JP2013541305A5

JP2013541305A5 -

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Publication number: JP2013541305A5
Application number: JP2013535440A
Authority: JP
Filing date: 2011-10-27
Publication date: 2013-12-19
Anticipated expiration: 2031-10-27

Claims

ロード信号を供給するラウドスピーカー負荷に接続可能な出力ノードを含む第１出力ドライバと、
第１直流供給電圧と前記出力ノードとの間に結合した上部支脈と、前記出力ノードと第２直流供給電圧の間に結合した下部支脈を含む前記第１出力ドライバと、
直列に結合され、第１スイッチ及び第２スイッチ制御端子によりそれぞれが制御された第１半導体スイッチと第２半導体スイッチとを含む前記上部支脈と、
直列に結合され、第３スイッチ及び第４スイッチ制御端子によりそれぞれが制御された第３半導体スイッチと第４半導体スイッチとを含む前記下部支脈と、
オーディオ入力信号を受信し、かつ、前記オーディオ入力信号から第１、第２、第３及び第４パルス幅又はパルス密度変調制御信号を導出するように構成されたコントローラであって、前記第１、第２、第３、第４スイッチ制御端子に前記第１、第２、第３及び第４パルス幅又はパルス密度変調制御信号をそれぞれ印加するように構成された前記コントローラと、
前記第１及び第２半導体スイッチの間に位置した第１ノードと、前記第３及び第４半導体スイッチの間に位置した第２ノードとの間の第１の所定の直流電圧差を設定するように構成された第１直流電圧源と、
を含むＤ級オーディオアンプ。
前記所定の直流電圧差は、前記出力ノード（Ｖ_Ａ）でレベル３の出力信号を提供するために、第１及び第２直流電源の電圧との間の直流電圧差の実質的に半分に設定する、請求項１に記載のＤ級オーディオアンプ。
前記コントローラは、
アナログオーディオ入力信号を受信し、かつ、自然にサンプリングされたパルス幅変調オーディオ信号を生成するように結合したアナログパルス幅変調器と、
デジタルクロック信号に基づいて動作し、かつ、前記自然にサンプリングされたパルス幅又はパルス密度変調オーディオ信号に基づいて、均一にサンプリングされたパルス幅又はパルス密度制御信号を生成するように構成されたサンプリングデバイスと、を更に含み、
前記コントローラは、前記均一にサンプリングされたパルス幅又はパルス密度変調オーディオ信号に基づいて前記第１、第２、第３及び第４パルス幅又はパルス密度変調制御信号を生成する、請求項１又は請求項２に記載のＤ級オーディオアンプ。
前記ロード信号から前記アナログパルス幅変調器の前方に位置する加算ノードに至るフィードバック経路と、
前記自然にサンプリングされパルス幅変調オーディオ信号のサンプリングにより生成された量子化ノイズのスペクトルを整形するために前記フィードバック経路に挿入された第１、第２又は第３次ローパスフィルタのようなループフィルタと、
を含む、請求項３に記載のＤ級オーディオアンプ。
前記コントローラは、
デジタルオーディオ入力信号を受信し、量子化され均一にサンプリングされたパルス幅変調オーディオ信号を生成するように結合したＰＣＭ−ＰＷＭコンバータと、
内部の量子化ノイズを抑制するために前記量子化され均一にサンプリングされたパルス幅変調オーディオ信号をフィルタリングするノイズシェーパと、
前記量子化され均一に（サンプリング）されたパルス幅変調オーディオ信号に基づいて、前記第１、第２、第３及び第４パルス幅変調制御信号を発生するスイッチコントローラと、
をさらに含む、請求項１又は請求項２に記載のＤ級オーディオアンプ。
前記スイッチコントローラは、前記第１出力ドライバの前記第１及び前記第２ノードとの間の前記所定の直流電圧差を維持するために、冗長な状態選択バランシングを実行するように構成された、請求項５のいずれか一項に記載のクラスＤオーディオアンプ。
前記第１、第２、第３及び第４パルス幅変調制御信号は、
第１状態では、前記第１及び第３半導体スイッチを介して前記出力ノードに前記直流電圧源の第１端子を接続し、
第２状態で、前記第４及び第２半導体スイッチを介して前記出力ノードに前記直流電圧源の第２端子を接続するように構成された、請求項１〜６のいずれか一項に記載のＤ級オーディオアンプ。
第２ロード信号を供給する前記ラウドスピーカー負荷に接続可能な第２出力ノードを含む第２出力ドライバと、
前記第１直流供給電圧と前記第２出力ノードの間に結合した上部支脈と、前記第２出力ノードと前記第２直流供給電圧との間に結合した下部支脈を含む前記第２出力ドライバと、
直列に結合され、第５スイッチ制御端子及び第６スイッチ制御端子によりそれぞれが制御された第５半導体スイッチと第６半導体スイッチとを含む前記上部支脈と、
直列に結合され、第７スイッチ制御端子及び第８スイッチ制御端子によりそれぞれが制御された第７半導体スイッチ及び第８半導体スイッチを含む前記下部支脈と、
前記第５半導体スイッチ及び前記第６半導体スイッチの間に位置する第３ノードと、前記第７半導体スイッチ及び前記第８半導体スイッチとの間に位置する第４ノードとの間の第２の所定の直流電圧差を設定するように構成された第２直流電圧源と、
前記オーディオ入力信号から、第５、第６、第７及び第８パルス幅変調制御信号を導出し、前記第５、第６、第７及び第８スイッチ制御端子にこれらをそれぞれ印加するように構成された前記コントローラと、
をさらに含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載のＤ級オーディオアンプ。
前記コントローラは、前記ラウドスピーカー負荷両端に３レベルロード信号を生成するために、前記第１、第２、第３及び第４パルス幅変調制御信号とそれぞれ実質的に逆位相の前記第５、第６、第７及び第８パルス幅変調制御信号を生成するように構成された、請求項８に記載のＤ級オーディオアンプ。
前記コントローラは、前記ラウドスピーカー負荷両端に５レベルロード信号を生成するために、前記第１、第２、第３及び第４パルス幅変調制御信号に対して、それぞれ逆位相で、さらに、＋／−９０度位相シフトした、第５、第６、第７、及び第８パルス幅変調制御信号を生成するように構成された、請求項８に記載のＤ級オーディオアンプ。
前記コントローラは、オーディオ信号レベル検出器を含み、
前記コントローラは前記オーディオ入力信号の検出したレベルに依存して前記３レベルのロード信号と前記５レベルのロード信号とを切り替えるように構成された、請求項９又は１０に記載のＤ級オーディオアンプ。
前記コントローラは、さらに、
所定のレベル閾値と前記オーディオ信号の前記検出したレベルとを比較し、
前記オーディオ信号のレベルが前記所定のレベル閾値を超えたとき前記３レベルのロード信号を生成し、
前記オーディオ信号のレベルが前記所定のレベル閾値よりも小さいとき前記５レベルのロード信号を生成する、ように構成された、前記請求項１１に記載のＤ級オーディオアンプ。
前記コントローラは、さらに、
前記オーディオ信号の前記検出したレベルに応じて、前記第１、第２、第３、第４、第５、第６、第７及び第８パルス幅変調制御信号の各々のスイッチング又は変調周波数を変化させるように構成された、請求項１１又は１２に記載のＤ級オーディオアンプ。
前記第１出力ドライバの上部支脈は、前記第１半導体スイッチに直列に結合した第５又は第９半導体スイッチと前記第１直流供給電圧を含み、
前記第１出力ドライバの下部支脈は、前記第４半導体スイッチに直列に結合した第６又は第１０半導体スイッチと前記第２直流供給電圧を含み、
前記第５又は第９半導体スイッチと前記第１半導体スイッチの間に位置する第３又は第５ノードと、前記第６又は第１０半導体スイッチと前記第４半導体スイッチの間に位置する第４又は第６ノードとの間の第２又は第３の所定の直流電圧差を設定するように構成された第２又は第３直流電圧源とを含み、
さらに、前記第２出力ドライバの前記上部支脈は、前記第５半導体スイッチと直列に結合した第１１半導体スイッチと前記第１直流供給電圧を選択的に含み、前記第２出力ドライバの前記下部支脈は、前記第８半導体スイッチと直列に結合した第１２半導体スイッチと前記第２直流供給電圧を選択的に含み、
第４直流電圧源は、前記第１１半導体スイッチと、前記第５半導体スイッチの間に位置した第５ノードと、前記第８及び第１２半導体スイッチの間に位置した第６ノードとの間の第４の所定の直流電圧差に設定するように構成される、請求項８に記載のＤ級オーディオアンプ。
前記第１、第２、第３又は第４直流電圧源の少なくとも一つは、充電キャパシタ、フローティング直流電源レール、バッテリというグループから少なくとも一つのコンポーネントを含む、請求項１〜１４のいずれか一項に記載のＤ級オーディオアンプ。
前記第１、第２、第３又は第４直流電圧源の一つ以上が、充電キャパシタと、１００ｎＦ乃至１０μＦの静電容量を有する各キャパシタとを含む、請求項１〜１５のいずれか一項に記載のＤ級オーディオアンプ。
前記第１の所定の直流電圧差を、前記第１及び第２直流供給電圧間の直流電圧差の実質的に半分に設定し、又は、
前記第３の所定の直流電圧差を、前記第１及び第２直流供給電圧の直流電圧差の実質的に半分に設定する、請求項１４のいずれか一項に記載のＤ級オーディオアンプ。
前記コントローラは、プログラム可能なデジタルシグナルプロセッサを含む、請求項１〜１７のいずれか一項に記載の駆動回路。
請求項１〜７のいずれか一項に記載のＤ級オーディオアンプと、
前記第１ドライバの前記出力ノードと、前記第１及び第２直流供給電圧のいずれかと、に動作可能に結合したラウドスピーカー負荷と、
を含むサウンド再生アセンブリ。
請求項８〜１７のいずれか一項に記載のＤ級オーディオアンプと、
前記第１及び第２出力ドライバの前記出力ノード及び前記第２出力ノードの間に動作可能にそれぞれ結合されたラウドスピーカー負荷と、
を含むサウンド再生アセンブリ。