KR20080092075A - Class-d audio amplifier and signal processing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS In order to better understand the drawings cited in the detailed description of the invention, a brief description of each drawing is provided.
도 1은 종래의 클래스 D 오디오 앰프의 부분 블락도를 나타낸다.1 shows a partial block diagram of a conventional class D audio amplifier.
도 2는 도 1에 도시된 동기부의 주파수 입출력 특성을 나타낸다.FIG. 2 shows frequency input / output characteristics of the synchronization unit shown in FIG. 1.
도 3은 고속 퓨리에 변환을 이용하여 도 1에 도시된 클래스 D 오디오 앰프의 노이즈 특성을 나타낸다.FIG. 3 shows the noise characteristics of the class D audio amplifier shown in FIG. 1 using fast Fourier transform.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 클래스 D 오디오 앰프의 블럭도를 나타낸다. 4 is a block diagram of a class D audio amplifier according to an embodiment of the present invention.
도 5는 도4에 도시된 동기부의 회로도의 일 예이다.FIG. 5 is an example of a circuit diagram of the synchronizer shown in FIG. 4.
도 6은 도4에 도시된 동기부의 회로도의 다른 예이다.6 is another example of a circuit diagram of the synchronizer shown in FIG. 4.
도 7은 도 5 또는 도 6에 도시된 동기부의 주파수 입출력 특성을 나타낸다.FIG. 7 illustrates frequency input / output characteristics of the synchronizer shown in FIG. 5 or FIG. 6.
도 8은 고속 퓨리에 변환을 이용하여 도 4에 도시된 클래스 D 오디오 앰프의 노이즈 특성을 나타낸다.FIG. 8 illustrates the noise characteristics of the class D audio amplifier shown in FIG. 4 using a fast Fourier transform.
본 발명은 클래스 D 증폭기에 관한 것으로, 특히 오디오 시스템에 사용되는 자가 발진형 클래스 D 증폭기와 상기 자가 발진형 클래스 D 증폭기의 신호 처리 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a class D amplifier, and more particularly, to a self oscillating class D amplifier used in an audio system and a signal processing method of the self oscillating class D amplifier.
클래스 D 오디오 앰프(Class-D Audio Amplifier)는 수신된 오디오신호를 펄스 폭 변조(PWM; Pulse Width Modulation) 방식을 이용하여 변조하고, 변조된 오디오신호를 스피커로 전송한다.The Class-D Audio Amplifier modulates the received audio signal using a Pulse Width Modulation (PWM) scheme and transmits the modulated audio signal to the speaker.
도 1은 종래의 클래스 D 오디오 앰프의 부분 블락도를 나타낸다.1 shows a partial block diagram of a conventional class D audio amplifier.
도 1을 참조하면, 자가 발진형 클래스 D 오디오 앰프는 제1적분기(110), 제2적분기(120), 및 동기부(130)를 포함한다.Referring to FIG. 1, a self-oscillating class D audio amplifier includes a
상기 제1적분기(110)는 수신된 제1오디오신호(VIP)와 제1궤환부(미도시)로부터 출력되는 제1궤환신호(FS1)를 수신하고 적분하여 제1적분신호(IS1)를 출력한다. 상기 제2적분기(120)는 수신된 제2오디오신호(VIN)와 제2궤환부(미도시)로부터 출력되는 제2궤환신호(FS2)를 수신하고 적분하여 제2적분신호(IS2)를 출력한다.The
클래스 D 오디오 앰프에서 변조된 오디오신호(예컨대, PWM 신호)는 고주파 성분의 노이즈와 저주파 성분의 노이즈를 모두 포함한다. 특히, 자가 발진형 클래스 D 오디오 앰프에서 상기 고주파 성분의 노이즈와 상기 저주파 성분의 노이즈를 모두 포함하는 상기 변조된 오디오신호가 상기 제1적분기(110) 및 상기 제2적분기(120)로 궤환되며, 상기 고주파 성분의 노이즈와 상기 저주파 성분의 노이즈는 증폭과정에서 타이밍 지터(timing jitter)를 유발시킬 수 있다. 상기 타이밍 지터 는 상기 변조된 오디오신호의 위상을 왜곡하여 노이즈를 증가시킬 수 있다.In a class D audio amplifier, an audio signal modulated (eg, a PWM signal) includes both high frequency noise and low frequency noise. In particular, in the self-oscillating class D audio amplifier, the modulated audio signal including both the noise of the high frequency component and the noise of the low frequency component is fed back to the
클래스 D 오디오 앰프는 주파수(들)이 서로 동기된 출력신호들(VOP와VON)을 출력하기 위한 동기부(130)를 포함한다. 상기 동기부(130)는 고역 통과 필터를 구현하기 위해 복수의 저항들(143, 145, 및 147)과 커패시터(149)를 포함한다. The class D audio amplifier includes a
상기 고역통과필터는 차단주파수(예컨대, cf=fc)에 기초하여 수신된 제1적분신호(IS1)를 고역통과필터링하여 제1동기신호(VOP)를 출력한다. 또한, 상기 고역통과필터는 상기 차단주파수(fc)에 기초하여 수신된 제2적분신호(IS2)를 고역통과필터링하여 제2동기신호(VON)를 출력한다. 여기서, 제1동기신호(VOP)와 제2동기신호(VON)는 주파수들이 서로 동기된 신호들이다. 또한, 상기 차단주파수(fc)는 상기 복수의 저항들(143, 145, 및 147)과 커패시터(149)에 의하여 설정된다. The high pass filter high pass filters the received first integrated signal IS1 based on a cutoff frequency (eg, cf = fc) and outputs a first synchronous signal VOP. In addition, the high pass filter performs a high pass filtering on the received second integrated signal IS2 based on the cutoff frequency fc and outputs a second synchronization signal VON. Here, the first synchronization signal VOP and the second synchronization signal VON are signals whose frequencies are synchronized with each other. In addition, the cutoff frequency fc is set by the plurality of
도 2는 도 1에 도시된 동기부(130)의 주파수 입출력 특성을 나타낸다. 도 2에 도시된 바와 같이, 낮은 주파수 대역에서 자가 발진형 클래스 D 오디오 앰프의 전압 이득은 거의 일정한 값을 유지하나, 주파수가 증가하여 상기 주파수가 차단 주파수(fc)에 가까워지면 상기 전압 이득은 감소한다. 상기 자가 발진형 클래스 D 오디오 앰프에서 상기 전압 이득이 감소함에 따라 변조된 오디오신호의 선형성은 감소되어 노이즈가 발생할 수 있다.2 illustrates frequency input / output characteristics of the
그러나, 상기 변조된 오디오신호의 주파수가 사람이 들을 수 있는 가청 범위(예컨대, 오디오 밴드;20Hz~20KHz) 내에 속하게 되면 많은 노이즈가 발생될 수 있으므로, 상기 변조된 오디오신호의 주파수를 가청 범위보다 높은 대역으로 설정한다. However, if the frequency of the modulated audio signal falls within the audible range (eg, audio band; 20 Hz to 20 KHz) that can be heard by a human, a lot of noise may be generated, so that the frequency of the modulated audio signal is higher than the audible range. Set to band.
즉, 자가 발진형 클래스 D 오디오 앰프의 변조된 오디오신호의 주파수는 차단 주파수(fc)보다 높은 대역에 설정되며, 상기 동기부(130)는 상기 차단 주파수(fc)에 기초하여 상기 변조된 오디오신호에 포함된 저주파 성분의 노이즈를 제거할 수 있다.That is, the frequency of the modulated audio signal of the self-oscillating class D audio amplifier is set in a band higher than the cutoff frequency fc, and the
도 3은 고속 퓨리에 변환(FFT; Fast Fourier Transform)을 이용하여 도 1에 도시된 자가 발진형 클래스 D 오디오 앰프의 노이즈 특성을 나타낸다. 도 3은 오디오 밴드(20Hz~20KHz) 내에서, 상기 자가 발진형 클래스 D 오디오 앰프에 각각의 전원 전압 예컨대, 2.65V(a), 3.6V(b), 및 5.0V(c)를 인가하였을 때, 각각의 전원 전압에 따라 궤환신호들에 의해 발생하는 노이즈를 나타낸다. 특히, 상기 자가 발진형 클래스 D 오디오 앰프는 A부분에서 고주파 성분의 노이즈가 발생한다. FIG. 3 illustrates the noise characteristics of the self-oscillating class D audio amplifier shown in FIG. 1 using a Fast Fourier Transform (FFT). Fig. 3 shows the application of the respective supply voltages, e.g., 2.65 V (a), 3.6 V (b), and 5.0 V (c) to the self-oscillating class D audio amplifier in the audio band (20 Hz to 20 KHz). The noise generated by the feedback signals according to the respective power supply voltages is represented. In particular, the self-oscillating class D audio amplifier generates high frequency noise in the A portion.
상기 자가 발진형 클래스 D 오디오 앰프의 노이즈 특성은 도 2의 주파수 입출력 특성을 참조하여 설명된다. 상기 동기부(130)는 차단 주파수(fc)에 기초하여 적분신호들(IS1과 IS2) 각각에 포함된 저주파 성분의 노이즈를 제거하여 주파수들이 서로 동기된 동기신호들(VOP와 VON) 각각을 출력한다. The noise characteristic of the self-oscillating class D audio amplifier is described with reference to the frequency input / output characteristic of FIG. 2. The
도 3에 도시된 바와 같이, 종래의 자가 발진형 클래스 D 오디오 앰프의 상기 동기신호들(VOP와 VON) 각각은 상기 적분신호들(IS1와 IS2) 각각에 포함된 고주파 성분의 노이즈(A부분)를 여전히 포함한다. 따라서 고주파 성분의 노이즈를 제거할 수 있는 클래스 D 오디오 앰프가 요구된다.As shown in FIG. 3, each of the synchronization signals VOP and VON of the conventional self-oscillating class D audio amplifier includes noise of a high frequency component included in each of the integrated signals IS1 and IS2. Still includes. Therefore, there is a need for a class D audio amplifier capable of removing high frequency noise.
따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적인 과제는 저주파 성분의 노이즈와 고주파 성분의 노이즈를 함께 제거할 수 있는 클래스 D 오디오 앰프 및 상기 클래스 D 오디오 앰프의 신호 처리 방법을 제공하는 것이다. Accordingly, a technical problem to be achieved by the present invention is to provide a class D audio amplifier and a signal processing method of the class D audio amplifier capable of removing both low frequency noise and high frequency noise.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 반도체 장치는 클래스 D 오디오 앰프의 주파수들이 서로 동기된 동기신호들을 출력하기 위하여 저역통과필터 및 고역통과필터를 구비한다.A semiconductor device for achieving the above technical problem includes a low pass filter and a high pass filter to output synchronization signals in which frequencies of a class D audio amplifier are synchronized with each other.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 클래스 D 오디오 앰프의 신호처리 방법은 제1 오디오신호와 제1궤환신호를 적분한 제1적분신호, 및 제 2오디오신호와 제2궤환신호를 적분한 제2적분신호 각각을 수신하여 저역통과필터링하고, 제1저역 필터된 신호와 제2저역 필터된 신호를 출력하는(a) 단계; 및 상기 제1저역 필터된 신호와 상기 제2저역 필터된 신호 각각을 수신하여 고역통과필터링하고, 주파수들이 서로 동기된 제1고역 필터된 신호와 제2고역 필터된 신호를 출력하는(b) 단계를 구비한다.In order to achieve the above technical problem, a signal processing method of a class D audio amplifier includes a first integrated signal integrating a first audio signal and a first feedback signal, and a second integrated signal integrating a second audio signal and a second feedback signal. Receiving each low pass filtering and outputting a first low pass filtered signal and a second low pass filtered signal (a); And receiving each of the first low pass filtered signal and the second low pass filtered signal and performing high pass filtering, and outputting a first high pass filtered signal and a second high pass filtered signal whose frequencies are synchronized with each other (b). It is provided.
여기서 상기 (a)단계는 제1차단주파수에 기초하여 상기 제1저역 필터된 신호와 상기 제2저역 필터된 신호를 출력하며, 상기 (b)단계는 제2차단주파수에 기초하여 상기 제1고역 필터된 신호와 상기 제2고역 필터된 신호를 출력하며, 상기 제1차단주파수는 상기 제2차단주파수보다 높다.Wherein step (a) outputs the first low pass filtered signal and the second low pass filtered signal based on a first cutoff frequency, and step (b) includes the first high pass based on a second cutoff frequency. And outputs a filtered signal and the second high pass filtered signal, wherein the first cutoff frequency is higher than the second cutoff frequency.
상기 클래스 D 오디오 앰프의 신호처리방법은 상기 제1저역 필터된 신호와 상기 제2저역 필터된 신호 각각을 상기 고역통과필터링하기 전에 버퍼링하는 단계를 더 구비할 수 있다.The signal processing method of the class D audio amplifier may further include buffering each of the first low pass filtered signal and the second low pass filtered signal before the high pass filtering.
클래스 D 오디오 앰프는 제1 오디오신호와 제1궤환신호를 적분하여 제1 적분신호를 출력하는 제1적분기; 제2 오디오신호와 제2궤환신호를 적분하여 제2 적분신호를 출력하는 제2적분기; 상기 제1적분신호와 상기 제2적분신호 각각을 저역통과필터링하고, 저역 필터된 신호들 각각을 고역통과필터링하여 주파수들이 서로 동기된 제1동기신호 및 제2동기신호를 출력하는 동기부; 상기 제1동기신호와 상기 제2동기신호 각각을 대응되는 기준 전압과 비교하여 제1 PWM 신호와 제2 PWM 신호를 출력하는 비교부; 상기 제1 PWM 신호와 상기 제2 PWM 신호 각각을 증폭하여 제1출력신호와 제2출력신호를 출력하는 출력부; 및 상기 제1출력신호와 상기 제2출력신호 각각에 응답하여 상기 제1궤환신호와 상기 제2궤환신호를 발생하는 궤환부를 구비한다.The class D audio amplifier includes: a first integrator for integrating a first audio signal and a first feedback signal to output a first integrated signal; A second integrator for integrating the second audio signal and the second feedback signal to output a second integrated signal; A synchronizer configured to low pass filter each of the first integrated signal and the second integrated signal, and high pass filter each of the low pass filtered signals to output a first synchronization signal and a second synchronization signal whose frequencies are synchronized with each other; A comparator for comparing the first synchronous signal and the second synchronous signal with a corresponding reference voltage and outputting a first PWM signal and a second PWM signal; An output unit configured to amplify each of the first PWM signal and the second PWM signal and output a first output signal and a second output signal; And a feedback unit configured to generate the first feedback signal and the second feedback signal in response to each of the first output signal and the second output signal.
상기 동기부는 상기 제1 적분신호를 저역통과필터링하여 제1저역 필터된 신호를 출력하는 제1저역통과필터; 상기 제2적분신호를 저역통과필터링하여 제2저역 필터된 신호를 출력하는 제2저역통과필터; 및 상기 제1동기신호와 상기 제2동기신호를 출력하기 위하여, 상기 제1저역 필터된 신호와 상기 제2저역 필터된 신호 각각을 고역통과필터링하는 고역통과필터를 구비한다.The synchronizer may include a first low pass filter configured to low pass filter the first integrated signal to output a first low pass filtered signal; A second low pass filter configured to low pass filter the second integrated signal to output a second low pass filtered signal; And a high pass filter for high pass filtering each of the first low pass filtered signal and the second low pass filtered signal to output the first synchronous signal and the second synchronous signal.
상기 동기부는 상기 제1 및 제2 저역통과필터와 고역통과필터 사이에 접속하는 상기 제1저역 필터된 신호를 버퍼링하는 제1 버퍼; 상기 제2저역 필터된 신호를 버퍼링하는 제2버퍼를 더 구비할 수 있다.The synchronizer may include: a first buffer configured to buffer the first low pass filtered signal connected between the first and second low pass filters and the high pass filter; The display device may further include a second buffer configured to buffer the second low pass filtered signal.
상기 동기부는 각각이 제1차단주파수에 기초하여 상기 제1적분신호와 상기 제2적분신호 각각을 저역통과필터링하는 제1저역통과필터 및 제2저역통과필터; 및 제2차단주파수에 기초하여 상기 제1저역통과필터의 출력신호와 상기 제2저역통과필터의 출력신호 각각을 고역통과필터링하는 고역통과필터를 포함하며, 상기 제1차단주파수는 상기 제2차단주파수보다 높다.The synchronizer includes: a first low pass filter and a second low pass filter, respectively, for low pass filtering the first integrated signal and the second integrated signal based on a first cutoff frequency; And a high pass filter for high pass filtering the output signal of the first low pass filter and the output signal of the second low pass filter based on a second cutoff frequency, wherein the first cutoff frequency is the second cutoff frequency. Higher than frequency
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.In order to fully understand the present invention, the operational advantages of the present invention, and the objects achieved by the practice of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings which illustrate preferred embodiments of the present invention and the contents described in the accompanying drawings.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Like reference numerals in the drawings denote like elements.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 자가 발진형 클래스 D 오디오 앰프의 블락도를 나타낸다. 도 4를 참조하면, 상기 자가 발진형 클래스 D 오디오 앰프(400)는 제1적분기(110), 제2적분기(120), 동기부(405), 제1비교부(410), 제2비교부(420), 제1출력부(430), 제2출력부(440), 제1궤환부(450), 및 제2궤환부(460)를 포함한다.4 illustrates a block diagram of a self oscillating class D audio amplifier according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 4, the self oscillating class
상기 제1적분기(110)는 제1오디오신호(VIP)와 상기 제1궤환부(450)로부터 출력되는 제1궤환신호(FS1)를 수신하고, 수신된 신호들(VIP 와 FS1)을 적분하여 제1적분신호(IS1)를 출력한다. 상기 제2적분기(120)는 제2오디오신호(VIN)와 상기 제2궤환부(460)로부터 출력되는 제2궤환신호(FS2)를 수신하고, 수신된 신호들(VIN과 FS2)을 적분하여 제2적분신호(IS2)를 출력한다. 상기 제1오디오신호(VIP)와 상기 제2오디오신호(VIN)는 차동 신호들 또는 상보적인 신호들이나, 이에 한정되는 것은 아니다.The
상기 동기부(405)는 제1적분신호(IS1)와 제2적분신호(IS2)를 수신하여 저역통과필터링과 고역통과필터링을 수행하여 주파수들이 서로 동기된 제1동기신호(VOP) 및 제2동기신호(VON)를 출력한다. 상기 동기부(405)에 대한 상세한 설명은 도 5를 참조하여 상세히 설명될 것이다.The
제1비교부(410)는 제1동기신호(VOP)와 기준 전압(vbias)을 서로 비교하여 제1PWM 신호를 출력한다. 예컨대, 상기 제1비교부(410)는 상기 제1동기신호(VOP)가 상기 기준 전압(vbias)보다 크면 제1레벨(예컨대, 하이 레벨과 로우 레벨 중에서 어느 하나)을 갖는 신호를 출력하고, 상기 제1동기신호(VOP)가 상기 기준 전압(vbias)보다 작다면 제2레벨(예컨대, 하이 레벨과 로우 레벨 중에서 다른 하나)을 갖는 신호를 출력한다.The
상기 제1출력부(430)는 수신된 제1PWM 신호를 증폭하여 제1출력신호(PWM_P)를 발생한다. 예컨대, 상기 제1출력부(430)는 제1PWM 신호가 상기 제1 레벨을 갖는 신호일 때는 제1출력신호(PWM_P)를 출력하며, 상기 제1PWM 신호가 상기 제2레벨을 갖는 신호일 때는 동작하지 않을 수 있으며, 그 반대도 가능하다. The
상기 제1궤환부(450)는 노이즈를 포함하는 제1출력신호(PWM_P)에 응답하여 제1궤환신호(FS1)를 출력한다. 상기 제1궤환부(450)는 상기 제1출력신호(PWM_P)에 포함된 노이즈의 일부를 제거하여 비선형성을 보상하고, 자가 발진이 되도록 폐루프를 형성한다.The
제2비교부(420)는 제2동기신호(VON)와 기준 전압(vbias)을 서로 비교하여 제2PWM 신호를 출력한다. 상기 제2비교부(420)의 동작은 상기 제1비교부(410)의 동작 과 실직적으로 동일하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.The
상기 제2출력부(440)는 수신된 제2PWM 신호를 증폭하여 제2출력신호(PWM_N)를 발생한다. 상기 제2 출력부(440)의 동작은 상기 제1 출력부(430)의 동작과 실질적으로 동일하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.The
상기 제2궤환부(460)는 노이즈를 포함하는 제2출력신호(PWM_N)에 응답하여 제2궤환신호(FS2)를 출력한다. 상기 제2궤환부(460)는 상기 제2출력신호(PWM_N)에 포함된 노이즈의 일부를 제거하여 비선형성을 보상하고, 자가 발진이 되도록 폐루프를 형성한다.The
도 5는 도 4에 도시된 동기부의 회로도의 일 예이다. 도 5를 참조하면, 상기 동기부(405)는 제1저역통과필터(510), 제2저역통과필터(520), 및 고역통과필터(530)를 포함한다.FIG. 5 is an example of a circuit diagram of the synchronizer shown in FIG. 4. Referring to FIG. 5, the
상기 제1저역통과필터(510)는 저항(513) 및 캐패시터(515)를 포함한다. 상기 제1저역통과필터(510)는 제1차단주파수(예컨대, cf=fc1)에 기초하여 수신된 제1적분신호(IS1)를 저역통과필터링하여 제1저역 필터된 신호를 출력한다.The first
상기 제2저역통과필터(520)는 저항(523) 및 캐패시터(525)를 포함한다. 상기 제2저역통과필터(520)는 제1차단주파수(예컨대, cf=fc1)에 기초하여 수신된 제2적분신호(IS2)를 저역통과필터링하여 제2저역 필터된 신호를 출력한다.The second
상기 제1저역통과필터(510)의 저항(513)의 저항값은 제2저역통과필터(520)의 저항(523)의 저항값과 실질적으로 동일하며, 상기 제1저역통과필터(510)의 캐패시터(515)의 캐패시턴스값은 상기 제2저역통과필터(520)의 캐패시터(525)값과 실질적 으로 동일할 수 있다. 즉, 제1저역통과필터(510)의 차단주파수와 제2저역통과필터(520)의 차단주파수는 서로 동일할 수 있다. The resistance value of the resistance 513 of the first
상기 제1차단주파수(fc1)는 상기 저항(513 또는 523)의 저항값과 상기 캐패시터(515 또는 525)의 커패시턴스에 의하여 설정된다. 즉, 저역통과필터들(510와 520) 각각은 상기 제1차단주파수(fc1)에 기초하여 상기 제1적분신호(IS1)와 제2적분신호(IS2) 각각에 포함된 고주파 성분의 노이즈를 제거할 수 있다. The first cutoff frequency fc1 is set by the resistance of the resistor 513 or 523 and the capacitance of the capacitor 515 or 525. That is, each of the low pass filters 510 and 520 removes noise of a high frequency component included in each of the first integrated signal IS1 and the second integrated signal IS2 based on the first cutoff frequency fc1. can do.
상기 고역통과필터(530)는 복수의 저항들(533, 535, 및 537) 및 캐패시터(539)를 포함한다. 상기 고역통과필터(530)는 제2차단주파수(예컨대, cf=fc2)에 기초하여 상기 저역통과필터들(510와 520) 각각으로부터 수신된 제1저역 필터된 신호를 고역통과필터링하여 제1고역 필터된 신호(즉, 제1동기신호(VOP))를 출력하고, 수신된 제2저역 필터된 신호를 고역통과필터링하여 제2고역 필터된 신호(즉, 제2동기신호(VON))를 출력한다. 상기 클래스 D 오디오 앰프의 제1동기신호(VOP)의 주파수(또는 위상)와 상기 제2동기신호(VON)의 주파수(또는 위상)은 서로 일치될 수 있다.The
상기 제2차단주파수(fc2)는 상기 복수의 저항들(533, 535, 및 537) 각각의 저항값과 상기 캐패시터(539)의 캐패시턴스에 의하여 설정된다. 즉, 고역통과필터(530)는 상기 제2차단주파수(fc2)에 기초하여 상기 저역통과필터들(510와 520) 각각에 포함된 저주파 성분의 노이즈를 제거할 수 있다.The second cutoff frequency fc2 is set by resistance values of the plurality of resistors 533, 535, and 537 and the capacitance of the capacitor 539. That is, the
즉, 상기 동기부(405)는 제1적분신호(IS1)와 제2적분신호(IS2) 각각에 포함된 고주파 성분의 노이즈와 저주파 성분의 노이즈를 제거할 수 있는 효과가 있다.That is, the
또한, 상기 동기부(405)는 상기 제1차단주파수(fc1)와 제2차단주파수(fc2) 사이의 주파수를 갖는 신호를 감쇠없이 통과시키기 위하여, 상기 각각의 저역통과 필터(510과 520)의 차단 주파수(fc1)는 고역통과필터(530)의 차단 주파수(fc2)보다 높게 설정될 수 있다.In addition, the
도 6는 도 4에 도시된 동기부의 회로도의 다른 예이다. 도 6를 참조하면, 상기 동기부(405)는 제1저역통과필터(510), 제2저역통과필터(520), 제1버퍼(610), 제2버퍼(620), 및 고역통과필터(530)를 포함한다.6 is another example of a circuit diagram of the synchronizer shown in FIG. 4. Referring to FIG. 6, the
상기 제1버퍼(610)는 상기 제1저역통과필터(510)의 출력단과 상기 고역통과필터(530)의 제1입력단 사이에 접속되고, 상기 제1저역통과필터(510)의 출력신호를 수신하여 버퍼링한다.The
상기 제2버퍼(620)는 상기 제2저역통과필터(520)의 출력단과 상기 고역통과필터(530)의 제2입력단 사이에 접속되고, 상기 제2저역통과필터(520)의 출력신호를 수신하여 버퍼링한다.The
도 7은 도 4에 도시된 동기부(405)의 주파수 입출력 특성을 나타낸다. 상기 동기부(405)는 제1차단 주파수(fc1)에 기초하여 도 4에 도시된 자가 발진형 클래스 D 오디오 앰프의 전압 이득을 급격히 감소시켜 제1적분신호(IS1) 및 제2적분신호(IS2) 각각에 포함된 고주파 성분의 노이즈를 제거할 수 있다. 또한, 상기 동기부(405)는 제2차단 주파수(fc2)에 기초하여 상기 제1적분신호(IS1)와 상기 제2적분신호(IS2) 각각에 포함된 저주파 성분의 노이즈를 제거할 수 있다. 7 illustrates frequency input / output characteristics of the
즉, 상기 동기부(405)는 제1적분신호(IS1) 및 제2적분신호(IS2) 각각에 포 함된 고주파 성분의 노이즈와 저주파 성분의 노이즈를 제거하여, 상기 제1차단주파수(fc1)와 제2차단주파수(fc2) 사이의 주파수를 갖는 신호를 감쇠없이 통과시킬 수 있다. That is, the
이하, 도 4 내지 도 7을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 노이즈 특성을 설명한다.Hereinafter, noise characteristics according to embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 4 to 7.
도 8은 고속 퓨리에 변환(FFT; Fast Fourier Transform)을 이용하여 도 4에 도시된 자가 발진형 클래스 D 오디오 앰프의 노이즈 특성을 나타낸다. 도 8은 오디오 밴드(20Hz~20KHz)내에서 상기 자가 발진형 클래스 D 오디오 앰프에 각각의 전원 전압 2.65V(d), 3.6V(e), 5.0V(f)를 인가하였을 때, 각각의 전원 전압에 따라 궤환신호에 의해 출력되는 노이즈 특성을 나타낸다.FIG. 8 illustrates the noise characteristics of the self oscillating class D audio amplifier shown in FIG. 4 using a Fast Fourier Transform (FFT). Fig. 8 shows the power supply when the power supply voltages 2.65V (d), 3.6V (e) and 5.0V (f) are applied to the self-oscillating class D audio amplifiers in the audio band (20Hz to 20KHz). It shows the noise characteristic output by the feedback signal according to the voltage.
상기 자가 발진형 클래스 D 오디오 앰프의 노이즈 특성은 도 7의 주파수 입출력 특성을 참조하여 설명된다. 클래스 D 오디오 앰프로부터 출력되는 제1 및 제2 출력신호(PWM_P와 PWM_N) 각각은 고주파 성분의 노이즈와 저주파 성분의 노이즈를 포함한다. 따라서 상기 클래스 D 오디오 앰프는, 오디오신호들(VIP 와 VIN) 각각이 인가되지 않아도, 상기 출력신호들(PWM_P와 PWM_N) 각각에 응답하여 발생한 궤환신호들(FS1 와 FS2) 각각은 상기 클래스 D 오디오 앰프의 입력 신호가 될 수 있다.The noise characteristic of the self-oscillating class D audio amplifier is described with reference to the frequency input / output characteristic of FIG. Each of the first and second output signals PWM_P and PWM_N output from the class D audio amplifier includes noise of a high frequency component and noise of a low frequency component. Therefore, in the class D audio amplifier, even though each of the audio signals VIP and VIN is not applied, each of the feedback signals FS1 and FS2 generated in response to each of the output signals PWM_P and PWM_N are each of the class D audio. It can be the input signal of the amplifier.
도 8은 상기 동기부에 의하여 고주파 성분의 노이즈가 제거된 클래스 D 오디오 앰프의 노이즈 특성 곡선을 나타낸다. 상기 동기부(405)는 제1차단주파수(fc1)에 기초하여 적분신호들(IS1 와 IS2) 각각에 포함된 저주파 성분의 노이즈를 제거한다. 또한, 상기 동기부(405)는 제2차단주파수(fc2)에 기초하여 적분신호들(IS1와 IS2) 각각에 포함된 고주파 성분의 노이즈를 제거할 수 있다. 따라서, 상기 동기부(405)는 저주파 성분의 노이즈와 고주파 성분의 노이즈를 함께 또는 순차적으로 제거할 수 있다. 도 3의 A부분에서는 고주파 성분의 노이즈가 발생하나, 도 8의 B부분에서는 고주파 성분의 노이즈가 제거되었음을 알 수 있다.8 illustrates a noise characteristic curve of a class D audio amplifier in which noise of a high frequency component is removed by the synchronizer. The
본 발명은 도면에 도시된 일 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to one embodiment shown in the drawings, this is merely exemplary, and those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 클래스 D 오디오 앰프 및 상기 클래스 D 오디오 앰프의 신호 처리 방법은 출력신호들 각각에 포함된 저주파 성분의 노이즈와 고주파 성분의 노이즈를 동시에 제거할 수 있는 효과가 있다.As described above, the class D audio amplifier and the signal processing method of the class D audio amplifier according to the embodiment of the present invention are capable of simultaneously removing the noise of the low frequency component and the noise of the high frequency component included in each of the output signals. There is.
Claims (7)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020070035463A KR20080092075A (en) | 2007-04-11 | 2007-04-11 | Class-d audio amplifier and signal processing method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
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KR1020070035463A KR20080092075A (en) | 2007-04-11 | 2007-04-11 | Class-d audio amplifier and signal processing method thereof |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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Family
ID=40152393
Family Applications (1)
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20150076722A (en) * | 2013-12-27 | 2015-07-07 | 현대자동차주식회사 | An acoustic amplification method and an acoustic ampification circuit |
KR20160054166A (en) * | 2014-11-05 | 2016-05-16 | (주)아이언디바이스 | Digital audio amplifier |
-
2007
- 2007-04-11 KR KR1020070035463A patent/KR20080092075A/en not_active Application Discontinuation
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KR20150076722A (en) * | 2013-12-27 | 2015-07-07 | 현대자동차주식회사 | An acoustic amplification method and an acoustic ampification circuit |
KR20160054166A (en) * | 2014-11-05 | 2016-05-16 | (주)아이언디바이스 | Digital audio amplifier |
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