JP2828543B2 - スピーカ駆動回路 - Google Patents
スピーカ駆動回路Info
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- JP2828543B2 JP2828543B2 JP4153630A JP15363092A JP2828543B2 JP 2828543 B2 JP2828543 B2 JP 2828543B2 JP 4153630 A JP4153630 A JP 4153630A JP 15363092 A JP15363092 A JP 15363092A JP 2828543 B2 JP2828543 B2 JP 2828543B2
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- JP
- Japan
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- signal
- circuit
- speaker
- pulse density
- switch
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L25/00—Baseband systems
- H04L25/38—Synchronous or start-stop systems, e.g. for Baudot code
- H04L25/40—Transmitting circuits; Receiving circuits
- H04L25/49—Transmitting circuits; Receiving circuits using code conversion at the transmitter; using predistortion; using insertion of idle bits for obtaining a desired frequency spectrum; using three or more amplitude levels ; Baseband coding techniques specific to data transmission systems
- H04L25/4902—Pulse width modulation; Pulse position modulation
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
- H04R1/00—Details of transducers, loudspeakers or microphones
- H04R1/005—Details of transducers, loudspeakers or microphones using digitally weighted transducing elements
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
- H04R3/00—Circuits for transducers, loudspeakers or microphones
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Circuit For Audible Band Transducer (AREA)
- Amplifiers (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ディジタルオーディオ
信号によりボイスコイルに印加する電圧をスイッチング
することでスピーカを駆動するスピーカ駆動回路に関す
るものである。
信号によりボイスコイルに印加する電圧をスイッチング
することでスピーカを駆動するスピーカ駆動回路に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、ディジタルオーディオ信号をスピ
ーカで再生する際、まず、ディジタルオーディオ信号
は、ディジタルローパスフィルタを介してディジタル／
アナログ変換回路（以降、Ｄ／Ａ変換回路と称する）で
アナログオーディオ信号に変換される。次いで、そのア
ナログオーディオ信号は、アナログローパスフィルタを
介して可変利得の増幅回路で増幅され、スピーカのボイ
スコイルに入力される。
ーカで再生する際、まず、ディジタルオーディオ信号
は、ディジタルローパスフィルタを介してディジタル／
アナログ変換回路（以降、Ｄ／Ａ変換回路と称する）で
アナログオーディオ信号に変換される。次いで、そのア
ナログオーディオ信号は、アナログローパスフィルタを
介して可変利得の増幅回路で増幅され、スピーカのボイ
スコイルに入力される。
【０００３】一方、スピーカでは、マグネットポール付
ヨークおよびプレート等によって形成される磁気回路中
の磁気ギャップに常時直流磁界が発生している。このた
め、その直流磁界と交わるようにして挿入されているボ
イスコイルに上記のアナログオーディオ信号が入力され
ると、振動板がフレミングの左手の法則によって発生す
る力で駆動される。
ヨークおよびプレート等によって形成される磁気回路中
の磁気ギャップに常時直流磁界が発生している。このた
め、その直流磁界と交わるようにして挿入されているボ
イスコイルに上記のアナログオーディオ信号が入力され
ると、振動板がフレミングの左手の法則によって発生す
る力で駆動される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
駆動方法では、ディジタルオーディオ信号をアナログオ
ーディオ信号に変換するためのＤ／Ａ変換回路が必要不
可欠である。このため、満足しうるアナログ信号を得る
には、Ｄ／Ａ変換回路の前段にオーバーサンプリング方
式のディジタルローパスフィルタを設けるとともに、Ｄ
／Ａ変換回路の後段に高次のアナログフィルタを設けな
ければならない。
駆動方法では、ディジタルオーディオ信号をアナログオ
ーディオ信号に変換するためのＤ／Ａ変換回路が必要不
可欠である。このため、満足しうるアナログ信号を得る
には、Ｄ／Ａ変換回路の前段にオーバーサンプリング方
式のディジタルローパスフィルタを設けるとともに、Ｄ
／Ａ変換回路の後段に高次のアナログフィルタを設けな
ければならない。
【０００５】また、スピーカの振動板を駆動するには、
Ｄ／Ａ変換されたアナログ信号を増幅回路によって増幅
する必要があるが、この増幅の際、増幅回路から多量の
熱が発生し、他の回路の動作を不安定にさせたり、消費
電力を増大させるといった問題がある。
Ｄ／Ａ変換されたアナログ信号を増幅回路によって増幅
する必要があるが、この増幅の際、増幅回路から多量の
熱が発生し、他の回路の動作を不安定にさせたり、消費
電力を増大させるといった問題がある。
【０００６】本発明は、上記の事情に鑑みてなされたも
のであって、ディジタルにて信号の処理を行うようにし
て、簡単な構成で安定して動作するスピーカ駆動回路を
提供することを目的としている。
のであって、ディジタルにて信号の処理を行うようにし
て、簡単な構成で安定して動作するスピーカ駆動回路を
提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明のスピーカ駆動回
路は、上記の課題を解決するために、以下のように構成
されていることを特徴としている。
路は、上記の課題を解決するために、以下のように構成
されていることを特徴としている。
【０００８】本発明のスピーカ駆動回路は、スピーカの
ボイスコイルに電力を供給する電源と、ディジタルオー
ディオ信号をノイズシェーピングして２値のパルス密度
変調信号を出力する２値パルス密度変調回路と、該２値
パルス密度変調回路から出力されたパルス密度変調信号
が入力され、当該入力されたパルス密度変調信号の２値
に応じて上記電源の出力をスイッチングする２値用スイ
ッチとを備え、上記２値用スイッチのスイッチングによ
ってスピーカのボイスコイルに流れる電流の方向が切り
換わる。
ボイスコイルに電力を供給する電源と、ディジタルオー
ディオ信号をノイズシェーピングして２値のパルス密度
変調信号を出力する２値パルス密度変調回路と、該２値
パルス密度変調回路から出力されたパルス密度変調信号
が入力され、当該入力されたパルス密度変調信号の２値
に応じて上記電源の出力をスイッチングする２値用スイ
ッチとを備え、上記２値用スイッチのスイッチングによ
ってスピーカのボイスコイルに流れる電流の方向が切り
換わる。
【０００９】本発明の他のスピーカ駆動回路は、スピー
カのボイスコイルに電力を供給する電源と、ディジタル
オーディオ信号をノイズシェーピングして３値のパルス
密度変調信号を出力する３値パルス密度変調回路と、該
３値パルス密度変調回路から出力されたパルス密度変調
信号が入力され、当該入力されたパルス密度変調信号の
３値に応じて上記電源の出力をスイッチングする３値用
スイッチとを備え、上記３値用スイッチのスイッチング
によってスピーカのボイスコイルに流れる電流の方向が
切り換わる。
カのボイスコイルに電力を供給する電源と、ディジタル
オーディオ信号をノイズシェーピングして３値のパルス
密度変調信号を出力する３値パルス密度変調回路と、該
３値パルス密度変調回路から出力されたパルス密度変調
信号が入力され、当該入力されたパルス密度変調信号の
３値に応じて上記電源の出力をスイッチングする３値用
スイッチとを備え、上記３値用スイッチのスイッチング
によってスピーカのボイスコイルに流れる電流の方向が
切り換わる。
【００１０】
【００１１】本発明のさらに他のスピーカ駆動回路は、
上記の各スピーカ駆動回路において、電源の出力電圧が
可変となるようになされている。
上記の各スピーカ駆動回路において、電源の出力電圧が
可変となるようになされている。
【００１２】
【作用】第１のスピーカ駆動回路では、２値パルス密度
変調回路によりディジタルオーディオ信号がノイズシェ
ーピングされて２値のパルス密度変調信号に変換され、
この２値（０，１）のパルス密度変調信号により２値用
スイッチが動作して、電源の出力がスイッチングされ
る。この結果、スピーカのボイスコイルに流れる電流の
方向が切り換わり、スピーカの振動板がアナログオーデ
ィオ信号に比例して駆動される。このとき、振動板が音
響的なローパスフィルタとしての役割を果たし、２値の
信号がアナログオーディオ信号として再生される。
変調回路によりディジタルオーディオ信号がノイズシェ
ーピングされて２値のパルス密度変調信号に変換され、
この２値（０，１）のパルス密度変調信号により２値用
スイッチが動作して、電源の出力がスイッチングされ
る。この結果、スピーカのボイスコイルに流れる電流の
方向が切り換わり、スピーカの振動板がアナログオーデ
ィオ信号に比例して駆動される。このとき、振動板が音
響的なローパスフィルタとしての役割を果たし、２値の
信号がアナログオーディオ信号として再生される。
【００１３】例えば、２値用スイッチが、２値のパルス
密度変調信号に応じてボイスコイルに流れる電流の方向
を切り換えるものである場合、２値信号の“０”により
電流が正の方向に流され、２値信号の“１”により電流
が負の方向に流される。
密度変調信号に応じてボイスコイルに流れる電流の方向
を切り換えるものである場合、２値信号の“０”により
電流が正の方向に流され、２値信号の“１”により電流
が負の方向に流される。
【００１４】第２のスピーカ駆動回路では、例えば、３
値パルス密度変調回路により得られた３値（＋１，０，
−１）のＰＤＭ（パルス密度変調）信号により３値用ス
イッチが動作して、電源の出力がスイッチングされる。
このとき、ＰＤＭ信号が＋１のとき、ボイスコイルには
電源の正極性の出力電圧が印加され電流が流れる。ま
た、ＰＤＭ信号が０のとき、ボイスコイルには電流が流
れない。さらに、ＰＤＭ信号が−１のとき、ボイスコイ
ルには電源の負極性の出力電圧が印加され電流が流れ
る。このスピーカ駆動回路でも、前記のスピーカ駆動回
路と同様、スピーカの振動板が音響的なローパスフィル
タとしての役割を果たし、３値の信号がアナログオーデ
ィオ信号として再生される。
値パルス密度変調回路により得られた３値（＋１，０，
−１）のＰＤＭ（パルス密度変調）信号により３値用ス
イッチが動作して、電源の出力がスイッチングされる。
このとき、ＰＤＭ信号が＋１のとき、ボイスコイルには
電源の正極性の出力電圧が印加され電流が流れる。ま
た、ＰＤＭ信号が０のとき、ボイスコイルには電流が流
れない。さらに、ＰＤＭ信号が−１のとき、ボイスコイ
ルには電源の負極性の出力電圧が印加され電流が流れ
る。このスピーカ駆動回路でも、前記のスピーカ駆動回
路と同様、スピーカの振動板が音響的なローパスフィル
タとしての役割を果たし、３値の信号がアナログオーデ
ィオ信号として再生される。
【００１５】このようなスイッチング動作によりボイス
コイルに電力が供給されると、振幅が０に近いアナログ
信号に対するＰＤＭ信号は“０”の頻度が高く、電力効
率の高いディジタル／アナログ変換駆動が行われること
になる。
コイルに電力が供給されると、振幅が０に近いアナログ
信号に対するＰＤＭ信号は“０”の頻度が高く、電力効
率の高いディジタル／アナログ変換駆動が行われること
になる。
【００１６】
【００１７】第３のスピーカ駆動回路では、第１または
第２のスピーカ駆動回路において電源の出力電圧が変化
可能になっているので、ボイスコイルに流れる電流量を
変化させることができる。このため、音響変換における
再生音の音量を調節することができる。
第２のスピーカ駆動回路において電源の出力電圧が変化
可能になっているので、ボイスコイルに流れる電流量を
変化させることができる。このため、音響変換における
再生音の音量を調節することができる。
【００１８】
【実施例】〔実施例１〕本発明の第１の実施例について
図１ないし図４に基づいて説明すれば、以下の通りであ
る。
図１ないし図４に基づいて説明すれば、以下の通りであ
る。
【００１９】本実施例に係るスピーカ駆動回路は、図１
に示すように、ディジタルローパスフィルタ（図中、Ｌ
ＰＦ）１と、ΔΣ変調回路２と、スイッチング回路３と
を備えている。
に示すように、ディジタルローパスフィルタ（図中、Ｌ
ＰＦ）１と、ΔΣ変調回路２と、スイッチング回路３と
を備えている。
【００２０】ディジタルローパスフィルタ１は、折り返
しノイズ成分を高い周波数域の方へ追いやるために、高
いサンプリング周波数によりディジタルオーディオ信号
をオーバーサンプリングするフィルタである。
しノイズ成分を高い周波数域の方へ追いやるために、高
いサンプリング周波数によりディジタルオーディオ信号
をオーバーサンプリングするフィルタである。
【００２１】ΔΣ変調回路２は、ディジタルローパスフ
ィルタ１を経たディジタルオーディオ信号を２値の１ビ
ットＰＤＭ（パルス密度変調）信号に変換するようにな
っている。このΔΣ変調回路２は、帰還回路の次数を高
めるほど帯域内の量子化ノイズを多く低減する特性を有
している。
ィルタ１を経たディジタルオーディオ信号を２値の１ビ
ットＰＤＭ（パルス密度変調）信号に変換するようにな
っている。このΔΣ変調回路２は、帰還回路の次数を高
めるほど帯域内の量子化ノイズを多く低減する特性を有
している。
【００２２】スイッチング回路３は、上記の２値ＰＤＭ
信号によって定電圧をスイッチングして、スピーカ４の
ボイスコイル５に電流を流し、振動板６を駆動するよう
になっている。
信号によって定電圧をスイッチングして、スピーカ４の
ボイスコイル５に電流を流し、振動板６を駆動するよう
になっている。
【００２３】スイッチング回路３は、図２に示すよう
に、スイッチ７と電源８とからなっている。
に、スイッチ７と電源８とからなっている。
【００２４】電源８は、可変出力の直流電源であり、ス
ピーカ４のボイスコイル５に電力を供給するようになっ
ている。
ピーカ４のボイスコイル５に電力を供給するようになっ
ている。
【００２５】２値用スイッチとしてのスイッチ７は、接
点７ａ・７ｂを有しており、接点７ａが電源８の正極出
力端子に接続され、接点７ｂが電源８の負極出力端子に
接続されている。また、スイッチ７の出力側の端子と接
点７ｂとの間には、ボイスコイル５が直列に接続されて
いる。
点７ａ・７ｂを有しており、接点７ａが電源８の正極出
力端子に接続され、接点７ｂが電源８の負極出力端子に
接続されている。また、スイッチ７の出力側の端子と接
点７ｂとの間には、ボイスコイル５が直列に接続されて
いる。
【００２６】このように接続されるスイッチ７は、２値
ＰＤＭ信号により接点７ａ・７ｂの接続が切り換えられ
るようになっている。すなわち、２値ＰＤＭ信号が
“１”のとき、接点７ａが接続され、２値ＰＤＭ信号が
“０”のとき、接点７ｂが接続されるようになってい
る。なお、上記のスイッチ７は、実際の回路において
は、ＦＥＴやサイリスタを用いた高速動作可能な電子ス
イッチにより構成される。
ＰＤＭ信号により接点７ａ・７ｂの接続が切り換えられ
るようになっている。すなわち、２値ＰＤＭ信号が
“１”のとき、接点７ａが接続され、２値ＰＤＭ信号が
“０”のとき、接点７ｂが接続されるようになってい
る。なお、上記のスイッチ７は、実際の回路において
は、ＦＥＴやサイリスタを用いた高速動作可能な電子ス
イッチにより構成される。
【００２７】上記の構成において、入力端子２８から入
力されたディジタルオーディオ信号は、ディジタルロー
パスフィルタ１でオーバーサンプリングされた後、ΔΣ
変調回路２でΔΣ変調され、ノイズシェーピングされ
る。この結果、ディジタルオーディオ信号は、図４に示
すように、原アナログオーディオ信号の振幅の大きさに
応じたパルス密度の２値ＰＤＭ信号になる。
力されたディジタルオーディオ信号は、ディジタルロー
パスフィルタ１でオーバーサンプリングされた後、ΔΣ
変調回路２でΔΣ変調され、ノイズシェーピングされ
る。この結果、ディジタルオーディオ信号は、図４に示
すように、原アナログオーディオ信号の振幅の大きさに
応じたパルス密度の２値ＰＤＭ信号になる。
【００２８】この２値ＰＤＭ信号が“１”のとき、電源
８の出力電流はスイッチ７の接点７ａを介してボイスコ
イル５に流される。また、２値ＰＤＭ信号が“０”のと
き、ボイスコイル５がスイッチ７の接点７ｂで短絡され
ることにより、電源８の電流はボイスコイル５に流され
ない。
８の出力電流はスイッチ７の接点７ａを介してボイスコ
イル５に流される。また、２値ＰＤＭ信号が“０”のと
き、ボイスコイル５がスイッチ７の接点７ｂで短絡され
ることにより、電源８の電流はボイスコイル５に流され
ない。
【００２９】ボイスコイル５にディジタル的にスイッチ
ングされた電流が流れると、スピーカ４が音響的なロー
パスフィルタの役割を果たすことで、アナログ信号に比
例した駆動力が得られる。これにより、２値ＰＤＭ信号
でスイッチングされた電流をスピーカ４に入力するだけ
でアナログオーディオ信号を再生することができる。
ングされた電流が流れると、スピーカ４が音響的なロー
パスフィルタの役割を果たすことで、アナログ信号に比
例した駆動力が得られる。これにより、２値ＰＤＭ信号
でスイッチングされた電流をスピーカ４に入力するだけ
でアナログオーディオ信号を再生することができる。
【００３０】このように、スイッチング回路３を備えた
スピーカ駆動回路では、ボイスコイル５に流される電流
を２値ＰＤＭ信号でＯＮ・ＯＦＦすることにより、ディ
ジタルオーディオ信号の再生が可能になり、増幅器等を
設ける必要がなくなる。
スピーカ駆動回路では、ボイスコイル５に流される電流
を２値ＰＤＭ信号でＯＮ・ＯＦＦすることにより、ディ
ジタルオーディオ信号の再生が可能になり、増幅器等を
設ける必要がなくなる。
【００３１】次に、本実施例に係るスピーカ駆動回路の
スイッチング回路３をスイッチング回路３’に代えた他
の構成について説明する。
スイッチング回路３をスイッチング回路３’に代えた他
の構成について説明する。
【００３２】スイッチング回路３’は、図３に示すよう
に、スイッチ９と電源８とからなっている。２値用スイ
ッチとしてのスイッチ９は、２極双投型のスイッチであ
り、前記のスピーカ駆動回路におけるスイッチ７と同
様、高速動作が可能な電子スイッチにより構成されてい
る。このスイッチ９は、接点９ａ〜９ｃを有しており、
接点９ａ・９ｃが電源８の正極出力端子に接続され、接
点９ｂが電源８の負極出力端子に接続されている。ま
た、スイッチ９の出力側の２個の端子の間には、ボイス
コイル５が直列に接続されている。
に、スイッチ９と電源８とからなっている。２値用スイ
ッチとしてのスイッチ９は、２極双投型のスイッチであ
り、前記のスピーカ駆動回路におけるスイッチ７と同
様、高速動作が可能な電子スイッチにより構成されてい
る。このスイッチ９は、接点９ａ〜９ｃを有しており、
接点９ａ・９ｃが電源８の正極出力端子に接続され、接
点９ｂが電源８の負極出力端子に接続されている。ま
た、スイッチ９の出力側の２個の端子の間には、ボイス
コイル５が直列に接続されている。
【００３３】このように構成されるスイッチ９は、ΔΣ
変調回路２から出力される２値ＰＤＭ信号により接点９
ａ〜９ｃの接続が切り換えられるようになっている。す
なわち、２値ＰＤＭ信号が“１”のとき、接点９ａ・９
ｂが図中実線にて示すように出力側の端子に接続され、
２値ＰＤＭ信号が“０”のとき、接点９ｂ・９ｃが図中
二点鎖線にて示すように出力側の端子に接続されるよう
になっている。
変調回路２から出力される２値ＰＤＭ信号により接点９
ａ〜９ｃの接続が切り換えられるようになっている。す
なわち、２値ＰＤＭ信号が“１”のとき、接点９ａ・９
ｂが図中実線にて示すように出力側の端子に接続され、
２値ＰＤＭ信号が“０”のとき、接点９ｂ・９ｃが図中
二点鎖線にて示すように出力側の端子に接続されるよう
になっている。
【００３４】上記の構成において、ΔΣ変調回路２から
出力される２値ＰＤＭ信号が“１”のとき、電源８の出
力電流はスイッチ９の接点９ａ・９ｂを介してボイスコ
イル５中をＡ方向に流される。また、２値ＰＤＭ信号が
“０”のとき、電源８の出力電流はスイッチ９の接点９
ｂ・９ｃを介してボイスコイル５中をＢ方向に流され
る。
出力される２値ＰＤＭ信号が“１”のとき、電源８の出
力電流はスイッチ９の接点９ａ・９ｂを介してボイスコ
イル５中をＡ方向に流される。また、２値ＰＤＭ信号が
“０”のとき、電源８の出力電流はスイッチ９の接点９
ｂ・９ｃを介してボイスコイル５中をＢ方向に流され
る。
【００３５】この結果、前記のスイッチング回路３を備
えたスピーカ駆動回路の場合と同様、２値ＰＤＭ信号
は、スピーカ４によりアナログオーディオ信号に変換さ
れ、音声として再生される。
えたスピーカ駆動回路の場合と同様、２値ＰＤＭ信号
は、スピーカ４によりアナログオーディオ信号に変換さ
れ、音声として再生される。
【００３６】このように、スイッチング回路３’を備え
たスピーカ駆動回路では、ボイスコイル５に流される電
流の方向を２値ＰＤＭ信号で切り換えることにより、デ
ィジタルオーディオ信号の再生が可能になり、増幅器等
を設ける必要がなくなる。
たスピーカ駆動回路では、ボイスコイル５に流される電
流の方向を２値ＰＤＭ信号で切り換えることにより、デ
ィジタルオーディオ信号の再生が可能になり、増幅器等
を設ける必要がなくなる。
【００３７】また、本スピーカ駆動回路により得られる
駆動力は、スピーカ４に印加される電圧すなわち電源８
の出力電圧に比例している。したがって、その電圧の値
を変化させることによって、再生音の音量を調節するこ
とができる。
駆動力は、スピーカ４に印加される電圧すなわち電源８
の出力電圧に比例している。したがって、その電圧の値
を変化させることによって、再生音の音量を調節するこ
とができる。
【００３８】〔実施例２〕本発明の第２の実施例につい
て図５ないし図７に基づいて説明すれば、以下の通りで
ある。
て図５ないし図７に基づいて説明すれば、以下の通りで
ある。
【００３９】本実施例に係るオーディオ再生装置は、図
５に示すように、アナログオーディオ信号源１１と、Ａ
／Ｄ変換回路（図中、Ａ／Ｄ）１２と、ディジタルロー
パスフィルタ（図中、ＬＰＦ）１３とを備えるととも
に、ディジタル信号処理回路１４と、ディジタルローパ
スフィルタ（図中、ＬＰＦ）１５、ΔΣ変調回路１６、
３値ＰＤＭ回路（図中、ＰＤＭ）１７およびスイッチン
グ回路１８を有するスピーカ駆動回路を備えている。
５に示すように、アナログオーディオ信号源１１と、Ａ
／Ｄ変換回路（図中、Ａ／Ｄ）１２と、ディジタルロー
パスフィルタ（図中、ＬＰＦ）１３とを備えるととも
に、ディジタル信号処理回路１４と、ディジタルローパ
スフィルタ（図中、ＬＰＦ）１５、ΔΣ変調回路１６、
３値ＰＤＭ回路（図中、ＰＤＭ）１７およびスイッチン
グ回路１８を有するスピーカ駆動回路を備えている。
【００４０】Ａ／Ｄ変換回路１２は、アナログオーディ
オ信号源１１から出力されるアナログオーディオ信号
を、サンプリング周波数４８ｋＨｚおよび量子化ビット
数１６ビットでディジタルオーディオ信号に変換するよ
うになっている。ディジタル処理回路１４は、Ａ／Ｄ変
換回路１２からディジタルローパスフィルタ１３を介し
て転送されてきたディジタルオーディオ信号に、伝送、
記憶、ディジタルイコライジング等の処理を施すように
なっている。
オ信号源１１から出力されるアナログオーディオ信号
を、サンプリング周波数４８ｋＨｚおよび量子化ビット
数１６ビットでディジタルオーディオ信号に変換するよ
うになっている。ディジタル処理回路１４は、Ａ／Ｄ変
換回路１２からディジタルローパスフィルタ１３を介し
て転送されてきたディジタルオーディオ信号に、伝送、
記憶、ディジタルイコライジング等の処理を施すように
なっている。
【００４１】ディジタルローパスフィルタ１５は、例え
ば、高次の非巡回型（ＦＩＲ型）ディジタルフィルタに
より構成されており、ディジタルオーディオ信号におけ
る通過帯域外の成分を減衰させ、オーバーサンプリング
を行うようになっている。
ば、高次の非巡回型（ＦＩＲ型）ディジタルフィルタに
より構成されており、ディジタルオーディオ信号におけ
る通過帯域外の成分を減衰させ、オーバーサンプリング
を行うようになっている。
【００４２】ΔΣ変調回路１６は、前記第１の実施例に
おけるΔΣ変調回路２（図１参照）と同様の機能を有す
る回路である。このΔΣ変調回路１６は、ディジタルロ
ーパスフィルタ１５を経たディジタルオーディオ信号を
２値の１ビットＰＤＭ信号に変換し、ディジタルオーデ
ィオ信号を振幅から時間軸の形態に変換してデータ圧縮
するようになっている。
おけるΔΣ変調回路２（図１参照）と同様の機能を有す
る回路である。このΔΣ変調回路１６は、ディジタルロ
ーパスフィルタ１５を経たディジタルオーディオ信号を
２値の１ビットＰＤＭ信号に変換し、ディジタルオーデ
ィオ信号を振幅から時間軸の形態に変換してデータ圧縮
するようになっている。
【００４３】パルス密度変調回路としての３値ＰＤＭ回
路１７は、ΔΣ変調回路１６を経た２値のＰＤＭ信号を
（＋１，０，−１）の３値のパルス密度変調信号（以
降、３値ＰＤＭ信号と称する）に変換するようになって
いる。
路１７は、ΔΣ変調回路１６を経た２値のＰＤＭ信号を
（＋１，０，−１）の３値のパルス密度変調信号（以
降、３値ＰＤＭ信号と称する）に変換するようになって
いる。
【００４４】上記の３値ＰＤＭ信号は、定性的に次の性
質を備えている。
質を備えている。
【００４５】（１）原アナログオーディオ信号のレベル
がプラス側に大きい場合は、“＋１”の頻度が多い。
がプラス側に大きい場合は、“＋１”の頻度が多い。
【００４６】（２）原アナログオーディオ信号のレベル
が０に近い場合は、“０”の頻度が多い。
が０に近い場合は、“０”の頻度が多い。
【００４７】（３）原アナログオーディオ信号のレベル
がマイナス側に大きい場合は、“−１”の頻度が多い。
がマイナス側に大きい場合は、“−１”の頻度が多い。
【００４８】スイッチング回路１８は、定電圧をＰＤＭ
信号に応じてスイッチングして、スピーカ１９に供給す
る電流を発生するようになっており、電源２０とスイッ
チ（図中、ＳＷ）２１とからなっている。電源２０は、
可変出力の直流電源であり、スピーカ１９のボイスコイ
ルに電力を供給するようになっている。３値用スイッチ
としてのスイッチ２１は、前記第１の実施例のスイッチ
ング回路３・３’と同様、高速動作可能な電子スイッチ
により構成されている。
信号に応じてスイッチングして、スピーカ１９に供給す
る電流を発生するようになっており、電源２０とスイッ
チ（図中、ＳＷ）２１とからなっている。電源２０は、
可変出力の直流電源であり、スピーカ１９のボイスコイ
ルに電力を供給するようになっている。３値用スイッチ
としてのスイッチ２１は、前記第１の実施例のスイッチ
ング回路３・３’と同様、高速動作可能な電子スイッチ
により構成されている。
【００４９】スイッチ２１は、図６に示すように、２極
型のスイッチであり、接点２１ａ〜２１ｆを有してい
る。接点２１ａ・２１ｆは電源２０の正極出力端子に接
続され、接点２１ｃ・２１ｄは電源２０の負極出力端子
に接続されている。また、接点２１ｂ・２１ｅはともに
解放状態におかれる一方、スイッチ２１の出力側の２個
の端子は、それぞれスピーカ１９の正極入力端子と負極
入力端子とに接続されている。この正極入力端子と負極
入力端子との間には図示しないボイスコイルが直列に接
続されている。
型のスイッチであり、接点２１ａ〜２１ｆを有してい
る。接点２１ａ・２１ｆは電源２０の正極出力端子に接
続され、接点２１ｃ・２１ｄは電源２０の負極出力端子
に接続されている。また、接点２１ｂ・２１ｅはともに
解放状態におかれる一方、スイッチ２１の出力側の２個
の端子は、それぞれスピーカ１９の正極入力端子と負極
入力端子とに接続されている。この正極入力端子と負極
入力端子との間には図示しないボイスコイルが直列に接
続されている。
【００５０】このように構成されるスイッチ２１は、上
記の３値ＰＤＭ信号により接点２１ａ〜２１ｆのボイス
コイルへの接続が切り換えられるようになっている。す
なわち、３値ＰＤＭ信号が“＋１”のとき接点２１ａ・
２１ｄがボイスコイルに接続され、３値ＰＤＭ信号が
“０”のとき接点２１ｂ・２１ｅがボイスコイルに接続
され、３値ＰＤＭ信号が“−１”のとき接点２１ｃ・２
１ｆがボイスコイルに接続されるようになっている。
記の３値ＰＤＭ信号により接点２１ａ〜２１ｆのボイス
コイルへの接続が切り換えられるようになっている。す
なわち、３値ＰＤＭ信号が“＋１”のとき接点２１ａ・
２１ｄがボイスコイルに接続され、３値ＰＤＭ信号が
“０”のとき接点２１ｂ・２１ｅがボイスコイルに接続
され、３値ＰＤＭ信号が“−１”のとき接点２１ｃ・２
１ｆがボイスコイルに接続されるようになっている。
【００５１】上記の構成において、ディジタルローパス
フィルタ１５を経たディジタルオーディオ信号は、ΔΣ
変調回路１６でΔΣ変調されてノイズシェーピングされ
た結果２値になり、さらに３値ＰＤＭ回路１７によりパ
ルス密度変調される。この結果、ディジタルオーディオ
信号は、図７に示すように、原アナログオーディオ信号
の振幅の大きさに応じたパルス密度の３値ＰＤＭ信号に
なる。
フィルタ１５を経たディジタルオーディオ信号は、ΔΣ
変調回路１６でΔΣ変調されてノイズシェーピングされ
た結果２値になり、さらに３値ＰＤＭ回路１７によりパ
ルス密度変調される。この結果、ディジタルオーディオ
信号は、図７に示すように、原アナログオーディオ信号
の振幅の大きさに応じたパルス密度の３値ＰＤＭ信号に
なる。
【００５２】３値ＰＤＭ信号がスイッチ回路１８に入力
されると、３値ＰＤＭ信号に応じてスイッチ２１が切り
換えられる。３値ＰＤＭ信号が“＋１”のときスピーカ
１９のボイスコイルには正方向の電流が流れる。また、
３値ＰＤＭ信号が“０”のときボイスコイルには電流が
流れない。さらに、３値ＰＤＭ信号が“−１”のとき、
ボイスコイルには負方向の電流が流れる。
されると、３値ＰＤＭ信号に応じてスイッチ２１が切り
換えられる。３値ＰＤＭ信号が“＋１”のときスピーカ
１９のボイスコイルには正方向の電流が流れる。また、
３値ＰＤＭ信号が“０”のときボイスコイルには電流が
流れない。さらに、３値ＰＤＭ信号が“−１”のとき、
ボイスコイルには負方向の電流が流れる。
【００５３】このような電流供給により、原アナログオ
ーディオ信号に比例した駆動力が発生し、スピーカ１９
により音声が再生される。このとき、スピーカ１９の再
生帯域の上限が振動系により可聴帯域以下に制限される
ように設定されていれば、従来のＤ／Ａ変換回路を備え
た構成におけるＤ／Ａ変換後のローパスフィルタの役割
をスピーカ１９の振動系が果たすことになる。したがっ
て、電気回路としてのアナログローパスフィルタを省略
することができ、３値ＰＤＭ信号によりスイッチングさ
れた電流をスピーカ１９に入力するだけでアナログオー
ディオ信号を再生することができる。
ーディオ信号に比例した駆動力が発生し、スピーカ１９
により音声が再生される。このとき、スピーカ１９の再
生帯域の上限が振動系により可聴帯域以下に制限される
ように設定されていれば、従来のＤ／Ａ変換回路を備え
た構成におけるＤ／Ａ変換後のローパスフィルタの役割
をスピーカ１９の振動系が果たすことになる。したがっ
て、電気回路としてのアナログローパスフィルタを省略
することができ、３値ＰＤＭ信号によりスイッチングさ
れた電流をスピーカ１９に入力するだけでアナログオー
ディオ信号を再生することができる。
【００５４】以上述べたように、本実施例では、３値Ｐ
ＤＭ信号により、スイッチング回路１８を制御する例に
ついて説明したが、パルス幅変調された３値のＰＷＭ信
号によっても同様に音声を再生することができる。この
場合、図５における３値ＰＤＭ回路１７をパルス幅変調
回路としての３値ＰＷＭ回路（図中、ＰＷＭ）２２に置
き換えればよい。なお、スイッチ２１は、３値ＰＤＭ回
路１７を備えた構成と３値ＰＷＭ回路２２を備えた構成
とで共用することができる。
ＤＭ信号により、スイッチング回路１８を制御する例に
ついて説明したが、パルス幅変調された３値のＰＷＭ信
号によっても同様に音声を再生することができる。この
場合、図５における３値ＰＤＭ回路１７をパルス幅変調
回路としての３値ＰＷＭ回路（図中、ＰＷＭ）２２に置
き換えればよい。なお、スイッチ２１は、３値ＰＤＭ回
路１７を備えた構成と３値ＰＷＭ回路２２を備えた構成
とで共用することができる。
【００５５】また、本実施例のスピーカ駆動回路におい
ては、前記第１の実施例と同様、電源２０の出力電圧を
変化させることにより、再生音の音量を調節することが
できる。さらに、３値信号の性質により、原アナログオ
ーディオ信号が０の場合、３値信号の値も０となり、入
力信号のないときはスピーカ１９により電力が消費され
ることがなく、２値信号に比べて効率のよい駆動が可能
になる。
ては、前記第１の実施例と同様、電源２０の出力電圧を
変化させることにより、再生音の音量を調節することが
できる。さらに、３値信号の性質により、原アナログオ
ーディオ信号が０の場合、３値信号の値も０となり、入
力信号のないときはスピーカ１９により電力が消費され
ることがなく、２値信号に比べて効率のよい駆動が可能
になる。
【００５６】
【発明の効果】以上のように、本発明のスピーカ駆動回
路は、スピーカのボイスコイルに電力を供給する電源
と、ディジタルオーディオ信号をノイズシェーピングし
て２値のパルス密度変調信号を出力する２値パルス密度
変調回路と、該２値パルス密度変調回路から出力された
パルス密度変調信号が入力され、当該入力されたパルス
密度変調信号の２値に応じて上記電源の出力をスイッチ
ングする２値用スイッチとを備え、上記２値用スイッチ
のスイッチングによってスピーカのボイスコイルに流れ
る電流の方向が切り換わる構成である。
路は、スピーカのボイスコイルに電力を供給する電源
と、ディジタルオーディオ信号をノイズシェーピングし
て２値のパルス密度変調信号を出力する２値パルス密度
変調回路と、該２値パルス密度変調回路から出力された
パルス密度変調信号が入力され、当該入力されたパルス
密度変調信号の２値に応じて上記電源の出力をスイッチ
ングする２値用スイッチとを備え、上記２値用スイッチ
のスイッチングによってスピーカのボイスコイルに流れ
る電流の方向が切り換わる構成である。
【００５７】これにより、ボイスコイルに流される電流
を２値のＰＤＭ信号で制御することでディジタルオーデ
ィオ信号の再生が可能になり、ディジタルオーディオ信
号をＤ／Ａ変換する構成のように増幅器等を設ける必要
がなくなる。それゆえ、この構成のスピーカ駆動回路に
よれば、簡単な構成で安定してスピーカを駆動すること
ができるという効果を奏する。
を２値のＰＤＭ信号で制御することでディジタルオーデ
ィオ信号の再生が可能になり、ディジタルオーディオ信
号をＤ／Ａ変換する構成のように増幅器等を設ける必要
がなくなる。それゆえ、この構成のスピーカ駆動回路に
よれば、簡単な構成で安定してスピーカを駆動すること
ができるという効果を奏する。
【００５８】本発明の他のスピーカ駆動回路は、スピー
カのボイスコイルに電力を供給する電源と、ディジタル
オーディオ信号をノイズシェーピングして３値のパルス
密度変調信号を出力する３値パルス密度変調回路と、該
３値パルス密度変調回路から出力されたパルス密度変調
信号が入力され、当該入力されたパルス密度変調信号の
３値に応じて上記電源の出力をスイッチングする３値用
スイッチとを備え、上記３値用スイッチのスイッチング
によってスピーカのボイスコイルに流れる電流の方向が
切り換わる構成である。
カのボイスコイルに電力を供給する電源と、ディジタル
オーディオ信号をノイズシェーピングして３値のパルス
密度変調信号を出力する３値パルス密度変調回路と、該
３値パルス密度変調回路から出力されたパルス密度変調
信号が入力され、当該入力されたパルス密度変調信号の
３値に応じて上記電源の出力をスイッチングする３値用
スイッチとを備え、上記３値用スイッチのスイッチング
によってスピーカのボイスコイルに流れる電流の方向が
切り換わる構成である。
【００５９】これにより、ボイスコイルに流される電流
を３値のＰＤＭ信号で制御することでディジタルオーデ
ィオ信号の再生が可能になり、前記のスピーカ駆動回路
と同様、増幅器等を設ける必要がなくなる。また、３値
のＰＤＭ信号を用いることにより、アナログオーディオ
信号が０となる場合には、ボイスコイルに電流が流され
なくなり、消費電力を低減させることができる。それゆ
え、この構成のスピーカ駆動回路によれば、簡単な構成
で安定かつ効率良くスピーカを駆動することができると
いう効果を奏する。
を３値のＰＤＭ信号で制御することでディジタルオーデ
ィオ信号の再生が可能になり、前記のスピーカ駆動回路
と同様、増幅器等を設ける必要がなくなる。また、３値
のＰＤＭ信号を用いることにより、アナログオーディオ
信号が０となる場合には、ボイスコイルに電流が流され
なくなり、消費電力を低減させることができる。それゆ
え、この構成のスピーカ駆動回路によれば、簡単な構成
で安定かつ効率良くスピーカを駆動することができると
いう効果を奏する。
【００６０】
【００６１】
【００６２】本発明のさらに他のスピーカ駆動回路は、
上記の各スピーカ駆動回路において、電源の出力電圧が
可変となるようになされているので、電源の出力電圧を
変化させることにより、再生音の音量を調節することが
できるという効果を奏する。
上記の各スピーカ駆動回路において、電源の出力電圧が
可変となるようになされているので、電源の出力電圧を
変化させることにより、再生音の音量を調節することが
できるという効果を奏する。
【図１】本発明の第１の実施例に係るスピーカ駆動回路
の概略構成を示すブロック図である。
の概略構成を示すブロック図である。
【図２】図１のスピーカ駆動回路におけるスイッチング
回路の構成を示す回路図である。
回路の構成を示す回路図である。
【図３】図１のスピーカ駆動回路における他のスイッチ
ング回路の構成を示す回路図である。
ング回路の構成を示す回路図である。
【図４】図１のスピーカ駆動回路において用いられる２
値ＰＤＭ信号と原アナログオーディオ信号との関係を示
す波形図である。
値ＰＤＭ信号と原アナログオーディオ信号との関係を示
す波形図である。
【図５】本発明の第２の実施例に係るスピーカ駆動回路
の概略構成を示すブロック図である。
の概略構成を示すブロック図である。
【図６】図５のスピーカ駆動回路におけるスイッチング
回路に含まれるスイッチの構成を示す回路図である。
回路に含まれるスイッチの構成を示す回路図である。
【図７】図５のスピーカ駆動回路において用いられる３
値ＰＤＭ信号と原アナログオーディオ信号との関係を示
す波形図である。
値ＰＤＭ信号と原アナログオーディオ信号との関係を示
す波形図である。
２ ΔΣ変調回路（２値パルス密度変調回路） ４ スピーカ ５ ボイスコイル ７ スイッチ（２値用スイッチ） ８ 電源 ９ スイッチ（２値用スイッチ） １６ ΔΣ変調回路（３値パルス密度変調回路） １７ ３値ＰＤＭ回路（３値パルス密度変調回路） １９ スピーカ ２０ 電源 ２１ スイッチ（３値用スイッチ）
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−212898（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−119883（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−36422（ＪＰ，Ａ) 実公 昭56−50551（ＪＰ，Ｙ２) 日本オーディオ協会著、「ディジタル オーディオ事典」、第１版、株式会社オ ーム社、1989年７月25日、ｐ．87−88 (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H04R 3/00 310
Claims (3)
- 【請求項１】スピーカのボイスコイルに電力を供給する
電源と、 ディジタルオーディオ信号をノイズシェーピングして２
値のパルス密度変調信号を出力する２値パルス密度変調
回路と、 該２値パルス密度変調回路から出力されたパルス密度変
調信号が入力され、当該入力されたパルス密度変調信号
の２値に応じて上記 電源の出力をスイッチングする２値
用スイッチとを備え、 上記２値用スイッチのスイッチングによってスピーカの
ボイスコイルに流れる電流の方向が切り換わる ことを特
徴とするスピーカ駆動回路。 - 【請求項２】スピーカのボイスコイルに電力を供給する
電源と、ディジタルオーディオ信号をノイズシェーピングして３
値のパルス密度変調信号を出力する ３値パルス密度変調
回路と、該３値パルス密度変調回路から出力されたパルス密度変
調信号が入力され、当該入力されたパルス密度変調信号
の３値に応じて上記 電源の出力をスイッチングする３値
用スイッチとを備え、 上記３値用スイッチのスイッチングによってスピーカの
ボイスコイルに流れる電流の方向が切り換わる ことを特
徴とするスピーカ駆動回路。 - 【請求項３】電源は、出力電圧が可変となるようになさ
れていることを特徴とする請求項１または請求項２に記
載のスピーカ駆動回路。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4153630A JP2828543B2 (ja) | 1991-08-02 | 1992-06-12 | スピーカ駆動回路 |
| US07/920,888 US5592559A (en) | 1991-08-02 | 1992-07-28 | Speaker driving circuit |
| DE69201365T DE69201365T2 (de) | 1991-08-02 | 1992-07-30 | Lautsprecher-Steuerschaltkreis. |
| EP92113022A EP0525777B1 (en) | 1991-08-02 | 1992-07-30 | Speaker driving circuit |
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3-197709 | 1990-07-27 | ||
| JP19398291 | 1991-08-02 | ||
| JP3-193982 | 1991-08-07 | ||
| JP19770991 | 1991-08-07 | ||
| JP4153630A JP2828543B2 (ja) | 1991-08-02 | 1992-06-12 | スピーカ駆動回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05176387A JPH05176387A (ja) | 1993-07-13 |
| JP2828543B2 true JP2828543B2 (ja) | 1998-11-25 |
Family
ID=27320506
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4153630A Expired - Lifetime JP2828543B2 (ja) | 1991-08-02 | 1992-06-12 | スピーカ駆動回路 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5592559A (ja) |
| EP (1) | EP0525777B1 (ja) |
| JP (1) | JP2828543B2 (ja) |
| DE (1) | DE69201365T2 (ja) |
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| US5684305A (en) * | 1995-06-07 | 1997-11-04 | Harris Corporation | Pilot transistor for quasi-vertical DMOS device |
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| US5777362A (en) * | 1995-06-07 | 1998-07-07 | Harris Corporation | High efficiency quasi-vertical DMOS in CMOS or BICMOS process |
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| US5973368A (en) | 1996-06-05 | 1999-10-26 | Pearce; Lawrence G. | Monolithic class D amplifier |
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| CN103096217B (zh) | 2009-12-16 | 2016-09-28 | 株式会社特瑞君思半导体 | 音响系统 |
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| WO2018142770A1 (ja) * | 2017-01-31 | 2018-08-09 | ソニー株式会社 | 信号処理装置、信号処理方法及びコンピュータプログラム |
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