JP2009268014A - Audio amplification device - Google Patents

Audio amplification device Download PDF

Info

Publication number
JP2009268014A
JP2009268014A JP2008118308A JP2008118308A JP2009268014A JP 2009268014 A JP2009268014 A JP 2009268014A JP 2008118308 A JP2008118308 A JP 2008118308A JP 2008118308 A JP2008118308 A JP 2008118308A JP 2009268014 A JP2009268014 A JP 2009268014A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal
audio
frequency
low
transmission line
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2008118308A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP5065982B2 (en
Inventor
Koji Kawaguchi
耕司 川口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toa Corp
Original Assignee
Toa Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toa Corp filed Critical Toa Corp
Priority to JP2008118308A priority Critical patent/JP5065982B2/en
Publication of JP2009268014A publication Critical patent/JP2009268014A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5065982B2 publication Critical patent/JP5065982B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Circuit For Audible Band Transducer (AREA)
  • Amplifiers (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an audio amplification device which can suppress the degradation of quality of an audio signal outputted from a loudspeaker by removing its low frequency zone. <P>SOLUTION: The audio amplification device includes a low cut filter 11 for removing a frequency component lower than a cut-off frequency fc of an output transformer on a transmission line from an audio signal, a harmonic tone generator 12 for extracting a frequency component removed by the low cut filter 11 from the audio signal as a fundamental tone and generating harmonic tone signals having frequencies corresponding to a double or more of an integral multiple of the frequency of the fundamental tone, a combined signal generator 13 for generating an audio combination signal by combining the audio signal after the low frequency zone is removed and the harmonic tone signals, a pulse modulator 14 for generating a pulse modulation signal on the basis of the audio combination signal, and a switching amplifier 15a for switchingly amplifying the audio combination signal on the basis of the pulse modulation signal and supplying the amplified signal to a transmission line. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、オーディオ用増幅装置に係り、さらに詳しくは、オーディオ信号を増幅し、伝送ラインを介してスピーカに伝送するオーディオ用増幅装置の改良に関する。   The present invention relates to an audio amplifying apparatus, and more particularly to an improvement of an audio amplifying apparatus that amplifies an audio signal and transmits the amplified audio signal to a speaker via a transmission line.

オーディオ用増幅装置と複数のスピーカとが伝送ラインを介して接続されて構成される音声放送システムとして、拡声システムが知られている。この拡声システムが、空港、学校、ショッピングモールなどの大規模施設に適用される場合、伝送ラインの長さが数kmに達することもある。このため、この様な拡声システムでは、伝送効率の良いハイインピーダンス伝送が採用されている。   A sound expansion system is known as an audio broadcasting system configured by connecting an audio amplifying device and a plurality of speakers via a transmission line. When this loudspeaker system is applied to a large-scale facility such as an airport, a school, or a shopping mall, the length of the transmission line may reach several kilometers. For this reason, such a loudspeaker system employs high-impedance transmission with good transmission efficiency.

この様なハイインピーダンス伝送には、高効率で高い出力が得られるスイッチングアンプが用いられることも多くなってきた。スイッチングアンプは、音声変調されたパルス信号に基づいて複数のスイッチング素子を高速にスイッチング動作させることによって、オーディオ信号を電力増幅するパワーアンプであり、デジタルアンプと呼ばれることもある(例えば、特許文献1)。   For such high-impedance transmission, a switching amplifier capable of obtaining a high output with high efficiency is often used. A switching amplifier is a power amplifier that amplifies an audio signal by causing a plurality of switching elements to perform high-speed switching operation based on an audio-modulated pulse signal, and is sometimes called a digital amplifier (for example, Patent Document 1). ).

通常、スイッチングアンプの出力は、高調波成分を除去するためのローパスフィルタ及び昇圧用の出力トランスを介してスピーカに供給される。一般に、トランスは、低域の周波数成分ほどインピーダンスが小さくなり、利得が低下するという性質を有している。周波数が低くなるに従ってインピーダンスが小さくなることから、この様なインピーダンス特性におけるカットオフ周波数よりも低い周波数成分を含むオーディオ信号が出力トランスに入力された場合、飽和してスイッチングアンプに過電流が流れてしまうことになる。このため、スイッチングアンプを用いてハイインピーダンス伝送するオーディオ用増幅装置では、低域の周波数成分をオーディオ信号から除去しなければならず、音質が劣化してしまうという問題があった。   Usually, the output of the switching amplifier is supplied to a speaker via a low-pass filter for removing harmonic components and an output transformer for boosting. In general, the transformer has a property that the impedance becomes smaller and the gain is lowered as the frequency component is lower. Since the impedance decreases as the frequency decreases, when an audio signal containing a frequency component lower than the cutoff frequency in such an impedance characteristic is input to the output transformer, saturation occurs and an overcurrent flows through the switching amplifier. Will end up. For this reason, in an audio amplifying apparatus that performs high-impedance transmission using a switching amplifier, a low-frequency component must be removed from the audio signal, resulting in a problem that sound quality deteriorates.

また、スイッチングアンプを用いたオーディオ信号の増幅では、ローパスフィルタを構成するコイルからの回生電流によって、スイッチングアンプを構成するコンデンサーが過充電される現象として、電源パンピング現象が従来から知られている。一般に、低域の周波数成分ほど一方のスイッチング素子がオンしている時間が長くなることから、電源パンピングによる過充電の度合いが大きくなる。このため、上述した様な従来のオーディオ用増幅装置では、音質を良くするためにより低域の周波数成分を含むオーディオ信号を増幅させようとすると、スイッチングアンプ内のコンデンサーの容量を増やさなければならず、装置が大きくなってしまうという問題もあった。
特開2005−203968号公報
In the amplification of an audio signal using a switching amplifier, a power supply pumping phenomenon is conventionally known as a phenomenon in which a capacitor constituting a switching amplifier is overcharged by a regenerative current from a coil constituting a low-pass filter. In general, the lower the frequency component, the longer the time during which one of the switching elements is on, and the degree of overcharging due to power pumping increases. For this reason, in the conventional audio amplifying apparatus as described above, when an audio signal including a lower frequency component is to be amplified in order to improve sound quality, the capacity of the capacitor in the switching amplifier must be increased. There is also a problem that the device becomes large.
JP 2005-203968 A

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、オーディオ信号を増幅し、伝送ラインを介してスピーカに伝送する際の音質劣化を抑制することができるオーディオ用増幅装置を提供することを目的とする。特に、スピーカから出力されるオーディオ信号の音質が低域除去によって劣化するのを抑制することができるオーディオ用増幅装置を提供することを目的とする。また、音質を劣化させることなく、装置を小型化することができるオーディオ用増幅装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides an audio amplifier that can amplify an audio signal and suppress deterioration in sound quality when the audio signal is transmitted to a speaker via a transmission line. Objective. In particular, it is an object of the present invention to provide an audio amplifying apparatus that can suppress deterioration of the sound quality of an audio signal output from a speaker due to low-frequency removal. It is another object of the present invention to provide an audio amplifying device that can reduce the size of the device without deteriorating sound quality.

第1の本発明によるオーディオ用増幅装置は、オーディオ信号を増幅し、伝送ラインを介してスピーカに伝送するオーディオ用増幅装置であって、上記伝送ライン上のトランスのカットオフ周波数よりも低い周波数成分を上記オーディオ信号から除去する低域除去手段と、上記低域除去手段によって除去される周波数成分を上記オーディオ信号から基音として抽出し、周波数が上記基音の2以上の整数倍からなる倍音信号を生成する倍音生成手段と、上記低域除去手段による低域除去後のオーディオ信号及び上記倍音信号を合成してオーディオ合成信号を生成する合成信号生成手段と、上記オーディオ合成信号に基づいて、パルス変調信号を生成するパルス変調手段と、上記パルス変調信号に基づいて、上記オーディオ合成信号をスイッチング増幅し、上記伝送ラインに供給するスイッチングアンプとを備えて構成される。   An audio amplifying device according to a first aspect of the present invention is an audio amplifying device that amplifies an audio signal and transmits the amplified audio signal to a speaker via a transmission line, and has a frequency component lower than the cutoff frequency of the transformer on the transmission line. From the audio signal, and a frequency component removed by the low frequency removing means is extracted as a fundamental tone from the audio signal to generate a harmonic signal whose frequency is an integer multiple of 2 or more of the fundamental tone. Overtone generating means for combining, an audio signal after low-frequency removal by the low-frequency removing means, and a synthesized signal generating means for synthesizing the harmonic signal to generate an audio synthesized signal, and a pulse modulation signal based on the audio synthesized signal And a pulse modulation means for generating the audio synthesized signal based on the pulse modulated signal. Amplified, and provided with a switching amplifier for supplying to the transmission line.

このオーディオ用増幅装置では、低域除去手段によって伝送ライン上のトランスのカットオフ周波数よりも低い周波数成分が除去されたオーディオ信号がスイッチング増幅されて伝送ラインに供給されるので、上記トランスが飽和するのを防止することができる。その際、オーディオ信号から除去される周波数成分に対応して倍音信号が生成され、この倍音信号と低域除去後のオーディオ信号とを合成したオーディオ合成信号がスイッチング増幅される。この様な構成によれば、倍音信号及び低域除去後のオーディオ信号を合成したオーディオ合成信号がスイッチング増幅されて伝送ラインに供給されるので、スイッチング増幅前にオーディオ信号から除去された低域の周波数成分に対応する倍音信号をスピーカから出力することができる。その際、スピーカから出力されるオーディオ信号に基音となる周波数成分が含まれていなくても、その倍音が含まれていれば、人が出力音を聞いた際に基音も知覚されるので、スピーカから出力されるオーディオ信号の音質が低域除去によって劣化するのを抑制することができる。   In this audio amplifying device, the audio signal from which the frequency component lower than the cutoff frequency of the transformer on the transmission line is removed by the low-frequency removing means is switched and amplified and supplied to the transmission line, so that the transformer is saturated. Can be prevented. At that time, a harmonic signal is generated corresponding to the frequency component removed from the audio signal, and an audio synthesis signal obtained by synthesizing the harmonic signal and the audio signal after the low frequency band is switched and amplified. According to such a configuration, the audio synthesis signal obtained by synthesizing the harmonic signal and the audio signal after the low frequency band is switched and amplified and supplied to the transmission line, so that the low frequency band removed from the audio signal before the switching amplification is supplied. A harmonic signal corresponding to the frequency component can be output from the speaker. At that time, even if the audio signal output from the speaker does not contain a frequency component that is a fundamental tone, if the harmonic component is contained, the fundamental tone is also perceived when a person listens to the output tone. It is possible to suppress the deterioration of the sound quality of the audio signal output from the low frequency band removal.

また、音質を劣化させることなく低域の周波数成分を除去できるので、その様な周波数成分の除去帯域を高音側に広くすることによって、音質を劣化させることなく、スイッチングアンプを小型化することができる。なお、低域除去手段が低い周波数成分をオーディオ信号から除去する際のカットオフ周波数は、トランスのカットオフ周波数よりも高い場合や低い場合が考えられるが、ここでは、そのいずれの場合も含まれるものとする。   In addition, since low frequency components can be removed without degrading sound quality, the switching amplifier can be downsized without degrading sound quality by widening the removal band of such frequency components to the high sound side. it can. Note that the cut-off frequency when the low frequency removing means removes the low frequency component from the audio signal may be higher or lower than the cut-off frequency of the transformer, but here both cases are included. Shall.

第2の本発明によるオーディオ用増幅装置は、上記構成に加えて、上記トランスとして、上記スイッチングアンプの出力側に配置される絶縁用の出力トランスと、上記伝送ラインを介して上記スイッチングアンプから伝送された信号出力を降圧して上記スピーカに入力する降圧トランスとが上記伝送ライン上に配置され、上記低域除去手段が、上記出力トランスのカットオフ周波数及び上記降圧トランスのカットオフ周波数のうち、最も高いカットオフ周波数よりも低く、最も低いカットオフ周波数よりも高い周波数成分もオーディオ信号から除去するように構成される。この様な構成によれば、カットオフ周波数が最も高いトランスに合わせて周波数成分の除去が行われるので、カットオフ周波数の高いトランスを低い方に合わせて高性能化しなくても、オーディオ信号をハイインピーダンス伝送することができる。   In addition to the above configuration, the audio amplifying device according to the second aspect of the present invention transmits, as the transformer, an insulating output transformer disposed on the output side of the switching amplifier and the switching amplifier via the transmission line. A step-down transformer for stepping down the signal output and inputting the signal output to the speaker is disposed on the transmission line, and the low-frequency removing means includes a cutoff frequency of the output transformer and a cutoff frequency of the step-down transformer. A frequency component lower than the highest cutoff frequency and higher than the lowest cutoff frequency is also configured to be removed from the audio signal. According to such a configuration, frequency components are removed according to the transformer with the highest cut-off frequency, so that the audio signal can be high without having to improve the performance of the transformer with the high cut-off frequency to the lower one. Impedance can be transmitted.

第3の本発明によるオーディオ用増幅装置は、上記構成に加えて、操作部からの入力信号に基づいて、ハイインピーダンス伝送及びローインピーダンス伝送のいずれかに動作モードを切り替える伝送モード切替手段を備え、上記パルス変調手段が、上記伝送モード切替手段によって選択された動作モードに基づいて、上記低域除去手段による低域除去前のオーディオ信号からパルス変調信号を生成し、上記スイッチングアンプが、当該パルス変調信号に基づいて、上記低域除去手段による低域除去前のオーディオ信号をスッチング増幅して上記伝送ラインに供給するように構成される。この様な構成によれば、伝送モード切替手段によって選択された動作モードに応じてパルス変調及びスイッチング増幅が行われるので、オペレータ操作によって動作モードがローインピーダンス伝送からハイインピーダンス伝送に切り替えられた際に、自動的に低域除去させてパルス変調及びスイッチング増幅を行わせることができる。   In addition to the above configuration, the audio amplifying device according to the third aspect of the present invention includes transmission mode switching means for switching the operation mode to either high impedance transmission or low impedance transmission based on an input signal from the operation unit, The pulse modulation means generates a pulse modulation signal from the audio signal before the low-frequency removal by the low-frequency removal means based on the operation mode selected by the transmission mode switching means, and the switching amplifier Based on the signal, the audio signal before the low-frequency removal by the low-frequency removing means is switched and amplified and supplied to the transmission line. According to such a configuration, since pulse modulation and switching amplification are performed according to the operation mode selected by the transmission mode switching means, when the operation mode is switched from low impedance transmission to high impedance transmission by an operator operation. The low frequency band can be automatically removed to perform pulse modulation and switching amplification.

本発明によるオーディオ用増幅装置によれば、オーディオ合成信号がスイッチング増幅されて伝送ラインに供給されるので、スイッチング増幅前にオーディオ信号から除去された低域の周波数成分に対応する倍音信号をスピーカから出力することができる。その際、スピーカから出力されるオーディオ信号に基音となる周波数成分が含まれていなくても、その倍音信号が含まれていれば、人が出力音を聞いた際に基音も知覚されるので、スピーカから出力されるオーディオ信号の音質が低域除去によって劣化するのを抑制することができる。従って、伝送ラインを介してスピーカに伝送する際の音質劣化を抑制することができる。また、音質を劣化させることなく低域の周波数成分を除去できるので、その様な周波数成分の除去帯域を高音側に広くすることによって、音質を劣化させることなく、スイッチングアンプを小型化することができ、装置の小型化を実現することができる。   According to the audio amplifying device of the present invention, since the audio composite signal is switched and amplified and supplied to the transmission line, the harmonic signal corresponding to the low frequency component removed from the audio signal before the switching amplification is output from the speaker. Can be output. At that time, even if the audio signal output from the speaker does not contain the fundamental frequency component, if the harmonic signal is included, the fundamental tone is also perceived when a person hears the output sound. It is possible to suppress deterioration of the sound quality of the audio signal output from the speaker due to the low frequency band removal. Therefore, it is possible to suppress deterioration in sound quality when transmitting to the speaker via the transmission line. In addition, since low frequency components can be removed without degrading sound quality, the switching amplifier can be downsized without degrading sound quality by widening the removal band of such frequency components to the high sound side. And downsizing of the apparatus can be realized.

実施の形態1.
<拡声システム>
図1は、本発明の実施の形態1によるオーディオ用増幅装置2を含む拡声システム100の概略構成の一例を示したシステム図である。この拡声システム100は、音源装置1、オーディオ用増幅装置2、出力トランス3、伝送ライン4及び音声出力ユニット5によって構成される。
Embodiment 1 FIG.
<Sound system>
FIG. 1 is a system diagram showing an example of a schematic configuration of a loudspeaker system 100 including an audio amplifying apparatus 2 according to Embodiment 1 of the present invention. The loudspeaker system 100 includes a sound source device 1, an audio amplifying device 2, an output transformer 3, a transmission line 4, and an audio output unit 5.

音源装置1は、可聴周波数からなるオーディオ信号を生成する装置、例えば、20Hz〜20kHzの周波数成分を含むアナログオーディオ信号を生成するマイクロホンや録音再生装置である。この音源装置1で生成されたオーディオ信号は、オーディオ用増幅装置2において増幅された後、出力トランス3において昇圧され、伝送ライン4を介して音声出力ユニット5に供給される。   The sound source device 1 is a device that generates an audio signal having an audible frequency, for example, a microphone or a recording / reproducing device that generates an analog audio signal including a frequency component of 20 Hz to 20 kHz. The audio signal generated by the sound source device 1 is amplified by the audio amplifying device 2, boosted by the output transformer 3, and supplied to the audio output unit 5 through the transmission line 4.

伝送ライン4は、2本の配線ケーブルからなる伝送線路であり、複数の音声出力ユニット5が接続されている。   The transmission line 4 is a transmission line composed of two wiring cables, and a plurality of audio output units 5 are connected thereto.

出力トランス3は、1次側にオーディオ用増幅装置2が接続され、2次側に伝送ライン4を介して音声出力ユニット5が接続された絶縁トランスである。この場合、オーディオ用増幅装置2において増幅されたオーディオ増幅信号は、出力トランス3において、例えば、昇圧され、高電圧のオーディオ伝送信号として伝送ライン4へ送出される。オーディオ伝送信号としては、実効電圧100Vの信号を用いることができる。   The output transformer 3 is an insulating transformer in which the audio amplifying device 2 is connected to the primary side and the audio output unit 5 is connected to the secondary side via the transmission line 4. In this case, the audio amplified signal amplified in the audio amplifying device 2 is boosted, for example, in the output transformer 3 and sent to the transmission line 4 as a high-voltage audio transmission signal. As the audio transmission signal, a signal having an effective voltage of 100 V can be used.

音声出力ユニット5は、マッチングトランス6及びスピーカ7からなるハイインピーダンス用の拡声装置である。マッチングトランス6は、伝送ライン4を介してオーディオ用増幅装置2からハイインピーダンス伝送された信号出力を降圧してスピーカ7に入力する降圧トランスである。スピーカ7は、伝送ライン4に並列に接続されている。つまり、オーディオ用増幅装置2とスピーカ7との間の伝送ライン4上には、絶縁用の出力トランス3と、降圧用のマッチングトランス6とが配置されている。   The audio output unit 5 is a high impedance loudspeaker device including a matching transformer 6 and a speaker 7. The matching transformer 6 is a step-down transformer that steps down the signal output transmitted from the audio amplifying apparatus 2 through the transmission line 4 and inputs the signal output to the speaker 7. The speaker 7 is connected to the transmission line 4 in parallel. That is, on the transmission line 4 between the audio amplifying device 2 and the speaker 7, the insulating output transformer 3 and the step-down matching transformer 6 are arranged.

伝送ライン4に送出されたオーディオ信号は、伝送ライン4上のスピーカ7に供給され、各スピーカ7から同一音声が出力される。   The audio signal sent to the transmission line 4 is supplied to the speaker 7 on the transmission line 4, and the same sound is output from each speaker 7.

スピーカ7は、入力インピーダンスが4〜8Ω程度であるのに対し、音声出力ユニット5は、マッチングトランス6の介在によって入力インピーダンスが高くなっており、例えば、1kΩ以上の入力インピーダンスを有する場合もある。   The speaker 7 has an input impedance of about 4 to 8Ω, whereas the audio output unit 5 has a high input impedance due to the interposition of the matching transformer 6, and may have an input impedance of 1 kΩ or more, for example.

この拡声システム100では、オーディオ用増幅装置2から出力されるオーディオ増幅信号をより高電圧の信号に変換して伝送している。このような伝送方式は、ハイインピーダンス伝送と呼ばれている。ハイインピーダンス伝送では、オーディオ信号をそのまま伝送する場合に比べて、伝送損失を小さくすることができる。例えば、空港、学校、ショッピングモールなどの大規模施設の構内放送システムの場合、伝送ライン4の長さが数kmにも達し、その伝送損失を無視することができない。ハイインピーダンス伝送は、このような大規模施設の拡声システムの伝送方式として好適である。   In this loudspeaker system 100, the audio amplified signal output from the audio amplifying device 2 is converted into a higher voltage signal and transmitted. Such a transmission method is called high impedance transmission. In high impedance transmission, transmission loss can be reduced as compared with the case of transmitting an audio signal as it is. For example, in the case of a local broadcasting system of a large-scale facility such as an airport, a school, or a shopping mall, the length of the transmission line 4 reaches several kilometers, and the transmission loss cannot be ignored. High impedance transmission is suitable as a transmission system for such a large-scale facility loudspeaker system.

また、ハイインピーダンス伝送で用いられる音声出力ユニット5は、その入力インピーダンスが高いため、同一の伝送ライン4に多くの音声出力ユニット5を並列接続することができる。   Moreover, since the audio output unit 5 used for high impedance transmission has a high input impedance, many audio output units 5 can be connected in parallel to the same transmission line 4.

さらに、出力トランス3として絶縁トランスを用いれば、オーディオ用増幅装置2及び音声出力ユニット5を電気的に絶縁することができる。このため、出力トランス3及び音声出力ユニット5間で伝送ライン4の地絡や、伝送ライン4への落雷などが発生しても、オーディオ用増幅装置2はその影響を受けにくく、伝送ライン4が屋外に敷設される拡声システムに好適である。   Furthermore, if an insulating transformer is used as the output transformer 3, the audio amplifying device 2 and the audio output unit 5 can be electrically insulated. For this reason, even if a ground fault of the transmission line 4 or a lightning strike to the transmission line 4 occurs between the output transformer 3 and the audio output unit 5, the audio amplifying device 2 is not easily affected by the transmission line 4. It is suitable for a loudspeaker system laid outdoors.

<オーディオ用増幅装置>
図2は、図1の拡声システム100におけるオーディオ用増幅装置2の一構成例を示したブロック図である。このオーディオ用増幅装置2は、入力端子10、ローカットフィルタ11、倍音生成部12、合成信号生成部13、パルス変調部14、スイッチングアンプ15a、ローパスフィルタ16及び出力端子17により構成される。
<Amplifier for audio>
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example of the audio amplifying apparatus 2 in the loudspeaker system 100 of FIG. The audio amplifying apparatus 2 includes an input terminal 10, a low cut filter 11, a harmonic overtone generator 12, a synthesized signal generator 13, a pulse modulator 14, a switching amplifier 15 a, a low pass filter 16, and an output terminal 17.

音源装置1で生成されたオーディオ信号は、入力端子10を介して入力され、スイッチングアンプ15aによって増幅された後、出力端子17から出力トランス3へ出力される。   The audio signal generated by the sound source device 1 is input via the input terminal 10, amplified by the switching amplifier 15 a, and then output from the output terminal 17 to the output transformer 3.

ローカットフィルタ11は、伝送ライン4上のトランスが飽和するのを防止するための帯域制限手段であり、入力端子10に入力されたオーディオ信号について、所定の周波数よりも低い周波数成分を除去し、高い周波数成分をそのまま通過させるハイパスフィルタとなっている。このローカットフィルタ11のカットオフ周波数は、伝送ライン4上のトランスのカットオフ周波数よりも高い場合と、低い場合とが考えられるが、ここでは、両カットオフ周波数が概ね一致しているものとする。すなわち、このローカットフィルタ11では、伝送ライン4上のトランスのカットオフ周波数よりも低い周波数成分をオーディオ信号から全て除去するとともに、高い周波数成分をそのまま通過させる動作が行われる。   The low cut filter 11 is a band limiting unit for preventing the transformer on the transmission line 4 from being saturated, removes a frequency component lower than a predetermined frequency from the audio signal input to the input terminal 10 and is high. This is a high-pass filter that passes the frequency component as it is. The cut-off frequency of the low cut filter 11 may be higher or lower than the cut-off frequency of the transformer on the transmission line 4. Here, it is assumed that both the cut-off frequencies substantially coincide with each other. . That is, the low cut filter 11 performs an operation of removing all frequency components lower than the cutoff frequency of the transformer on the transmission line 4 from the audio signal and passing the high frequency components as they are.

また、このローカットフィルタ11のカットオフ周波数は、出力トランス3のカットオフ周波数及びマッチングトランス6のカットオフ周波数のうち、最も高いカットオフ周波数に応じて、定められる。すなわち、このローカットフィルタ11では、出力トランス3のカットオフ周波数及びマッチングトランス6のカットオフ周波数のうち、最も高いカットオフ周波数よりも低く、最も低いカットオフ周波数よりも高い周波数成分もオーディオ信号から除去される。   The cut-off frequency of the low cut filter 11 is determined according to the highest cut-off frequency among the cut-off frequency of the output transformer 3 and the cut-off frequency of the matching transformer 6. That is, in the low cut filter 11, the frequency component lower than the highest cutoff frequency and higher than the lowest cutoff frequency among the cutoff frequency of the output transformer 3 and the cutoff frequency of the matching transformer 6 is also removed from the audio signal. Is done.

ローカットフィルタ11によって通過帯域が制限されたオーディオ信号は、合成信号生成部13へ出力される。   The audio signal whose pass band is limited by the low cut filter 11 is output to the synthesized signal generation unit 13.

倍音生成部12は、聴覚におけるミッシングファンダメンタル現象を利用するために、入力端子10に入力されたオーディオ信号に基づいて倍音信号を生成し、合成信号生成部13へ出力する動作を行っている。ミッシングファンダメンタル現象とは、スピーカ7から出力されるオーディオ信号に基音となる周波数成分が含まれていなくても、その倍音が含まれていれば、人が出力音を聞いた際に基音も知覚されるという知覚現象のことである。   The harmonic generation unit 12 performs an operation of generating a harmonic signal based on the audio signal input to the input terminal 10 and outputting it to the synthesized signal generation unit 13 in order to use the missing fundamental phenomenon in hearing. The missing fundamental phenomenon means that even if the audio signal output from the speaker 7 does not contain a frequency component that is a fundamental tone, if the harmonic component is contained, the fundamental tone is also perceived when a person hears the output tone. It is a perception phenomenon.

具体的には、ローカットフィルタ11によって除去される周波数成分をオーディオ信号から基音として抽出し、周波数が基音の2以上の整数倍からなる音声信号として倍音信号を生成する動作が行われる。   Specifically, the frequency component removed by the low cut filter 11 is extracted as a fundamental tone from the audio signal, and an operation of generating a harmonic signal as an audio signal whose frequency is an integer multiple of 2 or more of the fundamental tone is performed.

倍音生成部12によって生成される倍音信号には、ローカットフィルタ11が低域除去する際のカットオフ周波数よりも低い周波数成分を含む場合が考えられるが、ここでは、その様な周波数成分は、ハイパスフィルタによって除去してから出力されるものとする。   The harmonic signal generated by the harmonic generation unit 12 may include a frequency component lower than the cutoff frequency when the low-cut filter 11 removes the low frequency band. Here, such a frequency component is a high-pass signal. It is assumed that it is output after being removed by a filter.

合成信号生成部13は、ローカットフィルタ11による低域除去後のオーディオ信号と、倍音生成部12によって生成された倍音信号とを合成してオーディオ合成信号を生成し、パルス変調部14へ出力する動作を行っている。   The synthesized signal generating unit 13 generates an audio synthesized signal by synthesizing the audio signal after the low frequency band is removed by the low cut filter 11 and the harmonic signal generated by the harmonic generating unit 12, and outputs the synthesized signal to the pulse modulating unit 14. It is carried out.

パルス変調部14は、合成信号生成部13からのオーディオ合成信号に基づいて、パルス変調信号を生成し、スイッチングアンプ15aへ出力する動作を行っている。例えば、入力されたオーディオ信号をPWM(Pulse Width Modulation:パルス幅変調)信号に変換して出力される。   The pulse modulation unit 14 generates a pulse modulation signal based on the audio synthesis signal from the synthesis signal generation unit 13 and outputs it to the switching amplifier 15a. For example, the input audio signal is converted into a PWM (Pulse Width Modulation) signal and output.

スイッチングアンプ15aは、パルス変調部14から供給されるパルス変調信号に基づいて、オーディオ合成信号をスイッチング増幅し、オーディオ増幅信号として伝送ライン4に供給するD級増幅器である。オーディオ増幅信号は、ローパスフィルタ16を介して出力端子17に供給され、出力トランス3へ出力される。   The switching amplifier 15 a is a class D amplifier that performs switching amplification of the audio composite signal based on the pulse modulation signal supplied from the pulse modulation unit 14 and supplies the audio synthesis signal to the transmission line 4 as an audio amplification signal. The audio amplification signal is supplied to the output terminal 17 via the low-pass filter 16 and output to the output transformer 3.

D級増幅では、オーディオ合成信号によって音声変調されたパルス信号に基づいて、MOS−FETなどの半導体スイッチング素子を高速にスイッチング動作させることにより、オーディオ合成信号が電力増幅される。   In the class D amplification, the audio composite signal is power-amplified by switching a semiconductor switching element such as a MOS-FET at high speed based on the pulse signal that is voice-modulated by the audio composite signal.

ローパスフィルタ16は、コイル及びコンデンサーからなる高調波除去用の帯域制限手段であり、スイッチングアンプ15aの出力について、所定の周波数よりも高い周波数成分を除去して出力している。   The low-pass filter 16 is a band limiting means for removing harmonics composed of a coil and a capacitor, and outputs a frequency component higher than a predetermined frequency from the output of the switching amplifier 15a.

<出力トランスの周波数特性>
図3は、図1の拡声システム100における出力トランス3の周波数特性A1の一例を示した図である。出力トランス3としては、可聴帯域内における特定の周波数fa、例えば、fa=1kHz付近の周波数成分に対して、一定のインピーダンス(入力インピーダンス)zを有するトランスが用いられる。
<Frequency characteristics of output transformer>
FIG. 3 is a diagram showing an example of the frequency characteristic A1 of the output transformer 3 in the loudspeaker system 100 of FIG. The output transformer 3, a specific frequency fa in the audible band, for example, with respect to the frequency components near fa = 1 kHz, the transformer is used with a constant impedance (input impedance) z 1.

一般に、トランスは、周波数faよりも周波数が高くなるほど、インピーダンスも大きくなる。一方、周波数faよりも周波数が低くなるほど、インピーダンスも小さくなり、ゲインが下がる性質を有している。周波数ゼロでは、インピーダンスもゼロに限りなく近づく。   Generally, the transformer has a higher impedance as the frequency becomes higher than the frequency fa. On the other hand, as the frequency becomes lower than the frequency fa, the impedance becomes smaller and the gain decreases. At zero frequency, the impedance approaches zero as much as possible.

出力トランス3のカットオフ周波数fcは、この様なトランスの性質に基づいて、周波数faよりも低い周波数域内に定められる。例えば、カットオフ周波数fcは、ゲインが周波数faに比べて3dB程度低下する周波数として、50〜100Hz程度に定められる。   The cut-off frequency fc of the output transformer 3 is determined within a frequency range lower than the frequency fa based on such a property of the transformer. For example, the cut-off frequency fc is set to about 50 to 100 Hz as a frequency at which the gain is reduced by about 3 dB compared to the frequency fa.

一般に、出力トランス3は、カットオフ周波数fcよりも低い周波数成分を含むオーディオ信号が入力されると、飽和し、スイッチングアンプ15aに過電流が流れることとなる。このため、拡声システム100には、低域除去用のローカットフィルタ11が設けられているが、オーディオ信号からカットオフ周波数fcよりも低い周波数成分が除去されることから、ローカットフィルタ11を設けない場合に比べて音質が劣化することとなる。そこで、より低域の周波数成分も減衰させずに2次側へ伝送するために、トランスのコアを大きくしてカットオフ周波数を低くすることが考えられる。しかしながら、この方法では、トランスが巨大化し、製造コストが増大してしまう。   In general, when an audio signal including a frequency component lower than the cutoff frequency fc is input to the output transformer 3, the output transformer 3 is saturated and an overcurrent flows through the switching amplifier 15a. For this reason, the low-frequency filter 100 is provided with the low cut filter 11 in the loudspeaker system 100. However, since the frequency component lower than the cutoff frequency fc is removed from the audio signal, the low cut filter 11 is not provided. The sound quality will deteriorate compared to Therefore, in order to transmit the lower frequency components to the secondary side without being attenuated, it is conceivable to increase the core of the transformer to lower the cutoff frequency. However, with this method, the transformer becomes enormous and the manufacturing cost increases.

これに対し、本実施の形態では、オーディオ信号から除去される周波数成分に対応して倍音信号を生成し、この倍音信号と低域除去後のオーディオ信号とを合成したオーディオ合成信号をスイッチング増幅させることによって、トランスが飽和するのを防止しつつ、音質劣化の抑制を図っている。   On the other hand, in the present embodiment, a harmonic signal is generated corresponding to the frequency component removed from the audio signal, and an audio synthesized signal obtained by synthesizing the harmonic signal and the audio signal after the low frequency band is switched and amplified. This prevents the transformer from being saturated and suppresses the deterioration of sound quality.

<ミッシングファンダメンタル現象>
図4(a)及び(b)は、図1の拡声システム100における動作の一例を示した図であり、オーディオ信号の周波数特性が示されている。図4(a)には、横軸を周波数f(Hz)、縦軸を信号強度として、マイクロホンで集音されたオーディオ信号の強度が周波数成分f〜fについてそれぞれ示されている。図4(b)には、カットオフ周波数fcよりも低い周波数成分f1を除去するとともに、除去帯域内の周波数成分fを基音とする倍音成分f〜fが付加されたオーディオ信号が示されている。
<Missing fundamental phenomenon>
FIGS. 4A and 4B are diagrams showing an example of the operation in the loudspeaker system 100 of FIG. 1, and the frequency characteristics of the audio signal are shown. In FIG. 4A, the horizontal axis represents the frequency f (Hz) and the vertical axis represents the signal intensity, and the intensity of the audio signal collected by the microphone is shown for the frequency components f 1 to f 4 . FIG. 4B shows an audio signal in which a frequency component f1 lower than the cut-off frequency fc is removed and overtone components f 2 to f 4 based on the frequency component f 1 in the removal band are added. Has been.

一般に、自然界で発生する音には、その倍音成分が含まれている。例えば、周波数成分f=50Hzを基音とすれば、周波数が基音の2倍(100Hz)からなる2倍音成分f、3倍(150Hz)からなる3倍音声分f、4倍(200Hz)からなる4倍音成分fなどが含まれている。 In general, a sound generated in nature includes its overtone component. For example, assuming that the frequency component f 1 = 50 Hz is a fundamental tone, the frequency is a second harmonic component f 2 consisting of twice the fundamental tone (100 Hz), a triple voice component f 3 consisting of 3 times (150 Hz), f 3 , and 4 times (200 Hz). such as 4 harmonics f 4 consisting contains.

このため、人は、仮に、基音成分fがオーディオ信号に含まれていなかったり、成分を減らしたとしても、複数の倍音成分f〜fが含まれていれば、この様な音を聞いた際に、基音も知覚するというのがミッシングファンダメンタル現象である。 For this reason, even if the fundamental component f 1 is not included in the audio signal, or if the component is reduced, a person can generate such a sound if a plurality of overtone components f 2 to f 4 are included. It is the missing fundamental phenomenon that the fundamental tone is also perceived when listening.

本実施の形態では、ローカットフィルタ11によってオーディオ信号から除去される周波数成分に対応して倍音信号を生成し、この倍音信号を低域除去後のオーディオ信号に付加することによって、スピーカ7から出力されるオーディオ信号の音質が低域除去によって劣化するのを防止している。   In the present embodiment, a harmonic overtone signal is generated corresponding to the frequency component removed from the audio signal by the low cut filter 11, and the harmonic overtone signal is output from the speaker 7 by adding it to the audio signal after the low frequency band is removed. This prevents the sound quality of the audio signal from deteriorating due to low frequency band removal.

<スイッチングアンプの回路構成>
図5は、図2のオーディオ用増幅装置2の構成例を示した回路図であり、ハーフブリッジ型のスイッチングアンプ15aが示されている。このスイッチングアンプ15aは、直流電源+Vccから電圧が印加されるコンデンサーC1及びトランジスタT1と、+Vccとは逆極性の直流電源−Vccから電圧が印加されるコンデンサーC2及びトランジスタT2と、トランジスタT1及びT2を駆動するゲート駆動回路22とによって構成される。
<Circuit configuration of switching amplifier>
FIG. 5 is a circuit diagram showing a configuration example of the audio amplifying device 2 of FIG. 2, and shows a half-bridge type switching amplifier 15a. The switching amplifier 15a includes a capacitor C1 and a transistor T1 to which a voltage is applied from a DC power source + Vcc, a capacitor C2 and a transistor T2 to which a voltage is applied from a DC power source −Vcc having a polarity opposite to + Vcc, and transistors T1 and T2. And a gate drive circuit 22 to be driven.

パルス変調部14から入力端子21に入力されたパルス変調信号は、ゲート駆動回路22に供給される。ゲート駆動回路22は、このパルス変調信号に基づいてトランジスタT1及びT2を制御し、各トランジスタT1,T2のゲートを交互にオンすることによって、出力端子23から電力増幅後のオーディオ増幅信号が出力される。   The pulse modulation signal input from the pulse modulation unit 14 to the input terminal 21 is supplied to the gate drive circuit 22. The gate drive circuit 22 controls the transistors T1 and T2 based on the pulse modulation signal, and alternately turns on the gates of the transistors T1 and T2, thereby outputting an amplified audio signal from the output terminal 23. The

トランジスタT1及びT2は、いずれもMOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor:金属酸化物による電界効果トランジスタ)であり、ここでは、nチャネルMOSFETが用いられている。   The transistors T1 and T2 are both MOSFETs (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistors), and here, n-channel MOSFETs are used.

トランジスタT1は、ソース電極が直流電源+Vccに接続され、ドレイン電極が出力端子23に接続されている。トランジスタT2は、ソース電極が出力端子23に接続され、ドレイン電極が直流電源−Vccに接続されている。   The transistor T1 has a source electrode connected to the DC power source + Vcc and a drain electrode connected to the output terminal 23. The transistor T2 has a source electrode connected to the output terminal 23 and a drain electrode connected to the DC power source -Vcc.

図6は、図2のオーディオ用増幅装置2の他の構成例を示した回路図であり、フルブリッジ型のスイッチングアンプ15bが示されている。このスイッチングアンプ15bは、直流電源Vccから電圧が印加されるコンデンサーC及びブリッジ回路と、ブリッジ回路内のトランジスタT11及びT22を駆動するゲート駆動回路22aと、ブリッジ回路内のトランジスタT12及びT21を駆動するゲート駆動回路22bとによって構成される。   FIG. 6 is a circuit diagram showing another configuration example of the audio amplifying device 2 of FIG. 2, in which a full-bridge type switching amplifier 15b is shown. The switching amplifier 15b drives a capacitor C and a bridge circuit to which a voltage is applied from the DC power supply Vcc, a gate drive circuit 22a that drives the transistors T11 and T22 in the bridge circuit, and transistors T12 and T21 in the bridge circuit. And a gate drive circuit 22b.

パルス変調部14から入力端子21に入力されたパルス変調信号は、ゲート駆動回路22a及び22bに供給される。ゲート駆動回路22aは、このパルス変調信号に基づいてトランジスタT11及びT22を制御し、各トランジスタT11,T22のゲートを交互にオンする。また、ゲート駆動回路22bは、パルス変調信号に基づいてトランジスタT12及びT21を制御し、各トランジスタT12,T21のゲートを交互にオンする。   The pulse modulation signal input from the pulse modulation unit 14 to the input terminal 21 is supplied to the gate drive circuits 22a and 22b. The gate drive circuit 22a controls the transistors T11 and T22 based on this pulse modulation signal, and turns on the gates of the transistors T11 and T22 alternately. The gate drive circuit 22b controls the transistors T12 and T21 based on the pulse modulation signal, and turns on the gates of the transistors T12 and T21 alternately.

ゲート駆動回路22a,22bが互いに同期してトランジスタT11〜T22をオンすることによって、出力端子23から電力増幅後のオーディオ増幅信号が出力される。例えば、トランジスタT11及びT12と、トランジスタT21及びT22とが交互にオンされる。   The gate drive circuits 22a and 22b turn on the transistors T11 to T22 in synchronization with each other, so that an audio amplified signal after power amplification is output from the output terminal 23. For example, the transistors T11 and T12 and the transistors T21 and T22 are alternately turned on.

一般に、スイッチングアンプ15a,15bを用いたオーディオ信号の増幅では、ローパスフィルタ16内のコイル、出力トランス3、音声出力ユニット5内のマッチングトランス6及びスピーカ7などからの回生電流によって、コンデンサーC1,C2,Cが過充電されるいわゆる電源パンピング現象が発生する。コンデンサーの過充電は、低域の周波数成分ほど一方のスイッチング素子がオンしている時間が長くなることから、その度合いも大きくなる。このため、音質を良くするためにより低域の周波数成分を含むオーディオ信号を増幅させようとすると、ローカットフィルタ11における周波数成分の通過帯域を低音側に広くしてスイッチングアンプ内のコンデンサーの容量を増やさなければならなかった。   In general, in audio signal amplification using the switching amplifiers 15a and 15b, capacitors C1 and C2 are generated by regenerative currents from the coil in the low-pass filter 16, the output transformer 3, the matching transformer 6 in the audio output unit 5, the speaker 7, and the like. , C is overcharged, so-called power pumping phenomenon occurs. The degree of overcharging of the capacitor is increased because the frequency component in the lower frequency range is longer for one switching element to be on. For this reason, if an audio signal including a lower frequency component is to be amplified in order to improve the sound quality, the pass band of the frequency component in the low cut filter 11 is widened to the lower sound side and the capacity of the capacitor in the switching amplifier is increased. I had to.

これに対して、本実施の形態では、音質を劣化させることなく低域の周波数成分を除去できるので、スイッチングアンプ内のコンデンサーの容量を増大させることなく、音質を向上させることができる。従って、従来よりもスイッチングアンプを小型化することができる。   On the other hand, in this embodiment, since the low frequency component can be removed without deteriorating the sound quality, the sound quality can be improved without increasing the capacity of the capacitor in the switching amplifier. Therefore, the switching amplifier can be made smaller than before.

ハーフブリッジ型のスイッチングアンプ15aは、フルブリッジ型のスイッチングアンプ15bに比べて、過充電防止のためにコンデンサーの容量を大きくする必要があるが、トランジスタの数を少なくすることができる。従って、同じ周波数特性であれば、ハーフブリッジ型のスイッチングアンプ15aの方が、フルブリッジ型よりも小型化及び低コスト化することができる。なお、フルブリッジ型のスイッチングアンプ15bでは、単一電源なので、回生電流はすぐに消費され、ハーフブリッジ型のような片側過充電は起こりにくい。   The half-bridge type switching amplifier 15a needs to increase the capacity of the capacitor to prevent overcharge as compared with the full-bridge type switching amplifier 15b, but the number of transistors can be reduced. Therefore, if the frequency characteristics are the same, the half-bridge type switching amplifier 15a can be reduced in size and cost than the full-bridge type. In the full bridge type switching amplifier 15b, since it is a single power source, the regenerative current is consumed immediately, and one-side overcharge unlike the half bridge type is unlikely to occur.

本実施の形態によれば、伝送ライン4上の出力トランス3のカットオフ周波数fcよりも低い周波数成分を除去したオーディオ信号がスイッチング増幅されて伝送ライン4に供給されるので、出力トランス3が飽和するのを防止することができる。その際、オーディオ信号から除去される周波数成分に対応して倍音信号が生成され、この倍音信号と低域除去後のオーディオ信号とを合成したオーディオ合成信号がスイッチング増幅される。   According to the present embodiment, since the audio signal from which the frequency component lower than the cutoff frequency fc of the output transformer 3 on the transmission line 4 is removed is amplified by switching and supplied to the transmission line 4, the output transformer 3 is saturated. Can be prevented. At that time, a harmonic signal is generated corresponding to the frequency component removed from the audio signal, and an audio synthesis signal obtained by synthesizing the harmonic signal and the audio signal after the low frequency band is switched and amplified.

この様に構成することにより、倍音信号及び低域除去後のオーディオ信号を合成したオーディオ合成信号がスイッチング増幅されて伝送ライン4に供給されるので、スイッチング増幅前にオーディオ信号から除去された低域の周波数成分に対応する倍音信号をスピーカ7から出力することができる。その際、スピーカ7から出力されるオーディオ信号に基音となる周波数成分が含まれていなくても、その倍音が含まれていれば、人が出力音を聞いた際に基音も知覚されるので、スピーカ7から出力されるオーディオ信号の音質が低域除去によって劣化するのを抑制することができる。   With this configuration, an audio synthesis signal obtained by synthesizing the overtone signal and the audio signal after low-frequency band removal is switching-amplified and supplied to the transmission line 4, so that the low-frequency band removed from the audio signal before switching amplification. Overtone signals corresponding to the frequency components of can be output from the speaker 7. At that time, even if the audio signal output from the speaker 7 does not include a frequency component serving as a fundamental tone, if the harmonic component is included, the fundamental tone is also perceived when a person listens to the output sound. It is possible to suppress deterioration of the sound quality of the audio signal output from the speaker 7 due to the low-frequency removal.

また、音質を劣化させることなく低域の周波数成分を除去できるので、その様な周波数成分の除去帯域を高音側に広くすることによって、音質を劣化させることなく、スイッチングアンプ15a,15bを小型化することができる。   Further, since low frequency components can be removed without deteriorating sound quality, the switching amplifiers 15a and 15b can be downsized without degrading sound quality by widening the removal band of such frequency components to the high sound side. can do.

実施の形態2.
実施の形態1では、オーディオ信号を増幅して複数のスピーカ7にハイインピーダンス伝送する際の音質劣化を抑制する場合の例について説明した。これに対し、本実施の形態では、ハイインピーダンス伝送とローインピーダンス伝送とが切替可能なオーディオ用増幅装置について説明する。
Embodiment 2. FIG.
In the first embodiment, the example in which the audio quality is amplified and transmitted to the plurality of speakers 7 at high impedance and the deterioration of sound quality is suppressed has been described. On the other hand, in the present embodiment, an audio amplifying apparatus capable of switching between high impedance transmission and low impedance transmission will be described.

図7は、本発明の実施の形態2によるオーディオ用増幅装置30の一構成例を示したブロック図である。このオーディオ用増幅装置30は、図2のオーディオ用増幅装置2と比較すれば、操作部31、伝送モード切替部32及びリレースイッチ33を備えている点で異なる。   FIG. 7 is a block diagram showing a configuration example of the audio amplifying apparatus 30 according to the second embodiment of the present invention. The audio amplifying device 30 is different from the audio amplifying device 2 of FIG. 2 in that an operating unit 31, a transmission mode switching unit 32, and a relay switch 33 are provided.

伝送モード切替部32は、操作部31からの入力信号に基づいて、リレースイッチ33、パルス変調部14及びスイッチングアンプ34を制御し、ハイインピーダンス伝送と、ローインピーダンス伝送とのいずれかに動作モードを切り替える動作を行っている。   The transmission mode switching unit 32 controls the relay switch 33, the pulse modulation unit 14, and the switching amplifier 34 based on the input signal from the operation unit 31, and sets the operation mode to either high impedance transmission or low impedance transmission. Switching operation is performed.

リレースイッチ33は、入力端子10に入力されたオーディオ信号をそのままパルス変調部14に伝送するためのスイッチである。   The relay switch 33 is a switch for transmitting the audio signal input to the input terminal 10 to the pulse modulation unit 14 as it is.

パルス変調部14では、伝送モード切替部32によって選択された動作モードに基づいて、ローカットフィルタ11による低域除去前のオーディオ信号からパルス変調信号を生成する動作が行われる。すなわち、ローインピーダンス伝送時には、合成信号生成部13からのオーディオ合成信号に代えて、リレースイッチ33を介して入力端子10から伝送されたオーディオ信号に基づいて、パルス変調信号が生成される。   In the pulse modulation unit 14, based on the operation mode selected by the transmission mode switching unit 32, an operation for generating a pulse modulation signal from the audio signal before the low-frequency removal by the low cut filter 11 is performed. That is, at the time of low impedance transmission, a pulse modulation signal is generated based on the audio signal transmitted from the input terminal 10 via the relay switch 33 instead of the audio synthesis signal from the synthesis signal generation unit 13.

スイッチングアンプ34では、当該パルス変調信号に基づいて、ローカットフィルタ11による低域除去前のオーディオ信号をスッチング増幅して伝送ライン4に供給する動作が行われる。   The switching amplifier 34 performs an operation of switching and amplifying the audio signal before the low-frequency removal by the low cut filter 11 based on the pulse modulation signal and supplying the audio signal to the transmission line 4.

本実施の形態によれば、伝送モード切替部32によって選択された動作モードに応じてパルス変調及びスイッチング増幅が行われるので、オペレータによる操作部31の操作によって動作モードがローインピーダンス伝送からハイインピーダンス伝送に切り替えられた際に、自動的に低域除去させてパルス変調及びスイッチング増幅を行わせることができる。   According to the present embodiment, since pulse modulation and switching amplification are performed according to the operation mode selected by the transmission mode switching unit 32, the operation mode is changed from low impedance transmission to high impedance transmission by the operation of the operation unit 31 by the operator. When the mode is switched to (5), it is possible to automatically remove the low frequency band and perform pulse modulation and switching amplification.

本発明の実施の形態1によるオーディオ用増幅装置2を含む拡声システム100の概略構成の一例を示したシステム図である。1 is a system diagram showing an example of a schematic configuration of a loudspeaker system 100 including an audio amplifying device 2 according to Embodiment 1 of the present invention. 図1の拡声システム100におけるオーディオ用増幅装置2の一構成例を示したブロック図である。It is the block diagram which showed one structural example of the audio amplifier 2 in the loudspeaker system 100 of FIG. 図1の拡声システム100における出力トランス3の周波数特性A1の一例を示した図である。It is the figure which showed an example of the frequency characteristic A1 of the output transformer 3 in the loudspeaker system 100 of FIG. 図1の拡声システム100における動作の一例を示した図であり、オーディオ信号の周波数特性が示されている。It is the figure which showed an example of the operation | movement in the loudspeaker system 100 of FIG. 1, and the frequency characteristic of an audio signal is shown. 図2のオーディオ用増幅装置2の構成例を示した回路図であり、ハーフブリッジ型のスイッチングアンプ15aが示されている。FIG. 3 is a circuit diagram illustrating a configuration example of the audio amplifying device 2 of FIG. 2, in which a half-bridge type switching amplifier 15 a is illustrated. 図2のオーディオ用増幅装置2の他の構成例を示した回路図であり、フルブリッジ型のスイッチングアンプ15bが示されている。FIG. 5 is a circuit diagram showing another configuration example of the audio amplifying device 2 in FIG. 2, in which a full-bridge type switching amplifier 15 b is shown. 本発明の実施の形態2によるオーディオ用増幅装置30の一構成例を示したブロック図である。It is the block diagram which showed the example of 1 structure of the audio amplifier 30 by Embodiment 2 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 音源装置
2 オーディオ用増幅装置
3 出力トランス
4 伝送ライン
5 音声出力ユニット
6 マッチングトランス
7 スピーカ
10 入力端子
11 ローカットフィルタ
12 倍音生成部
13 合成信号生成部
14 パルス変調部
15a スイッチングアンプ
16 ローパスフィルタ
17 出力端子
21 入力端子
22 ゲート駆動回路
23 出力端子
30 オーディオ用増幅装置
31 操作部
32 伝送モード切替部
33 リレースイッチ
C,C1,C2 コンデンサー
T1,T2,T11〜T22 トランジスタ
100 拡声システム
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Sound source device 2 Audio amplifier 3 Output transformer 4 Transmission line 5 Audio output unit 6 Matching transformer 7 Speaker 10 Input terminal 11 Low cut filter 12 Overtone generator 13 Synthetic signal generator 14 Pulse modulator 15a Switching amplifier 16 Low pass filter 17 Output Terminal 21 Input terminal 22 Gate drive circuit 23 Output terminal 30 Audio amplifier 31 Operation unit 32 Transmission mode switching unit 33 Relay switches C, C1, C2 Capacitors T1, T2, T11 to T22 Transistor 100 Loudspeaker system

Claims (3)

オーディオ信号を増幅し、伝送ラインを介してスピーカに伝送するオーディオ用増幅装置において、
上記伝送ライン上のトランスのカットオフ周波数よりも低い周波数成分を上記オーディオ信号から除去する低域除去手段と、
上記低域除去手段によって除去される周波数成分を上記オーディオ信号から基音として抽出し、周波数が上記基音の2以上の整数倍からなる倍音信号を生成する倍音生成手段と、
上記低域除去手段による低域除去後のオーディオ信号及び上記倍音信号を合成してオーディオ合成信号を生成する合成信号生成手段と、
上記オーディオ合成信号に基づいて、パルス変調信号を生成するパルス変調手段と、
上記パルス変調信号に基づいて、上記オーディオ合成信号をスイッチング増幅し、上記伝送ラインに供給するスイッチングアンプとを備えたことを特徴とするオーディオ用増幅装置。
In an audio amplifying apparatus that amplifies an audio signal and transmits it to a speaker via a transmission line,
Low frequency removing means for removing a frequency component lower than the cutoff frequency of the transformer on the transmission line from the audio signal;
Overtone generating means for extracting a frequency component removed by the low frequency removing means as a fundamental sound from the audio signal, and generating a harmonic signal whose frequency is an integer multiple of 2 or more of the fundamental sound;
A synthesized signal generating means for generating an audio synthesized signal by synthesizing the audio signal after the low frequency removal by the low frequency removing means and the harmonic signal;
Pulse modulation means for generating a pulse modulation signal based on the audio synthesis signal;
An audio amplifying apparatus comprising: a switching amplifier that switches and amplifies the audio composite signal based on the pulse modulation signal and supplies the signal to the transmission line.
上記トランスとして、上記スイッチングアンプの出力側に配置される絶縁用の出力トランスと、上記伝送ラインを介して上記スイッチングアンプから伝送された信号出力を降圧して上記スピーカに入力する降圧トランスとが上記伝送ライン上に配置され、
上記低域除去手段が、上記出力トランスのカットオフ周波数及び上記降圧トランスのカットオフ周波数のうち、最も高いカットオフ周波数よりも低く、最も低いカットオフ周波数よりも高い周波数成分もオーディオ信号から除去することを特徴とする請求項1に記載のオーディオ用増幅装置。
The transformer includes an output transformer for insulation disposed on the output side of the switching amplifier, and a step-down transformer that steps down a signal output transmitted from the switching amplifier via the transmission line and inputs the signal output to the speaker. Placed on the transmission line,
The low-frequency removing means removes a frequency component lower than the highest cutoff frequency and higher than the lowest cutoff frequency from the audio signal among the cutoff frequency of the output transformer and the cutoff frequency of the step-down transformer. The audio amplifying device according to claim 1, wherein:
操作部からの入力信号に基づいて、ハイインピーダンス伝送及びローインピーダンス伝送のいずれかに動作モードを切り替える伝送モード切替手段を備え、
上記パルス変調手段が、上記伝送モード切替手段によって選択された動作モードに基づいて、上記低域除去手段による低域除去前のオーディオ信号からパルス変調信号を生成し、
上記スイッチングアンプが、当該パルス変調信号に基づいて、上記低域除去手段による低域除去前のオーディオ信号をスッチング増幅して上記伝送ラインに供給することを特徴とする請求項1に記載のオーディオ用増幅装置。
Based on the input signal from the operation unit, equipped with transmission mode switching means for switching the operation mode to either high impedance transmission or low impedance transmission,
Based on the operation mode selected by the transmission mode switching means, the pulse modulation means generates a pulse modulation signal from the audio signal before the low-frequency removal by the low-frequency removal means,
2. The audio amplifier according to claim 1, wherein the switching amplifier switches and amplifies the audio signal before the low-frequency removal by the low-frequency removal means based on the pulse modulation signal and supplies the signal to the transmission line. Amplification equipment.
JP2008118308A 2008-04-30 2008-04-30 Audio amplifier Active JP5065982B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008118308A JP5065982B2 (en) 2008-04-30 2008-04-30 Audio amplifier

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008118308A JP5065982B2 (en) 2008-04-30 2008-04-30 Audio amplifier

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2009268014A true JP2009268014A (en) 2009-11-12
JP5065982B2 JP5065982B2 (en) 2012-11-07

Family

ID=41393250

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008118308A Active JP5065982B2 (en) 2008-04-30 2008-04-30 Audio amplifier

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5065982B2 (en)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011168202A (en) * 2010-02-19 2011-09-01 Denso Corp Vehicle presence notification device
JP2011207389A (en) * 2010-03-30 2011-10-20 Mazda Motor Corp Sound producing apparatus for vehicle
JP2011527170A (en) * 2008-07-09 2011-10-20 ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング Audio amplifier and method for changing the configuration of an audio amplifier
JP2012158221A (en) * 2011-01-31 2012-08-23 Denso Corp Sound wave generator
WO2013024508A1 (en) * 2011-08-16 2013-02-21 パイオニア株式会社 Audio processing device, playback device, audio processing method, and program
JP2013081096A (en) * 2011-10-04 2013-05-02 Toa Corp Loudspeaker system
KR101619837B1 (en) 2014-11-20 2016-05-11 서용상 a digital power amplifier
WO2017094429A1 (en) * 2015-12-02 2017-06-08 株式会社ソシオネクスト Signal processing device and signal processing method
US20190056353A1 (en) * 2016-05-25 2019-02-21 Wichita State University Hybrid method to synthesize voltage waveforms with non-harmonic profiles

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0823242A (en) * 1994-07-08 1996-01-23 Matsushita Electric Ind Co Ltd Output circuit
JP2001245399A (en) * 2000-03-01 2001-09-07 Rohm Co Ltd Ultralow frequency sound compensation system and acoustic device using it
JP2005236349A (en) * 2004-02-17 2005-09-02 Toa Corp Amplifier
JP2006025043A (en) * 2004-07-06 2006-01-26 Matsushita Electric Ind Co Ltd Amplifying device
JP2006304052A (en) * 2005-04-22 2006-11-02 Alpine Electronics Inc Audio signal control method and device
JP2008022508A (en) * 2006-07-14 2008-01-31 Toa Corp Speaker characteristic correction apparatus for emergency broadcasting equipment
JP2009267616A (en) * 2008-04-23 2009-11-12 Asahi Kasei Electronics Co Ltd Acoustic transducer, and method of manufacturing the same

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0823242A (en) * 1994-07-08 1996-01-23 Matsushita Electric Ind Co Ltd Output circuit
JP2001245399A (en) * 2000-03-01 2001-09-07 Rohm Co Ltd Ultralow frequency sound compensation system and acoustic device using it
JP2005236349A (en) * 2004-02-17 2005-09-02 Toa Corp Amplifier
JP2006025043A (en) * 2004-07-06 2006-01-26 Matsushita Electric Ind Co Ltd Amplifying device
JP2006304052A (en) * 2005-04-22 2006-11-02 Alpine Electronics Inc Audio signal control method and device
JP2008022508A (en) * 2006-07-14 2008-01-31 Toa Corp Speaker characteristic correction apparatus for emergency broadcasting equipment
JP2009267616A (en) * 2008-04-23 2009-11-12 Asahi Kasei Electronics Co Ltd Acoustic transducer, and method of manufacturing the same

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011527170A (en) * 2008-07-09 2011-10-20 ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング Audio amplifier and method for changing the configuration of an audio amplifier
JP2011168202A (en) * 2010-02-19 2011-09-01 Denso Corp Vehicle presence notification device
JP2011207389A (en) * 2010-03-30 2011-10-20 Mazda Motor Corp Sound producing apparatus for vehicle
JP2012158221A (en) * 2011-01-31 2012-08-23 Denso Corp Sound wave generator
WO2013024508A1 (en) * 2011-08-16 2013-02-21 パイオニア株式会社 Audio processing device, playback device, audio processing method, and program
JP2013081096A (en) * 2011-10-04 2013-05-02 Toa Corp Loudspeaker system
KR101619837B1 (en) 2014-11-20 2016-05-11 서용상 a digital power amplifier
WO2017094429A1 (en) * 2015-12-02 2017-06-08 株式会社ソシオネクスト Signal processing device and signal processing method
US10237510B2 (en) 2015-12-02 2019-03-19 Socionext Inc. Signal processing device and signal processing method
US10567697B2 (en) 2015-12-02 2020-02-18 Socionext Inc. Signal processing device and signal processing method
US20190056353A1 (en) * 2016-05-25 2019-02-21 Wichita State University Hybrid method to synthesize voltage waveforms with non-harmonic profiles

Also Published As

Publication number Publication date
JP5065982B2 (en) 2012-11-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5065982B2 (en) Audio amplifier
JP4916637B2 (en) Method and apparatus for obtaining sound directly from a power supply
US9634623B2 (en) Class-D power amplifier
EP2710731B1 (en) Amplifier for electrostatic transducers
US7893764B2 (en) Power amplifier and common mode choke coil apparatus
TW201018082A (en) Audio amplifier and method for reconfiguring an audio amplifier
JP6221023B1 (en) Sound generator
JP2005508105A (en) Electric to acoustic converter
US20080260179A1 (en) Active loudspeaker
US20060077760A1 (en) Sonar transmitter
JP5139014B2 (en) Private broadcasting system
TWI442786B (en) Speaker system and speaker amplifier circuit
JPWO2006049154A1 (en) Digital amplifier device
US20230291374A1 (en) Amplification system and method
JP2018046396A (en) Sound reproduction system and termination processing circuit constituting the same
RU2496254C1 (en) Electric-arc loudspeaker
JP2011071885A (en) Stabilized power supply acoustic output device
US11444577B2 (en) Boost amplifier
KR20050119197A (en) Digital amplifier
WO2022224867A1 (en) Amplifier device, audio device, and method for controlling amplifier device
KR20080080874A (en) Audio power amplifier using virtual ground and method for processing signal therein
US20040013274A1 (en) Circuit for providing a high-voltage audio signal to an electrostatic loudspeaker and method of operating the same
KR100519927B1 (en) Audio reproduction apparatus
JP2008028736A (en) 5loudspeaker driving circuit
Filevski Simple Amplifier for Single Frequency Subwoofer

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20100423

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20110621

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110719

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120117

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120305

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20120724

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20120810

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5065982

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150817

Year of fee payment: 3

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250