JP2010087939A - デジタルアンプシステム - Google Patents

Abstract

【課題】ＰＷＭ信号入力の帰還方式デジタルアンプを用いたシステムに電子ボリュームを実装する際に発生する小信号領域での精度劣化を低減する。
【解決手段】デジタル信号処理ユニット（１０）、電子ボリューム装置（２０）、及び帰還方式デジタルアンプ（３０）を含んでデジタルアンプシステム（１００）を構成する。上記デジタル信号処理ユニットの後段であって上記帰還方式デジタルアンプの前段に上記電子ボリューム装置を設けることで、小信号領域においても十分な信号再現性が担保できるようになる。しかも、電子ボリューム装置においてはＰＷＭ波の振幅電圧をアナログ的に直接制御することが可能であるため、アナログ処理の電子ボリュームに相当するボリューム特性を得ることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、デジタルアンプの制御技術、特にＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号入力の帰還方式デジタルアンプを用いたシステムに電子ボリュームを実装する際に発生する小信号領域での精度劣化を低減するための技術に関する。

デジタルアンプ技術の分類としては、その入出力波形から、アナログ入力を入力してデジタル信号 (ＰＷＭ波)を出力するタイプ（「アナログ入力デジタルアンプ」と称する）と、デジタル信号(ＰＷＭ波)を入力してデジタル信号（ＰＷＭ波）を出力するタイプ（「ＰＷＭ信号入力デジタルアンプ」と称する）とに大別される。

また、信号処理の形態から、アンプ内にフィードバックループを有するタイプ(「帰還方式デジタルアンプ」と称する)と、アンプ内にフィードバックループを有しないタイプ(「無帰還方式デジタルアンプ」と称する)とに大別されることもある。

従来のデジタルアンプは、アナログ入力の帰還方式デジタルアンプ、及びＰＷＭ信号入力の無帰還方式デジタルアンプが多くの割合を占めてきた。

アナログ入力の帰還方式デジタルアンプにおける長所は、アンプ内に有するフィードバックの効果によってＬＳＩ（Large Scale Integration）の性能ばらつきや外付け部品の性能ばらつきなどに依存せず、高精度な音声出力が可能であることや、アナログ入力であるため、従来のアナログ形式のアンプからの置き換えが容易であることが挙げられる。逆に短所としては、デジタル信号ソースから音声出力までに一旦アナログ信号を介する必要があり、デジタルからデジタルへのダイレクト結線と比べてシステムが複雑になることが挙げられる。

これに対して、ＰＷＭ信号入力の無帰還方式デジタルアンプにおける長所は、デジタル信号ソースから音声出力までアナログ信号を介する必要がないため、音声ＤＳＰ（Digital Signal Processor）などのデジタル信号処理ＬＳＩとデジタルアンプとの間でデジタル対応のダイレクト結線が可能であることが挙げられる。短所としては、フィードバックループを有しないため、ＬＳＩ性能ばらつきや、外付け部品の性能ばらつきに弱く、安定して高精度な音声出力を担保することが非常に難しいことや、従来のアナログ形式のアンプからの置き換えが難しいことが挙げられる。

現在、デジタルアンプ技術は成熟期を向かえ、従来より一歩進んだＰＷＭ信号入力の帰還方式デジタルアンプが主流となりつつある。ＰＷＭ信号入力の帰還方式デジタルアンプは、アナログ入力の帰還方式デジタルアンプの長所と、ＰＷＭ信号入力の無帰還方式デジタルアンプとの長所を併せ持ち、フィードバックの効果により安定で高精度な音声出力を担保し、かつ音声ＤＳＰなどのデジタル信号処理ＬＳＩとデジタルアンプとの間をデジタル対応のダイレクト結線とすることにより、システムの簡素化が実現できる。

ところで、ＰＷＭ信号入力の帰還方式デジタルアンプを用いたシステムでは、アナログ処理の電子ボリュームのような高精度な音量調整機能を実装することができず、デジタル処理の電子ボリュームを音量調整機能の代替としてシステム内に実装してきた。例えば特許文献１には、オーディオ増幅システムのボリューム制御を実現するための減衰制御技術について記載されている。

特表２００５−５１３９０１号公報

上記のようにＰＷＭ信号入力の帰還方式デジタルアンプを用いたシステムでは、アナログ処理の電子ボリュームのような高精度な音量調整機能を実装することができず、デジタル処理の電子ボリュームを音量調整機能の代替としてシステム内に実装してきた。しかしながら、デジタル処理の電子ボリュームは、デジタル処理特有のきめ細かな音量調整が容易に可能である反面、デジタル信号ビット長などの制約から、小信号領域においてはアナログ処理の電子ボリュームに比べ、その信号再現性が非常に劣る(デジタル信号処理特有の量子化誤差の影響を大きく受ける)ことが一般的に知られている。

したがって、ＰＷＭ信号入力の帰還方式デジタルアンプを用いたシステムでは、電子ボリュームを実装する際に発生する小信号領域での精度劣化への対策が大きな課題となっている。

本発明の目的は、ＰＷＭ信号入力の帰還方式デジタルアンプを用いたシステムに電子ボリュームを実装する際に発生する小信号領域での精度劣化を低減するための技術を提供することにある。

本発明の前記並びにその他の目的と新規な特徴は本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。

本願において開示される発明のうち代表的なものについて簡単に説明すれば下記のとおりである。

すなわち、デジタル信号処理ユニット、電子ボリューム装置、及び帰還方式デジタルアンプを含んでデジタルアンプシステムを構成する。上記デジタル信号処理ユニットの後段であって上記帰還方式デジタルアンプの前段に上記電子ボリューム装置を設けることで、小信号領域においても十分な信号再現性が担保できるようになる。しかも、電子ボリューム装置においてはＰＷＭ波の振幅電圧をアナログ的に直接制御することが可能であるため、アナログ処理の電子ボリュームに相当するボリューム特性を得ることができる。

本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば下記の通りである。

すなわち、ＰＷＭ信号入力の帰還方式デジタルアンプを用いたシステムに電子ボリュームを実装する際に発生する小信号領域での精度劣化を低減することができる。

１．代表的な実施の形態
先ず、本願において開示される発明の代表的な実施の形態について概要を説明する。代表的な実施の形態についての概要説明で括弧を付して参照する図面の参照符号はそれが付された構成要素の概念に含まれるものを例示するに過ぎない。

〔１〕本発明の代表的な実施の形態に係るデジタルアンプシステム（１００）は、デジタル信号処理ユニット（１０）、電子ボリューム装置（２０）、及び帰還方式デジタルアンプ（３０）を含む。デジタル信号処理ユニット（１０）は、入力されたデジタルオーディオ信号に対して所定の信号処理を施してＰＷＭ信号を出力する。電子ボリューム装置（２０）は、上記デジタル信号処理ユニットの後段であって上記帰還方式デジタルアンプの前段に配置され、上記デジタル信号処理ユニットから出力されたＰＷＭ信号の振幅制御を行う。帰還方式デジタルアンプ（３０）は、上記デジタル信号処理ユニットから出力されたＰＷＭ信号に基づいて負荷を駆動する。

上記構成の電子ボリューム装置によれば、小信号領域においても十分な信号再現性が担保できることになる。しかも、電子ボリューム装置２０においてはＰＷＭ波の振幅電圧をアナログ的に直接制御することが可能であるため、アナログ処理の電子ボリュームに相当するボリューム特性を得ることができる。また、デジタル信号処理ユニット１０の後段に上記電子ボリューム装置２０が設けられたことにより、ＰＷＭ信号入力の帰還方式デジタルアンプシステムを構成する際にシステム性能に大きな影響を与えるΔΣ変調器（１４）で発生する再量子化誤差の影響を低減することができる。

〔２〕上記〔１〕において、上記デジタル信号処理ユニットは、入力されたオーディオ信号に対するデジタル処理による電子ボリューム機能（１３Ａ）を発揮するオーディオ信号処理回路（１３）を含み、上記電子ボリューム装置と、上記オーディオ信号処理回路内の電子ボリューム機能とで、信号の減衰量が分担されるように構成することができる。例えばオーディオ信号処理回路における電子ボリュームによる信号減衰量は量子化誤差の影響が大きくならない範囲にとどめ、電子ボリューム装置で残りの減衰量を実現することにより小信号領域においても十分な信号再現性が担保できることになる。

〔３〕上記〔１〕において、上記電子ボリューム装置は、上記オーディオ信号処理回路から伝達された複数ビット構成のデジタル信号に基づいてボリューム制御信号を発生させるボリューム制御信号発生回路（２２）と、上記オーディオ信号処理回路から伝達されたＰＷＭ信号の振幅を、上記ボリューム制御信号に基づいて制御可能なＰＷＭ振幅制御型電子ボリューム（２１）とを含んで構成することができる。

〔４〕上記〔３〕において、上記電子ボリューム装置に、上記ボリューム制御信号に基づいて、上記ＰＷＭ振幅制御型電子ボリュームの出力信号に対して、上記帰還方式デジタルアンプに応じたバイアス補正を行うためのバイアス補正回路（２３）を設けることができる。

〔５〕上記〔１〕において、上記デジタル信号処理ユニットに、複数ビット構成のデジタル信号に基づいて１ビットのＰＷＭ波を発生させる第１ボリューム制御信号発生部（２２Ａ）を設けることができる。また、上記電子ボリューム装置には、上記第１ボリューム制御信号発生部で発生された１ビットのＰＷＭ波に基づいて第２ボリューム制御信号を発生させる第２ボリューム制御信号発生部（２２Ｂ）と、上記オーディオ信号処理回路から伝達されたＰＷＭ信号の振幅を、上記第２ボリューム制御信号に基づいて制御可能なＰＷＭ振幅制御型電子ボリューム（２１）とを設けることができる。

〔６〕上記〔５〕において、上記電子ボリューム装置には、上記第２ボリューム制御信号に基づいて、上記ＰＷＭ振幅制御型電子ボリュームの出力信号に対して、上記帰還方式デジタルアンプに応じたバイアス補正を行うためのバイアス補正回路（２３）を設けることができる。

２．実施の形態の説明
次に、実施の形態について更に詳述する。

＜実施の形態１＞
図１には、本発明にかかるデジタルアンプシステムの構成例が示される。

図１に示されるデジタルアンプシステム１００は、特に制限されないが、ホームオーディオ、カーオーディオ、テレビ受像器、あるいは携帯電話機などの電子機器に搭載され、入力されたデジタルオーディオ信号に基づいてスピーカー又はヘッドホンなどを駆動する機能を有する。そのようなデジタルアンプシステム１００は、デジタル信号処理ユニット１０、電子ボリューム装置２０、及び帰還方式デジタルアンプ３０を含み、特に制限されないが、公知の半導体集積回路製造技術により単結晶シリコン基板などの一つの半導体基板に形成される。

上記デジタル信号処理ユニット１０は、図示されないデジタル信号処理部から伝達されたＰＣＭ（pulse code modulation）などのデジタルオーディオ信号に対して各種信号処理を施す機能を有する。このデジタル信号処理ユニット１０は、次のように構成される。

１１はＰＣＭ等のデジタルオーディオ信号であり、このデジタルオーディオ信号１１は、通常はデジタル信号ソースから音声ＤＳＰ等の大規模なデジタル信号処理回路を経由して供給される。１２はオーバーサンプリングフィルタ、１３はデジタル処理による電子ボリューム１３Ａを含むオーディオ信号処理回路である。このオーディオ信号処理回路１３は、デジタル信号処理を可能とするＤＳＰとされ、そこでの処理結果は信号Ａ（デジタルコード）により、後段のΔΣ（デルタ・シグマ）変調器及びＰＷＭ（Pulse Width Modulation）発生器１４に伝達される。尚、オーディオ信号処理回路１３は、オーバーサンプリングフィルタ１２の前段に位置される場合もある。ΔΣ変調器及びＰＷＭ発生器１４は、ΔΣ変調及びＰＷＭ波形成を行う。ΔΣ変調器出力が１ビットＰＤＭ（Pulse Density Modulation）波の場合、ＰＷＭ発生器は省略可能であり、以降処理におけるＰＷＭ波はＰＤＭ波に読み替えることができる。１５はデジタルインタフェースであり、このデジタルインタフェース１５は、例えばこのデジタルアンプシステム１００が搭載される電子機器におけるマイクロコンピュータ等からのレジスタ制御信号などを他ブロック、例えばオーディオ信号処理回路１３や、電子ボリューム装置２０に供給する機能を有する。特に制限されないが、デジタルインタフェース１５から電子ボリューム装置２０に供給される信号Ｄは、音量調整のための複数ビット構成のデジタル信号とされる。

電子ボリューム装置２０は、デジタル信号処理ユニット１０と帰還方式デジタルアンプ３０との間、すなわち、デジタル信号処理ユニット１０の後段であって帰還方式デジタルアンプ３０の前段に配置される。そしてこの電子ボリューム装置２０は、上記デジタル信号処理ユニット１０内のΔΣ変調器及びＰＷＭ発生器１４の出力信号Ｂ（ＰＷＭ波）の振幅レベルを直接制御する機能を有し、デジタル信号処理ユニットからのＰＷＭ波を信号入力として受け、その振幅を制御することによりボリューム動作を実現する。尚、この電子ボリューム装置２０については後に詳述する。

帰還方式デジタルアンプ３０は、上記電子ボリューム装置２０の出力信号Ｃ（ＰＷＭ波）を受け、それに基づいて負荷（スピーカー又はヘッドホンなど）を駆動する機能を有する。この帰還方式デジタルアンプ３０は、パルス帰還回路３１とスイッチングドライバ回路３２とを含む。パルス帰還回路３１は、振幅制御された信号Ｃ（ＰＷＭ波）を受け、デジタルアンプ出力信号を本回路に帰還することで、フィードバックループを構成している。スイッチングドライバ回路３２は、負荷を駆動するためのパワードライバやスイッチング制御回路などを含んで成る。パルス帰還回路３１とスイッチングドライバ回路３２とを組み合わせることで、シングルエンド出力あるいはＢＴＬ出力に対応したＰＷＭ信号入力の帰還方式デジタルアンプ３０が構成される。この帰還方式デジタルアンプ３０の出力信号は、後段のＬＣフィルタ、スピーカー又はヘッドホン４０に伝達される。ここでは、ＬＣフィルタで高周波成分が急激に減衰され、そのフィルタリング出力によってスピーカー（又はヘッドホン）が駆動される。

図２には、上記電子ボリューム装置２０の構成例が示される。

図２に示されるように、電子ボリューム装置２０は、ＰＷＭ振幅制御型電子ボリューム２１、ボリューム制御信号発生回路２２、自動バイアス補正回路２３、及び加算回路２４を含んで成る。

上記ボリューム制御信号発生回路２２は、上記デジタル信号処理ユニット１０内のデジタルインタフェース１５から伝達された複数ビット構成のデジタル信号Ｄに応じて音量調整のためのボリューム制御信号Ｆを形成する。このボリューム制御信号Ｆは、デジタルインタフェース１５から伝達された複数ビット構成のデジタル信号Ｄに応じた直流電圧とされ、それが、ＰＷＭ振幅制御型電子ボリューム２１及び自動バイアス補正回路２３に供給される。ＰＷＭ振幅制御型電子ボリューム２１は、ボリューム制御信号Ｆを電源電圧として動作することでＰＷＭ信号の振幅を増幅可能な増幅器とされる。かかる構成によりＰＷＭ振幅制御型電子ボリューム２１では、そのときのボリューム制御信号Ｆに応じてＰＷＭ信号の振幅制御が行われる。つまり、ＰＷＭ振幅制御型電子ボリューム２１によれば、ＰＷＭ波の振幅電圧をアナログ的に直接制御することが可能となる。このＰＷＭ振幅制御型電子ボリューム２１の出力信号（振幅調整されたＰＷＭ信号）は、後段の加算器２４に伝達される。自動バイアス補正回路２３は、上記ＰＷＭ振幅制御型電子ボリューム２１によって振幅制御されたＰＷＭ信号が、後段の帰還方式デジタルアンプ３０で正しく認識されるように、帰還方式デジタルアンプ３０の仕様に応じたバイアス補正を行う。このバイアス補正は、上記ＰＷＭ振幅制御型電子ボリューム２１の出力信号に対して加算器２４で加算される信号レベルを、そのときのボリューム制御信号Ｆに応じて調整することで可能とされる。具体的には次のように行うことができる。

振幅制御型ボリューム２１によって振幅制御されたＰＷＭ信号は制御信号FをH（ハイ）レベルとして制御されるが、その結果、L（ロー）レベル近傍で動作する、図６（Ａ）に示される波形のような信号となる。従って、例えば、後段の帰還方式デジタルアンプ３０の仕様が電源とグランド（ＧＮＤ）と間の中点電位に相当する動作点(バイアス点)を要求する場合は、図６（Ａ）に示されるような信号では入力条件を満足しない（Ｈ／Ｌの認識が正しくできない）。そのため、自動バイアス補正回路２３により制御信号Fに応じてその動作点(バイアス点)を調整することで、図６（Ｂ）に示されるように振幅レベル波形を生成し、後段の帰還方式デジタルアンプ３０への入力信号とすることで、入力条件を満足させる。このようなバイアス補正は中点電位に限らず、後段の帰還方式デジタルアンプ３０の仕様に応じて調整が可能である。

このようにＰＷＭ振幅制御型電子ボリューム２１でのＰＷＭ振幅制御に連動してバイアス補正が行われることで、帰還方式デジタルアンプ３０では、上記ＰＷＭ振幅制御型電子ボリューム２１による振幅制御にかかわらず、信号Ｃ（ＰＷＭ波）を的確に認識することができるようになる。
（１）上記電子ボリューム装置２０が設けられたことにより、デジタル処理の電子ボリュームを用いた際に課題であった小信号領域での量子化誤差の影響を低減する効果を得ることができる。例えば、図５に示されるように、デジタル信号処理ユニット１０と帰還方式デジタルアンプ３０との間に、電子ボリューム装置２０（図１参照）が介在されない場合には、例えばボリューム減衰量が０ｄＢ〜−９０ｄＢの範囲で必要なとき、その制御を全てデジタル処理の電子ボリュームにて実現する必要があったため、−８０ｄＢあるいは−９０ｄＢと設定した際には、信号はデジタル信号処理特有の量子化誤差の影響を大きく受けることになる。

これに対して、図１に示されるように、デジタル信号処理ユニット１０と帰還方式デジタルアンプ３０との間に、電子ボリューム装置２０が介在される場合には、システムにおけるボリューム設定を０ｄＢ〜−９０ｄＢとする場合においても、デジタル処理の電子ボリュームでの信号減衰量を−９０ｄＢまで設定する必要がない。例えばデジタル処理の電子ボリューム１３Ａで−５０ｄＢ、ＰＷＭ振幅制御型の電子ボリューム装置２０で−４０ｄＢと信号減衰量を分担させることが可能となる。言い換えると、オーディオ信号処理回路１３における電子ボリューム１３Ａによる信号減衰量は量子化誤差の影響が大きくならない範囲にとどめ、電子ボリューム装置２０で残りの減衰量を実現することにより小信号領域においても十分な信号再現性が担保できることになる。しかも、ＰＷＭ振幅制御型の電子ボリューム装置２０においてはＰＷＭ波の振幅電圧をアナログ的に直接制御することが可能であるため、アナログ処理の電子ボリュームに相当するボリューム特性を得ることができる。尚、電子ボリューム１３Ａでの減衰量と電子ボリューム装置２０での減衰量とは、アプリケーションによって任意に設定することができる。

（２）デジタル信号処理ユニット１０の後段に上記電子ボリューム装置２０が設けられたことにより、ＰＷＭ信号入力の帰還方式デジタルアンプシステムを構成する際にシステム性能に大きな影響を与えるΔΣ変調器（１４）で発生する再量子化誤差の影響を低減することができる。

例えば図５に示されるシステム構成では、帰還方式デジタルアンプと同等かそれ以上のレベルの再量子化誤差に起因する雑音がΔΣ変調器及びＰＷＭ発生器１４で発生しており、それによって、システムの性能が制約されてしまう。

これに対して、図１に示されるシステム構成によれば、ΔΣ変調器及びＰＷＭ発生器１４の後段にＰＷＭ振幅制御型の電子ボリューム装置２０が設けられるため、本電子ボリュームの減衰量を大きく設定した際には再量子化誤差に起因する雑音も信号と同様に減衰されるため、結果として小信号領域におけるシステム性能（信号再現性）が改善される。

（３）帰還方式デジタルアンプは、フィードバックループを有するためＰＷＭ波振幅レベルの変動除去特性を持つ。通常、デジタルアンプ内のＰＷＭパルスはＨ（ハイ）レベルを電源電圧、Ｌ（ロー）レベルをグランドレベルとして内部処理されているが、上記と同様の考え方で、この振幅レベルを直接制御する方法として、電源電圧レベルを可変した場合、フィードバックループによる変動除去特性により、意図したボリューム特性を得ることができない。例えば、ＰＷＭのＨレベルの電圧を半分（減衰量−６ｄＢ）に変更したとしても、出力ＰＷＭ波の減衰量はフィードバックループにより、時間軸方向のパルス幅が２倍（＋６ｄＢ）になる方向で補正され、−６ｄＢ設定としたにも関わらずトータル減衰量は０ｄＢとなり、意図した減衰量にはならない。

これに対して、図１に示されるシステム構成では、帰還方式デジタルアンプの前段、言い換えるとフィードバックループの外側にＰＷＭ振幅制御型の電子ボリューム装置２０を配置しているため、フィードバックループによる変動除去特性の影響を受けることはない。これにより、音量調整を円滑に行うことができる。

（４）このように本システム構成は、ＰＷＭ信号入力の帰還方式デジタルアンプを用いたシステムにおいて従来発生していた種々の不都合を解決することができ、量子化誤差の影響を低減した音量調整機能を実装可能であるため、信号再現性に優れた帰還方式デジタルアンプシステムを実現することができる。

＜実施の形態２＞
図３には、上記デジタルアンプシステム１００の別の構成例が示される。図３に示されるデジタルアンプシステム１００が、図１に示されるのと大きく相違するのは、デジタル信号処理ユニット１０内に第１ボリューム制御信号発生器２２Ａが設けられている点である。この第１ボリューム制御信号発生器２２Ａは、デジタルインタフェース１５から供給された、音量調整のための複数ビット構成のデジタル信号に応じた第１ボリューム制御信号としてＰＷＭ信号Ｅを形成する。このＰＷＭ信号Ｅは、電子ボリューム装置２０に伝達される。

図４には、上記電子ボリューム装置２０の別の構成例が示される。図４に示される電子ボリューム装置２０が図２に示されるのと大きく相違するのは、複数ビット構成のデジタル信号Ｄに応じて音量調整のためのボリューム制御信号Ｆを形成するボリューム制御信号発生回路２２に代えて、１ビットのＰＷＭ信号Ｅに応じて音量調整のための第２ボリューム制御信号Ｇを形成する第２ボリューム制御信号発生器２２Ｂが設けられている点である。つまり、第２ボリューム制御信号発生器２２Ｂでは、上記第１ボリューム制御信号発生器２２Ａによって形成された第１ボリューム制御信号（ＰＷＭ信号Ｅ）に応じて、アナログ的に第２ボリューム制御信号Ｇを形成する。この第２ボリューム制御信号Ｇは、第１ボリューム制御信号発生器２２Ａから伝達された第１ボリューム制御信号Ｅ（ＰＷＭ波）に応じた直流電圧とされ、図２に示される場合と同様に、ＰＷＭ振幅制御型電子ボリューム２１及び自動バイアス補正回路２３に供給される。従って、図３及び図４に示されるシステム構成においても、図１及び図２に示されるシステム構成の場合と同様の作用効果を得ることができる。特に、図３及び図４に示されるシステム構成においては、第１ボリューム制御信号発生器２２Ａから第２ボリューム制御信号発生器２２Ｂに至る信号配線が１ビットのＰＷＭ信号を伝達するのに必要な１本のみで足りるため、図１及び図２に示されるシステム構成に比べると、デジタル信号処理ユニット１０と電子ボリューム装置２０との間の配線数を大幅に減少させることができる。

以上本発明者によってなされた発明を具体的に説明したが、本発明はそれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。

本発明にかかるデジタルアンプシステムの構成例ブロック図である。 図１に示されるデジタルアンプシステムに含まれる電子ボリューム装置の構成例ブロック図である。 本発明にかかるデジタルアンプシステムの別の構成例ブロック図である。 図３に示されるデジタルアンプシステムに含まれる電子ボリューム装置の構成例ブロック図である。 図１及び図２に示されるデジタルアンプシステムの比較対象とされるシステムの構成例ブロック図である。 上記電子ボリューム装置で行われるバイアス補正を説明するための波形図である。

符号の説明

１０ デジタル信号処理ユニット
１２ オーバーサンプリングフィルタ
１３ オーディオ信号処理回路
１４ ΔΣ変調器及びＰＷＭ発生器
１５ デジタルインタフェース
２０ 電子ボリューム装置
２１ ＰＷＭ振幅制御型電子ボリューム
２２ ボリューム制御信号発生回路
２２Ａ 第１ボリューム制御信号発生器
２２Ｂ 第２ボリューム制御信号発生器
２３ 自動バイアス補正回路
２４ 加算器
３０ 帰還方式デジタルアンプ
３１ パルス帰還回路
３２ スイッチングドライバ回路
４０ ＬＣフィルタ、スピーカー又はヘッドホン
１００ デジタルアンプシステム

Claims (6)

1. 入力されたデジタルオーディオ信号に対してＰＷＭ信号を出力するための信号処理を施してＰＷＭ信号を出力するデジタル信号処理ユニットと、
   上記デジタル信号処理ユニットから出力されたＰＷＭ信号に基づいて負荷を駆動するための帰還方式デジタルアンプと、
   上記デジタル信号処理ユニットの後段であって上記帰還方式デジタルアンプの前段に配置され、上記デジタル信号処理ユニットから出力されたＰＷＭ信号の振幅制御を行う電子ボリューム装置と、を含むことを特徴とするデジタルアンプシステム。
2. 上記デジタル信号処理ユニットは、入力されたオーディオ信号に対するデジタル処理による電子ボリューム機能を発揮するオーディオ信号処理回路を含み、
   上記電子ボリューム装置と、上記オーディオ信号処理回路内のデジタル電子ボリューム機能とで、信号の減衰量が分担されて成る請求項１記載のデジタルアンプシステム。
3. 上記電子ボリューム装置は、上記オーディオ信号処理回路から伝達された複数ビット構成のデジタル信号に基づいて上記ＰＷＭ信号の振幅を可変させるためのボリューム制御信号を発生させるボリューム制御信号発生回路と、
   上記オーディオ信号処理回路から伝達されたＰＷＭ信号の振幅を、上記ボリューム制御信号に基づいて制御可能なＰＷＭ振幅制御型電子ボリュームと、を含む請求項１記載のデジタルアンプシステム。
4. 上記電子ボリューム装置は、上記ボリューム制御信号に基づいて、上記ＰＷＭ振幅制御型電子ボリュームの出力信号に対して、上記帰還方式デジタルアンプの入力条件に応じて、振幅が可変された上記ＰＷＭ信号が最適な動作点で動作するように、上記ＰＷＭ信号のハイレベル及びロウレベルの電圧を、振幅を変えずに調整するためのバイアス補正回路を更に含む請求項３記載のデジタルアンプシステム。
5. 上記デジタル信号処理ユニットは、複数ビット構成のデジタル信号に基づいて１ビットのＰＷＭ波を発生させる第１ボリューム制御信号発生部を含み、
   上記電子ボリューム装置は、上記第１ボリューム制御信号発生部で発生された１ビットのＰＷＭ波に基づいてオーディオ信号処理回路から伝達された上記ＰＷＭ信号の振幅を可変させるための第２ボリューム制御信号を発生させる第２ボリューム制御信号発生部と、
   上記オーディオ信号処理回路から伝達されたＰＷＭ信号の振幅を、上記第２ボリューム制御信号に基づいて制御可能なＰＷＭ振幅制御型電子ボリュームと、を含む請求項１記載のデジタルアンプシステム。
6. 上記電子ボリューム装置は、上記第２ボリューム制御信号に基づいて、上記ＰＷＭ振幅制御型電子ボリュームの出力信号に対して、上記帰還方式デジタルアンプの入力条件に応じて、振幅が可変された上記第２のＰＷＭ信号が最適な動作点で動作するように、上記第２のＰＷＭ信号のハイレベル及びロウレベルの電圧を、振幅を変えずに調整するためのバイアス補正回路を更に含む請求項５記載のデジタルアンプシステム。

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