JP4176615B2 - Digital amplifier - Google Patents
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Description
本発明は、1ビットADC(Analog-to-Digital Converter:アナログ−デジタル変換器)や1ビットDAC(Digital-to-Analog Converter:デジタル−アナログ変換器)等のΔΣ変調装置、及びΔΣ変調装置を備えた1ビットデジタルアンプ等のデジタルアンプに関するものである。 The present invention relates to a ΔΣ modulator and a ΔΣ modulator such as a 1-bit ADC (Analog-to-Digital Converter) and a 1-bit DAC (Digital-to-Analog Converter). The present invention relates to a digital amplifier such as a 1-bit digital amplifier provided.
従来、ΔΣ変調を利用して音声再生や信号処理を行うものは多々存在する。例えば、1ビットADC(Analog-to-Digital Converter:アナログ−デジタル変換器)や1ビットDAC(Digital-to-Analog Converter:デジタル−アナログ変換器)等のΔΣ変調装置が代表的なものである。 Conventionally, there are many devices that perform audio reproduction and signal processing using ΔΣ modulation. For example, a ΔΣ modulator such as a 1-bit ADC (Analog-to-Digital Converter) or a 1-bit DAC (Digital-to-Analog Converter) is a typical one.
また、ΔΣ変調によって得られた1ビット信号を制御信号として、定電圧をスイッチングし、スイッチング増幅された信号をローパスフィルターに通して、音声再生を行う1ビットデジタルアンプ等のデジタルアンプもある。 There is also a digital amplifier such as a 1-bit digital amplifier that performs sound reproduction by switching a constant voltage using a 1-bit signal obtained by ΔΣ modulation as a control signal, and passing the switching-amplified signal through a low-pass filter.
これらΔΣ変調装置及びデジタルアンプで利用されるΔΣ変調は、ΔΣ変調される入力信号を入力し、1ビット信号を得るものである。 The ΔΣ modulation used in these ΔΣ modulators and digital amplifiers inputs an input signal that is ΔΣ-modulated and obtains a 1-bit signal.
上記ΔΣ変調装置の従来の一般的な回路は、特許文献1等に開示されており、例えば、図5に示すように、例えば7段の積分器I1〜I7を縦続接続した7次ΔΣ変調回路となっており、量子化器Qから初段積分器I1へ遅延器Zを介して負帰還されるものとなっている。
A conventional general circuit of the above-described ΔΣ modulator is disclosed in
一方、ΔΣ変調装置を用いて定電圧をスイッチングする1ビットデジタルアンプは、例えば、図6に示すように、ΔΣ変調装置であるΔΣ変調部102の後述する量子化器Qから出力される信号を制御信号として、パワーMOSFET等の高速スイッチング可能な素子にてブリッジ回路を構成したスイッチング部103にて、定電圧電源104からの定電圧をスイッチング増幅する。スイッチング増幅された信号はローパスフィルター105を通り、アナログ音声信号となり音声再生される。また、スイッチング部103から出力された信号は、減衰器106で減衰され、遅延器107及び加算器101を通してΔΣ変調部102の初段積分器I1へ負帰還される。
On the other hand, a 1-bit digital amplifier that switches a constant voltage by using a ΔΣ modulator, for example, receives a signal output from a quantizer Q (described later) of a
上記ΔΣ変調部102は、例えば、図7に示すように、積分器I1〜I7を7段に縦続接続した7次ΔΣ変調回路にてなっており、量子化器Qから1ビット信号が出力されるようになっている。
しかしながら、上記従来の図5に示す7次ΔΣ変調回路では、量子化器Gからの出力を初段積分器I1に負帰還させてΔΣ変調動作を開始する際、ΔΣ変調回路を構成する複数の積分器I1〜I7の各出力が、それぞれ不定の状態でΔΣ変調動作を開始することとなる。 However, in the conventional seventh-order ΔΣ modulation circuit shown in FIG. 5, when the output from the quantizer G is negatively fed back to the first-stage integrator I1 and the ΔΣ modulation operation is started, a plurality of integrations constituting the ΔΣ modulation circuit are performed. The ΔΣ modulation operation starts when the outputs of the devices I1 to I7 are indefinite.
同様に、図6に示すデジタルアンプでも、図7に示す量子化器Qの出力をスイッチング増幅手段であるスイッチング部103にてスイッチング増幅し、このスイッチング増幅信号を減衰器106に通して減衰し、その減衰されたパルス信号を初段積分器I1に負帰還させてΔΣ変調動作を開始する際においても、ΔΣ変調回路を構成する複数の積分器I1〜I7の各出力が、それぞれ不定の状態でΔΣ変調動作を開始することとなる。
Similarly, in the digital amplifier shown in FIG. 6, the output of the quantizer Q shown in FIG. 7 is switched and amplified by the
図5及び図7でも分かるように、ΔΣ変調回路において1ビットデジタル信号の出力段となる量子化器Qには、各積分器I1〜I7の出力が加算された信号が入力される。ここで、量子化器Qに入力される加算器K5の出力が、量子化閾値に対して正又は負の大きなレベルで入力されると、量子化器Qの出力に数10μsecの間、データが切替わらず、DC成分となって現れる。 As can be seen from FIGS. 5 and 7, the quantizer Q serving as the output stage of the 1-bit digital signal in the ΔΣ modulation circuit receives a signal obtained by adding the outputs of the integrators I1 to I7. Here, when the output of the adder K5 input to the quantizer Q is input at a large level that is positive or negative with respect to the quantization threshold, data is output to the output of the quantizer Q for several tens of microseconds. It appears as a DC component without switching.
例えば、量子化閾値に対して正に大きなレベルが入力された場合“1”が量子化器Qの出力に数10μsec間現れる。一方、負に大きなレベルが入力された場合“0”が、量子化器の出力に数10μsec間現れる。 For example, when a level that is positively larger than the quantization threshold is input, “1” appears at the output of the quantizer Q for several tens of μsec. On the other hand, when a negatively large level is input, “0” appears for several tens of microseconds at the output of the quantizer.
この現象は、ΔΣ変調の負帰還によって収束し安定するが、瞬間的にΔΣ変調回路が発振するような状態となり、デバイスのラッチアップを起こしたり、ノイズや過電流発生の原因となったりするという問題点を有している。 This phenomenon converges and stabilizes due to the negative feedback of ΔΣ modulation, but the ΔΣ modulation circuit instantaneously oscillates, causing device latch-up and causing noise and overcurrent. Has a problem.
本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、ΔΣ変調動作開始時に安定した変調動作を行うことができ、ΔΣ変調回路の発振状態を回避でき、ノイズや過電流発生を回避し得るΔΣ変調装置及びデジタルアンプを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described conventional problems. The object of the present invention is to perform a stable modulation operation at the start of the ΔΣ modulation operation, to avoid the oscillation state of the ΔΣ modulation circuit, and to prevent noise and noise. It is an object of the present invention to provide a ΔΣ modulator and a digital amplifier that can avoid current generation.
本発明のΔΣ変調装置は、上記課題を解決するために、相互に縦続接続された多段の積分器を備える高次のΔΣ変調装置において、ΔΣ変調動作を開始する際のリセット動作として、各積分器の出力を全て0出力にする積分器出力制御手段が設けられていることを特徴としている。 In order to solve the above-described problem, the ΔΣ modulator of the present invention is a high-order ΔΣ modulator including cascaded multistage integrators, and each integration is performed as a reset operation when starting the ΔΣ modulation operation. It is characterized in that an integrator output control means is provided to make all the outputs of the generator zero.
また、本発明のデジタルアンプは、上記課題を解決するために、相互に縦続接続された多段の積分器と、量子化器とを備えるΔΣ変調回路における上記量子化器の出力を、スイッチング増幅手段にてスイッチング増幅し、このスイッチング増幅された出力信号をローパスフィルターを通してアナログ再生信号を出力すると同時に、上記スイッチング増幅されたパルス出力信号を減衰器に通して減衰し、その減衰されたパルス出力信号を、上記ΔΣ変調回路の初段積分器に負帰還させるデジタルアンプにおいて、上記ΔΣ変調回路には、上記スイッチング増幅手段によるスイッチング増幅を開始する前に、該ΔΣ変調回路の各積分器の出力を全て0出力にする積分器出力制御手段が設けられていることを特徴としている。 In order to solve the above problems, the digital amplifier according to the present invention provides a switching amplification means for outputting the output of the quantizer in a delta-sigma modulation circuit including a cascaded multistage integrator and a quantizer. At the same time, the output signal amplified by switching is output through the low-pass filter to the analog reproduction signal. At the same time, the pulse output signal amplified by switching is attenuated by passing through an attenuator. In the digital amplifier that negatively feeds back to the first-stage integrator of the ΔΣ modulation circuit, all the outputs of the integrators of the ΔΣ modulation circuit are all set to 0 before the switching amplification by the switching amplification means is started. An integrator output control means for outputting is provided.
また、本発明のデジタルアンプは、上記課題を解決するために、相互に縦続接続された多段の積分器と、量子化器とを備えるΔΣ変調回路における上記量子化器の出力を、スイッチング増幅手段にてスイッチング増幅し、このスイッチング増幅された出力信号をローパスフィルターを通してアナログ再生信号を出力すると同時に、上記スイッチング増幅されたパルス出力信号を減衰器に通して減衰し、その減衰されたパルス出力信号を、上記ΔΣ変調回路の初段積分器に負帰還させるデジタルアンプにおいて、上記ΔΣ変調回路は、
上記量子化器の出力を初段積分器に負帰還させる帰還経路と、この帰還回路の経路中に設けられてこの経路を断接制御可能なスイッチング制御手段とを備える一方、上記スイッチング制御手段は、上記スイッチング増幅手段によるスイッチング増幅を開始する前には、上記量子化器の出力が負帰還できるように帰還経路を接続状態にしておく一方、スイッチング増幅開始直後に、帰還経路を切断状態にすることを特徴としている。
In order to solve the above problems, the digital amplifier according to the present invention provides a switching amplification means for outputting the output of the quantizer in a delta-sigma modulation circuit including a cascaded multistage integrator and a quantizer. At the same time, the output signal amplified by switching is output through the low-pass filter to the analog reproduction signal. At the same time, the pulse output signal amplified by switching is attenuated by passing through an attenuator. In the digital amplifier for negative feedback to the first-stage integrator of the ΔΣ modulation circuit, the ΔΣ modulation circuit is:
A feedback path that negatively feeds back the output of the quantizer to the first-stage integrator; and a switching control means that is provided in the path of the feedback circuit and that can control connection / disconnection of the path. Before starting the switching amplification by the switching amplification means, the feedback path is connected so that the output of the quantizer can be negatively fed back, and immediately after the switching amplification is started, the feedback path is disconnected. It is characterized by.
本発明のΔΣ変調装置では、積分器出力制御手段にて、ΔΣ変調動作を開始する際のリセット動作として、各積分器の出力を全て0出力となるようにする。 In the ΔΣ modulation apparatus of the present invention, the integrator output control means sets all the outputs of the integrators to 0 output as a reset operation when starting the ΔΣ modulation operation.
それゆえ、ΔΣ変調回路の量子化器の出力が初段積分器に負帰還され、ΔΣ変調動作を開始する際に、量子化器に入力される各積分器出力の加算信号は、量子化器の量子化閾値とほぼ同レベルになっているので、既に収束・安定したΔΣ変調動作を行うことができ、ΔΣ変調回路が動作開始時に発振状態を起こすことはない。 Therefore, the output of the quantizer of the ΔΣ modulation circuit is negatively fed back to the first-stage integrator, and when the ΔΣ modulation operation is started, the addition signal of each integrator output input to the quantizer is Since the level is almost the same as the quantization threshold value, a ΔΣ modulation operation that has already converged and stabilized can be performed, and the ΔΣ modulation circuit does not oscillate when the operation starts.
したがって、ΔΣ変調動作開始時に安定した変調動作を行うことができ、ΔΣ変調回路の発振状態を回避でき、ノイズや過電流発生を回避し得るΔΣ変調装置を提供することができるという効果を奏する。 Therefore, a stable modulation operation can be performed at the start of the ΔΣ modulation operation, an oscillation state of the ΔΣ modulation circuit can be avoided, and a ΔΣ modulation device that can avoid noise and overcurrent can be provided.
また、本発明のデジタルアンプでは、デジタルアンプを構成するΔΣ変調回路についても、積分器出力制御手段が、スイッチング増幅手段によるスイッチング増幅を開始する前に、該ΔΣ変調回路の各積分器の出力を全て0出力にする。 In the digital amplifier of the present invention, the integrator output control means also outputs the output of each integrator of the ΔΣ modulation circuit before starting the switching amplification by the switching amplification means for the ΔΣ modulation circuit constituting the digital amplifier. Set all outputs to 0.
それゆえ、ΔΣ変調動作を開始する際に、量子化器に入力される各積分器出力の加算信号は、量子化器の量子化閾値とほぼ同レベルになっているので、既に収束・安定したΔΣ変調動作を行うことができ、ΔΣ変調回路が動作開始時に発振状態を起こすことはなく、デジタルアンプとして、発振状態によるノイズ・過電流の発生をなくすことができる。 Therefore, when the ΔΣ modulation operation is started, the added signal of each integrator output input to the quantizer is almost the same level as the quantization threshold of the quantizer, so it has already converged and stabilized. The ΔΣ modulation operation can be performed, and the ΔΣ modulation circuit does not oscillate at the start of operation, and as a digital amplifier, the generation of noise and overcurrent due to the oscillation state can be eliminated.
したがって、ΔΣ変調動作開始時に安定した変調動作を行うことができ、ΔΣ変調回路の発振状態を回避でき、ノイズや過電流発生を回避し得るデジタルアンプを提供することができるという効果を奏する。 Therefore, a stable modulation operation can be performed at the start of the ΔΣ modulation operation, an oscillation state of the ΔΣ modulation circuit can be avoided, and a digital amplifier capable of avoiding noise and overcurrent can be provided.
また、本発明のデジタルアンプでは、デジタルアンプを構成するΔΣ変調回路について、該ΔΣ変調回路の量子化器の出力を、断接制御つまりON/OFF制御可能なスイッチング制御手段を通して初段積分器に負帰還させる帰還経路を設け、スイッチング増幅を開始する前には、量子化器出力が負帰還できるようにスイッチング制御手段をONしておき、スイッチング増幅開始直後に量子化器出力の負帰還の帰還経路を切るように、スイッチング制御手段をOFFする。 Further, in the digital amplifier of the present invention, the output of the quantizer of the ΔΣ modulation circuit is negatively supplied to the first-stage integrator through switching control means capable of connection / disconnection control, that is, ON / OFF control. Before starting switching amplification, the switching control means is turned on so that the quantizer output can be negatively fed back. Immediately after switching amplification is started, the feedback path for the negative feedback of the quantizer output is provided. The switching control means is turned OFF so as to cut off.
それゆえ、この方法によっても、ΔΣ変調動作を開始する際に、ΔΣ変調回路はすでに量子化器からの負帰還を受けて、収束・安定したΔΣ変調動作を行う安定動作領域になっており、安定動作領域のままスイッチング増幅手段からの負帰還による、ΔΣ変調動作に移行することができる。したがって、スイッチング増幅手段からの負帰還によるΔΣ変調動作移行時、つまり、デジタルアンプを構成するΔΣ変調回路のΔΣ変調動作開始時に、発振状態を起こすことはなく、発振状態によるノイズ・過電流の発生をなくすことができる。 Therefore, even in this method, when starting the ΔΣ modulation operation, the ΔΣ modulation circuit has already received a negative feedback from the quantizer, and is in a stable operation region in which a converged and stable ΔΣ modulation operation is performed. It is possible to shift to the ΔΣ modulation operation by negative feedback from the switching amplification means while maintaining the stable operation region. Therefore, at the time of delta-sigma modulation operation transition by negative feedback from the switching amplifier means, that is, at the start of delta-sigma modulation operation of the delta-sigma modulation circuit constituting the digital amplifier, the oscillation state does not occur, and noise and overcurrent are generated due to the oscillation state Can be eliminated.
したがって、ΔΣ変調動作開始時に安定した変調動作を行うことができ、ΔΣ変調回路の発振状態を回避でき、ノイズや過電流発生を回避し得るデジタルアンプを提供するという効果を奏する。 Therefore, it is possible to provide a digital amplifier capable of performing a stable modulation operation at the start of the ΔΣ modulation operation, avoiding the oscillation state of the ΔΣ modulation circuit, and avoiding noise and overcurrent generation.
〔実施の形態1〕
本発明の一実施形態について図1に基づいて説明すれば、以下の通りである。
[Embodiment 1]
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
本実施の形態のΔΣ変調装置としての7次ΔΣ変調回路10は、図1に示すように、積分器I1〜I7を7段に縦続接続したものからなっており、各積分器I1〜I7の出力を加算器K5にて加算し、量子化器Qから1ビット信号を出力するようになっている。また、7次ΔΣ変調回路10では、量子化器Qの出力を遅延器Zを介して加算器K1に返すことにより、上記量子化器Qからの1ビット信号が初段積分器I1へ負帰還されるようになっている。なお、本実施の形態では、積分器I1〜I7を7段に縦続接続したものからなっているが、必ずしもこれに限らず、他の複数段でもよい。
As shown in FIG. 1, the seventh-order
ここで、本実施の形態の7次ΔΣ変調回路10では、各積分器I1〜I7の出力がスイッチSW1〜SW7を介して、接地11されている。なお、これらスイッチSW1〜SW7及び接地11は、本発明の積分器出力制御手段としての機能を有している。これにより、縦続接続された積分器I1〜I7の出力に対して、スイッチSW1〜SW7をONすることによって、積分器I1〜I7の出力が0電位になる。
Here, in the seventh-order
上記スイッチSW1〜SW7は、略同時にON/OFF制御される。そのタイミングとしては、電源電圧が供給され量子化器Qの出力が初段積分器I1に負帰還され、ΔΣ変調動作が開始されると同時にONする一方、このスイッチSW1〜SW7のONにより積分器I1〜I7の出力を0電位にした後すぐにOFFする。或いは、電源電圧が供給される時点では既にONされており、積分器I1〜I7の出力を0電位にした後すぐにOFFすることも可能である。 The switches SW1 to SW7 are ON / OFF controlled substantially simultaneously. As for the timing, the power supply voltage is supplied and the output of the quantizer Q is negatively fed back to the first-stage integrator I1 and is turned on simultaneously with the start of the ΔΣ modulation operation, while the integrator I1 is turned on by turning on the switches SW1 to SW7. Turns OFF immediately after setting the output of ~ I7 to 0 potential. Alternatively, the power supply voltage is already turned on when the power supply voltage is supplied, and can be turned off immediately after the outputs of the integrators I1 to I7 are set to zero potential.
ここで0電位とは、量子化器Qの量子化閾値レベルと同じであり、この7次ΔΣ変調回路10が±電源電圧で動作する場合はGND電位であり、片電源電圧Vddで動作する場合はVdd/2とするとよい。また、上記の電源電圧とは、ΔΣ変調回路を動作させるために供給する図示しない電源電圧を示している。この電源電圧は、上述のように、±電源の場合と片電源の場合とがある。
Here, the zero potential is the same as the quantization threshold level of the quantizer Q. When the seventh-order
このようにすることによって、ΔΣ変調動作開始時に各積分器I1〜I7の出力を加算する加算器K5の出力を、量子化器Qの量子化閾値と略同レベルにすることができ、ΔΣ変調動作開始時から既に安定した変調動作を行うことができる。 In this way, the output of the adder K5 that adds the outputs of the integrators I1 to I7 at the start of the ΔΣ modulation operation can be made substantially the same level as the quantization threshold value of the quantizer Q. A stable modulation operation can be performed from the start of the operation.
このように、本実施の形態の7次ΔΣ変調回路10では、スイッチSW1〜SW7及び接地11によって、ΔΣ変調動作を開始する際のリセット動作として、各積分器I1〜I7の出力を全て0出力となるようにする。
As described above, in the seventh-order
それゆえ、7次ΔΣ変調回路10の量子化器Qの出力が初段積分器I1に負帰還され、ΔΣ変調動作を開始する際に、量子化器Qに入力される各積分器I1〜I7の出力の加算信号は、量子化器Qの量子化閾値と略同レベルになっているので、既に収束・安定したΔΣ変調動作を行うことができ、7次ΔΣ変調回路10が動作開始時に発振状態を起こすことはない。
Therefore, the output of the quantizer Q of the seventh-order
したがって、ΔΣ変調動作開始時に安定した変調動作を行うことができ、7次ΔΣ変調回路10の発振状態を回避でき、ノイズや過電流発生を回避し得る7次ΔΣ変調回路10を提供することができる。
〔実施の形態2〕
本発明の他の実施の形態について図2ないし図4に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、本実施の形態において説明すること以外の構成は、前記実施の形態1と同じである。また、説明の便宜上、前記の実施の形態1の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
Accordingly, it is possible to provide a seventh-order
[Embodiment 2]
The following will describe another embodiment of the present invention with reference to FIGS. Configurations other than those described in the present embodiment are the same as those in the first embodiment. For convenience of explanation, members having the same functions as those shown in the drawings of the first embodiment are given the same reference numerals, and explanation thereof is omitted.
本実施の形態では、ΔΣ変調装置を備えたデジタルアンプについて説明する。 In the present embodiment, a digital amplifier provided with a ΔΣ modulation device will be described.
本実施の形態のデジタルアンプとしての1ビットデジタルアンプ20は、図2に示すように、加算器K1と、ΔΣ変調部21と、スイッチング部22と、定電圧電源23と、ローパスフィルター24と、減衰器25と、遅延器26とからなっている。なお、上記スイッチング部22及び定電圧電源23は、本発明のスイッチング増幅手段としての機能を備えている。
As shown in FIG. 2, a 1-bit
上記1ビットデジタルアンプ20では、ΔΣ変調部21の後述する量子化器Qから出力される信号を制御信号として、パワーMOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor:金属酸化膜半導体型電界効果トランジスタ)等の高速スイッチング可能な素子にてブリッジ回路を構成したスイッチング部22によって、定電圧電源23からの定電圧をスイッチング増幅する。スイッチング増幅された信号は、ローパスフィルター24を通り、アナログ音声信号となり音声再生される。
In the 1-bit
また、上記スイッチング部22から出力された信号は、減衰器25にて減衰され、遅延器26を通り、加算器K1に返されることにより、ΔΣ変調部21の後述する初段積分器I1へ負帰還される。
The signal output from the switching
上記のΔΣ変調部21は、図3示すように、例えば、7次ΔΣ変調回路30からなっている。すなわち、7次ΔΣ変調回路30は、積分器I1〜I7を7段に縦続接続したものからなっており、各積分器I1〜I7の出力を加算器K5にて加算し、量子化器Qから1ビット信号を出力するようになっている。ただし、7次ΔΣ変調回路30では、量子化器Qの出力を、初段積分器I1に負帰還させる負帰還ループが無いものである。なお、本実施の形態では、積分器I1〜I7を7段に縦続接続したものからなっているが、必ずしもこれに限らず、他の複数段でもよい。
As shown in FIG. 3, the
ここで、本実施の形態の7次ΔΣ変調回路30では、各積分器I1〜I7の出力がスイッチSW1〜SW7を介して、接地31されている。なお、上記スイッチSW1〜SW7及び接地31は、本発明の積分器出力制御手段としての機能を有している。これにより、縦続接続された積分器I1〜I7の出力に対して、スイッチSW1〜SW7をONすることによって、積分器I1〜I7の出力が0電位になる。
Here, in the seventh-order
上記スイッチSW1〜SW7は、略同時にON/OFF制御される。そのタイミングとしては、まず、ΔΣ変調部21に電源電圧が供給されると略同時にONし、積分器I1〜I7の出力を0電位にする。そして、スイッチング部22に定電圧電源23からの定電圧が供給されると同時にOFFする。ここで、0電位とは、量子化器Qの量子化閾値レベルと同じであり、この7次ΔΣ変調回路30が、±電源電圧で動作する場合はGND電位であり、片電源電圧Vddで動作する場合はVdd/2とするとよい。スイッチSW1〜SW7をOFFした後は、図2に示すように、スイッチング増幅された信号が、減衰器25及び遅延器26を通り、ΔΣ変調部21である7次ΔΣ変調回路30の初段積分器I1に負帰還され、入力信号に対してΔΣ変調を開始する。
The switches SW1 to SW7 are ON / OFF controlled substantially simultaneously. As the timing, first, when the power supply voltage is supplied to the
このようにすることによって、ΔΣ変調動作開始時に、各積分器I1〜I7の出力を加算する加算器K5の出力を、量子化器Qの量子化閾値とほぼ同レベルにすることができ、ΔΣ変調動作開始時から既に安定した変調動作を行うことができる。 By doing this, at the start of the ΔΣ modulation operation, the output of the adder K5 that adds the outputs of the integrators I1 to I7 can be made substantially the same level as the quantization threshold of the quantizer Q, and ΔΣ A stable modulation operation can already be performed from the start of the modulation operation.
ここで、7次ΔΣ変調回路30では、各積分器I1〜I7の出力をスイッチSW1〜SW7を介して接地31することにより、スイッチSW1〜SW7をONすることによって、積分器I1〜I7の出力が0電位になるようにしている。
Here, in the seventh-order
しかしながら、ΔΣ変調動作開始時における各積分器I1〜I7の出力を加算する加算器K5の出力を、量子化器Qの量子化閾値とほぼ同レベルにすることと、等価の効果を得るためには、必ずしも各積分器I1〜I7のそれぞれの出力を0電位にしておく必要はない。 However, in order to obtain an equivalent effect by setting the output of the adder K5, which adds the outputs of the integrators I1 to I7 at the start of the ΔΣ modulation operation, to substantially the same level as the quantization threshold of the quantizer Q. Does not necessarily require the respective outputs of the integrators I1 to I7 to be at zero potential.
例えば、図4に示すように、量子化器Qから加算器K1に帰還する帰還経路41を設け、その帰還経路41に遅延器Zとスイッチング制御手段としてのスイッチSW0とを設けて、このスイッチSW0をON/OFF制御する7次ΔΣ変調回路40とすることが可能である。
For example, as shown in FIG. 4, a
上記7次ΔΣ変調回路40におけるスイッチSW0をON/OFF制御するタイミングは、以下のようにする。
The timing for ON / OFF control of the switch SW0 in the seventh-order
まず、図2に示すΔΣ変調部21に電源電圧が供給される。この時、スイッチSW0は閉じてONしている。そして、スイッチング部22に定電圧電源23からの定電圧が供給され、スイッチング増幅された信号が、減衰器25及び遅延器Zを通り、ΔΣ変調部21の初段積分器I1に負帰還されると同時にスイッチSW0をOFFする。
First, a power supply voltage is supplied to the
このように、ΔΣ変調部21に電源電圧が供給されて、スイッチSW0をONしていることによって、スイッチング部22に定電圧を供給してスイッチング増幅を行う前に、既に7次ΔΣ変調回路40は安定動作領域に入っており、安定動作を行ったままスイッチSW0をOFFした時点に、スイッチング部22からの負帰還によるΔΣ変調動作に移行できる。
As described above, since the power supply voltage is supplied to the
以上のように、本実施の形態の1ビットデジタルアンプ20では、デジタルアンプを構成するΔΣ変調部21つまり7次ΔΣ変調回路30についても、スイッチSW1〜SW7及び接地31が、スイッチング部22及び定電圧電源23によるスイッチング増幅を開始する前に、該7次ΔΣ変調回路30の各積分器I1〜I7の出力を全て0出力にする。
As described above, in the 1-bit
それゆえ、ΔΣ変調動作を開始する際に、量子化器Qに入力される各積分器I1〜I7の加算信号は、量子化器Qの量子化閾値と略同レベルになっているので、既に収束・安定したΔΣ変調動作を行うことができ、7次ΔΣ変調回路30が動作開始時に発振状態を起こすことはなく、デジタルアンプとして、発振状態によるノイズ・過電流の発生をなくすことができる。
Therefore, when the ΔΣ modulation operation is started, the added signals of the integrators I1 to I7 input to the quantizer Q are at substantially the same level as the quantization threshold of the quantizer Q. A converged and stable ΔΣ modulation operation can be performed, and the seventh-order
したがって、ΔΣ変調動作開始時に安定した変調動作を行うことができ、7次ΔΣ変調回路30の発振状態を回避でき、ノイズや過電流発生を回避し得る1ビットデジタルアンプ20を提供することができる。
Therefore, it is possible to provide a 1-bit
また、本実施の形態の1ビットデジタルアンプ20では、デジタルアンプを構成するΔΣ変調部21つまり7次ΔΣ変調回路40について、該7次ΔΣ変調回路40の量子化器Qの出力を、ON/OFF制御可能なスイッチSW0を通して初段積分器I1に負帰還させる帰還経路41を設け、スイッチング増幅を開始する前には、量子化器Qが負帰還できるようにスイッチSW0をONしておき、スイッチング増幅開始後に量子化器Qの出力の負帰還の帰還経路41を切るように、スイッチSW0をOFFする。
Further, in the 1-bit
それゆえ、この方法によっても、ΔΣ変調動作を開始する際に、7次ΔΣ変調回路40はすでに量子化器Qからの負帰還を受けて、収束・安定したΔΣ変調動作を行う安定動作領域になっており、安定動作領域のままスイッチング部22からの負帰還による、ΔΣ変調動作に移行することができる。したがって、スイッチング部22からの負帰還によるΔΣ変調動作移行時、つまり、デジタルアンプを構成する7次ΔΣ変調回路40のΔΣ変調動作開始時に、発振状態を起こすことはなく、発振状態によるノイズ・過電流の発生をなくすことができる。
Therefore, also in this method, when the ΔΣ modulation operation is started, the seventh-order
したがって、ΔΣ変調動作開始時に安定した変調動作を行うことができ、7次ΔΣ変調回路40の発振状態を回避でき、ノイズや過電流発生を回避し得る1ビットデジタルアンプ20を提供することができる。
Therefore, it is possible to provide a 1-bit
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範囲に含まれる。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible within the scope shown in the claims, and the present invention can be obtained by appropriately combining technical means disclosed in different embodiments. Such embodiments are also included in the technical scope of the present invention.
本発明は、ΔΣ変調により1ビット信号を得て、その1ビット信号を利用して、音声再生等を行うΔΣ変調装置及びデジタルアンプに利用することができる。 The present invention can be used for a ΔΣ modulation apparatus and a digital amplifier that obtain a 1-bit signal by ΔΣ modulation and perform audio reproduction or the like using the 1-bit signal.
10 7次ΔΣ変調回路
11 接地(積分器出力制御手段)
I1〜I7 積分器
20 1ビットデジタルアンプ(デジタルアンプ)
21 ΔΣ変調部
22 スイッチング部(スイッチング増幅手段)
23 定電圧電源(スイッチング増幅手段)
24 ローパスフィルター
25 減衰器
26 遅延器
30 7次ΔΣ変調回路
31 接地
40 7次ΔΣ変調回路
41 帰還経路
K1〜K5 加算器
Q 量子化器
SW0 スイッチ(スイッチング制御手段)
SW1〜SW7 スイッチ(積分器出力制御手段)
10 7th-order
I1 to
21
23 Constant voltage power supply (switching amplification means)
24 Low-
SW1 to SW7 switch (integrator output control means)
Claims (1)
上記ΔΣ変調回路は、
上記量子化器の出力を初段積分器に負帰還させる帰還経路と、
この帰還経路中に設けられてこの経路を断接制御可能なスイッチング制御手段とを備える一方、
上記スイッチング制御手段は、上記スイッチング増幅手段によるスイッチング増幅を開始する前には、上記量子化器の出力が負帰還できるように帰還経路を接続状態にしておく一方、スイッチング増幅開始直後に、帰還経路を切断状態にすることを特徴とするデジタルアンプ。 The output of the quantizer in a delta-sigma modulation circuit having a cascaded multistage integrator and a quantizer is switching-amplified by a switching amplification means, and the switching-amplified output signal is passed through a low-pass filter. In the digital amplifier that outputs the analog reproduction signal and simultaneously attenuates the switching amplified pulse output signal through an attenuator and negatively feeds back the attenuated pulse output signal to the first-stage integrator of the ΔΣ modulation circuit.
The ΔΣ modulation circuit is
A feedback path for negatively feeding back the output of the quantizer to the first-stage integrator;
While provided with a switching control means provided in the return path and capable of controlling connection / disconnection of the path,
The switching control means sets the feedback path in a connected state so that the output of the quantizer can be negatively fed back before starting the switching amplification by the switching amplification means, while immediately after starting the switching amplification, A digital amplifier characterized by having a disconnected state.
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