JP4137732B2 - Digital amplifier driving method and audio signal reproducing apparatus - Google Patents

Digital amplifier driving method and audio signal reproducing apparatus Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、PWM(pulse Width Modulation)信号を用いて、音声信号などのディジタル信号のスイッチング増幅を行うディジタルアンプ(D級増幅器)の駆動方法、及びこのような駆動方法が用いられる音声信号再生装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
音声圧縮技術の進展に伴って、例えばMD(ミニディスク:商標)等の情報記録媒体に、ディジタル情報の音声情報(音声データ)を高密度で大量に記録することが可能となっている。音声圧縮技術については、例えば特許文献1に記載されている。
【0003】
このような情報記録媒体に記録されている音声情報を読み出す音声信号再生装置においては、音声情報を信号化した音声信号をスイッチング増幅するディジタルアンプが急速に使用されるようになってきている。これは、音声信号の再現が可能な高速なスイッチング素子が比較的容易に入手できるようになったと共に、元来の電力効率の高さから省電力化が図れるからである。音声信号再生装置の中でも、ポータブルタイプは、省電力化が必須である。
【0004】
このような音声信号再生装置では、MDに圧縮して記録されている音声情報を光ピックアップで読出し、システムLSI等からなる信号処理回路部において、圧縮されている音声信号を伸長(復調)してマルチビットのディジタル信号の音声信号とし、これをさらにΔΣ変調回路を用いて1ビットのディジタル信号の音声信号に変換する。こうして得られた1ビットのディジタル信号がディジタルアンプで振幅増幅された後、ローパスフィルタでアナログ信号の音声信号に復元され、ヘッドホン等によって電気機械変換されて音響化される(例えば、特許文献2参照)。
【0005】
また、1ビットのディジタル信号に変換された音声信号をさらにPWM変調回路にてPWM信号に変調することも行われている。PWM信号に変調してからディジタルアンプに入力することで、ディジタルアンプのスイッチング周波数を低減でき、より一層の省電力化が図れる(例えば、特許文献3参照)。
【0006】
【特許文献1】
特開平5−335967号公報(平成5年12月17日公開)
【0007】
【特許文献2】
特開2002−158549号公報(平成14年5月31日公開)
【0008】
【特許文献3】
特開2003−110376号公報(平成15年4月11日公開)
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、さらなる省電力化が進むなか、上記した従来のPWM信号に変調してからディジタルアンプに入力させる音声信号再生装置においても充分とは言えず、より一層の省電力化を可能とする構成の提案が待たれている。
【0010】
本発明は、このような要望に応えるためになされたもので、PWM信号をディジタルアンプに入力するタイプの低消費電力の音声信号再生装置において、さらなる省電力化を可能とするディジタルアンプの駆動方法、及びそれを用いたより低消費電力の音声信号再生装置を提供することを目的としている。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本願発明者は、上記目的を達成すべく鋭意検討を行った結果、従来のPWM信号に変調するPWM変調回路を備える音声信号再生装置では、PWM変調回路におけるサンプリング周波数は固定で、複数あるうちの何れの圧縮形態においても同じサンプリング周波数で変調している点に着目した。
【0012】
つまり、固定のサンプリング周波数は、低圧縮率で記録されている音質重視の音声データを良好に音響化できる値に設定されるため、高圧縮率で記録されて音質を重視しない音声データに関しては、無駄に高いサンプリング周波数で変調していることとなる。ディジタルアンプのFETのゲート容量で消費する電力は、PWM信号のサンプリング周波数に比例する(ゲート電力=PWMサンプリング周波数×定数(ゲート容量×ゲート電圧))ため、サンプリング周波数を低減することで、ディジタルアンプ自身で消費される電力を削減することができる。本願発明者は、ここにさらなる省電力化の余地を見出し、本願発明を行うに至った。
【0013】
本願発明のディジタルアンプの駆動方法は、上記目的を達成するために、入力される圧縮された音声信号を伸長し、伸長した音声信号をPWM信号に変調してディジタルアンプを駆動するディジタルアンプの駆動方法において、音声信号の圧縮形態に対応してPWM信号に変調する際のサンプリング周波数を変化させることを特徴としている。
【0014】
これにより、高圧縮率のMDのLP4モード(1/20圧縮)や、モノラルモードなどの、ユーザが音質を重視していないと思われる圧縮形態で記録されている音声信号(曲やトラック)に対応しては、PWM変調時のサンプリング周波数をそれなりの音質が得られる程度の低周波数に落とすことで、ディジタルアンプのスイッチング周波数を低減し、ディジタルアンプでの消費電力を削減することができ、ひいては、ディジタルアンプを備えた装置における省電力化を実現することができる。
【0015】
また、低圧縮率であるのMDのSPモード(1/5圧縮)等、ユーザが音質を重視していると思われる圧縮形態で記録されている音声信号(曲やトラック)に対応しては、PWM変調時のサンプリング周波数を高くすることで、従来と同等の音質を確保することができる。
【0016】
また、高圧縮率の音声信号は、周波数を低くして省電力を図ることができるので、圧縮率の高い音声信号が記録されている物(MD等)等の再生を扱う音声信号再生装置において特に効果的である。
【0017】
本発明の音声信号再生装置は、上記目的を達成するために、圧縮形態の異なる複数の音声信号をそれぞれの圧縮形態に対応して伸長手段が伸長し、伸長された音声信号をPWM変調手段がPWM変調してディジタルアンプを駆動する音声信号再生装置において、音声信号の圧縮形態を判別する圧縮判別手段と、上記圧縮判別手段の判別結果に応じて、上記PWM変調手段のサンプリング周波数を変化させる周波数可変手段とを有することを特徴としている。
【0018】
これによれば、圧縮判別手段が、音声信号の圧縮形態を判別し、周波数可変手段が、圧縮判別手段による判別結果に応じて、PWM変調手段のサンプリング周波数を変化させる。これにより、サンプリング周波数を、圧縮形態に示される音声信号の内容(音質重視や記録量重視等)に見合ったものとできる。
【0019】
例えば、高圧縮率であるのMDのLP4モード(1/20圧縮)や、モノラルモードなど、ユーザが音質を重視していないと思われる圧縮形態で記録されている音声信号(圧縮率の高い曲やトラック)に対応しては、PWM変調時のサンプリング周波数をそれなりの音質が得られる程度の低周波数に落とすことで、ディジタルアンプのスイッチング周波数を落として消費電力を削減して、音声信号再生装置のさらなる省電力化を実現することができる。
【0020】
また、低圧縮率であるMDのSPモード(1/5圧縮)等、ユーザが音質を重視していると思われる圧縮形態の音声信号(圧縮率の低い曲やトラック)に対応しては、PWM変調時のサンプリング周波数を高くして、従来と同等の音質を確保することができる。
【0021】
また、たとえ情報記録媒体が同じであっても、曲(トラック)毎に圧縮形態が異なれば、曲ごとにサンプリング周波数がその圧縮形態に見合ったサンプリング周波数に切り換えられるので、ユーザに違和感を抱かせること無く、省電力化を図ることができる。
【0022】
なお、圧縮形態に対するサンプリング周波数は、予め設定(デフォルト設定)されていても、ユーザが設定(ユーザ設定)しても、デフォルト設定とユーザ設定とを使いわけてもよい。
【0023】
また、これによれば、高圧縮率の音声信号は、周波数を低くして省電力を計ることができるので、圧縮率の高い音声信号が記録されている物(MD等)等の再生を扱う音声信号再生装置において特に効果的である。
【0024】
本発明の音声信号再生装置は、上記構成に加えて、上記周波数可変手段が、予め設定されている圧縮形態対周波数テーブルを用いてサンプリング周波数を設定することを特徴とすることもできる。
【0025】
これによれば、音質重視のものは良好な音質を確保することができるような、また、音質を問わないものには、問題ない程度にサンプリング周波数を落として効果的な省電力化が図れるような圧縮形態とサンプリング周波数との関係が設定された圧縮形態対周波数テーブルが予め設けられており、周波数可変手段がこのテーブルを用いてサンプリング周波数を可変させるので、ユーザが設定等の手間に不満を感じることもなく、全てのユーザに一様に、サンプリング周波数を変化させることによる上記した効果を与えることができる。
【0026】
本発明の音声信号再生装置は、上記構成に加えて、ユーザによる各圧縮形態に対するサンプリング周波数の設定を可能とする周波数設定手段を有し、上記周波数可変手段は、ユーザの設定に基づく圧縮形態対周波数テーブルを用いてサンプリング周波数を設定することを特徴とすることもできる。
【0027】
これによれば、ユーザ自身で周波数設定手段を用いて各圧縮形態に対するサンプリング周波数を設定することが可能となり、周波数可変手段は、ユーザの設定に基づく圧縮形態対周波数テーブルを用いてサンプリング周波数を設定する。したがって、各種設定に慣れたユーザであれば、例えばSPモード以外のモードは全て低周波数として省電力化を図るというような、各ユーザの仕様にあった自由度の高い使い方で、上記したサンプリング周波数を変化させることによる効果を得ることができる。
【0028】
本発明の音声信号再生装置は、上記構成に加えて、省電力モードが設けられ、上記周波数可変手段は、通常モードでは、通常モード用の圧縮形態対周波数テーブルを用いてサンプリング周波数を設定し、省電力モードでは、省電力モード用の圧縮形態対周波数テーブルを用いてサンプリング周波数を設定することを特徴とすることもできる。
【0029】
圧縮形態対周波数テーブルを、通常モード用と省電力モード用と設けておくことで、サンプリング周波数を変化させることによる省電力効果を、通常モードではあくまで音質重視で、省電力モードでは省電力化重視でというように、メリハリを付けて得ることができ、圧縮形態対周波数テーブルのユーザ設定等と組み合わせることで、より一層自由度が増し、さらなる省電力化が可能となる。
【0030】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の一形態について図1ないし図3に基づいて説明すれば、以下の通りである。
【0031】
本実施の形態の再生装置は、例えばMD(ミニディスク:商標)等の光磁気ディスク(音声信号源)に記録されているディジタル信号の音声信号を再生する光磁気ディスク再生装置(音声信号再生装置)である。この光磁気ディスク再生装置は、図1に示すように、光ピックアップ2と、RFアンプ3と、デコーダ回路/信号処理回路/メモリーコントローラ/音声信号処理回路(以下、信号処理回路部と称する)8と、メモリ4と、D級アンプ部24と、ローパスフィルタ9と、スライドモータ6と、スピンドルモータ5と、ドライバ回路10と、サーボ制御回路7と、制御マイコン13と、電源回路11と、入力装置14と、表示装置12とを備えている。
【0032】
再生動作について説明すれば、光ピックアップ2は、再生可能な記録媒体としての光磁気ディスク(以下、ディスク)1にレーザ光を照射し、ディスク1からの反射光を取り込む再生ヘッドである。光ピックアップ2は、ディスク1に記録されているディジタル情報の音声情報(音声データ)を、アナログ信号のRF信号として読み取る。
【0033】
上記のディスク1は、主たる情報である音声情報を記録する記録領域と、装置の使用者が任意に各種情報を書き込み可能な書き込み領域(以下、TOC領域)とを有している。なお、該TOC領域への各種情報の書き込みは、上記光ピックアップ2及び図示しない磁気ヘッド等を用いて行われる。
【0034】
RFアンプ3は、光ピックアップ2により読み取られたRF信号の音声信号を増幅して信号処理回路部8に送出する。また、RFアンプ3は、RF信号からフォーカスエラー信号およびトラッキングエラー信号等のサーボ制御信号を生成して、サーボ制御回路7に送出する。
【0035】
信号処理回路部8は、メモリーコントローラ21、信号処理回路20、デコーダ回路22、音声信号処理回路23より構成されている。これら信号処理回路部8を構成する各回路20〜23は、サブコードの処理等を行うために制御マイコン13と通信可能に設けられている。
【0036】
このうち、信号処理回路20は、RFアンプ3より送出されたRF信号を復調してディジタル信号の音声信号に変換し、その音声信号に誤り訂正等の所定の処理を施す。また、詳細については後述するが、実施の形態では、この信号処理回路20が、復調するRF信号である音声信号の圧縮モード(圧縮形態)を判別し、判別結果を制御マイコン13へと送信する。
【0037】
メモリーコントローラ21は、制御マイコン13の指示に従って、メモリ4へのディジタル信号の音声信号の書き込み動作および読み出し動作を制御するもので、誤り訂正等の所定の処理が施された音声信号をメモリ4に転送すると共に、メモリ4から出力された音声信号をデコーダ回路22へと出力する。デコーダ回路22では、圧縮されたディジタル信号の音声信号をデータ伸長(復調)してマルチビットのディジタル信号とし、音声信号処理回路23へと出力する。
【0038】
音声信号処理回路23は、ΔΣ変調回路及びPWM変調回路23a等を備えており、データ伸長されたマルチビットのディジタル信号である音声信号をΔΣ変調回路にてΔΣ変調して1ビットのディジタル信号とし、これをさらにPWM変調回路23aにてPWM変調して、PWM信号からなる音声信号とするなどの信号処理を行う。なお、ΔΣ変調することなくマルチビットのディジタル信号を直接PWM変調する構成であってもよい。ΔΣ変調により直接PWM信号に変換することも可能である。そして、詳細については後述するが、PWM変調回路23aは、制御マイコン13から指示されるサンプリング周波数にてPWM変調する。
【0039】
メモリ(記憶手段)4は、ディジタル信号の音声信号を一時的に記憶するようになっており、例えば16MビットDRAM(Dynamic Random Access Memory)等の半導体メモリが適当である。このメモリ4は、上述したように、信号処理回路部8におけるメモリーコントローラ21にて制御され、振動等の外乱による再生の中断を防止するために、音声信号を保護すること目的として設けられている。
【0040】
D級アンプ部24は、信号処理回路部8より出力されるPWM信号の音声信号をスイッチング増幅するディジタルアンプであり、該D級アンプ部24を中心に構成されるスイッチング増幅器の詳細については図2を用いて説明する。D級アンプ部24で増幅された音声信号が、ローパスフィルタ(図中、LPF)9でアナログ信号の音声信号に復元され、ヘッドホン25等によって電気機械変換されて音響化される。なお、図1ではローパスフィルタ9を一系統としているが、実際にはローパスフィルタ9は、9a・9bの2系統よりなる。
【0041】
スライドモータ6は、光ピックアップ2をディスク1の記録トラック(図示せず)に直交する方向へ移動させるためのモータである。スピンドルモータ5は、ディスク1を回転させるためのモータである。ドライバ回路10は、スライドモータ6と、スピンドルモータ5と、光ピックアップ2の対物レンズ(図示せず)を駆動する図示しない駆動装置とを動作させるために、これらに電力を供給するようになっている。
【0042】
サーボ制御回路7は、光ピックアップ2から出射される光をディスク1の目標の記録トラックに追従させる等の動作が正確に行われるように、ドライバ回路10により駆動される上記の各装置をフィードバック制御する回路である。このサーボ制御回路7は、制御マイコン13の指示に従って、RFアンプ3から出力されたサーボ信号に基づいてフォーカス、トラッキング、シークおよびスピン等の制御量を決定し、その制御量を制御信号としてドライバ回路10に送出するようになっている。そして、上記光ピックアップ2、RFアンプ3、及びこのサーボ制御回路7等にて再生手段が構成されている。
【0043】
入力装置14は、図示しないスイッチおよびキー等で構成されており、例えば、スイッチをONして入力可能とした後、キーボード等による手動入力操作によって、ディスク1に記録されている複数の音声信号(ディジタル信号)の再生順序等を処理する動作を制御マイコン13に入力するようになっている。
【0044】
制御マイコン(制御手段)13は、信号処理回路部8、サーボ制御回路7、電源回路11、表示装置12等を集中管理するマイクロコンピュータである。制御マイコン13は、入力装置14から入力されるこれら処理動作に基づいてディスク1の再生が行われるように上記の各装置・回路を制御すると共に、表示装置12にいろいろな現在の状態を表示するための表示データ作成と、その作成されたデータを送信している。また、制御マイコン13は、メモリ4の音声信号量が、予め設定された上限値以上となったか否か、あるいは、予め設定された下限値以下となったか否かを判断するようになっている。
【0045】
そして、詳細については後述するが、この制御マイコン13における周波数可変部13aは、信号処理回路部8における信号処理回路20の圧縮判別部20aで判別された圧縮モードに基づき、音声信号処理回路8dにおけるPWM変調のサンプリング周波数を可変するようになっている。
【0046】
電源回路11は、光ピックアップ2、RFアンプ3、信号処理回路部8、D級アンプ部24、ドライバ回路10、制御マイコン13、サーボ制御回路7および表示装置12等に電力を供給するようになっている。
【0047】
表示装置12は、例えばディスク再生装置本体にあっても、外部のリモートコントロール装置などにあってもさらに、片方だけでなく両方にあっても良く、また表示装置12自体は、LCDで文字や絵等の表示、LED等での色の表現で動作状態を表示しても良い。
【0048】
上記の構成において、再生時には、ディスク1から光ピックアップ2により音声情報等がRF信号として読み出される。このRF信号は、RFアンプ3で増幅されて信号処理回路部8における信号処理回路20で復調や所定の信号処理が施されてディジタル信号の音声信号として復元される。このとき、ディジタル信号の音声信号は、時間軸圧縮された状態にあるデータである。
【0049】
また、RFアンプ3で増幅されたRF信号は、フィードバック制御に用いるサーボ制御信号としてサーボ制御回路7にも送出される。サーボ制御回路7は、サーボ制御信号に基づいて制御マイコン13の指示により制御量を決定し、ドライバ回路10に対し制御信号を出力する。ドライバ回路10では、その制御信号の大きさに応じてスライドモータ6と、スピンドルモータ5と、光ピックアップ2の対物レンズの駆動装置とをそれぞれ動作させる。これにより、光ピックアップ2が目標の記録トラックにまで送られ、ディスク1の回転数が所定の値に制御されると共に、図示しない対物レンズの位置が記録トラックを正確に追従するように駆動される。
【0050】
信号処理回路20で信号処理されたディジタル信号の音声信号は、メモリ4に書き込まれて一時的に記憶され、書き込まれた順に信号処理回路部8のメモリーコントローラ21へ読み出される。読み出されたディジタル信号の音声信号は、信号処理回路部8におけるデコーダ回路22で伸長されてマルチビットのディジタル信号となり、音声信号処理回路23にて、ΔΣ変調、PWM変調が施されてPWM信号の音声信号となる。PWM信号の音声信号は、D級アンプ部24にてスイッチング増幅され、ローパスフィルタでアナログの音声信号に復元され、ヘッドホン25等によって電気機械変換されて音響化される。
【0051】
図2に、D級アンプ部24を構成する典型的なディジタルアンプよりなるスイッチング増幅器の電気的構成例を示す。信号処理回路23は、図示しないΔΣ変調回路、PWM変調回路を備えており、ΔΣ変調回路にて、アナログ入力、マルチビットデジタル入力または1ビット信号から、先ず1系列の2値信号を作成し、さらに発生した2値信号を基に2系列の1ビット信号(正相信号と逆相信号)を生成し、これをさらにPWM変調回路23aにてPWM変調して、それぞれを出力端子p11・p12から出力する。
【0052】
電源端子e1に接続される高電圧V1の電源ラインとGNDラインとの間には、Nチャネルの出力トランジスタq1・q2から成る直列回路と、Nチャネルの出力トランジスタq3・q4から成る直列回路とから成るHブリッジ回路が接続される。音声信号処理回路23の正相出力端子p11から出力される正相のPWM信号は、バッファb11を介して上記出力トランジスタq1のゲートに与えられるとともに、バッファb12を介して上記出力トランジスタq4のゲートに与えられる。これに対して、音声信号処理回路23の逆相出力端子p12から出力される逆相のPWM信号は、バッファb21を介して上記出力トランジスタq3のゲートに与えられるとともに、バッファb22を介して上記出力トランジスタq2のゲートに与えられる。こうして、出力トランジスタq1・q4と出力トランジスタq3・q2とが相反動作でスイッチングを行うことになる。
【0053】
上記出力トランジスタq1・q2の接続点は逆相の出力端となり、コイルl2およびコンデンサc2から成るローパスフィルタ9bを介して逆相の出力端子p22に接続され、上記出力トランジスタq3・q4の接続点は正相の出力端となり、コイルl1およびコンデンサc1から成るローパスフィルタ9aを介して正相の出力端子p21に接続される。上記出力端子p21・p22間には、スピーカなどの負荷26が接続される。
【0054】
次に、上記音声信号処理回路23におけるPWM変調回路23aでのサンプリング周波数の切り換えについて説明する。
【0055】
ディスク1がMDである場合、音声信号の圧縮モードには、モノラルモード、元データに対する圧縮率が1/5のSPモード、該圧縮率1/10のLPモード、該圧縮率1/20のLP4モードの4つがある。音声信号の圧縮モードは、ディスク1の上記したTOC領域のトラックモード部に曲ごとに記録されている。TOC領域には、該当する曲の記録されている記録領域のアドレス情報等が記録されている。光ピックアップ2は、記録領域にある指定された曲の音声情報をRF信号として読み出す際、このようなTOC領域に記録されている情報も併せて読み出し、信号処理回路部8の信号処理回路20へと転送する。
【0056】
信号処理回路部8における信号処理回路20は、RFアンプ3から入力されるRF信号をディジタル信号に復調するものであるが、圧縮判別部20aとしての機能を有しており、RF信号の音声信号の圧縮モード(圧縮形態)を判別し、判別結果を制御マイコン13へと送信する。
【0057】
制御マイコン13は、周波数可変部13aとしての機能を有しており、信号処理回路20の圧縮判別部20aで判別された圧縮モードに基づき、音声信号処理回路23におけるPWM変調回路23aのサンプリング周波数を決定し、音声信号処理回路23へ指示する。
【0058】
ここで、制御マイコ13は、図3に示す圧縮モード対周波数テーブル(圧縮形態対周波数テーブル)を用いて圧縮モードに対するPWM変調のサンプリング周波数を設定する。圧縮モード対周波数テーブルでは、圧縮モードに対するサンプリング周波数が1対1で定められている。
【0059】
図3は、その一例を示すものである。ここでは、音質を重視する場合に選択される低圧縮率のSPモードのサンプリング周波数1000KHzを最も高い周波数とし、LP2モードでは、これより10%低い900KHzとしている。また、音質重視ではない最も高圧縮率のLP4モードでは、20%低い800KHzおしている。また、モノラルモードは、圧縮率は1/5であるものの、曲がモノラルモードで記録されることは有りえないと考えるので、この場合のサンプリング周波数は700kHzとして、30%も下げている。
【0060】
このように、サンプリング周波数を音声信号(曲・トラック)の圧縮モードに応じて、圧縮モードが示す音声信号の内容(音質重視や記録量重視等)に見合ったものとすることで、音質に対しては従来と同等の満足感を得ながら、より一層の省電力化が図れる。
【0061】
図4のフローチャートに、音声信号処理回路23が、制御マイコン13によりPWM変調回路23aのサンプリング周波数を可変する手順を示す。
【0062】
まず、音声情報の再生が指示されると、PWM変調回路23aのサンプリング周波数が、最初の曲の音声信号の圧縮モードに対応したサンプリング周波数に変更される(S1)。詳細には、信号処理回路20の圧縮判別部20aが圧縮モードを判定し、これを基に制御マイコン13の周波数可変部13aが圧縮モードに対応したPWM変調回路23aのサンプリング周波数を選択し、これに基づいて音声信号処理回路23がPWM変調回路23aのサンプリング周波数を変更する。
【0063】
曲の変化を検出しながら(S2)、変更されたサンプリング周波数によるPWM変調にて音声信号を処理して曲を再生していく。そして、S2で曲が変化したことを検出すると、続いて、圧縮モードが変化したか否かを判定し(S3)、ここで圧縮モードが変化していなければ、S2に戻り、曲の変化を検出しながら曲を再生していく。一方、圧縮モードが変化している場合は、当該曲の音声信号の圧縮モードに対応したサンプリング周波数に変更する。なお、変更の詳細は、S1と同様である。
【0064】
なお、本実施の形態では、制御マイコン13は、図4に示す予め設定された圧縮モード対周波数テーブルに基づいて圧縮モードに対するPWM変調回路のサンプリング周波数を設定するようになっていたが、省電力モードが設けられているのであれば、ユーザが省電力モードを入力装置14等を用いて選択した場合のみ、この予め定められているテーブルに基づいてサンプリング周波数を可変させるようにしてもよい。
【0065】
または、ユーザ自身が図1の入力装置(周波数設定手段)14等を用いて、圧縮モードに対するサンプリング周波数を設定し、ユーザ設定による圧縮モード対周波数テーブルを用いて、サンプリング周波数を可変させてもよい。このようなユーザ設定は、圧縮モード対周波数を表で示したような形で、その周波数を圧縮モードで選択できるようにし、これをセットのメニュー等により適宜選択設定可能とすれば、ユーザが好む通りに設定できる。
【0066】
また、通常モード用と省電力モード用とで、別々の圧縮モード対周波数テーブルを持たせておき、通常モード用のテーブルを用いてサンプリング周波数を設定し、省電力モードでは、省電力モード用のテーブルを用いてサンプリング周波数を設定するようにしてもよい。
【0067】
圧縮モード対周波数テーブルを、通常モード用と省電力モード用と設けておくことで、サンプリング周波数を変化させることによる省電力効果を、通常モードではあくまで音質重視で、省電力モードでは省電力化重視でというように、メリハリを付けて得ることができる。
【0068】
具体的には、例えば、通常モードでは、モノラルモードと高圧縮率のLP4モードとを低サンプリング周波数とした圧縮モード対周波数テーブルをあらかじめ用意し、省電力モードでは、圧縮率の低いSPモード以外のLP2モード、LP4モード、及びモノラルモードを低サンプリング周波数とした圧縮モード対周波数テーブルをあらかじめ用意することにより、通常モードでは高音質で聞くことができ、省電力モードでは、通常モードより更に省電力化を計ることが可能となる。
【0069】
さらにこの場合、通常モード及び省電力モードにおける各圧縮モード対周波数テーブルを、ユーザ自身が設定する構成と組み合わせることで、より一層自由度が増し、さらなる省電力化が可能となる。
【0070】
また、上記実施の形態では、例えばMD等の光磁気ディスクに記録されているディジタル信号の音声信号を再生する光磁気ディスク再生装置を例示した。しかしながら、本発明は、例えば、光ピックアップ駆動手段を用いない、WMAやMP3プレーヤー等の半導体再生装置においても、PWM信号に変調するPWM変調回路を備え、PWM信号に変調後にD級アンプ部(ディジタルアンプ)に入力させるものであれば、上記と同様に、圧縮モードの異なる曲を再生するにおいて、圧縮モードに応じてPWM変調回路のサンプリング周波数を変化させることで、上述したと同様の効果を得ることができる。図1の装置において光ピックアップ駆動手段は、光ピックアップ2、RFアンプ3、スピンドルモータ5、スライドモータ6、サーボ制御回路7、ドライバ回路10にて構成されている。
【0071】
なお、本発明は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的手段に含まれる。
【0072】
【発明の効果】
本願発明のディジタルアンプの駆動方法は、以上のように、入力される圧縮された音声信号を伸長し、伸長した音声信号をPWM信号に変調してディジタルアンプを駆動するディジタルアンプの駆動方法において、音声信号の圧縮形態に対応してPWM信号に変調する際のサンプリング周波数を変化させることを特徴としている。
【0073】
これにより、ユーザが音質を重視していないと思われる圧縮形態で記録されている音声信号(曲やトラック)に対応しては、PWM変調時のサンプリング周波数をそれなりの音質が得られる程度の低周波数に落とすことで、ディジタルアンプでの消費電力を削減することができ、ひいては、ディジタルアンプを備えた装置における省電力化を実現することができる。また、ユーザが音質を重視していると思われる圧縮形態で記録されている音声信号(曲やトラック)に対応しては、PWM変調時のサンプリング周波数を高くすることで、従来と同等の音質を確保することができる。
【0074】
また、高圧縮率の音声信号は、周波数を低くして省電力を図ることができるので、圧縮率の高い音声信号が記録されている物(MD等)等の再生を扱う音声信号再生装置において特に効果的である。
【0075】
本発明の音声信号再生装置は、以上のように、圧縮形態の異なる複数の音声信号をそれぞれの圧縮形態に対応して伸長手段が伸長し、伸長された音声信号をPWM変調手段がPWM変調してディジタルアンプを駆動する音声信号再生装置において、音声信号の圧縮形態を判別する圧縮判別手段と、上記圧縮判別手段の判別結果に応じて、上記PWM変調手段のサンプリング周波数を変化させる周波数可変手段とを有することを特徴としている。
【0076】
これによれば、圧縮判別手段が、音声信号の圧縮形態を判別し、周波数可変手段が、圧縮判別手段による判別結果に応じて、PWM変調手段のサンプリング周波数を変化させる。これにより、サンプリング周波数を、圧縮形態に示される音声信号の内容(音質重視や記録量重視等)に見合ったものとできる。
【0077】
つまり、ユーザが音質を重視していないと思われる圧縮形態で記録されている音声信号(圧縮率の高い曲やトラック)に対応しては、PWM変調時のサンプリング周波数をそれなりの音質が得られる程度の低周波数に落とすことで、ディジタルアンプのスイッチング周波数を落としてさらなる省電力化を実現することができると共に、ユーザが音質を重視していると思われる圧縮形態の音声信号(圧縮率の低い曲やトラック)に対応しては、PWM変調時のサンプリング周波数を高くして、従来と同等の音質を確保することができる。
【0078】
また、たとえ情報記録媒体が同じであっても、曲(トラック)毎に圧縮形態が異なれば、曲ごとサンプリング周波数がその圧縮形態に見合ったサンプリング周波数に切り換えられるので、ユーザに違和感を抱かせること無く、省電力化を図ることができる。
【0079】
また、これによれば、高圧縮率の音声信号は、周波数を低くして省電力を計ることができるので、圧縮率の高い音声信号が記録されている物(MD等)等の再生を扱う音声信号再生装置において特に効果的である。
【0080】
本発明の音声信号再生装置は、上記構成に加えて、上記周波数可変手段が、予め設定されている圧縮形態対周波数テーブルを用いてサンプリング周波数を設定することを特徴とすることもできる。
【0081】
これによれば、音質重視のものは良好な音質を確保することができるような、また、音質を問わないものには、問題ない程度にサンプリング周波数を落として効果的な省電力化が図れるような圧縮形態とサンプリング周波数との関係が設定された圧縮形態対周波数テーブルが予め設けられており、周波数可変手段がこのテーブルを用いてサンプリング周波数を可変させるので、ユーザが設定等の手間に不満を感じることもなく、全てのユーザに一様に、サンプリング周波数を変化させることによる上記した効果を与えることができる。
【0082】
本発明の音声信号再生装置は、上記構成に加えて、ユーザによる各圧縮形態に対するサンプリング周波数の設定を可能とする周波数設定手段を有し、上記周波数可変手段は、ユーザの設定に基づく圧縮形態対周波数テーブルを用いてサンプリング周波数を設定することを特徴とすることもできる。
【0083】
これによれば、ユーザ自身で周波数設定手段を用いて各圧縮形態に対するサンプリング周波数を設定することが可能となり、周波数可変手段は、ユーザの設定に基づく圧縮形態対周波数テーブルを用いてサンプリング周波数を設定する。したがって、各種設定に慣れたユーザであれば、例えばSPモード以外のモードは全て低周波数として省電力化を図るというような、各ユーザの仕様にあった自由度の高い使い方で、上記したサンプリング周波数を変化させることによる効果を得ることができる。
【0084】
本発明の音声信号再生装置は、上記構成に加えて、省電力モードが設けられ、上記周波数可変手段は、通常モードでは、通常モード用の圧縮形態対周波数テーブルを用いてサンプリング周波数を設定し、省電力モードでは、省電力モード用の圧縮形態対周波数テーブルを用いてサンプリング周波数を設定することを特徴とすることもできる。
【0085】
圧縮形態対周波数テーブルを、通常モード用と省電力モード用と設けておくことで、サンプリング周波数を変化させることによる省電力効果を、通常モードではあくまで音質重視で、省電力モードでは省電力化重視でというように、メリハリを付けて得ることができ、圧縮形態対周波数テーブルのユーザ設定等と組み合わせることで、より一層自由度が増し、さらなる省電力化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の一形態である光磁気ディスク再生装置の全体構成を示すブロック図である。
【図2】ディジタルアンプで構成されるスイッチング増幅器の電気的構成例を示すブロック図である。
【図3】制御マイコンが使用する圧縮モード対周波数テーブルの一例を示す説明図である。
【図4】音声信号処理回路が、制御マイコンによりPWM変調回路のサンプリング周波数を可変する手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
1 光磁気ディスク
13 制御マイコン
13a 周波数可変部
20 信号処理回路
20a 圧縮判別部
22 デコーダ回路(伸長手段)
23 音声信号処理回路
23a PWM変調回路
24 D級アンプ部(ディジタルアンプ)
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a driving method of a digital amplifier (class D amplifier) that performs switching amplification of a digital signal such as an audio signal using a PWM (pulse width modulation) signal, and an audio signal reproducing apparatus using such a driving method. It is about.
[0002]
[Prior art]
With the progress of audio compression technology, it is possible to record a large amount of audio information (audio data) of digital information on an information recording medium such as an MD (Mini Disc: Trademark). An audio compression technique is described in Patent Document 1, for example.
[0003]
In an audio signal reproducing apparatus that reads audio information recorded on such an information recording medium, a digital amplifier that switches and amplifies an audio signal obtained by converting the audio information into a signal has been rapidly used. This is because a high-speed switching element capable of reproducing an audio signal can be obtained relatively easily, and power can be saved due to the original high power efficiency. Among audio signal reproduction apparatuses, power saving is essential for the portable type.
[0004]
In such an audio signal reproduction device, audio information compressed and recorded in the MD is read out by an optical pickup, and the compressed audio signal is expanded (demodulated) in a signal processing circuit unit composed of a system LSI or the like. The audio signal is a multi-bit digital signal, which is further converted into a 1-bit digital signal audio signal using a ΔΣ modulation circuit. The 1-bit digital signal thus obtained is amplified in amplitude by a digital amplifier, then restored to an analog audio signal by a low-pass filter, and electromechanically converted by headphones or the like (see, for example, Patent Document 2). ).
[0005]
Further, an audio signal converted into a 1-bit digital signal is further modulated into a PWM signal by a PWM modulation circuit. By modulating the PWM signal and inputting it to the digital amplifier, the switching frequency of the digital amplifier can be reduced, and further power saving can be achieved (for example, see Patent Document 3).
[0006]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 5-335967 (released on December 17, 1993)
[0007]
[Patent Document 2]
JP 2002-158549 A (published on May 31, 2002)
[0008]
[Patent Document 3]
JP 2003-110376 A (published April 11, 2003)
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, with further progress in power saving, it cannot be said that the above-described conventional audio signal reproduction device that modulates the PWM signal and then inputs it to the digital amplifier is sufficient. A proposal is awaited.
[0010]
The present invention has been made to meet such a demand, and a digital amplifier driving method capable of further reducing power consumption in a low power consumption audio signal reproducing apparatus of a type that inputs a PWM signal to a digital amplifier. An object of the present invention is to provide an audio signal reproducing apparatus with lower power consumption using the same.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
As a result of intensive studies to achieve the above object, the inventor of the present application has a fixed sampling frequency in a PWM modulation circuit in a conventional audio signal reproduction device including a PWM modulation circuit that modulates a PWM signal. Attention was paid to the fact that modulation was performed at the same sampling frequency in any compression form.
[0012]
In other words, the fixed sampling frequency is set to a value that allows sound quality-oriented audio data recorded at a low compression rate to be satisfactorily sounded.For audio data that is recorded at a high compression rate and does not place importance on sound quality, The modulation is performed unnecessarily at a high sampling frequency. Since the power consumed by the gate capacitance of the FET of the digital amplifier is proportional to the sampling frequency of the PWM signal (gate power = PWM sampling frequency × constant (gate capacitance × gate voltage)), the digital amplifier can be reduced by reducing the sampling frequency. The power consumed by itself can be reduced. The inventor of the present application has found room for further power saving, and has come to carry out the present invention.
[0013]
In order to achieve the above object, the digital amplifier driving method of the present invention extends the compressed audio signal that is input, and modulates the expanded audio signal into a PWM signal to drive the digital amplifier. The method is characterized in that the sampling frequency at the time of modulating to the PWM signal is changed corresponding to the compression form of the audio signal.
[0014]
As a result, audio signals (songs and tracks) recorded in a compressed form that the user does not consider the sound quality as important, such as the LP4 mode (1/20 compression) of MD with a high compression ratio and the monaural mode. Correspondingly, the switching frequency of the digital amplifier can be reduced by reducing the sampling frequency at the time of PWM modulation to a low frequency that can obtain a certain sound quality, and the power consumption of the digital amplifier can be reduced. Thus, it is possible to realize power saving in a device including a digital amplifier.
[0015]
Also, in response to audio signals (songs and tracks) recorded in a compression format that the user thinks sound quality is important, such as MD SP mode (1/5 compression), which has a low compression rate By increasing the sampling frequency at the time of PWM modulation, it is possible to ensure sound quality equivalent to that of the prior art.
[0016]
In addition, since the audio signal with a high compression rate can reduce the frequency and save power, the audio signal reproduction apparatus that handles the reproduction of an object (such as an MD) in which the audio signal with a high compression rate is recorded. It is particularly effective.
[0017]
In order to achieve the above object, the audio signal reproduction apparatus of the present invention expands a plurality of audio signals having different compression forms corresponding to the respective compression forms, and the PWM modulation means converts the decompressed audio signals. In an audio signal reproducing apparatus that drives a digital amplifier by PWM modulation, a compression determination unit that determines a compression form of an audio signal, and a frequency that changes a sampling frequency of the PWM modulation unit according to a determination result of the compression determination unit And a variable means.
[0018]
According to this, the compression discrimination means discriminates the compression form of the audio signal, and the frequency variable means changes the sampling frequency of the PWM modulation means according to the discrimination result by the compression discrimination means. As a result, the sampling frequency can be matched to the contents of the audio signal (sound quality emphasis, recording amount emphasis, etc.) shown in the compression form.
[0019]
For example, an audio signal (a song with a high compression ratio) recorded in a compression format that the user does not consider the sound quality important, such as MD LP4 mode (1/20 compression), which is a high compression ratio, or monaural mode. And track), the sampling frequency at the time of PWM modulation is lowered to a low frequency such that a certain sound quality can be obtained, thereby reducing the power consumption by reducing the switching frequency of the digital amplifier, and the audio signal reproducing device Further power saving can be realized.
[0020]
Also, in response to audio signals (songs and tracks with a low compression rate) in a compressed form that the user thinks sound quality is important, such as the MD SP mode (1/5 compression), which is a low compression rate, By increasing the sampling frequency during PWM modulation, it is possible to ensure sound quality equivalent to that of the prior art.
[0021]
Even if the information recording medium is the same, if the compression form differs for each song (track), the sampling frequency is switched to the sampling frequency corresponding to the compression form for each song, which makes the user feel uncomfortable. Therefore, power saving can be achieved.
[0022]
Note that the sampling frequency for the compression mode may be preset (default setting), set by the user (user setting), or may use the default setting and the user setting.
[0023]
Further, according to this, since the audio signal with a high compression rate can reduce the frequency to save power, the reproduction of an object (such as MD) in which the audio signal with a high compression rate is recorded is handled. This is particularly effective in an audio signal reproduction device.
[0024]
In addition to the above configuration, the audio signal reproduction device of the present invention may be characterized in that the frequency variable means sets the sampling frequency using a preset compression form versus frequency table.
[0025]
According to this, it is possible to ensure good sound quality for those that emphasize sound quality, and for those that do not ask for sound quality, the sampling frequency can be lowered to an extent that there is no problem and effective power saving can be achieved. The compression type vs. frequency table in which the relationship between the compression type and the sampling frequency is set is provided in advance, and the frequency variable means uses this table to change the sampling frequency. The above-described effect can be given to all users by changing the sampling frequency uniformly without feeling.
[0026]
In addition to the above-described configuration, the audio signal reproduction device of the present invention has frequency setting means that enables a user to set a sampling frequency for each compression form, and the frequency variable means includes a compression form pair based on a user setting. The sampling frequency may be set using a frequency table.
[0027]
According to this, it becomes possible for the user himself to set the sampling frequency for each compression form using the frequency setting means, and the frequency variable means sets the sampling frequency using the compression form vs. frequency table based on the user setting. To do. Therefore, if the user is accustomed to various settings, for example, the modes other than the SP mode are all used at a low frequency to save power, and the sampling frequency described above can be used with a high degree of freedom in accordance with the specifications of each user. The effect by changing can be acquired.
[0028]
In addition to the above configuration, the audio signal reproduction device of the present invention is provided with a power saving mode, and in the normal mode, the frequency variable means sets the sampling frequency using the compression mode vs. frequency table for the normal mode, In the power saving mode, the sampling frequency may be set using the compression mode vs. frequency table for the power saving mode.
[0029]
By providing a compression mode vs. frequency table for the normal mode and the power saving mode, the power saving effect by changing the sampling frequency is focused on sound quality in the normal mode, and power saving is emphasized in the power saving mode. Thus, it can be obtained with sharpness, and by combining with the user settings of the compression mode vs. frequency table, the degree of freedom is further increased, and further power saving can be achieved.
[0030]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
One embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3 as follows.
[0031]
The reproduction apparatus of the present embodiment is a magneto-optical disk reproduction apparatus (audio signal reproduction apparatus) that reproduces an audio signal of a digital signal recorded on a magneto-optical disk (audio signal source) such as an MD (mini disk: trademark), for example. ). As shown in FIG. 1, this magneto-optical disk reproducing apparatus includes an optical pickup 2, an RF amplifier 3, a decoder circuit / signal processing circuit / memory controller / audio signal processing circuit (hereinafter referred to as a signal processing circuit unit) 8 A memory 4, a class D amplifier 24, a low-pass filter 9, a slide motor 6, a spindle motor 5, a driver circuit 10, a servo control circuit 7, a control microcomputer 13, a power circuit 11, and an input A device 14 and a display device 12 are provided.
[0032]
The reproducing operation will be described. The optical pickup 2 is a reproducing head that irradiates a magneto-optical disk (hereinafter referred to as disk) 1 as a reproducible recording medium with laser light and takes in reflected light from the disk 1. The optical pickup 2 reads audio information (audio data) of digital information recorded on the disc 1 as an analog RF signal.
[0033]
The disk 1 has a recording area for recording audio information, which is main information, and a writing area (hereinafter referred to as a TOC area) in which various information can be arbitrarily written by a user of the apparatus. Various information is written in the TOC area using the optical pickup 2 and a magnetic head (not shown).
[0034]
The RF amplifier 3 amplifies the audio signal of the RF signal read by the optical pickup 2 and sends it to the signal processing circuit unit 8. Further, the RF amplifier 3 generates servo control signals such as a focus error signal and a tracking error signal from the RF signal and sends them to the servo control circuit 7.
[0035]
The signal processing circuit unit 8 includes a memory controller 21, a signal processing circuit 20, a decoder circuit 22, and an audio signal processing circuit 23. Each of the circuits 20 to 23 constituting the signal processing circuit unit 8 is provided so as to be able to communicate with the control microcomputer 13 in order to perform subcode processing and the like.
[0036]
Among these, the signal processing circuit 20 demodulates the RF signal transmitted from the RF amplifier 3 to convert it into a digital audio signal, and performs predetermined processing such as error correction on the audio signal. Although details will be described later, in the embodiment, the signal processing circuit 20 determines the compression mode (compression form) of the audio signal that is the RF signal to be demodulated, and transmits the determination result to the control microcomputer 13. .
[0037]
The memory controller 21 controls the writing operation and the reading operation of the audio signal of the digital signal to the memory 4 according to the instruction of the control microcomputer 13, and the audio signal subjected to predetermined processing such as error correction is stored in the memory 4. At the same time, the audio signal output from the memory 4 is output to the decoder circuit 22. The decoder circuit 22 decompresses (demodulates) the compressed audio signal of the digital signal into a multibit digital signal and outputs it to the audio signal processing circuit 23.
[0038]
The audio signal processing circuit 23 includes a ΔΣ modulation circuit, a PWM modulation circuit 23a, and the like. The audio signal, which is a multi-bit digital signal that has been decompressed, is ΔΣ-modulated by the ΔΣ modulation circuit into a 1-bit digital signal. Further, this is further subjected to PWM modulation by the PWM modulation circuit 23a to perform signal processing such as an audio signal composed of a PWM signal. Note that a multi-bit digital signal may be directly PWM modulated without being subjected to ΔΣ modulation. It is also possible to convert directly to a PWM signal by ΔΣ modulation. As will be described in detail later, the PWM modulation circuit 23a performs PWM modulation at a sampling frequency instructed from the control microcomputer 13.
[0039]
The memory (storage means) 4 temporarily stores an audio signal of a digital signal. For example, a semiconductor memory such as a 16 Mbit DRAM (Dynamic Random Access Memory) is appropriate. As described above, the memory 4 is controlled by the memory controller 21 in the signal processing circuit unit 8 and is provided for the purpose of protecting the audio signal in order to prevent interruption of reproduction due to disturbance such as vibration. .
[0040]
The class D amplifier unit 24 is a digital amplifier that switches and amplifies the audio signal of the PWM signal output from the signal processing circuit unit 8, and the details of the switching amplifier configured around the class D amplifier unit 24 are shown in FIG. Will be described. The audio signal amplified by the class D amplifier unit 24 is restored to an analog audio signal by a low-pass filter (LPF in the figure) 9 and is electromechanically converted by the headphones 25 or the like to be sonicated. In FIG. 1, the low-pass filter 9 is one system, but the low-pass filter 9 is actually composed of two systems 9a and 9b.
[0041]
The slide motor 6 is a motor for moving the optical pickup 2 in a direction orthogonal to a recording track (not shown) of the disk 1. The spindle motor 5 is a motor for rotating the disk 1. The driver circuit 10 supplies power to the slide motor 6, the spindle motor 5, and a driving device (not shown) that drives an objective lens (not shown) of the optical pickup 2. Yes.
[0042]
The servo control circuit 7 feedback-controls each of the devices driven by the driver circuit 10 so that operations such as causing the light emitted from the optical pickup 2 to follow the target recording track of the disk 1 are accurately performed. Circuit. The servo control circuit 7 determines control amounts such as focus, tracking, seek, and spin based on the servo signal output from the RF amplifier 3 in accordance with an instruction from the control microcomputer 13, and uses the control amount as a control signal as a driver circuit. 10 is sent out. The optical pickup 2, the RF amplifier 3, the servo control circuit 7 and the like constitute a reproducing means.
[0043]
The input device 14 includes a switch and a key (not shown). For example, after the switch is turned on to enable input, a plurality of audio signals (recorded on the disc 1 are recorded by manual input operation using a keyboard or the like). An operation for processing the reproduction order of the digital signal) is input to the control microcomputer 13.
[0044]
The control microcomputer (control means) 13 is a microcomputer that centrally manages the signal processing circuit unit 8, the servo control circuit 7, the power supply circuit 11, the display device 12, and the like. The control microcomputer 13 controls each of the above devices and circuits so that the disk 1 is reproduced based on these processing operations input from the input device 14, and displays various current states on the display device 12. Display data creation and the created data is transmitted. In addition, the control microcomputer 13 determines whether or not the audio signal amount in the memory 4 is equal to or greater than a preset upper limit value, or is equal to or less than a preset lower limit value. .
[0045]
As will be described in detail later, the frequency variable unit 13a in the control microcomputer 13 is based on the compression mode determined by the compression determination unit 20a of the signal processing circuit 20 in the signal processing circuit unit 8, and in the audio signal processing circuit 8d. The sampling frequency of PWM modulation is made variable.
[0046]
The power supply circuit 11 supplies power to the optical pickup 2, the RF amplifier 3, the signal processing circuit unit 8, the class D amplifier unit 24, the driver circuit 10, the control microcomputer 13, the servo control circuit 7, the display device 12, and the like. ing.
[0047]
The display device 12 may be, for example, a disc playback device main body, an external remote control device, or the like, and may be provided not only on one side but also on both sides. The operation state may be displayed by displaying such as color expression of LED.
[0048]
In the above configuration, at the time of reproduction, audio information or the like is read from the disk 1 by the optical pickup 2 as an RF signal. The RF signal is amplified by the RF amplifier 3 and demodulated or predetermined signal processing is performed by the signal processing circuit 20 in the signal processing circuit unit 8 to be restored as a digital audio signal. At this time, the audio signal of the digital signal is data in a time-axis compressed state.
[0049]
The RF signal amplified by the RF amplifier 3 is also sent to the servo control circuit 7 as a servo control signal used for feedback control. The servo control circuit 7 determines a control amount based on an instruction from the control microcomputer 13 based on the servo control signal, and outputs a control signal to the driver circuit 10. In the driver circuit 10, the slide motor 6, the spindle motor 5, and the objective lens driving device of the optical pickup 2 are operated in accordance with the magnitude of the control signal. As a result, the optical pickup 2 is sent to the target recording track, the rotational speed of the disc 1 is controlled to a predetermined value, and the position of an objective lens (not shown) is driven so as to accurately follow the recording track. .
[0050]
The audio signal of the digital signal processed by the signal processing circuit 20 is written and temporarily stored in the memory 4 and is read out to the memory controller 21 of the signal processing circuit unit 8 in the order of writing. The read audio signal of the digital signal is expanded by the decoder circuit 22 in the signal processing circuit unit 8 to be a multi-bit digital signal, which is subjected to ΔΣ modulation and PWM modulation by the audio signal processing circuit 23 and is subjected to PWM signal. Audio signal. The audio signal of the PWM signal is switched and amplified by the class D amplifier unit 24, restored to an analog audio signal by a low-pass filter, and electromechanically converted by the headphones 25 or the like to be sonicated.
[0051]
FIG. 2 shows an example of the electrical configuration of a switching amplifier composed of a typical digital amplifier that constitutes the class D amplifier unit 24. The signal processing circuit 23 includes a ΔΣ modulation circuit and a PWM modulation circuit (not shown). First, a series of binary signals is created from an analog input, a multi-bit digital input, or a 1-bit signal by the ΔΣ modulation circuit. Further, two series of 1-bit signals (normal phase signal and reverse phase signal) are generated based on the generated binary signal, and this is further subjected to PWM modulation by the PWM modulation circuit 23a, and each is output from the output terminals p11 and p12. Output.
[0052]
Between the power line of the high voltage V1 connected to the power supply terminal e1 and the GND line, a series circuit composed of N-channel output transistors q1 and q2 and a series circuit composed of N-channel output transistors q3 and q4 are included. An H bridge circuit is connected. The positive-phase PWM signal output from the positive-phase output terminal p11 of the audio signal processing circuit 23 is supplied to the gate of the output transistor q1 through the buffer b11 and to the gate of the output transistor q4 through the buffer b12. Given. On the other hand, the reverse-phase PWM signal output from the reverse-phase output terminal p12 of the audio signal processing circuit 23 is supplied to the gate of the output transistor q3 through the buffer b21 and the output through the buffer b22. This is applied to the gate of the transistor q2. Thus, the output transistors q1 and q4 and the output transistors q3 and q2 perform switching by a reciprocal operation.
[0053]
The connection point of the output transistors q1 and q2 is a negative phase output terminal, and is connected to a negative phase output terminal p22 via a low-pass filter 9b including a coil l2 and a capacitor c2. The connection point of the output transistors q3 and q4 is It becomes a positive phase output terminal and is connected to a positive phase output terminal p21 via a low pass filter 9a comprising a coil 11 and a capacitor c1. A load 26 such as a speaker is connected between the output terminals p21 and p22.
[0054]
Next, switching of the sampling frequency in the PWM modulation circuit 23a in the audio signal processing circuit 23 will be described.
[0055]
When the disc 1 is an MD, the audio signal is compressed in the monaural mode, the SP mode with a compression ratio of 1/5 to the original data, the LP mode with the compression ratio 1/10, and the LP4 with the compression ratio 1/20. There are four modes. The compression mode of the audio signal is recorded for each song in the track mode portion of the TOC area of the disc 1 described above. In the TOC area, address information and the like of the recording area where the corresponding music is recorded are recorded. When the optical pickup 2 reads out the audio information of the designated song in the recording area as an RF signal, it also reads out the information recorded in the TOC area and sends it to the signal processing circuit 20 of the signal processing circuit unit 8. And forward.
[0056]
The signal processing circuit 20 in the signal processing circuit unit 8 demodulates the RF signal input from the RF amplifier 3 into a digital signal, but has a function as the compression determination unit 20a, and is an audio signal of the RF signal. The compression mode (compression mode) is determined, and the determination result is transmitted to the control microcomputer 13.
[0057]
The control microcomputer 13 has a function as the frequency variable unit 13a, and sets the sampling frequency of the PWM modulation circuit 23a in the audio signal processing circuit 23 based on the compression mode determined by the compression determination unit 20a of the signal processing circuit 20. Decide and instruct the audio signal processing circuit 23.
[0058]
Here, the control myco 13 sets the sampling frequency of PWM modulation for the compression mode using the compression mode versus frequency table (compression mode versus frequency table) shown in FIG. In the compression mode versus frequency table, the sampling frequency for the compression mode is defined on a one-to-one basis.
[0059]
FIG. 3 shows an example. Here, the sampling frequency of 1000 kHz in the SP mode with a low compression rate, which is selected when sound quality is important, is set to the highest frequency, and in the LP2 mode, it is set to 900 kHz which is 10% lower than this. Also, in the LP4 mode with the highest compression rate that does not emphasize sound quality, the frequency is 800 KHz, which is 20% lower. In the monaural mode, although the compression rate is 1/5, since it is considered impossible to record music in the monaural mode, the sampling frequency in this case is set to 700 kHz and is lowered by 30%.
[0060]
In this way, according to the compression mode of the audio signal (song / track), the sampling frequency matches the content of the audio signal indicated by the compression mode (emphasis on sound quality, emphasis on recording volume, etc.). As a result, it is possible to achieve further power saving while obtaining the same level of satisfaction as before.
[0061]
4 shows a procedure in which the audio signal processing circuit 23 varies the sampling frequency of the PWM modulation circuit 23a by the control microcomputer 13.
[0062]
First, when reproduction of audio information is instructed, the sampling frequency of the PWM modulation circuit 23a is changed to a sampling frequency corresponding to the compression mode of the audio signal of the first song (S1). Specifically, the compression determination unit 20a of the signal processing circuit 20 determines the compression mode, and based on this, the frequency variable unit 13a of the control microcomputer 13 selects the sampling frequency of the PWM modulation circuit 23a corresponding to the compression mode, and this Based on the above, the audio signal processing circuit 23 changes the sampling frequency of the PWM modulation circuit 23a.
[0063]
While detecting the change of the music (S2), the audio signal is processed by the PWM modulation with the changed sampling frequency to reproduce the music. When it is detected in S2 that the music has changed, it is subsequently determined whether or not the compression mode has changed (S3). If the compression mode has not changed, the process returns to S2 to change the music. Play songs while detecting. On the other hand, when the compression mode is changed, the sampling frequency is changed to the sampling frequency corresponding to the compression mode of the audio signal of the music. The details of the change are the same as in S1.
[0064]
In the present embodiment, the control microcomputer 13 sets the sampling frequency of the PWM modulation circuit for the compression mode based on the preset compression mode versus frequency table shown in FIG. If a mode is provided, the sampling frequency may be varied based on this predetermined table only when the user selects the power saving mode using the input device 14 or the like.
[0065]
Alternatively, the user himself / herself may set the sampling frequency for the compression mode using the input device (frequency setting means) 14 of FIG. 1 and the like, and may vary the sampling frequency using the compression mode versus frequency table set by the user. . Such user settings are preferred by the user if the compression mode vs. frequency is shown in a table, and the frequency can be selected in the compression mode, and this can be selected and set as appropriate using a set menu or the like. Can be set to street.
[0066]
Also, separate compression mode vs. frequency tables are provided for the normal mode and the power saving mode, the sampling frequency is set using the normal mode table, and in the power saving mode, the power saving mode is set. The sampling frequency may be set using a table.
[0067]
By providing a compression mode vs. frequency table for the normal mode and the power saving mode, the power saving effect by changing the sampling frequency emphasizes the sound quality in the normal mode, and emphasizes the power saving in the power saving mode. It can be obtained with sharpness.
[0068]
Specifically, for example, in the normal mode, a compression mode vs. frequency table in which the monaural mode and the LP4 mode having a high compression rate are set to a low sampling frequency is prepared in advance. In the power saving mode, a mode other than the SP mode having a low compression rate is prepared. By preparing a compression mode vs. frequency table with LP2 mode, LP4 mode, and monaural mode as a low sampling frequency in advance, you can listen to high-quality sound in the normal mode, and in the power saving mode, the power consumption is further reduced than in the normal mode Can be measured.
[0069]
Further, in this case, by combining the compression mode vs. frequency table in the normal mode and the power saving mode with the configuration set by the user himself, the degree of freedom is further increased, and further power saving can be achieved.
[0070]
In the above embodiment, a magneto-optical disk reproducing apparatus that reproduces an audio signal of a digital signal recorded on a magneto-optical disk such as an MD is exemplified. However, the present invention also includes a PWM modulation circuit that modulates a PWM signal even in a semiconductor reproduction device such as a WMA or MP3 player that does not use an optical pickup driving means. As in the case described above, the same effect as described above can be obtained by changing the sampling frequency of the PWM modulation circuit in accordance with the compression mode when reproducing music having a different compression mode. be able to. In the apparatus shown in FIG. 1, the optical pickup driving means includes an optical pickup 2, an RF amplifier 3, a spindle motor 5, a slide motor 6, a servo control circuit 7, and a driver circuit 10.
[0071]
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the claims, and the technical means disclosed in different embodiments can be appropriately combined. Embodiments to be described are also included in the technical means of the present invention.
[0072]
【The invention's effect】
As described above, the driving method of the digital amplifier of the present invention is a method of driving a digital amplifier that expands an input compressed audio signal, modulates the expanded audio signal into a PWM signal, and drives the digital amplifier. It is characterized in that the sampling frequency at the time of modulating to the PWM signal is changed corresponding to the compression form of the audio signal.
[0073]
As a result, for a sound signal (song or track) recorded in a compressed form that the user does not consider the sound quality as important, the sampling frequency at the time of PWM modulation is low enough to obtain an appropriate sound quality. By reducing the frequency, the power consumption of the digital amplifier can be reduced, and consequently, power saving in a device including the digital amplifier can be realized. Also, for audio signals (songs and tracks) recorded in a compressed format that the user thinks the sound quality is important, by increasing the sampling frequency during PWM modulation, Can be secured.
[0074]
In addition, since the audio signal with a high compression rate can reduce the frequency and save power, the audio signal reproduction apparatus that handles the reproduction of an object (such as an MD) in which the audio signal with a high compression rate is recorded. It is particularly effective.
[0075]
As described above, in the audio signal reproduction device of the present invention, the expansion means expands a plurality of audio signals having different compression forms corresponding to the respective compression forms, and the PWM modulation means performs PWM modulation on the expanded sound signals. In the audio signal reproducing apparatus for driving the digital amplifier, compression determination means for determining the compression form of the audio signal, and frequency variable means for changing the sampling frequency of the PWM modulation means in accordance with the determination result of the compression determination means It is characterized by having.
[0076]
According to this, the compression discrimination means discriminates the compression form of the audio signal, and the frequency variable means changes the sampling frequency of the PWM modulation means according to the discrimination result by the compression discrimination means. As a result, the sampling frequency can be matched to the contents of the audio signal (sound quality emphasis, recording amount emphasis, etc.) shown in the compression form.
[0077]
In other words, in response to an audio signal (a song or track with a high compression rate) recorded in a compression format that the user does not consider the sound quality as important, a sound quality equivalent to the sampling frequency at the time of PWM modulation can be obtained. By reducing the frequency to such a low level, it is possible to reduce the switching frequency of the digital amplifier to achieve further power savings, and at the same time, the compressed audio signal (the compression rate is low) (Song or track), the sampling frequency at the time of PWM modulation can be increased to ensure the sound quality equivalent to the conventional one.
[0078]
Even if the information recording medium is the same, if the compression form differs for each song (track), the sampling frequency for each song can be switched to a sampling frequency corresponding to the compression form, which makes the user feel uncomfortable. No power can be saved.
[0079]
Further, according to this, since the audio signal with a high compression rate can reduce the frequency to save power, the reproduction of an object (such as MD) in which the audio signal with a high compression rate is recorded is handled. This is particularly effective in an audio signal reproduction device.
[0080]
In addition to the above configuration, the audio signal reproduction device of the present invention may be characterized in that the frequency variable means sets the sampling frequency using a preset compression form versus frequency table.
[0081]
According to this, it is possible to ensure good sound quality for those that emphasize sound quality, and for those that do not ask for sound quality, the sampling frequency can be lowered to an extent that there is no problem and effective power saving can be achieved. The compression type vs. frequency table in which the relationship between the compression type and the sampling frequency is set is provided in advance, and the frequency variable means uses this table to change the sampling frequency. The above-described effect can be given to all users by changing the sampling frequency uniformly without feeling.
[0082]
In addition to the above-described configuration, the audio signal reproduction device of the present invention has frequency setting means that enables a user to set a sampling frequency for each compression form, and the frequency variable means includes a compression form pair based on a user setting. The sampling frequency may be set using a frequency table.
[0083]
According to this, it becomes possible for the user himself to set the sampling frequency for each compression form using the frequency setting means, and the frequency variable means sets the sampling frequency using the compression form vs. frequency table based on the user setting. To do. Therefore, if the user is accustomed to various settings, for example, the modes other than the SP mode are all used at a low frequency to save power, and the sampling frequency described above can be used with a high degree of freedom in accordance with the specifications of each user. The effect by changing can be acquired.
[0084]
In addition to the above configuration, the audio signal reproduction device of the present invention is provided with a power saving mode, and in the normal mode, the frequency variable means sets the sampling frequency using the compression mode vs. frequency table for the normal mode, In the power saving mode, the sampling frequency may be set using the compression mode vs. frequency table for the power saving mode.
[0085]
By providing a compression mode vs. frequency table for the normal mode and the power saving mode, the power saving effect by changing the sampling frequency is focused on sound quality in the normal mode, and power saving is emphasized in the power saving mode. Thus, it can be obtained with sharpness, and by combining with the user settings of the compression mode vs. frequency table, the degree of freedom is further increased, and further power saving can be achieved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing an overall configuration of a magneto-optical disk reproducing apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing an example of the electrical configuration of a switching amplifier composed of a digital amplifier.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example of a compression mode versus frequency table used by a control microcomputer.
FIG. 4 is a flowchart showing a procedure in which an audio signal processing circuit varies a sampling frequency of a PWM modulation circuit by a control microcomputer.
[Explanation of symbols]
1 Magneto-optical disk
13 Control microcomputer
13a Frequency variable part
20 Signal processing circuit
20a Compression discriminator
22 Decoder circuit (decompression means)
23 Audio signal processing circuit
23a PWM modulation circuit
24 Class D amplifier (digital amplifier)

Claims (5)

圧縮された音声信号を伸長し、伸長した音声信号をPWM信号に変調してディジタルアンプを駆動するディジタルアンプの駆動方法において、
音声信号の圧縮形態に対応してPWM信号に変換する際のサンプリング周波数を変化させることを特徴とするディジタルアンプの駆動方法。
In a digital amplifier driving method of expanding a compressed audio signal and modulating the expanded audio signal into a PWM signal to drive a digital amplifier,
A method of driving a digital amplifier, characterized by changing a sampling frequency when converting into a PWM signal corresponding to a compression form of an audio signal.
圧縮形態の異なる複数の音声信号をそれぞれの圧縮形態に対応して伸長手段が伸長し、伸長された音声信号をPWM変調手段がPWM変調してディジタルアンプを駆動する音声信号再生装置において、
音声信号の圧縮形態を判別する圧縮判別手段と、
上記圧縮判別手段の判別結果に応じて、上記PWM変調手段のサンプリング周波数を変化させる周波数可変手段とを有することを特徴とする音声信号再生装置。
In an audio signal reproducing apparatus in which a plurality of audio signals having different compression forms are expanded by an expansion unit corresponding to each compression form, and the PWM modulation unit performs PWM modulation on the expanded audio signal to drive a digital amplifier.
Compression determination means for determining the compression form of the audio signal;
An audio signal reproduction apparatus comprising: a frequency variable unit that changes a sampling frequency of the PWM modulation unit according to a determination result of the compression determination unit.
上記周波数可変手段は、予め設定されている圧縮形態対周波数テーブルを用いてサンプリング周波数を設定することを特徴とする請求項2に記載の音声信号再生装置。3. The audio signal reproducing apparatus according to claim 2, wherein the frequency variable means sets a sampling frequency using a preset compression form versus frequency table. ユーザによる各圧縮形態に対するサンプリング周波数の設定を可能とする周波数設定手段を有し、
上記周波数可変手段は、ユーザの設定に基づく圧縮形態対周波数テーブルを用いてサンプリング周波数を設定することを特徴とする請求項2に記載の音声信号再生装置。
Having a frequency setting means that allows the user to set the sampling frequency for each compression mode;
3. The audio signal reproducing apparatus according to claim 2, wherein the frequency variable means sets the sampling frequency using a compression mode vs. frequency table based on a user setting.
省電力モードが設けられ、
上記周波数可変手段は、通常モードでは、通常モード用の圧縮形態対周波数テーブルを用いてサンプリング周波数を設定し、省電力モードでは、省電力モード用の圧縮形態対周波数テーブルを用いてサンプリング周波数を設定することを特徴とする請求項3又は4に記載の音声信号再生装置。
Power saving mode is provided,
In the normal mode, the frequency variable means sets the sampling frequency using the compression mode vs. frequency table for the normal mode, and sets the sampling frequency using the compression mode vs. frequency table for the power saving mode in the power saving mode. The audio signal reproduction device according to claim 3 or 4, wherein
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