the audio signal selection circuit 101 divides the audio signal into two and supplies it to the first and second switching amplifier units 102H and 102C. Alternatively, after the audio signal is branched into two, R channel and L channel audio signals are formed by sound image localization processing, the R channel audio signal is supplied to the first switching amplifier unit 102H, and the L channel audio signal is supplied to the second channel. To the switching amplifier section 102C.

第1及び第2のスイッチングアンプ部102H及び102Cはそれぞれ、例えば、PWMコントロール回路及びスイッチング回路でなる単一電源のPWMアンプである。PWMコントロール回路は、入力されたオーディオ信号に基づき、対応するスイッチング回路に対するスイッチング制御信号を形成して出力するものであり、スイッチング回路は、単一電源で動作するスイッチング回路であり、対応するPWMコントロール回路から与えられたスイッチング制御信号に応じて、内蔵する複数のスイッチング素子をオンオフし、単一電源の電源電圧Vccに応じたダイナミックレンジを有する、当該スイッチングアンプ部への入力オーディオ信号に対応したPWM信号を形成して出力するものである。単一電源VccのPWMアンプの場合、上述したように、Vcc/2を動作基準点電位とした出力が得られる。   Each of the first and second switching amplifier units 102H and 102C is, for example, a single power supply PWM amplifier including a PWM control circuit and a switching circuit. The PWM control circuit forms and outputs a switching control signal for the corresponding switching circuit based on the input audio signal, and the switching circuit is a switching circuit that operates with a single power source, and the corresponding PWM control. PWM corresponding to an input audio signal to the switching amplifier unit, which has a dynamic range corresponding to a power supply voltage Vcc of a single power source, turning on and off a plurality of built-in switching elements according to a switching control signal given from the circuit A signal is formed and output. In the case of a PWM amplifier with a single power supply Vcc, as described above, an output with Vcc / 2 as the operation reference point potential can be obtained.

第1及び第2のローパスフィルタ103H及び103Cはそれぞれ、対応するスイッチング回路102H、102Cから出力されたPWM信号を積分してアナログ信号に変換するものである。図1では、インダクタ及びキャパシタの梯子型接続でなるものを示したが、ローパスフィルタ103H及び103Cの具体的構成は図1に示すものに限定されないことは勿論である。   The first and second low-pass filters 103H and 103C integrate the PWM signals output from the corresponding switching circuits 102H and 102C and convert them into analog signals. FIG. 1 shows a ladder connection of inductors and capacitors, but it goes without saying that the specific configurations of the low-pass filters 103H and 103C are not limited to those shown in FIG.

第1及び第2の切替スイッチ104H及び104Cはそれぞれ、1入力2出力構成のスイッチであり、入力端子cには、対応するローパスフィルタ103H、103Cの出力信号が入力される。第1及び第2の切替スイッチ104H及び104Cには上述した出力モード選択信号が入力されており、第1及び第2の切替スイッチ104H及び104Cは連動した切替動作を行う。   Each of the first and second changeover switches 104H and 104C is a switch having a 1-input / 2-output configuration, and the output signals of the corresponding low-pass filters 103H and 103C are input to the input terminal c. The output mode selection signal described above is input to the first and second changeover switches 104H and 104C, and the first and second changeover switches 104H and 104C perform a linked switching operation.

出力モード選択信号がBTL出力モードを指示しているときには、第1及び第2の切替スイッチ104H及び104Cはそれぞれ、BTL駆動用の出力端子aを選択し、1個の負荷LDに対して、BTL出力(BTL駆動)が可能なように、第1及び第2のローパスフィルタ103H及び103Cの出力端を接続させる。   When the output mode selection signal indicates the BTL output mode, each of the first and second changeover switches 104H and 104C selects the BTL drive output terminal a, and for each load LD, BTL The output ends of the first and second low-pass filters 103H and 103C are connected so that output (BTL drive) is possible.

これに対して、出力モード選択信号がシングルエンド出力モードを指示しているときには、第1及び第2の切替スイッチ104H及び104Cはそれぞれ、シングルエンド駆動用の出力端子bを選択する。これにより、第1の切替スイッチ104Hは、第1のローパスフィルタ103Hの出力端を、第1のDCカップリングコンデンサ105Rを介して、第1の負荷LDRに接続させると共に、第2の切替スイッチ104Cは、第2のローパスフィルタ103Cの出力端を、第2のDCカップリングコンデンサ105Lを介して、第2の負荷LDLに接続させる。   On the other hand, when the output mode selection signal indicates the single end output mode, the first and second changeover switches 104H and 104C each select the output terminal b for single end driving. Accordingly, the first changeover switch 104H connects the output terminal of the first low-pass filter 103H to the first load LDR via the first DC coupling capacitor 105R and the second changeover switch 104C. Connects the output terminal of the second low-pass filter 103C to the second load LDL via the second DC coupling capacitor 105L.

第1及び第2のDCカップリングコンデンサ105R及び105Lはそれぞれ、入力された信号の直流成分を除去し、その交流成分だけでなる信号を対応する負荷LDR、LDLに供給するものである。   The first and second DC coupling capacitors 105R and 105L remove the direct current component of the input signal and supply a signal consisting only of the alternating current component to the corresponding loads LDR and LDL.

ここで、出力モード選択信号は、例えば、ヘッドホンのジャックの抜挿を監視する検出構成が、ヘッドホンジャックの挿入を検出しているときにシングルエンド出力モードを指示させ、ヘッドホンジャックの離脱を検出しているときにBTL出力モードを指示させるように、自動的に形成されるものであっても良い。また例えば、出力モード選択信号は、利用者のディップスイッチやトグルスイッチなどの操作に応じて、シングルエンド出力モード又はBTL出力モードを指示するものであっても良い。   Here, the output mode selection signal indicates, for example, that the detection configuration for monitoring the insertion / removal of the headphone jack detects the removal of the headphone jack by instructing the single end output mode when the insertion of the headphone jack is detected. It may be automatically formed so that the BTL output mode is instructed during the operation. Further, for example, the output mode selection signal may indicate a single end output mode or a BTL output mode in accordance with a user's operation such as a dip switch or a toggle switch.

第1及び第2の電源リップル除去信号生成部106R及び106Lはそれぞれ、電源リップルの源である、スイッチングアンプ部102H、102Cへの電源108からの電源電圧(Vcc)を電源リップルを表す信号として取り出し、電源リップルを打ち消すことができる電源リップル除去信号(電源リップル成分に対し、ゲインが等しく、位相が逆相になるように合わせられている)を形成するものである。例えば、単一電源Vccで動作するスイッチング回路を利用した第1及び第2のスイッチングアンプ部102H及び102Cからの、動作基準点電位Vcc/2を中心とした出力は、電源電圧Vccが変動すると、その電源変動に伴う成分(電源リップル成分)を有する。そのため、第1及び第2の電源リップル除去信号生成部106R及び106Lによって、電源108からの電源電圧を反転すると共にゲイン調整した電源リップル除去信号を形成し、対応する第1、第2のスイッチングアンプ部102H、102Cに入力するならば、第1、第2のスイッチングアンプ部102H、102Cの出力に現れる電源リップル成分を除去することができる。   The first and second power supply ripple removal signal generation units 106R and 106L respectively extract the power supply voltage (Vcc) from the power supply 108 to the switching amplifier units 102H and 102C, which is the source of the power supply ripple, as a signal representing the power supply ripple. The power ripple elimination signal (which is adjusted so that the gain is equal to the power ripple component and the phase is reversed) can be canceled. For example, when the power supply voltage Vcc fluctuates, outputs from the first and second switching amplifier units 102H and 102C using a switching circuit that operates with a single power supply Vcc are centered on the operation reference point potential Vcc / 2. It has a component (power ripple component) that accompanies the power fluctuation. Therefore, the first and second power supply ripple removal signal generators 106R and 106L invert the power supply voltage from the power supply 108 and form a power supply ripple removal signal whose gain is adjusted, and the corresponding first and second switching amplifiers. If the signals are input to the units 102H and 102C, the power supply ripple component appearing at the outputs of the first and second switching amplifier units 102H and 102C can be removed.

なお、図1では、各処理系統別に電源108があるような記載になっているが、一般的には、同一の電源が利用されている。また、図1では、各処理系統別に電源リップル除去信号生成部106R及び106Lを設けたものを示したが、共通の電源リップル除去信号生成部を設け、それを、双方の処理系統に影響しないように分配して、各処理系統のスイッチングアンプ部102H、102Cに入力させるようにしても良い。   Although FIG. 1 shows that there is a power supply 108 for each processing system, the same power supply is generally used. In FIG. 1, the power supply ripple removal signal generation units 106R and 106L are provided for each processing system. However, a common power supply ripple removal signal generation unit is provided so as not to affect both processing systems. And may be input to the switching amplifier units 102H and 102C of each processing system.

第1の実施形態のスイッチングアンプ100において、BTL出力モードが選択されているときには、オーディオ信号選択回路101から、入力オーディオ信号が第1のスイッチングアンプ部102Hにそのまま与えられると共に、入力オーディオ信号を反転したオーディオ信号が第2のスイッチングアンプ部102Cに与えられる。   In the switching amplifier 100 according to the first embodiment, when the BTL output mode is selected, the audio signal selection circuit 101 supplies the input audio signal to the first switching amplifier unit 102H as it is and also inverts the input audio signal. The audio signal is supplied to the second switching amplifier unit 102C.

このとき、第1のスイッチングアンプ部102Hには、第1の電源リップル除去信号生成部106Rが生成した電源リップル除去信号も、オーディオ信号に重畳されて入力される。ここで、第1のスイッチングアンプ部102Hの出力では、スイッチングアンプ動作で混入しようとした電源リップル成分が、オーディオ信号に重畳されている電源リップル除去信号によって相殺される。   At this time, the power supply ripple removal signal generated by the first power supply ripple removal signal generation unit 106R is also superimposed on the audio signal and input to the first switching amplifier unit 102H. Here, in the output of the first switching amplifier unit 102H, the power supply ripple component that is to be mixed in the switching amplifier operation is canceled by the power supply ripple removal signal superimposed on the audio signal.

また、第2のスイッチングアンプ部102Cには、第2の電源リップル除去信号生成部106Lが生成した電源リップル除去信号も、オーディオ信号に重畳されて入力される。ここで、第2のスイッチングアンプ部102Cの出力では、スイッチングアンプ動作で混入しようとした電源リップル成分が、オーディオ信号に重畳されている電源リップル除去信号によって相殺される。   Further, the power supply ripple removal signal generated by the second power supply ripple removal signal generation unit 106L is also input to the second switching amplifier unit 102C while being superimposed on the audio signal. Here, in the output of the second switching amplifier unit 102C, the power supply ripple component which is to be mixed in the switching amplifier operation is canceled by the power supply ripple removal signal superimposed on the audio signal.

第1のスイッチングアンプ部102HからのPWM信号は、第1のローパスフィルタ103Hを介してアナログ信号に変換された後、第1の切替スイッチ104Hを介して、負荷LDに対するホット側入力となる。第2のスイッチングアンプ部102CからのPWM信号は、第2のローパスフィルタ103Cを介してアナログ信号に変換された後、第2の切替スイッチ104Cを介して、負荷LDに対するコールド側入力となる。これにより、負荷LDはBTL駆動される。   The PWM signal from the first switching amplifier unit 102H is converted into an analog signal via the first low-pass filter 103H, and then becomes a hot-side input to the load LD via the first changeover switch 104H. The PWM signal from the second switching amplifier unit 102C is converted into an analog signal through the second low-pass filter 103C, and then becomes a cold-side input to the load LD through the second changeover switch 104C. As a result, the load LD is BTL driven.

図3(A)を用いて説明したように、ホット側の処理系統及びコールド側の処理系統の出力に電源リップル成分があっても、負荷の駆動時にそれらが相殺されて問題となることがない。しかし、第1の実施形態では、BTL出力モードが選択されているときでも、ホット側の処理系統及びコールド側の処理系統の出力に、電源リップル成分がないようにしている。   As described with reference to FIG. 3A, even if there are power source ripple components in the outputs of the hot side processing system and the cold side processing system, they are offset and do not cause a problem when the load is driven. . However, in the first embodiment, even when the BTL output mode is selected, there is no power source ripple component in the output of the hot side processing system and the cold side processing system.

次に、第1の実施形態のスイッチングアンプ100において、シングルエンド出力モードが選択されている場合の動作を説明する。   Next, the operation when the single-ended output mode is selected in the switching amplifier 100 of the first embodiment will be described.

シングルエンド出力モードにおいては、オーディオ信号選択回路101から、第1の負荷LDRを意図したオーディオ信号が第1のスイッチングアンプ部102Hに与えられると共に、第2の負荷LDLを意図したオーディオ信号が第2のスイッチングアンプ部102Hに与えられる。   In the single-ended output mode, an audio signal intended for the first load LDR is supplied from the audio signal selection circuit 101 to the first switching amplifier unit 102H, and an audio signal intended for the second load LDL is second. Is supplied to the switching amplifier section 102H.

このシングルエンド出力モード時においても、第1のスイッチングアンプ部102Hには、第1の電源リップル除去信号生成部106Rが生成した電源リップル除去信号が与えられ、これにより、第1のスイッチングアンプ部102Hの出力信号は、電源リップル成分も除去されている。   Even in the single-ended output mode, the first switching amplifier unit 102H is supplied with the power supply ripple removal signal generated by the first power supply ripple removal signal generation unit 106R, and thereby the first switching amplifier unit 102H. In the output signal, the power supply ripple component is also removed.

第1のスイッチングアンプ部102HからのPWM信号は、第1のローパスフィルタ103Hを介してアナログ信号に変換された後、第1の切替スイッチ104Hを介し、さらに、仮に電源リップル成分の除去動作を通じて直流シフトしたとしても(除去動作以外の要因によって直流シフトしたときも同様)、第1のDCカップリングコンデンサ105Rを介することで直流成分が除去されて、負荷LDRに印加され、負荷LDRがシングルエンド駆動される。   The PWM signal from the first switching amplifier unit 102H is converted into an analog signal through the first low-pass filter 103H, then through the first changeover switch 104H, and further through the operation of removing the power supply ripple component. Even if it is shifted (same when DC shift is caused by factors other than the removal operation), the DC component is removed through the first DC coupling capacitor 105R and applied to the load LDR, and the load LDR is single-ended driven. Is done.

同様に、このシングルエンド出力モード時においても、第2のスイッチングアンプ部102Cには、第2の電源リップル除去信号生成部106Lが生成した電源リップル除去信号が与えられ、これにより、第2のスイッチングアンプ部102Cの出力信号は、電源リップル成分も除去されている。   Similarly, even in the single end output mode, the second switching amplifier unit 102C is supplied with the power supply ripple removal signal generated by the second power supply ripple removal signal generation unit 106L. The output signal of the amplifier section 102C is also removed from the power supply ripple component.

第2のスイッチングアンプ部102CからのPWM信号は、第2のローパスフィルタ103Cを介してアナログ信号に変換された後、第2の切替スイッチ104Cを介し、さらに、電源リップル成分の除去動作を通じて直流シフトしたとしても(除去動作以外の要因によって直流シフトしたときも同様)、第2のDCカップリングコンデンサ105Lを介することで直流成分が除去されて、負荷LDLに印加され、負荷LDLがシングルエンド駆動される。   The PWM signal from the second switching amplifier unit 102C is converted into an analog signal through the second low-pass filter 103C, and then DC-shifted through the second changeover switch 104C and further through the operation of removing the power supply ripple component. Even when the direct current is shifted due to a factor other than the removal operation, the direct current component is removed through the second DC coupling capacitor 105L and applied to the load LDL, and the load LDL is single-ended driven. The

第1の実施形態によれば、BTL出力モードだけでなく、シングルエンド出力モードにおいても、電源リップル成分を除去できた出力を得ることができる。その結果、同一のアンプ部を用いて、シングルエンド駆動とBTL駆動を切り替えて使用しても、いずれのモード共に、良好な出力品質を達成することができる。   According to the first embodiment, it is possible to obtain an output from which the power source ripple component can be removed not only in the BTL output mode but also in the single-ended output mode. As a result, good output quality can be achieved in any mode even if the same amplifier unit is used to switch between single-end driving and BTL driving.

このような効果は、シングルエンド出力モードにおいて、負荷への出力信号の動作基準点電位が電源電圧の半分(Vcc/2)となる、単一電源のPWMアンプを、スイッチングアンプ部102H及び102Cに適用しているときに、特に、大きなものである。   Such an effect is obtained by replacing a single power supply PWM amplifier in which the operation reference point potential of the output signal to the load is half the power supply voltage (Vcc / 2) in the switching amplifier units 102H and 102C in the single end output mode. Especially when applying.

(B)第2の実施形態
次に、本発明による電力増幅器を、オーディオアンプ用のスイッチングアンプ(ディジタル電力増幅器)に適用した第2の実施形態を、図面を参照しながら詳述する。
(B) Second Embodiment Next, a second embodiment in which the power amplifier according to the present invention is applied to a switching amplifier (digital power amplifier) for an audio amplifier will be described in detail with reference to the drawings.

図4は、第2の実施形態に係るスイッチングアンプ100Aの要部構成を示すブロック図であり、第1の実施形態に係る図1との同一、対応部分には同一符号を付して示している。   FIG. 4 is a block diagram showing a main configuration of the switching amplifier 100A according to the second embodiment. The same reference numerals are given to the same and corresponding parts as those in FIG. 1 according to the first embodiment. Yes.

図4において、第2の実施形態のスイッチングアンプ100Aは、第1の実施形態のスイッチングアンプ100の構成に加え、一対のノイズ除去信号生成部107R及び107Lを有するものである。   In FIG. 4, the switching amplifier 100A of the second embodiment includes a pair of noise removal signal generation units 107R and 107L in addition to the configuration of the switching amplifier 100 of the first embodiment.

電源リップルの源である電源108だけでなく、ノイズ源109が既知の場合もある。例えば、信号線の引き回しが長いような場合には、当該装置の高周波信号やスパイク状パルスなどを扱う回路から不要輻射された高周波信号やスパイク状パルスなどを上記信号線が捕捉し、それがノイズとなることがある。第1及び第2のノイズ除去信号生成部107R及び107Lはそれぞれ、既知ノイズ源109からの出力に基づき、既知ノイズを打ち消すことができるノイズ除去信号を形成し、対応する第1、第2のスイッチングアンプ部102H、102Cに入力するものである。   In some cases, the noise source 109 is known as well as the power source 108 that is the source of the power source ripple. For example, when the signal line is long, the signal line captures the high-frequency signal or spike-like pulse that is radiated from the circuit that handles the high-frequency signal or spike-like pulse of the device. It may become. Each of the first and second noise removal signal generation units 107R and 107L forms a noise removal signal capable of canceling the known noise based on the output from the known noise source 109, and the corresponding first and second switching. This is input to the amplifier units 102H and 102C.

なお、図4では、各処理系統別にノイズ源109があるような記載になっているが、一般的には、同一のノイズ源109が利用されている。また、図4では、各処理系統別にノイズ除去信号生成部107R及び107Lを設けたものを示したが、共通のノイズ除去信号生成部を設け、それを、双方の処理系統に影響しないように分配して、各処理系統のスイッチングアンプ部102H、102Cに入力させるようにしても良い。   In FIG. 4, it is described that there is a noise source 109 for each processing system, but in general, the same noise source 109 is used. In FIG. 4, the noise removal signal generation units 107R and 107L are provided for each processing system. However, a common noise removal signal generation unit is provided and distributed so as not to affect both processing systems. Then, the signals may be input to the switching amplifier units 102H and 102C of each processing system.

既知ノイズ源109からの同相ノイズが除去できる動作の原理は、上述した電源リップルの除去と同様である。   The principle of operation that can remove the common-mode noise from the known noise source 109 is the same as the power supply ripple removal described above.

第2の実施形態によっても、第1の実施形態と同様な効果を奏することができる。第2の実施形態によれば、シングルエンド出力モードにおいて、電源リップル成分だけなく、ノイズ源が既知の場合には、同相ノイズ成分をも除去することができる。   According to the second embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained. According to the second embodiment, in the single-ended output mode, not only the power supply ripple component but also the common-mode noise component can be removed when the noise source is known.

(C)他の実施形態
上記各実施形態の説明においても、種々変形実施形態に言及したが、さらに、以下に例示するような変形実施形態を挙げることができる。
(C) Other Embodiments In the description of each of the above-described embodiments, various modified embodiments have been referred to. However, modified embodiments as exemplified below can be given.

上記各実施形態においては、シングルエンド出力モードでは、BTL出力モードのホット側もコールド側の処理系統共に、別個の負荷を駆動するように機能するものを示したが、BTL出力モードのホット側又はコールド側の一方の処理系統だけがシングルエンド駆動する場合にも、本発明を適用することができる。   In each of the above embodiments, in the single-ended output mode, both the hot side in the BTL output mode and the processing system on the cold side function to drive separate loads, but the hot side in the BTL output mode or The present invention can also be applied to the case where only one processing system on the cold side is single-ended driven.

図5は、電源108から電源リップル除去信号生成部106(106R又は106L)への入力経路上に、可変抵抗器などでなる入力レベルの調整器110を設けたスイッチングアンプを示している。このような入力レベル調整器110を設けると、製品バラツキ(製品によって電源リップルレベルが違う)にも容易に対応することができる。なお、図4におけるノイズ源109からノイズ除去信号生成部107(107R又は107L)への入力経路上に入力レベルの調整器を設けるようにしても良い。   FIG. 5 shows a switching amplifier in which an input level adjuster 110 made of a variable resistor or the like is provided on the input path from the power supply 108 to the power supply ripple removal signal generation unit 106 (106R or 106L). Providing such an input level adjuster 110 can easily cope with product variations (power ripple level differs depending on the product). Note that an input level adjuster may be provided on the input path from the noise source 109 in FIG. 4 to the noise removal signal generation unit 107 (107R or 107L).

本発明が除去対象とする不要成分は、(1)発生源が既知であること、(2)発生源とアンプ出力における同一時間の波形とレベルに相関があること、のみを要件とする。そのため、例えば、時間経過により波形が変形しても構わなく、周期性等は必要としない。   The unnecessary components to be removed by the present invention are only required to be (1) that the source is known and (2) that the waveform and level at the same time in the source and amplifier output are correlated. Therefore, for example, the waveform may be deformed over time, and periodicity or the like is not required.

上記各実施形態では、増幅器本体がPWMアンプであるものを示したが、各系統の増幅器はPWMアンプに限定されるものではなく、他のスイッチングアンプであっても良く、アナログアンプであっても良い。また、PWMアンプも、単一電源のPWMアンプに限定されず、効果は多少単一電源のPWMアンプの場合より劣るが、両電源PWMアンプであっても良い。適用したアンプの種類によっては、電源リップル成分やノイズ成分の除去や相殺を、アンプの入力側にノイズ除去信号を入力(重畳)する方法に代え、アンプの出力側にノイズ除去信号を入力(重畳)する方法を適用して実現するようにしても良い。   In each of the embodiments described above, the amplifier body is a PWM amplifier. However, the amplifiers in each system are not limited to PWM amplifiers, and may be other switching amplifiers or analog amplifiers. good. Also, the PWM amplifier is not limited to a single power supply PWM amplifier, and although the effect is somewhat inferior to that of a single power supply PWM amplifier, a dual power supply PWM amplifier may be used. Depending on the type of amplifier applied, the removal and cancellation of power supply ripple components and noise components can be replaced with a method of inputting (superimposing) a noise removal signal on the input side of the amplifier. This method may be realized by applying the method.

上記各実施形態では、BTL出力モードの選択時においても、電源リップル除去信号やノイズ除去信号による除去を行うものを示したが、BTL出力モードの選択時においては、電源リップル除去信号やノイズ除去信号による除去を実行しないようにしても良い。   In each of the above embodiments, the power ripple removal signal and the noise removal signal are removed even when the BTL output mode is selected. However, when the BTL output mode is selected, the power ripple removal signal and the noise removal signal are selected. The removal by may not be executed.

上記各実施形態では、負荷がスピーカの場合を示したが、負荷の種類(従って信号の種類)が限定されないことは勿論である。   In each of the above-described embodiments, the case where the load is a speaker has been described.

第1の実施形態に係るスイッチングアンプの全体構成を示すブロック図である。1 is a block diagram illustrating an overall configuration of a switching amplifier according to a first embodiment. BTL駆動とシングルエンド駆動の説明図である。It is explanatory drawing of BTL drive and single end drive. BTL駆動及びシングルエンド駆動の両方に対応した考えられる従来技術の課題の説明図である。It is explanatory drawing of the subject of the possible prior art corresponding to both BTL drive and single end drive. 第2の実施形態に係るスイッチングアンプの全体構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the whole structure of the switching amplifier which concerns on 2nd Embodiment. 第1の実施形態の変形例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the modification of 1st Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

100、100A…スイッチングアンプ、101…オーディオ信号選択回路、102H、102C…スイッチングアンプ部、103H、103C…ローパスフィルタ、104H、104C…切替スイッチ、105R、105L…DCカップリングコンデンサ、106R、106L…電源リップル除去信号生成部、107R、107L…ノイズ除去信号生成部、108…スイッチングアンプ部の電源。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 100, 100A ... Switching amplifier, 101 ... Audio signal selection circuit, 102H, 102C ... Switching amplifier part, 103H, 103C ... Low pass filter, 104H, 104C ... Changeover switch, 105R, 105L ... DC coupling capacitor, 106R, 106L ... Power supply Ripple removal signal generators 107R, 107L: Noise removal signal generators 108: Power supplies for switching amplifiers.

Claims (5)

BTL駆動の選択時にホット側及びコールド側となる処理系統の少なくとも一方を、シングルエンド駆動の選択時に、シングルエンド駆動での処理系統として適用する電力増幅器であって、
既知の不要成分源の出力から、不要成分除去信号を生成する不要成分除去信号生成手段と、
少なくともシングルエンド駆動の選択時には、上記不要成分除去信号生成手段が生成した不要成分除去信号を、上記シングルエンド駆動での処理系統における増幅器本体への入力信号又は出力信号と重畳させて、増幅対象信号における不要成分を除去させる不要成分除去手段と
を有することを特徴とする電力増幅器。
A power amplifier that applies at least one of a processing system that becomes a hot side and a cold side when selecting a BTL drive as a processing system with a single end drive when selecting a single end drive,
An unnecessary component removal signal generating means for generating an unnecessary component removal signal from an output of a known unnecessary component source;
At least when selecting single-ended drive, the unnecessary component removal signal generated by the unnecessary component removal signal generation means is superimposed on the input signal or output signal to the amplifier body in the processing system in the single-end drive, and the signal to be amplified An unnecessary component removing means for removing an unnecessary component in the power amplifier.
上記増幅器本体が単一電源のPWMアンプであり、
上記不要成分除去信号生成手段が、上記増幅器本体に対する上記単一電源の電源リップル成分を除去する不要成分除去信号を生成することを特徴とする請求項1に記載の電力増幅器。
The amplifier body is a single power supply PWM amplifier,
2. The power amplifier according to claim 1, wherein the unnecessary component removal signal generating means generates an unnecessary component removal signal for removing a power supply ripple component of the single power source for the amplifier body.
上記不要成分除去信号生成手段が、上記増幅器本体への入力信号に含まれているノイズ成分を除去する不要成分除去信号を生成することを特徴とする請求項1又は2に記載の電力増幅器。   3. The power amplifier according to claim 1, wherein the unnecessary component removal signal generating means generates an unnecessary component removal signal for removing a noise component contained in an input signal to the amplifier body. BTL駆動の選択時にホット側及びコールド側となる処理系統の両方をそれぞれ、シングルエンド駆動の選択時に、シングルエンド駆動での別個の処理系統として適用することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の電力増幅器。   4. Either of the processing systems that are on the hot side and the cold side when selecting the BTL drive are applied as separate processing systems for the single end drive when selecting the single end drive, respectively. A power amplifier according to claim 1. BTL駆動の選択時においても、上記不要成分除去信号生成手段及び上記不要成分除去手段を作動させることを特徴とする請求項4に記載の電力増幅器。   5. The power amplifier according to claim 4, wherein the unnecessary component removal signal generating means and the unnecessary component removal means are operated even when BTL drive is selected.
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