JP2010016795A

JP2010016795A - ポップノイズ低減機能を有するオーディオ出力装置

Info

Publication number: JP2010016795A
Application number: JP2009012030A
Authority: JP
Inventors: Chun-Chen Chao; 趙俊誠
Original assignee: Twinhead International Corp
Current assignee: Twinhead International Corp
Priority date: 2008-07-04
Filing date: 2009-01-22
Publication date: 2010-01-21
Also published as: TWI475814B; US20100004936A1; TW201004167A

Abstract

【課題】ポップノイズを低減可能なオーディオ装置を提供する。
【解決手段】オーディオ出力装置は、システム制御部からデジタルオーディオ信号を受信すると共に、当該デジタルオーディオ信号に対応するアナログオーディオ信号をコンデンサを介して増幅器へ出力するオーディオコーデックと、増幅器へ制御信号を出力するためにトリガ信号によってトリガされるスイッチ制御部とを備えている。上記トリガ信号は、ポップノイズに関連した状態が生じている時に、上記システム制御部、上記オーディオコーデック、および電源回路のいずれか１つによって生成され、かつ、上記ポップノイズが生成される前に上記スイッチ制御部に出力される。電源回路は、上記システム制御部、上記オーディオコーデック、上記増幅器、および上記スイッチ制御部に電力を供給する。上記増幅器は、上記スイッチ制御部からの上記制御信号に応じて無効となり、上記ポップノイズを出力しない。
【選択図】図３

Description

発明の詳細な説明

〔関連出願の相互参照〕
この出願は台湾特許第097125242号明細書（２００８年７月４日出願）に基づく優先権を主張するものである。

〔技術分野〕
本発明は、オーディオ出力装置、特に、ポップノイズ低減機能を有するオーディオ出力装置に関するものである。

〔背景技術〕
図１は、米国特許出願公開第2008/0049952号明細書において公開された従来のオーディオ出力装置を示している。この従来のオーディオ出力装置は、デジタルオーディオ信号を受信するとともに処理し、当該デジタルオーディオ信号に対応するアナログオーディオ信号を出力するオーディオコーデック２１を有する。このアナログオーディオ信号は、コンデンサ２２を経てスピーカ２６に出力される。また、前記従来のオーディオ出力装置は、コンデンサ充電器２４を有する。コンデンサ充電器２４はパルス発生器２４１と集積回路２４２とを有し、コンデンサ２２を、スイッチ２５を介して、所定の電位まで滑らかに充電する。スイッチ２５は、コンデンサ充電器２４と、オーディオコーデック２１の出力端子とコンデンサ２２とコンデンサ充電器２４との連結点との間に配置される。制御ユニット２３は、オーディオコーデック２１を作動させる前に、スイッチ２５をオンにしてコンデンサ充電器２４を作動させてコンデンサ２２を充電させる。そして所定の充電時間経過後にスイッチ２５をオフにし、コンデンサ充電器２４の動作を終了させる。

しかしながら、このようなオーディオ出力装置は、オーディオコーデック２１の内部機能の活性化又は非活性化に起因するポップノイズの出力を低減することができない。

図２を参照すると、図示されている他のもう一つの従来のオーディオ出力装置は、システム制御部３１からデジタルオーディオ信号を受信するとともに処理し、当該デジタルオーディオ信号に対応するアナログオーディオ信号を出力するオーディオコーデック３２を有する。このアナログオーディオ信号はコンデンサ３３を経て増幅器３４へ出力される。また、前記他のもう一つの従来のオーディオ出力装置は、制御回路３５を有する。制御回路３５は、制御信号に応じて、タイミングコンデンサ３５１、タイミング抵抗３５２、および二つのトランジスタ３５３，３５４を備え、増幅器３４を非活性化状態、すなわち増幅器に供給される電圧（Ｖ_ＣＣ２）を０の状態にする機能を有する。このようにして、ポップノイズが発生している間は制御回路３５が増幅器３４を非活性化させるので、オーディオコーデック３２の起動に起因するポップノイズは外部オーディオ再生装置（図示せず）へ出力されない。

しかしながら、そのためにトランジスタ３５４には比較的大きな電流が流れることを許容せねばならず、そのことによって、結果としてコストが比較的高くなる。さらに、トランジスタ３５４において電圧降下が生じるため電圧（Ｖ_ＣＣ２）は低下する。一方では、もし増幅器３４がヘッドフォン増幅器である場合、たとえポップノイズが発生している間電圧（Ｖ_ＣＣ２）が０であっても、ポップノイズは、抵抗として機能する増幅器３４を介して、外部オーディオ再生装置へ伝達される。

〔発明の概要〕
したがって、本発明の目的は、上記従来技術の上記問題点を克服できる、ポップノイズを低減可能なオーディオ出力装置を提供することにある。

本発明によれば、オーディオ出力装置は、デジタルオーディオ信号を出力するシステム制御部と、当該システム制御部に結合され、当該システム制御部から上記デジタルオーディオ信号を受信するとともに、当該デジタルオーディオ信号に対応するアナログオーディオ信号を出力するオーディオコーデックと、一端が上記オーディオコーデックに結合されているコンデンサと、入力端子、制御入力端子、および出力端子を有し、当該入力端子が上記コンデンサの他端に結合され、上記コンデンサを介して上記オーディオコーデックから上記アナログオーディオ信号を受信するとともに、上記制御入力端子において受信する制御信号に応じて、上記出力端子における上記アナログオーディオ信号の出力を中止するために無効となる増幅器と、当該増幅器の上記制御入力端子に結合され、上記制御信号を生成するためにトリガ信号によってトリガされ、当該制御信号を上記増幅器の上記制御入力端子に出力するスイッチ制御部と、上記システム制御部、上記オーディオコーデック、上記増幅器、および上記スイッチ制御部に電力を供給する電源回路とを備えている。

上記トリガ信号は、ポップノイズに関連した状態が生じているときに、上記システム制御部、上記オーディオコーデック、および電源回路のいずれか１つによって生成され、かつ、上記ポップノイズが生成される前に上記スイッチ制御部に出力され、上記増幅器は、上記スイッチ制御部からの上記制御信号に応じて無効となり、上記ポップノイズを出力しない。

〔図面の簡単な説明〕
本発明の他の特徴および有利な点は、添付図面を参照した、以下の好ましい実施形態の詳細な説明によって明らかとなるであろう。

図１は、従来のオーディオ出力装置の概略電気回路ブロック図である。

図２は、他の従来のオーディオ出力装置の概略電気回路ブロック図である。

図３は、本発明に係るオーディオ出力装置の好ましい実施形態の概略電気回路ブロック図である。

図４は、好ましい実施形態のスイッチ制御部の概略電気回路ブロック図である。

図５Ｉおよび図５ＩＩは、好ましい実施形態のシステム制御部およびオーディオコーデックへ供給される電気信号のタイミングチャートである。

図５ＩＩＩおよび図５ＩＶは、ポップノイズ、および好ましい実施形態の増幅器の無効期間を示すタイミングチャートである。

図５Ｖは、スイッチ制御部のトリガ信号のタイミングチャートである。

図５ＶＩ、図５ＶＩＩ、および図５ＶＩＩＩは、図４に示すスイッチ制御部のノードＡ，Ｂ，Ｃ／Ｄにおける信号のタイミングチャートである。

図５ＩＸは、好ましい実施形態の増幅器の制御信号のタイミングチャートである。

〔好ましい実施形態の詳細説明〕
図３を参照すると、図示されている本発明に係るオーディオ出力装置の好ましい実施形態は、システム制御部５１、オーディオコーデック５２、コンデンサ５３、増幅器５４、スイッチ制御部５５、電源回路５７、および補助制御部５６を有する。

システム制御部５１は、デジタルオーディオ信号を出力する。

オーディオコーデック５２は、システム制御部５１と結合されており、当該システム制御部５１からデジタルオーディオ信号を受信し、当該デジタルオーディオ信号に対応するアナログオーディオ信号を出力する。

コンデンサ５３の一端５３１は、オーディオコーデック５２に結合されている。

増幅器５４は、コンデンサ５３の一端５３２に結合された入力端子５４１、制御入力端子５４２、及び外部オーディオ再生装置（図示せず）との接続に適合する出力端子５４３を有する。増幅器５４は、コンデンサ５３を介して、オーディオコーデック５２からアナログオーディオ信号を受信する。増幅器５４は、制御入力端子５４２において受信した制御信号に応じて無効となり、出力端子５４３からのアナログオーディオ信号の出力を中止する。また、増幅器５４が無効時、増幅器５４はミュートモードかシャットダウンモードのどちらかで動作する。

スイッチ制御部５５は増幅器５４の制御入力端子５４２に接続される。スイッチ制御部５５は、トリガ信号によってトリガされて制御信号を生成し、この制御信号を増幅器５４の制御入力端子５４２に出力する。

電源回路５７は、システム制御部５１、オーディオコーデック５２、スイッチ制御部５５、および増幅器５４に電力を供給する。本実施形態において、スイッチ回路５８は電源回路５７に接続され、オンモードとオフモードとを切り替えることができる。

補助制御部５６は、本実施形態においては埋め込み型制御部であり、スイッチ制御部５５に結合される。

本実施形態において、オーディオ出力装置は、マイクロソフトウィンドウズ（登録商標）オペレーティングシステムをインストールしたノート型コンピュータである。他の実施形態においては、ＬＩＮＵＸまたはＤＯＳオペレーティングシステムをインストールした、ＰＤＡ、携帯電話機、パーソナルコンピュータ、タブレットＰＣ、もしくはＵＭＰＣが、オーディオ出力装置に成り得る。

こういったオーディオ出力装置に対して、ポップノイズは以下のいずれかが起きた結果発生する：そのオーディオ出力装置を起動；そのオーディオ出力装置をリセット；そのオーディオ出力装置がスタンバイモードに移行（Ｓ３）；そのオーディオ出力装置がそのスタンバイモードから復帰；そのオーディオ出力装置がスリープモードに移行（Ｓ４）；そのオーディオ出力装置がスリープモードから復帰；そのオーディオ出力装置が異常な方法でシャットダウンされた；スイッチ回路５８がオンモードからオフモードへ切り替えられた、もしくはオフモードからオンモードへ切り替えられた；。とりわけ、そのオーディオ出力装置を起動した時、リセットした時、スタンバイモードから復帰した時、およびスリープモードから復帰した時に、オーディオコーデック５２は活性化され、コンデンサ５３は充電される。その後オ−ディオコーデック５２の内部機能が起動された時に、ポップノイズが発生する。一方で、オーディオ出力装置がスタンバイモードに移行した時、スリープモードに移行した時、あるいは異常な方法でシャットダウンされた時、オ−ディオコーデック５２の内部機能は停止し、そしてオーディオコーデック５２が非活性化してコンデンサ５３が放電する。それゆえ、結果としてポップノイズが発生する。

また、トリガ信号は、ポップノイズと関連した状態が起きると、システム制御部５１、オーディオコーデック５２、電源回路５７、および補助制御部５６のうち少なくとも一つによって生成される。そして、トリガ信号はポップノイズが発生する前にスイッチ制御部５５へ出力され、増幅器５４は、スイッチ制御部５５からの制御信号に従って無効となり、ポップノイズを出力することができなくなる。

この実施形態において、理論上、システム制御部５１は以下のいずれか一つが起こるとトリガ信号を出力する：オーディオ出力装置を起動；オーディオ出力装置をリセット；オーディオ出力装置がスタンバイモードから復帰；オーディオ出力装置がスリープモードから復帰。オーディオコーデック５２は以下のいずれか一つが起こるとトリガ信号を出力する：オーディオ出力装置がスタンバイモードに移行；オーディオ出力装置がスリープモードに移行；オーディオ出力装置が異常な方法でシャットダウンされた。電源回路５７は、スイッチ回路５８がオンモードからオフモードへ切り替えられた、もしくはオフモードからオンモードへ切り替えられた時にトリガ信号を出力する。結果として、補助制御部５６は任意選択の構成となる。しかしながら、システム制御部５１、オーディオコーデック５２、および電源回路５７のいずれかが万一トリガ信号をスイッチ制御部５５に供給できない場合（トリガ信号の伝達に好適なピンが使用できない等の理由で）、またはシステム制御部５１、オーディオコーデック５２、および電源回路５７のいずれかが適切なタイミングでトリガ信号を出力することができない場合に、補助制御部５６は、ファームウェアを使う状況が発生した時にトリガ信号をスイッチ制御部５５へ出力する。

さらに図４を参照すると、この実施形態においてスイッチ制御部５５は、７つの抵抗５５０１〜５５０７、５つのトランジスタ５５１１〜５５１５、二つのコンデンサ５５２１〜５５２２、および４つのダイオード５５３１〜５５３４を有する。ここで、抵抗５５０１とトランジスタ５５１１との間にあるノード（Ａ）は、トランジスタ５５１２のゲ−トに結合されている。抵抗５５０３、トランジスタ５５１２、およびコンデンサ５５２１の間にあるノード（Ｂ）は、トランジスタ５５１３のゲートに結合されている。抵抗５５０４とトランジスタ５５１３との間にあるノード（Ｃ）は、ダイオード５５３２、５５３４、５５３３のカソード、抵抗５５０６、およびトランジスタ５５１５のゲートの間にあるノード（Ｄ）に、ダイオード５５３１を介して結合されている。抵抗５５０７、トランジスタ５５１５、およびコンデンサ５５２２の間にあるノード（Ｅ）は、増幅器５４の制御入力端子５４２に結合されている。トランジスタ５５１１のゲートは、システム制御部５１に結合されている。抵抗５５０５とトランジスタ５５１４との間のノード（Ｆ）は、ダイオード５５３２を介してノード（Ｄ）に結合されている。トランジスタ５５１４のゲートは、オーディオコーデック５２に結合されている。ダイオード５５３３のアノードは、電源回路５７に結合されている。ダイオード５５３４のアノードは、補助制御部５６に結合されている。また、抵抗５５０２、５５０３、５５０７およびコンデンサ５５２１、５５２２は、タイミング抵抗およびタイミングコンデンサである。増幅器５４が無効となる期間は、タイミング抵抗およびタイミングコンデンサに応じて決まる。

さらに図５Ｉないし５ＩＸを参照すると、例えば、オーディオ出力装置を起動した時に、図５Ｉに示された電気信号がシステム制御部５１へ供給される。そして、オーディオコーデック５２は、図５ＩＩで示された電気信号によって活性化される。その後、オーディオ出力装置がリセットされるか、スタンバイモード又はスリープモードから復帰した時に、システム制御部５１が、図５Ｖに示すトリガ信号をスイッチ制御部５５へ出力する。この出力は、図５ＩＩＩに示すような、オーディオコーデックの内部機能の活性化に起因するポップノイズが発生する前に行われる。スイッチ制御部５５の動作に関して言えば、ノード（Ａ）における信号は図５ＶＩで示され；ノード（Ｂ）における信号は図５ＶＩＩで示され、ノード（Ｃ／Ｄ）における信号は図５ＶＩＩＩで示され；制御信号、すなわちノード（Ｅ）における信号は、図５ＩＸで示される。その結果、増幅器５４は、スイッチ制御部５５からの制御信号に従って、図５ＩＶで示す期間無効となる。このようにして、ポップノイズは効果的に低減される。

簡単にまとめると、ポップノイズの発生と関連する状態が起こり、システム制御部５１、オーディオコーデック５２、電源回路５７、および補助制御部５６のいずれかによってスイッチ制御部５５へトリガ信号が出力されると、スイッチ制御部５５は、当該トリガ信号に従って、ポップノイズの発生より先に増幅器５４へ制御信号を出力する。そうして、増幅器５４はスイッチ制御部５５からの制御信号に従って無効となり、ポップノイズを出力することができなくなる。こうして、本発明におけるオーディオ出力装置は、増幅器５４の出力端子５４３において出力されるポップノイズの発生を効果的に防ぐことができる。

本発明を、最も実用的かつ好ましいと考えられる実施形態と関連付けて説明してきたが、本発明は開示した実施形態に限定されるのではなく、最も広く解釈した場合の趣旨と範囲に内包される様々な変更を、全てのそのような改作や同様の変更を包含できるよう、その範囲に含むことを意図するものである。

従来のオーディオ出力装置の概略電気回路ブロック図である。他の従来のオーディオ出力装置の概略電気回路ブロック図である。本発明に係るオーディオ出力装置の好ましい実施形態の概略電気回路ブロック図である。好ましい実施形態のスイッチ制御部の概略電気回路ブロック図である。図５Ｉおよび図５ＩＩは、好ましい実施形態のシステム制御部およびオーディオコーデックへ供給される電気信号のタイミングチャートであり、図５ＩＩＩおよび図５ＩＶは、ポップノイズ、および好ましい実施形態の増幅器の無効化期間を示すタイミングチャートであり、図５Ｖは、スイッチ制御部のトリガ信号のタイミングチャートであり、図５ＶＩ、図５ＶＩＩ、および図５ＶＩＩＩは、図４に示すスイッチ制御部のノードＡ，Ｂ，Ｃ／Ｄにおける信号のタイミングチャートであり、図５ＩＸは、好ましい実施形態の増幅器の制御信号のタイミングチャートである。

Claims

デジタルオーディオ信号を出力するシステム制御部（５１）と、
上記システム制御部（５１）に結合され、上記システム制御部（５１）から上記デジタルオーディオ信号を受信するとともに、当該デジタルオーディオ信号に対応するアナログオーディオ信号を出力するオーディオコーデック（５２）と、
一端（５３１）が上記オーディオコーデック（５２）に結合されているコンデンサ（５３）と、
入力端子（５４１）、制御入力端子（５４２）、および出力端子（５４３）を有し、当該入力端子（５４１）が上記コンデンサ（５３）の他端（５３２）に結合され、上記コンデンサ（５３）を介して上記オーディオコーデック（５２）から上記アナログオーディオ信号を受信するとともに、上記制御入力端子（５４２）において受信する制御信号に応じて、上記出力端子（５４３）における上記アナログオーディオ信号の出力を中止するために無効となる増幅器（５４）と、
上記増幅器（５４）の上記制御入力端子（５４２）に結合され、上記制御信号を生成するためにトリガ信号によってトリガされ、当該制御信号を上記増幅器（５４）の上記制御入力端子（５４２）に出力するスイッチ制御部（５５）と、
上記システム制御部（５１）、上記オーディオコーデック（５２）、上記増幅器（５４）、および上記スイッチ制御部（５５）に電力を供給する電源回路（５７）とを備え、
上記トリガ信号は、ポップノイズに関連した状態が生じているときに、上記システム制御部（５１）、上記オーディオコーデック（５２）、および電源回路（５７）のいずれか１つによって生成され、かつ、上記ポップノイズが生成される前に上記スイッチ制御部（５５）に出力され、
上記増幅器（５４）は、上記スイッチ制御部（５５）からの上記制御信号に応じて無効となり、上記ポップノイズを出力しないオーディオ出力装置。
上記スイッチ制御部（５５）は、少なくとも１つのタイミング抵抗（５５０２、５５０３、５５０７）と、少なくとも１つのタイミングコンデンサ（５５２１、５５２２）とを有し、
上記増幅器（５４）は、上記タイミング抵抗（５５０２、５５０３、５５０７）および上記タイミングコンデンサ（５５２１、５５２２）に関連して無効となる請求項１に記載のオーディオ出力装置。
上記増幅器（５４）は、無効となっている間、ミュートモードおよびシャットダウンモードのいずれか１つで動作する請求項１に記載のオーディオ出力装置。
上記ポップノイズに関連した状態が生じているときに上記スイッチ制御部（５５）へ上記トリガ信号を出力する補助制御部（５６）をさらに備えている請求項１に記載のオーディオ出力装置。
上記システム制御部（５１）および上記補助制御部（５６）は、上記オーディオ出力装置が起動された場合、上記オーディオ出力装置がリセットされた場合、上記オーディオ出力装置がスタンバイモードから切り替えられた場合、および上記オーディオ出力装置がスリープモードから切り替えられた場合のいずれか１つの場合に、上記トリガ信号を出力する請求項４に記載のオーディオ出力装置。
上記オーディオコーデック（５２）および上記補助制御部（５６）は、上記オーディオ出力装置がスタンバイモードへ移行した場合、上記オーディオ出力装置がスリープモードへ移行した場合、および上記オーディオ出力装置がシャットダウンモードへ移行した場合のいずれか１つの場合に、上記トリガ信号を出力する請求項４に記載のオーディオ出力装置。
上記電源回路（５７）に結合され、オンモードとオフモードとを切り替えるために上記電源回路（５７）によって制御されるスイッチ回路（５８）をさらに備え、
上記電源回路（５７）および上記補助制御部（５６）は、上記スイッチ回路（５８）が上記オンモードから上記オフモードへ切り替える、もしくは上記オフモードから上記オンモードへ切り替える場合に、上記トリガ信号を出力する請求項４に記載のオーディオ出力装置。
上記スイッチ制御部（５５）は、カソードが互いに結合されており、各アノードが上記システム制御部（５１）、上記オーディオコーデック（５２）、上記補助制御部（５６）、および上記電源回路（５７）のいずれかにそれぞれ結合されている、４つのダイオード（５５３１、５５３２、５５３３、５５３４）を有している請求項４に記載のオーディオ出力装置。
上記補助制御部（５６）は、制御部として組み込まれる請求項４に記載のオーディオ出力装置。