JP7387391B2 - Audio circuits, electronic devices using them, and in-vehicle audio systems - Google Patents
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本発明は、スピーカやヘッドホンを駆動するオーディオアンプ回路に関する。 The present invention relates to an audio amplifier circuit that drives speakers and headphones.
スピーカやヘッドホンなどの電気音響変換素子を駆動するパワーアンプとして、高効率なD級アンプが用いられる。図1は、D級アンプを用いたオーディオシステム100Rのブロック図である。オーディオシステム100Rは主として、スピーカ102、フィルタ104およびD級アンプ回路900を備える。
Highly efficient class D amplifiers are used as power amplifiers that drive electroacoustic transducers such as speakers and headphones. FIG. 1 is a block diagram of an
D級アンプ回路900は、入力オーディオ信号SINに応じたデューティ比を有するパルス信号SOUTを発生する。フィルタ104は、D級アンプ回路900の出力信号SOUTの高周波成分を除去し、スピーカ102に供給する。
Class
図1のD級アンプ回路900は、出力段902、積分器904、コンパレータ906、ドライバ908を備える。積分器904は、入力オーディオ信号SINと出力信号SOUTに応じたフィードバック信号SFBの差分を積分する。コンパレータ906は、積分器904の出力を、クロック信号CLKと比較し、パルス信号SDを出力する。ドライバ908は、パルス信号SDに応じて、出力段902を駆動する。
The class
車載用やテレビ用のオーディオシステムでは、D級アンプ回路900の電源として12~15V程度の高電圧が採用される。この場合、D級アンプ回路900の出力段902のパワートランジスタを5V耐圧のMOSFETで構成することができず、ドレインソース間耐圧が大きい(たとえば20V)DMOS(Double-Diffused MOS)で構成する必要がある。
In audio systems for cars and televisions, a high voltage of about 12 to 15 V is used as the power source for the class
DMOSトランジスタは、ドレインソース間の耐圧は大きいが、ゲートソース間の耐圧は、5V程度とそれほど大きくない。DMOSトランジスタのゲートソース間の耐圧をさらに大きくしようとすると、素子サイズが大きくなるという問題がある。図1のオーディオシステム100Rでは、ドライバ908より前段の回路ブロック(904,906,908)を3.3V系や5V系で構成することで、DMOSトランジスタのゲートソース間電圧を5V以下に抑え、DMOSトランジスタのサイズを抑制している。
A DMOS transistor has a large drain-source breakdown voltage, but a gate-source breakdown voltage of about 5V, which is not so high. If an attempt is made to further increase the breakdown voltage between the gate and source of a DMOS transistor, there is a problem in that the device size increases. In the
このD級アンプ回路900は、14.4V/5V=9.2dBのゲインgを有することとなる。そのため積分器904やその前段で発生するノイズや歪み、オフセット電圧がゲイン倍(×g)されて悪化されるという問題がある。
This class
本発明は係る課題に鑑みてなされたものであり、そのある態様の例示的な目的のひとつは、特性を改善したオーディオ回路の提供にある。 The present invention has been made in view of the above problems, and one exemplary object of one aspect of the present invention is to provide an audio circuit with improved characteristics.
本発明のある態様は、D級アンプ回路を備えるオーディオ回路に関する。D級アンプ回路は、第1電源電圧が供給されるプッシュプルの出力段と、第1電源電圧が供給され、入力オーディオ信号および出力段の出力信号に応じたフィードバック信号を受ける積分器と、第1電源電圧が供給され、積分器の出力をPWM信号に変換するコンパレータと、第1電源電圧より低い第2電源電圧が供給され、コンパレータの出力にもとづいて出力段を駆動するドライバと、を含む。 One aspect of the present invention relates to an audio circuit including a class D amplifier circuit. The class D amplifier circuit includes a push-pull output stage to which a first power supply voltage is supplied, an integrator to which the first power supply voltage is supplied and receives a feedback signal according to an input audio signal and an output signal of the output stage, and a first power supply voltage. a comparator that is supplied with one power supply voltage and that converts the output of the integrator into a PWM signal; and a driver that is supplied with a second power supply voltage that is lower than the first power supply voltage and that drives the output stage based on the output of the comparator. .
このD級アンプ回路のゲインは1倍となり、前段のノイズ、歪み、オフセット電圧等は増幅されないため、特性を改善できる。なお、「第1電源電圧が供給される」とは、第1電源電圧が直接供給される場合のほか、間接的に供給される場合も含む。「間接的に供給される」とは、レギュレータやバッファ、分圧回路、クランプ回路などを介して、第1電源電圧よりわずかに低い(ただし、第2電源電圧より高い)電圧レベルに安定化した中間的な電圧が供給される場合も含みうる。 The gain of this class D amplifier circuit is 1 times, and the noise, distortion, offset voltage, etc. of the previous stage are not amplified, so the characteristics can be improved. Note that "the first power supply voltage is supplied" includes not only the case where the first power supply voltage is directly supplied but also the case where the first power supply voltage is supplied indirectly. "Indirectly supplied" means that the voltage is stabilized to a voltage level slightly lower than the first power supply voltage (but higher than the second power supply voltage) through a regulator, buffer, voltage divider circuit, clamp circuit, etc. A case where an intermediate voltage is supplied may also be included.
入力オーディオ信号はアナログ信号であってもよい。 The input audio signal may be an analog signal.
オーディオ回路は、デジタルオーディオ信号を受信するオーディオインタフェース回路と、デジタルオーディオ信号をアナログの入力オーディオ信号に変換するD/Aコンバータと、オーディオインタフェース回路が受信するマスタークロックを分周し、三角波またはのこぎり波の周期信号を生成する分周器と、をさらに備えてもよい。コンパレータは、積分器の出力を、周期信号と比較し、PWM信号を生成してもよい。この場合、オーディオインタフェース回路やD/Aコンバータにおいて発生するノイズ、歪み、オフセット電圧が、D級アンプ回路において増幅されるのを防止できる。 The audio circuit includes an audio interface circuit that receives a digital audio signal, a D/A converter that converts the digital audio signal into an analog input audio signal, and a master clock that is received by the audio interface circuit, and which divides the frequency and generates a triangular wave or a sawtooth wave. The device may further include a frequency divider that generates a periodic signal. A comparator may compare the output of the integrator with the periodic signal and generate a PWM signal. In this case, noise, distortion, and offset voltage generated in the audio interface circuit and the D/A converter can be prevented from being amplified in the class D amplifier circuit.
オーディオ回路は、アナログオーディオ信号を調節可能なゲインで増幅し、入力オーディオ信号を生成する入力ゲインコントロール回路と、所定の周波数を有する三角波またはのこぎり波の周期信号を生成するオシレータと、をさらに備えてもよい。コンパレータは、積分器の出力を周期信号と比較し、PWM信号を生成してもよい。この場合、入力ゲインコントロール回路において発生するノイズ、歪み、オフセット電圧が、D級アンプ回路において増幅されるのを防止できる。 The audio circuit further includes an input gain control circuit that amplifies the analog audio signal with an adjustable gain and generates an input audio signal, and an oscillator that generates a triangular or sawtooth periodic signal having a predetermined frequency. Good too. A comparator may compare the output of the integrator with the periodic signal and generate a PWM signal. In this case, noise, distortion, and offset voltage generated in the input gain control circuit can be prevented from being amplified in the class D amplifier circuit.
入力オーディオ信号はPWM(Pulse Width Modulation)信号であってもよい。コンパレータは、積分器の出力を所定のしきい値電圧と比較し、PWM信号を生成してもよい。 The input audio signal may be a PWM (Pulse Width Modulation) signal. A comparator may compare the output of the integrator to a predetermined threshold voltage and generate a PWM signal.
オーディオ回路は、デジタルオーディオ信号を受信するオーディオインタフェース回路と、デジタルオーディオ信号をPWM信号の入力オーディオ信号に変換するプロセッサと、をさらに備えてもよい。この場合、オーディオインタフェース回路やプロセッサにおいて発生するノイズ、歪み、オフセット電圧が、D級アンプ回路において増幅されるのを防止できる。 The audio circuit may further include an audio interface circuit that receives the digital audio signal and a processor that converts the digital audio signal into a PWM signal input audio signal. In this case, noise, distortion, and offset voltage generated in the audio interface circuit and processor can be prevented from being amplified in the class D amplifier circuit.
オーディオ回路は、PWMオーディオ信号を受信し、積分器に出力するオーディオインタフェース回路をさらに備えてもよい。この場合、オーディオインタフェース回路において発生するノイズ、歪み、オフセット電圧が、D級アンプ回路において増幅されるのを防止できる。 The audio circuit may further include an audio interface circuit that receives the PWM audio signal and outputs it to the integrator. In this case, noise, distortion, and offset voltage generated in the audio interface circuit can be prevented from being amplified in the class D amplifier circuit.
オーディオ回路は、ひとつの基板に一体集積化されてもよい。「一体集積化」とは、回路の構成要素のすべてが基板上に形成される場合や、回路の主要構成要素が一体集積化される場合が含まれ、回路定数の調節用に一部の抵抗やキャパシタなどが基板の外部に設けられていてもよい。回路を1つのチップ上に集積化することにより、回路面積を削減することができるとともに、回路素子の特性を均一に保つことができる。 The audio circuit may be monolithically integrated on one substrate. "Integrated" includes cases in which all of the circuit components are formed on the substrate, and cases in which the main components of the circuit are integrated, and some resistors are used to adjust the circuit constants. A capacitor or the like may be provided outside the substrate. By integrating circuits on one chip, the circuit area can be reduced and the characteristics of circuit elements can be kept uniform.
本発明の別の態様は電子機器に関する。電子機器は、上述のいずれかのオーディオ回路を備える。 Another aspect of the present invention relates to electronic equipment. The electronic device includes any of the audio circuits described above.
本発明の別の態様は車載オーディオシステムに関する。車載オーディオシステムは、上述のいずれかのオーディオ回路を備える。 Another aspect of the invention relates to an in-vehicle audio system. The in-vehicle audio system includes any of the audio circuits described above.
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置などの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。さらに、この項目(課題を解決するための手段)の記載は、本発明の欠くべからざるすべての特徴を説明するものではなく、したがって、記載されるこれらの特徴のサブコンビネーションも、本発明たり得る。 Note that arbitrary combinations of the above constituent elements and expressions of the present invention converted between methods, devices, etc. are also effective as aspects of the present invention. Furthermore, the description in this section (Means for Solving the Problems) does not describe all essential features of the present invention, and therefore, subcombinations of the described features may also constitute the present invention. .
本発明のある態様によれば、特性を改善できる。 According to an aspect of the present invention, characteristics can be improved.
以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below based on preferred embodiments with reference to the drawings. Identical or equivalent components, members, and processes shown in each drawing are designated by the same reference numerals, and redundant explanations will be omitted as appropriate. Further, the embodiments are illustrative rather than limiting the invention, and all features and combinations thereof described in the embodiments are not necessarily essential to the invention.
本明細書において、「部材Aが、部材Bと接続された状態」とは、部材Aと部材Bが物理的に直接的に接続される場合や、部材Aと部材Bが、電気的な接続状態に影響を及ぼさず、あるいは機能を阻害しない他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。
同様に、「部材Cが、部材Aと部材Bの間に設けられた状態」とは、部材Aと部材C、あるいは部材Bと部材Cが直接的に接続される場合のほか、電気的な接続状態に影響を及ぼさず、あるいは機能を阻害しない他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。
In this specification, "a state in which member A is connected to member B" refers to a case where member A and member B are physically directly connected, or where member A and member B are electrically connected. This also includes cases where it is indirectly connected via other members that do not affect the state or inhibit the function.
Similarly, "a state in which member C is provided between member A and member B" refers to the case where member A and member C or member B and member C are directly connected, as well as when member C is electrically connected. This also includes cases where the connection is made indirectly through other members that do not affect the connection state or inhibit the function.
図2は、実施の形態に係るオーディオ回路300を備えるオーディオシステム100のブロック図である。オーディオシステム100は、スピーカ102、フィルタ104およびオーディオ回路300を備える。
FIG. 2 is a block diagram of an
D級アンプ回路200は、入力オーディオ信号SINを受け、入力オーディオ信号SINに応じたデューティ比を有するパルス信号SOUTを発生する。D級アンプ回路200は、出力段202、積分器204、レベルシフト機能付きコンパレータ(以下、単にコンパレータと称する)208、ドライバ210を備え、オーディオ回路300に集積化されている。図2には、1チャンネルの構成のみが示されるが、実際のオーディオ回路300には、複数チャンネル分のD級アンプ回路200が集積化される。
The class
プッシュプルの出力段202には、第1電源電圧VDDHが供給される。出力段202は、ハイサイドトランジスタMHとローサイドトランジスタMLを含むインバータである。出力段202の出力信号SOUTは、0VとVDDHの間でスイングし、フィルタ104を経由してスピーカ102に供給される。ハイサイドトランジスタMHは、NMOSトランジスタであってもよい。
The push-
積分器204には、出力段202と同じ第1電源電圧VDDHが供給される。積分器204は、入力オーディオ信号SINおよび出力段202の出力信号SOUTに応じたフィードバック信号SFBを受け、それらの差分(誤差)に相当する信号を積分する。積分器204の入力信号SIN,SFBおよび出力信号SINTはいずれも、0~VDDHの間で変化することとなる。
The
図3(a)は、積分器204の構成例を示す回路図である。積分器204は、演算増幅器OP1、キャパシタC11、抵抗R11、R12を含む。演算増幅器OP1の反転入力端子は、抵抗R11を介して入力信号SINを受け、抵抗R12を介してフィードバック信号SFBを受ける。演算増幅器OP1の反転入力端子には基準電圧VREFが入力されている。図3(b)に示すように、基準電圧VREFは、4個の抵抗R41~R41を含む抵抗ネットワークによって生成してもよい。R41=R42=R11,R43=R44=R12の関係を満たすように抵抗値を定めることにより、振幅が異なる2つの信号SINとSFBが適切にスケーリング(レベルシフト)される。
FIG. 3A is a circuit diagram showing a configuration example of the
図2に戻る。コンパレータ208は、積分器204の出力SINTをPWM信号SPWMに変換する。コンパレータ208の入力段は第1電源電圧VDDHで動作するが、その出力段には、第1電源電圧VDDHより低い第2電源電圧VDDLが供給されており、0V-VDDLの二値を取るPWM信号SPWMを出力する。
Return to Figure 2.
図4(a)、(b)は、コンパレータ208の構成例を示す回路図である。図4(a)のコンパレータ208は、前段の差動アンプDA1と、後段のバッファ(増幅段)BUF1を含む。この構成では、差動アンプDA1には第1電源電圧VDDHが供給され、後段のバッファBUF1に第2電源電圧VDDLが供給される。これにより、0V~VDDHの範囲で電圧比較が可能となり、比較結果を示す出力信号SPWMの振幅は0~VDDLとなる。
FIGS. 4A and 4B are circuit diagrams showing a configuration example of the
図4(b)のコンパレータ208は、前段の電圧比較器COMP1と、後段のレベルシフタ209を含む。この構成では、前段の電圧比較器COMP1には第1電源電圧VDDHが供給され、電圧比較器COMP1は、0Vをロー、VDDHをハイとする比較信号を出力する。後段のレベルシフタ209には、第1電源電圧VDDHと第2電源電圧VDDLが供給されており、電圧比較器COMP1が生成する比較信号を、0Vをロー、VDDLをハイとする出力信号SPWMに変換する。
The
図2に戻る。ドライバ210には、第2電源電圧VDDLが供給され、コンパレータ208の出力SPWMにもとづいて出力段202を駆動する。
Return to Figure 2. The
以上がオーディオシステム100の構成である。続いてその利点を説明する。
このD級アンプ回路200のゲインは1倍となる。したがって、図1のD級アンプよりもゲインが小さくなるため、図示しない前段の回路ブロックのノイズ、歪み、オフセット電圧等は増幅されないため、特性を改善できる。
The above is the configuration of the
The gain of this class
本発明は、図2の回路図として把握され、あるいは上述の説明から導かれるさまざまな装置、回路に及ぶものであり、特定の構成に限定されるものではない。以下、本発明の範囲を狭めるためではなく、発明の本質や回路動作の理解を容易、明確化するために、より具体的な構成例を説明する。 The present invention extends to various devices and circuits that can be understood as the circuit diagram in FIG. 2 or derived from the above description, and is not limited to a specific configuration. More specific configuration examples will be described below, not to narrow the scope of the present invention, but to facilitate and clarify the understanding of the essence of the invention and circuit operation.
(実施例1)
図5は、実施例1に係るオーディオ回路300Aの回路図である。オーディオ回路300Aは、音源106からデジタルオーディオ信号を受信する。たとえば音源106とオーディオ回路300Aの間の、I2S(Inter IC Sound)などのシリアルインタフェースで接続される。
(Example 1)
FIG. 5 is a circuit diagram of an
オーディオ回路300Aは、D級アンプ回路200Aに加えて、インタフェース回路301Aを含む。インタフェース回路301は、デジタルオーディオインタフェース302、D/Aコンバータ304、分周器306を備える。デジタルオーディオインタフェース302は、音源106からデジタルオーディオ信号を受信する。D/Aコンバータ304は、デジタルオーディオインタフェース302が受信したデジタルオーディオ信号をアナログの入力オーディオ信号SINに変換する。D/Aコンバータ304には、第1電源電圧VDDHと第2電源電圧VDDLが供給されており、前段のデジタルブロックは3V(あるいは5V)で動作し、出力段のアナログブロックは14.4Vで動作する。
The
分周器306は、デジタルオーディオインタフェース302が受信したマスタークロックMCLKを受け、それを分周し、三角波あるいはのこぎり波の周期信号SOSCを生成する。この周期信号SOSCは、0VとVDDHの間で変化する。コンパレータ208は、積分器204の出力信号SINTを周期信号SOSCと比較し、比較結果を示すPWM信号SPWMを出力する。
The
以上がオーディオ回路300Aの構成である。このオーディオ回路300Aによれば、デジタルオーディオインタフェース302やD/Aコンバータ304において発生するノイズ、歪み、オフセット電圧が、D級アンプ回路200Aにおいて増幅されるのを防止できる。
The above is the configuration of the
(実施例2)
図6は、実施例2に係るオーディオ回路300Bの回路図である。オーディオ回路300Bは、音源106からデジタルオーディオ信号を受信する。たとえば音源106とオーディオ回路300Aの間の、I2S(Inter IC Sound)などのシリアルインタフェースで接続される。
(Example 2)
FIG. 6 is a circuit diagram of an
オーディオ回路300Bのインタフェース回路301Bは、デジタルオーディオインタフェース302、PWMプロセッサ308および基準電圧源310を備える。デジタルオーディオインタフェース302は、音源106からデジタルオーディオ信号を受信する。PWMプロセッサ308は、デジタルオーディオインタフェース302が受信したデジタルオーディオ信号を、パルス幅変調された入力オーディオ信号SINに変換する。PWMプロセッサ308には、第1電源電圧VDDHと第2電源電圧VDDLが供給されており、前段のデジタルブロックは3V(あるいは5V)で動作し、出力段は、14.4Vで動作する。この実施例2における入力オーディオ信号SINは、0VとVDDHの二値でスイッチングするパルス信号となる。またD級アンプ回路200Bにおいて、積分器204の出力信号SINTは周期信号となる。
The
基準電圧源310は所定の電圧レベルを有する基準電圧VREFを生成する。コンパレータ208は、積分器204の出力信号SINTを、基準電圧VREFと比較し、比較結果に応じたPWM信号SPWMを出力する。
以上がオーディオ回路300Bの構成である。このオーディオ回路300Bによれば、デジタルオーディオインタフェース302やPWMプロセッサ308において発生するノイズ、歪み、オフセット電圧が、D級アンプ回路200Bにおいて増幅されるのを防止できる。
The above is the configuration of the
(実施例3)
図7は、実施例3に係るオーディオ回路300Cの回路図である。オーディオ回路300Cは、音源106からパルス幅変調されたオーディオ信号を受信する。このオーディオ信号は、たとえば0VとVDDLの2値でスイッチングするパルス信号である。
(Example 3)
FIG. 7 is a circuit diagram of an
オーディオ回路300Cにおいて、インタフェース回路301Cは、PWMドライバ312を備える。PWMドライバ312は、音源106から供給されたPWM信号の信号レベルを、0V-VDDHに変換し、入力オーディオ信号SINとして積分器204に供給する。
In the
D級アンプ回路200Cの構成は、図6のD級アンプ回路200Bと同様である。
The configuration of the class
以上がオーディオ回路300Cの構成である。このオーディオ回路300Cによれば、PWMドライバ312において発生するノイズ、歪み、オフセット電圧が、D級アンプ回路200Cにおいて増幅されるのを防止できる。
The above is the configuration of the
(実施例4)
図8は、実施例4に係るオーディオ回路300Dの回路図である。オーディオ回路300Dは、音源106から、アナログのオーディオ信号SANLを受信する。このオーディオ信号SANLは、所定の電圧範囲で変動する。
(Example 4)
FIG. 8 is a circuit diagram of an
オーディオ回路300Dのインタフェース回路301Dは、入力ゲインコントローラ314およびオシレータ316を備える。入力ゲインコントローラ314は外部入力されるオーディオ信号SANLを適切な利得で増幅し、0VとVDDHの間で変化する入力オーディオ信号SINを生成する。オシレータ316は、0VとVDDHの間で変化する三角波あるいはのこぎり波の周期信号SOSCを生成する。D級アンプ回路200Dの構成は、図5のD級アンプ回路200Aと同様である。
The
以上がオーディオ回路300Dの構成である。このオーディオ回路300Dによれば、入力ゲインコントローラ314において発生するノイズ、歪み、オフセット電圧が、D級アンプ回路200Cにおいて増幅されるのを防止できる。
The above is the configuration of the
(用途)
オーディオ回路300の用途を説明する。図9は、実施の形態に係るオーディオ回路を利用した車載オーディオシステムのブロック図である。
(Application)
The application of the
車載オーディオシステム500は、4個のスピーカ502FL,502FR,502RL,502RR、4個のフィルタ504FL,504FR,504RL,504RR、音源506およびオーディオ回路300を備える。
The in-
音源106は、左右(LR)2チャンネルあるいはマルチチャンネルのデジタルオーディオ信号を出力する。オーディオ回路300は、4チャンネルのD級アンプ回路200と、音源106とのインタフェース回路301を備える。インタフェース回路301の形式は限定されず、図5~図8のいずれかの構成を有してもよいし、別の構成であってもよい。
The
フィルタ504、音源506およびオーディオ回路300は、オーディオヘッドユニットやカーナビゲーション装置に内蔵される。あるいはオーディオ回路300は、音源106とは独立した製品であってもよい。
The filter 504,
図10(a)、(b)は、実施の形態に係るオーディオ回路を利用した電子機器を示す図である。図10(a)の電子機器は、テレビなどのディスプレイ装置600である。ディスプレイ装置600は、スピーカ602L,602R、フィルタ604L,604R、音源606およびオーディオ回路300、ディスプレイパネル610を備える。
FIGS. 10(a) and 10(b) are diagrams showing electronic equipment using the audio circuit according to the embodiment. The electronic device in FIG. 10(a) is a
図10(b)の電子機器は、オーディオコンポーネント装置800である。オーディオコンポーネント装置800は、音源に相当するオーディオ信号処理回路806、オーディオ回路300、図示しないフィルタを備える。オーディオ回路300は、スピーカケーブルを介して接続される802L,802Rを駆動する。
The electronic device in FIG. 10(b) is an
以上、本発明について、実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。以下、こうした変形例について説明する。 The present invention has been described above based on the embodiments. Those skilled in the art will understand that this embodiment is merely an example, and that various modifications can be made to the combinations of these components and processing processes, and that such modifications are also within the scope of the present invention. be. Hereinafter, such modified examples will be explained.
(変形例1)
実施の形態では、ハーフブリッジ型のD級アンプを説明したが、フルブリッジ型(BTL:Bridge-Tied Load)のD級アンプにも本発明は適用可能であり、この場合、フィルタ104のDCブロックコンデンサが不要となる。さらに、フルブリッジ型のD級アンプでは、ローパスフィルタ104を省略したフィルタレス変調方式を採用してもよい。
(Modification 1)
In the embodiment, a half-bridge type class D amplifier has been described, but the present invention is also applicable to a full-bridge type (BTL: Bridge-Tied Load) class D amplifier, and in this case, the DC block of the
(変形例2)
実施の形態では、積分器204およびコンパレータ208に、出力段202と共通の第1電源電圧VDDHが供給されたがその限りでない。出力段202に、第1電源電圧VDDHを直接供給する一方、積分器204およびコンパレータ208には、第1電源電圧VDDHを間接的に供給してもよい。たとえば、レギュレータやバッファ、分圧回路、クランプ回路などを利用して、第1電源電圧VDDHよりわずかに低い(ただし、第2電源電圧VDDLより高い)電圧レベルに安定化した中間的な電圧VDDH’を、積分器204およびコンパレータ208に供給してもよい。これにより、ロードダンプ試験時に、積分器204やコンパレータ208に過電圧が印加されるのを抑制できる。
(Modification 2)
In the embodiment, the first power supply voltage V DDH common to the
(変形例3)
オーディオ回路300には、デジタルのオーディオ信号を処理するDSP(Digital Signal ProcessorあるいはDigital Sound Processor)が集積化されてもよい。
(Modification 3)
The
100 オーディオシステム
102 スピーカ
104 フィルタ
106 音源
200 D級アンプ回路
202 出力段
204 積分器
208 コンパレータ
210 ドライバ
300 オーディオ回路
301 インタフェース回路
302 デジタルオーディオインタフェース
304 D/Aコンバータ
306 分周器
308 PWMプロセッサ
310 基準電圧源
312 PWMドライバ
314 入力ゲインコントローラ
316 オシレータ
100
Claims (10)
前記D級アンプ回路は、
正の第1電源電圧および接地電圧が供給されるプッシュプルの出力段と、
前記第1電源電圧および前記接地電圧が供給され、入力オーディオ信号および前記出力段の出力信号に応じたフィードバック信号を受ける積分器と、
前記第1電源電圧および前記接地電圧が供給され、前記積分器の出力をPWM(Pulse Width Modulation)信号に変換するコンパレータと、
前記第1電源電圧より低い正の第2電源電圧と前記接地電圧が供給され、前記コンパレータの出力である前記PWM信号にもとづいて前記出力段を駆動するドライバと、
を含むことを特徴とするオーディオ回路。 Equipped with a class D amplifier circuit,
The class D amplifier circuit is
a push-pull output stage supplied with a positive first supply voltage and a ground voltage ;
an integrator to which the first power supply voltage and the ground voltage are supplied and receives a feedback signal according to the input audio signal and the output signal of the output stage;
a comparator to which the first power supply voltage and the ground voltage are supplied and converts the output of the integrator into a PWM (Pulse Width Modulation) signal;
a driver that is supplied with a positive second power supply voltage lower than the first power supply voltage and the ground voltage and drives the output stage based on the PWM signal that is the output of the comparator;
An audio circuit comprising:
前記デジタルオーディオ信号をアナログの前記入力オーディオ信号に変換するD/Aコンバータと、
前記オーディオインタフェース回路が受信するマスタークロックを分周し、三角波またはのこぎり波の周期信号を生成する分周器と、
をさらに備え、
前記コンパレータは、前記積分器の出力を、前記周期信号と比較し、前記PWM信号を生成することを特徴とする請求項2に記載のオーディオ回路。 an audio interface circuit for receiving digital audio signals;
a D/A converter that converts the digital audio signal to the analog input audio signal;
a frequency divider that divides the master clock received by the audio interface circuit to generate a triangular wave or sawtooth wave periodic signal;
Furthermore,
The audio circuit according to claim 2, wherein the comparator compares the output of the integrator with the periodic signal to generate the PWM signal.
所定の周波数を有する三角波またはのこぎり波の周期信号を生成するオシレータと、
をさらに備え、
前記コンパレータは、前記積分器の出力を前記周期信号と比較し、前記PWM信号を生成することを特徴とする請求項2に記載のオーディオ回路。 an input gain control circuit that amplifies an analog audio signal with an adjustable gain to generate the input audio signal;
an oscillator that generates a triangular or sawtooth periodic signal having a predetermined frequency;
Furthermore,
The audio circuit according to claim 2, wherein the comparator compares the output of the integrator with the periodic signal to generate the PWM signal.
前記コンパレータは、前記積分器の出力を所定のしきい値電圧と比較し、前記PWM信号を生成することを特徴とする請求項1に記載のオーディオ回路。 The input audio signal is a PWM format signal,
The audio circuit according to claim 1, wherein the comparator compares the output of the integrator with a predetermined threshold voltage to generate the PWM signal.
前記デジタルオーディオ信号をPWM形式の前記入力オーディオ信号に変換するプロセッサと、
をさらに備えることを特徴とする請求項5に記載のオーディオ回路。 an audio interface circuit for receiving digital audio signals;
a processor that converts the digital audio signal into the input audio signal in PWM format ;
The audio circuit according to claim 5, further comprising:.
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