JP4582351B2 - Pulse width modulation circuit - Google Patents

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Description

本発明は、例えばスイッチングアンプ等に適用されるパルス幅変調回路に関する。   The present invention relates to a pulse width modulation circuit applied to, for example, a switching amplifier.

図14は、下記先行出願1において本出願人が開示するパルス幅変調回路を示すブロック図である。このパルス幅変調回路901は、オーディオ信号eSに基づく電流Ic+Δiに基づいて、クロック信号MCLKの第1期間T1で第1積分回路C1を充電し、一定のバイアス電流Idに基づいて第2期間T2で第1積分回路C1の電圧を放電させるとともに、第2積分回路C2を充電し、バイアス電流Idに基づいて第3期間T3で第2積分回路C2の電圧を放電させる。   FIG. 14 is a block diagram showing a pulse width modulation circuit disclosed by the present applicant in the following prior application 1. The pulse width modulation circuit 901 charges the first integration circuit C1 in the first period T1 of the clock signal MCLK based on the current Ic + Δi based on the audio signal eS, and in the second period T2 based on the constant bias current Id. The voltage of the first integration circuit C1 is discharged, the second integration circuit C2 is charged, and the voltage of the second integration circuit C2 is discharged in the third period T3 based on the bias current Id.

そして、第2期間T2が開始されてから第1積分回路C1の電圧が基準電圧Vrefに到達するまでの時間を検出するともに、第3期間T3が開始されてから第2積分回路C2の電圧が基準電圧Vrefに到達するまでの時間を検出する。第1積分回路C1の電圧が基準電圧Vrefに到達してから第3期間T3が開始されるまで第1積分回路C1の電圧を維持するとともに、第2積分回路C2の電圧が基準電圧Vrefに到達してから第4期間T4が開始されるまで第2積分回路C2の電圧を維持する。第1及び第2積分回路C1,C2の電圧が基準電圧Vrefに到達するまでの時間に基づいて、当該時間のパルス幅を有するパルス信号を生成する。   Then, the time from when the second period T2 is started until the voltage of the first integrating circuit C1 reaches the reference voltage Vref is detected, and after the third period T3 is started, the voltage of the second integrating circuit C2 is The time until the reference voltage Vref is reached is detected. The voltage of the first integrating circuit C1 is maintained until the third period T3 starts after the voltage of the first integrating circuit C1 reaches the reference voltage Vref, and the voltage of the second integrating circuit C2 reaches the reference voltage Vref. Then, the voltage of the second integrating circuit C2 is maintained until the fourth period T4 is started. Based on the time until the voltage of the first and second integration circuits C1 and C2 reaches the reference voltage Vref, a pulse signal having a pulse width of the time is generated.

ここで、パルス幅変調回路901は、オーディオ用のスイッチングアンプに適用されるものであるが、スイッチングアンプはパルス波形の電力を増幅するものであり、原理的に不要輻射問題が生じやすい。一例として、ラジオの受信妨害がある。この対策の一つとして、キャリア周波数を切り換えることが考えられる。上記のパルス幅変調回路901においては、変調キャリア周波数は入力クロック信号の周波数の2倍となるので、入力クロック信号の周波数を切り換えることで不要輻射の問題を解決できる。   Here, the pulse width modulation circuit 901 is applied to an audio switching amplifier, but the switching amplifier amplifies the power of the pulse waveform, and in principle, an unnecessary radiation problem is likely to occur. An example is radio reception interference. One possible countermeasure is to switch the carrier frequency. In the pulse width modulation circuit 901 described above, the modulation carrier frequency is twice the frequency of the input clock signal, so that the problem of unnecessary radiation can be solved by switching the frequency of the input clock signal.

しかし、クロック信号の周波数を変更すると、図15に示すように、充放電を行う第1および第2積分回路C1,C2の最大充電電圧(充電終了時の電圧値)が変化する。充電可能電圧の最大値は電源電圧VCCであるので、オーディオ信号eSが無信号の時の(つまり無変調時の)最大充電電圧Vaが充電可能電圧の1/2の電圧(すなわち、(VCC+Vref)/2)よりも大きい場合、充電電圧が制限されクリップが生じ、その結果、正常なPWM波形が出力されないという問題がある。   However, when the frequency of the clock signal is changed, as shown in FIG. 15, the maximum charging voltage (voltage value at the end of charging) of the first and second integrating circuits C1 and C2 that perform charging and discharging changes. Since the maximum value of the chargeable voltage is the power supply voltage VCC, the maximum charge voltage Va when the audio signal eS is no signal (that is, no modulation) is half the chargeable voltage (that is, (VCC + Vref)). If it is greater than / 2), the charging voltage is limited and clipping occurs, resulting in a problem that a normal PWM waveform is not output.

以下、この問題を詳細に説明する。図15は、クロック信号MCLKの周波数を変更した際の第1積分回路C1の充電電圧波形を示す図であり、(a)はクロック信号MCLKが通常の周波数である第1周波数である場合を、(b)はクロック信号MCLKが第1周波数よりも低周波数である第2周波数である場合を、(c)はクロック信号MCLKが第1周波数よりも高周波数である第3周波数である場合をそれぞれ示す。なお、図15において、波形(1)はオーディオ信号eSが無信号の場合を示し、波形(2)はオーディオ信号eSの振幅値が正で最大の値の場合を示す。また、信号φ1は、クロック信号に同期しており、ハイレベルの時にスイッチSW1をオン状態にして第1積分回路C1を充電させ、ローレベルの時にスイッチSW1をオフ状態にして第1積分回路C1を充電させない信号である。   Hereinafter, this problem will be described in detail. FIG. 15 is a diagram illustrating a charging voltage waveform of the first integration circuit C1 when the frequency of the clock signal MCLK is changed. FIG. 15A illustrates a case where the clock signal MCLK is a first frequency that is a normal frequency. (B) shows a case where the clock signal MCLK is a second frequency which is lower than the first frequency, and (c) shows a case where the clock signal MCLK is a third frequency which is higher than the first frequency. Show. In FIG. 15, a waveform (1) shows a case where the audio signal eS is no signal, and a waveform (2) shows a case where the amplitude value of the audio signal eS is a positive and maximum value. The signal φ1 is synchronized with the clock signal. When the signal φ1 is high level, the switch SW1 is turned on to charge the first integrating circuit C1, and when it is low level, the switch SW1 is turned off to turn the first integrating circuit C1. Is a signal that does not charge.

図15(a)に示すように、クロック信号MCLKの周波数が第1周波数(基準周波数)であるとき、オーディオ信号eSが無信号の場合の第1積分回路C1の最大充電電圧Vaは、第1積分回路C1の充電可能電圧の1/2以下の電圧になっており、その結果、オーディオ信号eSの振幅値が正で最大の値であっても、第1積分回路C1の最大充電電圧は電源電圧VCCに達しない。従って、第1積分回路C1の充電電圧がクリップすることはなく、正常なPWM波形を出力することができる。   As shown in FIG. 15A, when the frequency of the clock signal MCLK is the first frequency (reference frequency), the maximum charging voltage Va of the first integration circuit C1 when the audio signal eS is no signal is the first As a result, even if the amplitude value of the audio signal eS is positive and maximum, the maximum charging voltage of the first integrating circuit C1 is the power supply. The voltage VCC is not reached. Therefore, the charging voltage of the first integration circuit C1 is not clipped, and a normal PWM waveform can be output.

次に、図15(b)に示すように、クロック信号MCLKの周波数が第2周波数であるとき、第1積分回路C1への充電時間が長くなるため、オーディオ信号eSが無信号の場合の第1積分回路C1の最大充電電圧Vaは、第1積分回路C1の充電可能電圧の1/2よりも大きい電圧になっており、その結果、オーディオ信号eSの振幅値が正で最大の値のときに、第1積分回路C1の最大充電電圧は電源電圧VCCを越えることになる(破線参照)。従って、この場合に、第1積分回路C1の充電電圧が制限されて、クリップすることによって、正常なPWM波形を出力することができなくなる。   Next, as shown in FIG. 15B, when the frequency of the clock signal MCLK is the second frequency, the charging time for the first integrating circuit C1 becomes long, so that the first case where the audio signal eS is no signal is used. The maximum charging voltage Va of the 1 integrating circuit C1 is a voltage larger than ½ of the chargeable voltage of the first integrating circuit C1, and as a result, the amplitude value of the audio signal eS is positive and maximum. In addition, the maximum charging voltage of the first integrating circuit C1 exceeds the power supply voltage VCC (see broken line). Therefore, in this case, the charging voltage of the first integration circuit C1 is limited, and it becomes impossible to output a normal PWM waveform by clipping.

次に、図15(c)に示すように、クロック信号MCLKの周波数が第3周波数であるとき、オーディオ信号eSが無信号の場合の第1積分回路C1の最大充電電圧Vaは、第1積分回路C1の充電可能電圧の1/2以下の電圧になっており、その結果、オーディオ信号eSの振幅値が正で最大の値であっても、第1積分回路C1の最大充電電圧は電源電圧VCCに達しない。従って、第1積分回路C1の充電電圧がクリップすることはなく、正常なPWM波形を出力することができる。   Next, as shown in FIG. 15C, when the frequency of the clock signal MCLK is the third frequency, the maximum charging voltage Va of the first integration circuit C1 when the audio signal eS is no signal is the first integration voltage. As a result, even if the amplitude value of the audio signal eS is positive and maximum, the maximum charging voltage of the first integrating circuit C1 is the power supply voltage. VCC is not reached. Therefore, the charging voltage of the first integration circuit C1 is not clipped, and a normal PWM waveform can be output.

特開2004−320097号 [先行出願1]特願2007−11251号[Patent Application 1] Japanese Patent Application No. 2007-111251

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、上記のパルス幅変調回路において、クロック信号の周波数を変化させた場合であっても、正常なPWM波形を出力することができるパルス幅変調回路を提供することである。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to output a normal PWM waveform even when the frequency of the clock signal is changed in the pulse width modulation circuit. It is to provide a pulse width modulation circuit that can.

本発明の好ましい実施形態によるパルス幅変調回路は、入力信号に基づく電流に基づいて所定のクロック信号の半周期である第1期間において第1積分回路における電圧を変化させ、一定のバイアス電流に基づいて前記第1期間とは半周期ずれた前記第1期間に続く第2期間において前記第1積分回路における電圧を前記第1期間における増減方向と逆向きに変化させるとともに、前記入力信号に基づく電流に基づいて前記第1積分回路とは異なる第2積分回路における電圧を変化させ、前記バイアス電流に基づいて前記第2期間とは半周期ずれた前記第2期間に続く第3期間において前記第2積分回路における電圧を前記第2期間における増減方向と逆向きに変化させる電圧制御回路と、前記第2期間が開始されてから前記第1積分回路における電圧が所定の基準電圧に到達するまでの時間を検出する第1検出回路と、前記第3期間が開始されてから前記第2積分回路における電圧が所定の基準電圧に到達するまでの時間を検出する第2検出回路と、前記第1積分回路における電圧が前記基準電圧に到達してから前記第3期間が開始されるまで前記第1積分回路における電圧を前記基準電圧に維持する第1電圧維持回路と、前記第2積分回路における電圧が前記基準電圧に到達してから前記第3期間とは半周期ずれた前記第3期間に続く第4期間が開始されるまで前記第2積分回路における電圧を前記基準電圧に維持する第2電圧維持回路と、前記第1検出回路及び第2検出回路から前記クロック信号の半周期ごとに交互に繰り返し出力される時間に基づいて、当該時間のパルス幅を有するパルス信号を生成するパルス信号生成回路と、前記クロック信号の周波数を、少なくとも、第1周波数と第1周波数よりも低周波数である第2周波数とに切り換える周波数制御手段と、前記クロック信号の周波数が第2周波数である場合に、前記第1積分回路および前記第2積分回路の充電可能電圧を、前記クロック信号の周波数が第1周波数である場合の充電可能電圧よりも大きい値に切り換える充電可能電圧切換手段とを備える。   The pulse width modulation circuit according to a preferred embodiment of the present invention changes the voltage in the first integration circuit in a first period which is a half cycle of a predetermined clock signal based on a current based on an input signal, and based on a constant bias current. In the second period following the first period shifted by a half cycle from the first period, the voltage in the first integration circuit is changed in the opposite direction to the increase / decrease direction in the first period, and the current based on the input signal Based on the second integration circuit, the voltage in the second integration circuit different from the first integration circuit is changed, and the second period in the third period following the second period shifted from the second period by a half cycle based on the bias current. A voltage control circuit that changes the voltage in the integration circuit in the opposite direction to the increase / decrease direction in the second period; and the first integration circuit after the second period is started. A first detection circuit that detects a time until the voltage reaches a predetermined reference voltage, and a time from when the third period starts until the voltage in the second integration circuit reaches the predetermined reference voltage. A second detection circuit for detecting, and a first voltage for maintaining the voltage in the first integration circuit at the reference voltage until the third period starts after the voltage in the first integration circuit reaches the reference voltage A sustain circuit and a second integration circuit in the second integration circuit until a fourth period starting from the third period shifted from the third period after the voltage in the second integration circuit reaches the reference voltage is started. A second voltage maintaining circuit that maintains a voltage at the reference voltage, and a pulse of the time based on a time that is alternately output from the first detection circuit and the second detection circuit every half cycle of the clock signal. A pulse signal generation circuit that generates a pulse signal having frequency control means for switching a frequency of the clock signal to at least a first frequency and a second frequency that is lower than the first frequency; When the frequency is the second frequency, the chargeable voltage of the first integration circuit and the second integration circuit is switched to a value larger than the chargeable voltage when the frequency of the clock signal is the first frequency. Possible voltage switching means.

クロック信号の周波数が低周波数の場合に、第1積分回路および第2積分回路への充電時間が長くなるが、第1積分回路および第2積分回路の充電可能電圧を大きくすることによって、入力信号の振幅が最大のときにも、第1積分回路および第2積分回路の最大充電電圧が充電可能電圧を越え電圧波形がクリップすることを防止できる。従って、クロック信号の周波数が低周波数の場合にも、正常なPWM波形を出力することができる。   When the frequency of the clock signal is low, the charging time for the first integrating circuit and the second integrating circuit becomes long, but by increasing the chargeable voltage of the first integrating circuit and the second integrating circuit, the input signal It is possible to prevent the voltage waveform from being clipped because the maximum charging voltage of the first integrating circuit and the second integrating circuit exceeds the chargeable voltage even when the amplitude of the first integrating circuit is maximum. Therefore, a normal PWM waveform can be output even when the frequency of the clock signal is low.

好ましい実施形態においては、前記充電可能電圧が、前記第1検出回路および前記第2検出回路における、電源電圧と前記基準電圧との差であり、前記充電可能電圧切換手段が、前記クロック信号の周波数が第2周波数である場合に、前記基準電圧を、前記クロック信号の周波数が第1周波数である場合の前記基準電圧よりも小さい値に切り換える基準電圧切換回路を有する。   In a preferred embodiment, the chargeable voltage is a difference between a power supply voltage and the reference voltage in the first detection circuit and the second detection circuit, and the chargeable voltage switching unit is configured to change the frequency of the clock signal. A reference voltage switching circuit that switches the reference voltage to a value smaller than the reference voltage when the frequency of the clock signal is the first frequency.

クロック信号の周波数が低周波数の場合に、基準電圧を小さい値に切り換えることにより、充電可能電圧を大きくすることができる。   When the frequency of the clock signal is low, the chargeable voltage can be increased by switching the reference voltage to a small value.

好ましい実施形態においては、前記充電可能電圧が、前記第1検出回路および前記第2検出回路における、電源電圧と前記基準電圧との差であり、前記充電可能電圧切換手段が、前記クロック信号の周波数が第2周波数である場合に、前記電源電圧を、前記クロック信号の周波数が第1周波数である場合の前記電源電圧よりも大きい値に切り換える電源電圧切換回路を有する。   In a preferred embodiment, the chargeable voltage is a difference between a power supply voltage and the reference voltage in the first detection circuit and the second detection circuit, and the chargeable voltage switching unit is configured to change the frequency of the clock signal. A power supply voltage switching circuit that switches the power supply voltage to a value greater than the power supply voltage when the frequency of the clock signal is the first frequency.

クロック信号の周波数が低周波数の場合に、電源電圧を大きい値に切り換えることにより、充電可能電圧を大きくすることができる。   When the frequency of the clock signal is low, the chargeable voltage can be increased by switching the power supply voltage to a large value.

本発明の別の好ましい実施形態によるパルス幅変調回路は、入力信号に基づく電流に基づいて所定のクロック信号の半周期である第1期間において第1積分回路における電圧を変化させ、一定のバイアス電流に基づいて前記第1期間とは半周期ずれた前記第1期間に続く第2期間において前記第1積分回路における電圧を前記第1期間における増減方向と逆向きに変化させるとともに、前記入力信号に基づく電流に基づいて前記第1積分回路とは異なる第2積分回路における電圧を変化させ、前記バイアス電流に基づいて前記第2期間とは半周期ずれた前記第2期間に続く第3期間において前記第2積分回路における電圧を前記第2期間における増減方向と逆向きに変化させる電圧制御回路と、前記第2期間が開始されてから前記第1積分回路における電圧が所定の基準電圧に到達するまでの時間を検出する第1検出回路と、前記第3期間が開始されてから前記第2積分回路における電圧が所定の基準電圧に到達するまでの時間を検出する第2検出回路と、 前記第1積分回路における電圧が前記基準電圧に到達してから前記第3期間が開始されるまで前記第1積分回路における電圧を前記基準電圧に維持する第1電圧維持回路と、前記第2積分回路における電圧が前記基準電圧に到達してから前記第3期間とは半周期ずれた前記第3期間に続く第4期間が開始されるまで前記第2積分回路における電圧を前記基準電圧に維持する第2電圧維持回路と、前記第1検出回路及び第2検出回路から前記クロック信号の半周期ごとに交互に繰り返し出力される時間に基づいて、当該時間のパルス幅を有するパルス信号を生成するパルス信号生成回路と、前記クロック信号の周波数を、少なくとも、第1周波数と第1周波数よりも低周波数である第2周波数とに切り換える周波数制御手段と、前記クロック信号の周波数が第2周波数である場合に、前記第1積分回路および前記第2積分回路の充電時および放電時の電圧変化量を、前記クロック信号の周波数が第1周波数である場合の電圧変化よりも小さくする電圧変化量切換手段とを備える。   According to another preferred embodiment of the present invention, a pulse width modulation circuit changes a voltage in a first integration circuit in a first period which is a half cycle of a predetermined clock signal based on a current based on an input signal, and a constant bias current. Based on the first period, the voltage in the first integration circuit is changed in the direction opposite to the increase / decrease direction in the first period in the second period following the first period shifted by a half cycle from the first period, and the input signal The voltage in the second integration circuit different from the first integration circuit is changed based on the current based on, and in the third period following the second period shifted from the second period by a half cycle based on the bias current. A voltage control circuit for changing the voltage in the second integration circuit in the direction opposite to the increase / decrease direction in the second period, and the first integration time after the second period is started. A first detection circuit that detects a time until the voltage at the second reference circuit reaches a predetermined reference voltage; and a time from when the third period starts until the voltage at the second integration circuit reaches the predetermined reference voltage. A second detection circuit for detecting, and a first voltage for maintaining the voltage in the first integration circuit at the reference voltage until the third period starts after the voltage in the first integration circuit reaches the reference voltage A sustain circuit and a second integration circuit in the second integration circuit until a fourth period starting from the third period shifted from the third period after the voltage in the second integration circuit reaches the reference voltage is started. A second voltage maintaining circuit that maintains a voltage at the reference voltage, and a time that is repeatedly output from the first detecting circuit and the second detecting circuit alternately every half cycle of the clock signal. A pulse signal generation circuit for generating a pulse signal having a pulse width; frequency control means for switching a frequency of the clock signal to at least a first frequency and a second frequency that is lower than the first frequency; and the clock When the frequency of the signal is the second frequency, the voltage change amount when the first integration circuit and the second integration circuit are charged and discharged, and the voltage change when the frequency of the clock signal is the first frequency Voltage change amount switching means for reducing the voltage change amount.

クロック信号の周波数が低周波数の場合に、第1積分回路および第2積分回路への充電時間が長くなるが、第1積分回路および第2積分回路の充電時および放電時の電圧変化量(すなわち、単位時間当たりの電圧変化量、電圧波形の傾き)を小さくすることによって、入力信号の振幅が最大のときにも、第1積分回路および第2積分回路の最大充電電圧が充電可能電圧可能を越えて電圧波形がクリップすることを防止できる。従って、クロック信号の周波数が低周波数の場合にも、正常なPWM波形を出力することができる。   When the frequency of the clock signal is low, the charging time for the first integrating circuit and the second integrating circuit becomes long, but the amount of voltage change during charging and discharging of the first integrating circuit and the second integrating circuit (that is, By reducing the voltage change amount per unit time and the slope of the voltage waveform, the maximum charging voltage of the first integrating circuit and the second integrating circuit can be charged even when the amplitude of the input signal is maximum. It is possible to prevent the voltage waveform from being clipped. Therefore, a normal PWM waveform can be output even when the frequency of the clock signal is low.

好ましい実施形態においては、前記電圧変化量切換手段が、前記クロック信号の周波数が第2周波数である場合に、前記第1積分回路および前記第2積分回路の容量を、前記クロック信号の周波数が第1周波数である場合の容量よりも大きい値に切り換える容量切換回路を有する。   In a preferred embodiment, the voltage change amount switching means is configured such that when the frequency of the clock signal is the second frequency, the capacitance of the first integration circuit and the second integration circuit is set to be the frequency of the clock signal. It has a capacity switching circuit for switching to a value larger than the capacity in the case of one frequency.

クロック信号の周波数が低周波数である場合に、第1積分回路および第2積分回路の容量を大きくすることにより、充放電時間を決定する時定数が大きくなるので、第1積分回路および第2積分回路の充電時および放電時の電圧変化量を小さくすることができる。   When the frequency of the clock signal is low, the time constant for determining the charge / discharge time is increased by increasing the capacities of the first integration circuit and the second integration circuit. Therefore, the first integration circuit and the second integration circuit The amount of voltage change during circuit charging and discharging can be reduced.

好ましい実施形態においては、前記電圧変化量切換手段が、前記クロック信号の周波数が第2周波数である場合に、前記入力信号に基づく電流および前記バイアス電流を、前記クロック信号の周波数が第1周波数である場合の前記入力信号に基づく電流および前記バイアス電流よりもそれぞれ小さい値に切り換える電流切換回路を有する。   In a preferred embodiment, when the frequency of the clock signal is the second frequency, the voltage change amount switching means indicates the current based on the input signal and the bias current, and the frequency of the clock signal is the first frequency. A current switching circuit for switching to a value smaller than the current based on the input signal and the bias current in a certain case is provided.

クロック信号の周波数が低周波数である場合に、入力信号に基づく電流(充電用電流)およびバイアス電流(放電用電流)を小さくすることにより、第1積分回路および第2積分回路の充電時および放電時の電圧変化量を小さくすることができる。   When the frequency of the clock signal is low, by reducing the current (charging current) and the bias current (discharging current) based on the input signal, the first integrating circuit and the second integrating circuit are charged and discharged. The amount of voltage change at the time can be reduced.

本発明のさらに別の好ましい実施形態によるパルス幅変調回路は、入力信号に基づく電流に基づいて所定のクロック信号の半周期である第1期間において第1積分回路における電圧を変化させ、一定のバイアス電流に基づいて前記第1期間とは半周期ずれた前記第1期間に続く第2期間において前記第1積分回路における電圧を前記第1期間における増減方向と逆向きに変化させるとともに、前記入力信号に基づく電流に基づいて前記第1積分回路とは異なる第2積分回路における電圧を変化させ、前記バイアス電流に基づいて前記第2期間とは半周期ずれた前記第2期間に続く第3期間において前記第2積分回路における電圧を前記第2期間における増減方向と逆向きに変化させる電圧制御回路と、前記第2期間が開始されてから前記第1積分回路における電圧が所定の基準電圧に到達するまでの時間を検出する第1検出回路と、前記第3期間が開始されてから前記第2積分回路における電圧が所定の基準電圧に到達するまでの時間を検出する第2検出回路と、前記第1積分回路における電圧が前記基準電圧に到達してから前記第3期間が開始されるまで前記第1積分回路における電圧を前記基準電圧に維持する第1電圧維持回路と、前記第2積分回路における電圧が前記基準電圧に到達してから前記第3期間とは半周期ずれた前記第3期間に続く第4期間が開始されるまで前記第2積分回路における電圧を前記基準電圧に維持する第2電圧維持回路と、前記第1検出回路及び第2検出回路から前記クロック信号の半周期ごとに交互に繰り返し出力される時間に基づいて、当該時間のパルス幅を有するパルス信号を生成するパルス信号生成回路と、前記クロック信号の周波数を、少なくとも、第1周波数と第1周波数よりも低周波数である第2周波数とに切り換える周波数制御手段と、前記クロック信号の周波数が第2周波数である場合に、入力信号が無信号であるときの前記第1積分回路および前記第2積分回路の最大充電電圧を、前記第1積分回路および前記第2積分回路の充電可能電圧の1/2以下の電圧に設定する設定手段とを備える。   According to still another preferred embodiment of the present invention, a pulse width modulation circuit changes a voltage in a first integration circuit in a first period which is a half cycle of a predetermined clock signal based on a current based on an input signal, and has a constant bias. Based on the current, the voltage in the first integration circuit is changed in the opposite direction to the increase / decrease direction in the first period in a second period following the first period shifted by a half cycle from the first period, and the input signal In the third period following the second period shifted by a half cycle from the second period based on the bias current, the voltage in the second integration circuit different from the first integration circuit is changed based on the current based on A voltage control circuit that changes a voltage in the second integration circuit in a direction opposite to the increase / decrease direction in the second period, and the first period after the second period is started. A first detection circuit for detecting a time until the voltage in the distribution circuit reaches a predetermined reference voltage; and a time from when the third period starts until the voltage in the second integration circuit reaches the predetermined reference voltage A second detection circuit for detecting time, and a second detection circuit for maintaining the voltage in the first integration circuit at the reference voltage until the third period starts after the voltage in the first integration circuit reaches the reference voltage. 1 voltage maintaining circuit and the second integration until the fourth period starting from the third period shifted from the third period after the voltage in the second integration circuit reaches the reference voltage is started. A second voltage maintaining circuit that maintains the voltage in the circuit at the reference voltage, and a time that is alternately and repeatedly output from the first detection circuit and the second detection circuit every half cycle of the clock signal. A pulse signal generation circuit for generating a pulse signal having a pulse width of: a frequency control means for switching a frequency of the clock signal to at least a first frequency and a second frequency that is lower than the first frequency; When the frequency of the clock signal is the second frequency, the maximum charging voltage of the first integration circuit and the second integration circuit when the input signal is no signal is expressed as the first integration circuit and the second integration circuit. Setting means for setting the voltage to ½ or less of the chargeable voltage.

クロック信号の周波数が低周波数の場合に、第1積分回路および第2積分回路への充電時間が長くなるが、入力信号が無信号であるときの第1積分回路および第2積分回路の最大充電電圧を、第1積分回路および第2積分回路の充電可能電圧の1/2以下の電圧にすることによって、入力信号の振幅が最大のときにも、第1積分回路および第2積分回路の最大充電電圧が充電可能電圧を越え電圧波形がクリップすることを防止できる。従って、クロック信号の周波数が低周波数の場合にも、正常なPWM波形を出力することができる。   When the frequency of the clock signal is low, the charging time for the first integrating circuit and the second integrating circuit becomes long, but the maximum charging of the first integrating circuit and the second integrating circuit when the input signal is no signal is performed. By setting the voltage to ½ or less of the chargeable voltage of the first integration circuit and the second integration circuit, the maximum of the first integration circuit and the second integration circuit can be obtained even when the amplitude of the input signal is maximum. It can be prevented that the charging voltage exceeds the chargeable voltage and the voltage waveform is clipped. Therefore, a normal PWM waveform can be output even when the frequency of the clock signal is low.

本発明によると、入力信号の振幅が最大のときにも、第1積分回路および第2積分回路の最大充電電圧が充電可能電圧を越え電圧波形がクリップすることを防止できる。従って、クロック信号の周波数が低周波数の場合にも、正常なPWM波形を出力することができる。   According to the present invention, even when the amplitude of the input signal is maximum, it is possible to prevent the maximum charging voltage of the first integration circuit and the second integration circuit from exceeding the chargeable voltage and clipping the voltage waveform. Therefore, a normal PWM waveform can be output even when the frequency of the clock signal is low.

以下、本発明の好ましい実施形態について、図面を参照して具体的に説明するが、本発明はこれらの実施形態には限定されない。
[第1実施形態]
図1は、本発明の第1実施形態に係るパルス幅変調(PWM)回路が適用されるスイッチングアンプを示す構成図である。図2は、図1に示すパルス幅変調回路の一実施例を表すブロック回路図である。このスイッチングアンプは、オーディオ信号発生源AUに接続されたパルス幅変調回路1と、スイッチング回路2と、ローパスフィルタ回路3と、正負の電源電圧+EB,−EBを供給する第1電源4及び第2電源5とを備えている。ローパスフィルタ回路3の出力には、負荷RLとしてのスピーカ(図略)が接続されている。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to these embodiments.
[First Embodiment]
FIG. 1 is a configuration diagram showing a switching amplifier to which a pulse width modulation (PWM) circuit according to a first embodiment of the present invention is applied. FIG. 2 is a block circuit diagram showing an embodiment of the pulse width modulation circuit shown in FIG. This switching amplifier includes a pulse width modulation circuit 1 connected to an audio signal generation source AU, a switching circuit 2, a low-pass filter circuit 3, a first power supply 4 that supplies positive and negative power supply voltages + EB and -EB, and a second power supply. And a power source 5. A speaker (not shown) as a load RL is connected to the output of the low-pass filter circuit 3.

パルス幅変調回路1は、オーディオ信号発生源AUから出力された入力信号としてのオーディオ信号eSをパルス幅変調して変調信号PWMoutを生成、出力するものである。パルス幅変調回路1から出力された変調信号PWMoutは、スイッチング回路2に入力される。   The pulse width modulation circuit 1 generates and outputs a modulation signal PWMout by performing pulse width modulation on the audio signal eS as an input signal output from the audio signal generation source AU. The modulation signal PWMout output from the pulse width modulation circuit 1 is input to the switching circuit 2.

スイッチング回路2では、第1電源4及び第2電源5から正負の電源電圧+EB,−EBが供給され、変調された変調信号PWMoutに基づいて、電源電圧+EB,−EBが交互にスイッチングされる。すなわち、スイッチング回路2は、変調信号PWMoutに基づいてオン、オフ動作するスイッチ素子SW−Aと、パルス幅変調回路1から出力される変調信号PWMoutの位相を反転させるインバータ2aと、このインバータ2aによって変調信号PWMoutが反転された変調信号PWMout′に基づいてオン、オフ動作するスイッチ素子SW−Bと、両スイッチ素子SW−A,SW−Bの両端にそれぞれ接続されたダイオードD−A,D−Bとを備えている。   In the switching circuit 2, positive and negative power supply voltages + EB and -EB are supplied from the first power supply 4 and the second power supply 5, and the power supply voltages + EB and -EB are alternately switched based on the modulated modulation signal PWMout. That is, the switching circuit 2 includes a switching element SW-A that is turned on and off based on the modulation signal PWMout, an inverter 2a that inverts the phase of the modulation signal PWMout output from the pulse width modulation circuit 1, and the inverter 2a. Based on the modulation signal PWMout ′ obtained by inverting the modulation signal PWMout, the switch element SW-B is turned on and off, and the diodes DA and D− connected to both ends of the switch elements SW-A and SW-B, respectively. B.

両スイッチ素子SW−A,SW−Bは、変調信号PWMoutと、反転された変調信号PWMout′とによって交互にオン、オフ動作し、スイッチングされた正負の電源電圧+EB,−EBをローパスフィルタ回路3及び負荷RLに対して供給する。   Both switch elements SW-A and SW-B are alternately turned on and off by the modulation signal PWMout and the inverted modulation signal PWMout ′, and the positive and negative power supply voltages + EB and −EB are switched to the low-pass filter circuit 3. And supply to the load RL.

ローパスフィルタ回路3は、コイルL0及びコンデンサC0によるLC回路によって構成されている。ローパスフィルタ回路3は、スイッチング回路2から出力される出力信号の高周波成分を除去して負荷RLに供給する回路であり、例えば60kHzのカットオフ周波数を有する。ローパスフィルタ回路3では、スイッチングされた正負の電源電圧+EB,−EBの高周波成分が除去され、その出力は、負荷RLに供給されることにより音声として負荷RLから出力される。   The low-pass filter circuit 3 is configured by an LC circuit including a coil L0 and a capacitor C0. The low-pass filter circuit 3 is a circuit that removes a high-frequency component of the output signal output from the switching circuit 2 and supplies it to the load RL, and has a cutoff frequency of 60 kHz, for example. In the low-pass filter circuit 3, the high-frequency components of the switched positive and negative power supply voltages + EB and -EB are removed, and the output is supplied from the load RL as a sound by being supplied to the load RL.

パルス幅変調回路1は、図2に示すように、クロック周波数制御部9と、クロック生成回路10と、デッドタイム生成回路11と、立下りエッジ検出回路12と、電圧電流変換回路13と、第1〜第4スイッチSW1〜SW4と、第1及び第2積分回路C1,C2と、放電用バイアス電流源14と、電流バイパス回路15と、信号出力回路16と、基準電圧切換回路18,19とによって構成されている。   As shown in FIG. 2, the pulse width modulation circuit 1 includes a clock frequency control unit 9, a clock generation circuit 10, a dead time generation circuit 11, a falling edge detection circuit 12, a voltage / current conversion circuit 13, 1st to 4th switches SW1 to SW4, 1st and 2nd integrating circuits C1 and C2, a discharging bias current source 14, a current bypass circuit 15, a signal output circuit 16, and reference voltage switching circuits 18 and 19 It is constituted by.

クロック生成回路10は、基準クロック信号MCLKを生成する回路である。基準クロック信号MCLKは、デューティ比がほぼ50%のクロック信号であり、第1及び第2スイッチSW1,SW2を切り換えるための第1及び第2切換信号φ1,φ2の基準信号となるものである。クロック生成回路10は、基準クロック信号MCLKをデッドタイム生成回路11に出力する。なお、クロック生成回路10は、パルス幅変調回路1の外部に設けられ、外部クロック信号として基準クロック信号MCLKをパルス幅変調回路1に対して与えるように構成されていてもよい。   The clock generation circuit 10 is a circuit that generates a reference clock signal MCLK. The reference clock signal MCLK is a clock signal having a duty ratio of approximately 50%, and serves as a reference signal for the first and second switching signals φ1 and φ2 for switching the first and second switches SW1 and SW2. The clock generation circuit 10 outputs the reference clock signal MCLK to the dead time generation circuit 11. The clock generation circuit 10 may be provided outside the pulse width modulation circuit 1 and configured to supply the reference clock signal MCLK to the pulse width modulation circuit 1 as an external clock signal.

デッドタイム生成回路11は、クロック生成回路10からの基準クロック信号MCLKに基づいて、第1切換信号φ1と、この第1切換信号φ1に対して逆位相の関係を有する第2切換信号φ2とを生成する回路である。より詳細には、デッドタイム生成回路11は、第1及び第2切換信号φ1,φ2の出力レベルが同時に一致しないように、第1及び第2切換信号φ1,φ2のレベル反転時を所定時間だけそれぞれ遅らせる回路である。   Based on the reference clock signal MCLK from the clock generation circuit 10, the dead time generation circuit 11 generates a first switching signal φ1 and a second switching signal φ2 having an opposite phase relationship to the first switching signal φ1. This is a circuit to be generated. More specifically, the dead time generating circuit 11 performs the time inversion of the first and second switching signals φ1 and φ2 for a predetermined time so that the output levels of the first and second switching signals φ1 and φ2 do not coincide at the same time. Each circuit is a delay circuit.

すなわち、第1切換信号φ1は、図3(a),(b)に示すように、基準クロック信号MCLKがローレベルからハイレベルに反転するときに所定期間Δtだけ遅れてローレベルからハイレベルに反転する。なお、第1切換信号φ1は、基準クロック信号MCLKがハイレベルからローレベルに反転するとき、同時にハイレベルからローレベルに反転する。一方、第2切換信号φ2は、図3(a),(c)に示すように、基準クロック信号MCLKがハイレベルからローレベルに反転するときに所定期間Δtだけ遅れてローレベルからハイレベルに反転する。なお、第2切換信号φ2は、基準クロック信号MCLKがローレベルからハイレベルに反転するとき、同時にハイレベルからローレベルに反転する。   That is, as shown in FIGS. 3A and 3B, the first switching signal φ1 is delayed from the low level to the high level by a predetermined period Δt when the reference clock signal MCLK is inverted from the low level to the high level. Invert. The first switching signal φ1 is inverted from the high level to the low level simultaneously when the reference clock signal MCLK is inverted from the high level to the low level. On the other hand, as shown in FIGS. 3A and 3C, the second switching signal φ2 is delayed from the low level to the high level by a predetermined period Δt when the reference clock signal MCLK is inverted from the high level to the low level. Invert. Note that the second switching signal φ2 is simultaneously inverted from the high level to the low level when the reference clock signal MCLK is inverted from the low level to the high level.

このようにすれば、第1及び第2切換信号φ1,φ2によって第1及び第2スイッチSW1,SW2がそれぞれオン動作する際、同時にオン動作することが防止され、第1及び第2積分回路C1,C2が同時に充電動作を行うことによりパルス幅変調信号PWMoutの出力に誤差が生じることを防止することができる。第1及び第2切換信号φ1,φ2は、第1及び第2スイッチSW1,SW2にそれぞれ出力される。   In this way, when the first and second switches SW1 and SW2 are turned on by the first and second switching signals φ1 and φ2, respectively, the first and second integration circuits C1 are prevented from being turned on at the same time. , C2 can perform charging operations simultaneously, thereby preventing an error from occurring in the output of the pulse width modulation signal PWMout. The first and second switching signals φ1 and φ2 are output to the first and second switches SW1 and SW2, respectively.

なお、以下の説明では、その便宜のため、図3(a)に示すように、基準クロック信号MCLKが最初にハイレベルになる期間を第1期間T1、続くローレベルの期間を第2期間T2、続くハイレベルの期間を第3期間T3、その後のローレベルの期間を第4期間T4とそれぞれいうことにする。   In the following description, for the sake of convenience, as shown in FIG. 3A, the period in which the reference clock signal MCLK first becomes high level is the first period T1, and the subsequent low level period is the second period T2. The subsequent high level period is referred to as a third period T3, and the subsequent low level period is referred to as a fourth period T4.

図2に戻り、立下りエッジ検出回路12は、後述する第1及び第2RSフリップフロップ回路43,44に出力する第1及び第2セット信号set1,set2を出力する回路である。すなわち、立下りエッジ検出回路12は、デッドタイム生成回路11からの第1及び第2切換信号φ1,φ2のハイレベルからローレベルに反転する際の立下りエッジを検出し、その検出したタイミングを第1及び第2セット信号set1,set2にして第1及び第2RSフリップフロップ回路43,44に出力する回路である。   Returning to FIG. 2, the falling edge detection circuit 12 is a circuit that outputs first and second set signals set <b> 1 and set <b> 2 that are output to first and second RS flip-flop circuits 43 and 44 described later. That is, the falling edge detection circuit 12 detects the falling edge when the first and second switching signals φ1 and φ2 from the dead time generation circuit 11 are inverted from the high level to the low level, and the detected timing is detected. This circuit outputs the first and second set signals set 1 and set 2 to the first and second RS flip-flop circuits 43 and 44.

電圧電流変換回路13は、オーディオ信号発生源AU(図1参照)からパルス幅変調回路1に供給されるオーディオ信号eSを電圧−電流変換する回路である。また、電圧電流変換回路13は、充電用バイアス電流源(図略)を有しており、第1及び第2積分回路C1,C2を基準電圧(例えばグランド電位)に対して充電する回路である。   The voltage-current conversion circuit 13 is a circuit that performs voltage-current conversion on the audio signal eS supplied to the pulse width modulation circuit 1 from the audio signal generation source AU (see FIG. 1). The voltage-current conversion circuit 13 has a charging bias current source (not shown), and is a circuit that charges the first and second integrating circuits C1 and C2 with respect to a reference voltage (for example, ground potential). .

ここで、電圧電流変換回路13における変換コンダクタンスをGmとすると、オーディオ信号eSが電圧電流変換回路13で変換される電流Δiは、Δi=Gm・eSで表すことができる。また、充電用バイアス電流源における充電バイアス電流をIcとすると、第1及び第2積分回路C1,C2に流す電流は、Ic+Gm・eS=Ic+Δiで表すことができる。   Here, when the conversion conductance in the voltage-current conversion circuit 13 is Gm, the current Δi converted from the audio signal eS by the voltage-current conversion circuit 13 can be expressed by Δi = Gm · eS. If the charging bias current in the charging bias current source is Ic, the current flowing through the first and second integrating circuits C1 and C2 can be expressed as Ic + Gm · eS = Ic + Δi.

放電用バイアス電流源14は、供給される負の電源電圧−Vを放電バイアス電流Idに変換する回路である。放電用バイアス電流源14は、後述するように、第3及び第4スイッチSW3,SW4を介して第1及び第2積分回路C1,C2にそれぞれ接続されており、放電バイアス電流Idが第1及び第2積分回路C1,C2から供給されることにより、第1及び第2積分回路C1,C2をマイナス方向に放電する。   The discharge bias current source 14 is a circuit that converts the supplied negative power supply voltage −V into a discharge bias current Id. As will be described later, the discharge bias current source 14 is connected to the first and second integration circuits C1 and C2 via the third and fourth switches SW3 and SW4, respectively. By being supplied from the second integration circuits C1 and C2, the first and second integration circuits C1 and C2 are discharged in the minus direction.

電流バイパス回路15は、ダイオードD1と電圧源17とからなる。電流バイパス回路15は、第1及び第2積分回路C1,C2が電圧電流変換回路13によってプラス方向に充電されず、かつ放電用バイアス電流源14によってマイナス方向に放電されないとき、放電用バイアス電流源14への放電用電流Idが流れる回路である。   The current bypass circuit 15 includes a diode D 1 and a voltage source 17. The current bypass circuit 15 is configured to discharge the bias current source when the first and second integration circuits C1 and C2 are not charged in the positive direction by the voltage-current conversion circuit 13 and are not discharged in the negative direction by the discharge bias current source 14. 14 is a circuit through which a discharging current Id to 14 flows.

第1及び第2スイッチSW1,SW2は、第1及び第2積分回路C1,C2をプラス方向に充電させるためにオン、オフ動作される回路である。第1及び第2スイッチSW1,SW2は、デッドタイム生成回路11から出力される第1及び第2切換信号φ1,φ2に基づいてオン、オフ動作される。すなわち、第1スイッチSW1は、図3(b)に示すように、第1切換信号φ1がハイレベルの状態でオン動作し、第1切換信号φ1がローレベルの状態でオフ動作する。また、第2スイッチSW2は、図3(c)に示すように、第2切換信号φ2がハイレベルの状態でオン動作し、第2切換信号φ2がローレベルの状態でオフ動作する。   The first and second switches SW1 and SW2 are turned on and off to charge the first and second integrating circuits C1 and C2 in the plus direction. The first and second switches SW1, SW2 are turned on and off based on the first and second switching signals φ1, φ2 output from the dead time generation circuit 11. That is, as shown in FIG. 3B, the first switch SW1 is turned on when the first switching signal φ1 is at a high level, and is turned off when the first switching signal φ1 is at a low level. As shown in FIG. 3C, the second switch SW2 is turned on when the second switching signal φ2 is at a high level, and is turned off when the second switching signal φ2 is at a low level.

第3及び第4スイッチSW3,SW4は、放電用バイアス電流源14によって供給される放電バイアス電流Idによって第1及び第2積分回路C1,C2をマイナス方向に放電させるためにオン、オフ動作される回路である。第3及び第4スイッチSW3,SW4は、信号出力回路16からの制御信号φ3,φ4に基づいてオン、オフ動作される。すなわち、第3スイッチSW3は、制御信号φ3がハイレベルの状態でオン動作し、ローレベルの状態でオフ動作する。また、第4スイッチSW4は、制御信号φ4がハイレベルの状態でオン動作し、ローレベルの状態でオフ動作する。制御信号φ3,φ4は、信号出力回路16の後述する第2及び第4NAND回路NA2,NA4から出力される。   The third and fourth switches SW3 and SW4 are turned on and off to discharge the first and second integrating circuits C1 and C2 in the negative direction by the discharge bias current Id supplied by the discharge bias current source 14. Circuit. The third and fourth switches SW3 and SW4 are turned on and off based on the control signals φ3 and φ4 from the signal output circuit 16. That is, the third switch SW3 is turned on when the control signal φ3 is at a high level, and is turned off when the control signal φ3 is at a low level. The fourth switch SW4 is turned on when the control signal φ4 is at a high level and turned off when the control signal φ4 is at a low level. The control signals φ3 and φ4 are output from second and fourth NAND circuits NA2 and NA4, which will be described later, of the signal output circuit 16.

第1及び第2積分回路C1,C2は、それぞれ充電用コンデンサによって構成されており、所定の電荷を蓄えることにより充電し、電荷が放出されることにより放電する回路である。   Each of the first and second integrating circuits C1 and C2 is configured by a charging capacitor, and is a circuit that charges by storing a predetermined charge and discharges by discharging the charge.

具体的には、第1積分回路C1は、第1期間T1(厳密にはデッドタイムである所定時間Δtを除く)において、第1スイッチSW1がオン動作(このとき、第3スイッチSW3はオフ動作)することにより、電圧電流変換回路13から第1積分回路C1に電流が流れ、これによりプラス方向に充電される。また、第1積分回路C1は、次の第2期間T2中において第3スイッチSW3がオン動作(このとき、第1スイッチSW1はオフ動作)することにより、放電用バイアス電流源14からの放電バイアス電流Idによってマイナス方向に放電される。   Specifically, in the first integration circuit C1, the first switch SW1 is turned on (the third switch SW3 is turned off at this time) in the first period T1 (excluding the predetermined time Δt that is strictly a dead time). ), A current flows from the voltage-current conversion circuit 13 to the first integration circuit C1, thereby charging in the positive direction. In addition, the first integrating circuit C1 is configured to turn on the third switch SW3 during the next second period T2 (at this time, the first switch SW1 is turned off). It is discharged in the negative direction by the current Id.

一方、第2積分回路C2は、第1積分回路C1が放電される第2期間T2(厳密にはデッドタイムである所定時間Δtを除く)において、第2スイッチSW2がオン動作(このとき、第4スイッチSW4はオフ動作)することにより、電圧電流変換回路13から第2積分回路C2に電流が流れ、これによりプラス方向に充電される。また、第2積分回路C2は、次の第3期間T3中において第4スイッチSW4がオン動作(この場合、第2スイッチSW2はオフ動作)することにより、放電用バイアス電流源14からの放電バイアス電流Idによってマイナス方向に放電される。   On the other hand, in the second integration circuit C2, the second switch SW2 is turned on (at this time, in the second period T2 during which the first integration circuit C1 is discharged (excluding the predetermined time Δt that is strictly a dead time)). When the 4-switch SW4 is turned off), a current flows from the voltage-current conversion circuit 13 to the second integration circuit C2, and is thereby charged in the plus direction. In addition, the second integration circuit C2 is configured to turn on the fourth switch SW4 during the next third period T3 (in this case, the second switch SW2 is turned off). It is discharged in the negative direction by the current Id.

このように、第1及び第2積分回路C1,C2では、第1及び第2切換信号φ1,φ2のレベルが維持される単位期間(例えば第1期間T1又は第2期間T2)ごとにおいて、交互に充電及び放電が行われる。   As described above, in the first and second integrating circuits C1 and C2, the unit period (for example, the first period T1 or the second period T2) in which the levels of the first and second switching signals φ1 and φ2 are maintained alternately. Charging and discharging are performed.

ここで、第1及び第2積分回路C1,C2の充放電に関する回路接続構成を説明すると、電圧電流変換回路13には、第1及び第2スイッチSW1,SW2の各一端が接続され、第1スイッチSW1の他端は、第1積分回路C1の一端に接続されており、これにより、第1積分回路C1のプラス方向への充電経路が形成される。なお、第1積分回路C1の他端はグランド電位に接続されている。第1積分回路C1の一端は、第3スイッチSW3の一端にも接続され、第3スイッチSW3の他端は、放電用バイアス電流源14に接続されており、これにより、第1積分回路C1のマイナス方向への放電経路が形成される。   Here, the circuit connection configuration relating to charging / discharging of the first and second integrating circuits C1 and C2 will be described. The voltage-current conversion circuit 13 is connected to one end of each of the first and second switches SW1 and SW2, and the first The other end of the switch SW1 is connected to one end of the first integration circuit C1, thereby forming a charging path in the positive direction of the first integration circuit C1. The other end of the first integrating circuit C1 is connected to the ground potential. One end of the first integrating circuit C1 is also connected to one end of the third switch SW3, and the other end of the third switch SW3 is connected to the discharging bias current source 14, and thereby the first integrating circuit C1 A discharge path in the negative direction is formed.

一方、第2スイッチSW2の他端は、第2積分回路C2の一端に接続されており、これにより、第2積分回路C2のプラス方向への充電経路が形成される。なお、第2積分回路C2の他端はグランド電位に接続されている。第2積分回路C2の一端は、第4スイッチSW4の一端にも接続され、第4スイッチSW4の他端は、放電用バイアス電流源14に接続されており、これにより、第2積分回路C2のマイナス方向への放電経路が形成される。   On the other hand, the other end of the second switch SW2 is connected to one end of the second integrating circuit C2, thereby forming a charging path in the positive direction of the second integrating circuit C2. The other end of the second integration circuit C2 is connected to the ground potential. One end of the second integrating circuit C2 is also connected to one end of the fourth switch SW4, and the other end of the fourth switch SW4 is connected to the discharging bias current source 14, thereby allowing the second integrating circuit C2 to A discharge path in the negative direction is formed.

信号出力回路16は、図2に示すように、複数のロジック素子が組み合わされた論理回路からなり、第1及び第2比較回路23,24と、第1及び第2RSフリップフロップ回路43,44と、第5NAND回路NA5とによって構成されている。   As shown in FIG. 2, the signal output circuit 16 includes a logic circuit in which a plurality of logic elements are combined. The signal output circuit 16 includes first and second comparison circuits 23 and 24, first and second RS flip-flop circuits 43 and 44, and And a fifth NAND circuit NA5.

第1比較回路23は、例えば、その正(+)側入力端子が第1積分回路C1の一端に接続され、負(−)側入力端子が基準電圧Vrefの発生源である基準電圧切換回路18に接続されている。第2比較回路24は、その正(+)側入力端子が第2積分回路C2の一端に接続され、負(−)側入力端子が基準電圧Vrefの発生源である基準電圧切換回路19に接続されている。第1比較回路23の出力は、第1RSフリップフロップ回路43にリセット信号res1として入力される。第2比較回路24の出力は、第2RSフリップフロップ回路44にリセット信号res2として入力される。   The first comparison circuit 23 has, for example, a reference voltage switching circuit 18 whose positive (+) input terminal is connected to one end of the first integration circuit C1, and whose negative (−) input terminal is a source of the reference voltage Vref. It is connected to the. The second comparison circuit 24 has a positive (+) side input terminal connected to one end of the second integration circuit C2, and a negative (−) side input terminal connected to the reference voltage switching circuit 19 which is a source of the reference voltage Vref. Has been. The output of the first comparison circuit 23 is input to the first RS flip-flop circuit 43 as the reset signal res1. The output of the second comparison circuit 24 is input to the second RS flip-flop circuit 44 as the reset signal res2.

第1及び第2RSフリップフロップ回路43,44は、第1及び第2比較回路23,24の出力を所定の期間それぞれ保持するための回路である。第1RSフリップフロップ回路43は、第1及び第2NAND回路NA1,NA2が組み合わされて構成され、第1RSフリップフロップ回路43内では、第1及び第2NAND回路NA1,NA2の各出力端子が互いの一方の入力端子に接続されている。   The first and second RS flip-flop circuits 43 and 44 are circuits for holding the outputs of the first and second comparison circuits 23 and 24, respectively, for a predetermined period. The first RS flip-flop circuit 43 is configured by combining the first and second NAND circuits NA1 and NA2. Within the first RS flip-flop circuit 43, each output terminal of the first and second NAND circuits NA1 and NA2 is one of the other. Connected to the input terminal.

第1NAND回路NA1の他方の入力端子は、第1比較回路23の出力に接続され、RSフリップフロップとしてのリセット信号res1が入力される端子であり、第2NAND回路NA2の他方の入力端子は、立下りエッジ検出回路12に接続され、RSフリップフロップとしてのセット信号set1が入力される端子である。また、第2NAND回路NA2の出力端子は、制御信号φ3として第3スイッチSW3に接続されている。   The other input terminal of the first NAND circuit NA1 is connected to the output of the first comparison circuit 23 and is a terminal to which a reset signal res1 as an RS flip-flop is input. The other input terminal of the second NAND circuit NA2 is This terminal is connected to the downstream edge detection circuit 12 and receives a set signal set1 as an RS flip-flop. The output terminal of the second NAND circuit NA2 is connected to the third switch SW3 as the control signal φ3.

一方、第2RSフリップフロップ回路44は、第3及び第4NAND回路NA3,NA4が組み合わされて構成され、第2RSフリップフロップ回路44内では、第3及び第4NAND回路NA3,NA4の各出力端子が互いの一方の入力端子に接続されている。   On the other hand, the second RS flip-flop circuit 44 is configured by combining the third and fourth NAND circuits NA3 and NA4. In the second RS flip-flop circuit 44, the output terminals of the third and fourth NAND circuits NA3 and NA4 are mutually connected. Is connected to one input terminal.

第3NAND回路NA3の他方の入力端子は、第2比較回路24の出力に接続され、RSフリップフロップとしてのリセット信号res2が入力される端子であり、第4NAND回路NA4の他方の入力端子は、立下りエッジ検出回路12に接続され、RSフリップフロップとしてのセット信号set2が入力される端子である。また、第4NAND回路NA4の出力端子は、制御信号φ4として第4スイッチSW4に接続されている。   The other input terminal of the third NAND circuit NA3 is connected to the output of the second comparison circuit 24, and is a terminal to which a reset signal res2 as an RS flip-flop is input. The other input terminal of the fourth NAND circuit NA4 is This terminal is connected to the falling edge detection circuit 12 and receives a set signal set2 as an RS flip-flop. The output terminal of the fourth NAND circuit NA4 is connected to the fourth switch SW4 as the control signal φ4.

第5NAND回路NA5の入力端子には、第1RSフリップフロップ回路43の第1NAND回路NA1の出力端子及び第2RSフリップフロップ回路44の第3NAND回路NA3の出力端子が接続されている。第1NAND回路NA1の出力端子からは、出力信号rsout1が出力され、第3NAND回路NA3の出力端子からは、出力信号rsout2が出力される。第5NAND回路NA5の出力端子からは、パルス幅変調信号PWMoutが出力される。   The output terminal of the first NAND circuit NA1 of the first RS flip-flop circuit 43 and the output terminal of the third NAND circuit NA3 of the second RS flip-flop circuit 44 are connected to the input terminals of the fifth NAND circuit NA5. The output signal rsout1 is output from the output terminal of the first NAND circuit NA1, and the output signal rsout2 is output from the output terminal of the third NAND circuit NA3. The pulse width modulation signal PWMout is output from the output terminal of the fifth NAND circuit NA5.

クロック周波数制御部9は、クロック生成回路10に対して、基準クロック信号MCLKの周波数を変更するように制御する回路である。例えば、クロック周波数制御部9は、基準クロック信号MCLKの周波数を、基準の周波数である第1周波数から、第1周波数よりも低周波数である第2周波数、又は、第1周波数よりも高周波数である第3周波数に変更するよう、クロック生成回路10を制御する。その結果、クロック生成回路10は、クロック周波数制御部9からの制御信号に応じて、周波数が変更された基準クロック信号MCLKを出力する。   The clock frequency control unit 9 is a circuit that controls the clock generation circuit 10 to change the frequency of the reference clock signal MCLK. For example, the clock frequency control unit 9 changes the frequency of the reference clock signal MCLK from the first frequency that is the reference frequency to the second frequency that is lower than the first frequency or higher than the first frequency. The clock generation circuit 10 is controlled to change to a certain third frequency. As a result, the clock generation circuit 10 outputs the reference clock signal MCLK whose frequency has been changed according to the control signal from the clock frequency control unit 9.

また、クロック周波数制御部9は、基準電圧切換回路18,19に対して、第5切換信号φ5を出力する。第5切換信号φ5は、通常はローレベルであって、クロック生成回路10に第2周波数の基準クロック信号MCLKを生成させる期間のみ、ハイレベルに反転する信号である。つまり、第5切換信号は、第1及び第2比較回路23,24の負側入力端子に供給する基準電圧を切り換えるための信号である。   Further, the clock frequency control unit 9 outputs a fifth switching signal φ5 to the reference voltage switching circuits 18 and 19. The fifth switching signal φ5 is normally a low level, and is a signal that is inverted to a high level only during a period in which the clock generation circuit 10 generates the reference clock signal MCLK having the second frequency. That is, the fifth switching signal is a signal for switching the reference voltage supplied to the negative side input terminals of the first and second comparison circuits 23 and 24.

基準電圧切換回路18は、クロック周波数制御部9からの第5切換信号φ5を受けて、第1比較回路23の負側入力端子に供給する基準電圧Vrefを切り換える回路である。基準電圧切換回路18は、基準クロック信号MCLKの周波数が第1又は第3周波数である時は、ローレベルの第5切換信号φ5を受けて、通常の基準電圧である第1基準電圧Vref1を第1比較回路23の負側入力端子に供給する。一方、基準電圧切換回路18は、基準クロック信号MCLKの周波数が第2周波数である(つまり、基準クロック信号MCLKが低周波数である)時は、ハイレベルの第5切換信号φ5を受けて、第1基準電圧Vref1よりも電圧値が小さい第2基準電圧Vref2を第1比較回路23の負側入力端子に供給する。   The reference voltage switching circuit 18 is a circuit that receives the fifth switching signal φ5 from the clock frequency control unit 9 and switches the reference voltage Vref supplied to the negative side input terminal of the first comparison circuit 23. When the frequency of the reference clock signal MCLK is the first or third frequency, the reference voltage switching circuit 18 receives the low-level fifth switching signal φ5 and receives the first reference voltage Vref1 that is a normal reference voltage. 1 is supplied to the negative input terminal of the comparison circuit 23. On the other hand, when the frequency of the reference clock signal MCLK is the second frequency (that is, the reference clock signal MCLK is a low frequency), the reference voltage switching circuit 18 receives the high-level fifth switching signal φ5, The second reference voltage Vref2 having a voltage value smaller than the one reference voltage Vref1 is supplied to the negative side input terminal of the first comparison circuit 23.

基準電圧切換回路18は、抵抗R1〜R3と、第5スイッチSW5とを含む。抵抗R1の一端は電源電圧VCCに接続され、その他端は抵抗R2の一端、第5スイッチSW5の一端、及び、第1比較回路23の負側入力端子に接続されている。抵抗R3の一端は第5スイッチSW5の他端に接続され、その他端は接地電位に接続されている。抵抗R2の他端は接地電位に接続されている。   The reference voltage switching circuit 18 includes resistors R1 to R3 and a fifth switch SW5. One end of the resistor R1 is connected to the power supply voltage VCC, and the other end is connected to one end of the resistor R2, one end of the fifth switch SW5, and the negative input terminal of the first comparison circuit 23. One end of the resistor R3 is connected to the other end of the fifth switch SW5, and the other end is connected to the ground potential. The other end of the resistor R2 is connected to the ground potential.

第5スイッチSW5は、第5切換信号φ5が供給され、第5切換信号φ5がハイレベルのときにオン状態になり、ローレベルのときにオフ状態になる。基準電圧切換回路18は、第5スイッチSW5がオフ状態とされることにより、第1比較回路23の負側入力端子に、第1基準電圧Vref1(Vref1=(VCC×R2)/(R1+R2))を供給する。一方、基準電圧切換回路18は、第5スイッチSW5がオン状態とされることにより、第1比較回路23の負側入力端子に、第2基準電圧Vref2(Vref2=(VCC×R2R3)/(R1R2+R2R3+R3R1))を供給する。   The fifth switch SW5 is supplied with the fifth switching signal φ5 and is turned on when the fifth switching signal φ5 is at a high level, and is turned off when the fifth switching signal φ5 is at a low level. The reference voltage switching circuit 18 has a first reference voltage Vref1 (Vref1 = (VCC × R2) / (R1 + R2)) applied to the negative input terminal of the first comparison circuit 23 when the fifth switch SW5 is turned off. Supply. On the other hand, when the fifth switch SW5 is turned on, the reference voltage switching circuit 18 applies a second reference voltage Vref2 (Vref2 = (VCC × R2R3) / (R1R2 + R2R3 + R3R1) to the negative input terminal of the first comparison circuit 23. )).

基準電圧切換回路19は、クロック周波数制御部9からの第5切換信号φ5を受けて、第2比較回路24の負側入力端子に供給する基準電圧Vrefを切り換える回路である。基準電圧切換回路19は、基準クロック信号MCLKの周波数が第1又は第3周波数である時は、ローレベルの第5切換信号φ5を受けて、通常の基準電圧である第1基準電圧Vref1を第2比較回路24の負側入力端子に供給する。一方、基準電圧切換回路19は、基準クロック信号MCLKの周波数が第2周波数である(つまり、基準クロック信号MCLKが低周波数である)時は、ハイレベルの第5切換信号φ5を受けて、第1基準電圧Vref1よりも電圧値が小さい第2基準電圧Vref2を第2比較回路24の負側入力端子に供給する。   The reference voltage switching circuit 19 is a circuit that receives the fifth switching signal φ5 from the clock frequency control unit 9 and switches the reference voltage Vref supplied to the negative side input terminal of the second comparison circuit 24. When the frequency of the reference clock signal MCLK is the first or third frequency, the reference voltage switching circuit 19 receives the low-level fifth switching signal φ5 and receives the first reference voltage Vref1 that is a normal reference voltage. 2 is supplied to the negative input terminal of the comparison circuit 24. On the other hand, when the frequency of the reference clock signal MCLK is the second frequency (that is, the reference clock signal MCLK is a low frequency), the reference voltage switching circuit 19 receives the high-level fifth switching signal φ5, The second reference voltage Vref2 having a voltage value smaller than the one reference voltage Vref1 is supplied to the negative side input terminal of the second comparison circuit 24.

基準電圧切換回路19は、抵抗R4〜R6と、第6スイッチSW6とを含む。抵抗R4の一端は電源電圧VCCに接続され、その他端は抵抗R5の一端、第6スイッチSW6の一端、及び、第2比較回路24の負側入力端子に接続されている。抵抗R6の一端は第6スイッチSW6の他端に接続され、その他端は接地電位に接続されている。抵抗R5の他端は接地電位に接続されている。   The reference voltage switching circuit 19 includes resistors R4 to R6 and a sixth switch SW6. One end of the resistor R4 is connected to the power supply voltage VCC, and the other end is connected to one end of the resistor R5, one end of the sixth switch SW6, and the negative side input terminal of the second comparison circuit 24. One end of the resistor R6 is connected to the other end of the sixth switch SW6, and the other end is connected to the ground potential. The other end of the resistor R5 is connected to the ground potential.

第6スイッチSW6は、第5切換信号φ5が供給され、第5切換信号φ5がハイレベルのときにオン状態になり、ローレベルのときにオフ状態になる。基準電圧切換回路19は、第6スイッチSW6がオフ状態とされることにより、第2比較回路24の負側入力端子に、第1基準電圧Vref1(Vref1=(VCC×R5)/(R4+R5))を供給する。一方、基準電圧切換回路19は、第6スイッチSW6がオン状態とされることにより、第2比較回路24の負側入力端子に、第2基準電圧Vref2(Vref2=(VCC×R5R6)/(R4R5+R5R6+R6R4))を供給する。   The sixth switch SW6 is supplied with the fifth switching signal φ5 and is turned on when the fifth switching signal φ5 is at a high level, and is turned off when the fifth switching signal φ5 is at a low level. The reference voltage switching circuit 19 has a first reference voltage Vref1 (Vref1 = (VCC × R5) / (R4 + R5)) applied to the negative input terminal of the second comparison circuit 24 when the sixth switch SW6 is turned off. Supply. On the other hand, when the sixth switch SW6 is turned on, the reference voltage switching circuit 19 has a second reference voltage Vref2 (Vref2 = (VCC × R5R6) / (R4R5 + R5R6 + R6R4) applied to the negative input terminal of the second comparison circuit 24. )).

なお、第1,第2比較回路23,24に供給する基準電圧を同一にするため、R1=R4、R2=R5、R3=R6になっている。   In order to make the reference voltages supplied to the first and second comparison circuits 23 and 24 the same, R1 = R4, R2 = R5, and R3 = R6.

ここで、充電期間中に第1,第2積分回路C1,C2に充電される電荷量ΔQcは、充電電流Iとクロック周期TによってΔQc=I*T/2とあらわせる。オーディオ信号eSが無信号の場合I=I1であり、充電期間中の電圧変化量ΔVは第1,第2積分回路C1,C2の容量Cを用いてΔV=ΔQc/C=I1*T/(2*C)で表せる。つまり、充電終了時の第1,第2積分回路C1,C2の電圧値は、コンデンサの容量、充電時間(クロック周波数)、充電電流量の兼ね合いで決まる。本例では、基準クロック信号MCLKが第2周波数のときに、基準電圧Vrefを小さな値に切り換えることによって、第1,第2積分回路C1,C2の充電可能電圧を大きくする。これにより、充電時の電圧上限VCC、基準電圧Vrefとし、無信号時のΔV<=(VCC−Vref)/2の条件(すなわち、無信号時の最大充電電圧Va<=(VCC+Vref)/2の条件)を満たすことで、詳細後述するように、充電電圧が制限されることを防止できる。   Here, the charge amount ΔQc charged in the first and second integrating circuits C1 and C2 during the charging period is expressed as ΔQc = I * T / 2 by the charging current I and the clock cycle T. When the audio signal eS is no signal, I = I1, and the voltage change ΔV during the charging period is ΔV = ΔQc / C = I1 * T / (using the capacitance C of the first and second integration circuits C1 and C2. 2 * C). That is, the voltage values of the first and second integration circuits C1 and C2 at the end of charging are determined by the balance of the capacitor capacity, the charging time (clock frequency), and the charging current amount. In this example, when the reference clock signal MCLK is at the second frequency, the chargeable voltage of the first and second integration circuits C1 and C2 is increased by switching the reference voltage Vref to a small value. Thus, the voltage upper limit VCC at the time of charging and the reference voltage Vref are set, and the condition of ΔV <= (VCC−Vref) / 2 when there is no signal (that is, the maximum charging voltage Va <= (VCC + Vref) / 2 when there is no signal) By satisfying (condition), the charging voltage can be prevented from being limited as will be described in detail later.

以下、パルス幅変調回路1の動作及び作用効果を説明する。まず、パルス幅変調回路1の基本的な動作を説明する。
図4〜図6は、上記パルス幅変調回路1における各信号を示すタイミングチャートである。図4は、オーディオ信号eSが無信号の場合(Gm・eS=0)を示しており、図5は、オーディオ信号eSが正の値の場合を示しており、図6は、オーディオ信号eSが負の場合を示している。
Hereinafter, operations and effects of the pulse width modulation circuit 1 will be described. First, the basic operation of the pulse width modulation circuit 1 will be described.
4 to 6 are timing charts showing respective signals in the pulse width modulation circuit 1. FIG. 4 shows a case where the audio signal eS is no signal (Gm · eS = 0), FIG. 5 shows a case where the audio signal eS is a positive value, and FIG. The negative case is shown.

図4における第1期間T1では、デッドタイム生成回路11からの第1切換信号φ1がハイレベルであるので(図4(b)参照)、これによって第1スイッチSW1がオン動作する。そのため、第1積分回路C1は、電圧電流変換回路13による電流(Ic+Δi)によって、プラス方向に充電される(図4(h)参照)。   In the first period T1 in FIG. 4, since the first switching signal φ1 from the dead time generation circuit 11 is at a high level (see FIG. 4B), the first switch SW1 is turned on. Therefore, the first integration circuit C1 is charged in the plus direction by the current (Ic + Δi) from the voltage-current conversion circuit 13 (see FIG. 4 (h)).

第1切換信号φ1がハイレベルからローレベルに反転されると、第2期間T2に移行し、立下りエッジ検出回路12では、第1切換信号φ1の反転時の立下りを検出し、第1RSフリップフロップ回路43に第1セット信号set1として出力する(図4(d)参照)。   When the first switching signal φ1 is inverted from the high level to the low level, the process proceeds to the second period T2, and the falling edge detection circuit 12 detects the falling edge when the first switching signal φ1 is inverted, and the first RS The first set signal set1 is output to the flip-flop circuit 43 (see FIG. 4D).

第1RSフリップフロップ回路43では、第1セット信号set1として瞬間的にローレベルに変化する信号が入力されると、第2NAND回路NA2は、その出力をローレベルからハイレベルに反転させる。第2NAND回路NA2の出力は、制御信号φ3として第3スイッチSW3に入力されるので(図4(f)参照)、第3スイッチSW3はオン動作する。これにより、第1積分回路C1は、放電用バイアス電流源14によって一定の放電量でマイナス方向に放電される(図4(h)参照)。   In the first RS flip-flop circuit 43, when a signal that instantaneously changes to low level is input as the first set signal set1, the second NAND circuit NA2 inverts its output from low level to high level. Since the output of the second NAND circuit NA2 is input to the third switch SW3 as the control signal φ3 (see FIG. 4F), the third switch SW3 is turned on. As a result, the first integrating circuit C1 is discharged in the negative direction by a constant discharge amount by the discharging bias current source 14 (see FIG. 4H).

また、第1RSフリップフロップ回路43では、第1セット信号set1として瞬間的にローレベルに変化する信号が入力されると、第1NAND回路NA1は、その出力をハイレベルからローレベルに反転させる。第1NAND回路NA1の出力は、出力信号rsout1として第5NAND回路NA5に入力される(図4(l)参照)。   In the first RS flip-flop circuit 43, when a signal that instantaneously changes to the low level is input as the first set signal set1, the first NAND circuit NA1 inverts the output from the high level to the low level. The output of the first NAND circuit NA1 is input to the fifth NAND circuit NA5 as the output signal rsout1 (see FIG. 4L).

第1比較回路23では、第1積分回路C1の端子電圧が負側入力端子に入力される基準電圧Vrefに達するまでマイナス方向に放電され、端子電圧が基準電圧Vrefに達すると、第1比較回路23は、その出力をハイレベルからローレベルに変化させる(図4(j)参照)。第1比較回路23の出力は、第1リセット信号res1として第1RSフリップフロップ回路43に入力される。   In the first comparison circuit 23, the terminal voltage of the first integration circuit C1 is discharged in the negative direction until reaching the reference voltage Vref input to the negative side input terminal, and when the terminal voltage reaches the reference voltage Vref, the first comparison circuit 23 23 changes its output from a high level to a low level (see FIG. 4J). The output of the first comparison circuit 23 is input to the first RS flip-flop circuit 43 as the first reset signal res1.

第1RSフリップフロップ回路43では、第1リセット信号res1がハイレベルからローレベルになると、出力信号rsout1は、逆にローレベルからハイレベルになり、第5NAND回路NA5に入力される(図4(l)参照)。第5NAND回路NA5では、他方の入力端子(rsout2)がハイレベルのため、出力信号rsout1を反転させてパルス幅変調信号PWMoutとしてスイッチング回路2に出力する(図4(n)参照)。   In the first RS flip-flop circuit 43, when the first reset signal res1 changes from the high level to the low level, the output signal rsout1 changes from the low level to the high level and is input to the fifth NAND circuit NA5 (FIG. 4 (l )reference). In the fifth NAND circuit NA5, since the other input terminal (rsout2) is at a high level, the output signal rsout1 is inverted and output to the switching circuit 2 as the pulse width modulation signal PWMout (see FIG. 4 (n)).

一方、第2期間T2においては、デッドタイム生成回路11からの第2切換信号φ2がハイレベルであるので(図4(c)参照)、これによって第2スイッチSW2がオン動作する。そのため、第2積分回路C2は、電圧電流変換回路13による電流(Ic+Δi)によって、プラス方向に充電される(図4(i)参照)。   On the other hand, in the second period T2, since the second switching signal φ2 from the dead time generation circuit 11 is at a high level (see FIG. 4C), the second switch SW2 is turned on. Therefore, the second integration circuit C2 is charged in the plus direction by the current (Ic + Δi) from the voltage-current conversion circuit 13 (see FIG. 4 (i)).

第2切換信号φ2がハイレベルからローレベルに反転されると、第3期間T3に移行し、立下りエッジ検出回路12では、第2切換信号φ2の反転時の立下りを検出し、第2RSフリップフロップ回路44に第2セット信号set2として出力する(図4(e)参照)。   When the second switching signal φ2 is inverted from the high level to the low level, the process proceeds to the third period T3, and the falling edge detection circuit 12 detects the falling edge when the second switching signal φ2 is inverted, and the second RS The signal is output to the flip-flop circuit 44 as the second set signal set2 (see FIG. 4E).

第2RSフリップフロップ回路44では、第2セット信号set2として瞬間的にローレベルに変化する信号が入力されると、第4NAND回路NA4は、その出力をローレベルからハイレベルに反転させる。第4NAND回路NA4の出力は、制御信号φ4として第4スイッチSW4に入力されるので(図4(g)参照)、第4スイッチSW4はオン動作する。これにより、第2積分回路C2は、放電用バイアス電流源14によって一定の放電量でマイナス方向に放電される(図4(i)参照)。   In the second RS flip-flop circuit 44, when a signal that instantaneously changes to the low level is input as the second set signal set2, the fourth NAND circuit NA4 inverts the output from the low level to the high level. Since the output of the fourth NAND circuit NA4 is input to the fourth switch SW4 as the control signal φ4 (see FIG. 4G), the fourth switch SW4 is turned on. As a result, the second integrating circuit C2 is discharged in the negative direction by a constant discharge amount by the discharging bias current source 14 (see FIG. 4 (i)).

また、第2RSフリップフロップ回路44では、第2セット信号set2として瞬間的にローレベルに変化する信号が入力されると、第3NAND回路NA3は、その出力をハイレベルからローレベルに反転させる。第3NAND回路NA3の出力は、出力信号rsout2として第5NAND回路NA5に入力される(図4(m)参照)。   In the second RS flip-flop circuit 44, when a signal that instantaneously changes to the low level is input as the second set signal set2, the third NAND circuit NA3 inverts the output from the high level to the low level. The output of the third NAND circuit NA3 is input to the fifth NAND circuit NA5 as the output signal rsout2 (see FIG. 4 (m)).

第2比較回路24では、第2積分回路C2の端子電圧が負側入力端子に入力される基準電圧Vrefに達するまでマイナス方向に放電され、端子電圧が基準電圧Vrefに達すると、出力をハイレベルからローレベルに変化させる。第2比較回路24の出力は、第2リセット信号res2として第2RSフリップフロップ回路44に入力される(図4(k)参照)。   In the second comparison circuit 24, the terminal voltage of the second integration circuit C2 is discharged in the negative direction until it reaches the reference voltage Vref input to the negative input terminal, and when the terminal voltage reaches the reference voltage Vref, the output is high level. From low to low. The output of the second comparison circuit 24 is input to the second RS flip-flop circuit 44 as the second reset signal res2 (see FIG. 4 (k)).

第2RSフリップフロップ回路44では、第2リセット信号res2がハイレベルからローレベルになると、出力信号rsout2は、逆にローレベルからハイレベルになり、第5NAND回路NA5に入力される(図4(m)参照)。第5NAND回路NA5では、他方の入力端子(rsout1)がハイレベルのため、出力信号rsout2を反転させてパルス幅変調信号PWMoutとしてスイッチング回路2に出力する(図4(n)参照)。   In the second RS flip-flop circuit 44, when the second reset signal res2 changes from the high level to the low level, the output signal rsout2 changes from the low level to the high level and is input to the fifth NAND circuit NA5 (FIG. 4 (m )reference). In the fifth NAND circuit NA5, since the other input terminal (rsout1) is at the high level, the output signal rsout2 is inverted and output to the switching circuit 2 as the pulse width modulation signal PWMout (see FIG. 4 (n)).

図5に示すように、オーディオ信号eSが正の場合には、電流(Ic+Δi)の大きさが大となり、第1又は第2積分回路C1,C2の一端における電圧波形の傾きもオーディオ信号eSが無信号の場合に比べて大となる。そのため、第1又は第2切換信号φ1,φ2のレベルが反転する時点での第1又は第2積分回路C1,C2の端子電圧は、オーディオ信号eSが無信号の場合に比べて、より大きくなり、これらがマイナス方向に放電されるとき、オーディオ信号eSが無信号の場合に比べて、放電が開始されてから基準電圧Vrefに達する時間tが長くなる。したがって、図5(n)に示すように、図4に示したオーディオ信号eSが無信号の場合に比べ、ハイレベルの時間が長いパルス幅変調信号PWMoutが出力される。このように、オーディオ信号eSの振幅に応じたパルス幅変調信号PWMoutが出力されることになる。   As shown in FIG. 5, when the audio signal eS is positive, the magnitude of the current (Ic + Δi) becomes large, and the slope of the voltage waveform at one end of the first or second integrating circuit C1, C2 is also the audio signal eS. Larger than in the case of no signal. Therefore, the terminal voltage of the first or second integrating circuit C1, C2 at the time when the level of the first or second switching signal φ1, φ2 is inverted becomes larger than that in the case where the audio signal eS is no signal. When these are discharged in the minus direction, the time t until the reference voltage Vref is reached after the discharge is started becomes longer than in the case where the audio signal eS is no signal. Therefore, as shown in FIG. 5 (n), compared to the case where the audio signal eS shown in FIG. 4 is no signal, the pulse width modulation signal PWMout having a long high level is output. Thus, the pulse width modulation signal PWMout corresponding to the amplitude of the audio signal eS is output.

また、図6に示すように、オーディオ信号eSが負の場合には、電流(Ic+Δi)の大きさが小となり、第1又は第2積分回路C1,C2の一端における電圧波形の傾きも小となる。そのため、第1又は第2切換信号φ1,φ2のレベルが反転する時点での第1又は第2積分回路C1,C2の端子電圧は、オーディオ信号eSが無信号の場合に比べて、より小さくなり、これらがマイナス方向に放電されるとき、オーディオ信号eSが無信号の場合に比べて、放電が開始されてから基準電圧Vrefに達する時間tが短くなる。したがって、図6(n)に示すように、図4に示したオーディオ信号eSが無信号の場合に比べ、ハイレベルの時間が短いパルス幅変調信号PWMoutが出力される。   As shown in FIG. 6, when the audio signal eS is negative, the magnitude of the current (Ic + Δi) is small, and the slope of the voltage waveform at one end of the first or second integrating circuit C1, C2 is small. Become. Therefore, the terminal voltage of the first or second integrating circuit C1, C2 at the time when the level of the first or second switching signal φ1, φ2 is inverted becomes smaller than that when the audio signal eS is no signal. When these are discharged in the minus direction, the time t until the reference voltage Vref is reached after the discharge is started is shorter than when the audio signal eS is no signal. Therefore, as shown in FIG. 6 (n), the pulse width modulation signal PWMout having a short high level time is output compared to the case where the audio signal eS shown in FIG. 4 is no signal.

ところで、クロック周波数制御部9が、クロック生成回路10に第2周波数の基準クロック信号MCLKを生成させる期間には、第1,第2切換信号φ1,φ2の周期が大きくなる。従って、図5のようにオーディオ信号eSが正の場合には、第1又は第2積分回路C1,C2の充電時間が非常に長くなってしまう。しかし、第1又は第2積分回路C1,C2の充電可能電圧は、電源電圧VCC(上限)−基準電圧Vref(下限)であるので、第1,第2切換信号φ1,φ2のハイレベルの期間が終了する前に、第1又は第2積分回路C1,C2の充電電圧が充電可能電圧の上限である電源電圧VCCに達してしまい、その結果、第1又は第2積分回路C1,C2の充電電圧波形が制限され、正常なPWM波形が出力されない。   Incidentally, the period of the first and second switching signals φ1 and φ2 increases during the period in which the clock frequency control unit 9 causes the clock generation circuit 10 to generate the reference clock signal MCLK having the second frequency. Therefore, when the audio signal eS is positive as shown in FIG. 5, the charging time of the first or second integrating circuit C1, C2 becomes very long. However, since the chargeable voltage of the first or second integration circuit C1, C2 is the power supply voltage VCC (upper limit) -reference voltage Vref (lower limit), the high-level period of the first and second switching signals φ1, φ2 Is completed, the charging voltage of the first or second integrating circuit C1, C2 reaches the power supply voltage VCC which is the upper limit of the chargeable voltage, and as a result, the charging of the first or second integrating circuit C1, C2 is performed. The voltage waveform is limited, and a normal PWM waveform is not output.

そこで、基準クロック信号MCLKが第2周波数である場合には、基準電圧切換回路18,19が、第1,第2比較回路23,24の負側入力端子に供給する基準電圧Vrefを第2基準電圧Vref2に切り換えることで、第1又は第2積分回路C1,C2の充電可能電圧を大きくする。これにより、第1,第2切換信号φ1,φ2のハイレベルの期間が終了する前に、第1又は第2積分回路C1,C2の充電電圧が電源電圧VCCに達することを防止し、正常なPWM波形を出力できるようにする。   Therefore, when the reference clock signal MCLK has the second frequency, the reference voltage Vref supplied by the reference voltage switching circuits 18 and 19 to the negative side input terminals of the first and second comparison circuits 23 and 24 is the second reference. By switching to the voltage Vref2, the chargeable voltage of the first or second integrating circuit C1, C2 is increased. This prevents the charging voltage of the first or second integrating circuit C1, C2 from reaching the power supply voltage VCC before the high-level period of the first and second switching signals φ1, φ2 ends, Enable to output PWM waveform.

ここで、第1基準電圧Vref1、第2基準電圧Vref2は、オーディオ信号eSの振幅値が正の最大値のときの第1,第2積分回路C1,C2の最大充電電圧が電源電圧VCCを越えないような値に設定されており、すなわち、オーディオ信号eSが無信号の時の第1,第2積分回路C1,C2の最大充電電圧(充電終了時の電圧)Vaが、第1,第2積分回路C1,C2の充電可能電圧の1/2以下の電圧(すなわち、(VCC+Vref)/2以下)になるように設定されている。   Here, the first reference voltage Vref1 and the second reference voltage Vref2 are such that the maximum charging voltage of the first and second integration circuits C1 and C2 when the amplitude value of the audio signal eS is a positive maximum value exceeds the power supply voltage VCC. In other words, the maximum charging voltage (voltage at the end of charging) Va of the first and second integrating circuits C1 and C2 when the audio signal eS is no signal is set to the first and second values. The voltage is set to be equal to or less than ½ of the chargeable voltage of the integration circuits C1 and C2 (that is, (VCC + Vref) / 2 or less).

以下、基準電圧切換回路18を例に詳細に説明するが、基準電圧切換回路19についても同様である。図7は、基準クロック信号MCLKの周波数を変更した際の第1積分回路C1の充電電圧波形を示す図であり、(a)は基準クロック信号MCLKが第1周波数である場合を、(b)は基準クロック信号MCLKが第2周波数である場合を、(c)は基準クロック信号MCLKが第3周波数である場合をそれぞれ示す。なお、図7において、波形(1)はオーディオ信号eSが無信号の場合を示し、波形(2)はオーディオ信号eSの振幅値が正で最大の値の場合を示す。   Hereinafter, the reference voltage switching circuit 18 will be described in detail as an example, but the same applies to the reference voltage switching circuit 19. FIG. 7 is a diagram illustrating a charging voltage waveform of the first integrating circuit C1 when the frequency of the reference clock signal MCLK is changed. FIG. 7A illustrates a case where the reference clock signal MCLK has the first frequency. Indicates a case where the reference clock signal MCLK is at the second frequency, and (c) indicates a case where the reference clock signal MCLK is at the third frequency. In FIG. 7, waveform (1) shows the case where the audio signal eS is no signal, and waveform (2) shows the case where the amplitude value of the audio signal eS is positive and the maximum value.

図7(a)に示すように、基準クロック信号MCLKの周波数が第1周波数(基準周波数)であるとき、クロック周波数制御部9は、第5切換信号φ5をローレベルに維持するので、基準電圧切換回路18において、第5スイッチSW5はオフ状態になる。これにより、第1比較回路23の負側入力端子に供給される基準電圧Vrefは、通常の基準電圧である第1基準電圧Vref1に維持される。その結果、第1積分回路C1の充電可能電圧は、通常の電圧であるVCC−Vref1に維持される。しかし、この場合には、基準クロック信号MCLK(つまり、第1切換信号φ1)の周波数が基準周波数であるので、オーディオ信号eSが無信号の場合の第1積分回路C1の最大充電電圧Vaは、第1積分回路C1の充電可能電圧の1/2以下の電圧になっており、その結果、オーディオ信号eSの振幅値が正で最大の値であっても、第1積分回路C1の最大充電電圧は電源電圧VCCに達しない。従って、第1積分回路C1の充電電圧がクリップすることはなく、正常なPWM波形を出力することができる。   As shown in FIG. 7A, when the frequency of the reference clock signal MCLK is the first frequency (reference frequency), the clock frequency control unit 9 maintains the fifth switching signal φ5 at the low level. In the switching circuit 18, the fifth switch SW5 is turned off. Thereby, the reference voltage Vref supplied to the negative side input terminal of the first comparison circuit 23 is maintained at the first reference voltage Vref1, which is a normal reference voltage. As a result, the chargeable voltage of the first integrating circuit C1 is maintained at VCC-Vref1, which is a normal voltage. However, in this case, since the frequency of the reference clock signal MCLK (that is, the first switching signal φ1) is the reference frequency, the maximum charging voltage Va of the first integrating circuit C1 when the audio signal eS is no signal is As a result, even if the amplitude value of the audio signal eS is positive and maximum, the maximum charging voltage of the first integrating circuit C1 is less than half the chargeable voltage of the first integrating circuit C1. Does not reach the power supply voltage VCC. Therefore, the charging voltage of the first integration circuit C1 is not clipped, and a normal PWM waveform can be output.

次に、図7(b)に示すように、基準クロック信号MCLKの周波数が第2周波数(基準周波数よりも低周波数)であるとき、クロック周波数制御部9は、第5切換信号φ5をハイレベルに反転させるので、基準電圧切換回路18において、第5スイッチSW5はオン状態になる。これにより、第1比較回路23の負側入力端子に供給される基準電圧Vrefは、通常の基準電圧Vref1よりも電圧値が小さい第2基準電圧Vref2に切り換えられる。これにより、第1積分回路C1の充電可能電圧(VCC−Vref2)が大きくなり、第1積分回路C1への充電時間が図7(a)よりも長いにも関わらず、オーディオ信号eSが無信号の場合の第1積分回路C1の最大充電電圧Vaは、第1積分回路C1の充電可能電圧の1/2以下の電圧にすることができる。その結果、オーディオ信号eSの振幅値が正で最大の値(波形(2)の場合)であっても、第1積分回路C1の最大充電電圧は電源電圧VCCに達しない。このように、基準クロック信号MCLK(つまり、第1切換信号φ1)の周波数が基準周波数よりも低いために充電時間が増加し第1積分回路C1への最大充電電圧が大きくなるが、電源電圧VCCと基準電圧Vref2との差が十分に大きくなっているので、オーディオ信号eSの振幅値が正で最大の値であっても、第1積分回路C1の充電電圧は電源電圧VCCに達しない。従って、第1積分回路C1の充電電圧がクリップすることはなく、正常なPWM波形を出力することができる。   Next, as shown in FIG. 7B, when the frequency of the reference clock signal MCLK is the second frequency (a frequency lower than the reference frequency), the clock frequency control unit 9 sets the fifth switching signal φ5 to the high level. In the reference voltage switching circuit 18, the fifth switch SW5 is turned on. As a result, the reference voltage Vref supplied to the negative input terminal of the first comparison circuit 23 is switched to the second reference voltage Vref2 having a voltage value smaller than the normal reference voltage Vref1. As a result, the chargeable voltage (VCC-Vref2) of the first integrating circuit C1 is increased, and the audio signal eS is not signaled although the charging time to the first integrating circuit C1 is longer than that in FIG. In this case, the maximum charging voltage Va of the first integration circuit C1 can be set to a voltage equal to or less than ½ of the chargeable voltage of the first integration circuit C1. As a result, even if the amplitude value of the audio signal eS is positive and maximum (in the case of the waveform (2)), the maximum charging voltage of the first integrating circuit C1 does not reach the power supply voltage VCC. Thus, since the frequency of the reference clock signal MCLK (that is, the first switching signal φ1) is lower than the reference frequency, the charging time increases and the maximum charging voltage to the first integrating circuit C1 increases, but the power supply voltage VCC And the reference voltage Vref2 are sufficiently large, the charging voltage of the first integrating circuit C1 does not reach the power supply voltage VCC even if the amplitude value of the audio signal eS is positive and maximum. Therefore, the charging voltage of the first integration circuit C1 is not clipped, and a normal PWM waveform can be output.

次に、図7(c)に示すように、基準クロック信号MCLKの周波数が第3周波数(基準周波数よりも高い)であるとき、クロック周波数制御部9は、第5切換信号φ5をローレベルに維持するので、基準電圧切換回路18において、第5スイッチSW5はオフ状態になる。これにより、第1比較回路23の負側入力端子に供給される基準電圧Vrefは、通常の基準電圧である第1基準電圧Vref1に維持される。しかし、この場合には、基準クロック信号MCLK(つまり、第1切換信号φ1)の周波数が高周波数であるので、オーディオ信号eSが無信号の場合の第1積分回路C1の最大充電電圧Vaは、第1積分回路C1の充電可能電圧の1/2以下の電圧になっており、その結果、オーディオ信号eSの振幅値が正で最大の値であっても、第1積分回路C1の最大充電電圧は電源電圧VCCに達しない。従って、第1積分回路C1の充電電圧がクリップすることはなく、正常なPWM波形を出力することができる。   Next, as shown in FIG. 7C, when the frequency of the reference clock signal MCLK is the third frequency (higher than the reference frequency), the clock frequency control unit 9 sets the fifth switching signal φ5 to the low level. Thus, in the reference voltage switching circuit 18, the fifth switch SW5 is turned off. Thereby, the reference voltage Vref supplied to the negative side input terminal of the first comparison circuit 23 is maintained at the first reference voltage Vref1, which is a normal reference voltage. However, in this case, since the frequency of the reference clock signal MCLK (that is, the first switching signal φ1) is high, the maximum charging voltage Va of the first integrating circuit C1 when the audio signal eS is no signal is As a result, even if the amplitude value of the audio signal eS is positive and maximum, the maximum charging voltage of the first integrating circuit C1 is less than half the chargeable voltage of the first integrating circuit C1. Does not reach the power supply voltage VCC. Therefore, the charging voltage of the first integration circuit C1 is not clipped, and a normal PWM waveform can be output.

なお、第2比較回路24に供給される基準電圧についても、基準電圧切換回路19によって、基準クロック信号MCLKの周波数に応じて、第1基準電圧Vref1と第2基準電圧Vref2とに切り換えられる。従って、第2積分回路C2の充電電圧がクリップすることはなく、正常なPWM波形を出力することができる。   The reference voltage supplied to the second comparison circuit 24 is also switched by the reference voltage switching circuit 19 between the first reference voltage Vref1 and the second reference voltage Vref2 according to the frequency of the reference clock signal MCLK. Therefore, the charging voltage of the second integration circuit C2 is not clipped, and a normal PWM waveform can be output.

[第2実施形態]
第1実施形態では、基準クロック信号の周波数が第2周波数のときに、基準電圧Vrefを第1基準電圧Vref1よりも低電圧である第2基準電圧Vref2に切り換えることによって、第1,第2積分回路C1,C2の充電可能電圧を大きくしているが、本例では、基準クロック信号の周波数が第2周波数のときに、電源電圧VCCを第1電源電圧VCC1よりも大きい第2電源電圧VCC2に切り換えることによって、第1,第2積分回路C1,C2の充電可能電圧(範囲)を大きくする。図8は、本例のパルス幅変調回路201を示すブロック図である。パルス幅変調回路201では、基準電圧Vrefは固定値であって、基準電圧切換回路18,19に替えて、電源電圧切換回路20,21が設けられている。その他の構成については、第1実施形態と同様である。
[Second Embodiment]
In the first embodiment, when the frequency of the reference clock signal is the second frequency, the first and second integrations are performed by switching the reference voltage Vref to the second reference voltage Vref2 that is lower than the first reference voltage Vref1. Although the chargeable voltage of the circuits C1 and C2 is increased, in this example, when the frequency of the reference clock signal is the second frequency, the power supply voltage VCC is changed to the second power supply voltage VCC2 that is higher than the first power supply voltage VCC1. By switching, the chargeable voltage (range) of the first and second integrating circuits C1 and C2 is increased. FIG. 8 is a block diagram showing the pulse width modulation circuit 201 of this example. In the pulse width modulation circuit 201, the reference voltage Vref is a fixed value, and power supply voltage switching circuits 20 and 21 are provided instead of the reference voltage switching circuits 18 and 19. About another structure, it is the same as that of 1st Embodiment.

電源電圧切換回路20は、クロック周波数制御部9からの第5切換信号φ5を受けて、第1比較回路23に供給する電源電圧VCCを切り換える回路である。電源電圧切換回路20は、第1電源電圧VCC1と、第1電源電圧VCC1よりも電圧が大きい第2電源電圧VCC2とを選択的に、第1比較回路23に供給するための第7スイッチSW7を含む。第7スイッチSW7は、第5切換信号φ5がローレベルの時に第1電源電圧VCC1に接続され、第5切換信号φ5がハイレベルの時に第2電源電圧VCC2に接続される。   The power supply voltage switching circuit 20 is a circuit that receives the fifth switching signal φ5 from the clock frequency control unit 9 and switches the power supply voltage VCC supplied to the first comparison circuit 23. The power supply voltage switching circuit 20 includes a seventh switch SW7 for selectively supplying the first power supply voltage VCC1 and the second power supply voltage VCC2 having a voltage higher than the first power supply voltage VCC1 to the first comparison circuit 23. Including. The seventh switch SW7 is connected to the first power supply voltage VCC1 when the fifth switching signal φ5 is at a low level, and is connected to the second power supply voltage VCC2 when the fifth switching signal φ5 is at a high level.

電源電圧切換回路21は、クロック周波数制御部9からの第5切換信号φ5を受けて、第2比較回路24に供給する電源電圧VCCを切り換える回路である。電源電圧切換回路21は、第1電源電圧VCC1と、第1電源電圧VCC1よりも電圧が大きい第2電源電圧VCC2とを選択的に、第2比較回路24に供給するための第8スイッチSW8を含む。第8スイッチSW8は、第5切換信号φ5がローレベルの時に第1電源電圧VCC1に接続され、第5切換信号φ5がハイレベルの時に第2電源電圧VCC2に接続される。   The power supply voltage switching circuit 21 is a circuit that receives the fifth switching signal φ5 from the clock frequency control unit 9 and switches the power supply voltage VCC supplied to the second comparison circuit 24. The power supply voltage switching circuit 21 includes an eighth switch SW8 for selectively supplying the first power supply voltage VCC1 and the second power supply voltage VCC2 having a voltage higher than the first power supply voltage VCC1 to the second comparison circuit 24. Including. The eighth switch SW8 is connected to the first power supply voltage VCC1 when the fifth switching signal φ5 is at a low level, and is connected to the second power supply voltage VCC2 when the fifth switching signal φ5 is at a high level.

ここで、第1電源電圧VCC1、第2電源電圧VCC2は、オーディオ信号eSの振幅値が正の最大値のときの第1,第2積分回路C1,C2の最大充電電圧が電源電圧VCCに達しないような電圧に設定されており、すなわち、オーディオ信号eSが無信号の時の第1,第2積分回路C1,C2の最大充電電圧Vaが、第1,第2積分回路C1,C2の充電可能電圧の1/2以下になるように設定されている。   Here, as for the first power supply voltage VCC1 and the second power supply voltage VCC2, the maximum charging voltage of the first and second integrating circuits C1 and C2 when the amplitude value of the audio signal eS is the maximum positive value reaches the power supply voltage VCC. In other words, the maximum charging voltage Va of the first and second integrating circuits C1 and C2 when the audio signal eS is no signal is the charging of the first and second integrating circuits C1 and C2. It is set to be ½ or less of the possible voltage.

以下、電源電圧切換回路20を例にその動作を説明する。図9は、基準クロック信号MCLKの周波数を変更した際の第1積分回路C1の充電電圧波形を示す図であり、(a)は基準クロック信号MCLKが第1周波数である場合を、(b)は第2周波数である場合を、(c)は第3周波数である場合をそれぞれ示す。なお、図9において、波形(1)はオーディオ信号eSが無信号の場合を示し、波形(2)はオーディオ信号eSの振幅値が正で最大の値の場合を示す。   Hereinafter, the operation of the power supply voltage switching circuit 20 will be described as an example. FIG. 9 is a diagram illustrating a charging voltage waveform of the first integration circuit C1 when the frequency of the reference clock signal MCLK is changed. FIG. 9A illustrates the case where the reference clock signal MCLK has the first frequency. Shows the case of the second frequency, and (c) shows the case of the third frequency. In FIG. 9, waveform (1) shows the case where the audio signal eS is no signal, and waveform (2) shows the case where the amplitude value of the audio signal eS is positive and the maximum value.

図9(a)に示すように、基準クロック信号MCLKの周波数が第1周波数(基準周波数)であるとき、クロック周波数制御部9は、第5切換信号φ5をローレベルに維持するので、電源電圧切換回路20において、第7スイッチSW7は第1電源電圧VCC1を選択する。これにより、第1比較回路23に供給される電源電圧VCCは、通常の電源電圧である第1電源電圧VCC1に維持される。その結果、第1積分回路C1の充電可能電圧は、通常の電圧であるVCC1−Vrefに維持される。しかし、この場合には、基準クロック信号MCLK(つまり、第1切換信号φ1)の周波数が基準周波数であるので、オーディオ信号eSが無信号の場合の第1積分回路C1の最大充電電圧Vaは、第1積分回路C1の充電可能電圧の1/2以下になっており、その結果、オーディオ信号eSの振幅値が正で最大の値であっても、第1積分回路C1の最大充電電圧は電源電圧VCC1に達しない。従って、第1積分回路C1の充電電圧がクリップすることはなく、正常なPWM波形を出力することができる。   As shown in FIG. 9A, when the frequency of the reference clock signal MCLK is the first frequency (reference frequency), the clock frequency control unit 9 maintains the fifth switching signal φ5 at the low level. In the switching circuit 20, the seventh switch SW7 selects the first power supply voltage VCC1. As a result, the power supply voltage VCC supplied to the first comparison circuit 23 is maintained at the first power supply voltage VCC1, which is a normal power supply voltage. As a result, the chargeable voltage of the first integrating circuit C1 is maintained at VCC1-Vref, which is a normal voltage. However, in this case, since the frequency of the reference clock signal MCLK (that is, the first switching signal φ1) is the reference frequency, the maximum charging voltage Va of the first integrating circuit C1 when the audio signal eS is no signal is As a result, even if the amplitude value of the audio signal eS is positive and maximum, the maximum charging voltage of the first integrating circuit C1 is the power supply. The voltage VCC1 is not reached. Therefore, the charging voltage of the first integration circuit C1 is not clipped, and a normal PWM waveform can be output.

次に、図9(b)に示すように、基準クロック信号MCLKの周波数が第2周波数(基準周波数よりも低周波数)であるとき、クロック周波数制御部9は、第5切換信号φ5をハイレベルに反転させるので、電源電圧切換回路20において、第7スイッチSW7は第2電源電圧VCC2を選択する。これにより、第1比較回路23に供給される電源電圧VCCは、通常の電源電圧VCC1よりも電圧値が大きい第2電源電圧VCC2に切り換えられる。これにより、第1積分回路C1の充電可能電圧(VCC2−Vref)が大きくなり、第1積分回路C1への充電時間が図9(a)よりも長いにも関わらず、オーディオ信号eSが無信号の場合の第1積分回路C1の最大充電電圧Vaは、第1積分回路C1の充電可能電圧の1/2以下にすることができる。その結果、オーディオ信号eSの振幅値が正で最大の値(波形(2)の場合)であっても、第1積分回路C1の最大充電電圧は電源電圧VCCに達しない。このように、基準クロック信号MCLK(つまり、第1切換信号φ1)の周波数が基準周波数よりも低いために充電時間が増加し第1積分回路C1への充電電圧が大きくなるが、第2電源電圧VCC2と基準電圧Vrefとの差が十分に大きくなっているので、オーディオ信号eSの振幅値が正で最大の値であっても、第1積分回路C1の充電電圧は電源電圧VCCに達しない。従って、第1積分回路C1の充電電圧がクリップすることはなく、正常なPWM波形を出力することができる。   Next, as shown in FIG. 9B, when the frequency of the reference clock signal MCLK is the second frequency (a frequency lower than the reference frequency), the clock frequency control unit 9 sets the fifth switching signal φ5 to the high level. In the power supply voltage switching circuit 20, the seventh switch SW7 selects the second power supply voltage VCC2. As a result, the power supply voltage VCC supplied to the first comparison circuit 23 is switched to the second power supply voltage VCC2 having a voltage value higher than that of the normal power supply voltage VCC1. As a result, the chargeable voltage (VCC2-Vref) of the first integration circuit C1 is increased, and the audio signal eS is not signaled although the charging time to the first integration circuit C1 is longer than that in FIG. In this case, the maximum charging voltage Va of the first integrating circuit C1 can be set to ½ or less of the chargeable voltage of the first integrating circuit C1. As a result, even if the amplitude value of the audio signal eS is positive and maximum (in the case of the waveform (2)), the maximum charging voltage of the first integrating circuit C1 does not reach the power supply voltage VCC. Thus, since the frequency of the reference clock signal MCLK (that is, the first switching signal φ1) is lower than the reference frequency, the charging time increases and the charging voltage to the first integrating circuit C1 increases, but the second power supply voltage Since the difference between VCC2 and the reference voltage Vref is sufficiently large, even if the amplitude value of the audio signal eS is positive and maximum, the charging voltage of the first integrating circuit C1 does not reach the power supply voltage VCC. Therefore, the charging voltage of the first integration circuit C1 is not clipped, and a normal PWM waveform can be output.

次に、図9(c)に示すように、基準クロック信号MCLKの周波数が第3周波数(基準周波数よりも高い)であるとき、クロック周波数制御部9は、第5切換信号φ5をローレベルに維持するので、電源電圧切換回路20において、第7スイッチSW7はオフ状態になる。これにより、第1比較回路23に供給される電源電圧VCCは、通常の電源電圧である第1電源電圧VCC1に維持される。しかし、この場合には、基準クロック信号MCLK(つまり、第1切換信号φ1)の周波数が高周波数であるので、オーディオ信号eSが無信号の場合の第1積分回路C1の最大充電電圧Vaは、第1積分回路C1の充電可能電圧の1/2以下になっており、その結果、オーディオ信号eSの振幅値が正で最大の値であっても、第1積分回路C1の最大充電電圧は電源電圧VCCに達しない。従って、第1積分回路C1の充電電圧がクリップすることはなく、正常なPWM波形を出力することができる。   Next, as shown in FIG. 9C, when the frequency of the reference clock signal MCLK is the third frequency (higher than the reference frequency), the clock frequency control unit 9 sets the fifth switching signal φ5 to the low level. Thus, in the power supply voltage switching circuit 20, the seventh switch SW7 is turned off. As a result, the power supply voltage VCC supplied to the first comparison circuit 23 is maintained at the first power supply voltage VCC1, which is a normal power supply voltage. However, in this case, since the frequency of the reference clock signal MCLK (that is, the first switching signal φ1) is high, the maximum charging voltage Va of the first integrating circuit C1 when the audio signal eS is no signal is As a result, even if the amplitude value of the audio signal eS is positive and maximum, the maximum charging voltage of the first integrating circuit C1 is the power supply. The voltage VCC is not reached. Therefore, the charging voltage of the first integration circuit C1 is not clipped, and a normal PWM waveform can be output.

なお、第2比較回路24に供給される電源電圧についても、電源電圧切換回路21によって、基準クロック信号MCLKの周波数に応じて、第1電源電圧VCC1と第2電源電圧VCC2とに切り換えられる。従って、第2積分回路C2の充電電圧がクリップすることはなく、正常なPWM波形を出力することができる。   The power supply voltage supplied to the second comparison circuit 24 is also switched by the power supply voltage switching circuit 21 between the first power supply voltage VCC1 and the second power supply voltage VCC2 according to the frequency of the reference clock signal MCLK. Therefore, the charging voltage of the second integration circuit C2 is not clipped, and a normal PWM waveform can be output.

[第3実施形態]
第1及び第2実施形態では、基準クロック周波数MCLKが第2周波数のときに、電源電圧VCCと基準電圧Vrefとの差である第1,第2積分回路C1,C2の充電可能電圧を大きくすることによって、第1,第2積分回路C1,C2の充電電圧がクリップすることを防止しているが、本例では、基準クロック信号MCLKが第2周波数のときに、第1,第2積分回路C1,C2の充電時の充電電圧の変化幅(単位時間当たりの変化幅、電圧の傾き)を小さくすることによって、第1,第2積分回路C1,C2の充電電圧がクリップすることを防止する。詳細には、基準クロック信号MCLKが第2周波数のときに、第1,第2積分回路C1,C2の容量(時定数)を大きくすることにより、充電波形の傾きを小さくする。図10は、本例のパルス幅変調回路301を示すブロック図である。パルス幅変調回路301では、基準電圧切換回路18,19に替えて、容量切換回路22,23が設けられている。その他の構成については、第1実施形態と同様である。
[Third Embodiment]
In the first and second embodiments, when the reference clock frequency MCLK is the second frequency, the chargeable voltage of the first and second integration circuits C1 and C2, which is the difference between the power supply voltage VCC and the reference voltage Vref, is increased. This prevents the charging voltages of the first and second integration circuits C1 and C2 from being clipped. In this example, when the reference clock signal MCLK has the second frequency, the first and second integration circuits The charging voltage of the first and second integrating circuits C1 and C2 is prevented from being clipped by reducing the charging voltage change width (change width per unit time, voltage gradient) during charging of C1 and C2. . Specifically, when the reference clock signal MCLK is at the second frequency, the charge waveform slope is reduced by increasing the capacitance (time constant) of the first and second integration circuits C1 and C2. FIG. 10 is a block diagram showing the pulse width modulation circuit 301 of this example. In the pulse width modulation circuit 301, capacity switching circuits 22 and 23 are provided instead of the reference voltage switching circuits 18 and 19. About another structure, it is the same as that of 1st Embodiment.

容量切換回路22は、クロック周波数制御部9からの第5切換信号φ5を受けて、第1積分回路C1の容量を切り換える回路である。容量切換回路22は、第1積分回路C1に並列に接続されたコンデンサC3と第9スイッチSW9とを含む。第9スイッチSW9は、第5切換信号φ5がローレベルの時にオフ状態になって、第1積分回路C1の容量を第1容量C1に維持する。一方、第9スイッチSW9は、第5切換信号φ5がハイレベルの時にオン状態になって、第1積分回路C1の容量を第1容量よりも大きい第2容量(C1+C3)に切り換える。   The capacity switching circuit 22 is a circuit that receives the fifth switching signal φ5 from the clock frequency control unit 9 and switches the capacity of the first integrating circuit C1. The capacitance switching circuit 22 includes a capacitor C3 and a ninth switch SW9 connected in parallel to the first integrating circuit C1. The ninth switch SW9 is turned off when the fifth switching signal φ5 is at a low level, and maintains the capacitance of the first integrating circuit C1 at the first capacitance C1. On the other hand, the ninth switch SW9 is turned on when the fifth switching signal φ5 is at a high level, and switches the capacity of the first integrating circuit C1 to a second capacity (C1 + C3) larger than the first capacity.

容量切換回路23は、クロック周波数制御部9からの第5切換信号φ5を受けて、第2積分回路C2の容量を切り換える回路である。容量切換回路23は、第2積分回路C2に並列に接続されたコンデンサC4と第10スイッチSW10とを含む。第10スイッチSW10は、第5切換信号φ5がローレベルの時にオフ状態になって、第2積分回路C2の容量を第1容量C1に維持する。一方、第10スイッチSW10は、第5切換信号φ5がハイレベルの時にオン状態になって、第2積分回路C2の容量を第1容量よりも大きい第2容量(C2+C4)に切り換える。   The capacity switching circuit 23 is a circuit that receives the fifth switching signal φ5 from the clock frequency control unit 9 and switches the capacity of the second integrating circuit C2. The capacitance switching circuit 23 includes a capacitor C4 and a tenth switch SW10 connected in parallel to the second integrating circuit C2. The tenth switch SW10 is turned off when the fifth switching signal φ5 is at a low level, and maintains the capacitance of the second integration circuit C2 at the first capacitance C1. On the other hand, the tenth switch SW10 is turned on when the fifth switching signal φ5 is at a high level, and switches the capacity of the second integrating circuit C2 to a second capacity (C2 + C4) larger than the first capacity.

ここで、第1,第2積分回路C1,C2の容量、および、コンデンサC3,C4の容量は、オーディオ信号eSの振幅値が正の最大値のときの第1,第2積分回路C1(又はC1+C3),C2(又はC2+C4)の最大充電電圧が電源電圧VCCに達しないように設定されており、すなわち、オーディオ信号eSが無信号の時の第1,第2積分回路C1(又はC1+C3),C2(又はC2+C4)の最大充電電圧Vaが、第1,第2積分回路C1,C2の充電可能電圧の1/2以下になるように設定されている。   Here, the capacitances of the first and second integration circuits C1 and C2 and the capacitances of the capacitors C3 and C4 are the first and second integration circuits C1 (or when the amplitude value of the audio signal eS is a positive maximum value). C1 + C3), C2 (or C2 + C4) is set so that the maximum charging voltage does not reach the power supply voltage VCC, that is, the first and second integration circuits C1 (or C1 + C3) when the audio signal eS is no signal, The maximum charge voltage Va of C2 (or C2 + C4) is set to be ½ or less of the chargeable voltage of the first and second integration circuits C1 and C2.

以下、容量切換回路22を例にその動作を説明する。図11は、基準クロック信号MCLKの周波数を変更した際の第1積分回路C1(C1、又は、C1+C3)の充電電圧波形を示す図であり、(a)は基準クロック信号MCLKが第1周波数である場合を、(b)は第2周波数である場合を、(c)は第3周波数である場合をそれぞれ示す。なお、図9において、波形(1)はオーディオ信号eSが無信号の場合を示し、波形(2)はオーディオ信号eSの振幅値が正で最大の値の場合を示す。   Hereinafter, the operation of the capacitance switching circuit 22 will be described as an example. FIG. 11 is a diagram illustrating a charging voltage waveform of the first integrating circuit C1 (C1 or C1 + C3) when the frequency of the reference clock signal MCLK is changed. FIG. 11A is a diagram illustrating the reference clock signal MCLK at the first frequency. In some cases, (b) shows the case of the second frequency, and (c) shows the case of the third frequency. In FIG. 9, waveform (1) shows the case where the audio signal eS is no signal, and waveform (2) shows the case where the amplitude value of the audio signal eS is positive and the maximum value.

図11(a)に示すように、基準クロック信号MCLKの周波数が第1周波数(基準周波数)であるとき、クロック周波数制御部9は、第5切換信号φ5をローレベルに維持するので、容量切換回路22において、第9スイッチSW9はオフ状態になる。これにより、第1積分回路C1の容量は、通常の容量である第1容量C1に維持される。その結果、第1積分回路C1の充電時の電圧変化値は、通常の値(通常の傾き)に維持される。しかし、この場合には、基準クロック信号MCLK(つまり、第1切換信号φ1)の周波数が基準周波数であるので、オーディオ信号eSが無信号の場合の第1積分回路C1の最大充電電圧Vaは、第1積分回路C1の充電可能電圧の1/2以下になっており、その結果、オーディオ信号eSの振幅値が正で最大の値であっても、第1積分回路C1の最大充電電圧は電源電圧VCC1に達しない。従って、第1積分回路C1の充電電圧がクリップすることはなく、正常なPWM波形を出力することができる。   As shown in FIG. 11A, when the frequency of the reference clock signal MCLK is the first frequency (reference frequency), the clock frequency control unit 9 maintains the fifth switching signal φ5 at the low level. In the circuit 22, the ninth switch SW9 is turned off. As a result, the capacity of the first integrating circuit C1 is maintained at the first capacity C1, which is a normal capacity. As a result, the voltage change value during charging of the first integration circuit C1 is maintained at a normal value (normal slope). However, in this case, since the frequency of the reference clock signal MCLK (that is, the first switching signal φ1) is the reference frequency, the maximum charging voltage Va of the first integrating circuit C1 when the audio signal eS is no signal is As a result, even if the amplitude value of the audio signal eS is positive and maximum, the maximum charging voltage of the first integrating circuit C1 is the power supply. The voltage VCC1 is not reached. Therefore, the charging voltage of the first integration circuit C1 is not clipped, and a normal PWM waveform can be output.

次に、図11(b)に示すように、基準クロック信号MCLKの周波数が第2周波数(基準周波数よりも低周波数)であるとき、クロック周波数制御部9は、第5切換信号φ5をハイレベルに反転させるので、容量切換回路20において、第9スイッチSW9はオン状態になる。これにより、第1積分回路C1の容量は、通常の容量よりも大きい第2容量C1+C3に切り換えられる。これにより、時定数が大きくなるので、第1積分回路C1の充電時の電圧変化値が小さくなり(傾きが小さくなり)、第1積分回路C1への充電時間が図11(a)よりも長いにも関わらず、オーディオ信号eSが無信号の場合の第1積分回路C1の最大充電電圧Vaは、第1積分回路C1の充電可能電圧の1/2以下にすることができる。その結果、オーディオ信号eSの振幅値が正で最大の値(波形(2)の場合)であっても、第1積分回路C1の最大充電電圧は電源電圧VCCに達しない。このように、基準クロック信号MCLK(つまり、第1切換信号φ1)の周波数が基準周波数よりも低いために充電時間が増加するが、電圧変化量が小さくなっているので、オーディオ信号eSの振幅値が正で最大の値であっても、第1積分回路C1の充電電圧は電源電圧VCCに達しない。従って、第1積分回路C1の充電電圧がクリップすることはなく、正常なPWM波形を出力することができる。   Next, as shown in FIG. 11B, when the frequency of the reference clock signal MCLK is the second frequency (a frequency lower than the reference frequency), the clock frequency control unit 9 sets the fifth switching signal φ5 to the high level. In the capacitance switching circuit 20, the ninth switch SW9 is turned on. Thereby, the capacity | capacitance of the 1st integrating circuit C1 is switched to 2nd capacity | capacitance C1 + C3 larger than a normal capacity | capacitance. Thereby, since the time constant becomes large, the voltage change value at the time of charging of the first integrating circuit C1 becomes small (the inclination becomes small), and the charging time to the first integrating circuit C1 is longer than that in FIG. Nevertheless, the maximum charging voltage Va of the first integrating circuit C1 when the audio signal eS is no signal can be made ½ or less of the chargeable voltage of the first integrating circuit C1. As a result, even if the amplitude value of the audio signal eS is positive and maximum (in the case of the waveform (2)), the maximum charging voltage of the first integrating circuit C1 does not reach the power supply voltage VCC. Thus, the charging time increases because the frequency of the reference clock signal MCLK (that is, the first switching signal φ1) is lower than the reference frequency, but the voltage change amount is small, so the amplitude value of the audio signal eS. Even if is a positive and maximum value, the charging voltage of the first integrating circuit C1 does not reach the power supply voltage VCC. Therefore, the charging voltage of the first integration circuit C1 is not clipped, and a normal PWM waveform can be output.

次に、図11(c)に示すように、基準クロック信号MCLKの周波数が第3周波数(基準周波数よりも高い)であるとき、クロック周波数制御部9は、第5切換信号φ5をローレベルに維持するので、容量切換回路22において、第9スイッチSW9はオフ状態になる。これにより、第1積分回路C1の容量は、通常の容量である第1容量C1に維持される。しかし、この場合には、基準クロック信号MCLK(つまり、第1切換信号φ1)の周波数が高周波数であるので、オーディオ信号eSが無信号の場合の第1積分回路C1の最大充電電圧Vaは、第1積分回路C1の充電可能電圧の1/2以下になっており、その結果、オーディオ信号eSの振幅値が正で最大の値であっても、第1積分回路C1の最大充電電圧は電源電圧VCCに達しない。従って、第1積分回路C1の充電電圧がクリップすることはなく、正常なPWM波形を出力することができる。   Next, as shown in FIG. 11C, when the frequency of the reference clock signal MCLK is the third frequency (higher than the reference frequency), the clock frequency control unit 9 sets the fifth switching signal φ5 to the low level. Therefore, in the capacitance switching circuit 22, the ninth switch SW9 is turned off. As a result, the capacity of the first integrating circuit C1 is maintained at the first capacity C1, which is a normal capacity. However, in this case, since the frequency of the reference clock signal MCLK (that is, the first switching signal φ1) is high, the maximum charging voltage Va of the first integrating circuit C1 when the audio signal eS is no signal is As a result, even if the amplitude value of the audio signal eS is positive and maximum, the maximum charging voltage of the first integrating circuit C1 is the power supply. The voltage VCC is not reached. Therefore, the charging voltage of the first integration circuit C1 is not clipped, and a normal PWM waveform can be output.

なお、第2積分回路C2の容量についても、容量切換回路23によって、基準クロック信号MCLKの周波数に応じて、第1容量C2と第2容量C2+C4とに切り換えられる。従って、第2積分回路C2の充電電圧がクリップすることはなく、正常なPWM波形を出力することができる。   Note that the capacitance of the second integration circuit C2 is also switched by the capacitance switching circuit 23 between the first capacitance C2 and the second capacitance C2 + C4 according to the frequency of the reference clock signal MCLK. Therefore, the charging voltage of the second integration circuit C2 is not clipped, and a normal PWM waveform can be output.

[第4実施形態]
第3実施形態では、基準クロック信号が第2周波数のときに、第1,第2積分回路C1,C2の容量を大きくすることによって、第1,第2積分回路C1,C2の充放電時の充電電圧の変化量を小さくして、第1,第2積分回路C1,C2の充電電圧がクリップすることを防止しているが、本例では、基準クロック信号が第2周波数のときに、第1,第2積分回路C1,C2に供給する電流量自体を小さくすることで、第1,第2積分回路C1,C2の充電時の充電電圧の変化量を小さくして、第1,第2積分回路C1,C2の充電電圧がクリップすることを防止する。図12は、本例のパルス幅変調回路401を示すブロック図である。パルス幅変調回路401では、図10の容量切換回路22,23に替えて、電流切換回路24が設けられている。その他の構成については、第3実施形態と同様である。
[Fourth Embodiment]
In the third embodiment, when the reference clock signal has the second frequency, the capacities of the first and second integration circuits C1 and C2 are increased, thereby charging and discharging the first and second integration circuits C1 and C2. Although the amount of change in the charging voltage is reduced to prevent the charging voltage of the first and second integrating circuits C1 and C2 from clipping, in this example, when the reference clock signal is at the second frequency, By reducing the current amount itself supplied to the first and second integration circuits C1 and C2, the amount of change in the charging voltage during charging of the first and second integration circuits C1 and C2 is reduced, so that the first and second The charging voltage of the integrating circuits C1 and C2 is prevented from clipping. FIG. 12 is a block diagram showing the pulse width modulation circuit 401 of this example. In the pulse width modulation circuit 401, a current switching circuit 24 is provided instead of the capacitance switching circuits 22 and 23 of FIG. About another structure, it is the same as that of 3rd Embodiment.

電流切換回路24は、クロック周波数制御部9からの第5切換信号φ5を受けて、第1,第2積分回路C1,C2を充電するために供給する電流の電流量、および、第1,第2積分回路C1,C2を放電するために供給する電流の電流量を切り換える回路である。電流切換回路24は、第1電流源25と、第2電流源26と、第11スイッチSW11と、第12スイッチSW12とを含む。第1電流源25は、電圧電流変換回路13から出力される電流に電流Id1を加算するものであり、一端が電圧電流変換回路13の入力端に、他端が第11スイッチSW11に接続されている。第11スイッチSW11は、第1電流源25の電流Id1を電圧電流変換回路13の電流Ic+Δiに加算するか否かを切り換えるものである。第2電流源26は、放電用バイアス電流源14から供給される放電用電流Id2に電流Id3を加算するものであり、一端が接地電位に、他端が第12スイッチSW12に接続されている。第12スイッチSW12は、放電用バイアス電流源14から供給される放電用電流Id2に電流Id3を加算するか否かを切り換えるものである。   The current switching circuit 24 receives the fifth switching signal φ5 from the clock frequency control unit 9 and supplies the current amount of current supplied to charge the first and second integrating circuits C1 and C2, and the first and first currents. 2 is a circuit for switching the amount of current supplied to discharge the integrating circuits C1 and C2. The current switching circuit 24 includes a first current source 25, a second current source 26, an eleventh switch SW11, and a twelfth switch SW12. The first current source 25 adds the current Id1 to the current output from the voltage / current conversion circuit 13, and one end is connected to the input end of the voltage / current conversion circuit 13 and the other end is connected to the eleventh switch SW11. Yes. The eleventh switch SW11 switches whether to add the current Id1 of the first current source 25 to the current Ic + Δi of the voltage-current conversion circuit 13. The second current source 26 adds the current Id3 to the discharging current Id2 supplied from the discharging bias current source 14, and has one end connected to the ground potential and the other end connected to the twelfth switch SW12. The twelfth switch SW12 switches whether or not the current Id3 is added to the discharging current Id2 supplied from the discharging bias current source 14.

第11スイッチSW11は、第5切換信号φ5がローレベルの時に電圧電流変換回路13の出力端に接続され、第1電流源25の電流Id1を充電用電流に加算し、充電用電流を通常の電流量である第1電流Ic+Δi+Id1にする。一方、第11スイッチSW11は、第5切換信号φ5がハイレベルの時に接地電位に接続され、第1電流源25の電流Id1を充電用電流に加算せず、充電用電流を通常の電流量よりも電流量が小さい第2電流Ic+Δiにする。   The eleventh switch SW11 is connected to the output terminal of the voltage / current conversion circuit 13 when the fifth switching signal φ5 is at the low level, and adds the current Id1 of the first current source 25 to the charging current, and the charging current is set to the normal current. The first current Ic + Δi + Id1, which is the current amount, is set. On the other hand, the eleventh switch SW11 is connected to the ground potential when the fifth switching signal φ5 is at the high level, and does not add the current Id1 of the first current source 25 to the charging current, and the charging current is more than the normal current amount. Is set to the second current Ic + Δi having a small current amount.

第12スイッチSW12は、第5切換信号φ5がローレベルの時に放電用バイアス電流源14側に接続され、第2電流源26の電流Id3を放電用電流に加算し、放電用電流を通常の電流量である第3電流Id2+Id3にする。一方、第12スイッチSW11は、第5切換信号φ5がハイレベルの時に電圧電流変換回路13の入力端に接続され、第2電流源26の電流Id3を放電用電流に加算せず、放電用電流を通常の電流量よりも電流量が小さい第4電流Id2にする。   The twelfth switch SW12 is connected to the discharge bias current source 14 when the fifth switching signal φ5 is at a low level, adds the current Id3 of the second current source 26 to the discharge current, and uses the discharge current as a normal current. The amount of the third current Id2 + Id3 is set. On the other hand, the twelfth switch SW11 is connected to the input terminal of the voltage-current conversion circuit 13 when the fifth switching signal φ5 is at the high level, and does not add the current Id3 of the second current source 26 to the discharge current. Is a fourth current Id2 having a smaller current amount than the normal current amount.

ここで、上記第1電流〜第4電流は、オーディオ信号eSの振幅値が正の最大値のときの第1,第2積分回路C1,C2の最大充電電圧が電源電圧VCCに達しないような値に設定されており、すなわち、オーディオ信号eSが無信号の時の第1,第2積分回路C1,C2の最大充電電圧Vaが、第1,第2積分回路C1,C2の充電可能電圧の1/2以下になるように設定されている。また、正常なPWM波形を出力するため、上記第1電流〜第4電流は、オーディオ信号eSが無信号の時の充電用電流と放電用電流との比が、第11スイッチSW11、第12スイッチSW12の切換によって変化しないように設定されている。   Here, the first to fourth currents are such that the maximum charging voltage of the first and second integrating circuits C1 and C2 when the amplitude value of the audio signal eS is a positive maximum value does not reach the power supply voltage VCC. That is, the maximum charging voltage Va of the first and second integrating circuits C1 and C2 when the audio signal eS is no signal is the chargeable voltage of the first and second integrating circuits C1 and C2. It is set to be 1/2 or less. Further, in order to output a normal PWM waveform, the first to fourth currents have the ratio of the charging current to the discharging current when the audio signal eS is no signal, and the eleventh switch SW11 and the twelfth switch. It is set so as not to change by switching of SW12.

以下、パルス幅変調回路401の動作を、図11を参照して説明する。図11(a)に示すように、基準クロック信号MCLKの周波数が第1周波数(基準周波数)であるとき、クロック周波数制御部9は、第5切換信号φ5をローレベルに維持するので、電流切換回路24において、第11スイッチSW11は電圧電流変換回路13の出力端を選択する。これにより、充電用電流は、通常の電流量Ic+Δi+Id1である第1電流になる。その結果、第1積分回路C1の充電時の電圧変化量は、通常の値(通常の傾き)に維持される。同様に、第12スイッチSW12は、放電用バイアス電流源14側を選択する。これにより、放電用電流は、通常の電流量Id2+Id3である第3電流になる。その結果、第1積分回路C1の放電時の電圧変化量は、通常の値(通常の傾き)に維持される。しかし、この場合には、基準クロック信号MCLK(つまり、第1切換信号φ1)の周波数が基準周波数であるので、オーディオ信号eSが無信号の場合の第1積分回路C1の最大充電電圧Vaは、第1積分回路C1の充電可能電圧の1/2以下になっており、その結果、オーディオ信号eSの振幅値が正で最大の値であっても、第1積分回路C1の最大充電電圧は電源電圧VCC1に達しない。従って、第1積分回路C1の充電電圧がクリップすることはなく、正常なPWM波形を出力することができる。   Hereinafter, the operation of the pulse width modulation circuit 401 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 11A, when the frequency of the reference clock signal MCLK is the first frequency (reference frequency), the clock frequency control unit 9 maintains the fifth switching signal φ5 at the low level. In the circuit 24, the eleventh switch SW11 selects the output terminal of the voltage-current converter circuit 13. As a result, the charging current becomes a first current having a normal current amount Ic + Δi + Id1. As a result, the amount of voltage change during charging of the first integration circuit C1 is maintained at a normal value (normal inclination). Similarly, the twelfth switch SW12 selects the discharge bias current source 14 side. As a result, the discharging current becomes a third current having a normal current amount Id2 + Id3. As a result, the voltage change amount at the time of discharging of the first integration circuit C1 is maintained at a normal value (normal inclination). However, in this case, since the frequency of the reference clock signal MCLK (that is, the first switching signal φ1) is the reference frequency, the maximum charging voltage Va of the first integrating circuit C1 when the audio signal eS is no signal is As a result, even if the amplitude value of the audio signal eS is positive and maximum, the maximum charging voltage of the first integrating circuit C1 is the power supply. The voltage VCC1 is not reached. Therefore, the charging voltage of the first integration circuit C1 is not clipped, and a normal PWM waveform can be output.

次に、図11(b)に示すように、基準クロック信号MCLKの周波数が第2周波数(基準周波数よりも低周波数)であるとき、クロック周波数制御部9は、第5切換信号φ5をハイレベルに反転させるので、電流切換回路24において、第11スイッチSW11は接地電位を選択する。これにより、充電用電流は、第1電流よりも電流量が小さい(Ic+Δiである)第2電流に切り換えられる。同様に、第2スイッチSW12は、電圧電流変換回路13の入力端を選択するので、放電用電流は第3電流よりも電流が小さい(Id2である)第4電流に切り換えられる。これにより、第1積分回路C1の充放電時の電圧変化量が小さくなり(傾きが小さくなり)、第1積分回路C1への充電時間が図11(a)よりも長いにも関わらず、オーディオ信号eSが無信号の場合の第1積分回路C1の最大充電電圧Vaは、第1積分回路C1の充電可能電圧の1/2以下にすることができる。その結果、オーディオ信号eSの振幅値が正で最大の値(波形(2)の場合)であっても、第1積分回路C1の最大充電電圧は電源電圧VCCに達しない。このように、基準クロック信号MCLK(つまり、第1切換信号φ1)の周波数が基準周波数よりも低いために充電時間が増加するが、電圧変化量が小さくなっているので、オーディオ信号eSの振幅値が正で最大の値であっても、第1積分回路C1の充電電圧は電源電圧VCCに達しない。従って、第1積分回路C1の充電電圧がクリップすることはなく、正常なPWM波形を出力することができる。   Next, as shown in FIG. 11B, when the frequency of the reference clock signal MCLK is the second frequency (a frequency lower than the reference frequency), the clock frequency control unit 9 sets the fifth switching signal φ5 to the high level. In the current switching circuit 24, the eleventh switch SW11 selects the ground potential. As a result, the charging current is switched to the second current having a smaller current amount (Ic + Δi) than the first current. Similarly, since the second switch SW12 selects the input terminal of the voltage-current conversion circuit 13, the discharge current is switched to a fourth current that is smaller (Id2) than the third current. As a result, the amount of voltage change during charging / discharging of the first integration circuit C1 is reduced (the inclination is reduced), and the audio is charged even though the charging time to the first integration circuit C1 is longer than that in FIG. The maximum charging voltage Va of the first integrating circuit C1 when the signal eS is no signal can be set to ½ or less of the chargeable voltage of the first integrating circuit C1. As a result, even if the amplitude value of the audio signal eS is positive and maximum (in the case of the waveform (2)), the maximum charging voltage of the first integrating circuit C1 does not reach the power supply voltage VCC. Thus, the charging time increases because the frequency of the reference clock signal MCLK (that is, the first switching signal φ1) is lower than the reference frequency, but the voltage change amount is small, so the amplitude value of the audio signal eS. Even if is a positive and maximum value, the charging voltage of the first integrating circuit C1 does not reach the power supply voltage VCC. Therefore, the charging voltage of the first integration circuit C1 is not clipped, and a normal PWM waveform can be output.

次に、図11(c)に示すように、基準クロック信号MCLKの周波数が第3周波数(基準周波数よりも高い)であるとき、クロック周波数制御部9は、第5切換信号φ5をローレベルに維持するので、電流切換回路24において、第11スイッチSW11は電圧電流変換回路13の出力端を選択する。これにより、充電用電流は通常の電流量である(Ic+Δi+Id1である)第1電流になる。同様に、第12スイッチSW12は放電用バイアス電流源の方を選択するので、放電用電流は通常の電流量である(Id2+Id3である)第3電流になる。しかし、この場合には、基準クロック信号MCLK(つまり、第1切換信号φ1)の周波数が高周波数であるので、オーディオ信号eSが無信号の場合の第1積分回路C1の最大充電電圧Vaは、第1積分回路C1の充電可能電圧の1/2以下になっており、その結果、オーディオ信号eSの振幅値が正で最大の値であっても、第1積分回路C1の最大充電電圧は電源電圧VCCに達しない。従って、第1積分回路C1の充電電圧がクリップすることはなく、正常なPWM波形を出力することができる。   Next, as shown in FIG. 11C, when the frequency of the reference clock signal MCLK is the third frequency (higher than the reference frequency), the clock frequency control unit 9 sets the fifth switching signal φ5 to the low level. Therefore, in the current switching circuit 24, the eleventh switch SW11 selects the output terminal of the voltage-current conversion circuit 13. As a result, the charging current becomes a first current that is a normal current amount (Ic + Δi + Id1). Similarly, since the twelfth switch SW12 selects the discharge bias current source, the discharge current becomes a third current that is a normal current amount (Id2 + Id3). However, in this case, since the frequency of the reference clock signal MCLK (that is, the first switching signal φ1) is high, the maximum charging voltage Va of the first integrating circuit C1 when the audio signal eS is no signal is As a result, even if the amplitude value of the audio signal eS is positive and maximum, the maximum charging voltage of the first integrating circuit C1 is the power supply. The voltage VCC is not reached. Therefore, the charging voltage of the first integration circuit C1 is not clipped, and a normal PWM waveform can be output.

[第5実施形態]
第4実施形態では、第1電流源25および第2電流源26を設けることにより、充電用電流および放電用電流自体を変化させているが、本例では、電流制御部27が電圧電流変換回路13および放電用バイアス電流源14を制御して、出力される充電用電流および放電用電流を切り換えるようにする。図13は、本例のパルス幅変調回路501を示す回路図である。パルス幅変調回路501は、図12の回路と比較して、電流切換回路24に替えて、電流制御部27が設けられている。その他の構成は図12の回路と同じである。
[Fifth Embodiment]
In the fourth embodiment, the charging current and the discharging current itself are changed by providing the first current source 25 and the second current source 26. In this example, the current control unit 27 is a voltage-current conversion circuit. 13 and the discharge bias current source 14 are controlled to switch the output charging current and discharging current. FIG. 13 is a circuit diagram showing the pulse width modulation circuit 501 of this example. The pulse width modulation circuit 501 is provided with a current control unit 27 instead of the current switching circuit 24 as compared with the circuit of FIG. Other configurations are the same as those of the circuit of FIG.

電流制御部27は、クロック周波数制御部9から第5切換信号φ5が供給されており、第5切換信号φ5がローレベルのときには充電用電流が上記第1電流に、放電用電流が上記第3電流になるように、電圧電流変換回路13および放電用バイアス電流源14を制御する。一方、電流制御部27は、第5切換信号φ5がハイレベルのときには充電用電流が上記第2電流に、放電用電流が上記第4電流になるように、電圧電流変換回路13および放電用バイアス電流源14を制御する。電圧電流変換回路13および放電用バイアス電流源14は、可変型電流源によって構成されており、電流制御部27からの制御信号に応じて、充電用電流および放電用電流を切り換えて出力する。なお、動作波形は図12の回路と同じであるので、省略する。   The current control unit 27 is supplied with the fifth switching signal φ5 from the clock frequency control unit 9, and when the fifth switching signal φ5 is low level, the charging current is the first current and the discharging current is the third current. The voltage-current conversion circuit 13 and the discharge bias current source 14 are controlled so as to become current. On the other hand, when the fifth switching signal φ5 is at a high level, the current control unit 27 sets the voltage-current conversion circuit 13 and the discharging bias so that the charging current becomes the second current and the discharging current becomes the fourth current. The current source 14 is controlled. The voltage-current conversion circuit 13 and the discharge bias current source 14 are configured by variable current sources, and switch and output the charge current and the discharge current according to a control signal from the current control unit 27. The operation waveform is the same as that of the circuit of FIG.

以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明はこれらの実施形態には限定されない。例えば、基準クロック信号の周波数は3つ以上の値に切換可能であって、所定の周波数以下になる際に、第5切換信号φ5がハイレベルになってもよい。また、基準クロック信号の周波数に応じて、3以上の基準電圧、電源電圧、容量、電流量に切り換えてもよい。また、上記では、第1積分回路,第2積分回路C1,C2をプラス方向に充電して、マイナス方向に放電するようにしたが、マイナス方向に充電して、プラス方向に放電してもよい。また、第3〜第5実施形態において、第1比較回路23,第2比較回路24を設けずに、第1NAND回路NA1および第3NAND回路NA3内部の閾値電圧を基準電圧Vrefとして適用してもよい。なお、これらの回路構成の詳細は上記先行出願1に詳細に開示している。また、第1,第2比較回路23,24の正側入力端子と、負側入力端子とが逆であってもよい。つまり、正側入力端子に基準電圧が入力され、負側入力端子に積分回路の電圧が入力されてもよい。   As mentioned above, although preferable embodiment of this invention was described, this invention is not limited to these embodiment. For example, the frequency of the reference clock signal can be switched to three or more values, and the fifth switching signal φ5 may become a high level when the frequency becomes equal to or lower than a predetermined frequency. Further, the reference voltage may be switched to three or more reference voltages, power supply voltages, capacities, and current amounts according to the frequency of the reference clock signal. In the above description, the first integration circuit and the second integration circuit C1 and C2 are charged in the plus direction and discharged in the minus direction. However, they may be charged in the minus direction and discharged in the plus direction. . In the third to fifth embodiments, the threshold voltages inside the first NAND circuit NA1 and the third NAND circuit NA3 may be applied as the reference voltage Vref without providing the first comparison circuit 23 and the second comparison circuit 24. . Details of these circuit configurations are disclosed in detail in the prior application 1. Further, the positive input terminal and the negative input terminal of the first and second comparison circuits 23 and 24 may be reversed. That is, the reference voltage may be input to the positive input terminal and the voltage of the integration circuit may be input to the negative input terminal.

本発明はオーディオ用スイッチングアンプのパルス幅変調回路に好適に適用され得る。   The present invention can be suitably applied to a pulse width modulation circuit of an audio switching amplifier.

本発明の好ましい実施形態によるスイッチングアンプの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the switching amplifier by preferable embodiment of this invention. 本発明の好ましい実施形態によるパルス幅変調回路1の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the pulse width modulation circuit 1 by preferable embodiment of this invention. 基準クロック信号MCLK、第1切換信号φ1、第2切換信号φ2を示す図である。It is a figure which shows the reference clock signal MCLK, 1st switching signal (phi) 1, and 2nd switching signal (phi) 2. 無信号時のパルス幅変調回路1の動作示すタイムチャートである。3 is a time chart showing the operation of the pulse width modulation circuit 1 when there is no signal. オーディオ信号が正の時のパルス幅変調回路1の動作示すタイムチャートである。6 is a time chart showing the operation of the pulse width modulation circuit 1 when the audio signal is positive. オーディオ信号が負の時のパルス幅変調回路1の動作示すタイムチャートである。6 is a time chart showing the operation of the pulse width modulation circuit 1 when the audio signal is negative. パルス幅変調回路1について、クロック信号の周波数を変化させた際の、第1積分回路C1の電圧を示す図である。6 is a diagram illustrating a voltage of the first integration circuit C1 when the frequency of the clock signal is changed in the pulse width modulation circuit 1. FIG. 本発明の好ましい実施形態によるパルス幅変調回路201の構成を示すブロック図である。2 is a block diagram showing a configuration of a pulse width modulation circuit 201 according to a preferred embodiment of the present invention. FIG. パルス幅変調回路201について、クロック信号の周波数を変化させた際の、第1積分回路C1の電圧を示す図である。6 is a diagram illustrating a voltage of the first integration circuit C1 when the frequency of the clock signal is changed in the pulse width modulation circuit 201. FIG. 本発明の好ましい実施形態によるパルス幅変調回路301の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the pulse width modulation circuit 301 by preferable embodiment of this invention. パルス幅変調回路301について、クロック信号の周波数を変化させた際の、第1積分回路C1の電圧を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a voltage of the first integration circuit C1 when the frequency of the clock signal is changed in the pulse width modulation circuit 301. 本発明の好ましい実施形態によるパルス幅変調回路401の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the pulse width modulation circuit 401 by preferable embodiment of this invention. 本発明の好ましい実施形態によるパルス幅変調回路501の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the pulse width modulation circuit 501 by preferable embodiment of this invention. 従来のパルス幅変調回路901の構成を示すブロック図である。FIG. 10 is a block diagram showing a configuration of a conventional pulse width modulation circuit 901. パルス幅変調回路901について、クロック信号の周波数を変化させた際の、第1積分回路C1の電圧を示す図である。6 is a diagram illustrating a voltage of the first integration circuit C1 when the frequency of the clock signal is changed in the pulse width modulation circuit 901. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 パルス幅変調回路
9 クロック周波数制御部
10 クロック生成回路
11 デッドタイム生成回路
12 立下りエッジ検出回路
13 電圧電流変換回路
14 放電用バイアス電流源
18 基準電圧切換回路
19 基準電圧切換回路
20 電源電圧切換回路
21 電源電圧切換回路
22 容量切換回路
23 容量切換回路
24 電流切換回路
27 電流制御部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Pulse width modulation circuit 9 Clock frequency control part 10 Clock generation circuit 11 Dead time generation circuit 12 Falling edge detection circuit 13 Voltage current conversion circuit 14 Discharge bias current source 18 Reference voltage switching circuit 19 Reference voltage switching circuit 20 Power supply voltage switching Circuit 21 Power supply voltage switching circuit 22 Capacitance switching circuit 23 Capacitance switching circuit 24 Current switching circuit 27 Current control unit

Claims (7)

入力信号に基づく電流に基づいて所定のクロック信号の半周期である第1期間において第1積分回路における電圧を変化させ、一定のバイアス電流に基づいて前記第1期間とは半周期ずれた前記第1期間に続く第2期間において前記第1積分回路における電圧を前記第1期間における増減方向と逆向きに変化させるとともに、前記入力信号に基づく電流に基づいて前記第1積分回路とは異なる第2積分回路における電圧を変化させ、前記バイアス電流に基づいて前記第2期間とは半周期ずれた前記第2期間に続く第3期間において前記第2積分回路における電圧を前記第2期間における増減方向と逆向きに変化させる電圧制御回路と、
前記第2期間が開始されてから前記第1積分回路における電圧が所定の基準電圧に到達するまでの時間を検出する第1検出回路と、
前記第3期間が開始されてから前記第2積分回路における電圧が所定の基準電圧に到達するまでの時間を検出する第2検出回路と、
前記第1検出回路及び第2検出回路から前記クロック信号の半周期ごとに交互に繰り返し出力される時間に基づいて、当該時間のパルス幅を有するパルス信号を生成するパルス信号生成回路と、
前記クロック信号の周波数を、少なくとも、第1周波数と第1周波数よりも低周波数である第2周波数とに切り換える周波数制御手段と、
前記クロック信号の周波数が第2周波数である場合に、前記第1積分回路および前記第2積分回路の充電可能電圧を、前記クロック信号の周波数が第1周波数である場合の充電可能電圧よりも大きい値に切り換える充電可能電圧切換手段と、を備えるパルス幅変調回路。
The voltage in the first integration circuit is changed in a first period which is a half cycle of a predetermined clock signal based on the current based on the input signal, and the first phase shifted from the first period by a half cycle based on a constant bias current. In the second period following one period, the voltage in the first integration circuit is changed in the direction opposite to the increase / decrease direction in the first period, and the second integration circuit is different from the first integration circuit based on the current based on the input signal. The voltage in the integration circuit is changed, and the voltage in the second integration circuit is increased or decreased in the second period in a third period following the second period that is shifted from the second period by a half cycle based on the bias current. A voltage control circuit to change in the reverse direction;
A first detection circuit for detecting a time from when the second period starts until the voltage in the first integration circuit reaches a predetermined reference voltage;
A second detection circuit that detects a time from when the third period starts until the voltage in the second integration circuit reaches a predetermined reference voltage;
A pulse signal generation circuit that generates a pulse signal having a pulse width of the time based on a time alternately output from the first detection circuit and the second detection circuit every half cycle of the clock signal;
Frequency control means for switching the frequency of the clock signal to at least a first frequency and a second frequency that is lower than the first frequency;
When the frequency of the clock signal is the second frequency, the chargeable voltage of the first integration circuit and the second integration circuit is greater than the chargeable voltage when the frequency of the clock signal is the first frequency. Chargeable voltage switching means for switching to a value, a pulse width modulation circuit.
前記充電可能電圧が、前記第1検出回路および前記第2検出回路における、電源電圧と前記基準電圧との差であり、
前記充電可能電圧切換手段が、前記クロック信号の周波数が第2周波数である場合に、前記基準電圧を、前記クロック信号の周波数が第1周波数である場合の前記基準電圧よりも小さい値に切り換える基準電圧切換回路を有する、請求項1に記載のパルス幅変調回路。
The chargeable voltage is a difference between a power supply voltage and the reference voltage in the first detection circuit and the second detection circuit,
When the frequency of the clock signal is the second frequency, the chargeable voltage switching means switches the reference voltage to a value smaller than the reference voltage when the frequency of the clock signal is the first frequency. The pulse width modulation circuit according to claim 1, further comprising a voltage switching circuit.
前記充電可能電圧が、前記第1検出回路および前記第2検出回路における、電源電圧と前記基準電圧との差であり、
前記充電可能電圧切換手段が、前記クロック信号の周波数が第2周波数である場合に、前記電源電圧を、前記クロック信号の周波数が第1周波数である場合の前記電源電圧よりも大きい値に切り換える電源電圧切換回路を有する、請求項1に記載のパルス幅変調回路。
The chargeable voltage is a difference between a power supply voltage and the reference voltage in the first detection circuit and the second detection circuit,
The power supply voltage switching means switches the power supply voltage to a value larger than the power supply voltage when the frequency of the clock signal is the first frequency when the frequency of the clock signal is the second frequency. The pulse width modulation circuit according to claim 1, further comprising a voltage switching circuit.
入力信号に基づく電流に基づいて所定のクロック信号の半周期である第1期間において第1積分回路における電圧を変化させ、一定のバイアス電流に基づいて前記第1期間とは半周期ずれた前記第1期間に続く第2期間において前記第1積分回路における電圧を前記第1期間における増減方向と逆向きに変化させるとともに、前記入力信号に基づく電流に基づいて前記第1積分回路とは異なる第2積分回路における電圧を変化させ、前記バイアス電流に基づいて前記第2期間とは半周期ずれた前記第2期間に続く第3期間において前記第2積分回路における電圧を前記第2期間における増減方向と逆向きに変化させる電圧制御回路と、
前記第2期間が開始されてから前記第1積分回路における電圧が所定の基準電圧に到達するまでの時間を検出する第1検出回路と、
前記第3期間が開始されてから前記第2積分回路における電圧が所定の基準電圧に到達するまでの時間を検出する第2検出回路と、
前記第1検出回路及び第2検出回路から前記クロック信号の半周期ごとに交互に繰り返し出力される時間に基づいて、当該時間のパルス幅を有するパルス信号を生成するパルス信号生成回路と、
前記クロック信号の周波数を、少なくとも、第1周波数と第1周波数よりも低周波数である第2周波数とに切り換える周波数制御手段と、
前記クロック信号の周波数が第2周波数である場合に、前記第1積分回路および前記第2積分回路の充電時および放電時の電圧変化量を、前記クロック信号の周波数が第1周波数である場合の電圧変化量よりも小さくする電圧変化量切換手段と、を備えるパルス幅変調回路。
The voltage in the first integration circuit is changed in a first period which is a half cycle of a predetermined clock signal based on the current based on the input signal, and the first phase shifted from the first period by a half cycle based on a constant bias current. In the second period following one period, the voltage in the first integration circuit is changed in the direction opposite to the increase / decrease direction in the first period, and the second integration circuit is different from the first integration circuit based on the current based on the input signal. The voltage in the integration circuit is changed, and the voltage in the second integration circuit is increased or decreased in the second period in a third period following the second period that is shifted from the second period by a half cycle based on the bias current. A voltage control circuit to change in the reverse direction;
A first detection circuit for detecting a time from when the second period starts until the voltage in the first integration circuit reaches a predetermined reference voltage;
A second detection circuit that detects a time from when the third period starts until the voltage in the second integration circuit reaches a predetermined reference voltage;
A pulse signal generation circuit that generates a pulse signal having a pulse width of the time based on a time alternately output from the first detection circuit and the second detection circuit every half cycle of the clock signal;
Frequency control means for switching the frequency of the clock signal to at least a first frequency and a second frequency that is lower than the first frequency;
When the frequency of the clock signal is the second frequency, the amount of voltage change during charging and discharging of the first integration circuit and the second integration circuit, and when the frequency of the clock signal is the first frequency And a voltage change amount switching means for making the voltage change amount smaller than the voltage change amount.
前記電圧変化量切換手段が、前記クロック信号の周波数が第2周波数である場合に、前記第1積分回路および前記第2積分回路の容量を、前記クロック信号の周波数が第1周波数である場合の容量よりも大きい値に切り換える容量切換回路を有する、請求項4に記載のパルス幅変調回路。   When the frequency of the clock signal is the second frequency, the voltage change amount switching means indicates the capacitance of the first integration circuit and the second integration circuit, and the frequency of the clock signal is the first frequency. The pulse width modulation circuit according to claim 4, further comprising a capacitance switching circuit for switching to a value larger than the capacitance. 前記電圧変化量切換手段が、前記クロック信号の周波数が第2周波数である場合に、前記入力信号に基づく電流および前記バイアス電流を、前記クロック信号の周波数が第1周波数である場合の前記入力信号に基づく電流および前記バイアス電流よりもそれぞれ小さい値に切り換える電流切換回路を有する、請求項4に記載のパルス幅変調回路。   When the frequency of the clock signal is the second frequency, the voltage change amount switching means indicates the current based on the input signal and the bias current, and the input signal when the frequency of the clock signal is the first frequency. The pulse width modulation circuit according to claim 4, further comprising: a current switching circuit that switches to a value smaller than each of the current based on the bias current and the bias current. 入力信号に基づく電流に基づいて所定のクロック信号の半周期である第1期間において第1積分回路における電圧を変化させ、一定のバイアス電流に基づいて前記第1期間とは半周期ずれた前記第1期間に続く第2期間において前記第1積分回路における電圧を前記第1期間における増減方向と逆向きに変化させるとともに、前記入力信号に基づく電流に基づいて前記第1積分回路とは異なる第2積分回路における電圧を変化させ、前記バイアス電流に基づいて前記第2期間とは半周期ずれた前記第2期間に続く第3期間において前記第2積分回路における電圧を前記第2期間における増減方向と逆向きに変化させる電圧制御回路と、
前記第2期間が開始されてから前記第1積分回路における電圧が所定の基準電圧に到達するまでの時間を検出する第1検出回路と、
前記第3期間が開始されてから前記第2積分回路における電圧が所定の基準電圧に到達するまでの時間を検出する第2検出回路と、
前記第1検出回路及び第2検出回路から前記クロック信号の半周期ごとに交互に繰り返し出力される時間に基づいて、当該時間のパルス幅を有するパルス信号を生成するパルス信号生成回路と、
前記クロック信号の周波数を、少なくとも、第1周波数と第1周波数よりも低周波数である第2周波数とに切り換える周波数制御手段と、
前記クロック信号の周波数が第2周波数である場合に、入力信号が無信号であるときの前記第1積分回路および前記第2積分回路の最大充電電圧を、前記第1積分回路および前記第2積分回路の充電可能電圧の1/2以下の電圧に設定する設定手段と、を備えるパルス幅変調回路。
The voltage in the first integration circuit is changed in a first period which is a half cycle of a predetermined clock signal based on the current based on the input signal, and the first phase shifted from the first period by a half cycle based on a constant bias current. In the second period following one period, the voltage in the first integration circuit is changed in the direction opposite to the increase / decrease direction in the first period, and the second integration circuit is different from the first integration circuit based on the current based on the input signal. The voltage in the integration circuit is changed, and the voltage in the second integration circuit is increased or decreased in the second period in a third period following the second period that is shifted from the second period by a half cycle based on the bias current. A voltage control circuit to change in the reverse direction;
A first detection circuit for detecting a time from when the second period starts until the voltage in the first integration circuit reaches a predetermined reference voltage;
A second detection circuit that detects a time from when the third period starts until the voltage in the second integration circuit reaches a predetermined reference voltage;
A pulse signal generation circuit that generates a pulse signal having a pulse width of the time based on a time alternately output from the first detection circuit and the second detection circuit every half cycle of the clock signal;
Frequency control means for switching the frequency of the clock signal to at least a first frequency and a second frequency that is lower than the first frequency;
When the frequency of the clock signal is the second frequency, the maximum charge voltage of the first integration circuit and the second integration circuit when the input signal is no signal is expressed as the first integration circuit and the second integration. A pulse width modulation circuit comprising: setting means for setting the voltage to ½ or less of the chargeable voltage of the circuit.
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