JP2021136563A - Driving system, sound reproducing device, and electronic apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、駆動システム、音再生装置及び電子機器等に関する。 The present invention relates to a drive system, a sound reproduction device, an electronic device, and the like.
ピエゾ素子により構成される圧電スピーカーを駆動して、音を出力するシステムが知られている。例えば特許文献1には、マイコンと、マイコンからの駆動信号に応じて、圧電スピーカーであるブザーを駆動する駆動回路を有する警報器が開示されている。この特許文献1では、ブリッジ回路である駆動回路は、マイコンからの2つの駆動信号の各々がベースに入力される2つのバイポーラートランジスターにより構成されている。
A system that outputs a sound by driving a piezoelectric speaker composed of a piezo element is known. For example,
特許文献1のようにブリッジ回路が電流駆動素子であるバイポーラートランジスターに構成されていると、マイコン等の回路装置には、バイポーラートランジスターにベース・エミッター電流を流すための駆動電流の供給回路が必要になってしまう。またブリッジ回路を構成する2つのトランジスターのオン、オフが切り替わるときに、圧電スピーカーに瞬間的に過大な電流が流れ、様々な不具合を招くおそれがある。
When the bridge circuit is configured by a bipolar transistor which is a current drive element as in
本開示の一態様は、第1駆動ノードと第2駆動ノードとの間に設けられる圧電スピーカーを駆動するブリッジ回路と、前記ブリッジ回路に対して第1制御信号及び第2制御信号を出力する回路装置と、を含み、前記ブリッジ回路は、電源ノードと前記第1駆動ノードとの間に設けられる第1抵抗と、前記第1駆動ノードとグランドノードとの間に設けられ、ゲートに前記第1制御信号が入力される第1FETと、前記電源ノードと前記第2駆動ノードとの間に設けられる第2抵抗と、前記第2駆動ノードと前記グランドノードとの間に設けられ、ゲートに前記第2制御信号が入力される第2FETと、前記第1駆動ノードと前記圧電スピーカーの一端との間に設けられる第3抵抗と、を含む駆動システムに関係する。 One aspect of the present disclosure is a bridge circuit for driving a piezoelectric speaker provided between a first drive node and a second drive node, and a circuit for outputting a first control signal and a second control signal to the bridge circuit. The bridge circuit, including the device, is provided between the first resistor provided between the power supply node and the first drive node, and between the first drive node and the ground node, and the first is provided at the gate. A first FET to which a control signal is input, a second resistor provided between the power supply node and the second drive node, and a second resistor provided between the second drive node and the ground node are provided at the gate. 2 It relates to a drive system including a second FET to which a control signal is input and a third resistor provided between the first drive node and one end of the piezoelectric speaker.
また本開示の一態様は、上記に記載の駆動システムと、前記圧電スピーカーと、を含む音再生装置に関係する。 Further, one aspect of the present disclosure relates to a sound reproduction device including the drive system described above and the piezoelectric speaker.
また本開示の一態様は、上記に記載の駆動システムを含む電子機器に関係する。 Further, one aspect of the present disclosure relates to an electronic device including the drive system described above.
以下、本開示の好適な実施形態について詳細に説明する。なお以下に説明する本実施形態は特許請求の範囲に記載された内容を不当に限定するものではなく、本実施形態で説明される構成の全てが必須構成要件であるとは限らない。 Hereinafter, preferred embodiments of the present disclosure will be described in detail. It should be noted that the present embodiment described below does not unreasonably limit the contents described in the claims, and not all of the configurations described in the present embodiment are essential constituent requirements.
1.駆動システム
図1に本実施形態の駆動システム2の構成例を示す。駆動システム2は、圧電スピーカー14を駆動するシステムであって、回路装置100とブリッジ回路12を含む。
1. 1. Drive system FIG. 1 shows a configuration example of the
圧電スピーカー14は、例えばピエゾ素子16により構成され、電圧が印加されることで音を出力する音出力デバイスである。圧電スピーカー14は圧電ブザーと呼ぶこともできる。
The
回路装置100は、IC(Integrated Circuit)と呼ばれる集積回路装置である。例えば、回路装置100は、半導体プロセスにより製造されるICであり、半導体基板上に回路素子が形成された半導体チップである。回路装置100は、例えばマイクロコンピューター又はASIC(Application Specific Integrated Circuit)などにより実現できる。マイクロコンピューターはマイコンとも呼ばれる。
The
ブリッジ回路12は、電界効果トランジスターである2つのFET1、FET2により構成され、これらのFET1、FET2が交互にオン、オフされることで、圧電スピーカー14に対して正極性の印加電圧と負極性の印加電圧が交互に印加される。ブリッジ回路12は、例えば回路装置100の外付け部品として設けられ、同じく外付け部品として設けられる圧電スピーカー14を駆動して、音を出力させる。
The
具体的には本実施形態の駆動システム2は、駆動ノードND1と駆動ノードND2の間に設けられる圧電スピーカー14を駆動するブリッジ回路12と、ブリッジ回路12に対して制御信号SC1、SC2を出力する回路装置100を含む。例えば駆動ノードND1、ND2は、各々、第1駆動ノード、第2駆動ノードであり、制御信号SC1、SC2は、各々、第1制御信号、第2制御信号である。
Specifically, the
そしてブリッジ回路12は、抵抗R1、R2、R3とFET1、FET2を含む。抵抗R1、R2、R3は、各々、第1抵抗、第2抵抗、第3抵抗であり、FET1、FET2は、各々、第1FET、第2FETである。
The
抵抗R1は、電源ノードと駆動ノードND1との間に設けられる。電源ノードは電源電圧VCCの供給ノードである。例えば抵抗R1は一端が電源ノードに接続され、他端が駆動ノードND1に接続される。抵抗R2は、電源ノードと駆動ノードND2との間に設けられる。例えば抵抗R2は一端が電源ノードに接続され、他端が駆動ノードND2に接続される。抵抗R3は駆動ノードND1と圧電スピーカー14の一端との間に設けられる。例えば抵抗R3は、一端が駆動ノードND1に接続され、他端が圧電スピーカー14の一端に接続される。
The resistor R1 is provided between the power supply node and the drive node ND1. The power supply node is a supply node of the power supply voltage VCS. For example, one end of the resistor R1 is connected to the power supply node, and the other end is connected to the drive node ND1. The resistor R2 is provided between the power supply node and the drive node ND2. For example, one end of the resistor R2 is connected to the power supply node, and the other end is connected to the drive node ND2. The resistor R3 is provided between the drive node ND1 and one end of the
FET1は、駆動ノードND1と、グランドノードであるGNDノードとの間に設けられる。そしてFET1のゲートには、回路装置100からの制御信号SC1が入力される。FET2は、駆動ノードND2とGNDノードとの間に設けられる。そしてFET2のゲートには、回路装置100からの制御信号SC2が入力される。GNDノードは、グランドであるGNDに接地されるノードである。FET1、FET2は、電界効果トランジスターであり、例えばN型のトランジスターである。FET1、FET2は、例えばパワーMOSトランジスターなどにより実現できる。制御信号SC1、SC2は、例えば交互にアクティブになる信号であり、例えば制御信号SC1がアクティブのときには制御信号SC1が非アクティブになり、制御信号SC2がアクティブのときには制御信号SC2が非アクティブになる。正論理の場合には、アクティブなレベルはハイレベルであるHレベルであり、非アクティブなレベルはローレベルであるLレベルである。
The
回路装置100は電源電圧VDDが供給されて動作する。例えば回路装置100は、ブリッジ回路12の電源ノードに供給される電源電圧VCCとは異なる電源電圧VDDに基づいて動作して、制御信号SC1、SC2をブリッジ回路12に出力する。例えばVCCの電圧は、駆動システム2が組み込まれる機器に応じて異なった電圧になる。そして、回路装置100とブリッジ回路12が同じ電源電圧で動作する構成であると、VCCが高い電圧になった場合に、回路装置100の定格電圧を超えてしまう問題が発生する。この点、本実施形態では、回路装置100はブリッジ回路12の電源電圧VCCとは異なる電源電圧VDDに基づいて動作するため、このような問題の発生を防止できる。
The
また本実施形態のブリッジ回路12は、高電位側の2つのトランジスターと低電位側の2つのトランジスターとにより構成されるフルブリッジ回路の構成ではなく、2つのFET1、FET2と2つの抵抗R1、R2により構成されている。そして、2つの抵抗R1、R2により、フルブリッジ回路における高電位側の2つのトランジスターの機能を実現している。例えばフルブリッジ回路の場合には、高電位側の2つのトランジスターに入力される2つの制御信号が更に必要になり、これらの制御信号の電圧のレベルシフトを行うためのレベルシフターが必要になる。この点、本実施形態では、フルブリッジ回路の高電位側の2つのトランジスターの機能を、2つの抵抗R1、R2により代用しているため、高電位側の2つのトランジスターの制御信号も不要になり、レベルシフターも不要になる。従って、回路装置100は、簡素な構成でのブリッジ回路12を制御できるようになり、回路装置100の小規模化等を図れるようになる。
Further, the
次に図2、図3を用いて本実施形態の動作について説明する。図2に示すように回路装置100が、制御信号SC1をHレベルにし、制御信号SC2をLレベルにすると、FET1がオンになり、FET2がオフになる。これにより図2に示すように、VCCの電源ノードから、抵抗R2、ピエゾ素子16、抵抗R3、FET1を介して、GNDノードに電流I1が流れる。このとき、圧電スピーカー14を構成するピエゾ素子16の一端にGNDの電圧が印加され、他端にVCCの電圧が印加された状態になる。
Next, the operation of this embodiment will be described with reference to FIGS. 2 and 3. As shown in FIG. 2, when the
一方、図3に示すように回路装置100が、制御信号SC1をLレベルにし、制御信号SC2をHレベルにすると、FET1がオフになり、FET2がオンになる。これにより図3に示すように、VCCの電源ノードから、抵抗R1、R3、ピエゾ素子16、FET2を介して、GNDノードに電流I2が流れる。このとき、圧電スピーカー14を構成するピエゾ素子16の一端にVCCの電圧が印加され、他端にGNDの電圧が印加された状態になる。
On the other hand, as shown in FIG. 3, when the
このように本実施形態では、図2、図3のように交互に極性反転する印加電圧が、ブリッジ回路12によりピエゾ素子16に印加されることで、ピエゾ素子16により構成される圧電スピーカー14から音が出力されるようになる。これにより、圧電スピーカー14を、例えば、音声を出力するスピーカーや、アラーム音等を出力するブザーとして動作させることが可能になる。ブザーも電気信号を音に変える装置であるスピーカーの1つである。
As described above, in the present embodiment, the applied voltage that alternately reverses the polarity as shown in FIGS. 2 and 3 is applied to the
また本実施形態では、ブリッジ回路12が、電界効果トランジスターであるFET1、FET2により構成されている。例えばブリッジ回路12が、バイポーラートランジスターにより構成されていると、回路装置100には、バイポーラートランジスターにベース・エミッター電流を流すための駆動電流の供給回路が必要になってしまい、消費電力が増加してしまうなどの問題が発生する。またマイクロコンピューターやASICなどにより実現される回路装置100が、CMOSトランジスターにより構成される場合には、このようなベース・エミッター電流を流すための大きな電流値の駆動電流を供給する回路を回路装置100に設ける必要があり、その分だけ面積の大きいI/O素子が必要になるので効率的ではない。この点、本実施形態の駆動システム2では、ブリッジ回路12が、電界効果トランジスターであるFET1、FET2により構成されている。このようにすれば、回路装置100は、FET1、FET2のゲート電極の充放電に必要な小さな電流値の駆動電流を流すだけで済むようになる。従って、ブリッジ回路12をFET1、FET2により構成することで、例えば、CMOSトランジスターで構成される回路装置100との接続の親和性が高いブリッジ回路12を実現できるようになる。
Further, in the present embodiment, the
また図2、図3のようにピエゾ素子16の印加電圧の極性反転が行われると、極性反転時にピエゾ素子16に瞬間的に大きな電流が流れ、EMIノイズが発生するなどの問題が生じるおそれがある。例えば図2では、コンデンサーとして機能するピエゾ素子16の紙面で下側の電極にVCCが印加され、上側の電極にGNDが印加されている。これにより下側の電極に正の電荷が蓄積され、上側の電極に負の電荷が蓄積される状態になる。一方、図3では、コンデンサーとして機能するピエゾ素子16の上側の電極にVCCが印加され、下側の電極にGNDが印加されている。これにより上側の電極に正の電荷が蓄積され、下側の電極に負の電荷が蓄積される状態になる。従って、図2の状態から図3の状態に切り替わって、ピエゾ素子16の印加電圧の極性が反転すると、各電極に蓄積された電荷が消滅することで、瞬間的に大きな電流が流れるようになる。これによりE1に示すようなEMIノイズが発生する。図3の状態から図2の状態に切り替わった際にも、同様にEMIノイズが発生する。このようなEMIノイズが発生すると、駆動システム2が組み込まれる機器の誤動作が発生するなどの問題が発生するおそれがある。また圧電スピーカー14を構成するピエゾ素子16に、定格電流を越える過大な電流が流れると、圧電スピーカー14が故障してスピーカーとして機能しなくなるなどの問題が発生するおそれがある。
Further, if the polarity of the applied voltage of the
そこで本実施形態では、駆動ノードND1と圧電スピーカー14の一端との間に抵抗R3を設けている。このような抵抗R3を設ければ、抵抗R3が電流制限素子として機能して、圧電スピーカー14への印加電圧の極性反転時に過大な電流が流れるのを抑制できるようになる。これにより図3のE1に示すようなEMIノイズの発生を抑制でき、EMIノイズを原因とする機器の誤動作等も防止できるようになる。また圧電スピーカー14に対して定格電流を越える過大な電流が流れるのを抑制することで、圧電スピーカー14が故障してスピーカーとして機能しなくなるなどの問題も防止できるようになる。
Therefore, in the present embodiment, the resistor R3 is provided between the drive node ND1 and one end of the
例えば図4、図5、図6に圧電スピーカー14に流れる電流の波形例を示す。例えば抵抗R3の抵抗値をr3とした場合に、図4は、VCC=15Vであり、r3=1Ωの場合の電流波形である。なお抵抗R1、R2の抵抗値をr1、r2とした場合に、図4ではr1=r2=560Ωになっている。このように、抵抗R3の抵抗値r3を1Ωというように、抵抗値r1、r2に比べて非常に小さくすることは、抵抗R3を設けなかった場合に相当する。そしてこの場合には、図4のA1、A2に示すように、圧電スピーカー14の印加電圧の極性反転時に、瞬間的に、非常に大きな電流値のスパイク電流が発生する。このようなスパイク電流が発生すると、ノイズレベルが高いEMIノイズが発生してしまう。
For example, FIGS. 4, 5 and 6 show waveform examples of the current flowing through the
図5は、VCC=15Vであり、抵抗R3の抵抗値をr3=220Ωとした場合の電流波形である。なお抵抗R1、R2の抵抗値は、r1=r2=560Ωになっている。図5のB1、B2に示すように、抵抗値r3を220Ωというように大きくすることで、図4で発生していたスパイク電流が低減される。即ち、圧電スピーカー14の印加電圧の極性反転時に圧電スピーカー14に過大な電流が流れるのを十分に抑制できるようになり、EMIノイズのレベルを十分に低減できるようになる。これによりEMIノイズに起因する機器の誤動作等の発生も防止できるようになる。
FIG. 5 is a current waveform when VCS = 15V and the resistance value of the resistor R3 is r3 = 220Ω. The resistance values of the resistors R1 and R2 are r1 = r2 = 560Ω. As shown in B1 and B2 of FIG. 5, by increasing the resistance value r3 as 220Ω, the spike current generated in FIG. 4 is reduced. That is, it becomes possible to sufficiently suppress the excessive current flowing through the
図6は、VCC=12Vであり、抵抗R3の抵抗値をr3=180Ωとした場合の電流波形である。なお抵抗R1、R2の抵抗値は、r1=r2=470Ωになっている。図5のC1、C2に示すように、抵抗値r3を180Ωというように大きくすることで、圧電スピーカー14の印加電圧の極性反転時に過大な電流が流れるのを十分に抑制できるようになり、EMIノイズのレベルを十分に低減できるようになる。
FIG. 6 is a current waveform when VCS = 12V and the resistance value of the resistor R3 is r3 = 180Ω. The resistance values of the resistors R1 and R2 are r1 = r2 = 470Ω. As shown in C1 and C2 of FIG. 5, by increasing the resistance value r3 to 180Ω, it becomes possible to sufficiently suppress the flow of an excessive current when the polarity of the applied voltage of the
なお、図5から図6のように、VCCを15Vから12Vというように低くした場合には、抵抗R1、R2の抵抗値r1、r2も小さくしており、これに対応して抵抗R3の抵抗値r3も小さくする。例えば図2において圧電スピーカー14のピエゾ素子16に流れる電流I1の値は、VCCの電圧と抵抗値r1、r3により設定される。例えばVCCが大きいほど電流I1の値は大きくなり、抵抗値r1、r3が小さいほど電流I1の値は大きくなる。また図3において圧電スピーカー14のピエゾ素子16に流れる電流I1の値は、VCCの電圧と抵抗値r2、r3により設定される。例えばVCCが大きいほど電流I2の値は大きくなり、抵抗値r2、r3が小さいほど電流I2の値は大きくなる。そして圧電スピーカー14から十分な音圧の音を出力するためには、適切な電流値の電流I1、I2を流す必要がある。従って、駆動システム2が組み込まれる機器に応じて、VCCの電圧が低くなった場合には、これに応じて抵抗値r1、r2を小さくする必要があり、それに応じて抵抗値r3についても小さくする。
When the VCS is lowered from 15V to 12V as shown in FIGS. 5 to 6, the resistance values r1 and r2 of the resistors R1 and R2 are also reduced, and the resistance of the resistor R3 is correspondingly reduced. The value r3 is also reduced. For example, in FIG. 2, the value of the current I1 flowing through the
以上のように本実施形態では、抵抗R3は、圧電スピーカー14への印加電圧の極性反転時に発生するEMIノイズの低減用の抵抗である。即ち、EMIノイズの低減用の抵抗R3を、駆動ノードND1と圧電スピーカー14の一端との間に設けている。このような抵抗R3を設けて、圧電スピーカー14への印加電圧の極性反転時に瞬間的に流れる電流を抑制することで、EMIノイズを原因とする機器の誤動作の発生等を効果的に防止できるようになる。即ち、抵抗R3を設けることで、図5のB1、B2、図6のC1、C2に示すように、圧電スピーカー14の印加電圧の極性反転時のスパイク電流を低減でき、EMIノイズを効果的に低減できるようになる。
As described above, in the present embodiment, the resistor R3 is a resistor for reducing EMI noise generated when the polarity of the voltage applied to the
また本実施形態では、電源ノードからブリッジ回路12に供給される電源電圧をVCCとし、k=0.5×VCC+1.8とし、圧電スピーカー14を構成するピエゾ素子の定格電流をILとしたときに、抵抗R3の抵抗値r3が、r3>k/(4×IL)に設定される。例えば抵抗値r3は、VCCが高くなるほど大きな抵抗値に設定される。また抵抗値r3は、定格電流ILが小さいほど大きな抵抗値に設定される。このようにすれば、ブリッジ回路12に供給されるVCCの電圧や、圧電スピーカー14を構成するピエゾ素子の定格電流ILに応じた適切な抵抗値に、抵抗R3の抵抗値r3を設定して、EMIノイズを低減したり、圧電スピーカー14の故障等の発生を防止することが可能になる。以下では、このような本実施形態の抵抗値r3の設定手法について詳細に説明する。
Further, in the present embodiment, when the power supply voltage supplied from the power supply node to the
図7、図8はVCC=15Vで、r1=r2=560Ωのときの、抵抗値r3の逆数1/r3と、圧電スピーカー14に流れるピーク電流IPKとの関係を示す図であり、例えば回路シミュレーターによるシミュレーション結果である。ピーク電流IPKは、図4〜図6で説明したように、圧電スピーカー14への印加電圧の極性反転時に瞬間的に流れる電流の値である。図7、図8に示すように、抵抗値r3が大きくなり、その逆数1/r3が小さくなるにつれて、ピーク電流IPKも小さくなる。図8は、1/r3に対してIPKをプロットした図であり、プロット点の近似直線の傾きをkとすると、k=9.0431と求めることができる。なお、図7、図8では、抵抗R1、R2の抵抗値r1、r2は、圧電スピーカー14を構成するピエゾ素子16の定格電流に対応する例えば20mA程度の電流が流れるような抵抗値に設定されている。以下の図9〜図14においても同様である。
7 and 8 are diagrams showing the relationship between the reciprocal 1 / r3 of the resistance value r3 and the peak current IPK flowing through the
図9、図10はVCC=12Vで、r1=r2=470Ωのときの1/r3とIPKとの関係を示す図である。図9、図10に示すように1/r3が小さくなるにつれて、ピーク電流IPKも小さくなる。図10は、1/r3に対してIPKをプロットした図であり、プロット点の近似直線の傾きはk=7.8384と求めることができる。 9 and 10 are diagrams showing the relationship between 1 / r3 and IPK when VCS = 12V and r1 = r2 = 470Ω. As shown in FIGS. 9 and 10, as 1 / r3 becomes smaller, the peak current IPK also becomes smaller. FIG. 10 is a diagram in which the IPK is plotted against 1 / r3, and the slope of the approximate straight line of the plot points can be determined as k = 7.8384.
図11、図12はVCC=5Vで、r1=r2=180Ωのときの1/r3とIPKとの関係を示す図である。図12に示すように、この場合の近似直線の傾きはk=4.6297と求めることができる。 11 and 12 are diagrams showing the relationship between 1 / r3 and IPK when VCS = 5V and r1 = r2 = 180Ω. As shown in FIG. 12, the slope of the approximate straight line in this case can be obtained as k = 4.6297.
図13、図14はVCC=3Vで、r1=r2=100Ωのときの1/r3とIPKとの関係を示す図である。図14に示すように、この場合の近似直線の傾きはk=2.9212と求めることができる。 13 and 14 are diagrams showing the relationship between 1 / r3 and IPK when VCS = 3V and r1 = r2 = 100Ω. As shown in FIG. 14, the slope of the approximate straight line in this case can be obtained as k = 2.9212.
図15はVCC=3V、5V、12V、15Vにおける傾きkの値を示す図であり、図16は、VCCに対してkをプロットした図である。図16のプロット点の近似直線は、y=0.5x+1.8と表すことができる。即ち、下式(1)が成り立つ。
k=0.5×VCC+1.8 (1)
FIG. 15 is a diagram showing the value of the slope k at VCS = 3V, 5V, 12V, and 15V, and FIG. 16 is a diagram in which k is plotted against VCS. The approximate straight line of the plot points in FIG. 16 can be expressed as y = 0.5x + 1.8. That is, the following equation (1) holds.
k = 0.5 × VCS + 1.8 (1)
上式(1)が、各VCCでの傾きkを求める近似式になる。この傾きkは、x=1/r3に対するy=IPKの傾きに対応するため、下式(2)が成り立つと考えることができる。
IPK=k×(1/r3) (2)
The above equation (1) is an approximate equation for obtaining the slope k at each VCS. Since this slope k corresponds to the slope of y = IPK with respect to x = 1 / r3, it can be considered that the following equation (2) holds.
IPK = k × (1 / r3) (2)
従って、抵抗R3の抵抗値r3について下式(3)が成り立つ。
r3=k/IPK (3)
Therefore, the following equation (3) holds for the resistance value r3 of the resistor R3.
r3 = k / IPK (3)
ここで圧電スピーカー14を構成するピエゾ素子16の定格電流をILとしたとする。一例としてはIL=20mA程度である。このとき、ピーク電流IPKは印加電圧の極性反転時に瞬間的に流れる電流であり、図4等に示すようにそのパルス幅は短く、ピエゾ素子16の破壊エネルギーは小さい。従って、ピーク電流IPKは、例えば定格電流ILの4倍よりも小さければ、ピエゾ素子16の破壊を回避することができ、許容できる。従って、下式(4)に示すように、抵抗R3の抵抗値r3は、k/(4×IL)よりも大きな抵抗値に設定すればよい。
r3>k/(4×IL) (4)
Here, it is assumed that the rated current of the
r3> k / (4 × IL) (4)
例えばピエゾ素子16の定格電流をIL=20mAとすると、抵抗R3の抵抗値r3を、ピーク電流IPKが4×20mA=80mAよりも小さくなるような抵抗値に設定すればよい。
For example, assuming that the rated current of the
図7のVCC=15Vの場合であれば、r3を82Ω以上にすれば、ピーク電流IPKを4×IL=80mAよりも小さくすることができ、ピエゾ素子16の破壊を回避しながら、EMIノイズを効果的に低減できる。例えばr3=220Ωに設定することで、ピーク電流IPKを2mAに抑えることができ、EMIノイズを十分に低減できるようになる。
In the case of VCS = 15V in FIG. 7, if r3 is set to 82Ω or more, the peak current IPK can be made smaller than 4 × IL = 80mA, and EMI noise can be reduced while avoiding destruction of the
図9のVCC=12Vの場合であれば、r3を82Ω以上にすれば、ピーク電流IPKを4×IL=80mAよりも小さくすることができ、ピエゾ素子16の破壊回避とEMIノイズの低減を実現できる。例えばr3=180Ωに設定することで、ピーク電流IPKを8mAに抑えることができ、EMIノイズを十分に低減できるようになる。
In the case of VCS = 12V in FIG. 9, if r3 is set to 82Ω or more, the peak current IPK can be made smaller than 4 × IL = 80mA, and destruction of the
図11のVCC=5Vの場合であれば、r3を47Ω以上にすれば、ピーク電流IPKを80mAよりも小さくすることができ、ピエゾ素子16の破壊回避とEMIノイズの低減を実現できる。例えばr3=100Ωに設定することで、ピーク電流IPKを11mAに抑えることができ、EMIノイズを十分に低減できるようになる。
In the case of VCS = 5V in FIG. 11, if r3 is set to 47Ω or more, the peak current IPK can be made smaller than 80mA, and destruction of the
図13のVCC=3Vの場合であれば、r3を33Ω以上にすれば、ピーク電流IPKを80mAよりも小さくすることができ、ピエゾ素子16の破壊回避とEMIノイズの低減を実現できる。例えばr3=56Ωに設定することで、ピーク電流IPKを25mAに抑えることができ、EMIノイズを十分に低減できるようになる。
In the case of VCS = 3V in FIG. 13, if r3 is set to 33Ω or more, the peak current IPK can be made smaller than 80mA, and destruction of the
以上のように本実施形態では、k=0.5×VCC+1.8とし、圧電スピーカー14のピエゾ素子16の定格電流をILとしたときに、抵抗R3の抵抗値をr3>k/(4×IL)に設定している。このようにすることで、ピエゾ素子16の破壊を回避しながら、EMIノイズを効果的に低減できるようになる。
As described above, in the present embodiment, when k = 0.5 × VCS + 1.8 and the rated current of the
また本実施形態では図1で説明したように、ブリッジ回路12は、回路装置100の電源電圧VDDとは異なる電源電圧VCCが供給され、抵抗R3の抵抗値r3はVCCに応じた値に設定される。例えば図7のVCC=15Vの場合には、例えばr3=220Ω程度に設定し、図9のVCC=12Vの場合には、例えばr3=180Ω程度に設定する。また図11のVCC=5Vの場合には、例えばr3=100Ω程度に設定し、図13のVCC=3Vの場合には、例えばr3=56Ω程度に設定する。即ちブリッジ回路12に供給される電源電圧VCCが低いほど、抵抗R3の抵抗値r3を小さくする。別の言い方をすれば、電源電圧VCCが高いほど、抵抗R3の抵抗値r3を大きくする。このようにすれば、ブリッジ回路12の電源電圧VCCに応じた適切な抵抗値に抵抗R3の抵抗値r3を設定して、ピエゾ素子16の破壊回避とEMIノイズの低減とを実現できるようになる。即ち、ブリッジ回路12に供給される電源電圧VCCは、駆動システム2が組み込まれる機器に応じて異なった電圧になる。このように電源電圧VCCが機器に応じて異なった電圧になった場合にも、図1で説明したように、ブリッジ回路12を2つのFET1、FET2により構成し、高電位側のトランジスターを抵抗R1、R2で代用する構成とすることで、これに対応できるようになる。そして、更に、ブリッジ回路12の抵抗R3の抵抗値r3を、ブリッジ回路12に供給される電源電圧VCCに応じた抵抗値に設定することで、電源電圧VCCが異なる各種の機器に対応しながら、ピエゾ素子16の破壊回避とEMIノイズの低減とを実現することが可能になる。
Further, in the present embodiment, as described with reference to FIG. 1, the
また本実施形態では図17に示すように、回路装置100は、制御信号SC1、SC2をローレベルであるLレベルに設定することで、ブリッジ回路12の動作をオフにする。例えばブリッジ回路12に対して電源ノードからの電源電圧VCCが供給された状態でブリッジ回路12の動作をオフにする。例えば電源電圧VCCは、駆動システム2が組み込まれる機器に設けられた外部電源装置が供給する。例えば外部電源装置が電源電圧VCCをブリッジ回路12に供給している状態において、回路装置100は、制御信号SC1、SC2を非アクティブレベルであるLレベルに設定することで、FET1、FET2をオフにする。これにより、図17に示すようにFET1、FET2に流れる電流I3、I4がオフになり、ブリッジ回路12の動作がオフになる。例えば外部電源装置から電源電圧VCCが供給されても、電源ノードからGNDノードに流れる電流経路が、FET1、FET2をオフになることで遮断され、ブリッジ回路12が動作オフの状態になる。これにより、ブリッジ回路12において無駄な電力が消費されない状態でブリッジ回路12の動作をオフにすることが可能になり、省電力モードの実現が可能になる。
Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 17, the
また回路装置100は、図17に示すように圧電スピーカー14の音非出力時に制御信号SC1、SC2をLレベルに設定する。例えば回路装置100は、音データに基づいて制御信号SC1、SC2を生成する音再生の処理を行うことでブリッジ回路12により圧電スピーカー14を駆動する。例えば後述するように回路装置100は制御信号SC1、SC2として例えばPWM信号などを出力することで、FET1、FET2が交互に排他的にオンになるように、ブリッジ回路12を制御する。例えば回路装置100は、音再生の処理の第1期間においては、制御信号SC1をHレベルにしてFET1をオンにすることで、図2のように圧電スピーカー14のピエゾ素子16の一端にGNDの電圧が印加され、他端にVCCの電圧が印加された状態にする。これによりVCCの電源ノードから抵抗R2、ピエゾ素子16、抵抗R3、FET1を介して、GNDノードに電流I1が流れるようになる。一方、回路装置100は、音再生の処理の第2期間においては、制御信号SC2をHレベルにしてFET2をオンにすることで、図3のように圧電スピーカー14のピエゾ素子16の一端にVCCの電圧が印加され、他端にGNDの電圧が印加された状態にする。これによりVCCの電源ノードから抵抗R1、R3、ピエゾ素子16、FET2を介して、GNDノードに電流I2が流れる。このようにすることで、圧電スピーカー14のピエゾ素子16に対して、印加電圧が極性反転されながら印加されるようになり、圧電スピーカー14の駆動が実現される。
Further, as shown in FIG. 17, the
そして回路装置100は、このような音再生の処理を行わないとき、制御信号SC1、SC2をLレベルに設定する。即ち回路装置100は、音再生の処理の第1期間においては、制御信号SC1、SC2を、各々、Hレベル、Lレベルにして、FET1、FET2を、各々、オン、オフにし、音再生の処理の第2期間においては、制御信号SC1、SC2を、各々、Lレベル、Hレベルにして、FET1、FET2を、各々、オフ、オンにする。これに対して回路装置100は、音再生の処理を行わないときは、制御信号SC1、SC2を固定的にオフにして、FET1、FET2をオフにする。これにより圧電スピーカー14からは音は出力されなくなるが、図17に示すように、FET1、FET2がオフになることで電流I3、I4が流れなくなり、ブリッジ回路12の動作をオフにする省電力モードが実現されるようになる。
Then, the
2.音再生装置
図18に、本実施形態の音再生装置1の構成例を示す。音再生装置1は、本実施形態の駆動システム2と圧電スピーカー14を含む。音再生装置1は外部メモリー20を更に含むことができる。駆動システム2は回路装置100とブリッジ回路12を含む。ブリッジ回路12と圧電スピーカー14とにより音出力器10が構成される。
2. Sound Reproduction Device FIG. 18 shows a configuration example of the
図18では、回路装置100はマイクロコンピューターにより実現されている。具体的には、回路装置100は、PWM信号出力回路110と処理回路120とメモリー130とインターフェース回路140とを含む。処理回路120は例えばマイクロコンピューターのCPUコアに対応する。このように回路装置100がマイクロコンピューターにより実現されることで、マイクロコンピューターを動作させるプログラムやデータなどを用いて、種々の音再生処理を実行して、種々のアプリケーションに対応した音を圧電スピーカー14から出力することが可能になる。なお、本実施形態は図1の構成に限定されず、その構成要素の一部を省略したり、他の構成要素を追加したりする等の種々の変形実施が可能である。例えば、外部メモリー20を用いない場合には回路装置100がインターフェース回路140を含まなくてもよい。
In FIG. 18, the
音出力器10は、回路装置100からのPWM信号SPWMに基づいて音を出力する。音は、音声又は音声以外の音である。音声は、人が発する声である。なお以下では、音が音声である場合を主に説明する。音出力器10は、圧電スピーカー14とブリッジ回路12とを含む。
The
圧電スピーカー14は、図1で説明したようにピエゾ素子16により実現される。圧電スピーカー14では、電気信号により圧電素子であるピエゾ素子16を振動させることで音が出力される。圧電スピーカー14により、音声帯域の一部又は全部を出力できないような小型スピーカーや、音声出力ではなくアラーム音等を音出力を行うブザーを実現できる。ブザーは、音声出力用のスピーカーに比べると、周波数特性のピークが音声帯域より高く、且つ再生可能な帯域が狭い特徴がある。
The
回路装置100は、図1の制御信号SC1、SC2としてPWM信号SPWMを出力する。ブリッジ回路12は、PWM信号SPWMを増幅し、その増幅した信号により圧電スピーカー14を駆動する。このように回路装置100が制御信号SC1、SC2としてPWM信号SPWMを出力することで、D/A変換回路やアナログのアンプ回路が不要なデジタル駆動による音出力が可能になる。
The
処理回路120は、PWM信号出力回路110を制御する。具体的には、音再生を指示するコマンドCMDをPWM信号出力回路110に発行する。PWM信号出力回路110は、そのコマンドCMDを受け付けたとき、PWM信号SPWMを音出力器10に出力する。即ちPWM信号SPWMとして制御信号SC1、SC2を出力する。これにより、音出力器10から音が再生される。処理回路120はロジック回路である。具体的には処理回路120は、プロセッサーであるマイクロコンピューターのCPUコアに相当する。
The
さて、従来より倍音信号を用いて帯域拡張を行う手法が知られている。しかしながら、スピーカーの周波数特性は考慮されていないため、高品質な音声が再生されないおそれがあるという問題がある。例えば、スピーカーが再生可能な周波数帯域が狭い場合、或いは、音データに主に含まれる周波数帯域と、スピーカーが再生可能な周波数帯域とが合っていない場合等において、高品質な音が再生されないおそれがある。そこで本実施形態では、回路装置100が、疑似サウンドデータに基づくPWM信号SPWMを出力する。具体的には、回路装置100のPWM信号出力回路110が、疑似サウンドデータに基づくPWM信号SPWMを出力する。図19、図20は、疑似サウンドデータを用いる手法の説明図である。疑似サウンドデータでは、非出力低帯域BDLに属する基音xの複数の倍音2x、3x、・・・のうち出力可能帯域BDaに属する倍音を用いている。
By the way, conventionally, a method of band expansion using a harmonic signal has been known. However, since the frequency characteristics of the speaker are not taken into consideration, there is a problem that high quality sound may not be reproduced. For example, if the frequency band reproducible by the speaker is narrow, or if the frequency band mainly included in the sound data does not match the frequency band reproducible by the speaker, high-quality sound may not be reproduced. There is. Therefore, in the present embodiment, the
出力可能帯域BDaは、圧電スピーカー14が出力可能な周波数帯域である。ここで「出力可能」とは、人が可聴である所定の音圧PMINa以上の音圧を出力できることを意味する。具体的には、出力可能帯域BDaは、圧電スピーカー14の周波数特性FPCにおいて圧電スピーカー14が出力可能な周波数帯域である。例えば、出力可能帯域BDaは、周波数特性FPCにおいて、人が可聴な所定の音圧PMINa以上の大きな音圧が得られる周波数帯域である。非出力低帯域BDLは、出力可能帯域BDaの下限fminより低い周波数帯域である。即ち、非出力低帯域BDLは、周波数特性FPCにおいて音圧PMINa以下である周波数帯域のうち、低周波側の帯域である。
The outputable band BDa is a frequency band in which the
倍音は、基音xの周波数をn倍した音である。nは2以上の整数である。nを倍数と呼び、基音xの周波数をn倍した倍音をn倍音と呼ぶこととする。図20では、3倍音以上の倍音が出力可能帯域BDaに含まれる。但し、基音xは、非出力低帯域BDLに含まれる任意の周波数なので、基音xの周波数によって、出力可能帯域BDaに含まれる最小の倍音は異なる。即ち、基音xの周波数が低いほど、出力可能帯域BDaに含まれる最小の倍音の倍数が、大きくなる。 The overtone is a sound obtained by multiplying the frequency of the fundamental x by n. n is an integer of 2 or more. n is called a multiple, and a harmonic overtone obtained by multiplying the frequency of the fundamental x by n is called an n overtone. In FIG. 20, overtones of 3 or more overtones are included in the output possible band BDa. However, since the fundamental tone x is an arbitrary frequency included in the non-output low band BDL, the minimum harmonic overtone included in the output possible band BDa differs depending on the frequency of the fundamental tone x. That is, the lower the frequency of the fundamental tone x, the larger the multiple of the minimum harmonic overtone included in the outputable band BDa.
本実施形態によれば、PWM信号出力回路110が、出力可能帯域BDaに属する倍音を用いた疑似サウンドデータに基づいて、PWM信号SPWMを出力する。これにより、圧電スピーカー14から出力される音が、非出力低帯域BDLに属する基音xがあたかも出力されているかのような音となる。即ち、本来は圧電スピーカー14が出力できない帯域の音が、倍音を用いることで疑似的に出力されるので、高品質な音再生が可能となる。例えば、圧電スピーカー14が、音声帯域の一部又は全部を出力できない小型スピーカー、或いは音声出力を想定していないブザーである場合であっても、音声の倍音成分を用いた疑似サウンドデータによって音声を疑似的に再生可能になる。
According to the present embodiment, the PWM
より具体的には、PWM信号出力回路110は、複数の倍音2x、3x、・・・のうち所定帯域BDbに属する倍音を用いた疑似サウンドデータに基づくPWM信号SPWMを出力する。所定帯域BDbは、圧電スピーカー14の周波数特性FPCにおける最も高い音圧ピークを含み且つ出力可能帯域BDa内の周波数帯域である。図19に示すように、周波数特性FPCにおいて最大音圧となる周波数fbrが、音圧ピークの周波数である。所定帯域BDbの下限は、出力可能帯域BDaの下限より高く、所定帯域BDbの上限は、出力可能帯域BDaの上限より低い。例えば、所定帯域BDbは、周波数特性FPCにおいて、音圧PMINaより大きい所定の音圧PMINb以上である周波数帯域である。つまり所定帯域BDbを設定することは、音圧のなるべく高い倍音を効率的に選ぶために、所定の大きさの音圧を含む周波数帯域を設定することを意味する。従って音圧PMINaより大きい任意の音圧PMINbであれば、所定帯域BDbとして意味がある。
More specifically, the PWM
所定帯域BDbは、出力可能帯域BDaの中でも比較的音圧が高い音圧ピーク付近の帯域である。本実施形態では、PWM信号出力回路110が、所定帯域BDbに属する倍音を用いた疑似サウンドデータに基づいて、PWM信号SPWMを出力する。これにより、音出力器10の出力特性が良い周波数帯域を用いて疑似的に音が再生されるので、より高品質な音再生が可能となる。
The predetermined band BDb is a band near the sound pressure peak, which has a relatively high sound pressure, among the output possible bands BDa. In the present embodiment, the PWM
再生対象が音声である場合、例えば出力可能帯域BDaの下限fminは、500Hz以上であり、所定帯域BDbの下限は、1kHz以上である。 When the reproduction target is voice, for example, the lower limit fmin of the output possible band BDa is 500 Hz or more, and the lower limit of the predetermined band BDb is 1 kHz or more.
音声は1kHz以下の成分を多く含んでいるため、1kHz以下の帯域の全部又は一部を再生できない圧電スピーカー14を用いると、通常の音声データをそのまま再生しただけでは、低品質な音声が再生されてしまう。低品質とは、人が可聴できない音声品質である。本実施形態では、出力可能帯域BDaの下限fminが500Hz以上、或いは音圧ピークを含む所定帯域BDbの下限が1kHz以上であるような圧電スピーカー14を用いた場合であっても、所定帯域BDb内の倍音を用いることで、高品質な音声を再生できる。
Since audio contains many components of 1 kHz or less, if a
また本実施形態において、疑似サウンドデータは、例えば所定帯域BDbを通過させるハイパスフィルター処理又はバンドパスフィルター処理された音データである。このように本実施形態によれば、所定帯域BDbを通過させるハイパスフィルター処理又はバンドパスフィルター処理によって、所定帯域BDbに含まれる倍音が抽出される。これにより、所定帯域BDbに属する倍音を用いた疑似サウンドデータが生成される。疑似サウンドデータ生成手法の詳細は後述する。 Further, in the present embodiment, the pseudo sound data is, for example, high-pass filter processed or bandpass filtered sound data that passes through a predetermined band BDb. As described above, according to the present embodiment, the overtones contained in the predetermined band BDb are extracted by the high-pass filter process or the bandpass filter process for passing the predetermined band BDb. As a result, pseudo sound data using overtones belonging to the predetermined band BDb is generated. The details of the pseudo sound data generation method will be described later.
なお、図19、図20では所定帯域BDbの上限が出力可能帯域BDaの上限より低いとしたが、これに限定されず、所定帯域BDbの上限が出力可能帯域BDaの上限より高くてもよい。例えば、ハイパスフィルター処理を用いて疑似サウンドデータが作成される場合には、所定帯域BDbの上限が無限であってもよい。 In FIGS. 19 and 20, the upper limit of the predetermined band BDb is lower than the upper limit of the outputable band BDa, but the present invention is not limited to this, and the upper limit of the predetermined band BDb may be higher than the upper limit of the outputable band BDa. For example, when the pseudo sound data is created by using the high-pass filter processing, the upper limit of the predetermined band BDb may be infinite.
また本実施形態では、処理回路120は、PWM信号SPWMの出力を指示するコマンドCMDを発行する。PWM信号出力回路110は、処理回路120からコマンドCMDを受け付けたとき、疑似サウンドデータからPWM信号SPWMを生成し、生成したPWM信号SPWMを音出力器10に出力する。
Further, in the present embodiment, the
このように本実施形態によれば、処理回路120がコマンドCMDを発行するだけで、PWM信号出力回路110が疑似サウンドデータからPWM信号SPWMを生成する。即ち、PWM信号出力回路110は、処理回路120とは別に設けられたハードウェア回路であり、そのハードウェア回路が、PWM信号SPWMを生成する処理負荷を負うことになる。これにより、処理回路120の負荷を増加させることなく音再生を実現できる。例えば、回路装置100として、電子機器に実装されたマイクロコンピューターを想定できる。この場合、マイクロコンピューターは電子機器の制御処理を行う必要がある。本実施形態では、音再生時においても、マイクロコンピューターのCPUコアである処理回路120のリソースを当該制御処理に割り当てることが可能になる。
As described above, according to the present embodiment, the PWM
なお、上記ではPWM信号出力回路110をハードウェア回路としたが、PWM信号出力回路110の機能はソフトウェア処理によって実現されてもよい。即ち、PWM信号出力回路110の機能が記述されたプログラムが不図示のメモリーに記憶され、そのプログラムを処理回路120が実行することで、PWM信号出力回路110の機能が実現されてもよい。この場合であっても、倍音を用いた疑似サウンドデータからPWM信号SPWMが生成されることで、高品質な音再生が可能である。
Although the PWM
図18を用いて、PWM信号出力回路110の詳細な構成例について説明する。図18に示すように、PWM信号出力回路110はサウンドデータ出力回路111とPWM信号生成回路112とを含む。
A detailed configuration example of the PWM
サウンドデータ出力回路111は、疑似サウンドデータに基づいて出力サウンドデータSDQを出力する。サウンドデータ出力回路111は、疑似サウンドデータに何らかの処理を加えた後に出力サウンドデータSDQとして出力してもよいし、疑似サウンドデータをそのまま出力サウンドデータSDQとして出力してもよい。例えば疑似サウンドデータが圧縮データである場合には、サウンドデータ出力回路111は、疑似サウンドデータを展開した後に出力サウンドデータSDQとして出力する。
The sound
具体的には、回路装置100に内蔵されたメモリー130が疑似サウンドデータSDTaを記憶する。メモリー130は不揮発性メモリー又はRAM等の半導体メモリーである。メモリー130が不揮発性メモリーである場合、疑似サウンドデータSDTaが予めメモリー130に書き込まれていてもよい。サウンドデータ出力回路111は、メモリー130に記憶された疑似サウンドデータSDTaを読み出し、その疑似サウンドデータSDTaに基づいて出力サウンドデータSDQを出力する。
Specifically, the
或いは、回路装置100の外部に設けられた外部メモリー20が疑似サウンドデータSDTbを記憶してもよい。外部メモリー20は不揮発性メモリー又はRAM等の半導体メモリーである。外部メモリー20が不揮発性メモリーである場合、疑似サウンドデータSDTbが予め外部メモリー20に書き込まれていてもよい。インターフェース回路140は、外部メモリー20から疑似サウンドデータSDTbを受信する。例えば、インターフェース回路140が読み出しコマンドを外部メモリー20に送信し、その読み出しコマンドを受けて外部メモリー20が疑似サウンドデータSDTbを読み出し、その疑似サウンドデータSDTbをインターフェース回路140に送信する。サウンドデータ出力回路111は、インターフェース回路140が受信した疑似サウンドデータSDTbに基づいて出力サウンドデータSDQを出力する。
Alternatively, the
PWM信号生成回路112は、出力サウンドデータSDQに基づいてPWM信号SPWMを生成し、生成したPWM信号SPWMを音出力器10に出力する。具体的には、所定の変換規則を用いて出力サウンドデータSDQをPWM信号SPWMに変換する。例えば出力サウンドデータSDQは、音の波形をサンプリングした時系列データとなっている。PWM信号生成回路112は、各サンプリングデータを、そのサンプリングデータの値に応じたパルス幅のPWM信号に変換する。
The PWM
以上の再生処理は、処理回路120が発行したコマンドCMDをトリガーとして実行される。即ち、サウンドデータ出力回路111は、コマンドCMDを受け付けたとき、メモリー130又は外部メモリー20から疑似サウンドデータを読み出し、その疑似サウンドデータに基づいて出力サウンドデータSDQをPWM信号生成回路112に出力する。その出力サウンドデータSDQを受けて、PWM信号生成回路112がPWM信号SPWMを音出力器10に出力する。このように、処理回路120がコマンドCMDを発行することで、疑似サウンドデータに基づいて音出力器10から音が再生される。
The above reproduction process is executed by using the command CMD issued by the
3.疑似サウンドデータの生成手法
図21は、疑似サウンドデータの生成手法を説明する図である。なお図21では、回路装置100において疑似サウンドデータ生成に関係するブロックのみ図示し、他のブロックの図示を省略している。
3. 3. Pseudo-sound data generation method FIG. 21 is a diagram illustrating a pseudo-sound data generation method. In FIG. 21, only the blocks related to the pseudo sound data generation in the
本実施形態の疑似サウンドデータの生成手法では、回路装置100の外部装置である処理装置200が疑似サウンドデータを生成する。処理装置200は、例えばPC(Personal Computer)又はサーバー等の情報処理装置である。
In the pseudo sound data generation method of the present embodiment, the
処理装置200は、サウンドデータVDTから所定帯域BDbの成分を抽出し、その所定帯域BDbの成分を強調することで、疑似サウンドデータSDTaを生成する。サウンドデータVDTは、所定帯域BDbの成分が強調されていない元のサウンドデータである。例えばサウンドデータVDTは、通常の音再生用のスピーカー用に録音された音データである。
The
図22は、処理装置200の動作を説明する図である。サウンドデータVDTは、所定帯域BDbよりも低周波側に音圧ピークを有する。即ち、通常では音出力器10による再生に適さないサウンドデータVDTが想定されている。
FIG. 22 is a diagram illustrating the operation of the
図21に示すように、処理装置200は、サウンドデータVDTに対してバンドパスフィルター処理221を行い、その結果であるサウンドデータBPQに対してゲイン処理222を行う。処理装置200は、ゲイン処理222の結果を疑似サウンドデータSDTaとして出力する。図22に示すように、バンドパスフィルター処理221は、所定帯域BDbを通過帯域とする周波数特性CBPを有する。なお処理装置200は、サウンドデータVDTに対してハイパスフィルター処理を行うことで、サウンドデータBPQを出力してもよい。この場合も、ハイパスフィルター処理の通過帯域が所定帯域BDbとなる。即ち、ハイパスフィルター処理のカットオフ周波数が所定帯域BDbの下限である。
As shown in FIG. 21, the
ゲイン処理222は、サウンドデータBPQの音圧にゲインを乗算することで、疑似サウンドデータSDTaを生成する。例えば、ゲインは、周波数に依らず一定である。ゲインは可変に設定可能であってもよい。またゲインは0より大きい任意の実数倍であればよい。生成された疑似サウンドデータSDTaは、回路装置100のメモリー130に記憶される。
The
図22に示すように、サウンドデータBPQの周波数特性は、サウンドデータVDTの所定帯域BDb内の成分が持ち上がり、所定帯域BDb外の成分が減衰したような特性となる。即ち、サウンドデータBPQは、通常の音声データが有する周波数特性よりも、高周波側に帯域が広がったような周波数特性を有する。疑似サウンドデータSDTaも同様に、通常の音声データが有する周波数特性よりも、高周波側に帯域が広がったような周波数特性を有する。 As shown in FIG. 22, the frequency characteristic of the sound data BPQ is such that the component in the predetermined band BDb of the sound data VDT is lifted and the component outside the predetermined band BDb is attenuated. That is, the sound data BPQ has a frequency characteristic in which the band is expanded to the high frequency side rather than the frequency characteristic of the normal voice data. Similarly, the pseudo sound data SDTa also has a frequency characteristic in which the band is expanded to the high frequency side rather than the frequency characteristic of the normal voice data.
なお、以上では処理装置200が生成した疑似サウンドデータがメモリー130に記憶される場合を例に説明したが、処理装置200が生成した疑似サウンドデータが外部メモリー20に記憶されてもよい。この場合の疑似サウンドデータは図18のSDTbに相当する。
Although the case where the pseudo sound data generated by the
4.電子機器
図23は、本実施形態の駆動システム2を含む電子機器400の構成例である。電子機器400は、音再生装置1と処理装置300と操作インターフェース310とメモリー320と通信インターフェース330とを含む。音再生装置1は駆動システム2と圧電スピーカー14を含む。電子機器400としては、音出力機能を備える種々の電子機器を想定できる。例えば、電子機器400として、音声ガイダンス機能を備える家庭用電子機器、火災報知器等の報知装置、音声出力機能を備えるロボット、又はカーナビゲーションシステム等の車載機器等を想定できる。
4. Electronic device FIG. 23 is a configuration example of an
通信インターフェース330は、外部装置と通信を行うためのインターフェースである。外部装置は、例えばPC等の情報処理装置である。通信インターフェース330は、USB規格等の通信インターフェースであってもよいし、又はLAN等のネットワークインターフェースであってもよい。メモリー320は、通信インターフェース330から入力されたデータを記憶する。またメモリー320は処理装置300のワークメモリーとして機能してもよい。メモリー320は、半導体メモリー又はハードディスクドライブ等の種々の記憶装置により実現できる。操作インターフェース310は、ユーザーが電子機器400を操作するためのユーザーインターフェースである。例えば操作インターフェース310は、ボタン又はタッチパネル、ポインティングデバイス、文字入力デバイス等である。処理装置300は、CPU又はMPU等のプロセッサーにより実現される。処理装置300は、メモリー320に記憶されたデータを処理したり、電子機器400の各部を制御する。
The
以上に説明したように、本実施形態の駆動システムは、第1駆動ノードと第2駆動ノードとの間に設けられる圧電スピーカーを駆動するブリッジ回路と、ブリッジ回路に対して第1制御信号及び第2制御信号を出力する回路装置を含む。そしてブリッジ回路は、電源ノードと第1駆動ノードとの間に設けられる第1抵抗と、第1駆動ノードとグランドノードとの間に設けられ、ゲートに第1制御信号が入力される第1FETと、電源ノードと第2駆動ノードとの間に設けられる第2抵抗と、第2駆動ノードとグランドノードとの間に設けられ、ゲートに第2制御信号が入力される第2FETと、第1駆動ノードと圧電スピーカーの一端との間に設けられる第3抵抗を含む。 As described above, the drive system of the present embodiment includes a bridge circuit for driving a piezoelectric speaker provided between the first drive node and the second drive node, and a first control signal and a first control signal for the bridge circuit. 2 Includes a circuit device that outputs control signals. The bridge circuit is provided between the first resistor provided between the power supply node and the first drive node, and the first FET provided between the first drive node and the ground node and inputting the first control signal to the gate. , The second resistor provided between the power supply node and the second drive node, the second FET provided between the second drive node and the ground node, and the second control signal is input to the gate, and the first drive. Includes a third resistor provided between the node and one end of the piezoelectric speaker.
本実施形態によれば、ブリッジ回路は第1FETと第2FETと第1抵抗と第2抵抗を含み、回路装置が、ブリッジ回路の第1FET、第2FETのゲートに、各々、第1制御信号、第2制御信号を出力する。これによりブリッジ回路による圧電スピーカーの駆動が可能になる。そして本実施形態では、ブリッジ回路が、電界効果トランジスターである第1FET、第2FETにより構成されるため、回路装置は、第1FET、第2FETのゲート電極の充放電に必要な小さな電流値の駆動電流を流すだけで済むようになる。また本実施形態ではブリッジ回路が第3抵抗を更に含む。このような第3抵抗を設ければ、第3抵抗が電流制限素子として機能するようになる。これにより、ブリッジ回路を構成する第1FET、第2FETのオン、オフが切り替わるときに、圧電スピーカーに瞬間的に過大な電流が流れて様々な不具合を招くのを抑制できるようになる。 According to the present embodiment, the bridge circuit includes a first FET, a second FET, a first resistor, and a second resistor, and a circuit device has a first control signal and a first control signal at the gates of the first FET and the second FET of the bridge circuit, respectively. 2 Outputs a control signal. This makes it possible to drive the piezoelectric speaker by the bridge circuit. In the present embodiment, since the bridge circuit is composed of the first FET and the second FET which are field effect transistors, the circuit device has a drive current of a small current value required for charging and discharging the gate electrodes of the first FET and the second FET. You only have to shed. Further, in the present embodiment, the bridge circuit further includes a third resistor. If such a third resistor is provided, the third resistor functions as a current limiting element. As a result, when the first FET and the second FET constituting the bridge circuit are switched on and off, it is possible to prevent an excessive current from momentarily flowing through the piezoelectric speaker and causing various problems.
また本実施形態では、第3抵抗は、圧電スピーカーへの印加電圧の極性反転時に発生するEMIノイズの低減用の抵抗であってもよい。 Further, in the present embodiment, the third resistor may be a resistor for reducing EMI noise generated when the polarity of the voltage applied to the piezoelectric speaker is reversed.
このようにすれば、圧電スピーカーへの印加電圧の極性反転時に過大な電流が流れることで、EMIノイズが発生してEMIノイズを原因とする機器の誤動作等が発生するのを防止できるようになる。 By doing so, it is possible to prevent an excessive current from flowing when the polarity of the voltage applied to the piezoelectric speaker is reversed, causing EMI noise to occur and causing malfunction of the device due to the EMI noise. ..
また本実施形態では、電源ノードからブリッジ回路に供給される電源電圧をVCCとし、k=0.5×VCC+1.8とし、圧電スピーカーを構成するピエゾ素子の定格電流をILとしたときに、第3抵抗の抵抗値r3は、r3>k/(4×IL)に設定されてもよい。 Further, in the present embodiment, when the power supply voltage supplied from the power supply node to the bridge circuit is VCS, k = 0.5 × VCS + 1.8, and the rated current of the piezo element constituting the piezoelectric speaker is IL, the first is The resistance value r3 of the three resistors may be set to r3> k / (4 × IL).
このようにすれば、ブリッジ回路に供給されるVCCの電圧や、圧電スピーカーを構成するピエゾ素子の定格電流に応じた適切な抵抗値に、第3抵抗の抵抗値r3を設定して、EMIノイズを低減したり、圧電スピーカーの故障等の発生を防止できるようになる。 In this way, the resistance value r3 of the third resistor is set to an appropriate resistance value according to the voltage of the VCS supplied to the bridge circuit and the rated current of the piezo element constituting the piezoelectric speaker, and the EMI noise is generated. It becomes possible to reduce the number of problems and prevent the occurrence of failure of the piezoelectric speaker.
また本実施形態では、ブリッジ回路は、回路装置の電源電圧とは異なる電源電圧VCCが供給され、第3抵抗の抵抗値r3はVCCに応じた値に設定されてもよい。 Further, in the present embodiment, the bridge circuit is supplied with a power supply voltage VCS different from the power supply voltage of the circuit device, and the resistance value r3 of the third resistor may be set to a value corresponding to the VCS.
このようにすれば、ブリッジ回路の電源電圧VCCに応じた適切な抵抗値に第3抵抗の抵抗値r3を設定して、ピエゾ素子の破壊回避とEMIノイズの低減とを実現できるようになる。 In this way, the resistance value r3 of the third resistor can be set to an appropriate resistance value according to the power supply voltage VCS of the bridge circuit, and the destruction of the piezo element can be avoided and the EMI noise can be reduced.
また本実施形態では、回路装置は、第1制御信号及び第2制御信号をローレベルに設定することで、ブリッジ回路に対して電源ノードからの電源電圧が供給された状態でブリッジ回路の動作をオフにしてもよい。 Further, in the present embodiment, the circuit device operates the bridge circuit in a state where the power supply voltage from the power supply node is supplied to the bridge circuit by setting the first control signal and the second control signal to the low level. You may turn it off.
このようにすれば、ブリッジ回路において無駄な電力が消費されない状態でブリッジ回路の動作をオフにすることが可能になり、省電力モードの実現などが可能になる。 In this way, it is possible to turn off the operation of the bridge circuit without consuming unnecessary power in the bridge circuit, and it is possible to realize a power saving mode.
また本実施形態では、回路装置は、音データに基づいて第1制御信号と第2制御信号を生成する音再生の処理を行うことでブリッジ回路により圧電スピーカーを駆動し、音再生の処理を行わないとき、第1制御信号及び第2制御信号をローレベルに設定してもよい。 Further, in the present embodiment, the circuit device drives the piezoelectric speaker by the bridge circuit by performing the sound reproduction processing for generating the first control signal and the second control signal based on the sound data, and performs the sound reproduction processing. When not available, the first control signal and the second control signal may be set to low level.
このようにすれば、音再生時には、回路装置が、音データに基づく第1制御信号及び第2制御信号を出力することで、ブリッジ回路による圧電スピーカーの駆動が実現される。そして音再生を行わない時には、第1制御信号及び第2制御信号がローレベルに設定されることで、第1FET、第2FETがオフになって電流が流れなくなり、ブリッジ回路の動作をオフにする省電力モードなどを実現できるようになる。 In this way, at the time of sound reproduction, the circuit device outputs the first control signal and the second control signal based on the sound data, so that the piezoelectric speaker can be driven by the bridge circuit. When the sound is not reproduced, the first control signal and the second control signal are set to a low level, so that the first FET and the second FET are turned off and no current flows, and the operation of the bridge circuit is turned off. It will be possible to realize a power saving mode.
また本実施形態では、回路装置は、電源ノードに供給される電源電圧とは異なる電源電圧に基づいて動作して、第1制御信号及び第2制御信号を出力してもよい。 Further, in the present embodiment, the circuit device may operate based on a power supply voltage different from the power supply voltage supplied to the power supply node to output the first control signal and the second control signal.
このようにすれば、ブリッジ回路の電源電圧が、駆動システムが組み込まれる機器に応じて異なった電圧になった場合にも、これに対処できるようになる。そしてブリッジ回路の高電位側の2つのトランジスターの機能を、第1抵抗、第2抵抗により代用しているため、レベルシフターも不要になり、回路装置の小規模化等を図れるようになる。 In this way, even if the power supply voltage of the bridge circuit becomes a different voltage depending on the device in which the drive system is incorporated, this can be dealt with. Since the functions of the two transistors on the high potential side of the bridge circuit are substituted by the first resistor and the second resistor, the level shifter becomes unnecessary, and the circuit device can be downsized.
また本実施形態では、回路装置は、マイクロコンピューターであってもよい。 Further, in the present embodiment, the circuit device may be a microcomputer.
このようにすれば、マイクロコンピューターを動作させるプログラムやデータなどを用いて、種々の音再生処理を実行して、種々のアプリケーションに対応した音を圧電スピーカーから出力することが可能になる。 In this way, it is possible to execute various sound reproduction processes using a program or data for operating a microcomputer, and output sounds corresponding to various applications from the piezoelectric speaker.
また本実施形態では、回路装置は、第1制御信号及び第2制御信号としてPWM信号を出力してもよい。 Further, in the present embodiment, the circuit device may output a PWM signal as a first control signal and a second control signal.
このようにすれば、D/A変換回路やアナログのアンプ回路が不要なデジタル駆動による音出力が可能になる。 In this way, sound output by digital drive that does not require a D / A conversion circuit or an analog amplifier circuit becomes possible.
また本実施形態では、回路装置は、第1制御信号及び第2制御信号としてPWM信号を出力するPWM信号出力回路と、PWM信号出力回路を制御する処理回路を含んでもよい。そして圧電スピーカーが出力可能な周波数帯域を出力可能帯域とし、出力可能帯域の下限より低い周波数帯域を非出力低帯域としたとき、PWM信号出力回路は、非出力低帯域に属する基音の複数の倍音のうち出力可能帯域に属する倍音を用いた疑似サウンドデータに基づくPWM信号を出力してもよい。 Further, in the present embodiment, the circuit device may include a PWM signal output circuit that outputs a PWM signal as a first control signal and a second control signal, and a processing circuit that controls the PWM signal output circuit. When the frequency band that the piezoelectric speaker can output is the output band and the frequency band lower than the lower limit of the output band is the non-output low band, the PWM signal output circuit is a plurality of harmonics of the basic tone belonging to the non-output low band. Of these, a PWM signal based on pseudo sound data using harmonics belonging to the outputable band may be output.
このようにすれば、圧電スピーカーの出力可能帯域に属する倍音を用いた疑似サウンドデータに基づいて、圧電スピーカーから音が出力されるようになる。これにより、本来は圧電スピーカーが出力できない非出力低帯域の音が、倍音を用いることで疑似的に出力されるので、高品質な音再生が可能となる。 In this way, the sound is output from the piezoelectric speaker based on the pseudo sound data using the overtones belonging to the output possible band of the piezoelectric speaker. As a result, non-output low-band sound that cannot be output by the piezoelectric speaker is output in a pseudo manner by using overtones, so that high-quality sound reproduction becomes possible.
また本実施形態では、圧電スピーカーの周波数特性における最も高い音圧ピークを含み且つ出力可能帯域内の周波数帯域を所定帯域としたとき、PWM信号出力回路は、複数の倍音のうち所定帯域に属する倍音を用いた疑似サウンドデータに基づくPWM信号を出力してもよい。 Further, in the present embodiment, when the frequency band including the highest sound pressure peak in the frequency characteristics of the piezoelectric speaker and within the outputable band is set as a predetermined band, the PWM signal output circuit is a harmonic that belongs to a predetermined band among a plurality of harmonics. A PWM signal based on the pseudo sound data using the above may be output.
このようにすれば、出力可能帯域の中でも比較的音圧が高い音圧ピーク付近の所定帯域に属する倍音を用いた疑似サウンドデータに基づいて、圧電スピーカーから音が出力されるようになる。これにより、圧電スピーカーの出力特性が良い周波数帯域を用いて疑似的に音が再生されるので、より高品質な音再生が可能となる。 In this way, the sound is output from the piezoelectric speaker based on the pseudo sound data using the overtones belonging to the predetermined band near the sound pressure peak where the sound pressure is relatively high in the outputable band. As a result, the sound is reproduced in a pseudo manner using the frequency band in which the output characteristics of the piezoelectric speaker are good, so that higher quality sound reproduction becomes possible.
また本実施形態では、疑似サウンドデータは、所定帯域を通過させるハイパスフィルター処理又はバンドパスフィルター処理された音データであってもよい。 Further, in the present embodiment, the pseudo sound data may be sound data that has been subjected to high-pass filter processing or band-pass filter processing to pass a predetermined band.
このようにすれば、非出力低帯域に属する基音の複数の倍音のうち所定帯域に属する倍音を用いた疑似サウンドデータが生成されるようになる。 In this way, pseudo sound data using the overtones belonging to a predetermined band among the plurality of overtones of the fundamental tone belonging to the non-output low band can be generated.
また本実施形態は、上記に記載の駆動システムと、圧電スピーカーと、を含むことを音再生装置に関係する。 The present embodiment also relates to a sound reproduction device including the drive system described above and a piezoelectric speaker.
また本実施形態は、上記に記載の駆動システムを含む電子機器に関係する。 The present embodiment also relates to an electronic device including the drive system described above.
なお、上記のように本実施形態について詳細に説明したが、本開示の新規事項及び効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できるであろう。従って、このような変形例はすべて本開示の範囲に含まれるものとする。例えば、明細書又は図面において、少なくとも一度、より広義又は同義な異なる用語と共に記載された用語は、明細書又は図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。また本実施形態及び変形例の全ての組み合わせも、本開示の範囲に含まれる。また駆動システム、ブリッジ回路、回路装置、圧電スピーカー、音再生装置及び電子機器の構成及び動作等も、本実施形態で説明したものに限定されず、種々の変形実施が可能である。 Although the present embodiment has been described in detail as described above, those skilled in the art will easily understand that many modifications that do not substantially deviate from the new matters and effects of the present disclosure are possible. Therefore, all such variations are included in the scope of the present disclosure. For example, a term described at least once in a specification or drawing with a different term in a broader or synonymous manner may be replaced by that different term anywhere in the specification or drawing. All combinations of the present embodiment and modifications are also included in the scope of the present disclosure. Further, the configuration and operation of the drive system, the bridge circuit, the circuit device, the piezoelectric speaker, the sound reproduction device, the electronic device, and the like are not limited to those described in the present embodiment, and various modifications can be performed.
1…音再生装置、2…駆動システム、10…音出力器、12…ブリッジ回路、
14…圧電スピーカー、16…ピエゾ素子、20…外部メモリー、100…回路装置、
110…PWM信号出力回路、111…サウンドデータ出力回路、
112…PWM信号生成回路、120…処理回路、130…メモリー、
140…インターフェース回路、200…処理装置、
221…バンドパスフィルター処理、222…ゲイン処理、
300…処理装置、310…操作インターフェース、320…メモリー、
330…通信インターフェース、400…電子機器、
BDL…非出力低帯域、BDa…出力可能帯域、BDb…所定帯域、
BPQ…サウンドデータ、CBP…周波数特性、CMD…コマンド、
FET1、FET2…電界効果トランジスター、I1、I2、I3、I4…電流、
IL…定格電流、IPK…ピーク電流、ND1、ND2…駆動ノード、
PMINa、PMINb…音圧、R1、R2、R3…抵抗、
SC1、SC2…制御信号、SDQ…出力サウンドデータ、
SDTa、SDTb…疑似サウンドデータ、SPWM…PWM信号、
VCC、VDD…電源電圧、VDT…サウンドデータ、fbr…周波数、
fmin…下限、k…傾き、r1、r2、r3…抵抗値、x…基音、2x〜6x…倍音、
E1…EMIノイズ、A1、A2、B1、B2、C1、C2…スパイク電流
1 ... Sound reproduction device, 2 ... Drive system, 10 ... Sound output device, 12 ... Bridge circuit,
14 ... Piezoelectric speaker, 16 ... Piezo element, 20 ... External memory, 100 ... Circuit device,
110 ... PWM signal output circuit, 111 ... sound data output circuit,
112 ... PWM signal generation circuit, 120 ... processing circuit, 130 ... memory,
140 ... interface circuit, 200 ... processing device,
221 ... Bandpass filter processing, 222 ... Gain processing,
300 ... Processing device, 310 ... Operation interface, 320 ... Memory,
330 ... communication interface, 400 ... electronic equipment,
BDL ... non-output low band, BDa ... output possible band, BDb ... predetermined band,
BPQ ... Sound data, CBP ... Frequency characteristics, CMD ... Command,
FET1, FET2 ... Field effect transistor, I1, I2, I3, I4 ... Current,
IL ... Rated current, IPK ... Peak current, ND1, ND2 ... Drive node,
PMINa, PMINb ... Sound pressure, R1, R2, R3 ... Resistance,
SC1, SC2 ... control signal, SDQ ... output sound data,
SDTa, SDTb ... Pseudo sound data, SPWM ... PWM signal,
VCS, VDD ... Power supply voltage, VDT ... Sound data, fbr ... Frequency,
fmin ... lower limit, k ... slope, r1, r2, r3 ... resistance value, x ... fundamental tone, 2x-6x ... harmonic overtone,
E1 ... EMI noise, A1, A2, B1, B2, C1, C2 ... spike current
Claims (14)
前記ブリッジ回路に対して第1制御信号及び第2制御信号を出力する回路装置と、
を含み、
前記ブリッジ回路は、
電源ノードと前記第1駆動ノードとの間に設けられる第1抵抗と、
前記第1駆動ノードとグランドノードとの間に設けられ、ゲートに前記第1制御信号が入力される第1FETと、
前記電源ノードと前記第2駆動ノードとの間に設けられる第2抵抗と、
前記第2駆動ノードと前記グランドノードとの間に設けられ、ゲートに前記第2制御信号が入力される第2FETと、
前記第1駆動ノードと前記圧電スピーカーの一端との間に設けられる第3抵抗と、
を含むことを特徴とする駆動システム。 A bridge circuit that drives a piezoelectric speaker provided between the first drive node and the second drive node,
A circuit device that outputs a first control signal and a second control signal to the bridge circuit, and
Including
The bridge circuit
A first resistor provided between the power supply node and the first drive node,
A first FET provided between the first drive node and the ground node and to which the first control signal is input to the gate,
A second resistor provided between the power supply node and the second drive node,
A second FET provided between the second drive node and the ground node and to which the second control signal is input to the gate,
A third resistor provided between the first drive node and one end of the piezoelectric speaker,
A drive system characterized by including.
前記第3抵抗は、前記圧電スピーカーへの印加電圧の極性反転時に発生するEMIノイズの低減用の抵抗であることを特徴とする駆動システム。 In the drive system according to claim 1,
The drive system is characterized in that the third resistor is a resistor for reducing EMI noise generated when the polarity of the voltage applied to the piezoelectric speaker is reversed.
前記電源ノードから前記ブリッジ回路に供給される電源電圧をVCCとし、k=0.5×VCC+1.8とし、前記圧電スピーカーを構成するピエゾ素子の定格電流をILとしたときに、前記第3抵抗の抵抗値r3は、r3>k/(4×IL)に設定されることを特徴とする駆動システム。 In the drive system according to claim 1 or 2.
When the power supply voltage supplied from the power supply node to the bridge circuit is VCS, k = 0.5 × VCS + 1.8, and the rated current of the piezo element constituting the piezoelectric speaker is IL, the third resistor is used. The resistance value r3 of is set to r3> k / (4 × IL).
前記ブリッジ回路は、前記回路装置の電源電圧とは異なる電源電圧VCCが供給され、前記第3抵抗の抵抗値r3はVCCに応じた値に設定されることを特徴とする駆動システム。 In the drive system according to claim 3,
The bridge circuit is a drive system characterized in that a power supply voltage VCS different from the power supply voltage of the circuit device is supplied, and the resistance value r3 of the third resistor is set to a value corresponding to the VCS.
前記回路装置は、
前記第1制御信号及び前記第2制御信号をローレベルに設定することで、前記ブリッジ回路に対して前記電源ノードからの電源電圧が供給された状態で前記ブリッジ回路の動作をオフにすることを特徴とする駆動システム。 In the drive system according to any one of claims 1 to 4.
The circuit device
By setting the first control signal and the second control signal to a low level, the operation of the bridge circuit can be turned off while the power supply voltage from the power supply node is supplied to the bridge circuit. The characteristic drive system.
前記回路装置は、
音データに基づいて第1制御信号と第2制御信号を生成する音再生の処理を行うことで前記ブリッジ回路により前記圧電スピーカーを駆動し、前記音再生の処理を行わないとき、前記第1制御信号及び前記第2制御信号をローレベルに設定することを特徴とする駆動システム。 In the drive system according to any one of claims 1 to 4.
The circuit device
When the piezoelectric speaker is driven by the bridge circuit by performing sound reproduction processing that generates a first control signal and a second control signal based on sound data, and the sound reproduction processing is not performed, the first control A drive system characterized in that a signal and the second control signal are set to a low level.
前記回路装置は、
前記電源ノードに供給される電源電圧とは異なる電源電圧に基づいて動作して、前記第1制御信号及び前記第2制御信号を出力することを特徴とする駆動システム。 In the drive system according to any one of claims 1 to 6,
The circuit device
A drive system characterized in that it operates based on a power supply voltage different from the power supply voltage supplied to the power supply node and outputs the first control signal and the second control signal.
前記回路装置は、マイクロコンピューターであることを特徴とする駆動システム。 In the drive system according to any one of claims 1 to 7.
The circuit device is a drive system characterized by being a microcomputer.
前記回路装置は、
前記第1制御信号及び前記第2制御信号としてPWM信号を出力することを特徴とする駆動システム。 In the drive system according to any one of claims 1 to 8.
The circuit device
A drive system characterized in that a PWM signal is output as the first control signal and the second control signal.
前記回路装置は、
前記第1制御信号及び前記第2制御信号としてPWM信号を出力するPWM信号出力回路と、
前記PWM信号出力回路を制御する処理回路と、
を含み、
前記圧電スピーカーが出力可能な周波数帯域を出力可能帯域とし、前記出力可能帯域の下限より低い周波数帯域を非出力低帯域としたとき、
前記PWM信号出力回路は、
前記非出力低帯域に属する基音の複数の倍音のうち前記出力可能帯域に属する倍音を用いた疑似サウンドデータに基づく前記PWM信号を出力することを特徴とする駆動システム。 In the drive system according to any one of claims 1 to 8.
The circuit device
A PWM signal output circuit that outputs a PWM signal as the first control signal and the second control signal, and
A processing circuit that controls the PWM signal output circuit and
Including
When the frequency band that can be output by the piezoelectric speaker is defined as the outputable band and the frequency band lower than the lower limit of the outputable band is defined as the non-output low band.
The PWM signal output circuit
A drive system characterized by outputting the PWM signal based on pseudo sound data using the overtones belonging to the outputtable band among a plurality of overtones of the fundamental tone belonging to the non-output low band.
前記圧電スピーカーの周波数特性における最も高い音圧ピークを含み且つ前記出力可能帯域内の周波数帯域を所定帯域としたとき、
前記PWM信号出力回路は、
前記複数の倍音のうち前記所定帯域に属する倍音を用いた前記疑似サウンドデータに基づく前記PWM信号を出力することを特徴とする駆動システム。 In the drive system according to claim 10,
When the highest sound pressure peak in the frequency characteristics of the piezoelectric speaker is included and the frequency band within the outputable band is set as a predetermined band,
The PWM signal output circuit
A drive system characterized by outputting the PWM signal based on the pseudo sound data using the overtones belonging to the predetermined band among the plurality of overtones.
前記疑似サウンドデータは、前記所定帯域を通過させるハイパスフィルター処理又はバンドパスフィルター処理された音データであることを特徴とする駆動システム。 In the drive system according to claim 11,
The drive system, wherein the pseudo sound data is sound data that has been subjected to a high-pass filter process or a band-pass filter process that allows the predetermined band to pass through.
前記圧電スピーカーと、
を含むことを特徴とする音再生装置。 The drive system according to any one of claims 1 to 12.
With the piezoelectric speaker
A sound reproduction device characterized by including.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020031121A JP2021136563A (en) | 2020-02-27 | 2020-02-27 | Driving system, sound reproducing device, and electronic apparatus |
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