JP2011066735A - Power amplifying circuit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、入力信号を増幅して負荷へ出力する電力増幅回路に関する。 The present invention relates to a power amplifier circuit that amplifies an input signal and outputs the amplified signal to a load.
この種の電力増幅回路の一例としては、オーディオアンプが挙げられる。従来、オーディオアンプでは、起動時(すなわち、電源の投入)や停止時(同電源の遮断時)、ミュート開始時やその解除時等に、ポップノイズが発生することが知れられている。これはオーディオアンプ内で発生するオフセット電圧に起因するものであり、このオフセット電圧はオーディオアンプを構成するトランジスタの特性のばらつき等により発生することが知られている。したがって、ポップノイズの発生を抑えるにはオフセット電圧をキャンセルする回路(以下、オフセットキャンセル回路)をオーディオアンプに設けておけば良く、このようなオフセットキャンセル回路の一例としては特許文献1や特許文献2に開示されたものが挙げられる。
An example of this type of power amplifier circuit is an audio amplifier. 2. Description of the Related Art Conventionally, it is known that an audio amplifier generates pop noise when starting (that is, turning on power) or stopping (when turning off the same power), starting muting, or releasing it. This is due to an offset voltage generated in the audio amplifier, and it is known that this offset voltage is generated due to variations in characteristics of transistors constituting the audio amplifier. Therefore, in order to suppress the occurrence of pop noise, a circuit that cancels the offset voltage (hereinafter referred to as an offset cancel circuit) may be provided in the audio amplifier.
ところで、オーディオアンプのなかには、音源から与えられるオーディオ信号を複数段のアンプによって順次増幅して出力する構成のものがある。例えば、再生音量を所望の大きさとするためのデシベルボリューム(以下、dbボリュームと略記)の役割を果たすプリアンプと、このプリアンプの出力信号をスピーカ駆動に適した信号レベルに増幅して出力するパワーアンプとを組み合わせてオーディオアンプを構成する、といった具合である。このように複数段のアンプによりオーディオ信号の増幅を行う構成の場合、ポップノイズの発生を抑えるために各アンプにオフセットキャンセル回路を設けることが考えられる。しかし、オフセットキャンセル回路を各アンプに設ける構成では回路規模が大きくなってしまい、オーディオアンプをワンチップ化して実装したいといったニーズがある場合に、そのニーズに応えることが難しくなるといった問題がある。 Incidentally, some audio amplifiers are configured to sequentially amplify and output audio signals given from a sound source by a plurality of amplifiers. For example, a preamplifier that plays the role of a decibel volume (hereinafter abbreviated as db volume) for setting the playback volume to a desired level, and a power amplifier that amplifies the output signal of this preamplifier to a signal level suitable for driving a speaker and outputs it And so on to configure an audio amplifier. In the case of a configuration in which an audio signal is amplified by a plurality of amplifiers as described above, it is conceivable to provide an offset cancel circuit in each amplifier in order to suppress the occurrence of pop noise. However, in the configuration in which the offset cancel circuit is provided in each amplifier, the circuit scale becomes large, and there is a problem that it is difficult to meet the needs when there is a need to mount the audio amplifier on a single chip.
本発明は、上記課題に鑑みて為されたものであり、入力信号を複数のアンプにより順次増幅する電力増幅回路において、それら複数のアンプの全てにオフセットキャンセル回路を設けることなく、ポップノイズの発生を抑えることを可能にする技術を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and in a power amplifier circuit that sequentially amplifies an input signal by a plurality of amplifiers, pop noise is generated without providing an offset cancel circuit in all of the plurality of amplifiers. It is an object to provide a technology that makes it possible to suppress the problem.
上記課題を解決するために本発明は、入力信号を増幅して出力するとともに、その増幅率の制御が可能なプリアンプと、前記プリアンプの出力オーディオ信号を増幅して負荷へ出力するアンプであって、オフセットキャンセル回路を備えたパワーアンプと、起動を指示されたことを契機として、前記プリアンプの増幅率を最小値とし、この状態において前記パワーアンプの入力信号に発生するオフセットを前記オフセットキャンセル回路にキャンセルさせ、前記プリアンプの増幅率を前記最小値から予め指示された値まで次第に増加させる制御部とを有することを特徴とする電力増幅回路、を提供する。 In order to solve the above problems, the present invention is a preamplifier capable of amplifying and outputting an input signal and controlling an amplification factor thereof, and an amplifier for amplifying an output audio signal of the preamplifier and outputting the amplified signal to a load. The power amplifier provided with the offset cancel circuit, and when the activation is instructed, the amplification factor of the preamplifier is set to the minimum value, and the offset generated in the input signal of the power amplifier in this state is input to the offset cancel circuit. And a control unit that cancels and gradually increases the amplification factor of the preamplifier from the minimum value to a predetermined value.
このような電力増幅回路をオーディオアンプとして用いると、起動時のポップノイズの発生が以下の要領で抑えられる。例えば、このオーディオアンプに対して起動が指示されると、増幅率を最小値にした状態(すなわち、ミュートした状態)のプリアンプの出力電圧(すなわち、プリアンプのオフセット電圧)を含めてパワーアンプのオフセットがオフセットキャンセル回路によってキャンセルされる。そして、入力信号の増幅を行う際には、プリアンプの増幅率を最小値から予め定められた値(例えば、利用者により指示された再生音量に応じた値)まで次第に増加させつつその増幅が行われる。 When such a power amplifier circuit is used as an audio amplifier, the occurrence of pop noise at startup can be suppressed as follows. For example, when activation is instructed to this audio amplifier, the power amplifier offset including the output voltage of the preamplifier (ie, the preamplifier offset voltage) with the gain set to the minimum value (ie, the mute state) is included. Is canceled by the offset cancel circuit. When the input signal is amplified, the amplification is performed while gradually increasing the amplification factor of the preamplifier from a minimum value to a predetermined value (for example, a value according to the reproduction volume instructed by the user). Is called.
一般に、オーディオアンプの起動の際にプリアンプの増幅率をその最小値から予め定められた値へ即座に切り換えると、ポップノイズが発生してしまう。これは、当該プリアンプの出力信号には当該プリアンプ内で発生するオフセットをその時点の増幅率で増幅した成分が含まれており、このオフセット成分はミュート時のオフセットよりも大きく、ミュート時のオフセットをキャンセルするようにオフセットキャンセル回路が作動していたとしても、当該オフセット成分を完全にキャンセルすることはできないからである。しかしながら、本発明では、起動を指示された場合にはプリアンプの増幅率を最小値から次第に増加させるようにしたため、上記のようなポップノイズの発生が回避される。なお、ミュート解除を指示された場合も同様に、前記プリアンプの増幅率をその最小値から予め定められた値まで次第に増加させるようにすることでポップノイズの発生を抑えることができる。また停止を指示された場合、或いはミュート開始を指示された場合には、プリアンプの増幅率をその最小値まで次第に減少させるようにすることで、ポップノイズの発生を抑えることができることは言うまでもない。ここで注目すべき点は、本発明の電力増幅回路においては、出力段たるパワーアンプのみにオフセットキャンセル回路が設けられている、という点である。このため、プリアンプとパワーアンプの各々にオフセットキャンセル回路を設ける場合に比較して回路規模を小さくすることができ、電力増幅回路をワンチップ化して実装するといったニーズに応えることができるのである。 Generally, when the amplification factor of a preamplifier is immediately switched from its minimum value to a predetermined value when the audio amplifier is activated, pop noise occurs. This is because the output signal of the preamplifier includes a component obtained by amplifying the offset generated in the preamplifier at the current amplification factor. This offset component is larger than the offset at the time of mute, and the offset at the time of mute is This is because even if the offset cancel circuit operates so as to cancel, the offset component cannot be completely canceled. However, in the present invention, when the activation is instructed, the amplification factor of the preamplifier is gradually increased from the minimum value, so that the occurrence of pop noise as described above is avoided. Similarly, when an instruction to cancel mute is given, the occurrence of pop noise can be suppressed by gradually increasing the amplification factor of the preamplifier from its minimum value to a predetermined value. Needless to say, when the stop is instructed or the start of mute is instructed, the occurrence of pop noise can be suppressed by gradually decreasing the amplification factor of the preamplifier to its minimum value. What should be noted here is that, in the power amplifier circuit of the present invention, an offset cancel circuit is provided only in the power amplifier as the output stage. Therefore, the circuit scale can be reduced as compared with the case where the offset cancellation circuit is provided in each of the preamplifier and the power amplifier, and the need for mounting the power amplifier circuit in one chip can be met.
上記電力増幅回路において、プリアンプの増幅率をどのように増加(或いは減少)させるのかについては種々の態様が考えられる。例えば、プリアンプの出力信号の信号値または当該信号値の対数値が時間の経過とともに線形に増加するように増幅率を次第に増加させる態様や、プリアンプの出力信号の信号値が大きいほど時間勾配を小さくして増加(或いは減少)させる態様が考えられる。これら各態様には、各々長所/短所があるため、オーディオアンプに対する要求仕様等との兼ね合いで好適な態様を選択するようにすれば良い。なお、上記各態様の長所および短所については本発明の実施形態の説明で明らかにする。 In the power amplifier circuit, various modes can be considered as to how to increase (or decrease) the amplification factor of the preamplifier. For example, a mode in which the amplification factor is gradually increased so that the signal value of the output signal of the preamplifier or the logarithmic value of the signal value increases linearly with time, or the time gradient decreases as the signal value of the output signal of the preamplifier increases. Thus, a mode of increasing (or decreasing) can be considered. Since each of these aspects has advantages and disadvantages, a suitable aspect may be selected in consideration of the required specifications for the audio amplifier. The advantages and disadvantages of each aspect described above will be clarified in the description of the embodiment of the present invention.
以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態について説明する。
(A:構成)
図1は、本発明に係る電力増幅回路の一実施形態であるオーディオアンプ1の構成例を示すブロック図である。このオーディオアンプ1は、音源(図示略)から与えられる入力信号(オーディオ信号)INを増幅して負荷たるスピーカ(同図示略)を駆動するための出力信号OUT2を生成し出力するものである。ここで、オーディオアンプ1にオーディオ信号INを与える音源としては、例えばCD−ROM(Compact Disk Read-Only)に記録されたデータにしたがってオーディオ信号を再生し出力するCDプレイヤなどの再生装置や音源チップが考えられる。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(A: Configuration)
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of an
オーディオアンプ1は、図1に示すように、プリアンプ10、パワーアンプ20、および制御部30を含んでいる。
図1のプリアンプ10は、電子ボリュームの役割を果たす。このプリアンプ10は、音源から与えられるオーディオ信号INを利用者により設定された再生音量に応じた増幅率で増幅して出力する。図1に示すように、プリアンプ10は、オペアンプ110、キャパシタ120、可変抵抗130、および抵抗140を含んでいる。オペアンプ110のプラス側入力端子は、破壊防止用(ESD等による)の抵抗140を介して参照電圧Vrefを生成する定電圧源(図示略)に接続されている。
As shown in FIG. 1, the
The preamplifier 10 in FIG. 1 serves as an electronic volume. The preamplifier 10 amplifies and outputs an audio signal IN given from a sound source with an amplification factor corresponding to a reproduction volume set by a user. As shown in FIG. 1, the preamplifier 10 includes an
オペアンプ110のマイナス側入力端子は可変抵抗130に接続されており、可変抵抗130の一端にはプリアンプ10による増幅対象となる入力オーディオ信号(入力電圧)INが与えられ、同可変抵抗130の他端はオペアンプ110の出力端子に接続されている。つまり、オペアンプ110の出力信号OUT1は可変抵抗130を介して負帰還するのである。この可変抵抗130の構成については後に明らかにする。そして、オペアンプ110のマイナス側入力端子と出力端子の間には、発振を防ぎ位相補償をするためのキャパシタ120が介挿されている。このキャパシタ120の容量をどのような値にするのかについては、既存のプリアンプにおけるものを参考に適宜定めるようにすれば良い。
The negative input terminal of the
図2(a)は、可変抵抗130の構成例を示す図である。図2(a)に示すように、可変抵抗130は各々直列に接続された抵抗R1、R2・・・RN(本実施形態では、R1、R2・・・RNの総和は50キロオーム)と、これら直列に接続された抵抗の両端および互いに隣接する抵抗Rnと抵抗Rn+1(n=1〜N−1)の接続点に設けられたN+1個のタップとを含んでいる。そして、上記N+1個のタップの各々は、スイッチSWn(n=0〜N)を介してオペアンプ110のマイナス側入力端子に共通接続されている。
FIG. 2A is a diagram illustrating a configuration example of the
図2(a)のスイッチSWn(n=0〜N)の各々は、制御部30から与えられる制御信号によってそのオン/オフが制御される。例えば、図2(a)のスイッチSW1のみをオンにし、他のスイッチSWn(n=0、2〜N)を全てオフにすると、プリアンプ10の構成は図2(b)に示す構成と等しくなくなる(抵抗130a=R1、抵抗130b=R2+・・・+RN)。また、図2(a)のスイッチSW2のみをオンにし、他のスイッチSWn(n=0、1、3〜N)を全てオフにすると、プリアンプ10の構成は、図2(b)の構成にて抵抗130a=R1+R2、抵抗130b=R3+・・・+RNとしたものと等しくなる。
Each of the switches SW n (n = 0 to N ) in FIG. 2A is controlled to be turned on / off by a control signal supplied from the
図2(b)に示す構成は、所謂反転増幅回路の構成(オペアンプ110のマイナス側入力端子に抵抗130aを介して入力信号を与え、同マイナス側入力端子と出力端子との間に、抵抗130bと位相補償のためのキャパシタ120を並列に介挿した構成)である。図2(b)に示す反転増幅器の増幅率(換言すれば、プリアンプ10の増幅率A)は、抵抗130aの抵抗値RIと抵抗130bの抵抗値Rfに応じて定まる。前述したように、抵抗130aの抵抗値RIと抵抗130bの抵抗値Rfは、図2(a)に示すスイッチSWnの何れをオンとするのかにより定まるのであるから、図1の制御部30は、スイッチSWn(n=0〜N)のオン/オフ制御を行うことによって、プリアンプ10の増幅率Aの大きさを制御するのである。
The configuration shown in FIG. 2B is a configuration of a so-called inverting amplifier circuit (an input signal is given to the negative input terminal of the
可変抵抗130に含まれる各抵抗Rn(n=1〜N)の抵抗値をどのような値にするのかについては種々の態様が考えられる。例えば、SWNだけをオンにした状態→SWN−1だけをオンにした状態・・・と切り換えて行くことによって、プリアンプ10の出力電圧OUT1が線形に増加するように各抵抗Rnの抵抗値が定められている構成(以下、実リニア構成)や、同出力電圧OUT1の対数値が線形に増加するように各抵抗Rnの抵抗値が定められている構成(以下、dbリニア構成)が考えられる。例えば、プリアンプ10にdbボリュームの役割を担わせるのであれば、可変抵抗130をdbリニア構成とすることが好ましい。また、可変抵抗130を何個の抵抗Rnで構成するのかについては、要求される回路規模および出力電圧OUT1(或いは増幅率A)の大きさをどの程度の細かさで制御するのかといった要求仕様との兼ね合いで適宜定めるようにすれば良い。
Various modes can be considered as to what value the resistance value of each resistor R n (n = 1 to N) included in the
パワーアンプ20は、オーディオアンプ1の出力段を成しプリアンプ10の出力信号OUT1をスピーカ駆動に適した信号レベルまで増幅して出力する。このパワーアンプ20は、前述したオフセットキャンセル回路を有している。このパワーアンプ20の構成としては、種々の態様が考えられるが、本実施形態では特許文献1に開示されたものと同様の構成を採用している。このパワーアンプ20の構成の概略は以下の通りである。
The
図3(a)は、パワーアンプ20の構成例を示すブロック図である。
図3(a)に示すように、パワーアンプ20は、可変利得部210と、可変利得部210のオフセットをキャンセルするオフセットキャンセル回路220を含んでいる。可変利得部210は、図3(a)に示すように、オペアンプ210aと、オペアンプ210aの出力を負帰還する可変抵抗210bを含んでいる。可変抵抗210bの構成は前述した可変抵抗130の構成と同様であり、可変抵抗210bに含まれる各スイッチ(図示略)のオン/オフを外部信号によって切り換えることにより、可変利得部210の利得(すなわち、パワーアンプ20の増幅率)を制御することができる。
FIG. 3A is a block diagram illustrating a configuration example of the
As illustrated in FIG. 3A, the
可変利得部210のオペアンプ210aは、複数段の増幅部を有する(図3(a)では図示略)。図3(b)は、オペアンプ210aの複数段の増幅部のうちの初段増幅部の回路構成を示す図である。図3(b)に示す初段増幅部は、差動増幅回路構成となっており、定電流源と、Pチャネル電界効果トランジスタ(以下、単に「トランジスタ」という)Tr1およびTr2と、可変抵抗RX1およびRX2を構成要素としている。図3(b)に示すように、トランジスタTr1およびTr2のソースは定電流源を介して図示せぬ電源に接続されており、トランジスタTr1のドレインは可変抵抗RX1を介してアースに接続され、トランジスタTr2のドレインは可変抵抗RX2を介してアースに接続されている。そして、トランジスタTr1のゲートはオペアンプ210aのプラス側入力端子に接続されており、トランジスタTr2のゲートはオペアンプ210aのマイナス側入力端子に接続されている。図3(b)に示すように初段増幅回路が構成されたオペアンプ210aでは、可変抵抗RX1およびRX2の抵抗値を調整することで、オフセットのキャンセルが行われるのである。これら可変抵抗RX1およびRX2の抵抗値の調整は、オフセットキャンセル回路220から与えられる制御信号によって行われる。
The operational amplifier 210a of the
オフセットキャンセル回路220は、図3(a)に示すように、コンパレータ220aと、カウンタ220bと、レジスタ220cを含んでいる。コンパレータ220aのマイナス側入力端子にはオペアンプ210aの出力信号が与えられ、同プラス側入力端子はアースに接続されている。そして、コンパレータ220aの出力端子はカウンタ220bの入力端子に接続されており、カウンタ220bの出力端子はレジスタ220cの入力端子に接続されている。そして、レジスタ220cの出力端子は、可変抵抗RX1およびRX2の制御端子(図示略)に接続されている。パワーアンプ20では、可変抵抗RX1およびRX2の制御端子に与えるレジスタ値(すなわち、コンパレータ220aの出力値)によってそれら可変抵抗の抵抗値を調整し、これによりオペアンプ210aのオフセットのキャンセルが行われる。なお、オフセットキャンセル回路220の詳細な構成(特に可変抵抗RX1およびRX2の構成等)およびその動作の詳細について特許文献1を参照されたい。
As shown in FIG. 3A, the offset cancel
オーディオアンプ1の制御部30は、例えばCPU(Central Processing Unit)であり、プリアンプ10およびパワーアンプ20の作動制御を行う。例えば、図示せぬ操作部を介して再生音量の大きさが指示された場合には、プリアンプ10の増幅率Aがその再生音量に応じた値となるようにスイッチSWn(n=0〜N)のオン/オフ制御を行うといった具合である。また、制御部30は、オーディオアンプ1の起動開始を指示された場合に、ポップノイズの発生を抑止するための制御も行う。ポップノイズの発生を抑止するために制御部30が行う処理の詳細については重複を避けるため動作例にて明らかにする。
以上がオーディオアンプ1の構成である。
The
The above is the configuration of the
(B:動作)
次いで、ポップノイズの発生を抑止するために制御部30が行う制御を中心としてオーディオアンプ1の動作を説明する。
制御部30は、図示せぬ操作部を介してオーディオアンプ1の起動指示が与えられたことを契機として、プリアンプ10の増幅率Aを最小値に設定し(すなわち、ミュート状態とし)、この状態のプリアンプ10のオフセットをパワーアンプ20のオフセットキャンセル回路220にキャンセルさせる。より詳細に説明すると、制御部30は、プリアンプ10の増幅率Aが最小値となるようにスイッチSWnのオン/オフ制御を行うとともに、パワーアンプ20の可変利得部210の増幅率が最大となるように可変抵抗210bの抵抗値を調整し、この状態においてパワーアンプ20の出力信号OUT2がゼロを維持するように可変抵抗RX1およびRX2の抵抗値を調整する処理をオフセットキャンセル回路220に実行させる。なお、可変利得部210の増幅率を最大とするのはオフセットを検出し易くするためである。また、ミュート状態のプリアンプ10のオフセットのキャンセルを行っている間は、オーディオアンプ1の後段回路に何らかの影響が与えられることを回避するために、パワーアンプ20の出力端子をアースに接続するようにしても良い。
(B: Operation)
Next, the operation of the
The
次いで、制御部30は、プリアンプ10の増幅率Aが上記最小値から予め定められた値(本動作例では、利用者により設定された再生音量に応じた値)まで次第に増加するように可変抵抗130のスイッチSWn(n=0〜N)のオン/オフ制御を行う。従来の電子ボリュームにおいては、オーディオアンプの起動を指示されると、即座に、利用者により設定された再生音量に応じた増幅率で入力オーディオ信号を増幅して出力していたのであるが、オーディオアンプ1では、プリアンプ10の増幅率Aを最小値から予め定められた値まで次第に増加させているため、プリアンプ10の出力信号OUT1にその増幅率Aに応じたオフセット電圧成分(すなわち、ミュート時のプリアンプ10のオフセットをキャンセルするように可変抵抗RX1およびRX2の調整が行われたパワーアンプ20ではキャンセルしきれないオフセット電圧成分)が含まれている場合であっても、プリアンプ10からパワーアンプ20へ与える出力信号OUT1の信号レベルが急激に上昇することが回避され、その出力信号OUT1に含まれるオフセット電圧成分に起因したポップノイズの発生が抑止される。
Next, the
ここで、プリアンプ10の増幅率Aをその最小値から予め定められた値まで次第に増加させる態様の具体例としては種々のものが考えられる。例えば、図4(a)に示すように、プリアンプ10の出力電圧OUT1が時間の経過とともに最小値から予め定められた値まで線形に増加するように増幅率Aを増加させる態様や、図4(b)に示すように、出力電圧OUT1の常用対数値が時間の経過とともに線形に増加するように増幅率Aを増加させる態様が考えられる。例えば、可変抵抗130が実リニア構成となっている場合には、N+1ビットのコード(b0b1・・・bN:bn(n=0〜N)はスイッチSWnに与える制御信号の信号値に対応し、bn=1はスイッチSWnをオンにすることを、bn=0はスイッチSWnをオフにすることを意味する)を一定の時間間隔で“00・・01”→“00・・10”といった具合にインクリメントしつつ当該コードに応じた制御信号をスイッチSWn(0〜N)の各々に与える処理を制御部30に実行させるのである。すると、一定の時間間隔でSWNだけをオンにした状態→SWN−1だけをオンにした状態・・・とスイッチSWn(n=0〜N)のオン/オフ制御が行われ、図4(a)に示す変化態様が実現されるのである。同様に、可変抵抗130がdbリニア構成となっている場合には一定の時間間隔でSWNだけをオンにした状態→SWN−1だけをオンにした状態・・・と切り換える制御を制御部30に実行させることで、図4(b)に示す変化態様を実現することができる。
Here, various specific examples of the mode in which the amplification factor A of the preamplifier 10 is gradually increased from the minimum value to a predetermined value can be considered. For example, as shown in FIG. 4A, the gain A is increased so that the output voltage OUT1 of the preamplifier 10 increases linearly from the minimum value to a predetermined value as time passes, As shown in b), a mode in which the amplification factor A is increased so that the common logarithmic value of the output voltage OUT1 increases linearly with the passage of time can be considered. For example, when the
図4(a)に示す態様と図4(b)に示す態様では、ポップノイズの発生をより確実に抑止するという観点からは、前者の態様のほうが好ましい。何故ならば、図4(b)に示す変化態様は、人の聴覚特性を補うという効果がある半面、ポップノイズを際立たせる可能性が高いからである。このため、可変抵抗130がdbリニア構成となっている場合であっても、図4(a)に示すように出力電圧OUT1が時間の経過とともに最小値から予め定められた値まで線形に増加するように増幅率Aを増加させることが好ましい。可変抵抗130がdbリニア構成となっている場合には、図4(c)に示すように、スイッチSWnの切り換えを実行する時間間隔および一回のスイッチ切り換え当りの増幅率Aの増加量を適宜調整することで、出力電圧OUT1を最小値から予め定められた値まで線形に近い態様で増加させることができる。なお、図4(c)では、N(Nは、50または100)マイクロ秒間隔でスイッチ切り換えを実行することを「Nマイクロ秒/ステップ」と表記し、一回のスイッチ切り換え当りの増幅率Aの増加量が出力電圧の増加量換算でMdb(Mは、0.125、0.25、0.5の何れか)であることを「Mdb/ステップ」と表記した。また、図4(c)では詳細な図示は省略したが、ミュート状態から出力電圧が−24dbに達するまでは、−48db、−44db、−40db、−36db、−34db、−32db、−30db、−28db、−27db、−26db、−25db、といった具合に出力電圧が増加するように一回のスイッチ切り換え当りの増幅率Aの増加量を調整すれば良い。
In the mode shown in FIG. 4A and the mode shown in FIG. 4B, the former mode is preferable from the viewpoint of more reliably suppressing the occurrence of pop noise. This is because the change mode shown in FIG. 4B has an effect of supplementing human hearing characteristics, but has a high possibility of making pop noise stand out. For this reason, even when the
また、仮にポップノイズが発生したとしても人の聴覚特性を利用してそのポップノイズを聴き取り難くすることができるという点に着目すると、図4(d)や図4(e)に示すように、出力電圧OUT1が大きくなるほど、出力信号OUT1の増加の時間勾配を緩やかにする態様が最も好ましい。例えば、可変抵抗130がdbリニア構成となっている場合において、図4(d)に示す変化態様を実現するには、以下の制御を制御部30に行わせるようにすれば良い。すなわち、単位時間当たりのスイッチSWnの切り換えを当初はゆっくり(例えば、時刻t1までは100マイクロ秒/ステップ)、その後頻繁に(例えば時刻t1から時刻t2までは50マイクロ秒/ステップ)、そして出力信号OUT1が大きくなるにつれて再びゆっくり(時刻t2以降は、再び100マイクロ秒/ステップ)行わせるのである。そして、一回のスイッチ切り換え当りの増幅率Aの増加量についても、当初は少なく、その後大きく、そして出力信号OUT1が大きくなるにつれて再び小さくなるようにスイッチSWnのオン/オフ制御を行わせるのである。
Further, if pop noise is generated, paying attention to the fact that it is possible to make it difficult to hear the pop noise by using the human auditory characteristics, as shown in FIGS. 4D and 4E. A mode in which the time gradient of the increase of the output signal OUT1 is more gradual as the output voltage OUT1 becomes larger is most preferable. For example, when the
また、可変抵抗130がdbリニア構成となっている場合において、図4(e)に示す変化態様を実現するには、図4(e)の時刻t3までは図4(c)の場合と同様の制御を制御部30に実行させ、時刻t3以降はスイッチSWnの切り換え間隔を長くし、かつ、増幅率Aの増加量が小さくなるようにスイッチSWnのオン/オフ制御を行わせるようにすれば良い。このように図4(d)や図4(e)に示す変化態様は、制御が複雑になり、オーディオアンプ1の設計・製造が難しくなるといった欠点はあるものの、仮にポップノイズが発生したとしても、そのポップノイズは聴き取り難いものとなり、ポップノイズの緩和効果が最も高いと言える。図4(a)から図4(e)に示した各変化態様の何れを実装するのかについては、オーディオアンプ1に対する要求仕様(設計・製造のし易さを優先するのか、それとも、ポップノイズの抑止効果を優先するのか等)との兼ね合いで適宜選択するようにすれば良い。なお、図4(a)〜図4(e)に示す態様を説明するために明示した各数値(ミュート状態から所望の出力電圧が得られるようになるまでの時間を示す数値(8ミリ秒)や、スイッチ切換の実行間隔を示す数値(50ミリ秒/ステップや100ミリ秒/ステップ)、1回のスイッチ切換当たりの増幅率の増加量を示す数値(0.125db/ステップ等))は何れも例示であり、これら数値についてもオーディオアンプ1に対する要求仕様との兼ね合いで適宜定めるようにすれば良い。
Further, in the case where the
以上説明したように、本実施形態によれば、音源から与えられるオーディオ信号を2つのアンプにより順次増幅する場合において、それらアンプの全てにオフセットキャンセル回路を設けることなく、ポップノイズを緩和することが可能になる。なお、本実施形態では、オーディオアンプ1の起動時に制御部30が行う制御について説明したが、ミュート解除を指示された場合も、プリアンプ10の増幅率Aを最小値から予め定められた値まで次第に増加させる制御を制御部30に行わせるようにすれば、ミュート解除時のポップノイズの発生を抑止することができることは言うまでもない。また、オーディオアンプ1の停止時(或いは、ミュート開始時)には、プリアンプ10の増幅率Aを最小値まで次第に減少させる制御(例えば、図4(a)〜(e)に示したグラフを逆に辿るように増幅率Aを減少させる)を制御部30に行わせるようにすれば、オーディオアンプ1の停止時(或いは、ミュート開始時)のポップノイズの発生を抑止することができることも言うまでもない。
As described above, according to the present embodiment, when the audio signal given from the sound source is sequentially amplified by the two amplifiers, the pop noise can be alleviated without providing an offset cancel circuit for all of the amplifiers. It becomes possible. In the present embodiment, the control performed by the
(C:変形)
以上、本発明の一実施形態について説明したが、この実施形態に以下に述べる変形を加えても勿論良い。
(1)上述した実施形態では、オーディオアンプ1をプリアンプ10、パワーアンプ20および制御部30で構成したが、制御部30をプリアンプ10またはパワーアンプ20の何れか一方に組み込むようにしても良い。具体的には、制御部30を組み込んだプリアンプの後段にパワーアンプ20を配置してオーディオアンプを構成しても良く、また、制御部30を組み込んだパワーアンプ20の前段にプリアンプ10を配置してオーディオアンプを構成しても良い。このように、プリアンプとパワーアンプの何れか一方に制御部30を組み込み、他方のアンプの作動制御を制御部30に行わせるようにすれば、これらプリアンプとパワーアンプを各々別個のチップで実装する場合であっても、上記オーディオアンプ1と同様にポップのノイズの発生を抑止することが可能になる。
(C: deformation)
Although one embodiment of the present invention has been described above, the following modifications may of course be added to this embodiment.
(1) In the above-described embodiment, the
(2)上述した実施形態では、オーディオアンプ1の増幅部をプリアンプ10とパワーアンプ20の2段構成とした。しかし、プリアンプ10の前段に1または複数のアンプを設けても良く、また、プリアンプ10とパワーアンプ20の間に1または複数のアンプを設けても良い。このように、出力段となるパワーアンプ20の前段にプリアンプ10を含む複数段のアンプを有する構成のオーディオアンプであれば、制御部30に上述した制御を行わせることによって、パワーアンプ20以外のアンプにオフセットキャンセル回路を設けておかなくとも、オーディオアンプの起動または停止時、或いはミュート開始または解除時のポップノイズを抑止することができる。
(2) In the above-described embodiment, the amplification unit of the
(3)上述した実施形態では、スピーカを駆動するオーディオアンプに本発明を適用したが、本発明の適用対象はオーディオアンプに限定されるものではない。要は、複数段のアンプを有し、これら複数のアンプの各々によって入力信号を順次増幅して負荷へ出力する電力増幅回路であれば、本発明の適用により、オフセットに起因したノイズの発生を抑止することが可能になる。 (3) In the above-described embodiment, the present invention is applied to the audio amplifier that drives the speaker. However, the application target of the present invention is not limited to the audio amplifier. In short, if the power amplifier circuit has a plurality of amplifiers and amplifies an input signal sequentially by each of the plurality of amplifiers and outputs the amplified signal to a load, the application of the present invention can generate noise due to the offset. It becomes possible to deter.
1…オーディオアンプ、10…プリアンプ、110…オペアンプ、120…キャパシタ、130…可変抵抗、140…抵抗、20…パワーアンプ、210…可変利得部、220…オフセットキャンセル回路、30…制御部。
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記プリアンプの出力オーディオ信号を増幅して負荷へ出力するアンプであって、オフセットキャンセル回路を備えたパワーアンプと、
起動を指示されたことを契機として、前記プリアンプの増幅率を最小値とし、この状態において前記パワーアンプの入力信号に発生するオフセットを前記オフセットキャンセル回路にキャンセルさせ、前記プリアンプの増幅率を前記最小値から予め指示された値まで次第に増加させる制御部と
を有することを特徴とする電力増幅回路。 A preamplifier capable of amplifying and outputting the input signal and controlling the amplification factor,
An amplifier that amplifies an output audio signal of the preamplifier and outputs the amplified signal to a load, and a power amplifier including an offset cancel circuit;
When the activation is instructed, the amplification factor of the preamplifier is set to the minimum value. In this state, the offset generated in the input signal of the power amplifier is canceled by the offset cancel circuit, and the amplification factor of the preamplifier is reduced to the minimum value. A power amplifying circuit comprising: a control unit that gradually increases from a value to a value instructed in advance.
2. The power amplifier circuit according to claim 1, wherein as the signal value of the output signal of the preamplifier increases, the control unit reduces a time gradient when increasing the amplification factor of the preamplifier.
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2009
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