JP4535901B2

JP4535901B2 - オーディオ増幅器

Info

Publication number: JP4535901B2
Application number: JP2005038602A
Authority: JP
Inventors: 要典境
Original assignee: New Japan Radio Co Ltd
Current assignee: New Japan Radio Co Ltd
Priority date: 2005-02-16
Filing date: 2005-02-16
Publication date: 2010-09-01
Anticipated expiration: 2025-02-16
Also published as: JP2006229388A

Description

本発明は、動作停止時に発生するボツ音の防止を図ったオーディオ増幅器に関するものである。

従来より使用されているボツ音低減対策を施したオーディオ増幅器の基本的な構成を図３にそって概略的に説明する。この種の回路としてはスイッチオペアンプを有した構成のものが知られている。図３において、ＩＮＶ１〜ＩＮＶ３はインバータ、ＳＷ１、ＳＷ２はスイッチ、ＡＭＰはスイッチオペアンプである。このスイッチオペアンプＡＭＰは、過渡信号出力用の電圧ホロワアンプＡＭＰ１と、入力オーディオ信号を増幅する信号増幅アンプＡＭＰ２と、アンプＡＭＰ１とＡＭＰ２を切り替えるスイッチＳＷ３と、両アンプＡＭＰ１，ＡＭＰ２に共通の電流源Ｉ１とからなる。ＳＤは動作モード制御端子、ＳＩＧはオーディオ入力信号ＳＩＧの端子、ＯＵＴは出力端子、Ｒ１〜Ｒ６は抵抗、Ｃ１〜Ｃ３はコンデンサである。

スイッチＳＷ１，ＳＷ２はインバータＩＮＶ３の出力電圧Ｖ３がＨレベルでオフ、Ｌレベルでオンとなる。スイッチＳＷ３はコンデンサＣ１の電圧Ｖ１がしきい値以上で信号増幅アンプＡＭＰ２に、しきい値未満で電圧ホロアアンプＡＭＰ１に、それぞれ電流源Ｉ１を接続するよう切り替わるが、その動作は緩慢に行われ、電流源Ｉ１がアンプＡＭＰ１，ＡＭＰ２の両側に同時に接続される期間が存在する。電流源Ｉ１はインバータＩＮＶ３の出力電圧Ｖ３がＨレベルで非動作状態（カット）、Ｌレベルで動作状態となる。

さて、動作モード制御端子ＳＤをＬレベルにしているときは、インバータＩＮＶ３の出力電圧Ｖ３がＨレベルになり、電流源Ｉ１が非動作となってスイッチオペアンプＡＭＰが非動作となり、出力端子ＯＵＴに信号は現れない。このとき、スイッチＳＷ１，ＳＷ２もオフとなり、電圧Ｖ１，Ｖ２はともに０Ｖである。

動作モード制御端子ＳＤをＨレベルにすると、インバータＩＮＶ３の出力電圧Ｖ３がＬレベルになり、電流源Ｉ１が動作状態なって、スイッチオペアンプＡＭＰが動作状態となる。また、スイッチＳＷ１，ＳＷ２がオンとなり、電圧Ｖ１，Ｖ２が０Ｖから立上る。このとき、電圧Ｖ１がしきい値未満である間は、スイッチＳＷ３が電圧ホロワアンプＡＭＰ１側に接続され、徐々に立ち上がるコンデンサＣ２の電圧Ｖ２がその電圧ホロワアンプＡＭＰ１によって出力電圧Ｖｏとして出力端子ＯＵＴに現れる。このとき、Ｖ２＝Ｖｏ＝Ｖ４となっている。この後、コンデンサＣ１の電圧がしきい値以上に到達すると、スイッチＳＷ３が信号増幅アンプＡＭＰ２側に切り替わり、オーディオ入力信号ＳＩＧを増幅した電圧が出力電圧Ｖｏとして出力端子ＯＵＴに現れる。コンデンサＣ１の電圧Ｖ１がしきい値以上に到達したとき、電圧Ｖ２は完全に立ち上がっていて、この電圧がＶ４として信号増幅アンプＡＭＰ２に入力しているので、切り替え時に出力電圧Ｖｏが変動することはない。

このように、動作の開始時には、所定の時定数で立ち上がるコンデンサＣ２の電圧Ｖ２が電圧ホロワアンプＡＭＰ１によって出力電圧Ｖｏとして出力し、所定時間経過後にスイッチオペアンプＡＭＰが電圧ホロワアンプＡＭＰ１から信号増幅アンプＡＭＰ２に切り替わって、この後はオーディオ入力信号ＳＩＧに応じた出力電圧Ｖｏが出力するので、動作立上り時のボツ音が防止される。また、電圧ホロワアンプＡＭＰ１から信号増幅アンプＡＭＰ２への切り替え時には、その切り替えが緩慢に行われ、しかも出力電圧Ｖｏが電圧Ｖ４として信号増幅アンプＡＭＰ２に入力しているので、スイッチＳＷ３の切り替えによるボツ音発生もない。

ところが、この図３の増幅器では、上記のように動作の立上りの後に、動作モード制御端子ＳＤをＬレベルにしたとき、インバータＩＮＶ３の出力電圧Ｖ３が直ちにＨレベルに変化するので、スイッチオペアンプＡＭＰの電流源Ｉ１が直ちに非動作となり、スイッチオペアンプＡＭＰが非動作となって、出力電圧Ｖｏが瞬時に立下り、ボツ音が発生する。

本発明の目的は、動作の立下り時にボツ音が発生しないようにしたオーディオ増幅器を提供することである。

上記課題を解決するために、請求項１にかかる発明は、出力側が出力端子に共通接続され、一方が選択動作される電圧ホロワアンプおよび信号増幅アンプを有し、前記信号増幅アンプは前記出力端子から帰還がかけられたスイッチオペアンプと、動作開始制御時に充電回路に切り替わり動作停止制御時に放電回路に切り替わり、その出力電圧がしきい値以上で前記信号増幅アンプを選択動作させ、しきい値未満で前記電圧ホロワアンプを選択動作させるよう前記スイッチオペアンプを切替制御する第１の積分回路と、充電回路又は放電回路として動作しその出力電圧が前記スイッチオペアンプの前記電圧ホロワアンプの入力電圧となる第２の積分回路と、前記第１の積分回路が放電回路として動作するとき、その電圧が前記しきい値より低い第１の電圧を下回ると前記第２の積分回路を放電回路に切り替える第１の制御回路と、前記第２の積分回路が放電回路として動作するとき、その電圧が第２の電圧を下回ると前記スイッチオペアンプの電流源を非動作にする第２の制御回路と、を具備することを特徴とする。

請求項２にかかる発明は、請求項１に記載のオーディオ増幅器において、前記第１の制御回路は、前記動作開始制御時に前記第１の積分回路の電圧に関わらず前記第２の積分回路を充電回路に切り替え、前記第２の制御回路は、前記動作開始制御時に前記第２の積分回路の電圧に関わらず前記スイッチオペアンプの前記電流源を動作状態に切り替えることを特徴とする。

以上から本発明のオーディオ増幅器によれば、動作停止時にはスイッチオペアンプが信号増幅アンプから電圧ホロワアンプに切り替わり、その電圧ホロワアンプに入力する徐々に低下する電圧が出力し、その後に、スイッチオペアンプの電流源が非動作になり動作が停止するので、動作停止時のボツ音発生を防止することができる。

図１は本発明の増幅器の実施例の構成を示すブロック図である。図１において、ＩＮＶ１〜ＩＮＶ７はインバータ、ＮＯＲ１，ＮＯＲ２はノア回路、ＣＯＭＰ１，ＣＯＭＰ２は比較器、ＶＲ１，ＶＲ２は基準電圧、Ｒ１〜Ｒ６は抵抗、Ｃ１〜Ｃ３はコンデンサ、ＳＷ１，ＳＷ２はスイッチ、ＡＭＰはスイッチオペアンプである。このスイッチオペアンＡＭＰは、過渡信号出力用の電圧ホロワアンプＡＭＰ１と、入力オーディオ信号を増幅する信号増幅アンプＡＭＰ２と、アンプＡＭＰ１とＡＭＰ２を切り替えるスイッチＳＷ３と、両アンプＡＭＰ１，ＡＭＰ２に共通の電流源Ｉ１とからなる。ＳＤは動作モード制御端子、ＳＩＧはオーディオ入力信号ＳＩＧの端子、ＯＵＴは出力端子である。

スイッチＳＷ１はインバータＩＮＶ３の出力電圧がＨレベルでオフ、Ｌレベルでオンとなる。スイッチＳＷ２はノア回路ＮＯＲ１の出力電圧がＨレベルでオフ、Ｌレベルでオンとなる。スイッチＳＷ３はコンデンサＣ１の電圧Ｖ１がしきい値以上で信号増幅アンプＡＭＰ２に、しきい値未満で電圧ホロアアンプＡＭＰ１に、それぞれ電流源Ｉ１を接続するよう切り替わるが、その動作は緩慢に行われ、電流源Ｉ１がアンプＡＭＰ１，ＡＭＰ２の両側に同時に接続される期間が存在する。電流源Ｉ１はノア回路ＮＯＲ２の出力電圧Ｖ３がＨレベルで非動作状態（カット）、Ｌレベルで動作状態となる。

なお、請求項との関係では、スイッチＳＷ１、抵抗Ｒ１，Ｒ２、コンデンサＣ１が第１の積分回路を構成する。また、スイッチＳＷ２、抵抗Ｒ３，Ｒ４、コンデンサＣ２が第２の積分回路を構成する。また、基準電圧ＶＲ１、比較器ＣＯＭＰ１、インバータＩＮＶ５、ノア回路ＮＯＲ１が第１の制御回路を構成する。また、基準電圧ＶＲ２、比較器ＣＯＭＰ２、インバータＩＮＶ７、ノア回路ＮＯＲ２が第２の制御回路を構成する。

さて、動作モード制御端子ＳＤがＨレベルになると、インバータＩＮＶ３の出力がＬレベルになり、スイッチＳＷ１がオンしてコンデンサＣ１の電圧Ｖ１が０Ｖから立ち上がる。また、ノア回路ＮＯＲ１の出力もＬレベルになりコンデンサＣ２の電圧が０Ｖから立ち上がる。さらに、ノア回路ＮＯＲ２の出力電圧Ｖ３もＬレベルになり電流源Ｉ１が動作する。電圧Ｖ１がしきい値未満の間はスイッチＳＷ３では電圧ホロワアンプＡＭＰ１に電流源Ｉ１が接続され、徐々に立ち上がるコンデンサＣ２の電圧Ｖ２がその電圧ホロワアンプＡＭＰ１によって出力電圧Ｖｏとして出力端子ＯＵＴに現れる。このとき、Ｖ２＝Ｖｏ＝Ｖ４となっている。この後、コンデンサＣ１の電圧Ｖ１がしきい値以上に到達すると、スイッチＳＷ３が信号増幅アンプＡＭＰ２側に切り替わり、オーディオ入力信号ＳＩＧを増幅した電圧が出力電圧Ｖｏとして出力端子ＯＵＴに現れる。コンデンサＣ１の電圧Ｖ１がしきい値以上に達したとき、電圧Ｖ２は完全に立ち上がっていて、この電圧がＶ４として信号増幅アンプＡＭＰ２に入力しているので、切り替え時に出力電圧Ｖｏが変動することはない。この間、インバータＩＮＶ５，ＩＮＶ７の出力はそれがＨレベル、Ｌレベルに拘わらず、回路動作に影響を与えない。

次に、動作モード制御端子ＳＤがＬレベルになると、インバータＩＮＶ３の出力がＨレベルになり、スイッチＳＷ１がオフしてコンデンサＣ１の電圧Ｖ１が最高レベルから徐々に立ち下がる。直後は、コンデンサＣ１の電圧Ｖ１は基準電圧ＶＲ１よりも高いので、比較器ＣＯＭＰ１の出力はＬレベル、インバータＩＮＶ５の出力はＨレベルであり、ノア回路ＮＯＲ１の出力はＬレベルとなって、スイッチＳＷ２はオン状態を保持する。よって、コンデンサＣ２の電圧Ｖ２は最高レベルとなっている。また、インバータＩＮＶ６の出力はＨレベル、ノア回路ＮＯＲ２の出力電圧Ｖ３はＬレベルで電流源Ｉ１が動作している。このため、オーディオ入力信号ＳＩＧが信号増幅アンプＡＭＰ２で増幅され電圧Ｖｏとなって出力端子ＯＵＴから出力している状態が継続される。

コンデンサＣ１の電圧Ｖ１の立ち下がりが進行してしきい値以下になると、スイッチＳＷ３が電流源Ｉ１を電圧ホロワアンプＡＭＰ１側に切り替えるので、出力電圧ＶｏはＶ２に切り替わる。この切り替わりは緩慢に行われるので、ボツ音が出る程度に出力電圧Ｖｏが大きく変動することはない。コンデンサＣ１の電圧Ｖ１が立ち下がりがさらに進行して基準電圧ＶＲ１よりも低下すると、比較器ＣＯＭＰ１の出力がＨレベル、インバータＩＮＶ５の出力がＬレベルとなり、ノア回路ＮＯＲ１の出力がＨレベルとなって、スイッチＳＷ２がオフとなる。このため、コンデンサＣ２の電圧Ｖ２が徐々に立ち下がり、出力電圧Ｖｏには徐々に低下する電圧Ｖ２が現れる。

コンデンサＣ２の電圧Ｖ２が立ち下がりが進行して基準電圧ＶＲ２よりも低下すると、比較器ＣＯＭＰ２の出力がＨレベル、インバータＩＮＶ７の出力がＬレベルとなり、ノア回路ＮＯＲ２の出力がＨレベルとなって、電流源Ｉ１が非動作となり、完全動作停止状態となる。

このように、動作の停止時には、スイッチオペアンプＡＭＰが信号増幅アンプＡＭＰ２から電圧ホロワアンプＡＭＰ１に切り替わって、その後所定の時定数で立ち下がるコンデンサＣ２の電圧Ｖ２がこの電圧ホロワアンプＡＭＰ１によって出力電圧Ｖｏとして出力し、さらにその電圧Ｖ２が基準電圧ＶＲ２を下回ると、電流源Ｉ１が非動作になるので、動作立下り時のボツ音が防止される。また、信号増幅アンプＡＭＰ２から電圧ホロワアンプＡＭＰ１への切り替え時には、その切り替えが緩慢に行われ、スイッチＳＷ３の切り替えによるボツ音発生もない。

以上の動作の波形を図２に示した。ＡＭＰ１電流、ＡＭＰ２電流はそれぞれ動作電流であり、切り替え時（例えば、時刻Ｔ２〜Ｔ３）のある期間にはＡＭＰ１，ＡＭＰ２に同時に電流が流れている。時刻Ｔ１で動作モード制御端子ＳＤがＨレベルになると、出力電圧Ｖｏとして、ゆっくり立ち上がる電圧Ｖ２が出力し、時刻Ｔ４で動作モード制御端子ＳＤがＬレベルになると、出力電圧Ｖｏとして、時刻Ｔ５からゆっくり立ち下がる電圧Ｖ２が出力している。

本発明のオーディオ増幅器の実施例のブロック図である。図１のオーディオ増幅器の動作波形図である。従来のオーディオ増幅器のブロック図である。

符号の説明

ＡＭＰ：スイッチオペアンプ
ＡＭＰ１：電圧ホロワアンプ
ＡＭＰ２：信号増幅アンプ

Claims

出力側が出力端子に共通接続され、一方が選択動作される電圧ホロワアンプおよび信号増幅アンプを有し、前記信号増幅アンプは前記出力端子から帰還がかけられたスイッチオペアンプと、
動作開始制御時に充電回路に切り替わり動作停止制御時に放電回路に切り替わり、その出力電圧がしきい値以上で前記信号増幅アンプを選択動作させ、しきい値未満で前記電圧ホロワアンプを選択動作させるよう前記スイッチオペアンプを切替制御する第１の積分回路と、
充電回路又は放電回路として動作しその出力電圧が前記スイッチオペアンプの前記電圧ホロワアンプの入力電圧となる第２の積分回路と、
前記第１の積分回路が放電回路として動作するとき、その電圧が前記しきい値より低い第１の電圧を下回ると前記第２の積分回路を放電回路に切り替える第１の制御回路と、
前記第２の積分回路が放電回路として動作するとき、その電圧が第２の電圧を下回ると前記スイッチオペアンプの電流源を非動作にする第２の制御回路と、
を具備することを特徴とするオーディオ増幅器。
請求項１に記載のオーディオ増幅器において、
前記第１の制御回路は、前記動作開始制御時に前記第１の積分回路の電圧に関わらず前記第２の積分回路を充電回路に切り替え、
前記第２の制御回路は、前記動作開始制御時に前記第２の積分回路の電圧に関わらず前記スイッチオペアンプの前記電流源を動作状態に切り替えることを特徴とするオーディオ増幅器。