JP4111845B2

JP4111845B2 - Ｄ級増幅器

Info

Publication number: JP4111845B2
Application number: JP2003052385A
Authority: JP
Inventors: 賢一田浦; 雅之辻; 雅之石田; 剛仲田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2003-02-28
Filing date: 2003-02-28
Publication date: 2008-07-02
Anticipated expiration: 2023-02-28
Also published as: JP2004266398A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は音声信号の電力増幅等に用いられるＤ級増幅器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
音声信号の電力増幅を高効率・低損失に行い、これにより機器の小型化を可能とするためにＤ級増幅器が従来から広く用いられている。また、Ｄ級増幅器においてデジタル化された音声信号を直接パルス幅変調信号（以下、ＰＷＭ信号という）に変換して電力スイッチに導く構成、また、このＰＷＭ信号生成に用いられる再量子化手段の丸め誤差をデルタシグマ変調を用いて低減する構成は公知である（例えば特開平１１−２６１３４７、特開２００１−２９２０４０参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−２６１３４７号公報
【特許文献２】
特開２００１−２９２０４０号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記の公知の構成により精度の良いＰＷＭ信号を得ることが可能であり、これを精度良く電力スイッチ手段の出力に反映させることにより増幅器出力として高品位な音声信号を得ることができる。しかしながら電力スイッチ手段に供給される電源電圧が変動する場合、出力信号に歪が生じるという問題がある。定電圧回路を介して電力スイッチ手段に常に一定の電圧を供給するようにすれば出力信号の歪みを低減することは可能であるが、電力スイッチ手段の消費する電力は比較的大きく、該電力スイッチ手段に一定の電圧を供給する定電圧回路における電力損失も大きくなるのでこの場合には音声信号の電力増幅を高効率・低損失で行えなくなるという別の問題が発生する。
【０００５】
本発明は上記問題に鑑みなされたものであり、電力スイッチ手段に供給される電源電圧の変動に起因する出力信号の歪みが従来に比べ大幅に低減され、且つ、電源電圧が比較的広い範囲で変化しても支障なく使用できる高効率のＤ級増幅器を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、入力音声信号をパルス幅変調する変調手段と、
電源電圧を減衰させた電圧をレベル基準信号として出力するレベル基準信号生成手段と、
前記変調手段から出力される、パルス幅変調された信号の振幅を前記レベル基準信号の値に等しい値に調整するレベル調整手段と、
前記レベル調整手段から出力される、パルス幅変調された信号のパルス幅を補正する帰還補正手段と、
前記帰還補正手段から出力される、パルス幅変調された信号に従い電源電圧をスイッチングするスイッチ手段と、
前記スイッチ手段の出力信号の振幅を前記帰還補正手段に帰還して前記帰還補正手段の他方の入力とする手段とを備え、
前記帰還補正手段は、前記レベル調整手段から出力される、前記パルス幅変調された信号を一方の入力とし、前記帰還手段により帰還された、前記スイッチ手段の出力信号の出力を他方の入力として、前記スイッチ手段の出力信号の振幅に応じて前記、前記レベル調整手段から出力される、前記パルス幅変調された信号のパルス幅を補正することを特徴とするＤ級増幅器により達成される。
【０００７】
上記目的はまた、入力信号をパルス幅変調する変調手段と、パルス幅変調された入力信号に従い電源電圧をスイッチングするスイッチ手段と、前記スイッチ手段に供給される前記入力信号のパルス幅を前記スイッチ手段の出力信号の振幅に応じて補正する帰還補正手段と、前記電源電圧からレベル基準信号を生成するレベル基準信号生成手段と、前記電源電圧から変調指数制御信号を生成する変調指数制御信号生成手段と、前記帰還補正手段に供給される前記パルス幅変調された入力信号の振幅を前記レベル基準信号の値に応じて調整するレベル調整手段と、前記変調手段の変調指数を前記変調指数制御信号の値に応じて調整する変調指数調整手段とを備えることを特徴とするＤ級増幅器により達成される。
【０００８】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１のブロック図に本発明の実施の形態１に係るＤ級増幅器の構成を示す。このＤ級増幅器は、パルス変調手段１、レベル調整回路２、補正回路３、電力スイッチ回路４、帰還回路５、低域フィルタ６、スピーカ７、第１の定電圧回路９、第２の定電圧回路１０、レベル基準信号生成手段１１を含む。このＤ級増幅器には、電源端子８を介して外部の電源から電源電圧Ｖｃｃが供給される。
【０００９】
パルス変調手段１はデジタル化された入力音声信号をデルタシグマ変調するデルタシグマ変調器１０１及びデルタシグマ変調された音声信号をＰＷＭ信号に変換するＰＷＭ変換器１０２を含む。レベル基準信号生成手段１１は、低域フィルタ２０１及び減衰器２０２を含む。
【００１０】
パルス変調手段１は音声信号でパルス幅変調された２値パルス信号（ＰＷＭ信号）を生成するものである。電力スイッチ回路４はレベル調整回路２によりレベル（振幅）が調整され、更に補正回路３によりパルス幅が補正された２値パルス信号の論理値に応じて電源（またはグラウンド）と出力との間を接続・切断するスイッチング動作を行うものであり、増幅器出力に接続される負荷（スピーカ７）ヘの電力供給を可能とする。
【００１１】
低域フィルタ６は電力スイッチ回路４の出力から高周波成分を除去することにより音声信号を復調してスピーカ７に与えることで、音声の再生を行うものである。帰還回路５は電力スイッチ回路４の出力を適切なレベルに減衰して補正回路３に与える（帰還させる）ものである。
【００１２】
第１の定電圧回路９は、端子８を介して外部電源から供給される電源電圧を一定の値に安定化させてパルス変調手段１に供給するものである。第２の定電圧回路１０は、端子８を介して外部電源から供給される電源電圧を一定の値に安定化させて補正回路３に供給するものである。
【００１３】
図１では、電力スイッチ回路４は端子８に直接に接続されているが、実際にはインダクタ、コンデンサで構成される低域フィルタを介して接続することが一般的である。但し、これは電源電圧に含まれる高周波ノイズを除去するために設けられるものであり、定電圧回路とは異なり、音声周波数帯域の電圧変動の抑圧効果は十分ではない。これは前述したように、比較的大きな電力を必要とする電力スイッチ回路４に供給する電圧を安定化させるために定電圧回路を使用すると、この部分で大きな電力損失が発生するという不利益が生じ、またこの回路の搭載のためのコストも大きくなるからである。本実施形態では、定電圧回路に代わるものとして帰還補正を行う補正回路３を用いている。
【００１４】
図２のブロック図に補正回路３の内部構成を示す。補正回路３は、第１の減算器２０、第１の積分器２１、利得調整器２２、第２の減算器２３、第２の積分器２４、比較器２５を含む。第１の減算器２０、第１の積分器２１及び利得調整器２２は、その出力を入力に負帰還させる手段（利得調整器２２）を備える積分手段を構成している。該積分手段は、パルス変調手段１からのＰＷＭ信号を積分しその低域成分を強調するとともに利得調整器２２を通した負帰還により低周波利得を適度に抑制して積分出力が回路の動作範囲を越えることを防止する役割を有する。
【００１５】
また、第２の減算器２３及び第２の積分器２４からなる積分手段は、帰還回路５から帰還する信号から利得調整器２２の出力を差し引いて積分を行うものであり、帰還信号、即ち電力スイッチ回路４の出力に含まれる低域成分を強調する役割を有する。比較器２５は、第１の積分器２１及び第２の積分器２４の出力の比較を行い、その差を２値パルス信号（補償ＰＷＭ信号）として電力スイッチ回路４に出力するものである。
【００１６】
図３にこの補正回路３の各部の信号波形を示す。図３において３０は、レベル調整回路２から出力されるＰＷＭ信号波形を示している。ＰＷＭ信号の振幅をＶｓｉｇとし、第１の積分器２１がほぼＶｓｉｇ／２を中心に動作するものとすると、第１の積分器２１の出力波形は３１に示すようなものとなる。また、電力スイッチ回路４の出力信号をＶｓｗとし、帰還回路５の利得を１／Ｋとすれば帰還信号Ｖｆｂの振幅は信号Ｖｓｗの１／Ｋとなる。この振幅がほぼＶｓｉｇに等しく第２の積分器２４がほぼＶｓｉｇ／２を中心に動作するものとすると第２の積分器２４の出力波形は３２に示すようなものとなる。
【００１７】
このとき、比較器２５の出力波形は３３に示すようなものとなる。また、帰還信号Ｖｆｂは、主に電力スイッチ回路４内での遅延により比較器２５の出力３３から時間δだけ遅れ、帰還回路５によりその振幅がほぼ一定量減衰された３４に示すような波形を有するものとなる。
【００１８】
このように、レベル調整回路２が出力するＰＷＭ信号と電力スイッチ回路４から出力され、帰還系を通して入力される帰還信号との比較に基づき、補償ＰＷＭ信号出力が生成され、これが電力スイッチ回路４及び帰還系を経て再び帰還信号になるという一連の帰還動作が行われる。
【００１９】
尚、図３に示した各波形は、ＰＷＭ信号（３０）の振幅と帰還信号（３４）の振幅はほぼ等しく、電力スイツチ回路４では時間遅延δがあるのみで波形歪みの発生が無い場合のものであり、ＰＷＭ信号（３０）と補償ＰＷＭ信号（３３）とは相似の波形となっている。もし、電力スイッチ回路４に供給される電源電圧が規定値より大きくなり、それに従い帰還信号（３４）の振幅がＰＷＭ信号（３０）の振幅より大きくなると、第２の積分器２４の出力のレベルが増大し、図３では波形３２が上方に移動する。この場合、波形３１が波形３２を上回る期間、即ち比較器２５出力が「Ｈ」（高レベル）となる期間が短くなるので、第２の積分器２４の低域成分に対する利得が十分大であれば、比較器２５の出力、即ち補償ＰＷＭ信号のパルス幅は、帰還信号の低域成分がＰＷＭ信号の低域成分にほぼ等しくなるまで減少して行き、電力スイッチ回路４に供給される電源電圧の増大に対する補償が行われることとなる。
【００２０】
逆に電力スイッチ回路４に供給される電源電圧が規定値より小さくなり、帰還信号（３４）の振幅がＰＷＭ信号（３０）の振幅より小さくなると、第２の積分器２４の出力レベルが減少し、図３では波形３２が下方に移動する。この場合、波形３１が波形３２を上回る期間、即ち比較器２５出力が「Ｈ」となる期間が長くなるので、第２の積分器２４の低域成分に対する利得が十分大であれば、比較器２５の出力、即ち補償ＰＷＭ信号のパルス幅は、帰還信号の低域成分がＰＷＭ信号の低域成分にほぼ等しくなるまで増加して行き、電力スイッチ回路４に供給される電源電圧の減少に対する補償が行われることとなる。
【００２１】
このように、補正回路３は基本的には、入力されるＰＷＭ信号に対し、帰還信号との低周波成分の差に応じた補正（パルス幅の補正）を加え、補償ＰＷＭ信号として出力する動作を行う。これにより電力スイッチ回路４に供給される電源電圧が変動しても、変動幅が一定の範囲内であれば歪のない高品位の音声信号を得ることができる。
【００２２】
しかし、電力スイッチ回路４に供給される電源電圧Ｖｐｏｗが上記範囲を超えて大きく変化する場合には、以下に説明するような問題が生じる。
即ち、電力スイッチ回路４の電源電圧が適正値から上昇し、入力ＰＷＭ信号（波形３０）に比べ帰還ＰＷＭ信号（波形３４）の振幅がかなり大きくなった場合には、図４に示すように、入力ＰＷＭ信号（波形３０）により生成される積分出力（波形３１）の勾配に対し帰還ＰＷＭ信号（波形３４）により生成される積分出力（波形３２）の勾配が急となるため、これら二つの波形（波形３１および３２）が入力ＰＷＭ信号周期の途中で交差してしまい、その結果、補正回路３及び電力スイッチ回路４は新たなパルスを出力することとなる。以下、これを波形分割現象という。
【００２３】
この波形分割現象が発生したとしても入力ＰＷＭ信号の低周波成分に対する補正動作は行われているため、歪みなどの音質への影響は小さいが、電力スイッチ回路４のオンオフ動作の頻度が増大するので電力損失が増え、また電力スイッチ回路４から発生する電磁波が増大するという問題が生じることとなる。
【００２４】
本実施形態では、このような波形分割現象の発生を防止するため、レベル調整回路２を備えている。以下レベル調整回路２の動作について説明する。
【００２５】
レベル調整回路２は図５に示す構成とすることができる。同図においてアナログスイッチ３００はパルス変調手段１から与えられる入力ＰＷＭ信号の論理レベルに応じて、入力波高電圧またはグラウンド電位の一方を選択して出力するスイッチング動作を行うものである。レベル調整回路２の出力は、入力ＰＷＭ信号と同じパルス幅を持ち、振幅のみが入力波高電圧に等しい値に調整されたものとなる。
【００２６】
レベル基準信号生成手段１１は、低域フィルタ２０１により電源電圧Ｖｃｃから音声信号帯域を含む比較的高い周波数の変動成分を減衰し、更に減衰器２０２により、これをほぼ１／Ｋに減衰した電圧を波高電圧（レベル基準信号）としてレベル調整回路２に出力する。
【００２７】
この結果、補正回路３に与えられるＰＷＭ信号の振幅（波高値）はほぼ、Ｖｃｃ／Ｋとなる。この値は先に説明した通り、帰還回路５が出力する帰還ＰＷＭ信号の振幅とほぼ等しい値である。
【００２８】
波形分割現象が発生する原因は既に説明した通り、入力ＰＷＭ信号の振幅に比べ帰還信号の振幅が限界を超えて増大することにある。本実施形態では、レベル調整回路２により、補正回路３に入力するＰＷＭ信号の振幅を帰還ＰＷＭ信号の振幅とほぼ等しくなるように調整しているので、波形分割現象の発生が防止される。
【００２９】
尚、入力ＰＷＭ信号の振幅を調整すると、この入力ＰＷＭ信号に含まれる音声信号成分のレベルも変化する。補正回路３は、帰還信号に含まれる音声信号成分を入力ＰＷＭ信号に含まれる音声信号成分に一致させるよう動作することは既に説明した通りである。そのため、本実施形態ではレベル調整回路２の調整動作により電源電圧の変動に応じて音声信号出力のレベルが変化し、帰還による補正の効果が一部失われることとなるが、レベル基準信号生成手段１１の低域フィルタ２０１の遮断周波数を十分低い値に設定することにより電源電圧の比較的早い変動（比較的周波数の高い帯域での変動）が、その出力に現れないようにし、電源電圧の比較的早い変動についてはレベル調整回路２が調整動作を行わないようにすることが可能である。
【００３０】
このようにすれば、可聴周波数帯の比較的速い電源電圧の変動に対しては補正回路３による帰還補正によりパルス幅を補正し歪の発生を十分に抑圧するとともに、比較的緩やかな、即ち比較的低い周波数の大きな変動に対してはパルス幅の補正を停止し、入力ＰＷＭ信号の振幅を調整することにより波形分割現象の発生を抑えて効率・電磁妨害の悪化を未然に防ぐことが可能となる。
【００３１】
なお、上記の実施の形態１では帰還回路５の利得を１／Ｋとし、減衰器２０２の減衰率も同じく１／Ｋとしたが、これは補正回路３の入力信号に対する処理と帰還信号に対する処理がほぼ同じである場合のものであり、一般には必ずしも同じにする必要はない。
【００３２】
実施の形態２．
実施の形態１では、電源電圧の比較的低い周波帯域の変動に対しては補正回路に入力するＰＷＭ信号のレベルをレベル調整回路２により調整し、それにより波形分割現象の発生を防止しているが、その反面、電源電圧の変動に応じて増幅器出力の音声信号レベルが変化するのでスピーカの音量が変化することとなる。以下に説明する本実施の形態２に係るＤ級増幅器は、波形分割現象の発生を防止しつつ、電源電圧の変動に伴う音量変化の発生を回避できる構成を有するものである。
【００３３】
図６のブロック図に実施の形態２に係るＤ級増幅器の構成を示す。このＤ級増幅器は、実施の形態１のＤ級増幅器と同様、パルス変調手段１、レベル調整回路２、補正回路３、電力スイッチ回路４、帰還回路５、低域フィルタ６、スピーカ７、第１の定電圧回路９、第２の定電圧回路１０、レベル基準信号生成手段１１を含み、電源端子８を介して外部の電源から電源電圧Ｖｃｃが供給される。
【００３４】
実施の形態２は、ＡＤ変換手段１２が追加され、更にパルス変調手段１に乗算係数演算手段１０３及び乗算器１０４が設けられた点で実施の形態１と構成が異なる。
【００３５】
本実施形態では、レベル基準信号生成手段１１は変調指数制御信号生成手段を兼ねており、ＡＤ変換手段１２はレベル基準信号生成手段１１の出力をデジタルデータに変換し、変調指数制御信号としてパルス変調手段１の乗算係数演算手段１０３に与える。乗算係数演算手段１０３は、電源電圧が規定値に等しいときの入力を１に正規化し、正規化された入力の逆数を演算し、求めた逆数を乗算係数、即ち変調指数として乗算器１０４に供給する。
【００３６】
乗算器１０４はデジタルデータとして与えられる音声信号に対し、この乗算係数を乗ずる。これによりレベル調整回路２で音声信号に加えられる調整量が相殺され、スピーカの音量変化が回避される。この動作を以下に具体的に説明する。
【００３７】
電源電圧が規定値であるときのレベル基準信号生成手段１１の出力を１に正規化し、正規化出力をＧと表記する場合、電源電圧が規定値であったときのレベル調整回路２の出力に含まれる音声信号成分をｅ１で表せば、レベル調整回路２の出力に含まれる音声信号成分はＧ・ｅ１と表される。また、デルタシグマ変調器１０１に入力する音声信号データをｅ０で表せば、ｅ１＝Ｍ・ｅ０となる。但し、Ｍはデルタシグマ変調器１０１及びＰＷＭ変換器１０２での変換利得である。
【００３８】
ここで、電源電圧が規定値であるときのＡＤ変換器１２の出力を１に正規化すると、その正規化出力はほぼ上記Ｇに等しくなる。乗算係数演算手段１０３は、この正規化出力の逆数を算出するものであり、この乗算係数演算手段１０３の出力はほぼ１／Ｇとなる。ここで、乗算器１０４に入力される音声信号ｅ００で表すと、ｅ０＝ｅ００／Ｇとなる。従ってレベル調整回路２の出力に含まれる音声信号成分＝Ｇ・Ｍ・ｅ０＝Ｍ・ｅ００となり、Ｇを含まないので、電源電圧の変動によりＧの値が変動しても補正回路３に入力される音声信号成分はその影響を受けることはなく、音量の変化が生じないことが分かる。
【００３９】
実施の形態３．
上記の実施の形態２では、パルス変調手段１において入力音声信号を補償することにより、波形分割現象の発生を防止しつつ、電源電圧の変動に伴う音量変化の発生を回避している。しかし、入力音声信号を補償するためにＡＤ変換手段１２、乗算係数演算手段１０３、乗算器１０４等の構成要素を追加しているのでコスト上昇などの不利益が避けられない。
【００４０】
実施の形態３は、ＰＷＭ信号の波形分割現象は、実際には電源電圧がある限界を越えて高くなる場合に発生することに鑑み、この限界まではレベル調整回路２が出力するＰＷＭ信号の振幅を一定とし、この限界を越える場合にのみＰＷＭ信号の振幅を増大させて波形分割現象の発生を防止する構成とし、実施の形態２に比べ構成を簡素化している。
【００４１】
実施の形態３は、実施の形態１と同様の構成を有するが、レベル基準信号生成手段１１の内部構成を図１に示したものから図７に示すものに変えた点で実施の形態１と構成が相違する。
【００４２】
図７において、電源電圧は低域フィルタ２０１及び減衰器２０２を通して比較器２０３の一方の入力とスイッチ手段２０４の一方の入力端子とに与えられる。比較器２０３の他方の入力には固定電圧源２０５からの固定電圧Ｖ０が与えられる。固定電圧Ｖ０はスイッチ手段２０４の他方の入力端子にも与えられる。比較器２０３の出力はスイッチ手段２０４の制御入力端子に与えられており、スイッチ手段２０４は、減衰器２０２の出力電圧が固定電圧Ｖ０より高い場合には減衰器２０２の出力電圧を選択し、減衰器２０２の出力電圧が固定電圧Ｖ０以下である場合には固定電圧Ｖ０を選択するように構成されている。
【００４３】
従って、本実施形態ではレベル基準信号生成手段１１が出力するレベル基準信号の値は、電源電圧Ｖｃｃの変化に伴い図８の実線４１に沿って変化することとなる。尚、図中のＶｃｃ１は、減衰器２０２の出力電圧が固定電圧Ｖ０と等しくなる点の電源電圧である。本実施形態ではレベル調整回路２は、電源電圧がＶｃｃ１以下の領域では出力するＰＷＭ信号の振幅をＶ０に固定し、電源電圧がＶｃｃ１を越える領域では出力するＰＷＭ信号の振幅を電源電圧の上昇に応じて増大させるレベル調整動作を行うこととなる。
【００４４】
以上の動作により、波形分割現象の発生する恐れのない領域ではレベル調整回路２が出力するＰＷＭ信号の振幅を一定とすることにより電源電圧が変動しても増幅器出力の音声信号レベルが変わらないようにし、一方、波形分割現象の発生する可能性のある領域ではレベル調整回路２が出力するＰＷＭ信号の振幅を電源電圧の上昇に応じて増大させることにより波形分割現象の発生を防止する機能が実現されることとなる。
【００４５】
図８の点線４０は、全領域に渡って減衰器２０２が実施の形態１と同様にほぼ１／Ｋの減衰を与える場合の特性を示している。また図８の一点鎖線４２は減衰器２０２における減衰量を１／Ｋより大きくし、且つ固定電圧Ｖ０を大きくしてレベル基準信号生成手段１１の出力が増加し始める点をＶｃｃ１からＶｃｃ２に変更することにより増幅器出力の音声信号レベルを一定に制御する領域を広げた場合の特性を示している。
【００４６】
尚、実施の形態３に、実施の形態２で説明したＡＤ変換手段１２乗算係数計算手段１０３、乗算器１０４を追加することにより、電源電圧の変化に伴いＰＷＭ信号振幅を増大させる領域に対して音量変化防止のための補償を行うことも可能である。
【００４７】
以上説明した各実施形態では、出力段の構成をシングルエンドとしたが、本発明は互いに１８０度位相の異なる音声信号を出力する２つの出力段を備える、いわゆるＢＴＬ構成にも適用可能である。すなわちＢＴＬ構成の各出力段に対し本発明を適用することにより、以上説明した歪み改善効果を同様に得ることができる。
【００４８】
【発明の効果】
本発明によれば、電力スイッチ手段に供給される電源電圧の変動に起因する出力信号の歪みが従来に比べ大幅に低減され、且つ、電源電圧が比較的広い範囲で変化しても支障なく使用できる高効率のＤ級増幅器が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１に係るＤ級増幅器の構成を示すブロック図である。
【図２】実施の形態１のＤ級増幅器のパルス幅補正回路の内部構成を示す図である。
【図３】実施の形態１のＤ級増幅器のパルス幅補正回路の各部の信号波形図である。
【図４】実施の形態１のＤ級増幅器のパルス幅補正回路の各部の信号波形図である。
【図５】実施の形態１のＤ級増幅器のレベル調整回路の内部構成を示す図である。
【図６】この発明の実施の形態２に係るＤ級増幅器の構成を示すブロック図である。
【図７】この発明の実施の形態３に係るＤ級増幅器のレベル基準信号生成手段の内部構成を示す図である。
【図８】実施の形態３のＤ級増幅器のレベル基準信号生成手段の入力‐出力特性を示す図である。
【符号の説明】
１パルス変調手段、２レベル調整回路、３補正回路、４電力スイッチ回路、５帰還回路、６低域フィルタ、７スピーカ、８電源端子、９第１の定電圧回路、１０第２の定電圧回路、１１レベル基準信号生成手段、１２ＡＤ変換手段、２０第１の減算器、２１第１の積分器、２２利得調整器、２３第２の減算器、２４第２の積分器、２５比較器、１０１デルタシグマ変調器、１０２ＰＷＭ変換器、１０３乗算係数演算手段、１０４乗算器、２０１低域フィルタ、
２０２減衰器、２０３比較器、２０４スイッチ手段。

Claims

入力音声信号をパルス幅変調する変調手段と、
電源電圧を減衰させた電圧をレベル基準信号として出力するレベル基準信号生成手段と、
前記変調手段から出力される、パルス幅変調された信号の振幅を前記レベル基準信号の値に等しい値に調整するレベル調整手段と、
前記レベル調整手段から出力される、パルス幅変調された信号のパルス幅を補正する帰還補正手段と、
前記帰還補正手段から出力される、パルス幅変調された信号に従い電源電圧をスイッチングするスイッチ手段と、
前記スイッチ手段の出力信号の振幅を前記帰還補正手段に帰還して前記帰還補正手段の他方の入力とする手段とを備え、
前記帰還補正手段は、前記レベル調整手段から出力される、前記パルス幅変調された信号を一方の入力とし、前記帰還手段により帰還された、前記スイッチ手段の出力信号を他方の入力として、前記スイッチ手段の出力信号の振幅に応じて前記、前記レベル調整手段から出力される、前記パルス幅変調された信号のパルス幅を補正する
ことを特徴とするＤ級増幅器。
入力信号をパルス幅変調する変調手段と、
パルス幅変調された入力信号に従い電源電圧をスイッチングするスイッチ手段と、
前記スイッチ手段に供給される前記入力信号のパルス幅を前記スイッチ手段の出力信号の振幅に応じて補正する帰還補正手段と、
前記電源電圧からレベル基準信号を生成するレベル基準信号生成手段と、
前記電源電圧から変調指数制御信号を生成する変調指数制御信号生成手段と、
前記帰還補正手段に供給される前記パルス幅変調された入力信号の振幅を前記レベル基準信号の値に応じて調整するレベル調整手段と、
前記変調手段の変調指数を前記変調指数制御信号の値に応じて調整する変調指数調整手段と
を備えることを特徴とするＤ級増幅器。
前記レベル基準信号生成手段は前記電源電圧の高域成分を除去する低域フィルタと、該低域フィルタの出力を減衰させる減衰器とを含んで構成されることを特徴とする請求項１に記載のＤ級増幅器。
前記レベル基準信号生成手段は前記電源電圧の高域成分を除去する低域フィルタと、該低域フィルタの出力を減衰させる減衰器とを含んで構成されることを特徴とする請求項２に記載のＤ級増幅器。
前記レベル基準信号生成手段が前記変調指数制御信号生成手段を兼ねることを特徴とする請求項２または４のいずれかに記載のＤ級増幅器。
前記変調指数調整手段は、前記変調指数制御信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換手段と、該Ａ／Ｄ変換手段から出力されるデジタル信号の値に応じた値の乗算係数を生成する乗算係数生成手段と、前記変調手段に入力する信号に前記乗算係数を乗ずる乗算手段とを含んで構成されることを特徴とする請求項２、４、５のいずれか一項に記載のＤ級増幅器。
前記レベル基準信号生成手段は、前記電源電圧が所定の値より小さい領域では固定の値の電圧を前記レベル基準信号として出力し、前記電源電圧が前記所定の値以上の領域では前記電源電圧の増加に伴って値が前記固定の値から増加する電圧を前記レベル基準信号として出力することを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載のＤ級増幅器。
前記帰還手段は、前記スイッチ手段の出力信号のレベルを減衰して帰還するものであることを特徴とする請求項１に記載のＤ級増幅器。
前記帰還補正手段は、
前記レベル調整手段から出力される、パルス幅変調された信号の低域成分と、前記帰還手段により帰還された前記スイッチ手段の出力信号の低域成分とが互いに一致するように、補正を行う
ことを特徴とする請求項１に記載のＤ級増幅器。