JP4752829B2 - Pulse width modulation circuit and switching amplifier using the same - Google Patents
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Description
本願発明は、例えばオーディオ信号をパルス幅変調(PWM)してその変調信号を出力するパルス幅変調回路及びそれを用いたスイッチングアンプ(例えばオーディオアンプ)に関するものである。 The present invention relates to a pulse width modulation circuit that outputs, for example, a pulse width modulation (PWM) of an audio signal and a switching amplifier (for example, an audio amplifier) using the same.
従来、スイッチングアンプでは、例えば入力信号としてのオーディオ信号をパルス幅変調し、その変調信号を出力するパルス幅変調回路(例えば特許文献1参照)が用いられているものが提案されている。このスイッチングアンプでは、パルス幅変調回路から出力される変調信号に基づいて所定の電源電圧がスイッチングされ、スイッチングされた出力信号が例えばローパスフィルタを通して負荷(例えばスピーカ)に出力される。 2. Description of the Related Art Conventionally, switching amplifiers that use a pulse width modulation circuit (see, for example, Patent Document 1) that modulates an audio signal as an input signal and outputs the modulated signal have been proposed. In this switching amplifier, a predetermined power supply voltage is switched based on the modulation signal output from the pulse width modulation circuit, and the switched output signal is output to a load (for example, a speaker) through, for example, a low-pass filter.
図7は、従来のスイッチングアンプの一例を示す構成図である。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51と、スイッチング回路52と、ローパスフィルタ回路53とを備えている。このスイッチングアンプによれば、オーディオ信号発生源AUから出力されたオーディオ信号eSは、パルス幅変調回路51においてその振幅がパルス幅変調され、変調された変調信号OUT1と、変調信号OUT1と逆位相の変調信号OUT2とがスイッチング回路52に出力される。
FIG. 7 is a configuration diagram illustrating an example of a conventional switching amplifier. This switching amplifier includes a pulse
スイッチング回路52では、変調信号OUT1,OUT2に基づいて正負の電源電圧+VD,−VDがスイッチSW−a,SW−bによって交互にスイッチングされる。スイッチングされた出力は、ローパスフィルタ回路53によって高周波成分が除去されて出力信号V0として図示しない負荷に供給される。
In the switching
図8は、図7に示すパルス幅変調回路51の概略構成を示す回路図である。図9は、図8に示すパルス幅変調回路51の各信号の電圧波形を示すタイミングチャートである。パルス幅変調回路51は、入力信号としての例えばオーディオ信号eSをパルス幅変調して変調信号OUT1を生成、出力するものである。このパルス幅変調回路51では、オーディオ信号eSに基づく電流によって2つの充電用コンデンサ(後述)を交互に充電し、一定の放電量で放電させたときの時間を検出することによりパルス幅を生成している。
FIG. 8 is a circuit diagram showing a schematic configuration of the pulse
パルス幅変調回路51は、図8に示すように、クロック生成回路54と、電圧電流変換回路55と、放電用バイアス電流源56と、第1ないし第4スイッチSW1〜SW4と、充電用コンデンサで構成される第1及び第2積分回路C1,C2と、第1及び第2比較回路57,58と、第1及び第2リセット回路59,60と、信号出力回路61とによって構成されている。
As shown in FIG. 8, the pulse
このパルス幅変調回路51では、図9(a)に示すように、第1期間T1においてクロック生成回路54からの第1切換信号φ1がハイレベルのとき第1スイッチSW1がオン動作し、これにより、電圧電流変換回路55において電圧−電流変換されたオーディオ信号eSと充電用バイアス電流源(図略)が発生する充電バイアス電流Icとの和に相当する電流(Ic+Δi)が第1積分回路C1に供給される。第1積分回路C1は、第1スイッチSW1がオフ動作するまでこの電流(Ic+Δi)によって充電される(図9(c)のア点波形参照)。
In the pulse
次いで、第2期間T2において第1切換信号φ1がローレベルになるとともに第2切換信号φ2がハイレベルになると(図9(b)参照)、第1スイッチSW1がオフ動作するとともに第3スイッチSW3がオン動作する。これによって、第1積分回路C1における電荷は放電用バイアス電流源56に流れ、第1積分回路C1は一定の放電量で放電される(ア点波形参照)。
Next, when the first switching signal φ1 becomes low level and the second switching signal φ2 becomes high level in the second period T2 (see FIG. 9B), the first switch SW1 is turned off and the third switch SW3 is turned on. Turns on. As a result, the electric charge in the first integration circuit C1 flows to the discharge bias
この場合、第1積分回路C1における充電電圧が第1比較回路57の基準電圧Vrefに到達すると、第1比較回路57の出力が反転され(図9(d)のイ点波形参照)、第1リセット回路59のAND回路62の出力もローレベルからハイレベルに反転される(図9(e)のウ点波形参照)。その結果、第5スイッチSW5がオン動作し、これにより、第1積分回路C1で放電されていた電荷が第5スイッチSW5を通じて一気にグランド電位に放電される。
In this case, when the charging voltage in the first integration circuit C1 reaches the reference voltage Vref of the first comparison circuit 57, the output of the first comparison circuit 57 is inverted (refer to the waveform indicated by a dot in FIG. 9 (d)). The output of the AND
第1比較回路57の出力は、信号出力回路61のNAND回路64を通じてパルス幅変調信号PWMoutの一部として出力される。すなわち、パルス幅変調信号PWMoutは、第2期間T2に移行し第1積分回路C1の放電が開始されてから第5スイッチSW5がオン動作して第1積分回路C1が一気に放電されるまでの時間tを検出することにより取得される(図9(f)のエ点波形参照)。
The output of the first comparison circuit 57 is output as a part of the pulse width modulation signal PWMout through the
第2積分回路C2についても、半周期ずれて第1積分回路C1と同様の動作が行われるため、信号出力回路61のOR回路66で第1NOR回路64の出力と第2NOR回路65の出力とが合成されてパルス幅変調信号PWMoutとして出力される(図9(g)のオ点波形参照)。
Also in the second integration circuit C2, since the same operation as that of the first integration circuit C1 is performed with a half cycle shift, the
図10は、図9のア点における波形を一部拡大した図である。図10に示す一点鎖線は理想的な動作時の波形であり、同じく実線は後述するオフセット電圧が生じたときの波形である。なお、図10に示す波形は、第1積分回路C1における波形を示しており、以下、第1積分回路C1について説明するが、第2積分回路C2についても同様である。 FIG. 10 is a partially enlarged view of the waveform at point a in FIG. The alternate long and short dash line shown in FIG. 10 is an ideal waveform during operation, and the solid line is the waveform when an offset voltage described later occurs. The waveform shown in FIG. 10 shows the waveform in the first integration circuit C1, and hereinafter, the first integration circuit C1 will be described, but the same applies to the second integration circuit C2.
上記理想的な動作時の波形によると、第1積分回路C1は基準電位(グランド電位)から徐々に充電されていき、第1及び第2切換信号φ1,φ2のレベルが切り換えられるとき、最大充電電圧Vaに到達し、その後放電が開始される。そして、第1積分回路C1は、その充電電圧が基準電圧Vrefに到達すれば第5スイッチSW5によって一気に放電され、充電電圧は基準電位になる。その後、第1及び第2切換信号φ1,φ2のレベルが切り換えられるとき、再度、第1積分回路C1の充電が基準電位(0[V])から開始される。換言すれば、理想的な動作時の波形では、第1積分回路C1における新たな充電開始電圧は常に基準電位の0[V]となる。 According to the ideal operation waveform, the first integration circuit C1 is gradually charged from the reference potential (ground potential), and the maximum charge is obtained when the levels of the first and second switching signals φ1 and φ2 are switched. The voltage Va is reached, and then discharge is started. Then, when the charging voltage reaches the reference voltage Vref, the first integrating circuit C1 is discharged at once by the fifth switch SW5, and the charging voltage becomes the reference potential. Thereafter, when the levels of the first and second switching signals φ1 and φ2 are switched, charging of the first integrating circuit C1 is started again from the reference potential (0 [V]). In other words, in an ideal operation waveform, the new charge start voltage in the first integration circuit C1 is always 0 [V] of the reference potential.
上記パルス幅変調回路51においては、上述したように第1及び第2積分回路C1,C2が一定量で放電され、第1及び第2積分回路C1,C2の充電電圧がそれぞれ基準電圧Vrefに到達するまでの時間t1に基づいてパルス幅変調信号PWMoutが生成される。
In the pulse
ここで、第1積分回路C1の充電期間をTとし、第1積分回路C1の容量をCとすれば、最大充電電圧Vaは数式1で表される。
Here, if the charging period of the first integrating circuit C1 is T and the capacity of the first integrating circuit C1 is C, the maximum charging voltage Va is expressed by
放電用バイアス電流源56による放電バイアス電流をIdとし、電圧電流変換回路55の充電バイアス電流Icを(3/2)Idに等しくなるように設定すると、数式1は数式2に変形される。
When the discharge bias current by the discharge bias
第1積分回路C1で放電が開始されてから充電電圧が基準電圧Vrefに到達するまでの時間をt1とすれば、t1は数式3で表される。
If the time from when the discharge is started in the first integration circuit C1 until the charging voltage reaches the reference voltage Vref is t1, t1 is expressed by
基準電圧Vrefを(2/3)Vaになるように設定し、数式2のVaを代入すれば、数式3は数式4に変形される。
If the reference voltage Vref is set to be (2/3) Va and Va in
また、第1積分回路C1の充電電圧が基準電圧Vrefに到達してから次の充電が開始されるまでの時間をt2とすれば、このパルス幅変調回路51における変調度mは数式5によって表すことができる。
Further, if the time from when the charging voltage of the first integrating circuit C1 reaches the reference voltage Vref until the next charging is started is t2, the modulation degree m in the pulse
第1積分回路の放電期間Tは、T=t1+t2なので、これに基づいて数式5を変形して数式4のt1を代入すれば、変調度mは数式6で表される。
Since the discharge period T of the first integration circuit is T = t1 + t2, if the
このように、変調度mは、オーディオ信号eSの大きさΔiに比例することがわかる。 Thus, it can be seen that the modulation degree m is proportional to the magnitude Δi of the audio signal e S.
ところで、上記パルス幅変調回路51の第5スイッチSW5は例えばMOSFET等の素子の組み合わせによって構成されるが、そのような第5スイッチSW5では、オフ動作からオン動作されるとき通常、オン抵抗を生じる。
By the way, the fifth switch SW5 of the pulse
オン抵抗が生じると、オン抵抗を通して放電用バイアス電流源56に電流が流れることになり、この電流によってオフセット電圧ΔV(ただしΔVは基準電位に対してマイナスの電圧)が生じる。ここで、オン抵抗をRonとすると、オン抵抗Ronと放電電流Idとにより、充電開始時の電圧は、Id×Ronで表されることになる。この場合、オン抵抗Ronがばらつくと、充電開始時の電圧は、Id×(Ron+ΔRon)となり(ΔRonは、オン抵抗Ronのばらつき分を示す。)、Id×ΔRonの分だけ充電開始電圧が変動する。また、オン抵抗Ronと第1積分回路C1との時定数により、充電開始時の電圧に達するまでの時間にばらつきが生じる。
When the on-resistance occurs, a current flows to the discharge bias
例えば図10の実線で示す波形のように、第1積分回路C1の新たな充電開始時にオフセット電圧ΔVが生じると、最大充電電圧がVaに対してオフセット電圧ΔV分ずれたVa′となり、放電が開始されてから充電電圧が基準電圧Vrefに到達するまでの時間t1が適切に検出されないことが生じ(図10では時間t1より短い時間t1′が検出される)、結果的にパルス幅変調信号PWMoutが歪むことになる。また、パルス幅変調回路51の動作中にこのパルス幅変調回路51を含むスイッチングアンプといった機器の内部温度が上昇すると、この温度変化によって、上記のオン抵抗にばらつきが生じ、オフセット電圧ΔVが発生する。
For example, as shown by the solid line in FIG. 10, when the offset voltage ΔV is generated at the start of a new charge of the first integrating circuit C1, the maximum charge voltage becomes Va ′ that is offset from the Va by the offset voltage ΔV, and the discharge is performed. It may occur that the time t1 from the start until the charging voltage reaches the reference voltage Vref is not properly detected (a time t1 ′ shorter than the time t1 is detected in FIG. 10), and as a result, the pulse width modulation signal PWMout Will be distorted. Further, when the internal temperature of a device such as a switching amplifier including the pulse
オフセット電圧ΔVが生じると、最大充電電圧Va′=Va+ΔVとなり、この場合のt1′は数式7で表されるようになる。 When the offset voltage ΔV is generated, the maximum charging voltage Va ′ = Va + ΔV is obtained, and t1 ′ in this case is expressed by Equation 7.
また、この場合の変調度m′は数式8で表される。 Further, the modulation degree m ′ in this case is expressed by Equation 8.
数式8を変形し、数式7のt1′を代入すれば、変調度m′は数式9で表される。 By transforming Equation 8 and substituting t1 ′ in Equation 7, the modulation degree m ′ is expressed by Equation 9.
数式9と数式6を比較すれば、明らかなように、数式9において最終行の右辺第2項の(2C/IdT)ΔVはノイズとなってパルス幅変調信号PWMoutに重畳され、信号波形の歪みを生じる原因となる。 Comparing Equation 9 and Equation 6, as is apparent, in Equation 9, (2C / IdT) ΔV in the second term on the right side of the last row becomes noise and is superimposed on the pulse width modulation signal PWMout, resulting in distortion of the signal waveform. Cause.
本願発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、積分回路の充電が開始されるときのオフセット電圧を抑制することにより、適切なパルス幅変調信号を出力することのできるパルス変調回路及びそれを適用したスイッチングアンプを提供することを、その課題とする。 The present invention has been conceived under the circumstances described above, and an appropriate pulse width modulation signal can be output by suppressing an offset voltage when charging of the integration circuit is started. It is an object of the present invention to provide a pulse modulation circuit and a switching amplifier to which the pulse modulation circuit is applied.
上記の課題を解決するため、本願発明では、次の技術的手段を講じている。 In order to solve the above problems, the present invention takes the following technical means.
本願発明の第1の側面によって提供されるパルス幅変調回路は、第1のクロック信号とこの第1のクロック信号のレベルを反転した第2のクロック信号を生成するクロック信号生成手段と、電荷の蓄積が可能な第1の電荷蓄積手段と、電荷の蓄積が可能な第2の電荷蓄積手段と、電圧で入力される入力信号を電流に変換する電圧電流変換手段と、定電流を生成する定電流生成手段と、前記第1のクロック信号のハイレベル期間では前記第1の電荷蓄積手段を前記電圧電流変換手段から出力される電流で充電するとともに前記第2の電荷蓄積手段を前記定電流生成手段から出力される定電流で放電し、前記第2クロック信号のハイレベル期間では前記第2の電荷蓄積手段を前記電圧電流変換手段から出力される電流で充電するとともに前記第1の電荷蓄積手段を前記定電流生成手段から出力される定電流で放電する制御を行う充放電制御手段と、前記第1のクロック信号のローレベル期間において、前記定電流生成手段からの定電流による放電によって前記第1の電荷蓄積手段の電圧が所定の基準電圧に変化するタイミングを検出する第1の検出手段と、前記第2のクロック信号のローレベル期間において、前記定電流生成手段からの定電流による放電によって前記第2の電荷蓄積手段の電圧が前記基準電圧に変化するタイミングを検出する第2の検出手段と、前記第1のクロック信号と前記第1の検出手段の検出信号とに基づき、前記第1のクロック信号のローレベル期間毎に各ローレベル期間の開始から前記第1の電荷蓄積手段の電圧が前記基準電圧に到達するまでの時間をパルス幅とする第1のパルス信号を生成する第1のパルス信号生成手段と、前記第2のクロック信号と前記第2の検出手段の検出信号とに基づき、前記第2のクロック信号のローレベル期間毎に各ローレベル期間の開始から前記第2の電荷蓄積手段の電圧が前記基準電圧に到達するまでの時間をパルス幅とする第2のパルス信号を生成する第2のパルス信号生成手段と、前記第1のパルス信号と前記第2のパルス信号を合成して前記入力信号のパルス幅変調信号を生成するパルス幅変調信号生成手段と、を備えたパルス幅変調回路であって、前記充放電制御手段は、前記第1の電荷蓄積手段に並列に接続された半導体素子からなる第1のスイッチ手段と、前記第2の電荷蓄積手段に並列に接続された半導体素子からなる第2のスイッチ手段と、前記第1のクロック信号のレベルがハイレベルになるタイミングで前記電圧電流変換手段を前記第1の電荷蓄積手段に接続した後、ローレベルになるタイミングでその接続を解除し、前記第2のクロック信号のレベルがハイレベルになるタイミングで前記電圧電流変換手段を前記第2の電荷蓄積手段に接続した後、ローレベルになるタイミングでその接続を解除する第1の接続制御手段と、前記第1のクロック信号のレベルがローレベルになるタイミングで前記定電流生成手段を前記第1の電荷蓄積手段に接続した後、前記第1の検出手段の検出タイミングから前記第1のクロック信号がハイレベルに反転するまでの所定のタイミングでその接続を解除し、前記第2のクロック信号のレベルがローレベルになるタイミングで前記定電流生成手段を前記第2の電荷蓄積手段に接続した後、前記第2の検出手段の検出タイミングから前記第2のクロック信号がハイレベルに反転するまでの所定のタイミングでその接続を解除する第2の接続制御手段と、前記第1の検出手段の検出タイミングで前記第1のスイッチ手段をオンにした後、前記第1のクロック信号がハイレベルに反転するタイミングで前記第1のスイッチ手段をオフにし、前記第2の検出手段の検出タイミングで前記第2のスイッチ手段をオンにした後、前記第2のクロック信号がハイレベルに反転するタイミングで前記第2のスイッチ手段をオフにする第1のスイッチ制御手段と、を含むことを特徴としている(請求項1)。 The pulse width modulation circuit provided by the first aspect of the present invention comprises a clock signal generating means for generating a first clock signal and a second clock signal obtained by inverting the level of the first clock signal, A first charge accumulating means capable of accumulating; a second charge accumulating means capable of accumulating charges; a voltage-current converting means for converting an input signal inputted as a voltage into a current; and a constant current generating constant. During the high level period of the first clock signal, the current generation unit charges the first charge storage unit with the current output from the voltage-current conversion unit, and the second charge storage unit generates the constant current. The second charge storage means is charged with the current output from the voltage-current conversion means during the high level period of the second clock signal. Charge / discharge control means for controlling the charge storage means to discharge with a constant current output from the constant current generation means; and discharge with constant current from the constant current generation means during a low level period of the first clock signal. And a constant current from the constant current generating means in the low level period of the second clock signal, the first detecting means for detecting the timing at which the voltage of the first charge storage means changes to a predetermined reference voltage. Based on the second detection means for detecting the timing at which the voltage of the second charge storage means changes to the reference voltage by the discharge due to, the first clock signal and the detection signal of the first detection means, For each low level period of the first clock signal, the time from the start of each low level period to the time when the voltage of the first charge storage means reaches the reference voltage is pulsed. A low-level period of the second clock signal based on the first pulse signal generating means for generating the first pulse signal having a width, the second clock signal and the detection signal of the second detection means Second pulse signal generation means for generating a second pulse signal having a pulse width as a time from the start of each low level period to the time when the voltage of the second charge storage means reaches the reference voltage, A pulse width modulation circuit comprising: a pulse width modulation signal generating unit configured to combine the first pulse signal and the second pulse signal to generate a pulse width modulation signal of the input signal; The control means includes a first switch means comprising a semiconductor element connected in parallel to the first charge storage means, and a second switch means comprising a semiconductor element connected in parallel to the second charge storage means. And said After the voltage-current conversion means is connected to the first charge storage means at the timing when the level of the first clock signal becomes high level, the connection is released at the timing when the level becomes low level, and the second clock signal A first connection control means for releasing the connection at a timing when the voltage-current conversion means is connected to the second charge storage means at a timing when the level becomes a high level, and then at a timing when the level becomes a low level; After the constant current generating means is connected to the first charge storage means at the timing when the level of the clock signal becomes low level, the first clock signal is inverted to high level from the detection timing of the first detecting means. The connection is released at a predetermined timing until the level of the second clock signal becomes low, and the constant current generating means is Second connection control for releasing the connection at a predetermined timing from the detection timing of the second detection means to the inversion of the second clock signal to the high level after the connection to the second charge storage means And turning on the first switch means at the detection timing of the first detection means, then turning off the first switch means at a timing when the first clock signal is inverted to a high level, First switch control for turning off the second switch means at a timing when the second clock signal is inverted to a high level after turning on the second switch means at the detection timing of the second detection means. Means (claim 1).
この構成によれば、第1のクロック信号のハイレベル期間においては、電圧電流変換手段により入力信号(例えばオーディオ信号)を電圧電流変換した電流で第1の電荷蓄積手段が充電される。続くローレベル期間においては、定電流生成手段で生成される定電流で第1の電荷蓄積手段の蓄積電荷が放電される。一方、第2のクロック信号のハイレベル期間(第1のクロック信号のローレベル期間)においては、電圧電流変換手段から出力される電流で第2の電荷蓄積手段が充電され、続くローレベル期間においては、定電流生成手段で生成される定電流で第2の電荷蓄積手段の蓄積電荷が放電される。 According to this configuration, in the high-level period of the first clock signal, the first charge storage means the input signal (e.g. audio signal) in the voltage-current converted current by the voltage-current conversion means is charged. In the subsequent low level period, the accumulated charge of the first charge accumulating unit is discharged by the constant current generated by the constant current generating unit . On the other hand, in the high level period of the second clock signal (low level period of the first clock signal) , the second charge storage means is charged with the current output from the voltage-current conversion means , and in the subsequent low level period. the charge accumulated in the second charge storage means is discharged at a constant current generated by the constant current generation unit.
第1のクロック信号のローレベル期間においては、定電流生成手段による放電によって第1の電荷蓄積手段の電圧が所定の基準電圧に変化するタイミングが検出され、第2のクロック信号のローレベル期間においては、定電流生成手段による放電によって第2の電荷蓄積手段の電圧が所定の基準電圧に変化するタイミングが検出される。そして、第1のパルス信号生成手段で第1のクロック信号のローレベル期間毎に各ローレベル期間の開始から第1の電荷蓄積手段の電圧が基準電圧に到達するまでの時間をパルス幅とする第1のパルス信号が生成され、第2のパルス信号生成手段で第2のクロック信号のローレベル期間毎に各ローレベル期間の開始から第2の電荷蓄積手段の電圧が基準電圧に到達するまでの時間をパルス幅とする第2のパルス信号が生成される。 In the low-level period of the first clock signal, the timing at which the voltage of the first charge accumulation means is changed to a predetermined reference voltage is detected by the discharge by a constant current generation unit, the low-level period of the second clock signal the timing of the voltage of the second charge storage means is changed to a predetermined reference voltage by the discharge by constant current generation means is detected. Then, the time from the start of each low level period until the voltage of the first charge storage means reaches the reference voltage for each low level period of the first clock signal by the first pulse signal generation means is set as the pulse width. A first pulse signal is generated, and from the start of each low level period for each low level period of the second clock signal by the second pulse signal generation unit until the voltage of the second charge storage unit reaches the reference voltage A second pulse signal having the pulse width as the time of is generated.
第1のクロック信号のローレベル期間においては、第1の検出手段の検出信号に基づいて、第1の電荷蓄積手段に並列に接続された第1のスイッチ手段をオンさせることにより、第1の電荷蓄積手段の蓄積電荷が第1のスイッチ手段を通じて全て放電される。この放電後、第1のクロック信号がハイレベルに反転するまでの所定のタイミングで定電流生成手段の第1の電荷蓄積手段との接続が解除される。また、第2のクロック信号のローレベル期間においては、第2の検出手段の検出信号に基づいて、第2の電荷蓄積手段に並列に接続された第2のスイッチ手段をオンさせることにより、第2の電荷蓄積手段の蓄積電荷が第2のスイッチ手段を通じて全て放電される。この放電後、第2のクロック信号がハイレベルに反転するまでの所定のタイミングで定電流生成手段の第2の電荷蓄積手段との接続が解除される。 In the low-level period of the first clock signal, based on a detection signal of the first detecting means, the first switching means connected to be on-the parallel to the first charge storage means, the charges accumulated in the first charge storing means is discharged all through the first switching means. After this discharge , the connection between the constant current generating means and the first charge storage means is released at a predetermined timing until the first clock signal is inverted to a high level . In the low-level period of the second clock signal, based on a detection signal of the second detecting means, the second switching means connected to be on-the parallel to the second charge storage means , charges accumulated in the second charge storage means is discharged all through the second switch means. After this discharge , the connection of the constant current generating means with the second charge storage means is released at a predetermined timing until the second clock signal is inverted to the high level .
第1のスイッチ手段は、オン抵抗を有する半導体素子で構成されているので、第1のクロック信号がハイレベルに反転するまで定電流生成手段が第1の電荷蓄積手段に接続されていると、定電流生成手段からの定電流が第1のスイッチの手段を流れ、そのオン抵抗によって電圧降下が生じ、第1の電荷蓄積手段が次のハイレベル期間において新たに充電される際、第1の電荷蓄積手段にオフセット電圧が生じる。第2のスイッチ手段についても同様である。また、このパルス幅変調回路の動作中にパルス幅変調回路を含むスイッチングアンプの内部温度が上昇すると、同様にオフセット電圧が生じることがある。本願発明によれば、第1,第2の電荷蓄積手段の蓄積電荷を第1,第2のスイッチ手段を通じて全て放電した後に、第1,第2のクロック信号がハイレベルに反転するまでの所定のタイミングで定電流生成手段の第1,第2の電荷蓄積手段との接続が解除されるので、第1,第2の電荷蓄積手段が次のハイレベル期間において新たに充電される際にオフセット電圧が生じることが抑制される。そのため、新たな充電を0[V]から開始させることができ、適切なパルス幅変調信号を出力することができる。 First switching means, which is configured by a semiconductor device having an on-resistance, when the constant current generation means to the first clock signal is inverted to high level and is connected to the first charge storage means, When a constant current from the constant current generating means flows through the first switch means, a voltage drop occurs due to the on-resistance, and the first charge storage means is newly charged in the next high level period, the first offset voltage arising in the charge storage means. The same applies to the second switch means. Further, when the internal temperature of the switching amplifier including the pulse width modulation circuit rises during the operation of the pulse width modulation circuit, an offset voltage may be generated similarly. According to the present invention, after all the accumulated charges of the first and second charge accumulating means are discharged through the first and second switch means, the first and second clock signals are inverted to the high level. first constant current generating means at a predetermined timing, so the connection between the second charge storage means is released, when the first and second charge storage means is newly charged at the next high level period Generation of an offset voltage is suppressed. Therefore, new charging can be started from 0 [V], and an appropriate pulse width modulation signal can be output.
本願発明のパルス幅変調回路において、前記第1の接続制御手段は、前記電圧電流変換手段と前記第1の電荷蓄積手段との間に設けられ、両手段の接続を開閉する第3のスイッチ手段と、前記電圧電流変換手段と前記第2の電荷蓄積手段との間に設けられ、両手段の接続を開閉する第4のスイッチ手段と、前記第1のクロック信号のレベルがハイレベルになるタイミングで前記第3のスイッチ手段をオンにした後、ローレベルになるタイミングで前記第3のスイッチ手段をオフにし、前記第2のクロック信号のレベルがハイレベルになるタイミングで前記第4のスイッチ手段をオンにした後、ローレベルになるタイミングで前記第4のスイッチ手段をオフにする第2のスイッチ制御手段とを含み、前記第2の接続制御手段は、前記定電流生成手段と前記第1の電荷蓄積手段との間に設けられ、両手段の接続を開閉する第5のスイッチ手段と、前記定電流生成手段と前記第2の電荷蓄積手段との間に設けられ、両手段の接続を開閉する第6のスイッチ手段と、前記第1のクロック信号のレベルがローレベルになるタイミングで前記第5のスイッチ手段をオンにした後、前記第1の検出手段の検出タイミングからローレベルの前記第1のクロック信号がハイレベルに反転するまでの所定のタイミングで前記第5のスイッチ手段をオフにし、前記第2のクロック信号のレベルがローレベルになるタイミングで前記第6のスイッチ手段をオンにした後、前記第2の検出手段の検出タイミングからローレベルの前記第2のクロック信号がハイレベルに反転するまでの所定のタイミングで前記第6のスイッチ手段をオフにする第3のスイッチ制御手段とを含むとよい(請求項2)。 In the pulse width modulation circuit of the present invention, the first connection control means is provided between the voltage-current conversion means and the first charge storage means, and third switch means for opening and closing the connection between the two means. And a fourth switch means provided between the voltage-current conversion means and the second charge storage means for opening and closing the connection between the two means, and a timing at which the level of the first clock signal becomes high. After the third switch means is turned on, the third switch means is turned off at the timing when it becomes low level, and the fourth switch means at the timing when the level of the second clock signal becomes high level. Second switch control means for turning off the fourth switch means at a low level after turning on, the second connection control means comprising the constant current generation Provided between the stage and the first charge storage means, provided between the constant current generation means and the second charge storage means, a fifth switch means for opening and closing the connection of both means, The sixth switch means for opening and closing the connection of both means, and the detection timing of the first detection means after turning on the fifth switch means at the timing when the level of the first clock signal becomes low level The fifth switch means is turned off at a predetermined timing from when the first clock signal at the low level is inverted to the high level, and at the timing when the level of the second clock signal becomes the low level. After the switch means is turned on, the second timing signal is detected at a predetermined timing from the detection timing of the second detection means until the second clock signal at the low level is inverted to the high level. The switching means may comprise a third switch control means for turning off (claim 2).
また、前記第3のスイッチ制御手段は、前記第1の検出手段の検出タイミングで前記第5のスイッチ手段をオフにし、前記第2の検出手段の検出タイミングで前記第6のスイッチ手段をオフにするとよい(請求項3)。 The third switch control means turns off the fifth switch means at the detection timing of the first detection means, and turns off the sixth switch means at the detection timing of the second detection means. it may be (claim 3).
また、前記第1の検出手段は、前記第1の電荷蓄積手段の電圧と前記基準電圧を比較する第1の比較回路で構成され、前記第2の検出手段は、前記第2の電荷蓄積手段の電圧と前記基準電圧を比較する第2の比較回路で構成され、前記第3のスイッチ制御手段は、前記第2のクロック信号と前記第1の比較回路から出力される出力信号との第1の否定論理積信号を生成し、その第1の否定論理積信号に基づいて前記第1のスイッチ手段のオン・オフを制御する第1の論理回路と、前記第1のクロック信号と前記第2の比較回路との第2の否定論理積信号を生成し、その第2の否定論理積信号に基づいて前記第2のスイッチ手段のオン・オフを制御する第2の論理回路とで構成され、前記第2のスイッチ制御手段は、前記第2のクロック信号と前記第1の否定論理積信号との第1の論理積信号を生成し、その第1の論理積信号に基づいて前記第5のスイッチ手段のオン・オフを制御する第3の論理回路と、前記第1のクロック信号と前記第2の否定論理積信号との第2の論理積信号を生成し、その第2の論理積信号に基づいて前記第6のスイッチ手段のオン・オフを制御する第4の論理回路とで構成されているとよい(請求項4)。 The first detection means is constituted by a first comparison circuit that compares the voltage of the first charge storage means with the reference voltage, and the second detection means is the second charge storage means. The third switch control means compares the second clock signal and the first output signal output from the first comparison circuit. Of the first logic circuit for controlling on / off of the first switch means based on the first NAND signal, the first clock signal, and the second clock signal. A second logical circuit that generates a second NAND signal with the comparator circuit and controls on / off of the second switch means based on the second NAND signal, The second switch control means includes the second clock signal and A third logical circuit for generating a first logical product signal with the first negative logical product signal and controlling on / off of the fifth switch means based on the first logical product signal; A second logical product signal of the first clock signal and the second negative logical product signal is generated, and on / off of the sixth switch means is controlled based on the second logical product signal. It is good to comprise with the 4th logic circuit (Claim 4).
本願発明の第2の側面によって提供されるスイッチングアンプは、本願発明の第1の側面によって提供されるパルス幅変調回路と、所定の電源電圧を出力する電圧源と、前記パルス幅変調回路から出力される変調信号に基づいて、前記電圧源から供給される所定の電源電圧をスイッチングするスイッチング回路と、を備えたことを特徴としている(請求項5)。 The switching amplifier provided by the second aspect of the present invention includes a pulse width modulation circuit provided by the first aspect of the present invention, a voltage source that outputs a predetermined power supply voltage, and an output from the pulse width modulation circuit. based on the modulated signal, it is characterized by comprising a switching circuit for switching the predetermined power source voltage supplied from the voltage source (claim 5).
この構成によれば、このスイッチングアンプは、本願発明の第1の側面によって提供されるパルス幅変調回路を備えているので、第1の側面によって提供されるパルス幅変調回路と同様の作用効果を奏する。 According to this configuration, since this switching amplifier includes the pulse width modulation circuit provided by the first aspect of the present invention, the same effect as the pulse width modulation circuit provided by the first aspect can be obtained. Play.
本願発明のその他の特徴及び利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。 Other features and advantages of the present invention will become more apparent from the detailed description given below with reference to the accompanying drawings.
以下、本願発明の好ましい実施の形態を、添付図面を参照して具体的に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the accompanying drawings.
図1は、本願発明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。
FIG. 1 is a block diagram showing a switching amplifier to which a pulse width modulation (PWM) circuit according to the present invention is applied. FIG. 2 is a block circuit diagram showing an embodiment of the pulse width modulation circuit shown in FIG. The switching amplifier includes a pulse
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
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逆電流防止用ダイオードD−A,D−Bとを備えている。
In the
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。
The 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 switched positive and negative power supply voltages + E B and −E B are low-pass filtered. Supply to
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-
パルス幅変調回路1は、図2に示すように、クロック生成回路11と、電圧電流変換回路12と、放電用バイアス電流源13と、第1ないし第4スイッチSW1〜SW4と、第1及び第2積分回路C1,C2と、第1及び第2比較回路15,16と、第1及び第2リセット回路17,18と、第1及び第2放電制御回路19,20と、信号出力回路21とによって構成されている。
As shown in FIG. 2, the pulse
クロック生成回路11は、クロック信号発生器11aの出力に基づいて、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を生成する回路である。クロック信号発生器11aは、デューティ比がほぼ50%のクロック信号である第1切換信号φ1を出力するものである。クロック信号発生器11aの出力は、NOT回路11bによって反転され、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が生成される。
The clock generation circuit 11 is a circuit that generates first and second switching signals φ1 and φ2 for switching the first and second switches SW1 and SW2 based on the output of the
なお、クロック生成回路11は、パルス幅変調回路1の外部に設けられ、外部からクロック信号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。また、クロック生成回路11の後段には、図示しないデッドタイム生成回路が設けられていてもよい。デッドタイム生成回路は、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。
Note that the clock generation circuit 11 may be provided outside the pulse
また、以下の説明では、便宜上、図3及び図4においては、第1切換信号φ1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とそれぞれ言うことにする。 In the following description, for convenience, In Fig. 3 and 4, the period during which the first switching signal φ1 first becomes the high level first period T1, the subsequent period of the second period of the low level T2, followed by The high level period is referred to as a third period T3.
図2に戻り、電圧電流変換回路12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12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を充電する回路である。電圧電流変換回路12は、後述するように、第1及び第2スイッチSW1,2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、第1及び第2スイッチSW1,2がオン動作すると、第1及び第2積分回路C1,C2をそれぞれ充電する。
Returning to FIG. 2, the voltage-
ここで、電圧電流変換回路12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12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に供給される電流は、Ic+Gm・eS=Ic+Δiで表すことができる。この電流(Ic+Δi)の大きさは、オーディオ信号eSの正負の方向及び振幅の大きさに依存する。
Here, when the conversion conductance in the voltage-
放電用バイアス電流源13は、負の電源電圧[−V]に接続され、第1又は第2積分回路C1,C2に蓄積された電荷を一定電流である放電バイアス電流Ibで放電させるためのものである。すなわち、放電用バイアス電流源13は、後述するように、第3及び第4スイッチSW3,4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、第3及び第4スイッチSW3,4がオン動作すると、第1及び第2積分回路C1,C2に蓄積された電荷を、放電バイアス電流Idで放電させる。
The discharge bias
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の充電を制御するためのスイッチである。第1及び第2スイッチSW1,SW2は、クロック生成回路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(a)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(b)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。 First and second switches SW1, SW2 is a switch for controlling the charging of the first and second integration circuits C1, C2. The first and second switches SW1 and SW2 are turned on and off based on the first and second switching signals φ1 and φ2 output from the clock generation circuit 11. That is, as shown in FIG. 3A, 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. Further, as shown in FIG. 3B, 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13によって供給される放電バイアス電流Idを用いて第1及び第2積分回路C1,C2に蓄積された電荷の放電を制御するためのスイッチである。第3及び第4スイッチSW3,SW4は、後述する第1及び第2放電制御回路19,20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、第1及び第2放電制御回路19,20の後述する第1及び第2AND回路19a,20aから出力される。
The third and fourth switches SW3 and SW4 are for controlling the discharge of the charges accumulated in the first and second integrating circuits C1 and C2 using the discharge bias current Id supplied by the discharge bias
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、電圧電流変換回路12からの電流によって電荷を蓄え、放電用バイアス電流源13からの定電流によってその電荷が放出される回路である。具体的には、第1積分回路C1は、第1期間T1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12からの電流(Ic+Δi)で充電される。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、第1積分回路C1で蓄積された電荷が放電用バイアス電流源13に流れ、放電される。
Each of the first and second integrating circuits C1 and C2 is constituted by a charging capacitor, and accumulates electric charge by the current from the voltage /
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12からの電流(Ic+Δi)で充電される。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、第2積分回路C2で蓄積された電荷が放電用バイアス電流源13に流れ、放電される。
On the other hand, the second integration circuit C2 performs voltage-current conversion by turning on the second switch SW2 (at this time, turning off the fourth switch SW4) in the second period T2 during which the first integration circuit C1 is discharged. It is charged with the current (Ic + Δi) from the
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(例えば図3に示す第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 integration circuits C1 and C2, the unit period in which the levels of the first and second switching signals φ1 and φ2 are maintained (for example, the first period T1 or the second period T2 shown in FIG. 3). Every time, charging and discharging are performed alternately.
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12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(図2のA点参照)に接続されており、これにより、第1積分回路C1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13に接続されており、これにより、第1積分回路C1の放電経路が形成される。
Here, a circuit connection configuration relating to charging / discharging of the first and second integration circuits C1 and C2 will be described. The voltage-
一方、第2スイッチSW2の他端は、第2積分回路C2の一端(図2のA′点参照)に接続されており、これにより、第2積分回路C2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13に接続されており、これにより、第2積分回路C2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 (see point A ′ in FIG. 2), thereby forming a charging path for 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
第1及び第2比較回路15,16は、第1及び第2積分回路C1,C2の充電期間における電圧を所定の基準電圧Vrefと比較することにより、その出力においてパルス幅変調信号PWMoutのパルス幅を規定して出力するための回路である。なお、第1及び第2比較回路15,16が例えばCMOSインバータ素子で構成される場合、基準電圧Vrefは、CMOSインバータ素子のハイレベルとローレベルとで規定される閾値に相当し、通常、この閾値はそのCMOSインバータ素子の電源電圧の約1/2に設定される。例えば、CMOSインバータ素子の電源電圧が約5Vであるとすると、基準電圧Vrefは、その半分の約2.5Vとなる。
First and
第1及び第2比較回路15,16の正(+)側入力端子には、基準電圧Vrefがそれぞれ入力され、負(−)側入力端子には、第1及び第2積分回路C1,C2の一端がそれぞれ接続されている。
The reference voltage Vref is input to the positive (+) side input terminals of the first and
第1及び第2比較回路15,16の出力(図2のB点及びB′点参照)は、通常ハイレベルであり、各負側入力端子における電圧(第1及び第2積分回路C1,C2による充電電圧)が基準電圧Vrefより高くなると、出力端子からローレベルの信号が出力される。
The outputs of the first and
第1及び第2リセット回路17,18は、第1及び第2積分回路C1,C2がそれぞれ放電されている期間において、第1及び第2積分回路C1,C2における放電を強制的に終了させる(リセットする)ための回路である。第1リセット回路17は、第1NAND回路17a、第1NOT回路17b及び第5スイッチSW5からなり、第2リセット回路18は、第2NAND回路18a、第2NOT回路18b及び第6スイッチSW6からなる。
The first and
第1NAND回路17aは、その一方の入力端子が第1比較回路15の出力端子に接続され、他方の入力端子がクロック発生回路11に接続されて第2切換信号φ2が入力される。第1NAND回路17aの出力(図2のC点参照)は、第1NOT回路17bの入力端子に接続され、第1NOT回路17bの出力(図2のE点参照)は第5スイッチSW5に接続され、第1NAND回路17a及び第1NOT回路17bによって、第5スイッチSW5のオン、オフ動作が制御される。
The
一方、第2NAND回路18aは、その一方の入力端子が第2比較回路16の出力端子に接続され、他方の入力端子がクロック発生回路11に接続されて第1切換信号φ1が入力される。第2NAND回路18aの出力(図2のC′点参照)は、第2NOT回路18bの入力端子に接続され、第2NOT回路18bの出力(図2のE′点参照)は第6スイッチSW6に接続され、第2NAND回路18a及び第2NOT回路18bによって、第6スイッチSW6のオン、オフ動作が制御される。
On the other hand, one input terminal of the
第1及び第2放電制御回路19,20は、それぞれ第1及び第2AND回路19a,20aからなる。第1及び第2放電制御回路19,20は、第3及び第4スイッチSW3,SW4に制御信号φ3,φ4を出力して第3及び第4スイッチSW3,SW4をオン、オフ動作させることにより、第1及び第2積分回路C1,C2における放電動作を制御する。また、第1及び第2放電制御回路19,20は、後述するように、所定のタイミングで第3及び第4スイッチSW3,SW4をオフ動作させることにより、第5及び第6スイッチSW5,SW6のオン抵抗によるオフセット電圧を生じさせないようにする。
The first and second
第1AND回路19aは、その一方の入力端子が第1NAND回路17aの出力端子に接続され、他方の入力端子がクロック発生回路11に接続されて第2切換信号φ2が入力される。第1AND回路19aの出力(図2のD点参照)は、第3スイッチSW3に接続され、第1AND回路19aは、第1NAND回路17aの出力と第2切換信号φ2との論理積を演算することにより、第3スイッチSW3のオン、オフ動作を制御する。
The first AND
第2AND回路20aは、その一方の入力端子が第2NAND回路18aの出力端子に接続され、他方の入力端子がクロック発生回路11に接続されて第1切換信号φ1が入力される。第2AND回路20aの出力(図2のD′点参照)は、第4スイッチSW4に接続され、第2AND回路20aは、第2NAND回路18aの出力と第1切換信号φ1との論理積を演算することにより、第4スイッチSW4のオン、オフ動作を制御する。
The second AND
信号出力回路21は、第1及び第2NOR回路21a,21bと、OR回路21cとによって構成されている。第1NOR回路21aは、その一方の入力端子が第1比較回路15の出力端子に接続され(図2のB点参照)、他方の入力端子がクロック発生回路11に接続されて第1切換信号φ1が入力される。一方、第2NOR回路21bは、その一方の入力端子が第2比較回路16の出力端子に接続され(図2のB′点参照)、他方の入力端子がクロック発生回路11に接続されて第2切換信号φ2が入力される。
The
第1NOR回路21aの出力端子(図2のF点参照)及び第2NOR回路21bの出力端子(図2のF′点参照)は、OR回路21cの各入力端子に接続され、OR回路21cの出力端子(図2のG点参照)は、パルス幅変調信号PWMoutとして後段のスイッチング回路2(図1参照)に接続される。
The output terminal of the first NOR
第1NOR回路21aは、第1切換信号φ1と、第1比較回路15の出力との否定論理和を演算することにより、第1積分回路C1による放電が開始されてから、第1積分回路C1の電圧が基準電圧Vrefに至るまでの時間tにおいて、ハイレベルを出力する。第2NOR回路21bは、第2切換信号φ2と、第2比較回路16の出力との否定論理和を演算することにより、第2積分回路C2による放電が開始されてから、第2積分回路C2の電圧が基準電圧Vrefに至るまでの時間tにおいて、ハイレベルを出力する。
The first NOR
OR回路21cは、第1及び第2NOR回路21a,21bの各出力の論理和を演算し、第1及び第2NOR回路21a,21bの各出力を一つのパルス幅変調信号PWMoutにしてスイッチング回路2に出力するものである。
The OR
図3及び図4は、上記パルス幅変調回路1における各信号のタイミングチャートを示す図であり、図3は、主として第1積分回路C1における充放電動作に関する各信号を示し、図4は、主として第2積分回路C2における充放電動作に関する各信号を示す。図3及び図4は、オーディオ信号eSが無信号の場合(G・eS=0)を示している。
3 and 4 are diagrams showing timing charts of the respective signals in the pulse
図3における第1期間T1では、クロック発生回路11からの第1切換信号φ1がハイレベル(第2切換信号φ2がローレベル)であり(図3(a)参照)、これによって第1スイッチSW1がオン動作(第3スイッチSW3はオフ動作)する。そのため、第1積分回路C1には、電流電圧変換回路12からの電流(Ic+Δi)が供給され、第1積分回路C1は充電される(図3(c)のA点波形参照)。
In the first period T1 in FIG. 3, the first switching signal φ1 from the clock generation circuit 11 is at the high level (the second switching signal φ2 is at the low level) (see FIG. 3A), thereby the first switch SW1. Is turned on (the third switch SW3 is turned off). Therefore, the current (Ic + Δi) from the current-
第1積分回路C1が充電されているときのA点波形に示す傾きは、電流電圧変換回路12からの電流(Ic+Δi)の大きさに比例する。すなわち、電流(Ic+Δi)が大きいとA点波形に示す傾きは急になり、電流(Ic+Δi)が小さいとA点波形に示す傾きは緩やかになる。
The slope indicated by the point A waveform when the first integrating circuit C1 is charged is proportional to the magnitude of the current (Ic + Δi) from the current-
第1期間T1では、第1比較回路15において第1積分回路C1が充電されたことによる電圧が基準電圧Vrefを上回ると、第1比較回路15の出力がハイレベルからローレベルになる(図3(d)のB点波形参照)。このとき、第1NAND回路17aには、第1比較回路15の出力が入力されるが、第2切換信号φ2がローレベルを維持しているので、第1NAND回路17aの出力は、ハイレベルに維持される(図3(e)のC点波形参照)。
In the first period T1, when the voltage resulting from charging of the first integration circuit C1 in the
また、第1期間T1においては第2切換信号φ2がローレベルであるので、第2スイッチSW2がオフ動作し、第4スイッチSW4がオン動作することにより、第2積分回路C2では、第1期間T1の半周期前の期間T0において充電された電荷が放電用バイアス電流源13に流れ、一定の放電量で放電されている(図4(c)のA′点波形参照)。
Further, since the second switching signal φ2 is at a low level in the first period T1, the second switch SW2 is turned off and the fourth switch SW4 is turned on, so that the second integrating circuit C2 has the first period. The charge charged in the period T0 half a cycle before T1 flows to the discharge bias
第1積分回路C1における充電動作は、第1切換信号φ1のレベルが反転するまで継続され、第1切換信号φ1が反転してローレベルになると(第2期間T2参照)、第1スイッチSW1がオフ動作し、第1積分回路C1における充電動作が終了する。 The charging operation in the first integrating circuit C1 is continued until the level of the first switching signal φ1 is inverted, and when the first switching signal φ1 is inverted and becomes a low level (see the second period T2), the first switch SW1 is turned on. The off operation is performed, and the charging operation in the first integrating circuit C1 ends.
したがって、第1積分回路C1における充電は、第1切換信号φ1のレベルが反転するときに最大となり、図3(c)に示すように最大充電電圧Vaとなる。なお、オーディオ信号eSが無信号のときの最大充電電圧Vaは、基準電圧Vrefの約2倍の値になるように、回路定数で設定されている。 Therefore, the charging in the first integrating circuit C1 becomes maximum when the level of the first switching signal φ1 is inverted, and becomes the maximum charging voltage Va as shown in FIG. Note that the maximum charging voltage Va when the audio signal e S is no signal is set as a circuit constant so as to be a value about twice the reference voltage Vref.
次に、第2期間T2においては、第2切換信号φ2がローレベルからハイレベルになる。このとき、第1NAND回路17aには、第1比較回路15の出力と第2切換信号φ2とが入力されるので、第1NAND回路17aの出力はハイレベルのままである(C点波形参照)。第1AND回路19aには、第1NAND回路17aの出力と第2切換信号φ2とが入力されるので、第1AND回路19aの出力(制御信号φ3)は、第2切換信号φ2のレベルが変化するとともに、ローレベルからハイレベルに変化する(図3(f)のD点波形参照)。この制御信号φ3により、第3スイッチSW3がオン動作する。
Next, in the second period T2, the second switching signal φ2 changes from the low level to the high level. At this time, since the output of the
この第3スイッチSW3のオン動作により、第1積分回路C1で第1期間T1において充電された電荷が第3スイッチSW3を通じて放電用バイアス電流源13に流れる。この場合、放電バイアス電流Idが一定であるので、第1積分回路C1は一定の放電量で放電される(A点波形参照)。
Due to the ON operation of the third switch SW3, the charge charged in the first integration circuit C1 in the first period T1 flows to the discharge bias
第2期間T2において、第1比較回路15で第1積分回路C1の充電電圧が基準電圧Vrefを下回ると、第1比較回路19の出力がローレベルからハイレベルになる(B点波形参照)。これにより、第1NAND回路17aの出力は、ハイレベルからローレベルになる(C点波形参照)。第1NAND回路17aの出力は、第1NOT回路17bで反転され、これがリセット信号として第5スイッチSW5に出力される(図3(g)のE点波形参照)。
In the second period T2, when the charging voltage of the first integration circuit C1 falls below the reference voltage Vref in the
すなわち、第5スイッチSW5がオフ状態からオン状態になり、第1積分回路C1から放電用バイアス電流源13に放電されていた電荷は、第5スイッチSW5を通じてグランド端子に流れ、強制的にかつ一気に放電が行われる。
That is, the fifth switch SW5 changes from the off state to the on state, and the electric charge discharged from the first integrating circuit C1 to the discharging bias
一方、第1AND回路19aの出力は、第1NAND回路17aの出力がハイレベルからローレベルになることにより(C点波形参照)、ハイレベルからローレベルになり、これにより、第3スイッチSW3がオフ動作となる。この第3スイッチSW3のオフ動作により、放電用バイアス電流源13が第5スイッチSW5から切り離されるので、第5スイッチSW5によるオン抵抗の影響を抑制することができる。
On the other hand, the output of the first AND
すなわち、従来構成では、放電用バイアス電流源13が第5スイッチSW5に接続されているので、第5スイッチSW5のオン抵抗を介して放電用バイアス電流源13に向けて電流が流れるようになり、第1積分回路C1において新たに充電が開始されるとき、第1積分回路C1にオフセット電圧ΔVが生じるようになり、オフセット電圧の影響で充放電波形(A点波形)に歪みが生じる。
That is, in the conventional configuration, since the discharge bias
しかしながら、本実施形態では、第1積分回路C1が第5スイッチSW5においてリセットされた後に、第3スイッチSW3がオフ動作されることにより、放電用バイアス電流源13が第5スイッチSW5から切り離されるため、続く第3期間T3においては、第1スイッチSW1が第1切換信号φ1によってオン動作することにより新たに第1積分回路C1で充電が開始されるが(A点波形参照)、第1積分回路C1から第5スイッチSW5に流れる放電電流がゼロとなっており、すなわち第1積分回路C1においてオフセット電圧ΔVが生じなくなり、基準電位の0[V]から充電が開始されるので、適切なパルス幅変調信号を出力することができる。
However, in the present embodiment, after the first integration circuit C1 is reset in the fifth switch SW5, since the third switch SW3 is by being off operation, the discharging bias
図5は、本実施形態を適用した場合の第1積分回路C1における充放電波形を示す図である。図5によると、第5スイッチSW5のリセット後の第1積分回路C1の充電電圧が基準電位の0[V]になっている。そのため、新たに充電が開始された場合でも、良好なパルス幅変調を行うことができる。 FIG. 5 is a diagram showing a charge / discharge waveform in the first integration circuit C1 when the present embodiment is applied. According to FIG. 5, the charging voltage of the first integration circuit C1 after the reset of the fifth switch SW5 is the reference potential of 0 [V]. Therefore, good pulse width modulation can be performed even when charging is newly started.
図3に戻り、信号出力回路21の第1NOR回路21aには、第1切換信号φ1と第1比較回路15の出力とが入力されるため、第1NOR回路21aは、第1期間T1において第1積分回路17が放電を開始してから強制的にリセットされるまでの時間tにおいてハイレベルを出力する(図3(h)のF点波形参照)。
Returning to FIG. 3, since the first switching signal φ1 and the output of the
次に、図4を参照して第2積分回路C2における充放電動作を説明すると、第2積分回路C2では、第1積分回路C1における充放電動作と比べ、単位期間(半周期)だけ充放電動作がずれている点で異なる。 Next, the charging / discharging operation in the second integrating circuit C2 will be described with reference to FIG. 4. In the second integrating circuit C2, charging / discharging is performed for a unit period (half cycle) as compared with the charging / discharging operation in the first integrating circuit C1. It differs in that the operation is shifted.
すなわち、第1積分回路C1では第1期間T1において充電が開始され、第2期間T2において放電が行われるが、第2積分回路C2では第2期間T2において充電が開始され、第3期間T3において放電が行われる。このように、第1積分回路C1及び第2積分回路C2では、半周期ずれて充放電動作が行われる。 That is, in the first integrating circuit C1, charging is started in the first period T1, and discharging is performed in the second period T2. In the second integrating circuit C2, charging is started in the second period T2, and in the third period T3. Discharge occurs. Thus, in the 1st integration circuit C1 and the 2nd integration circuit C2, charging / discharging operation | movement is performed by a half cycle shift.
第2積分回路C2では、第2期間T2において第2スイッチSW2がオン動作することにより、電流電圧変換回路12からの電流(Ic+Δi)が第2スイッチSW2を介して供給されて充電される。
In the second integration circuit C2, when the second switch SW2 is turned on in the second period T2, the current (Ic + Δi) from the current-
第3期間T3において第2スイッチSW2がオフ動作し、第4スイッチSW4がオン動作することにより、第2積分回路C2が放電され、第2積分回路C2の充電電圧が基準電圧Vrefを到達したとき、リセット信号によって第6スイッチSW6がオン動作して、第2積分回路C2に蓄積されている電荷が一気に放電される。その直後に、第4スイッチSW4がオフ動作するので、第6スイッチSW6のオン抵抗による電流が放電用バイアス電流源13に流れるのが阻止される。したがって、第1積分回路C1と同様に、第2積分回路C2で新たに充電が開始されるとき、第2積分回路C2におけるオフセット電圧ΔVが抑制され、適切なパルス幅変調信号を出力することができる。
When the second switch SW2 is turned off and the fourth switch SW4 is turned on in the third period T3, the second integration circuit C2 is discharged, and the charging voltage of the second integration circuit C2 reaches the reference voltage Vref. The sixth switch SW6 is turned on by the reset signal, and the charge accumulated in the second integration circuit C2 is discharged at a stroke. Immediately thereafter, the fourth switch SW4 is turned off, so that the current due to the on-resistance of the sixth switch SW6 is prevented from flowing to the discharge bias
また、信号出力回路21の第2NOR回路21bには、第1切換信号φ1と第2比較回路20の出力とが入力されるが、第2NOR回路21bの出力は、ローレベルを維持する(図4(h)のF′点波形参照)。したがって、OR回路21cの出力(図4(i)のG点波形参照)は、第1NOR回路21aの出力としてのハイレベルがそのままパルス幅変調信号PWMoutとして出力される。
The first switching signal φ1 and the output of the second comparison circuit 20 are input to the second NOR
このように、本実施形態では、第3スイッチSW3をオン動作させることにより第1積分回路C1で蓄積された電荷を一定の放電量で放電させ、その放電中に第5スイッチSW5をオン動作させることにより、第1積分回路C1を一気にかつ強制的に放電させる。そして、その直後に、オン動作していた第3スイッチSW3をオフ動作させるので、第3スイッチSW3を経由して放電用バイアス電流源13に至る第1積分回路C1の放電経路を遮断することができ、第5スイッチSW5のオン抵抗によるオフセット電圧ΔVを抑制することができ、適切なパルス幅変調信号PWMoutを出力することができる。
Thus, in the present embodiment, the third switch SW3 is turned on to discharge the charge accumulated in the first integrating circuit C1 with a constant discharge amount, and the fifth switch SW5 is turned on during the discharge. As a result, the first integrating circuit C1 is discharged at once and forcibly. Immediately thereafter, the third switch SW3 that has been turned on is turned off, so that the discharge path of the first integrating circuit C1 that reaches the discharge bias
また、同様に、第2積分回路C2においても、第6スイッチSW6のオン抵抗によるオフセット電圧ΔVが抑制され、適切なパルス幅変調信号PWMoutを出力することができる。 Similarly, in the second integration circuit C2, the offset voltage ΔV due to the ON resistance of the sixth switch SW6 is suppressed, and an appropriate pulse width modulation signal PWMout can be output.
なお、上記実施形態においては、第5スイッチSW5による第1積分回路C1のリセット動作とほぼ同時に第3スイッチSW3をオフ動作させていたが、第3スイッチSW3をオフ動作させるタイミングは、第5スイッチSW5によるリセット動作の後であって新たに充電が開始されるまでの間(図3の期間TA参照)であればいつでもよい。第1積分回路C1において新たに充電が開始されるときに、第1積分回路C1の一端における電位がゼロになっておればよいからである。 In the above embodiment, the third switch SW3 is turned off almost simultaneously with the reset operation of the first integrating circuit C1 by the fifth switch SW5. However, the timing at which the third switch SW3 is turned off is the fifth switch SW3. Any time after the reset operation by SW5 and until a new charge is started (see period TA in FIG. 3) may be used. This is because the potential at one end of the first integration circuit C1 should be zero when charging is newly started in the first integration circuit C1.
図6は、図2に示したパルス幅変調回路1の変形例に係るパルス幅変調回路1Aを示す図である。図2に示したパルス幅変調回路1は、第1及び第2放電制御回路19,20が、それぞれ第1及び第2AND回路19a,20aによって構成されたが、第1放電制御回路19Aは、NAND回路19bとその出力に接続されたNOT回路19cとによって構成されてもよい。また、第2放電制御回路20Aも、NAND回路20bとその出力に接続されたNOT回路20cとによって構成されてもよい。このパルス幅変調回路1Aによっても、図2に示したパルス幅変調回路1と同様の作用効果を奏する。
FIG. 6 is a diagram showing a pulse width modulation circuit 1A according to a modification of the pulse
もちろん、この発明の範囲は上述した実施の形態に限定されるものではなく、第1及び第2実施形態に示した回路構成は一例であり、同等の機能を有するものであれば、種々の回路を適用することができる。 Of course, the scope of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and the circuit configurations shown in the first and second embodiments are examples, and various circuits can be used as long as they have equivalent functions. Can be applied.
1 パルス幅変調回路
2 スイッチング回路
3 ローパスフィルタ回路
4 第1電源
5 第2電源
11 クロック生成回路
12 電圧電流変換回路
13 放電用バイアス電流源
15 第1比較回路
16 第2比較回路
17 第1リセット回路
18 第2リセット回路
19 第1放電制御回路
20 第2放電制御回路
21 信号出力回路
C1 第1積分回路
C2 第2積分回路
eS オーディオ信号
Ic 充電バイアス電流
Id 放電バイアス電流
SW1 第1スイッチ
SW2 第2スイッチ
SW3 第3スイッチ
SW4 第4スイッチ
SW5 第5スイッチ
SW6 第6スイッチ
T1 第1期間
T2 第2期間
T3 第3期間
Vref 基準電圧
φ1 第1切換信号
φ2 第2切換信号
φ3 制御信号
φ4 制御信号
DESCRIPTION OF
Claims (5)
電荷の蓄積が可能な第1の電荷蓄積手段と、
電荷の蓄積が可能な第2の電荷蓄積手段と、
電圧で入力される入力信号を電流に変換する電圧電流変換手段と、
定電流を生成する定電流生成手段と、
前記第1のクロック信号のハイレベル期間では前記第1の電荷蓄積手段を前記電圧電流変換手段から出力される電流で充電するとともに前記第2の電荷蓄積手段を前記定電流生成手段から出力される定電流で放電し、前記第2クロック信号のハイレベル期間では前記第2の電荷蓄積手段を前記電圧電流変換手段から出力される電流で充電するとともに前記第1の電荷蓄積手段を前記定電流生成手段から出力される定電流で放電する制御を行う充放電制御手段と、
前記第1のクロック信号のローレベル期間において、前記定電流生成手段からの定電流による放電によって前記第1の電荷蓄積手段の電圧が所定の基準電圧に変化するタイミングを検出する第1の検出手段と、
前記第2のクロック信号のローレベル期間において、前記定電流生成手段からの定電流による放電によって前記第2の電荷蓄積手段の電圧が前記基準電圧に変化するタイミングを検出する第2の検出手段と、
前記第1のクロック信号と前記第1の検出手段の検出信号とに基づき、前記第1のクロック信号のローレベル期間毎に各ローレベル期間の開始から前記第1の電荷蓄積手段の電圧が前記基準電圧に到達するまでの時間をパルス幅とする第1のパルス信号を生成する第1のパルス信号生成手段と、
前記第2のクロック信号と前記第2の検出手段の検出信号とに基づき、前記第2のクロック信号のローレベル期間毎に各ローレベル期間の開始から前記第2の電荷蓄積手段の電圧が前記基準電圧に到達するまでの時間をパルス幅とする第2のパルス信号を生成する第2のパルス信号生成手段と、
前記第1のパルス信号と前記第2のパルス信号を合成して前記入力信号のパルス幅変調信号を生成するパルス幅変調信号生成手段と、
を備えたパルス幅変調回路であって、
前記充放電制御手段は、
前記第1の電荷蓄積手段に並列に接続された半導体素子からなる第1のスイッチ手段と、
前記第2の電荷蓄積手段に並列に接続された半導体素子からなる第2のスイッチ手段と、
前記第1のクロック信号のレベルがハイレベルになるタイミングで前記電圧電流変換手段を前記第1の電荷蓄積手段に接続した後、ローレベルになるタイミングでその接続を解除し、前記第2のクロック信号のレベルがハイレベルになるタイミングで前記電圧電流変換手段を前記第2の電荷蓄積手段に接続した後、ローレベルになるタイミングでその接続を解除する第1の接続制御手段と、
前記第1のクロック信号のレベルがローレベルになるタイミングで前記定電流生成手段を前記第1の電荷蓄積手段に接続した後、前記第1の検出手段の検出タイミングから前記第1のクロック信号がハイレベルに反転するまでの所定のタイミングでその接続を解除し、前記第2のクロック信号のレベルがローレベルになるタイミングで前記定電流生成手段を前記第2の電荷蓄積手段に接続した後、前記第2の検出手段の検出タイミングから前記第2のクロック信号がハイレベルに反転するまでの所定のタイミングでその接続を解除する第2の接続制御手段と、
前記第1の検出手段の検出タイミングで前記第1のスイッチ手段をオンにした後、前記第1のクロック信号がハイレベルに反転するタイミングで前記第1のスイッチ手段をオフにし、前記第2の検出手段の検出タイミングで前記第2のスイッチ手段をオンにした後、前記第2のクロック信号がハイレベルに反転するタイミングで前記第2のスイッチ手段をオフにする第1のスイッチ制御手段と、
を含むことを特徴とするパルス幅変調回路。 Clock signal generating means for generating a first clock signal and a second clock signal obtained by inverting the level of the first clock signal;
First charge storage means capable of storing charge;
A second charge accumulating means capable of accumulating charges;
Voltage-current conversion means for converting an input signal input by voltage into current;
A constant current generating means for generating a constant current;
During the high level period of the first clock signal, the first charge storage unit is charged with the current output from the voltage-current conversion unit, and the second charge storage unit is output from the constant current generation unit. Discharging with a constant current, charging the second charge storage means with a current output from the voltage-current conversion means during the high level period of the second clock signal, and generating the first charge storage means with the constant current Charge / discharge control means for controlling discharge at a constant current output from the means;
First detection means for detecting a timing at which the voltage of the first charge storage means changes to a predetermined reference voltage due to discharge by a constant current from the constant current generation means in a low level period of the first clock signal. When,
Second detection means for detecting a timing at which the voltage of the second charge storage means changes to the reference voltage due to discharge by a constant current from the constant current generation means in a low level period of the second clock signal; ,
Based on the first clock signal and the detection signal of the first detection means, the voltage of the first charge storage means from the start of each low level period for each low level period of the first clock signal. First pulse signal generation means for generating a first pulse signal having a pulse width as a time until the reference voltage is reached;
Based on the second clock signal and the detection signal of the second detection means, the voltage of the second charge storage means from the start of each low level period for each low level period of the second clock signal Second pulse signal generation means for generating a second pulse signal having a pulse width as a time until the reference voltage is reached;
Pulse width modulation signal generating means for combining the first pulse signal and the second pulse signal to generate a pulse width modulation signal of the input signal;
A pulse width modulation circuit comprising:
The charge / discharge control means includes
First switch means comprising a semiconductor element connected in parallel to the first charge storage means;
Second switch means comprising a semiconductor element connected in parallel to the second charge storage means;
After the voltage-current conversion means is connected to the first charge storage means at the timing when the level of the first clock signal becomes high, the connection is released at the timing when the level becomes low, and the second clock First connection control means for releasing the connection at a low level after connecting the voltage-current conversion means to the second charge storage means at a timing when the signal level becomes high;
After the constant current generating means is connected to the first charge storage means at a timing when the level of the first clock signal becomes low level, the first clock signal is detected from the detection timing of the first detecting means. After the connection is released at a predetermined timing until it is inverted to a high level, and the constant current generating means is connected to the second charge storage means at a timing when the level of the second clock signal becomes low level, Second connection control means for releasing the connection at a predetermined timing from the detection timing of the second detection means until the second clock signal is inverted to a high level;
After turning on the first switch means at the detection timing of the first detection means, the first switch means is turned off at the timing when the first clock signal is inverted to the high level, and the second switch means First switch control means for turning off the second switch means at a timing when the second clock signal is inverted to a high level after turning on the second switch means at the detection timing of the detection means;
The pulse width modulation circuit which comprises a.
前記電圧電流変換手段と前記第1の電荷蓄積手段との間に設けられ、両手段の接続を開閉する第3のスイッチ手段と、
前記電圧電流変換手段と前記第2の電荷蓄積手段との間に設けられ、両手段の接続を開閉する第4のスイッチ手段と、
前記第1のクロック信号のレベルがハイレベルになるタイミングで前記第3のスイッチ手段をオンにした後、ローレベルになるタイミングで前記第3のスイッチ手段をオフにし、前記第2のクロック信号のレベルがハイレベルになるタイミングで前記第4のスイッチ手段をオンにした後、ローレベルになるタイミングで前記第4のスイッチ手段をオフにする第2のスイッチ制御手段と、を含み、
前記第2の接続制御手段は、
前記定電流生成手段と前記第1の電荷蓄積手段との間に設けられ、両手段の接続を開閉する第5のスイッチ手段と、
前記定電流生成手段と前記第2の電荷蓄積手段との間に設けられ、両手段の接続を開閉する第6のスイッチ手段と、
前記第1のクロック信号のレベルがローレベルになるタイミングで前記第5のスイッチ手段をオンにした後、前記第1の検出手段の検出タイミングからローレベルの前記第1のクロック信号がハイレベルに反転するまでの所定のタイミングで前記第5のスイッチ手段をオフにし、前記第2のクロック信号のレベルがローレベルになるタイミングで前記第6のスイッチ手段をオンにした後、前記第2の検出手段の検出タイミングからローレベルの前記第2のクロック信号がハイレベルに反転するまでの所定のタイミングで前記第6のスイッチ手段をオフにする第3のスイッチ制御手段と、を含む、
請求項1に記載のパルス幅変調回路。 The first connection control means includes:
A third switch means provided between the voltage-current conversion means and the first charge storage means to open and close the connection between the two means;
A fourth switch means provided between the voltage-current conversion means and the second charge storage means, which opens and closes the connection between the two means;
After the third switch means is turned on at the timing when the level of the first clock signal becomes high level, the third switch means is turned off at the timing when the level becomes low level, and the second clock signal Second switch control means for turning off the fourth switch means at a low level after turning on the fourth switch means at a time when the level becomes a high level,
The second connection control means includes:
A fifth switch means provided between the constant current generating means and the first charge storage means, for opening and closing a connection between the two means;
A sixth switch means provided between the constant current generation means and the second charge storage means, and opens and closes a connection between the two means;
After turning on the fifth switch means at the timing when the level of the first clock signal becomes low level, the first clock signal at low level becomes high level from the detection timing of the first detection means. After the fifth switch means is turned off at a predetermined timing until inversion, and the sixth switch means is turned on at a timing when the level of the second clock signal becomes low level, the second detection means And third switch control means for turning off the sixth switch means at a predetermined timing from the detection timing of the means until the second clock signal at the low level is inverted to the high level,
The pulse width modulation circuit according to claim 1.
前記第1の検出手段の検出タイミングで前記第5のスイッチ手段をオフにし、前記第2の検出手段の検出タイミングで前記第6のスイッチ手段をオフにする、請求項2に記載のパルス幅場変調回路。 The third switch control means includes:
The pulse width field according to claim 2 , wherein the fifth switch means is turned off at the detection timing of the first detection means, and the sixth switch means is turned off at the detection timing of the second detection means. Modulation circuit.
前記第2の検出手段は、前記第2の電荷蓄積手段の電圧と前記基準電圧を比較する第2の比較回路で構成され、
前記第3のスイッチ制御手段は、
前記第2のクロック信号と前記第1の比較回路から出力される出力信号との第1の否定論理積信号を生成し、その第1の否定論理積信号に基づいて前記第1のスイッチ手段のオン・オフを制御する第1の論理回路と、前記第1のクロック信号と前記第2の比較回路との第2の否定論理積信号を生成し、その第2の否定論理積信号に基づいて前記第2のスイッチ手段のオン・オフを制御する第2の論理回路とで構成され、
前記第2のスイッチ制御手段は、
前記第2のクロック信号と前記第1の否定論理積信号との第1の論理積信号を生成し、その第1の論理積信号に基づいて前記第5のスイッチ手段のオン・オフを制御する第3の論理回路と、前記第1のクロック信号と前記第2の否定論理積信号との第2の論理積信号を生成し、その第2の論理積信号に基づいて前記第6のスイッチ手段のオン・オフを制御する第4の論理回路とで構成されている、
請求項3に記載のパルス幅変調回路。 The first detection means includes a first comparison circuit that compares the voltage of the first charge storage means and the reference voltage,
The second detection means includes a second comparison circuit that compares the voltage of the second charge storage means and the reference voltage,
The third switch control means includes:
A first NAND signal of the second clock signal and the output signal output from the first comparison circuit is generated, and the first switch means is configured to generate a first NAND signal based on the first NAND signal. A first logical circuit that controls on / off, a second negative logical product signal of the first clock signal and the second comparison circuit are generated, and based on the second negative logical product signal And a second logic circuit for controlling on / off of the second switch means,
The second switch control means includes:
A first logical product signal of the second clock signal and the first negative logical product signal is generated, and on / off of the fifth switch means is controlled based on the first logical product signal. A sixth logic circuit that generates a second logical product signal of the third logical circuit and the first clock signal and the second negative logical product signal, and the sixth switch means based on the second logical product signal; And a fourth logic circuit for controlling on / off of the
The pulse width modulation circuit according to claim 3.
所定の電源電圧を出力する電圧源と、A voltage source that outputs a predetermined power supply voltage;
前記パルス幅変調回路から出力される変調信号に基づいて、前記電圧源から供給される所定の電源電圧をスイッチングするスイッチング回路と、A switching circuit for switching a predetermined power supply voltage supplied from the voltage source based on a modulation signal output from the pulse width modulation circuit;
を備えたことを特徴とする、スイッチングアンプ。A switching amplifier characterized by comprising:
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