JP4818900B2 - Digital amplifier and switching frequency control method - Google Patents
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ディジタルアンプのスイッチング回路と、スイッチング回数を制御するための、スイッチング回数制御回路とを備えたディジタルアンプ、および、該ディジタルアンプにおけるスイッチング回数制御方法に関するものである。 The present invention relates to a digital amplifier including a switching circuit of a digital amplifier and a switching frequency control circuit for controlling the switching frequency, and a switching frequency control method in the digital amplifier.
近年、ディジタルアンプ、あるいは1ビットアンプと呼ばれる、ディジタル・アナログ変換方式を採用したスイッチングアンプは、変換効率や集積回路での実現性が優れていることから、広く使用されている。 In recent years, switching amplifiers employing a digital / analog conversion method, called digital amplifiers or 1-bit amplifiers, are widely used because of their excellent conversion efficiency and feasibility in integrated circuits.
上記1ビットアンプにおいては、アナログオーディオ信号またはディジタルオーディオ信号を、デルタシグマ変調することにより、ディジタル信号を生成し、このディジタル信号を、スイッチング回路で所定の振幅に増幅する方法が利用されている。 In the 1-bit amplifier, a method is used in which a digital signal is generated by delta-sigma modulation of an analog audio signal or a digital audio signal, and the digital signal is amplified to a predetermined amplitude by a switching circuit.
ここで、図7を参照して、デルタシグマ変調を用いた、スイッチングアンプを説明する。
図7は、デルタシグマ変調回路、およびスイッチングアンプの構成の一例を示すブロック図である。
Here, a switching amplifier using delta-sigma modulation will be described with reference to FIG.
FIG. 7 is a block diagram illustrating an example of a configuration of a delta-sigma modulation circuit and a switching amplifier.
同図に示すように、1ビットアンプ100は、ΔΣ変調回路110と、スイッチング回路120と、LPF130(Low Pass Filter:低域フィルター)とにより構成されており、さらに、ΔΣ変調回路110は、ΔΣ変調1Bit信号生成回路111と、量子化器112とから構成される。
As shown in the figure, the 1-
以下に、1ビットアンプ100における制御について説明する。入力部(図示せず)からのアナログオーディオ信号またはディジタルオーディオ信号である入力信号は、ΔΣ変調回路110に入力される。ΔΣ変調回路110に入力された入力信号は、ΔΣ変調1Bit信号生成回路111によりサンプリングされ、サンプリングされたデータを、量子化器112が量子化し、1ビットのディジタル信号を生成する。次に、ΔΣ変調回路110で生成された1ビットのディジタル信号は、スイッチング回路120によって所定の振幅に増幅され、LPF130を通り、スピーカー等の図示しない出力部に出力される。
Hereinafter, control in the 1-
ここで、図7に示した、ΔΣ変調1Bit信号生成回路111および量子化器112は、図示しないクロック生成回路からのクロック信号を基準に動作している。したがって、基準となるクロック信号のクロック周波数を高速化することで、ΔΣ変調回路110におけるサンプリングの時間分解能が上がることになり、結果、オーディオ性能が向上することになる。
Here, the ΔΣ modulation 1-bit
しかしながら、上記クロック周波数を高速化することにより、スイッチング回路120に入力されるディジタル信号の周波数も高速化され、結果、スイッチング回路120におけるスイッチング周波数が高くなる。ここで、スイッチング回路120のスイッチング周波数が高くなるにつれ、オーディオ性能の向上とは相反して、スイッチング回路120において発生する熱および不要輻射が問題となる。
However, by increasing the clock frequency, the frequency of the digital signal input to the
まず、スイッチング回路120において発生する熱に関しては、発熱量が大きくなることにより、この熱が他の部品や、スイッチング回路120自体に影響を及ぼし、オーディオ性能を低下させることになる。よって、この熱を対策するためには、温度保証が高い部品への変更や、放熱ファン等の新たな部品の追加が、オーディオ機器に必要となり、コストアップにつながるという問題が発生する。
First, regarding the heat generated in the
さらに、スイッチング周波数が高くなることの、もう1つの弊害として、EMI(Electromagnetic Interference:電磁障害)を引き起こす不要輻射等の電磁波ノイズが増えるという問題がある。この不要輻射等の電磁波ノイズは、国際的な規格によって、ある一定のレベルに抑えることに決められている。したがって、上記不要輻射等の電磁波ノイズを対策するためには、新たな部品等がオーディオ機器に必要となり、さらなるコストアップにつながるという問題が発生する。 Furthermore, as another adverse effect of an increase in switching frequency, there is a problem that electromagnetic noise such as unnecessary radiation that causes EMI (Electromagnetic Interference) increases. The electromagnetic noise such as unnecessary radiation is determined to be suppressed to a certain level by an international standard. Therefore, in order to prevent electromagnetic noise such as unnecessary radiation, new parts and the like are required for the audio equipment, resulting in a problem of further cost increase.
上記問題を解決するために、特許文献1では、スイッチング回路におけるスイッチング周波数を抑えるために、ΔΣ変調回路から出力されたディジタル信号を、ある一定のパルス幅以上となるディジタル信号に変換している。ここで、スイッチング回路内のスイッチのONおよびOFFは、上記ディジタル信号によって制御されている。したがって、スイッチング回路に入力されるディジタル信号を、ある一定のパルス幅以上とすることにより、ΔΣ変調回路におけるサンプリング周波数を低くすることなく、スイッチング回路におけるスイッチング回数の制御を可能としている。
In order to solve the above problem, in
以下に、図8を参照して、ΔΣ変調回路110からのディジタル信号のパルス幅を変換し、スイッチング回数を減らすように制御する方法を説明する。
図8は、スイッチング周波数を制御する、スイッチング回数制御回路210(特許文献1においては、ディジタル信号変換部と記載)を備えた、1ビットアンプ200のブロック図である。
Hereinafter, a method of converting the pulse width of the digital signal from the
FIG. 8 is a block diagram of a 1-
同図に示すように、1ビットアンプ200は、量子化器112から出力されたディジタル信号に対して、当該ディジタル信号のパルス幅が一定以上となるように制御する、スイッチング回数制御回路210を備えている。スイッチング回数制御回路210は、量子化器112からのディジタル信号を、ある一定のパルス幅以上となるように変換し、スイッチング回路120へ出力する。
As shown in the figure, the 1-
なお、スイッチング回数制御回路210は、ΔΣ変調回路110の動作クロックに同期して、量子化器112より入力したディジタル信号のパルス幅を制御し、スイッチング回路120へ、制御後のディジタル信号を出力している。
The switching
一例として、スイッチング回路120に出力するディジタル信号のパルス幅を、上記動作クロック周期の2倍以上に制限するように、1ビットアンプ200を設計した場合の、スイッチング回数制御回路210の動作を述べる。
As an example, the operation of the switching
スイッチング回数制御回路210は、まず、動作クロックの1周期分前の、スイッチング回数制御信号210からの出力信号の値と、動作クロックの2周期分前の、スイッチング回数制御回路210からの出力信号の値とを比較する。上記1周期分前の出力信号の値と、2周期分前の出力信号の値とが同じ場合、量子化器112からの入力信号の値を、スイッチング回数制御回路210は出力する。一方、上記1周期分前の出力信号の値と、2周期分前の出力信号の値とが異なる場合、量子化器112より入力された信号の値にかかわらず、上記1周期分前の出力信号の値と、同じ値を出力する。このようにして、スイッチング回数制御回路210は、動作クロックの2周期分は、同じ値を出力するように、出力信号を制御している。
The switching
以下に、図9(a)〜(c)を参照して、特許文献1における、パルス幅を変換の、スイッチング回数制御方法の一例を述べる。
図9(a)は、スイッチング回数制御回路210に入力されるディジタル信号を示す説明図であり、図9(b)は、スイッチング回数制御回路210より出力されるディジタル信号を示す説明図であり、図9(c)は、ΔΣ変調回路110およびスイッチング回数制御回路210の動作クロック信号を示す説明図である。
なお、スイッチング回数制御回路210への入力信号、およびスイッチング回数制御回路210からの出力信号の値は、『+1』および『−1』の2値とする。
Hereinafter, an example of the switching frequency control method for converting the pulse width in
9A is an explanatory diagram illustrating a digital signal input to the switching
Note that the values of the input signal to the switching
例えば、図中におけるT1およびT2の出力信号は、図9(b)に示すように、『−1』となる同じ値の出力信号であり、T3における入力信号は、図9(a)に示すように、『+1』である。したがって、T3における出力信号は、T3における入力信号の値である、『+1』となる。 For example, as shown in FIG. 9B, the output signals at T1 and T2 in the figure are output signals having the same value of “−1”, and the input signal at T3 is shown in FIG. 9A. Thus, “+1”. Therefore, the output signal at T3 is “+1”, which is the value of the input signal at T3.
一方、T2の出力信号は、『−1』であり、T3の出力信号は、『+1』となり、異なる出力信号の値である。したがって、T4における入力信号は『−1』であるが、T4の出力信号は、1周期分前のT3の出力信号である『+1』を出力する。 On the other hand, the output signal of T2 is “−1” and the output signal of T3 is “+1”, which is a different output signal value. Therefore, the input signal at T4 is “−1”, but the output signal at T4 outputs “+1”, which is the output signal at T3 one cycle before.
以上のように、スイッチング回数制御回路210において、量子化器112からの入力信号のパルス幅を制御し、スイッチング回路120へ出力することにより、スイッチング回路120におけるスイッチング周波数、つまりスイッチング回数を減らすように制御していることになる。
As described above, the switching
ここまでは、図示しない入力部からのオーディオ信号を、ΔΣ変調回路110およびスイッチング回数制御回路210、スイッチング回路120で、2値の信号に変換および表現した、2値の1ビットアンプについての説明である。
Up to this point, description has been given of a binary 1-bit amplifier in which an audio signal from an input unit (not shown) is converted and expressed as a binary signal by the
しかしながら、近年、この2値の1ビットアンプに代わり、オーディオ信号を3値の信号で表現する、3値の1ビットアンプが利用され始めている。 However, in recent years, instead of the binary 1-bit amplifier, a ternary 1-bit amplifier that represents an audio signal with a ternary signal has begun to be used.
2値の1ビットアンプの場合、量子化器112(図8参照)において閾値を1つ設け、ΔΣ変調1Bit信号生成回路111(図8参照)からの信号を、量子化器112の閾値で弁別して2値の信号を生成している。具体的には、量子化器112は、入力される信号が、上記閾値を超えれば『+1』の信号を出力し、閾値を超えなければ『−1』の信号を出力する。上記『+1』または『−1』となる信号を、スイッチング回路120(図8参照)が、スイッチング回路の電源電圧である、『+V』および『−V』に増幅している。したがって、スイッチング回路120では、負荷となるLPF130およびスピーカーに、『+V』または『−V』の電圧を、常に掛けていることになる。
In the case of a binary 1-bit amplifier, one threshold is provided in the quantizer 112 (see FIG. 8), and the signal from the ΔΣ modulation 1-bit signal generation circuit 111 (see FIG. 8) is controlled by the threshold of the
これに対し、3値の1ビットアンプの場合、量子化器において閾値を2つ設け、ΔΣ変調1ビット信号生成回路からの信号を、量子化器の2つの閾値で弁別して、3値の信号を生成している。具体的には、量子化器における2つの閾値を、閾値Aと閾値Bとすると、量子化器は、ΔΣ変調1ビット生成回路からの信号が、閾値Aおよび閾値Bを超えれば『+1』の信号を出力し、閾値Aを超えず、かつ、閾値Bを超える値であれば『0』を出力し、閾値Aおよび閾値Bを超えなければ『−1』の信号を出力する。なお、量子化器から出力される3値の信号の値、『+1』,『0』,『−1』は、2つのディジタル信号によって表現されている。 On the other hand, in the case of a ternary 1-bit amplifier, two threshold values are provided in the quantizer, and the signal from the ΔΣ modulation 1-bit signal generation circuit is discriminated by the two threshold values of the quantizer. Is generated. Specifically, if the two threshold values in the quantizer are a threshold value A and a threshold value B, the quantizer is “+1” if the signal from the ΔΣ modulation 1-bit generation circuit exceeds the threshold value A and the threshold value B. A signal is output. If the value does not exceed the threshold A and exceeds the threshold B, “0” is output, and if the value does not exceed the threshold A and the threshold B, a signal “−1” is output. Note that the values of the ternary signals output from the quantizer, “+1”, “0”, “−1”, are represented by two digital signals.
このように、3値の1ビットアンプでは、量子化器において、2つの閾値を設けることにより、『0』の値を持つ信号を出力することができる。このとき、スイッチング回路において、『0』の値の信号を増幅しても、出力は『0』の値のままである。したがって、スイッチング回路320は、入力された3値の信号のうち、『0』の信号を増幅する必要がないので、結果的に消費電力を抑えることが可能となる。
Thus, in the ternary 1-bit amplifier, a signal having a value of “0” can be output by providing two threshold values in the quantizer. At this time, even if the signal having the value “0” is amplified in the switching circuit, the output remains the value “0”. Therefore, the
ここで、特許文献1においては、2値の1ビットアンプにおける、量子化器からのディジタル信号のパルス幅を変換して、スイッチング回数を制御する、スイッチング回数制御回路を、3値の1ビットアンプにも適用可能であるとしている。
しかしながら、特許文献1に記載されたスイッチング回数制御回路を、3値の1ビットアンプに適用した場合の具体的な手法に関しては、特許文献1には開示されていない。
However, a specific technique when the switching frequency control circuit described in
ここで、上記3値の1ビットアンプに、従来例のスイッチング回数制御回路を適用した場合を考えると、従来例におけるスイッチング回数制御は、上記の変調回路からの3値の信号に対する忠実性が低下していることにより、オーディオ性能の低下を招くという問題がある。以下、その理由を説明する
まず、以下に、特許文献1を参考にして考えられる、スイッチング回数制御回路を備えた、3値の1ビットアンプの構成について説明する。
図10は、スイッチング回数制御回路410を備えた、3値の1ビットアンプの構成を示すブロック図である。
Here, considering the case where the conventional switching frequency control circuit is applied to the ternary 1-bit amplifier, the switching frequency control in the conventional example reduces the fidelity to the ternary signal from the modulation circuit. As a result, there is a problem that audio performance is degraded. Hereinafter, the reason will be described. First, the configuration of a ternary 1-bit amplifier provided with a switching frequency control circuit, which can be considered with reference to
FIG. 10 is a block diagram illustrating a configuration of a ternary 1-bit amplifier including the switching
同図に示すように、1ビットアンプ300は、ΔΣ変調回路310と、スイッチング回路320と、LPF330と、スイッチング回数制御回路410とにより構成されており、さらに、ΔΣ変調回路310は、ΔΣ変調1Bit信号生成回路311と、量子化器312とから構成される。さらに、スイッチング回数制御回路410は、変換部411を備える。
As shown in the figure, the 1-
以下に、3値の1ビットアンプ300における制御について説明する。入力部(図示せず)からのアナログオーディオ信号またはディジタルオーディオ信号である入力信号は、ΔΣ変調回路310に入力される。ΔΣ変調回路310に入力された入力信号は、ΔΣ変調1Bit信号生成回路311によりサンプリングされ、サンプリングされたデータを、量子化器312が量子化し、3値の信号を生成する。ここで、量子化器312から出力される3値の信号は、2つのディジタル信号によって表現される。
Hereinafter, control in the ternary 1-
次に、スイッチング回数制御回路410は、ΔΣ変調回路310からの、2つのディジタル信号で表現された3値の信号の値を検出する。スイッチング回数制御回路410内の変換部411によって、この3値の信号は、同じ値を保持する時間が、クロック周期のN倍以上となるように変換される。具体的には、変換部411は、動作クロックのN周期前から1周期前までの、自身の出力信号が、同じ3値の信号の値であるかを比較する。ここで、N周期前から1周期前までの出力した3値の信号の値が、同じ値であった場合は、量子化器312から入力された3値の信号の値を、変換することなく出力する。一方、N周期前から1周期前までの出力した3値の信号の値が、異なる値であった場合は、1周期前に出力した3値の信号の値と、同じ値を出力する。なお、変換部411は、出力する3値の信号を、2つのディジタル信号によって、スイッチング回路320に出力する。
Next, the switching
スイッチング回路320では、制御回路411からの3値の信号を、所定の振幅に増幅し、LPF330を介して、スピーカー等の図示しない出力部に出力する。
The
次に、3値の1ビットアンプ300における、スイッチング回路320の構成を説明する。
図11は、スイッチング回路320の構成を示す説明図である。
Next, the configuration of the
FIG. 11 is an explanatory diagram showing the configuration of the
同図に示すように、スイッチング回路320は、スイッチ350a〜スイッチ350dを備え、スイッチ350aは、スイッチング回路320の電源電圧+Vと、負荷360の+側とを接続するスイッチであり、スイッチ350bは、スイッチング回路320の電源電圧+Vと負荷360の−側とを接続するスイッチであり、スイッチ350cは、負荷360の+側とGNDとを接続するスイッチであり、スイッチ350dは、負荷360の−側とGNDとを接続スイッチである。なお負荷360は、図10における、LPF330およびスピーカー等の出力部(図示せず)である。
As shown in the figure, the
スイッチング回路320は、入力した3値の信号に基づいて、スイッチング回路320内のスイッチのON・OFFを切り替え、『+V』または『0』または『−V』の電位差を、負荷360の+側と−側とに接続する2つの信号線に与えることにより、スイッチング回数制御回路410からの3値の信号を増幅している。
The
また、スイッチング回路320に入力される3値の信号は、スイッチング回数制御回路410からの2つのディジタル信号によって表現されており、同図に示す+側入力には、スイッチング回数制御回路410からの2つのディジタル信号のうち、1つのディジタル信号が入力され、−側入力には、スイッチング回数制御回路410からの2つのディジタル信号のうち、もう一方のディジタル信号が入力される。
The ternary signal input to the
以下に、3値の1ビットアンプ300において、従来例のスイッチング回数制御回路410を用いた場合に起こる問題点を、具体的な例を用いて説明する。
図12は、3値の1ビットアンプ300において、従来技術のスイッチング回数制御回路410を用いた場合の、量子化器312からの入力信号と、スイッチング回路320への出力信号とを示す説明図である。
Hereinafter, problems that occur when the conventional switching
FIG. 12 is an explanatory diagram showing an input signal from the
同図において、時間T1〜T14のそれぞれは、ΔΣ変調回路310およびスイッチング回数制御回路410の動作クロック周期単位の時間である。なお、スイッチング回数制御回路410より出力される出力信号のパルス幅は、動作クロック周期の2倍以上とするように制限されている。
In the figure, each of the times T1 to T14 is a time in units of operation clock cycles of the
さらに、変換部411からの出力信号は、2つのディジタル信号によって、3値の信号を表現している。よって、同図中においては、変換部411からの2つのディジタル信号のうち、1つをディジタル信号Aとし、もう一方をディジタル信号Bとする。なお、3値の信号の値である『+1』,『0』,『−1』と、ディジタル信号A・Bの値である『H』・『L』の対応関係は、以下のとおりである。
Further, the output signal from the
3値の信号の値『+1』は、ディジタル信号Aを『H』、ディジタル信号Bを『L』として表現され、3値の信号の値『0』は、ディジタル信号Aを『L』、ディジタル信号Bを『L』として表現され、3値の信号の値『−1』は、ディジタル信号Aを『L』、ディジタル信号Bを『H』として表現されている。 The value “+1” of the ternary signal is expressed as “H” for the digital signal A and “L” for the digital signal B, and the value “0” for the ternary signal is “L” for the digital signal A. The signal B is expressed as “L”, and the value “−1” of the ternary signal is expressed as “L” for the digital signal A and “H” for the digital signal B.
同図中の時間T4に示すように、スイッチング回数制御を行った出力信号は、『0』の値となっている。これは、時間T2およびT3において、スイッチング回数制御を行った出力信号の値が異なる値であるため、スイッチング回数制御回路410が、時間T3の出力信号の値を出力しているからである。
As shown at time T4 in the figure, the output signal subjected to switching frequency control has a value of “0”. This is because the switching
ここで、スイッチング回数制御の目的を、再度確認すると、スイッチング回路320における各スイッチのスイッチング回数を制限することを目的としている。さらに、スイッチング回路320内の各スイッチは、図11で示したように、+側入力と−側入力とに入力される、3値の信号を表現する、2つのディジタル信号に基づいて切り替えられる。
Here, when the purpose of the switching frequency control is confirmed again, the purpose is to limit the switching frequency of each switch in the
そこで、T2からT4までにおけるディジタル信号の値を見ると、ディジタル信号Aの値は、T2においてLであり、T3においてLとなっている。
また、ディジタル信号Bの値は、T2においてHであり、T3においてLとなっている。したがって、T4における、ディジタル信号Bの値は、T3の状態を保持して、Lに制限される必要がある。一方、ディジタル信号Aの値については、T2とT3での値が同じ、言い換えれば、動作クロックの2周期分、同じ値であるため、T4における、ディジタル信号Aの値は変換される必要がない。
Therefore, looking at the value of the digital signal from T2 to T4, the value of the digital signal A is L at T2 and L at T3.
The value of the digital signal B is H at T2 and L at T3. Therefore, the value of the digital signal B at T4 needs to be limited to L while maintaining the state of T3. On the other hand, the value of the digital signal A is the same at T2 and T3, in other words, the same value for two cycles of the operation clock, so the value of the digital signal A at T4 does not need to be converted. .
しかしながら、同図のT4に示すように、スイッチング回数制御を行った際の、ディジタル信号Aの値は、スイッチング回数制御を行っていない場合の値Hに対して、Lに制限されている。つまり、スイッチング回数制御によって、HからLに変換する必要がないにもかかわらず、T4の出力値が、Lに変換されている。 However, as shown at T4 in the figure, the value of the digital signal A when the switching frequency control is performed is limited to L with respect to the value H when the switching frequency control is not performed. In other words, the output value of T4 is converted to L by the switching frequency control even though it is not necessary to convert from H to L.
その結果、同図のT4に示すように、量子化器312より入力された3値の信号の値『+1』に対して、出力した3値の信号の値は『0』となり、3値の信号の値を変換している。
As a result, as shown at T4 in FIG. 9, the value of the output ternary signal is “0” with respect to the value “+1” of the ternary signal input from the
以上のように、2値の1ビットアンプで用いたスイッチング回数制限回路を、3値の1ビットアンプに応用した場合、スイッチング回数制御回路410は、量子化器312から出力される3値の信号の値に対して制御を行っているため、必要以上に、変調回路より入力した3値の信号の値を、変換することになる。つまり、制御回路より出力した3値の信号は、変調回路より入力した3値の信号の値に対する忠実性が低下していることになる。結果、従来例におけるスイッチング回数制御は、上記の変調回路からの3値の信号に対する忠実性が低下していることにより、オーディオ性能の低下を招くという問題がある。
As described above, when the switching frequency limiting circuit used in the binary 1-bit amplifier is applied to the ternary 1-bit amplifier, the switching
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、3値の1ビットアンプにおける、スイッチング回路のスイッチング回数制御を行い、その上で、制御回路から出力する3値の信号の、変調回路からの3値の信号に対する忠実性を向上させることを可能とする、ディジタルアンプおよびスイッチング回数制御方法を提供することにある。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to control the number of times of switching of a switching circuit in a ternary 1-bit amplifier, and then to output a ternary value output from the control circuit. An object of the present invention is to provide a digital amplifier and a switching frequency control method capable of improving the fidelity of a signal to a ternary signal from a modulation circuit.
本発明に係るディジタルアンプは、上記の課題を解決するために、
外部からの電気信号を動作クロックに基づいて、3値の信号に変調し、当該3値の信号を2つの第1ディジタル信号で表現し、当該2つの第1ディジタル信号を出力する変調回路と、上記変調回路からの2つの第1ディジタル信号の値を所定の規則に基づいて設定し、設定後の2つの第2ディジタル信号を出力する制御回路と、上記制御回路により値が設定された2つの第2ディジタル信号に基づいて、ON・OFFが切り替わるスイッチを複数備え、制御回路からの2つの第2ディジタル信号で表現された3値の信号に対応する電圧を増幅し、差動信号として出力するスイッチング回路とを備え、上記所定の規則は、上記制御回路からの第2ディジタル信号の出力時に対して、上記動作クロックのN周期前(Nは2以上の整数)から1周期前までの、上記制御回路からの第2ディジタル信号の値がすべて同じである場合、上記制御回路が、上記出力時に上記変調回路からの第1ディジタル信号の値を第2ディジタル信号の値として設定して出力し、かつ、上記制御回路からの第2ディジタル信号の出力時に対して、上記動作クロックのN周期前から1周期前までの、上記制御回路からの第2ディジタル信号の値がいずれか1つでも異なる場合、上記制御回路が、上記出力時に、上記動作クロックの1周期前の上記制御回路からの第2ディジタル信号の値を第2ディジタル信号の値として設定して出力するように定められ、上記制御回路は、これらの第2ディジタル信号の値の設定を、上記変調回路から上記制御回路に入力される上記2つの第1ディジタル信号毎に独立して行うことを特徴とする。
In order to solve the above problems, a digital amplifier according to the present invention provides:
A modulation circuit that modulates an external electric signal into a ternary signal based on an operation clock, expresses the ternary signal by two first digital signals, and outputs the two first digital signals; A control circuit for setting the values of the two first digital signals from the modulation circuit based on a predetermined rule, and outputting the two second digital signals after the setting, and two values set by the control circuit A plurality of switches for switching ON / OFF based on the second digital signal are provided, and a voltage corresponding to the ternary signal expressed by the two second digital signals from the control circuit is amplified and output as a differential signal. A switching circuit, and the predetermined rule is one cycle from N cycles before the operation clock (N is an integer of 2 or more) with respect to the output of the second digital signal from the control circuit. If the values of the second digital signal from the control circuit are all the same until the output, the control circuit sets the value of the first digital signal from the modulation circuit as the value of the second digital signal at the time of the output. And the value of the second digital signal from the control circuit from one cycle before the operation clock to one cycle before the output of the second digital signal from the control circuit is any one. If there is a difference, the control circuit is determined to set and output the value of the second digital signal from the control circuit one cycle before the operation clock as the value of the second digital signal at the time of the output. The control circuit sets the values of these second digital signals independently for each of the two first digital signals input from the modulation circuit to the control circuit. The features.
さらに、本発明に係るスイッチング回数制御方法は、
外部からの電気信号を動作クロックに基づいて、3値の信号に変調し、当該3値の信号を2つの第1ディジタル信号で表現し、当該2つの第1ディジタル信号を出力する変調回路と、上記変調回路からの2つの第1ディジタル信号の値を所定の規則に基づいて設定し、設定後の2つの第2ディジタル信号を出力する制御回路と、上記制御回路により値が設定された2つの第2ディジタル信号に基づいて、ON・OFFが切り替わるスイッチを複数備え、制御回路からの2つの第2ディジタル信号で表現された3値の信号に対応する電圧を増幅し、差動信号として出力するスイッチング回路とを備えたスイッチングアンプにおけるスイッチング回数制御方法において、上記所定の規則は、上記制御回路からの第2ディジタル信号の出力時に対して、上記動作クロックのN周期前(Nは2以上の整数)から1周期前までの、上記制御回路からの第2ディジタル信号の値がすべて同じである場合、上記制御回路が、上記出力時に上記変調回路からの第1ディジタル信号の値を第2ディジタル信号の値として設定して出力し、かつ、上記制御回路からの第2ディジタル信号の出力時に対して、上記動作クロックのN周期前から1周期前までの、上記制御回路からの第2ディジタル信号の値がいずれか1つでも異なる場合、上記制御回路が、上記出力時に、上記動作クロックの1周期前の上記制御回路からの第2ディジタル信号の値を第2ディジタル信号の値として設定して出力するように定められ、上記制御回路は、これらの第2ディジタル信号の値の設定を、上記変調回路から上記制御回路に入力される上記2つの第1ディジタル信号毎に独立して行うことを特徴とする。
Furthermore, the switching frequency control method according to the present invention includes:
A modulation circuit that modulates an external electric signal into a ternary signal based on an operation clock, expresses the ternary signal by two first digital signals, and outputs the two first digital signals; A control circuit for setting the values of the two first digital signals from the modulation circuit based on a predetermined rule, and outputting the two second digital signals after the setting, and two values set by the control circuit A plurality of switches for switching ON / OFF based on the second digital signal are provided, and a voltage corresponding to the ternary signal expressed by the two second digital signals from the control circuit is amplified and output as a differential signal. In the method for controlling the number of switching times in a switching amplifier having a switching circuit, the predetermined rule is based on the output of the second digital signal from the control circuit. When the values of the second digital signals from the control circuit from N cycles before (N is an integer of 2 or more) to 1 cycle before the operation clock are all the same, The value of the first digital signal from the modulation circuit is set and output as the value of the second digital signal, and 1 N from the previous N cycles of the operation clock with respect to the output of the second digital signal from the control circuit. If any one of the values of the second digital signal from the control circuit before the cycle is different, the control circuit outputs the second digital signal from the control circuit one cycle before the operation clock at the time of output. The signal value is set to be output as the value of the second digital signal, and the control circuit sets the value of the second digital signal from the modulation circuit to the control circuit. And performing independently for the each two first digital signal to be inputted to.
上記の構成において、上記ディジタルアンプに入力された外部からの電気信号は、ディジタルアンプ内の変調回路によって、動作クロック周期単位にサンプリングおよび量子化され、3値の信号(以下、3値信号と略す)に変調される。この変調回路は、上記3値信号を、2つの第1ディジタル信号で表現して出力している。 In the above configuration, an external electric signal input to the digital amplifier is sampled and quantized in units of operation clock cycles by a modulation circuit in the digital amplifier, and a ternary signal (hereinafter abbreviated as a ternary signal). ) Is modulated. This modulation circuit expresses the ternary signal as two first digital signals and outputs them.
次に、変調回路からの2つの第1ディジタル信号は、制御回路に入力される。ここで、制御回路は、スイッチング回路におけるスイッチング回数を制御するために、スイッチング回路内のスイッチのON期間またはOFF期間を、変調回路の動作クロック周期のN倍以上となるように、入力された2つの第1ディジタル信号の値を、該第1ディジタル信号毎に独立して制御する。この制御された2つの第2ディジタル信号は、制御回路よりスイッチング回路に入力される。
Next, the two first digital signals from the modulation circuit are input to the control circuit. Here, in order to control the number of times of switching in the switching circuit, the
ここで、スイッチング回路内のスイッチは、制御回路からの2つの第2ディジタル信号に基づいて、ON・OFFが切り替えられる。つまり、この2つの第2ディジタル信号の値である『H』または『L』が、上記スイッチのONまたはOFFに対応しており、第2ディジタル信号の値が切り替わることにより、スイッチのON・OFFも切り替わる。 Here, the switches in the switching circuit are switched ON / OFF based on the two second digital signals from the control circuit. That is, “H” or “L” which is the value of these two second digital signals corresponds to the ON or OFF of the switch, and the ON / OFF of the switch is changed when the value of the second digital signal is switched. Also switches.
したがって、制御回路が、変調回路より入力された2つの第1ディジタル信号の値を制御し、制御後の2つの第2ディジタル信号を出力することにより、スイッチのON期間またはOFF期間を、制御することになる。 Therefore, the control circuit controls the values of the two first digital signals input from the modulation circuit, and outputs the two second digital signals after the control, thereby controlling the ON period or the OFF period of the switch. It will be.
ここで、変調回路からの第1ディジタル信号の値を制御し、制御後の第2ディジタル信号を出力するにあたり、制御回路は、動作クロック周期のN周期前から1周期前までの、自身が出力した第2ディジタル信号の値を検出する。このN周期前から1周期前までの第2ディジタル信号の値が、全て同じであれば、スイッチのON期間またはOFF期間が、動作クロック周期のN倍以上となっていることになるため、制御回路は、変調回路より入力された第1ディジタル信号の値を、そのまま出力する。 Here, in controlling the value of the first digital signal from the modulation circuit and outputting the second digital signal after the control, the control circuit outputs itself from N cycles to 1 cycle before the operation clock cycle. The value of the second digital signal thus detected is detected. If the values of the second digital signal from N cycles before to 1 cycle are all the same, the ON period or OFF period of the switch is N times or more of the operation clock period. The circuit outputs the value of the first digital signal input from the modulation circuit as it is.
一方、このN周期前から1周期前までの、自身が出力した第2ディジタル信号の値が、いずれか1つでも異なれば、スイッチのON期間またはOFF期間が、動作クロック周期のN倍未満となっていることになるため、変調回路より入力された第1ディジタル信号の値にかかわらず、制御回路は、自身が1周期前に出力した第2ディジタル信号の値を出力する。 On the other hand, if any one of the values of the second digital signal output by itself from the previous N period to the previous one period is different, the ON period or OFF period of the switch is less than N times the operation clock period. Therefore, regardless of the value of the first digital signal input from the modulation circuit, the control circuit outputs the value of the second digital signal output by itself one cycle before.
以上のように、制御回路は、第2ディジタル信号を出力する際に、自身が出力したN周期前から1周期前までの第2ディジタル信号の値を判定して、出力する第2ディジタル信号の値を決定している。これにより、制御回路より出力される第2ディジタル信号の値は、動作クロック周期のN倍以上、同じ値が続くことになり、スイッチング回数を制御することが可能となる。 As described above, when the control circuit outputs the second digital signal, the control circuit determines the value of the second digital signal from the previous N period to the previous one period and outputs the second digital signal. The value is determined. As a result, the value of the second digital signal output from the control circuit continues to be the same value for at least N times the operation clock period, and the number of switching operations can be controlled.
ここで、従来例においては、変調回路からの2つの第1ディジタル信号で表現された、3値の信号の値に対して、同じ値が動作クロック周期のN倍以上続くように、制御回路は、3値の信号を制御し、その制御結果に基づいて生成された2つの第2ディジタル信号の値に応じて、スイッチング回路におけるスイッチング回数の制御を行っていた。 Here, in the conventional example, the control circuit is configured so that the same value continues for N times or more of the operation clock period with respect to the value of the ternary signal expressed by the two first digital signals from the modulation circuit. The ternary signal is controlled, and the number of times of switching in the switching circuit is controlled according to the values of the two second digital signals generated based on the control result.
これに比べ、本発明では、変調回路からの2つの第1ディジタル信号の値に対して、同じ値が動作クロック周期のN倍以上続くように、制御回路は、2つの第1ディジタル信号毎に独立して、該第1ディジタル信号の値を制御し、制御後の2つの第2ディジタル信号を出力することで、スイッチング回路のスイッチング回数を制御している。 On the other hand, in the present invention, the control circuit is provided for each of the two first digital signals so that the same value continues for N times or more of the operation clock period with respect to the values of the two first digital signals from the modulation circuit. Independently, the number of switching of the switching circuit is controlled by controlling the value of the first digital signal and outputting the two second digital signals after the control.
これにより、従来例のスイッチング回数制御では、制御回路から出力される3値の信号の値は、必ず動作クロック周期のN倍以上、同じ値が続くことになる。 Thus, in the conventional switching frequency control, the value of the ternary signal output from the control circuit always continues the same value for N times or more of the operation clock cycle.
一方、本発明におけるスイッチング回数制御では、制御回路から出力される2つの第2ディジタル信号の値が、動作クロック周期のN倍以上となっていれば、3値の信号の値が、動作クロック周期のN倍以上、同じ値が続く必要がない。 On the other hand, in the switching frequency control according to the present invention, if the values of the two second digital signals output from the control circuit are N times or more of the operation clock cycle, the value of the ternary signal is changed to the operation clock cycle. It is not necessary that the same value continues for N times or more.
具体的に例を用いて説明すると、以下のとおりとなる。ここで、制御回路は、スイッチング回数制御を、動作クロック周期の2倍としたものとする。 A specific example will be described as follows. Here, the control circuit assumes that the switching frequency control is twice the operation clock cycle.
さらに、上記2つの第2ディジタル信号の一方を第2ディジタル信号Aとし、他方を第2ディジタル信号Bとした場合の、3値の信号の値と、2つの第2ディジタル信号の値との対応は、
3値の信号の値が『+1』であれば、第2ディジタル信号Aは『H』とし、かつ、第2ディジタル信号Bは『L』とし、
3値の信号の値が『0』であれば、第2ディジタル信号Aは『L』とし、かつ、第2ディジタル信号Bは『L』とし、
3値の信号の値が『−1』であれば、第2ディジタル信号Aは『L』とし、かつ、第2ディジタル信号Bは『H』とする。
Further, when one of the two second digital signals is the second digital signal A and the other is the second digital signal B, the correspondence between the ternary signal value and the two second digital signal values Is
If the value of the ternary signal is “+1”, the second digital signal A is “H”, and the second digital signal B is “L”.
If the value of the ternary signal is “0”, the second digital signal A is “L”, and the second digital signal B is “L”.
If the value of the ternary signal is “−1”, the second digital signal A is “L” and the second digital signal B is “H”.
たとえば、変調回路より制御回路が入力した3値の信号の値は、動作クロック周期毎に、2周期前が『−1』、1周期前が『0』、現時点が『+1』とする。変調回路からの現時点の値『+1』を入力した際の、制御回路より出力される2つの第2ディジタル信号の値および3値の信号の値を、従来例と本発明とで比較する。 For example, the value of the ternary signal input from the modulation circuit to the control circuit is “−1” for two cycles before, “0” for one cycle before, and “+1” for the current cycle. The value of the two second digital signals and the value of the ternary signal output from the control circuit when the current value “+1” from the modulation circuit is input are compared between the conventional example and the present invention.
尚、従来例および本発明においては、制御回路から出力された2周期前および1周期前の3値の信号の値は、変調回路から入力された3値の信号の値である、『−1』および『0』を、そのまま出力しているものとする。 In the conventional example and the present invention, the values of the ternary signal two cycles before and one cycle before output from the control circuit are the values of the ternary signal input from the modulation circuit. ”And“ 0 ”are output as they are.
まず、従来例においては、2周期前の制御回路より出力した3値の信号の値は『−1』であり、1周期前の制御回路より出力した3値の信号の値は『0』であり、2周期前と1周期前とでは、異なる値を出力しているため、制御回路は、1周期前の値である、『0』を再度出力する。 First, in the conventional example, the value of the ternary signal output from the control circuit two cycles before is “−1”, and the value of the ternary signal output from the control circuit one cycle before is “0”. Yes, two cycles before and one cycle before, since different values are output, the control circuit outputs “0”, which is the value one cycle before.
次に、本発明においては、スイッチング回数制御を行う際、変調回路からの2つの第1ディジタル信号毎に独立して、上記制御を行っている。 Next, in the present invention, when switching frequency control is performed, the above control is performed independently for each of the two first digital signals from the modulation circuit.
まず、第2ディジタル信号Aをみると、2周期前の制御回路から出力した第2ディジタル信号Aの値は『L』であり、1周期前の制御回路から出力した第2ディジタル信号Aの値も『L』である。したがって、第2ディジタル信号Aにおいては、2周期前および1周期前の、出力した第2ディジタル信号Aの値が同じであるため、変調回路から入力した値『+1』に対応する『H』を出力する。 First, looking at the second digital signal A, the value of the second digital signal A output from the control circuit two cycles before is “L”, and the value of the second digital signal A output from the control circuit one cycle before is shown. Is also “L”. Therefore, in the second digital signal A, since the value of the output second digital signal A two cycles before and one cycle before is the same, “H” corresponding to the value “+1” input from the modulation circuit is set. Output.
一方、第2ディジタル信号Bをみると、2周期前の制御回路から出力した第2ディジタル信号Bの値は『H』であり、1周期前の制御回路から出力した第2ディジタル信号Bの値は『L』であるため、次に制御回路より出力する第2ディジタル信号Bの値は『L』となる。ここで、制御後の第2ディジタル信号AおよびBの値をみると、第2ディジタル信号Aは『H』であり、第2ディジタル信号Bは『L』であるため、3値の信号の値で表現すると、『+1』となる。 On the other hand, when looking at the second digital signal B, the value of the second digital signal B output from the control circuit two cycles before is “H”, and the value of the second digital signal B output from the control circuit one cycle before is shown. Is “L”, the value of the second digital signal B output from the control circuit next is “L”. Here, when the values of the second digital signals A and B after the control are viewed, the second digital signal A is “H” and the second digital signal B is “L”. This is expressed as “+1”.
ここで、従来例と本発明における、制御回路から出力された3値の信号の値を比較すると、変調回路から入力した値『+1』に対して、従来例では、『0』に変換されて出力されているが、本発明においては、変調回路から入力した『+1』と同じ値を出力できていいる。 Here, when the value of the ternary signal output from the control circuit in the conventional example and the present invention is compared, the value “+1” input from the modulation circuit is converted to “0” in the conventional example. In the present invention, the same value as “+1” input from the modulation circuit can be output.
このように、本発明においては、変調回路からの2つの第1ディジタル信号毎に独立して、スイッチング回数制御を行うことにより、従来例において、変調回路からの3値の信号の値を、必要以上に変換していることを防ぐことができる。 As described above, in the present invention, the switching number control is performed independently for each of the two first digital signals from the modulation circuit, so that in the conventional example, the value of the ternary signal from the modulation circuit is required. It is possible to prevent the above conversion.
結果、上記制御回路は、スイッチング回路のスイッチング回数制御を行った上で、出力する3値の信号の、変調回路より入力した3値の信号の値に対する忠実性を向上させており、オーディオ性能の低下を抑える効果を奏する。 As a result, the control circuit controls the switching frequency of the switching circuit and improves the fidelity of the ternary signal to be output to the value of the ternary signal input from the modulation circuit. There is an effect of suppressing the decrease.
さらに、本発明に係るディジタルアンプは、
上記スイッチング回路から出力された差動信号が、上記変調回路にフィードバックされることを特徴とする。
Furthermore, the digital amplifier according to the present invention is:
The differential signal output from the switching circuit is fed back to the modulation circuit.
上記の構成を備えたことにより、変調回路、制御回路、およびスイッチング回路で発生したノイズを含む信号を、変調回路にフィードバックすることになる。 With the above configuration, a signal including noise generated in the modulation circuit, the control circuit, and the switching circuit is fed back to the modulation circuit.
ここで、変調回路は、フィードバックされたスイッチング回路からの信号をより、フィードバックされた信号に含まれるノイズ成分を抽出し、このノイズ成分を打ち消すかたちで、信号を出力することができ、スイッチング回路からの出力信号におけるノイズを低減する効果を奏する。 Here, the modulation circuit can extract a noise component included in the fed back signal from the signal fed back from the switching circuit, and can output the signal in the form of canceling out the noise component. This produces an effect of reducing noise in the output signal.
本発明に係るディジタルアンプでは、さらに、
上記制御回路から出力した2つのディジタル信号の値が記録される記録部を、備えることが好ましい。
In the digital amplifier according to the present invention,
It is preferable to include a recording unit that records the values of the two digital signals output from the control circuit.
さらに、本発明に係るディジタルアンプは、
上記スイッチング回路は、上記差動信号を出力するための2つの信号線を備え、上記スイッチング回路内の各スイッチによって、上記差動信号を出力する2つの信号線に対し、互いの信号線にスイッチング回路の電源電圧を接続する、または、互いの信号線にスイッチング回路のGNDを接続するかの、どちらか一方で、差動信号の値をゼロとすることを特徴とする。
Furthermore, the digital amplifier according to the present invention is:
The switching circuit includes two signal lines for outputting the differential signal, and each switch in the switching circuit switches the two signal lines for outputting the differential signal to each other's signal line. Either the power supply voltage of the circuit is connected, or the GND of the switching circuit is connected to each signal line, and the value of the differential signal is set to zero.
ここで、差動信号を出力する2つの信号線に対し、互いの信号線にスイッチング回路の電源電圧を接続した場合と、スイッチング回路のGNDを接続した場合とでは、スイッチング回路内のスイッチのON・OFFの状態は異なることになる。 Here, when the power supply voltage of the switching circuit is connected to each other signal line and the GND of the switching circuit is connected to the two signal lines that output a differential signal, the switch in the switching circuit is turned ON. -The OFF state will be different.
よって、上記の構成を備えたことにより、ディジタルアンプは、出力する差動信号の値を『0』とする場合、スイッチの状態を、2種類の状態のどちらかから選択することができ。スイッチの切替が少なくなるスイッチの状態を選択して、『0』となる差動信号の値を出力することができるという効果を奏する。 Therefore, by providing the above configuration, when the value of the differential signal to be output is “0”, the digital amplifier can select the switch state from one of two types. It is possible to select a switch state in which switch switching is reduced and output a differential signal value of “0”.
本発明に係るディジタルアンプおよびスイッチング回数制御方法は、以上のように、該ディジタルアンプ内に変調回路からのディジタル信号の値を制御する制御回路を備えており、この制御回路が、変調回路からの2つのディジタル信号に対し、該ディジタル信号毎に独立して、変調回路より入力されたディジタル信号の値を制御し、値を制御した2つのディジタル信号を、スイッチング回路に出力している。また、スイッチング回路内のスイッチは、制御回路から出力された2つのディジタル信号に接続され、該ディジタル信号に基づいてON・OFFの切替を行っている。これにより、従来例のスイッチング回数制御に比べ、変調回路からの3値の信号の値を、必要以上に変換することを防ぐことが可能となる。 As described above, the digital amplifier and the switching frequency control method according to the present invention include a control circuit that controls the value of the digital signal from the modulation circuit in the digital amplifier. For two digital signals, the value of the digital signal input from the modulation circuit is controlled independently for each digital signal, and the two digital signals whose values are controlled are output to the switching circuit. The switch in the switching circuit is connected to two digital signals output from the control circuit, and is switched on and off based on the digital signals. This makes it possible to prevent the ternary signal value from the modulation circuit from being converted more than necessary compared to the conventional switching frequency control.
結果、スイッチング回路におけるスイッチング回数を制御し、かつ、必要以上に、変調回路からの3値の信号の値が、変換されることを防ぐことが可能となる効果を奏する。 As a result, it is possible to control the number of times of switching in the switching circuit and to prevent the ternary signal value from the modulation circuit from being converted more than necessary.
以下に、本発明に係る実施の形態を、図面に基づき説明する。 Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
(3値の1ビットアンプの構成)
はじめに、図1に基づいて、本実施の形態に係る3値の1ビットアンプ1の骨子について説明する。
図1は、本実施の形態に係る、スイッチング回数制御回路を備えた、3値の1ビットアンプの構成を示すブロック図である。
(Configuration of ternary 1-bit amplifier)
First, the essence of the ternary 1-
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a ternary 1-bit amplifier including a switching frequency control circuit according to the present embodiment.
同図に示すように、3値の1ビットアンプ1は、ΔΣ変調回路10と、スイッチング回路20と、LPF30と、スイッチング回数制御回路40(特許請求の範囲に記載の、制御回路に相当)とにより構成されており、さらに、ΔΣ変調回路10は、ΔΣ変調1Bit信号生成回路11と、量子化器12とから構成される。さらに、スイッチング回数制御回路40は、変換部41aと、変換部41bとを備える。
As shown in the figure, a ternary 1-
(3値の1ビットアンプの制御動作)
以下に、3値の1ビットアンプ1における制御について説明する。入力部(図示せず)からの電気信号は、ΔΣ変調回路10に入力される。ΔΣ変調回路10に入力された入力信号は、ΔΣ変調1Bit信号生成回路11により、動作クロック周期単位でサンプリングされ、サンプリングされたデータを、量子化器12が量子化し、3値の信号を生成する。ここで、量子化器12から出力される3値の信号は、2つのディジタル信号(特許請求の範囲に記載の、第1ディジタル信号に相当)によって表現される。
(Control operation of ternary 1-bit amplifier)
Hereinafter, control in the ternary 1-
なお、3値の1ビットアンプ1へ入力される、入力部(図示せず)からの電気信号は、アナログ信号またはディジタル信号(PCM信号)のどちらであってもよい。アナログ信号を3値の1ビットアンプ1が入力した場合は、ΔΣ変調回路10が入力したアナログ信号を3値の信号に変換し、ディジタル信号を3値の1ビットアンプ1が入力した場合は、ΔΣ変調回路10が入力したディジタル信号であるPCM信号を3値の信号に変換する。
The electrical signal from the input unit (not shown) input to the ternary 1-
次に、スイッチング回数制御回路40において、量子化器12からの、3値の信号を表現する2つのディジタル信号は、個別に変換部41a,41bに入力される。各変換部41a,41bは、上記量子化器12からのディジタル信号の値が、動作クロック周期のN倍以上、同じ値となるように制御する(Nは2以上の整数)。なお変換部41a,41bにおける、ディジタル信号の制御についての詳細な説明は後述する。
Next, in the switching
変換部41a,41bによって制御された2つのディジタル信号(特許請求の範囲に記載の、第2ディジタル信号に相当)は、スイッチング回路20に入力される。スイッチング回路20は、変換部41a,41bから出力された2つのディジタル信号に基づき、スイッチング回路20内の各スイッチ21a〜21d(図2参照)のON・OFFの切り替えを行う。このスイッチ21a〜21d(図2参照)の切り替えによって、スイッチング回路20は、上記2つのディジタル信号で表現された3値の信号に対応する電圧を増幅し、差動信号として出力する。なお、スイッチング回路20より出力される信号は、差動信号であるため、出力先であるLPFには、スイッチング回路が備える2つの信号線によって出力されている。
Two digital signals (corresponding to the second digital signal described in the claims) controlled by the
また、本実施の形態における3値の1ビットアンプ1は、スイッチング回路20からの出力信号を、ΔΣ変調1Bit信号生成回路11にフェードバックしている。
Further, the ternary 1-
このように、ΔΣ変調1Bit信号生成回路11に、スイッチング回路からの信号をフィードバックすることにより、ΔΣ変調回路10、スイッチング回数制御回路40、およびスイッチング回路20で発生したノイズ等を含む信号を、ΔΣ変調1Bit信号生成回路11にフィードバックすることになる。
As described above, by feeding back the signal from the switching circuit to the ΔΣ modulation 1-bit
ここで、ΔΣ変調1Bit信号生成回路11は、フィードバックされたスイッチング回路20からの信号より、フィードバックされた信号に含まれるノイズ成分を抽出し、このノイズ成分を打ち消すかたちで、1Bit信号を量子化器12に出力し、さらに、量子化器12は、スイッチング回数制御回路40を介して、スイッチング回路20に出力することで、スイッチング回路20からの出力信号におけるノイズを低減することができる。
Here, the ΔΣ modulation 1-bit
(スイッチング回路の構成)
以下に、3値の1ビットアンプにおける、スイッチング回路20の構成について説明する。
図2はスイッチング回路20の構成を示す、模式図である。
(Configuration of switching circuit)
The configuration of the switching
FIG. 2 is a schematic diagram showing the configuration of the switching
同図に示すように、スイッチング回路20は、スイッチ21a〜スイッチ21dを備え、スイッチ21aは、スイッチング回路20の電源電圧+Vと、負荷50の+側とを接続するスイッチであり、スイッチ21bは、スイッチング回路20の電源電圧+Vと負荷50の−側とを接続するスイッチであり、スイッチ21cは、負荷50の+側とGNDとを接続するスイッチであり、スイッチ21dは、負荷50の−側とGNDとを接続スイッチである。なお負荷50は、図1における、LPF30およびスピーカー等の出力部(図示せず)である。
As shown in the figure, the switching
スイッチング回路20は、スイッチング回数制御回路40からの3値の信号を表現する2つのディジタル信号に基づいて、スイッチング回路20内のスイッチのON・OFFを切り替え、『+V』または『0』または『−V』の電位差を、負荷50の+側と−側とに接続する2つの信号線に与えることにより、スイッチング回数制御回路40からの3値の信号を増幅している。
The switching
また、スイッチング回路20に入力される3値の信号は、スイッチング回数制御回路40内の変換部41a,41bからの2つのディジタル信号によって表現されており、同図に示す+側入力には、変換部41aからのディジタル信号が入力され、−側入力には、変換部41bからのディジタル信号が入力される。
The ternary signal input to the switching
さらに、スイッチ21aと21cとは、互いに論理が反転した信号に基づいて、スイッチのONおよびOFFの動作を行っているため、スイッチ21aがONのときは、スイッチ21cがOFFとなり、スイッチ21aがOFFのときは、スイッチ21cがONとなる。同様に、スイッチ21bおよび21dも、互いに論理が反転した信号によって、スイッチのONおよびOFFの動作を行っているため、スイッチ21bがONのときは、スイッチ21dがOFFとなり、スイッチ21bがOFFのときは、スイッチ21dがONとなる。
Further, since the
次に、スイッチング回数制御回路40からの3値の信号の値である、『+1』,『0』,『−1』それぞれにおける、スイッチ21a〜21dの状態を、図3(a)〜(d)に示す。
図3(a)は、スイッチング回数制御回路40からの出力値が『+1』となる際の、スイッチ21a〜21dの状態を示す説明図であり、図3(b)は、スイッチング回数制御回路40からの出力値が『−1』となる際の、スイッチ21a〜21dの状態を示す説明図であり、図3(c)および(d)は、スイッチング回数制御回路40からの出力値が『0』となる際の、スイッチ21a〜21dの状態を示す説明図である。
Next, the states of the
FIG. 3A is an explanatory diagram showing the states of the
(『+1』でのスイッチの状態)
図3(a)に示すように、スイッチング回数制御回路40からの3値の信号が『+1』であった場合、言い換えれば、+側入力に『H』、−側入力に『L』の信号が入力された場合、スイッチ21aはONとなり、スイッチ21cはOFFとなり、スイッチ21bはOFFとなり、スイッチ21dはONとなる。これにより、負荷50の+側に、スイッチング回路の電源電圧である+Vが接続され、負荷50の−側に、GNDが接続される。つまり、負荷50において、+側の電位は、−側の電位に対して+Vの電位差となる。
(Switch state at “+1”)
As shown in FIG. 3A, when the ternary signal from the switching
(『−1』でのスイッチの状態)
また、図3(b)に示すように、スイッチング回数制御回路40からの3値の信号が『−1』であった場合、言い換えれば、+側入力に『L』、−側入力に『H』の信号が入力された場合、スイッチ21aはOFFとなり、スイッチ21cはONとなり、スイッチ21bはONとなり、スイッチ21dはOFFとなる。これにより、負荷50の−側に、スイッチングアンプ回路20の電源電圧である+Vが接続され、負荷50の+側に、GNDが接続される。つまり、負荷50において、+側の電位は、−側の電位に対して−Vの電位差となる。
(Switch status at "-1")
Further, as shown in FIG. 3B, when the ternary signal from the switching
次に、スイッチング回数制御回路40からの出力信号が『0』であった場合の、スイッチ21a〜スイッチ21dの状態について説明する。
Next, the states of the
本実施の形態においては、スイッチング回数制御回路40からの出力信号が『0』であった場合、上記『0』を表現する、スイッチング回数制限回路40からの2つのディジタル信号は、ともに『L』の値となる場合と、ともに『H』となる場合との、どちらか一方で表現されることが好ましい。
In the present embodiment, when the output signal from the switching
(『0』でのスイッチの状態)
図3(c)は、スイッチング回数制御回路40からの3値の信号が『0』であり、この『0』を表現する、スイッチング回数制御回路40からの2つのディジタル信号の値が、ともに『L』となる場合の、各スイッチ21a〜21dのON・OFFの状態をしめしている。
(Switch status at “0”)
In FIG. 3C, the ternary signal from the switching
変換部41a,41bからの2つのディジタル信号が、+側入力および−側入力に『L』として入力された場合、同図に示すように、スイッチ21aはOFFとなり、スイッチ21cはONとなり、スイッチ21bはOFFとなり、スイッチ21dはONとなる。これにより、負荷の+側および−側は、ともにGNDに接続された状態となり、負荷の+側と−側との電位差が0となる。
When two digital signals from the
図3(d)は、スイッチング回数制御回路40からの3値の信号が『0』であり、この『0』を表現する、スイッチング回数制御回路40からの2つのディジタル信号の値が、ともに『H』となる場合の、各スイッチ21a〜21dのON・OFFの状態をしめしている。
In FIG. 3D, the ternary signal from the switching
変換部41a,41bからの2つのディジタル信号が、+側入力および−側入力に『H』として入力された場合、同図に示すように、スイッチ21aはONとなり、スイッチ21cはOFFとなり、スイッチ21bはONとなり、スイッチ21dはOFFとなる。これにより、負荷の+側および−側は、ともに+Vに接続された状態となり、負荷の+側と−側との電位差が0となる。
When two digital signals from the
以上のように、変換部41a,41bからの2つのディジタル信号の値『H』・『L』に基づいて、スイッチ21a〜21bのON・OFFが切り替え、スイッチング回路20は、3値の信号を増幅している。
As described above, based on the values “H” and “L” of the two digital signals from the
なお、スイッチング回路20における、スイッチ21a〜21dと、電源電圧と、GNDとの接続は、図2および図3(a)〜(d)に示した、1つの電源電圧+VとGNDとで、負荷50に対して、+Vから−Vの電圧を掛ける接続方法となる、フルブリッジ型やBTL型と呼ばれるバランス接続であることが好ましい。このバランス接続は、必要とする電源電圧が+Vの1種類のみでよく、電圧の利用効率が良いという効果がある。
In the switching
なお、スイッチ21a〜21dは、一般的にパワーMOSFET(パワーMOS電解効果型トランジスタ)が用いてもよいし、スイッチのスイッチングスピードに合うデバイスであれば、これに限るものではない。
The
(スイッチング回数制御回路40の構成および動作)
次に、図4を参照して、スイッチング回数制御回路40の構成を説明する。
図4は、スイッチング回数制御回路40の構成を示すブロック図である。
(Configuration and operation of switching frequency control circuit 40)
Next, the configuration of the switching
FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the switching
同図に示すように、スイッチング回数制御回路40は、量子化器12からのディジタル信号を入力し、スイッチング回路20に信号を出力する変換部41aおよび変換部41bと、変換部41aおよび変換部41bからの出力信号の値を記録する、メモリ42aおよびメモリ42b(特許請求の範囲に記載の、記録部に相当)とを備えている。
As shown in the figure, the switching
ここで、変換部41aおよび変換部41bは、量子化器12からの2つのディジタル信号に対し、各スイッチ21a〜21dのON期間またはOFF期間を、動作クロック周期のN倍以上となるように、言い換えれば、各スイッチ21a〜21dのONの状態またはOFFの状態を、動作クロック周期のN倍以上維持するように、上記ディジタル信号毎に独立して、ディジタル信号の値を制御し、スイッチング回路20に出力する。
Here, the
一例として、スイッチング回路20に出力するディジタル信号のパルス幅を、上記動作クロック周期の2倍以上に制限するようにした場合の、スイッチング回数制御回路40の動作を述べる。なお、変換部41aと変換部41bとは、同様の動作を行うため、以下の一例では、変換部41aについて説明を行う。
As an example, the operation of the switching
変換部41aは、動作クロックの1周期分前の、変換部41aからの出力信号の値と、動作クロックの2周期分前の、変換部41aからの出力信号の値とを比較する。このとき、1周期分前の出力信号の値と、2周期分前の出力信号の値は、図4におけるメモリ42aが記録している。
The
次に、上記1周期分前の出力信号の値と、2周期分前の出力信号の値とが同じ場合、量子化器12からの入力信号の値を、変換部41aは出力する。一方、上記1周期分前の出力信号の値と、2周期分前の出力信号の値とが異なる場合、量子化器12より入力された信号の値にかかわらず、変換部41aは、上記1周期分前の出力信号の値と、同じ値を出力する。このようにして、スイッチング回数制御回路40は、動作クロックの2周期分、同じ値を出力するように、出力信号を制御している。
Next, when the value of the output signal one cycle before and the value of the output signal two cycles before are the same, the
以下に、具体的な例を用いて、変換部41aおよび変換部41bにおける、ディジタル信号の値の制御を説明する。
図5は、変換部41aおよび変換部41bにおける、制御前の量子化器12からの入力信号と、制御後のスイッチング回路20への出力信号との関係を示す説明図である。
Hereinafter, control of the value of the digital signal in the
FIG. 5 is an explanatory diagram showing the relationship between the input signal from the
同図において、時間T1からT14のそれぞれは、ΔΣ変調回路10およびスイッチング回数制限回路40における動作クロック周期である。なお、変換部41aおよび41bより出力される出力信号のパルス幅は、動作クロック周期の2倍以上となるように制御されている。また、上記入力信号および出力信号は、ディジタル信号であるため、同図中において、入力信号および出力信号の値は、『H』または『L』で表現する。さらに、入力信号および出力信号の値『H』・『L』と、2つのディジタル信号で表現される3値の信号の値『−1』・『0』・『+1』との対応は以下のとおりである。
3値の信号の値が『+1』であれば、変換部41aに対応するディジタル信号は『H』となり、かつ、変換部41bに対等するディジタル信号は『L』となる。
3値の信号の値が『0』であれば、変換部41aに対応するディジタル信号は『L』となり、かつ、変換部41bに対等するディジタル信号は『L』となる。
3値の信号の値が『−1』であれば、変換部41aに対応するディジタル信号は『L』となり、かつ、変換部41bに対等するディジタル信号は『H』となる。
In the figure, each of the times T1 to T14 is an operation clock cycle in the
If the value of the ternary signal is “+1”, the digital signal corresponding to the
If the value of the ternary signal is “0”, the digital signal corresponding to the
If the value of the ternary signal is “−1”, the digital signal corresponding to the
同図中の時間T7〜T9を参照すると、変換部41bの出力値は、T7において『L』であり、T8において『H』である。したがって、T9において、変換部41bの入力値は『L』であるが、動作クロックの1周期前の出力値と、2周期前の出力値が異なるため、変換部41bは、T9における出力値を、1周期前の出力値に変換し、言い換えれば、T8における出力値である『H』に変換し、スイッチング回路20に出力する。
Referring to times T7 to T9 in the figure, the output value of the
一方、変換部41aにおいては、T6とT7の出力信号の値は、ともに『L』であるため、T9における出力信号の値を、変換部41aは制御する必要がない。したがって、変換部41aは、変換部41aからの出力信号の値を、T9の入力信号である『L』として、スイッチング回路20に出力する。結果、T9において、変換部41aの出力は『L』であり、変換部41bの出力は『H』となるため、入力された3値の信号の値『0』に対して、出力する3値の信号の値は『−1』に変換されている。
On the other hand, in the
さらに、同図中の時間T2〜T4を参照すると、変換部41bの出力値は、T2において『H』であり、T3において『L』である。したがって、T4において、動作クロックの1周期前の出力値と、2周期前の出力値が異なるため、変換部41bは、T9における出力値を、1周期前の出力値である『L』として、スイッチング回路20に出力している。
Further, referring to times T2 to T4 in the figure, the output value of the
また、変換部41aにおいては、T2とT3の出力信号の値は、ともに『L』であるため、T9における出力信号の値を、変換部41aは制御する必要がない。したがって、変換部41aは、変換部41aからの出力信号の値を、T9の入力信号である『H』として、スイッチング回路20に出力する。
In the
ここで、注目すべきは、T2〜T3における、出力信号の3値の信号の値である。T2における3値の信号の値は、『−1』であり、T3における3値の信号の値は、『0』であり、T4における3値の信号の値は、『+1』となっている。本実施の形態では、量子化器12からの2つのディジタル信号毎に独立して、変換部41aおよび変換部41bが、パルス幅の制御を行っているため、2周期前(T2)の3値の信号の値と、1周期前(T3)の3値の信号の値とが異なる値であっても、1周期前(T3)の3値の信号の値とは異なる値を、スイッチング回数制御回路40は出力することができる。結果、同図中のT4に示したように、スイッチング回数の制御を行いながらも、入力信号と同じ、3値の信号の値を出力することが可能となっている。
What should be noted here is the value of the ternary signal of the output signal at T2 to T3. The value of the ternary signal at T2 is “−1”, the value of the ternary signal at T3 is “0”, and the value of the ternary signal at T4 is “+1”. . In the present embodiment, since the
さらに、本実施の形態は、出力する3値の信号の値が『0』であった場合に、変換部41aおよび変換部41bの出力値を、ともに『H』とすることができる。
Further, in the present embodiment, when the value of the ternary signal to be output is “0”, the output values of the
同図中のT12〜T14を参照すると、変換部41bの出力値は、T12において『L』であり、T13において『H』である。したがって、T14において、変換部41bの入力値は『L』であるが、動作クロックの1周期前(T13)の出力値と、2周期前(T12)の出力値が異なるため、変換部41bは、T14における出力値を、1周期前の出力値に変換し、言い換えれば、T13における出力値である『H』に変換し、スイッチング回路20に出力する。
Referring to T12 to T14 in the figure, the output value of the
一方、変換部41aにおいては、T6とT7の出力信号の値は、ともに『L』であるため、T9における出力信号の値を、変換部41aは制御する必要がない。ここで、T14における入力信号の値である『L』を出力すると、T14における変換部41bの出力の値が『H』であるため、T14の出力される3値の信号の値は、『−1』となってしまう。
On the other hand, in the
したがって、変換部41aは、入力された3値の信号の値『0』と、変換部41bの出力値『H』との情報より、『H』を出力している。これにより、T14において、変換部41aと変換部41bとは、ともに『H』を出力しているため、スイッチング回数制御回路20は、3値の信号の出力値を、入力された3値の信号の値と同じ『0』として、出力している。
Therefore, the
(従来例との比較)
以下に、図6を参照して、従来例のスイッチング回数制御と、本実施の形態のスイッチング回数制御とを比較する。
図6は、動作クロック周期毎の時間T1〜T14における、スイッチング回路40に入力される信号と、従来例のスイッチング回路20への出力信号と、本実施の形態のスイッチング回路への出力信号との関係を示す説明図である。
(Comparison with conventional example)
Hereinafter, referring to FIG. 6, the switching number control of the conventional example and the switching number control of the present embodiment will be compared.
FIG. 6 shows a signal input to the switching
同図においては、スイッチング回路20内のスイッチ21a〜21dのON期間またはOFF期間を、動作クロック周期の2倍以上となるように、スイッチング回数制御を行った場合の一例である。
In the figure, an example in which the number of times of switching is controlled so that the ON period or the OFF period of the
同図において、網掛けされた箇所は、従来例と本実施の形態の場合を含め、スイッチング回数制御回路40に入力された3値の信号の値と、スイッチング回路20へ出力した3値の信号の値とを比較し、異なる値となる箇所を示している。
In the figure, the shaded portions include the values of the ternary signal input to the switching
従来例においては、スイッチング回数制御は、3値の信号を基準に行われている。つまり、スイッチング回数制御回路410(図10参照)は、入力された3値の信号の値を、動作クロック周期の2倍以上となるように、スイッチング回数制御を行っている。 In the conventional example, the switching frequency control is performed based on a ternary signal. That is, the switching frequency control circuit 410 (see FIG. 10) performs switching frequency control so that the value of the input ternary signal is twice or more the operation clock cycle.
したがって、同図のT2〜T3に示すように、従来例において、T2における3値の信号の出力値は、『−1』であり、T3における3値の信号の出力値は、『0』であり、T4における3値の信号の出力値は、『0』である。これは、1周期前(T3)の出力値と、2周期前(T2)の出力値とが異なる値であるため、T4における3値の信号の出力値は、1周期前(T3)の出力値である『0』となっている。よって、スイッチング回数制御を行ったことにより、T4における入力された3値の信号の値と、出力した3値の信号の値とは、異なる値となっている。 Therefore, as shown in T2 to T3 in the figure, in the conventional example, the output value of the ternary signal at T2 is “−1”, and the output value of the ternary signal at T3 is “0”. Yes, the output value of the ternary signal at T4 is “0”. This is because the output value of the previous cycle (T3) is different from the output value of the previous cycle (T2), so the output value of the ternary signal at T4 is the output of the previous cycle (T3). The value is “0”. Therefore, by performing the switching frequency control, the value of the input ternary signal at T4 and the value of the output ternary signal are different.
さらに、同図に示すように、従来例においては、入力された3値の信号の値と、出力した3値の信号の値とを比較すると、T4,T8,T14の3箇所の値が、スイッチング回数制御回路410によって、異なる値に変換されている。
Furthermore, as shown in the figure, in the conventional example, when the value of the input ternary signal is compared with the value of the output ternary signal, the values at three locations T4, T8, and T14 are: It is converted into a different value by the switching
一方、本実施の形態においては、入力された3値の信号の値と、出力した3値の信号の値とを比較すると、T8の1箇所の値が、スイッチング回数制御回路によって、異なる値に変換されている。 On the other hand, in the present embodiment, when the value of the input ternary signal is compared with the value of the output ternary signal, the value at one location of T8 is changed to a different value depending on the switching frequency control circuit. It has been converted.
以上に述べたように、本実施の形態におけるスイッチング回数制御回路40は、量子化器12からの2つのディジタル信号毎に独立して、該ディジタル信号のパルス幅を制御することにより、スイッチング回数の制御を行いながらも、量子化器12から入力された3値の信号の値を変換して出力する回数を、従来例に比べ、低減している。
As described above, the switching
このように、本発明においては、量子化器12からの2つのディジタル信号毎に独立して、スイッチング回数制御を行うことにより、従来例における、量子化器312(図10参照)からの3値の信号の値を必要以上に変換することを、防ぐことができる。
Thus, in the present invention, the ternary value from the quantizer 312 (see FIG. 10) in the conventional example is controlled by controlling the number of times of switching independently for every two digital signals from the
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope shown in the claims. That is, embodiments obtained by combining technical means appropriately modified within the scope of the claims are also included in the technical scope of the present invention.
本発明は、3値の1ビットアンプにおいて、変調回路より出力された2つのディジタル信号に対して、該ディジタル信号毎に独立して、ディジタル信号の値を制御することで、変調回路からの3値の信号の値を、必要以上に制御することを防ぐことができるディジタルアンプを提供するものであり、特に、ディジタルアンプを備えたオーディオ機器や、携帯電話等の音声を出力する機器において利用することが可能である。 In the ternary 1-bit amplifier, the value of the digital signal is controlled independently for each of the two digital signals output from the modulation circuit. The present invention provides a digital amplifier that can prevent the value of a signal from being controlled more than necessary, and is used particularly in an audio device equipped with a digital amplifier and a device that outputs sound such as a mobile phone. It is possible.
1 3値1ビットアンプ(ディジタルアンプ)
10 ΔΣ変調回路(変調回路)
20 スイッチング回路
21a スイッチ
21b スイッチ
21c スイッチ
21d スイッチ
40 スイッチング回数制御回路(制御回路)
41a 変換部
41b 変換部
42a メモリ(記録部)
42b メモリ(記録部)
1 3-value 1-bit amplifier (digital amplifier)
10 ΔΣ modulation circuit (modulation circuit)
20
42b Memory (recording unit)
Claims (6)
上記変調回路からの2つの第1ディジタル信号の値を所定の規則に基づいて設定し、設定後の2つの第2ディジタル信号を出力する制御回路と、
上記制御回路により値が設定された2つの第2ディジタル信号に基づいて、ON・OFFが切り替わるスイッチを複数備え、制御回路からの2つの第2ディジタル信号で表現された3値の信号に対応する電圧を増幅し、差動信号として出力するスイッチング回路とを備え、
上記所定の規則は、上記制御回路からの第2ディジタル信号の出力時に対して、上記動作クロックのN周期前(Nは2以上の整数)から1周期前までの、上記制御回路からの第2ディジタル信号の値がすべて同じである場合、上記制御回路が、上記出力時に上記変調回路からの第1ディジタル信号の値を第2ディジタル信号の値として設定して出力し、かつ、
上記制御回路からの第2ディジタル信号の出力時に対して、上記動作クロックのN周期前から1周期前までの、上記制御回路からの第2ディジタル信号の値がいずれか1つでも異なる場合、上記制御回路が、上記出力時に、上記動作クロックの1周期前の上記制御回路からの第2ディジタル信号の値を第2ディジタル信号の値として設定して出力するように定められ、
上記制御回路は、これらの第2ディジタル信号の値の設定を、上記変調回路から上記制御回路に入力される上記2つの第1ディジタル信号毎に独立して行うことを特徴とする、ディジタルアンプ。 A modulation circuit that modulates an external electric signal into a ternary signal based on an operation clock, expresses the ternary signal by two first digital signals, and outputs the two first digital signals;
A control circuit for setting the values of the two first digital signals from the modulation circuit based on a predetermined rule, and outputting the two second digital signals after the setting;
Based on the two second digital signals whose values are set by the control circuit, a plurality of switches for switching between ON and OFF are provided, corresponding to a ternary signal expressed by the two second digital signals from the control circuit. A switching circuit that amplifies the voltage and outputs it as a differential signal,
The predetermined rule is that the second rule from the control circuit is N cycles before (N is an integer of 2 or more) to one cycle before the operation clock when the second digital signal is output from the control circuit. When all the values of the digital signals are the same, the control circuit sets and outputs the value of the first digital signal from the modulation circuit as the value of the second digital signal at the time of the output, and
When any one of the values of the second digital signal from the control circuit is different from N cycles to 1 cycle before the operation clock with respect to the output of the second digital signal from the control circuit, The control circuit is determined to set and output the value of the second digital signal from the control circuit one cycle before the operation clock as the value of the second digital signal at the time of the output,
The digital amplifier, wherein the control circuit sets the value of the second digital signal independently for each of the two first digital signals input from the modulation circuit to the control circuit.
上記スイッチング回路内の各スイッチによって、上記差動信号を出力する2つの信号線に対し、
上記2つの信号線にスイッチング回路の電源電圧を接続する、または、
上記2つの信号線にスイッチング回路のGNDを接続することにより、上記差動信号の値をゼロとすることを特徴とする、請求項1から3のいずれか1項に記載のディジタルアンプ。 The switching circuit includes two signal lines for outputting the differential signal,
With respect to the two signal lines that output the differential signal by each switch in the switching circuit,
Connect the power supply voltage of the switching circuit to the two signal lines, or
4. The digital amplifier according to claim 1, wherein a value of the differential signal is set to zero by connecting a GND of a switching circuit to the two signal lines. 5.
上記変調回路からの2つの第1ディジタル信号の値を所定の規則に基づいて設定し、設定後の2つの第2ディジタル信号を出力する制御回路と、
上記制御回路により値が設定された2つの第2ディジタル信号に基づいて、ON・OFFが切り替わるスイッチを複数備え、制御回路からの2つの第2ディジタル信号で表現された3値の信号に対応する電圧を増幅し、差動信号として出力するスイッチング回路とを備えたスイッチングアンプにおけるスイッチング回数制御方法において、
上記所定の規則は、上記制御回路からの第2ディジタル信号の出力時に対して、上記動作クロックのN周期前(Nは2以上の整数)から1周期前までの、上記制御回路からの第2ディジタル信号の値がすべて同じである場合、上記制御回路が、上記出力時に上記変調回路からの第1ディジタル信号の値を第2ディジタル信号の値として設定して出力し、かつ、
上記制御回路からの第2ディジタル信号の出力時に対して、上記動作クロックのN周期前から1周期前までの、上記制御回路からの第2ディジタル信号の値がいずれか1つでも異なる場合、上記制御回路が、上記出力時に、上記動作クロックの1周期前の上記制御回路からの第2ディジタル信号の値を第2ディジタル信号の値として設定して出力するように定められ、
上記制御回路は、これらの第2ディジタル信号の値の設定を、上記変調回路から上記制御回路に入力される上記2つの第1ディジタル信号毎に独立して行うことを特徴とする、スイッチング回数制御方法。 A modulation circuit that modulates an external electric signal into a ternary signal based on an operation clock, expresses the ternary signal by two first digital signals, and outputs the two first digital signals;
A control circuit for setting the values of the two first digital signals from the modulation circuit based on a predetermined rule, and outputting the two second digital signals after the setting;
Based on the two second digital signals whose values are set by the control circuit, a plurality of switches for switching between ON and OFF are provided, corresponding to a ternary signal expressed by the two second digital signals from the control circuit. In a switching number control method in a switching amplifier provided with a switching circuit that amplifies a voltage and outputs it as a differential signal,
The predetermined rule is that the second rule from the control circuit is N cycles before (N is an integer of 2 or more) to one cycle before the operation clock when the second digital signal is output from the control circuit. When all the values of the digital signals are the same, the control circuit sets and outputs the value of the first digital signal from the modulation circuit as the value of the second digital signal at the time of the output, and
When any one of the values of the second digital signal from the control circuit is different from N cycles to 1 cycle before the operation clock with respect to the output of the second digital signal from the control circuit, The control circuit is determined to set and output the value of the second digital signal from the control circuit one cycle before the operation clock as the value of the second digital signal at the time of the output,
The control circuit sets the value of the second digital signal independently for each of the two first digital signals input from the modulation circuit to the control circuit. Method.
上記制御回路からの第2ディジタル信号の出力時に対して、上記動作クロックの2周期前から1周期前までの、上記制御回路からの第2ディジタル信号の値がいずれか1つでも異なる場合、上記制御回路が、上記出力時に、上記動作クロックの1周期前の上記制御回路からの第2ディジタル信号の値を第2ディジタル信号の値として設定して出力するように定められていることを特徴とする、請求項1から4のいずれか1項に記載のディジタルアンプ。 When any one of the values of the second digital signal from the control circuit is different from two cycles to one cycle before the operation clock with respect to the output of the second digital signal from the control circuit, The control circuit is configured to set and output the value of the second digital signal from the control circuit one cycle before the operation clock as the value of the second digital signal at the time of the output. The digital amplifier according to any one of claims 1 to 4.
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