JP2023018730A - アンプ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】自装置において行われるスイッチング動作が原因となって入力される音声信号にノイズ成分が重畳することを抑制できるアンプ装置を提供する。【解決手段】入力された音声信号を増幅してスピーカに出力するアンプ装置は、スイッチング動作を行うスイッチング素子を含む内部デバイスと、前記スイッチング動作のスイッチング周波数を制御する制御部と、を備える。前記制御部は、入力された音声信号に含まれるノイズ成分の大きさに基づいて、スイッチング周波数を切り替える制御を行う。【選択図】図３

Description

本発明はアンプ装置に関する。

従来、ＤＣ－ＤＣコンバータが備えるスイッチング回路が、ラジオ受信機にとって、受信した音声信号に雑音を発生させるノイズ源となることが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１６－１１６３９９号公報

本体機器（例えばオーディオ機器）に対して、オプションとして外付けのアンプ装置が接続されることがある。このような外付けのアンプ装置の中には、本体機器と通信できないものがある。本体機器と通信できないアンプ装置は、本体機器において選択されている音源のモード（例えば、ＡＭラジオ、ＦＭラジオ、ＣＤ等）が何であるかを判別することができない。

通信を利用して音源のモードが何であるかを判別できない場合、アンプ装置が備える内部デバイスで利用されるスイッチング周波数を、音源のモードを考慮した適切な周波数に調整することができない。例えば、スイッチング周波数を、ラジオ放送波との干渉を避けることができる周波数に設定することができない。この結果、内部デバイスの利用が原因となって、音声信号にノイズ成分が重畳する事態が生じることがある。

本発明は、上記の点に鑑み、自装置において行われるスイッチング動作が原因となって音声信号にノイズ成分が重畳することを抑制できるアンプ装置を提供することを目的とする。

例示的な本発明のアンプ装置は、入力された音声信号を増幅してスピーカに出力するアンプ装置であって、スイッチング動作を行うスイッチング素子を含む内部デバイスと、前記スイッチング動作のスイッチング周波数を制御する制御部と、を備える。前記制御部は、入力された音声信号に含まれるノイズ成分の大きさに基づいて、スイッチング周波数を切り替える制御を行う。

例示的な本発明のアンプ装置によれば、自装置において行われるスイッチング動作が原因となって音声信号にノイズ成分が重畳することを抑制できる。

音響システムの構成を示すブロック図 アンテナケーブルとスピーカ出力ケーブルとの関係を示す模式図 アンプ装置の構成を示すブロック図 アンプ装置におけるノイズ抑制動作の動作例を示すフローチャート ノイズレベルの比較判定の処理例を示すフローチャート

以下、本発明の例示的な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

＜１．音響システム＞
図１は、本発明の実施形態に係る音響システム１００の構成を示すブロック図である。図１に示すように、音響システム１００は、アンテナ１と、メインユニット２と、アンプ装置３と、スピーカ４と、を備える。本実施形態において、音響システム１００は、好ましい形態として、自動車等の車両に搭載される車載音響システムである。ただし、音響システム１００は、車両に搭載されなくてもよく、例えば車両以外の移動体に搭載されたり、建物の室内に配置されたりしてもよい。

アンテナ１は、放送波を受信するアンテナである。本実施形態では、放送波には、ラジオ放送波が含まれる。ただし、放送波には、ラジオ放送に加えてテレビ放送波が含まれてもよい。本実施形態において、ラジオ放送にはＡＭ（Amplitude Modulation）放送とＦＭ（Frequency Modulation）放送とが含まれる。アンテナ１には、ＡＭ放送用のアンテナと、ＦＭ放送用のアンテナとが含まれる。

メインユニット２は、音響システム１００の主たる部分であり、ユーザが操作する操作部（不図示）を有する部分である。本実施形態では、メインユニット２は、車両に搭載される車載機器であり、例えばダッシュボードに配置される。メインユニット２は、詳細には、オーディオ装置、オーディオ一体型のナビゲーション装置、ディスプレイオーディオ等であってよい。

本実施形態において、メインユニット２は、音源のモードとして、ＡＭラジオ放送、ＦＭラジオ放送、ＣＤ（Compact Disc）、および、接続デバイスを選択可能に設けられる。接続デバイスは、例えばBluetooth（登録商標）等の通信手段を用いて音楽データを送信可能な機器であり、例えばスマートフォン、タブレット、又は、携帯型音楽プレーヤ等である。なお、メインユニット２は、ラジオ放送のみを音源のモードとして選択できる構成であってもよい。

本実施形態のメインユニット２には、ラジオチューナ（不図示）が含まれる。メインユニット２においては、モードの選択によりＡＭラジオ放送又はＦＭラジオ放送が選択されると、アンテナ１で受信したラジオ放送のラジオ信号が、ラジオチューナにより処理される。そして、メインユニット２は、ユーザにより選局されたチャンネルの復調された音声信号（復調音声信号）をアンプ装置３に出力する。換言すると、メインユニット２は、ラジオ受信機としての機能を持っている。アンプ装置３は、音声信号として、ラジオ受信機により復調された音声信号が入力可能に設けられている。

また、本実施形態のメインユニット２には、ＣＤや接続デバイスに保存される音楽データ等を再生可能に設けられるメディアプレーヤ（不図示）が含まれる。メインユニット２においては、モードの選択によりＣＤ又は接続デバイスが選択されると、メディアプレーヤによりＣＤ等に保存されるデータの再生（復調）が行われる。メインユニット２は、メディアプレーヤにより再生された音声信号をアンプ装置３に出力する。すなわち、アンプ装置３は、音声信号としてメディアプレーヤにより再生された音声信号が入力可能に設けられている。

アンプ装置３は、メインユニット２と電気的に接続され、メインユニット２から音声信号を入力される。アンプ装置３は、入力された音声信号を増幅してスピーカ４に出力する。本実施形態において、アンプ装置３は外付けのアンプ装置である。アンプ装置３は、例えば、メインユニット２に対してオプションとして追加される外部アンプである。アンプ装置３は、例えば、メインユニット２に対して想定されているスピーカの数よりもスピーカの数を増やす場合等に追加される。アンプ装置３は、オーディオ用アンプである。本実施形態において、アンプ装置３は、メインユニット２と通信不能であり、メインユニット２において選択されている音源のモードの情報を、メインユニット２から取得することはできない。すなわち、アンプ装置３は、メインユニット２において選択されている音源のモードが何であるか不明な状態である。

スピーカ４は、アンプ装置３と電気的に接続される。本実施形態において、スピーカ４は、車両の適所に配置される。スピーカ４の数は、単数でも複数でもよい。スピーカ４の数が複数である場合、アンプ装置３の数も複数であってよい。

図２は、アンテナケーブル５とスピーカ出力ケーブル６との関係を示す模式図である。アンテナケーブル５は、アンテナ１とメインユニット２とを接続する同軸ケーブルである。スピーカ出力ケーブル６は、アンプ装置３とスピーカ４とを接続する（＋）と（－）とが対になったケーブルである。

詳細は後述するように、アンプ装置３は、スイッチング動作を行うスイッチング素子を含む内部デバイスを備える。このような構成では、スピーカ出力ケーブル６からスイッチング動作に由来する電磁波（スイッチング周波数と同じ周波数またはその高次周波数の電磁波）が輻射されてしまう。そして、音響システム１００が車両に搭載される場合、車両の構造上、配線スペースを十分に確保することができない等の理由により、アンテナケーブル５とスピーカ出力ケーブル６とを、図２に示すように近くに配置せざるを得ないことがある。

このために、車両においては、アンテナケーブル５とスピーカ出力ケーブル６との距離を十分に確保できず、スピーカ出力ケーブル６から輻射される上述の電磁波が、アンテナケーブル５を伝送されるラジオ信号に影響を及ぼすことがある。特に、スイッチング周波数、或いは、スイッチング周波数（基本周波数）の整数倍の周波数（高次周波数）が、ラジオ信号の周波数に近い場合に、上述したスイッチング動作由来の電磁波の影響が出て、ラジオ信号を復調した音声信号（復調音声信号）にノイズが生じる傾向がある。本実施形態では、特に、メインユニット２においてＡＭ放送が音源のモードとして選択されている場合において、上述のノイズが生じる。本実施形態のアンプ装置３は、詳細は後述するように、このようなノイズの発生を抑制する仕組みを備える。

＜２．アンプ装置＞
図３は、本発明の実施形態に係るアンプ装置３の構成を示すブロック図である。なお、図３において、実線は音声信号の流れを示し、一点鎖線は制御信号の流れを示す。また、図３においては、実施形態の特徴を説明するために必要な内容のみを示している。

図３に示すように、アンプ装置３は、スイッチング電源３１と、スイッチングアンプ３２と、制御部３３と、を備える。スイッチング電源３１およびスイッチングアンプ３２は、スイッチング動作を行うスイッチング素子を含む内部デバイスである。すなわち、アンプ装置３は、スイッチング素子を含む内部デバイス３１、３２と、制御部３３とを備える。アンプ装置３は、音響ＤＳＰ（Digital Signal Processor）３４と、比較部３５と、をさらに備える。

スイッチング電源３１は、アンプ装置３における電力の供給源として機能する。スイッチング電源３１は、直流電源の電圧を変換するＤＣ－ＤＣコンバータを備える。本実施形態のＤＣ－ＤＣコンバータは、公知のスイッチングレギュレータ方式のＤＣ－ＤＣコンバータであり、スイッチング動作を行うスイッチング素子を含む。スイッチング素子は、例えばＦＥＴ（Field Effect Transistor）を用いることができるが、これに限られず、その他の種類のスイッチング素子であってもよい。

スイッチングアンプ３２は、デジタルパワーＩＣ（Integrated Circuit）で構成される。本実施形態において、スイッチングアンプ３２は、いわゆるＤ級アンプおよびクラスＤアンプと同義である。スイッチングアンプ３２は、音響ＤＳＰ３４から出力される音声信号を増幅してスピーカ４に出力する。スイッチングアンプ３２は、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）処理された信号をスイッチング素子でスイッチング増幅を行い、増幅された信号をローパスフィルタによってアナログ信号に復調する。

このようなスイッチングアンプ３２は、公知の構成であってよく、以上の説明からわかるように、スイッチング動作を行うスイッチング素子を含む。スイッチング素子は、例えばＦＥＴを用いることができるが、これに限られず、その他の種類のスイッチング素子であってもよい。また、ＰＷＭの代わりにＰＦＭ（パルス周波数変調:pulse frequency modulation）やＰＤＭ（パルス密度変調: pulse density modulation）、Δ・Σ（デルタ・シグマ）変調など他のパルス変調方式を用いたものでもよい。なお、本実施形態では、スイッチング動作のスイッチング周波数は、ＰＷＭ等のパルス変調を行うときの搬送波周波数（キャリア周波数）を意味する。

制御部３３は、アンプ装置３の全体を統括的に制御するコントローラ（例えばマイコン）である。制御部３３は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、および、ＲＯＭ（Read Only Memory）等を含んで構成される。本実施形態において、制御部３３は、上述したスイッチング動作のスイッチング周波数を制御する。すなわち、制御部３３は、スイッチング電源３１のスイッチング周波数と、スイッチングアンプ３２のスイッチング周波数とを制御する。制御部３３は、入力された音声信号に含まれるノイズ成分の大きさに基づいて、スイッチング周波数を切り替える制御を行う。これらのスイッチング周波数の制御の詳細については後述する。

音響ＤＳＰ３４は、入力された音声信号に音響処理を施す。詳細には、音響ＤＳＰ３４には、メインユニット２にて復調（再生）された音声信号が入力される。音響ＤＳＰ３４は、当該復調された音声信号に音響処理を施す。音響ＤＳＰ３４は、例えば、音声信号のサンプルレートの変換や周波数特性の調整等の音響処理を行う。音響ＤＳＰ３４による音響処理は、公知の構成で実現されてよい。なお、音響ＤＳＰ３４には、デジタル化された音声信号が入力される。また、音響ＤＳＰ３４で処理を施された音声信号は、スイッチングアンプ３２および比較部３５に出力される。

比較部３５は、各スイッチング周波数時の音声信号に含まれるノイズ成分を比較可能に設けられている。ここでいう音声信号は、アンプ装置３に入力される復調された音声信号である。比較部３５は、メインユニット２においてＡＭ放送が音源のモードとして選択されている場合において、ノイズの発生を抑制するための仕組みを構成する要素である。比較部３５の機能の詳細については後述する。なお、比較部３５は、例えばＤＳＰとして構成されてよい。また、比較部３５は、音響ＤＳＰ３４に含まれる構成であったり、制御部３３に含まれる構成であったりしてよい。

＜３．アンプ装置におけるノイズ抑制動作＞
図４は、本実施形態のアンプ装置３におけるノイズ抑制動作の動作例を示すフローチャートである。図４を参照して、アンプ装置３におけるノイズ抑制動作について説明する。なお、ここでいうノイズは、内部デバイス３１、３２のスイッチング動作に由来して生じるノイズのことである。図４に示すノイズ抑制動作は、例えば、メインユニット２の電源がオンされた時点で開始される。図４に示す例では、一例として、内部デバイスであるスイッチング電源３１とスイッチングアンプ３２とが同じスイッチング周波数で動作することとする。

ステップＳ１では、比較部３５がアンプ装置３に入力された音声信号（復調音声信号）がＡＭ放送の音声信号であるか否かを監視する。入力された音声信号がＡＭ放送の復調音声信号である場合、ＦＭ放送やＣＤの復調音声信号である場合に比べて、高周波帯域の成分が出ない。なお、ここでは、ラジオ放送がＨＤラジオ方式のラジオ放送でないことを想定する。例えば、ＡＭ放送の復調音声信号の場合、４ｋＨｚ程度までの成分しか出ない。一方、ＦＭ放送やＣＤの復調音声信号は、１０ｋＨｚを超える周波数帯域の成分が出る。このために、入力された復調音声信号に含まれる高域側の成分に注目することで、復調音声信号がＡＭ放送の音声信号であるか否かを判定することができる。

なお、ラジオ放送の受信感度が悪い弱電界である場合には、入力された音声信号がＡＭ放送の復調音声信号である場合でも、本来のＡＭ放送の復調音声信号の周波数帯域を超えてノイズが生じることがある。このために、弱電界である場合には、例えば、ステップＳ１の処理の実行を待機する構成等としてよい。例えば、電波の電界強度が所定の閾値より小さい場合に、弱電界であると判定されてよい。

入力された音声信号がＡＭ放送の復調音声信号であると判定された場合（ステップＳ１でＹｅｓ）、次のステップＳ２に処理が進められる。一方、入力された音声信号がＡＭ放送の復調音声信号でないと判定された場合（ステップＳ１でＮｏ）、以下に示す、内部デバイス３１、３２のスイッチング周波数を決める周波数決定処理を行う必要がないために、ステップＳ１の監視が続けられる。

なお、スイッチング周波数の変更処理が不要である理由は、ＡＭ放送の音声信号以外の音声信号では、スイッチ動作に由来するノイズの発生を無視できるレベルであるためである。すなわち、本実施形態では、スイッチング周波数を決める周波数決定処理は、音声信号がＡＭ放送の音声信号であると判定された場合に実行される。このように構成することで、ノイズ対策が必要な場合に絞って周波数決定処理を行う構成とすることができ、アンプ装置３における処理負担を低減することができる。

ステップＳ２では、比較部３５が、内部デバイス３１、３２のスイッチング周波数が第１スイッチング周波数である場合における、復調音声信号のノイズの監視を開始する。当該監視の開始により、比較部３５は、入力される復調音声信号を処理してスイッチング周波数が第１スイッチング周波数である場合のノイズレベルを求める処理を行う。本実施形態では、第１スイッチング周波数は、デフォルトで設定されたスイッチング周波数であり、ステップＳ２の処理を行うに際してスイッチング周波数の切り替えは特に行われていない。また、単なる例示であるが、第１スイッチング周波数は５００ｋＨｚとすることができる。第１スイッチング周波数でのノイズの監視が開始されると、次のステップＳ３に処理が進められる。

ステップＳ３では、比較部３５が、第１スイッチング周波数でのノイズの監視が開始されてから所定期間が経過した否かを監視する。換言すると、第１スイッチング周波数でのノイズの監視は所定期間行われる。所定期間は、実験やシミュレーションにより決められてよい。所定期間は、例えば数秒でもよいし、数分であってもよい。所定期間が経過した場合（ステップＳ３でＹｅｓ）、次のステップＳ４に処理が進められる。

ステップＳ４では、比較部３５が、内部デバイス３１、３２のスイッチング周波数が第２スイッチング周波数である場合における、復調音声信号のノイズの監視を開始する。当該監視の開始により、比較部３５は、入力される復調音声信号を処理してスイッチング周波数が第２スイッチング周波数である場合のノイズレベルを求める処理を行う。なお、本実施形態では、ステップＳ４の処理を行うに際して、比較部３５と信号のやり取りを行う制御部３３の指令により、内部デバイス３１、３２におけるスイッチング周波数の切り替えが行われる。第２スイッチング周波数でのノイズの監視が開始されると、次のステップＳ５に処理が進められる。

なお、第２スイッチング周波数は、第１スイッチング周波数とは異なる周波数であり、且つ、第１スイッチング周波数と互いに素の関係にある周波数である。第２スイッチング周波数は、例えば第１スイッチング周波数が５００ｋＨｚである場合に、４５０ｋＨｚであってよい。この例では、第２スイッチング周波数は、第１スイッチング周波数よりも小さいが、第１スイッチング周波数よりも大きくてもよい。第１スイッチング周波数と第２スイッチング周波数との差は、２０ｋＨｚ以上であることが好ましい。

また、本実施形態において、第１スイッチング周波数と第２スイッチング周波数とは、それぞれ、ＡＭ放送の放送周波数帯域に含まれる特定周波数の放送波の音声信号に対してノイズ源となる可能性が高い周波数である。第１スイッチング周波数と第２スイッチング周波数とで、前述の特定周波数は異なる。また、本実施形態では、好ましい形態として、ＡＭ放送の受信が行われている際に第１スイッチング周波数と第２スイッチング周波数とが切り替えられても、当該切り替え自体が原因となって異音等のノイズが生じない構成になっている。

ステップＳ５では、比較部３５が、第２スイッチング周波数でのノイズの監視が開始されてから所定期間が経過した否かを監視する。換言すると、第２スイッチング周波数でのノイズの監視は所定期間行われる。この所定期間は、第１スイッチング周波数の場合における所定期間（ステップＳ３の所定期間）と同じである。所定期間が経過した場合（ステップＳ５でＹｅｓ）、次のステップＳ６に処理が進められる。

なお、復調音声信号にノイズ成分が多い場合には、所定期間は短い時間とし、スイッチング周波数の切り替え頻度を多くすることが好ましい。このように構成することで、元々の音源に重畳ノイズに似た成分が存在する場合において、ノイズでないものをノイズと誤認識する可能性を低減することができる。所定期間は、適宜変更することができる構成であってよい。

ステップＳ６では、比較部３５が、内部デバイス３１、３２のスイッチング周波数を第１スイッチング周波数とした場合のノイズレベルと、第２スイッチング周波数とした場合のノイズレベルとを比較し、ノイズレベルの大小を判定する。比較するノイズレベルは、例えば、上述の所定期間の時間平均であってよい。ノイズレベルの比較判定が完了すると、次のステップＳ７に処理が進められる。

ステップＳ７の処理の説明の前に、図５を参照して、ステップＳ６に示すノイズレベルの比較判定の詳細な処理例について説明する。図５は、ノイズレベルの比較判定の処理例を示すフローチャートである。図５は、図４のステップＳ６の詳細例を示すフローチャートである。

ステップＳ６１では、比較部３５は、内部デバイス３１、３２のスイッチング周波数を第１スイッチング周波数とした場合と、第２スイッチング周波数とした場合との間に差があるか否かを判定する。ノイズレベルに差があるか否かは、例えば、２つのノイズレベルの差の絶対値が所定の閾値以上であるか否かを判定すればよい。差の絶対値が所定の閾値以上であれば、ノイズレベルに差があると判定できる。所定の閾値は、例えば実験等により適宜決定される値であってよい。ノイズレベルに差があると判定された場合、次のステップＳ６２に処理が進められる。ノイズレベルに差がないと判定された場合、図４に示すステップＳ２に処理が戻される。

ステップＳ６２では、比較部３５は、内部デバイス３１、３２のスイッチング周波数を第１スイッチング周波数とした場合の方が、第２スイッチング周波数とした場合よりもノイズレベルが小さいか否かを判定する。第１スイッチング周波数とした場合の方が、ノイズレベルが小さい場合（ステップＳ６２でＹｅｓ）、次のステップＳ６３に処理が進められる。一方、第２スイッチング周波数とした場合の方が、ノイズレベルが小さい場合（ステップＳ６２でＮｏ）、ステップＳ６５に処理が進められる。

ステップＳ６３では、比較部３５は、Ｎ１＝Ｎ１＋１とする演算処理を行う。ここで、Ｎ１は、内部デバイス３１、３２のスイッチング周波数を第１スイッチング周波数とした場合の方が、第２スイッチング周波数とする場合よりもノイズレベルが小さくなった場合の回数である。Ｎ１は、デフォルトにおいてゼロである。Ｎ１に関する演算処理が完了すると、次のステップ６４に処理が進められる。

ステップＳ６４では、比較部３５は、Ｎ１が所定回数Ｘに到達したか否かを判定する。所定回数Ｘは、ノイズレベルの比較判定の結果をより信頼性が高い判定結果とするために設定された値であって、実験等によって予め決められた値である。所定回数Ｘは、２以上の自然数であることが好ましい。所定回数Ｘの値を大きくすることにより、前述の信頼性をより向上することができる。Ｎ１が所定回数Ｘに到達した場合には（ステップＳ６４でＹｅｓ）、図４のステップＳ７に処理が進められる。一方、Ｎ１が所定回数Ｘに到達していない場合には（ステップＳ６４でＮｏ）、図４のステップＳ２に処理が戻される。

ステップＳ６５では、比較部３５は、Ｎ２＝Ｎ２＋１とする演算処理を行う。ここで、Ｎ２は、内部デバイス３１、３２のスイッチング周波数を第２スイッチング周波数とした場合の方が、第１スイッチング周波数とする場合よりもノイズレベルが小さくなった場合の回数である。Ｎ２は、デフォルトにおいてゼロである。Ｎ２に関する演算処理が完了すると、次のステップ６６に処理が進められる。

ステップＳ６６では、比較部３５は、Ｎ２が所定回数Ｘに到達したか否かを判定する。所定回数Ｘは、ステップＳ６４で説明した値と同じである。Ｎ２が所定回数Ｘに到達した場合には（ステップＳ６６でＹｅｓ）、図４のステップＳ７に処理が進められる。一方、Ｎ２が所定回数Ｘに到達していない場合には（ステップＳ６６でＮｏ）、図４のステップＳ２に処理が戻される。

図４に戻って、ステップＳ７では、内部デバイス３１、３２のスイッチング周波数の選択（決定）が行われる。ステップＳ６４でＮ１＝Ｘとなり、ステップＳ７に処理が進められた場合には、内部デバイス３１、３２のスイッチング周波数として、第１スイッチング周波数が選択される。制御部１１は、当該スイッチング周波数の決定により、内部デバイス３１、３２のスイッチング周波数を第１スイッチング周波数に設定する。ステップＳ６６でＮ２＝Ｘとなり、ステップＳ７に処理が進められた場合には、内部デバイス３１、３２のスイッチング周波数として、第２スイッチング周波数が選択される。制御部１１は、当該スイッチング周波数の決定に応じて、内部デバイス３１、３２のスイッチング周波数を第２スイッチング周波数に設定する。なお、スイッチング周波数の選択（決定）が行われると、Ｎ１およびＮ２はゼロに戻される。

以上からわかるように、本実施形態のアンプ装置３においては、所定のタイミングでスイッチング周波数を決める周波数決定処理が行われる。周波数決定処理においては、スイッチング周波数の変更に伴う音声信号（復調音声信号）に含まれるノイズ成分の大きさの変化に基づいてスイッチング周波数が決定される。換言すると、制御部３３は、所定のタイミングでスイッチング周波数を切り替える制御を実行する。音声信号に含まれるノイズ成分の大きさの変化に基づいて切り替え後のスイッチング周波数が決定される。このような構成とすれば、所定のタイミングで行われる周波数決定処理により、アンプ装置３が備える内部デバイス３１、３２のスイッチング周波数を適切な周波数に設定して、音声信号にノイズ成分が重畳することを抑制できる。また、このような構成によれば、アンプ装置において、入力された音声信号の音源（音源のモード）が不明である状態においても、内部デバイス３１、３２のスイッチング周波数を適切な周波数に設定して、音声信号にノイズ成分が重畳することを抑制できる。また、スイッチング動作に由来してＡＭ放送の音声信号に重畳されるノイズの中には、単音に近いものが含まれたり、不連続なノイズが含まれたりする。本構成の手法によれば、このようなノイズを低減するのに適切なスイッチング周波数に決定することができる。

また、本実施形態の周波数決定処理（切り替え後のスイッチング周波数の決定処理）においては、スイッチング周波数が複数の周波数に切り替えられ、複数の周波数のうち、ノイズ成分を最も小さくする周波数が切り替え後のスイッチング周波数に決定される。このような構成によれば、簡単な制御アルゴリズムによって、音声信号に重畳されるノイズ成分を小さく抑制することができる。なお、スイッチング周波数の切り替えにより得られる複数の周波数のうち、ノイズ成分を切り替え前よりも小さくする周波数が切り替え後のスイッチング周波数に決定される構成としてもよい。

また、本実施形態では、詳細には、アンプ装置３は、第１スイッチング周波数と第２スイッチング周波数とを所定周期で交互に切り替える構成となっている。すなわち、本実施形態では、スイッチング周波数は、予め決められた２種類の周波数の間で切り替えられる構成となっている。ただし、スイッチング周波数は、予め決められた３種類以上の周波数の間で切り替えられる構成としてもよい。また、場合によっては、予め決められた複数の周波数の間での切り替えではなく、スイッチング周波数を連続的にスイープして、音声信号のノイズが小さくなるスイッチング周波数を探索する構成としてもよい。

また、本実施形態のアンプ装置３においては、周波数の切り替えが、所定周期で複数回行われる構成となっている。このような構成とすることで、ノイズ成分を抑制することができるスイッチング周波数をより適切に選択することができる。なお、場合によっては、スイッチング周波数の切り替えを一度行った結果のみによってスイッチング周波数の決定が行われてもよい。

また、本実施形態において、周波数決定処理が行われる所定のタイミングには、音声信号（復調音声信号）がＡＭ放送の音声信号であると判定されたタイミングが含まれる。このような構成とすることで、必要なタイミングに絞って周波数決定処理を行う構成とすることができ、アンプ装置３における処理負担を低減することができる。

なお、以上の説明においては、アンプ装置３に入力される音声が無音でない場合を想定している。ただし、弱電界の場合には、スイッチング動作に由来する電磁波による影響で、アンプ装置３に入力される音声が抑圧されて無音となることが起こり得る。このために、弱電界の場合には、上記と異なる処理を行ってもよい。例えば、弱電界の場合には、スイッチング周波数の切り替えを行った場合に、音声が出力できていると判定されるスイッチング周波数が選択される構成としてよい。また、抑圧により無音となるような場合には、ノイズ成分も抑圧されて小さくなると考えられるので、スイッチング周波数の切り替えを行った場合に、音声が出力できており、且つ、ノイズ成分が大きいと判定されるスイッチング周波数が選択される構成としてもよい。

図４に示すように、内部デバイス３１、３２のスイッチング周波数が決定されると、ステップＳ８に処理が進められる。ステップＳ８では、内部デバイス３１、３２のスイッチング周波数が先に決定されたスイッチング周波数とされた状態で、比較部３５が、復調音声信号のノイズの監視を開始する。比較部３５は、入力される復調音声信号を処理してノイズレベルを求める。当該ノイズの監視が開始されると、次のステップ９に処理が進められる。

ステップＳ９では、比較部３５は、求めたノイズレベルが規定値以下であるか否かを判定する。規定値は、ノイズレベルが好ましいレベルである場合と、好ましくないレベルである場合とを切り分ける境界値として決められた値である。規定値を超える場合が、ノイズレベルが好ましくないレベルとなっている状態である。規定値は、予め実験等により適宜決められればよい。

ノイズレベルが規定値以下である場合（ステップＳ９でＹｅｓ）、ステップＳ１０に処理が進められる。ノイズレベルが規定値より大きい場合（ステップＳ９でＮｏ）、ノイズレベルが好ましくないレベルであるために、ステップＳ２に処理が戻される。ノイズレベルが好ましくないレベルとなる場合として、例えば、メインユニット２において、ＡＭ放送の選局対象が変更された場合等が挙げられる。ステップＳ２に処理が戻されることにより、上述の周波数決定処理が行われ、適切なスイッチング周波数に設定される。

すなわち、本実施形態においては、周波数決定処理が行われる所定のタイミングには、ノイズ成分が所定のノイズレベルよりも大きくなったタイミングが含まれる。このような構成することによって、音声信号にノイズ成分が重畳することを自動的に極力減らすことができる。

ステップＳ１０では、ノイズレベルが好ましいレベルであるために、比較部３５は、内部デバイス３１、３２のスイッチング周波数を、現在設定されているスイッチング周波数に維持することに決定する。当該維持が決定されると、ステップＳ９に処理が戻され、ノイズレベルの監視が続けられる。

以上においては、アンプ装置３が備えるスイッチング電源３１とスイッチングアンプ３２との両方について、スイッチング周波数を決定する周波数決定処理が行われる構成とした。ただし、これは例示であり、スイッチング電源３１とスイッチングアンプ３２とのいずれか一方についてのみ、周波数決定処理が行われる構成としてもよい。また、アンプ装置３がスイッチング動作を行う他の内部デバイスを備える場合には、当該内部デバイスについて、周波数決定処理が行われてもよい。

すなわち、選択周波数決定処理が行われる内部デバイスには、スイッチング電源３１およびスイッチングアンプ３２のうちの少なくともいずれか一方が含まれてよい。このような構成によれば、スイッチング電源３１およびスイッチングアンプ３２のうちの少なくともいずれか一方のスイッチング周波数を適切として音声信号にノイズ成分が重畳することを抑制できる。

また、以上では、スイッチング電源３１とスイッチングアンプ３２とのスイッチング周波数が同じである構成とした。しかし、これは例示であり、スイッチング電源３１のスイッチング周波数と、スイッチングアンプ３２のスイッチング周波数とは、互いに異なる構成であってもよい。

このように互いのスイッチング周波数が異なる構成の場合には、スイッチング電源３１とスイッチングアンプ３２とのそれぞれにおいて、上述した周波数決定処理（図４等参照）が行われる構成としてよい。また、別の例として次のようは構成としてもよい。スイッチング電源３１とスイッチングアンプ３２とのいずれか一方の内部デバイスについて上述した周波数決定処理を行う。これにより、一方の内部デバイスについてスイッチング周波数が決定される。そして、周波数決定処理が行われない他方の内部デバイスについては、一方に対して行われた周波数決定処理の結果に基づいてスイッチング周波数が決定される。一方の内部デバイスに対して周波数決定処理が行われることにより、受信中のＡＭ放送の放送周波数について推定を行うことができる。この放送周波数の推定結果に基づいて、他方の内部デバイスについてスイッチング周波数を決定することができる。

＜４．留意事項等＞
本明細書中に開示されている種々の技術的特徴は、上記実施形態のほか、その技術的創作の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能である。すなわち、上記実施形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきであり、本発明の技術的範囲は、上記実施形態の説明ではなく、特許請求の範囲によって示されるものであり、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内に属する全ての変更が含まれると理解されるべきである。また、本明細書中に示される複数の実施形態及び変形例は可能な範囲で適宜組み合わせて実施されてよい。

２・・・メインユニット（ラジオ受信機）
３・・・アンプ装置
４・・・スピーカ
１１・・・制御部
３１・・・スイッチング電源（内部デバイス）
３２・・・スイッチングアンプ（内部デバイス）

Claims (8)

1. 入力された音声信号を増幅してスピーカに出力するアンプ装置であって、
   スイッチング動作を行うスイッチング素子を含む内部デバイスと、
   前記スイッチング動作のスイッチング周波数を制御する制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、入力された音声信号に含まれるノイズ成分の大きさに基づいて、前記スイッチング周波数を切り替える制御を行う、アンプ装置。
2. 前記制御部は、所定のタイミングで前記スイッチング周波数を切り替える制御を実行し、前記音声信号に含まれるノイズ成分の大きさの変化に基づいて切り替え後のスイッチング周波数が決定される、請求項１に記載のアンプ装置。
3. 前記切り替え後のスイッチング周波数の決定処理においては、前記スイッチング周波数が複数の周波数に切り替えられ、前記複数の周波数のうち、前記ノイズ成分を前記切り替え前よりも小さくする周波数が前記切り替え後のスイッチング周波数に決定される、請求項２に記載のアンプ装置。
4. 前記切り替え後のスイッチング周波数の決定処理においては、前記スイッチング周波数が複数の周波数に切り替えられ、前記複数の周波数のうち、前記ノイズ成分を最も小さくする周波数が前記切り替え後のスイッチング周波数に決定される、請求項２又は３に記載のアンプ装置。
5. 前記周波数の切り替えは、所定周期で複数回行われる、請求項３又は４に記載のアンプ装置。
6. 前記所定のタイミングには、前記ノイズ成分が所定のノイズレベルよりも大きくなったタイミングが含まれる、請求項２から５のいずれか１項に記載のアンプ装置。
7. 前記音声信号としてラジオ受信機により復調された音声信号が入力可能に設けられ、
   前記所定のタイミングには、前記音声信号がＡＭ放送の音声信号であると判定されたタイミングが含まれる、請求項２から６のいずれか１項に記載のアンプ装置。
8. 前記内部デバイスには、スイッチング電源およびスイッチングアンプのうちの少なくともいずれか一方が含まれる、請求項１から７のいずれか１項に記載のアンプ装置。

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