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JP2007116262A - Digital amplifier - Google Patents

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JP2007116262A
JP2007116262A JP2005303151A JP2005303151A JP2007116262A JP 2007116262 A JP2007116262 A JP 2007116262A JP 2005303151 A JP2005303151 A JP 2005303151A JP 2005303151 A JP2005303151 A JP 2005303151A JP 2007116262 A JP2007116262 A JP 2007116262A
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Japan
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switching
circuit
audio signal
switching element
digital amplifier
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Withdrawn
Application number
JP2005303151A
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Japanese (ja)
Inventor
Wataru Katada
渡 片田
Teruo Okada
輝雄 岡田
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Taiyo Yuden Co Ltd
Original Assignee
Taiyo Yuden Co Ltd
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Publication date
Application filed by Taiyo Yuden Co Ltd filed Critical Taiyo Yuden Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a digital amplifier equipped with a step-up function in the digital amplifier circuit without providing an extra switching means such as a DC/DC converter. <P>SOLUTION: The digital amplifier comprises a pulse modulation circuit 120 modulating a voice signal, and a step-up or step-up/down switching circuit 130 driven with the output from the modulation circuit. An output having a peak value higher than a power supply voltage VDD from a battery 610 can be outputted by the switching circuit equipped with the step-up or step-up/down function, and a voice amplification signal where deterioration of voice is prevented is outputted even when a high output is requested. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

この発明は、デジタルアンプに関し、特に、電源回路の停止による音質の劣化防止に有効なデジタルアンプに関する。   The present invention relates to a digital amplifier, and more particularly to a digital amplifier that is effective in preventing deterioration of sound quality due to a power supply circuit being stopped.

近年、AV機器の多機能化・高集積化が進む中で、複合AV機のデジタル化が注目されている。この種の複合AV機としては、CDプレーヤ、AM/FMラジオチューナー、オーディオアンプ等を同一筐体内で構成したAV用のコンポーネントが知られている。   In recent years, with the progress of multi-function and high integration of AV equipment, digitalization of composite AV machines has been attracting attention. As this type of composite AV machine, an AV component in which a CD player, an AM / FM radio tuner, an audio amplifier, and the like are configured in the same casing is known.

さらに、最近では、上述したような複合AV機に組み込まれるオーディオアンプとして、アナログアンプからデジタルアンプへの切替が検討されており、デジタルアンプを用いることで、従来のアナログアンプよりも、小型、低発熱、高音質等が期待できるため、デジタルアンプが複合AV機のオーディオアンプの主流となりつつある。   Furthermore, recently, switching from an analog amplifier to a digital amplifier has been studied as an audio amplifier incorporated in a composite AV machine as described above. By using a digital amplifier, it is smaller and lower in size than a conventional analog amplifier. Since heat generation, high sound quality, etc. can be expected, digital amplifiers are becoming the mainstream of audio amplifiers for composite AV machines.

この種のデジタルアンプとしては、例えば、特許文献1に示された手法が知られている。   As this type of digital amplifier, for example, the technique disclosed in Patent Document 1 is known.

この特許文献1に記載されたデジタルアンプは、同文献の図1に示されたように、パルス幅変調手段30と、スイッチング手段50と、スイッチング手段50に直流信号を供給する直流電源手段17とを設け、パルス幅変調手段30で音声周波数帯域入力信号をパルス幅変調信号に変換し、このパルス幅変調信号でスイッチング手段50をスイッチングし、この直流信号を被パルス幅変調信号とし、この被パルス幅変調信号から音声周波数帯域にある信号を抽出してこの音声周波数帯域入力信号を増幅した信号を得る構成とされる。   As shown in FIG. 1 of the document, the digital amplifier described in Patent Document 1 includes a pulse width modulation unit 30, a switching unit 50, and a DC power source unit 17 that supplies a DC signal to the switching unit 50. The pulse width modulation means 30 converts the audio frequency band input signal into a pulse width modulation signal, the switching means 50 is switched by the pulse width modulation signal, and the DC signal is used as the pulse width modulation signal. A signal in the audio frequency band is extracted from the width modulation signal, and a signal obtained by amplifying the audio frequency band input signal is obtained.

このデジタルアンプでは、端子3から入力された交流の音声信号をパルス幅変調手段30によってパルス波形に変換し、このパルス波形の波高値をスイッチング手段50で電源電圧Vccまで増幅し、この増幅したパルス波形をハイカットフィルタ部60および80を通過させることで音声信号を抽出しスピーカーを駆動させる。   In this digital amplifier, the AC audio signal input from the terminal 3 is converted into a pulse waveform by the pulse width modulation means 30, and the peak value of this pulse waveform is amplified to the power supply voltage Vcc by the switching means 50. By passing the waveform through the high-cut filter sections 60 and 80, an audio signal is extracted and the speaker is driven.

ここで、フィルタ部から抽出された音声信号のピーク電圧は、パルス幅と電源電圧Vccによって決まるため、特許文献1のデジタルアンプでは、大出力増幅の要求によりVcc以上のピーク電圧が必要となった場合であっても、音声信号の最大値がVccに制限されるため、音声信号波形に歪みが生じ、その結果、オーディオ特性が劣化する。   Here, since the peak voltage of the audio signal extracted from the filter unit is determined by the pulse width and the power supply voltage Vcc, the digital amplifier disclosed in Patent Document 1 requires a peak voltage of Vcc or more due to the demand for large output amplification. Even in this case, since the maximum value of the audio signal is limited to Vcc, the audio signal waveform is distorted, and as a result, the audio characteristics are deteriorated.

特に、バッテリ駆動を前提とする場合は、バッテリの出力電圧によってVccの上限値が決まるため、この音声歪みが発生し易い構成となる。   In particular, when battery driving is assumed, since the upper limit value of Vcc is determined by the output voltage of the battery, this sound distortion is likely to occur.

このVccの上限値を高くする手法として、DCDCコンバータを利用してバッテリの電圧を昇圧し、スイッチング手段の電源電圧とする構成も考えられているが、この手法では、デジタルアンプのスイッチング手段とは別に、DCDCコンバータのスイッチング手段を設ける必要があるため、回路規模が大きくなるという課題がある。
特開平11−168326号公報
As a technique for increasing the upper limit value of Vcc, a configuration in which the voltage of the battery is boosted by using a DCDC converter and used as the power supply voltage of the switching means is also considered. In addition, since it is necessary to provide switching means for the DCDC converter, there is a problem that the circuit scale increases.
JP-A-11-168326

そこで、本発明は、DCDCコンバータ等のスイッチング手段を別途設けることなく、デジタルアンプ回路内に昇圧機能を備えたデジタルアンプを提供する。   Therefore, the present invention provides a digital amplifier having a boosting function in a digital amplifier circuit without separately providing a switching means such as a DCDC converter.

上記目的を達成するため、請求項1記載の発明は、音声信号をスイッチング増幅してアナログ出力するデジタルアンプであって、昇圧型スイッチング回路を駆動するパルス波形の生成に音声信号を利用したことを特徴とする。   In order to achieve the above object, the invention described in claim 1 is a digital amplifier that performs switching amplification of an audio signal and outputs the analog signal, and uses the audio signal for generating a pulse waveform for driving a step-up switching circuit. Features.

このように、昇圧型スイッチング回路を駆動するパルス波形の生成に音声信号を利用することで、音声信号の増幅と電源電圧の昇圧とを同一のスイッチング回路で行うことが可能になる。   As described above, by using the audio signal to generate the pulse waveform for driving the boosting type switching circuit, it is possible to perform the amplification of the audio signal and the boosting of the power supply voltage by the same switching circuit.

ここで、昇圧型スイッチング回路としては、昇圧型DCDCコンバータ等で使用される周知の昇圧型スイッチング回路を用いることが可能であり、このスイッチング回路を駆動するパルス波形を音声信号をリファレンスとして生成することで、音声信号の増幅と電源電圧の昇圧とを同一のスイッチング回路で行うことが可能になる。   Here, as the step-up switching circuit, a well-known step-up switching circuit used in a step-up DCDC converter or the like can be used, and a pulse waveform for driving the switching circuit is generated using an audio signal as a reference. Thus, the amplification of the audio signal and the boosting of the power supply voltage can be performed by the same switching circuit.

その結果、昇圧型DCDCコンバータをデジタルアンプ回路の電源電圧供給手段として使用する構成に比べて、スイッチング素子と該スイッチング素子を駆動するドライバを共用することができるため、回路規模の低減とトータル効率の向上を図ることができる。   As a result, the switching element and the driver for driving the switching element can be shared as compared with the configuration in which the step-up DCDC converter is used as the power supply voltage supply means of the digital amplifier circuit. Improvements can be made.

また、請求項2記載の発明は、音声信号をスイッチング増幅してアナログ出力するデジタルアンプであって、前記アナログ出力と前記音声信号との差分を検出するエラーアンプと、前記エラーアンプの出力に基づいてパルス波形を生成するパルス変調回路と、前記パルス変調回路の出力で駆動されるスイッチング素子と、前記スイッチング素子の電源ラインに直列配置されたコイルと、前記スイッチング素子の出力ラインに並列配置されたコンデンサとを具備することを特徴とする。   The invention according to claim 2 is a digital amplifier for switching and amplifying an audio signal to output an analog signal, the error amplifier detecting a difference between the analog output and the audio signal, and an output of the error amplifier. A pulse modulation circuit for generating a pulse waveform, a switching element driven by the output of the pulse modulation circuit, a coil arranged in series with a power supply line of the switching element, and a parallel arrangement on the output line of the switching element And a capacitor.

このように、アナログ出力と音声信号との差分に基づいてパルス波形を生成するとともに、スイッチング素子の電源ラインにコイルを配置することにより、音声信号の増幅と電源電圧の昇圧とを同一のスイッチング素子で行うことが可能になる。   As described above, the pulse waveform is generated based on the difference between the analog output and the audio signal, and the coil is arranged on the power supply line of the switching element, thereby amplifying the audio signal and boosting the power supply voltage. It becomes possible to do in.

また、請求項3記載の発明は、音声信号をスイッチング増幅してアナログ出力するデジタルアンプであって、昇降圧型スイッチング回路を駆動するパルス波形の生成に音声信号を利用したことを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, there is provided a digital amplifier for switching and amplifying an audio signal and outputting the analog signal, wherein the audio signal is used for generating a pulse waveform for driving the step-up / step-down switching circuit.

このように、昇降圧型スイッチング素子を駆動するパルス波形の生成に音声信号を利用することで、音声信号の増幅と電源電圧の昇降圧とを同一のスイッチング素子で行うことが可能になる。   As described above, by using the audio signal to generate the pulse waveform for driving the step-up / step-down switching element, it is possible to perform the amplification of the audio signal and the step-up / step-down of the power supply voltage with the same switching element.

また、請求項4記載の発明は、音声信号をスイッチング増幅してアナログ出力するデジタルアンプであって、前記アナログ出力と前記音声信号との差分を検出するエラーアンプと、前記エラーアンプの出力に基づいてパルス波形を生成するパルス変調回路と、前記パルス変調回路の出力で駆動される第1のスイッチング素子と、前記第1のスイッチング素子の電源ラインに直列配置された第1のコイルと、前記第1のスイッチング素子の後段に並列配置された第2のコイルと前記第2のコイルの後段に直列配置された第2のスイッチング素子または整流素子と、前記第2のスイッチング素子または整流素子の後段に並列配置されたコンデンサとを具備することを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a digital amplifier for switching and amplifying an audio signal for analog output, an error amplifier for detecting a difference between the analog output and the audio signal, and an output of the error amplifier. A pulse modulation circuit for generating a pulse waveform, a first switching element driven by an output of the pulse modulation circuit, a first coil arranged in series on a power line of the first switching element, and the first A second coil arranged in parallel behind the first switching element, a second switching element or rectifying element arranged in series behind the second coil, and a stage after the second switching element or rectifying element. And a capacitor arranged in parallel.

このように、アナログ出力と音声信号との差分に基づいてパルス波形を生成するとともに、スイッチング素子の電源ラインと出力ラインにコイルを配置することにより、音声信号の増幅と電源電圧の昇降圧とを同一のスイッチング素子で行うことが可能になる。   In this way, the pulse waveform is generated based on the difference between the analog output and the audio signal, and the coil is arranged in the power supply line and the output line of the switching element, thereby amplifying the audio signal and increasing / decreasing the power supply voltage. The same switching element can be used.

尚、スイッチング素子としてはFETを用いることが望ましく、整流素子としてはダイオードを用いることが望ましい。   Note that an FET is preferably used as the switching element, and a diode is preferably used as the rectifying element.

また、請求項5記載の発明は、音声信号をスイッチング増幅してアナログ出力するデジタルアンプであって、前記アナログ出力と前記音声信号との差分を検出するエラーアンプと、前記エラーアンプの出力に基づいてパルス波形を生成するパルス変調回路と、前記パルス変調回路の出力で駆動される第1および第2のスイッチング素子と、前記第1のスイッチング素子と第2のスイッチング素子との間に直列配置されたコイルと、前記第2のスイッチング素子の後段に並列配置されたコンデンサとを具備することを特徴とする。   The invention according to claim 5 is a digital amplifier that performs switching amplification of an audio signal and outputs the analog signal, and is based on an error amplifier that detects a difference between the analog output and the audio signal, and an output of the error amplifier. A pulse modulation circuit for generating a pulse waveform, a first and a second switching element driven by an output of the pulse modulation circuit, and a series arrangement between the first switching element and the second switching element. And a capacitor arranged in parallel downstream of the second switching element.

このように、アナログ出力と音声信号との差分に基づいてパルス波形を生成するとともに、第1のスイッチング素子と第2のスイッチング素子との間にコイルを配置することにより、音声信号の増幅と電源電圧の昇降圧とを同一のスイッチング素子で行うことが可能になる。   As described above, the pulse waveform is generated based on the difference between the analog output and the audio signal, and the coil is arranged between the first switching element and the second switching element, thereby amplifying the audio signal and the power source. It is possible to perform voltage step-up / step-down with the same switching element.

上記各発明において、パルス変調回路としては、PWM変換回路やΔΣ変換回路等を含めてもよく、また、音声信号に対して所定の演算処理を行う機能を含めても良い。デジタルアンプ回路で用いられる変調方式としては、パルス幅変調方式であるPWM(Pulse Width Modulation)、パルス密度変調方式であるPDM(Pulse Density Modulation)があり、デジタルアンプ回路に入力されるデータ形式としては、音楽CDで用いられるPCM(Pulse Code Modulation)がある。   In each of the above inventions, the pulse modulation circuit may include a PWM conversion circuit, a ΔΣ conversion circuit, or the like, and may include a function of performing a predetermined arithmetic process on the audio signal. As a modulation method used in the digital amplifier circuit, there are a pulse width modulation method PWM (Pulse Width Modulation) and a pulse density modulation method PDM (Pulse Density Modulation), and the data format input to the digital amplifier circuit is as follows. PCM (Pulse Code Modulation) used in music CDs.

ここで、パルス変調回路に入力される音声信号は、アナログ信号であってもデジタル信号であっても良く、アナログ信号が入力される場合は、当該アナログ信号が直接パルス変調回路に入力されて、パルス信号に変換されるか、または、一旦、A/Dコンバータを介してデジタル信号に変換された後にパルス変調回路に入力される構成のいずれを用いても良い。   Here, the audio signal input to the pulse modulation circuit may be an analog signal or a digital signal. When an analog signal is input, the analog signal is directly input to the pulse modulation circuit. Any of the configurations that are converted into a pulse signal, or once converted into a digital signal via an A / D converter and then input into the pulse modulation circuit may be used.

一方、デジタル信号が入力される場合は、当該デジタル信号が直接パルス変調回路に入力されて、パルス信号に変換されるか、または、一旦、D/Aコンバータを介して、アナログ信号に変換された後にパルス変調回路に入力される構成のいずれを用いても良い。   On the other hand, when a digital signal is input, the digital signal is directly input to the pulse modulation circuit and converted into a pulse signal or once converted into an analog signal through a D / A converter. Any configuration that is input to the pulse modulation circuit later may be used.

尚、パルス変調回路の実施形態としては、アナログ信号入力の場合は、アナログ入力PWM変調回路またはアナログ入力ΔΣ回路を使用し、デジタル信号入力の場合は、デジタル入力PWM変調回路またはデジタル入力ΔΣ回路を使用すれば良い。   As an embodiment of the pulse modulation circuit, an analog input PWM modulation circuit or an analog input ΔΣ circuit is used for an analog signal input, and a digital input PWM modulation circuit or a digital input ΔΣ circuit is used for a digital signal input. Use it.

また、本発明に係るデジタルアンプは、スイッチングアンプ、デジタルアンプ、D級アンプのいずれも含むものとする。   The digital amplifier according to the present invention includes any of a switching amplifier, a digital amplifier, and a class D amplifier.

以上説明したように、本発明によれば、DCDCコンバータ等のスイッチング手段を別途設けることなく、デジタルアンプ回路内に昇圧機能を備えたデジタルアンプを提供することができる。その結果、バッテリ駆動される場合であっても、電源電圧の不足によって生じる音声出力の歪みを好適に防止することができる。   As described above, according to the present invention, it is possible to provide a digital amplifier having a boosting function in a digital amplifier circuit without separately providing a switching means such as a DCDC converter. As a result, even if the battery is driven, it is possible to suitably prevent the distortion of the sound output caused by the shortage of the power supply voltage.

以下、本発明の実施形態を添付図面を参照して詳細に説明する。尚、本発明は、以下説明する実施形態に限らず適宜変更可能である。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The present invention is not limited to the embodiments described below, and can be modified as appropriate.

図1は、本発明の第1の実施形態に係るデジタルアンプが組み込まれたオーディオコンポーネントの内部構成を示すブロック図である。同図に示すように、このオーディオコンポーネントは、AM/FMラジオ受信部510と、オーディオテープ再生部520と、CD/DVDプレーヤ530と、回路モジュールとして構成されたデジタルアンプ回路100とで構成される。   FIG. 1 is a block diagram showing an internal configuration of an audio component in which a digital amplifier according to the first embodiment of the present invention is incorporated. As shown in the figure, the audio component includes an AM / FM radio receiving unit 510, an audio tape reproducing unit 520, a CD / DVD player 530, and a digital amplifier circuit 100 configured as a circuit module. .

そして、音声信号をアナログ形式で出力するAM/FMラジオ受信部510とオーディオテープ再生部520とがスイッチSW1に接続され、このスイッチSW1で選択された信号がA/Dコンバータ540に入力される。   Then, an AM / FM radio reception unit 510 that outputs an audio signal in an analog format and an audio tape reproduction unit 520 are connected to the switch SW1, and a signal selected by the switch SW1 is input to the A / D converter 540.

AM/FMラジオ受信部510またはオーディオテープ再生部520から出力されたアナログ形式の音声信号は、このA/Dコンバータ540でデジタル信号に変換され、減衰器112を介してデジタルアンプ回路100内のパルス変調器120に入力される。   The analog audio signal output from the AM / FM radio receiving unit 510 or the audio tape reproducing unit 520 is converted into a digital signal by the A / D converter 540, and the pulse in the digital amplifier circuit 100 is passed through the attenuator 112. Input to the modulator 120.

一方、音声信号をデジタル形式で出力するCD/DVDプレーヤ530と外部からのデジタル信号を入力するためのポートP3とがスイッチSW2に接続され、このスイッチSW2で選択された信号が減衰器112を介してデジタルアンプ回路100内のパルス変調器120に入力される。   On the other hand, a CD / DVD player 530 that outputs an audio signal in a digital format and a port P3 for inputting an external digital signal are connected to a switch SW2, and the signal selected by this switch SW2 passes through an attenuator 112. And input to the pulse modulator 120 in the digital amplifier circuit 100.

デジタルアンプ回路100は、パルス変調器120と、スイッチング回路130とを内蔵し、AM/FMラジオ受信部510、オーディオテープ再生部、CD/DVDプレーヤ530または外部ポートP3から入力された音声信号を増幅し、ポートP2を介して、オーディオコンポーネント500の外部に設けられたスピーカ620にアナログ出力する。   The digital amplifier circuit 100 includes a pulse modulator 120 and a switching circuit 130, and amplifies an audio signal input from the AM / FM radio receiving unit 510, the audio tape reproducing unit, the CD / DVD player 530, or the external port P3. Then, an analog output is made to the speaker 620 provided outside the audio component 500 via the port P2.

ここで、スイッチング回路130は、昇圧型または昇降圧型のスイッチング回路で構成され、オーディオコンポーネント500の外部に設けられたバッテリ610から供給された電源電圧VDDで駆動される。尚、このバッテリ610は、ポートP1に接続され、AM/FMラジオ受信部510、オーディオテープ再生部、CD/DVDプレーヤ530に対しても電力供給を行う。   Here, the switching circuit 130 is configured by a boosting or step-up / stepping switching circuit, and is driven by a power supply voltage VDD supplied from a battery 610 provided outside the audio component 500. The battery 610 is connected to the port P1 and supplies power to the AM / FM radio reception unit 510, the audio tape playback unit, and the CD / DVD player 530.

図2は、本発明の第2の実施形態に係るデジタルアンプの構成を示す回路ブロック図である。同図に示す構成は、昇圧型スイッチング回路に設けられたエラーアンプのリファレンス電圧にアナログの音声信号を利用することで、昇圧機能を持たせた例である。   FIG. 2 is a circuit block diagram showing a configuration of a digital amplifier according to the second embodiment of the present invention. The configuration shown in the figure is an example in which a boosting function is provided by using an analog audio signal as a reference voltage of an error amplifier provided in a boosting switching circuit.

スイッチング回路130は、ハイサイド側のスイッチング素子FET1とローサイド側のスイッチング素子FET2とを備え、これらスイッチング素子の電源電圧VDDは、電源ラインに直列配置されたコイルLを介してバッテリ610から供給される。このコイルLのエネルギー蓄積作用によって昇圧機能が提供される。尚、ハイサイド側のスイッチング素子FET1に替えてダイオードを使用しても良い。   The switching circuit 130 includes a high-side switching element FET1 and a low-side switching element FET2, and the power supply voltage VDD of these switching elements is supplied from the battery 610 via a coil L arranged in series with the power supply line. . The boosting function is provided by the energy storage action of the coil L. A diode may be used instead of the high-side switching element FET1.

さらに、スイッチング素子FET1の後段には、出力コンデンサCoutが並列配置され、この出力コンデンサによって、スイッチング素子FET1から出力された信号が平滑され、音声信号がカップリングコンデンサCcを介してスピーカ620に出力される。尚、カップリングコンデンサCcは、デジタルアンプ回路100の内部に配置しても良い。   Further, an output capacitor Cout is arranged in parallel at the subsequent stage of the switching element FET1, the signal output from the switching element FET1 is smoothed by this output capacitor, and the audio signal is output to the speaker 620 via the coupling capacitor Cc. The The coupling capacitor Cc may be arranged inside the digital amplifier circuit 100.

エラーアンプ140は、抵抗R11およびR12の分圧によって得られたスイッチング回路130の出力フィードバック信号と、基準電圧Vrefに重畳されたアナログ音声信号入力との差分を検出し、この差分を所定のゲイン比率に従ってPWM回路122に出力する。   The error amplifier 140 detects the difference between the output feedback signal of the switching circuit 130 obtained by the voltage division of the resistors R11 and R12 and the analog audio signal input superimposed on the reference voltage Vref, and uses this difference as a predetermined gain ratio. And outputs to the PWM circuit 122.

PWM回路122は、エラーアンプ140から出力された差分信号に基づいて、パルス幅変調がされたパルス波形を生成し、このパルス波形をドライブ素子Amp1およびAmp2を介してスイッチング素子FET1およびFET2に出力する。スイッチング素子FET1およびFET2のスイッチング動作は、PWM回路122から出力されたパルス波形に従って行われる。   The PWM circuit 122 generates a pulse waveform subjected to pulse width modulation based on the difference signal output from the error amplifier 140, and outputs the pulse waveform to the switching elements FET1 and FET2 via the drive elements Amp1 and Amp2. . The switching operation of the switching elements FET1 and FET2 is performed according to the pulse waveform output from the PWM circuit 122.

図3は、本発明の第3の実施形態に係るデジタルアンプの構成を示す回路ブロック図である。同図に示す構成は、昇降圧型スイッチング回路に設けられたエラーアンプのリファレンス電圧にアナログの音声信号を利用することで、昇降圧機能を持たせた例である。   FIG. 3 is a circuit block diagram showing a configuration of a digital amplifier according to the third embodiment of the present invention. The configuration shown in the figure is an example in which a step-up / step-down function is provided by using an analog audio signal as a reference voltage of an error amplifier provided in a step-up / step-down switching circuit.

本実施形態に係るデジタルアンプのスイッチング回路130は、ハイサイド側のスイッチング素子FET1とローサイド側のスイッチング素子FET2とを備え、これらスイッチング素子の電源電圧VDDは、電源ラインに並列配置された入力コンデンサCinと直列配置されたコイルLとを介してバッテリ610から供給される。尚、ハイサイド側のスイッチング素子FET1に替えてダイオードを使用しても良い。   The switching circuit 130 of the digital amplifier according to the present embodiment includes a high-side switching element FET1 and a low-side switching element FET2, and the power supply voltage VDD of these switching elements is an input capacitor Cin arranged in parallel with the power supply line. Is supplied from the battery 610 via a coil L arranged in series. A diode may be used instead of the switching element FET1 on the high side.

さらに、スイッチング素子FET1とFET2との間には、直列配置されたコンデンサC1と、並列配置されたコイルL2が設けられ、スイッチング素子FET1の後段には、出力コンデンサCoutが並列配置される。   Further, a capacitor C1 arranged in series and a coil L2 arranged in parallel are provided between the switching elements FET1 and FET2, and an output capacitor Cout is arranged in parallel downstream of the switching element FET1.

以上のように構成された昇降圧型のスイッチング回路130によって、電源電圧の昇降圧と音声信号のスイッチング増幅が行われる。その他は、図2と同様に構成される。   The step-up / step-down switching circuit 130 configured as described above performs step-up / step-down of the power supply voltage and switching amplification of the audio signal. The other configuration is the same as in FIG.

図4は、本発明の第4の実施形態に係るデジタルアンプの構成を示す回路ブロック図である。同図に示す構成は、昇降圧型スイッチング回路に設けられたエラーアンプのリファレンス電圧にアナログの音声信号を利用することで、昇降圧機能を持たせた例である。   FIG. 4 is a circuit block diagram showing a configuration of a digital amplifier according to the fourth embodiment of the present invention. The configuration shown in the figure is an example in which a step-up / step-down function is provided by using an analog audio signal as a reference voltage of an error amplifier provided in the step-up / step-down switching circuit.

本実施形態に係るデジタルアンプのスイッチング回路130は、ハイサイド側のスイッチング素子FET1とローサイド側のスイッチング素子FET2とからなる入力側のスイッチング素子対と、ハイサイド側のスイッチング素子FET3とローサイド側のスイッチング素子FET4とからなる出力側のスイッチング素子対とを備える。   The switching circuit 130 of the digital amplifier according to the present embodiment includes an input-side switching element pair including a high-side switching element FET1 and a low-side switching element FET2, and a high-side switching element FET3 and a low-side switching. And an output-side switching element pair including the element FET4.

これらのスイッチング素子対の間には、コイルLが直列配置され、入力側のスイッチング素子対には、電源電圧VDDがバッテリ610から供給され、出力側のスイッチング素子対の後段には、出力コンデンサCoutが並列配置される。   Between these switching element pairs, a coil L is arranged in series, the power supply voltage VDD is supplied from the battery 610 to the input side switching element pair, and the output capacitor Cout is provided in the subsequent stage of the output side switching element pair. Are arranged in parallel.

スイッチング素子FET1〜FET4のスイッチング動作は、ドライブ素子Amp1〜Amp4を介してPWM回路122から出力されたパルス波形に従って行われる。   The switching operation of the switching elements FET1 to FET4 is performed according to the pulse waveform output from the PWM circuit 122 via the drive elements Amp1 to Amp4.

以上のように構成された昇降圧型のスイッチング回路130によって、電源電圧の昇降圧と音声信号のスイッチング増幅が行われる。その他は、図2と同様に構成される。   The step-up / step-down switching circuit 130 configured as described above performs step-up / step-down of the power supply voltage and switching amplification of the audio signal. The other configuration is the same as in FIG.

図5は、図2〜図4に示したデジタルアンプ回路を2つ用いて、スピーカ620を差動駆動する場合の構成例を示す回路ブロック図である。同図に示すように、スピーカ620にデジタルアンプ回路100−1および100−2をそれぞれ接続しブリッジの構成をとることで、ダイナミックレンジ幅が拡張されるとともに、図2〜図4の例でスピーカ620の手前に配置されたカップリングコンデンサCcが不要になる。   FIG. 5 is a circuit block diagram showing a configuration example when the speaker 620 is differentially driven using two digital amplifier circuits shown in FIGS. As shown in the figure, by connecting the digital amplifier circuits 100-1 and 100-2 to the speaker 620 to form a bridge, the dynamic range width is expanded and the speaker in the example of FIGS. The coupling capacitor Cc arranged in front of 620 becomes unnecessary.

本発明によれば、DCDCコンバータ等のスイッチング手段を別途設けることなく、昇圧機能を備えたデジタルアンプを構成することができるため、バッテリ駆動で大音量の増幅が必要な複合AV機への適用が期待される。   According to the present invention, a digital amplifier having a boosting function can be configured without separately providing a switching means such as a DCDC converter, so that it can be applied to a composite AV machine that requires battery-driven amplification with a large volume. Be expected.

本発明の第1の実施形態に係るデジタルアンプが組み込まれたオーディオコンポーネントの内部構成を示すブロック図である。1 is a block diagram showing an internal configuration of an audio component in which a digital amplifier according to a first embodiment of the present invention is incorporated. 本発明の第2の実施形態に係るデジタルアンプの構成を示す回路ブロック図である。It is a circuit block diagram which shows the structure of the digital amplifier which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態に係るデジタルアンプの構成を示す回路ブロック図である。It is a circuit block diagram which shows the structure of the digital amplifier which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施形態に係るデジタルアンプの構成を示す回路ブロック図である。It is a circuit block diagram which shows the structure of the digital amplifier which concerns on the 4th Embodiment of this invention. 図2〜図4に示したデジタルアンプ回路を2つ用いて、スピーカ620を差動駆動する場合の構成例を示す回路ブロック図である。FIG. 5 is a circuit block diagram illustrating a configuration example in the case of differentially driving a speaker 620 using two digital amplifier circuits illustrated in FIGS. 2 to 4.

符号の説明Explanation of symbols

100…デジタルアンプ回路、120…パルス変調回路、122…PWM回路、130…スイッチング回路、140…エラーアンプ、500…オーディオコンポーネント、510…AM/FMラジオ受信部、520…オーディオテープ再生部、530…CD/DVDプレーヤ、540…A/Dコンバータ、610…バッテリ、620…スピーカ   DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Digital amplifier circuit, 120 ... Pulse modulation circuit, 122 ... PWM circuit, 130 ... Switching circuit, 140 ... Error amplifier, 500 ... Audio component, 510 ... AM / FM radio receiving part, 520 ... Audio tape reproducing part, 530 ... CD / DVD player, 540, A / D converter, 610, battery, 620, speaker

Claims (5)

音声信号をスイッチング増幅してアナログ出力するデジタルアンプであって、
昇圧型スイッチング回路を駆動するパルス波形の生成に音声信号を利用したことを特徴とするデジタルアンプ。
A digital amplifier that amplifies an audio signal by switching and amplifying it,
A digital amplifier using an audio signal for generating a pulse waveform for driving a step-up switching circuit.
音声信号をスイッチング増幅してアナログ出力するデジタルアンプであって、
前記アナログ出力と前記音声信号との差分を検出するエラーアンプと、
前記エラーアンプの出力に基づいてパルス波形を生成するパルス変調回路と、
前記パルス変調回路の出力で駆動されるスイッチング素子と、
前記スイッチング素子の電源ラインに直列配置されたコイルと、
前記スイッチング素子の出力ラインに並列配置されたコンデンサと
を具備することを特徴とするデジタルアンプ。
A digital amplifier that amplifies an audio signal by switching and amplifying it,
An error amplifier for detecting a difference between the analog output and the audio signal;
A pulse modulation circuit that generates a pulse waveform based on the output of the error amplifier;
A switching element driven by the output of the pulse modulation circuit;
A coil arranged in series with the power line of the switching element;
And a capacitor arranged in parallel with the output line of the switching element.
音声信号をスイッチング増幅してアナログ出力するデジタルアンプであって、
昇降圧型スイッチング回路を駆動するパルス波形の生成に音声信号を利用したことを特徴とするデジタルアンプ。
A digital amplifier that amplifies an audio signal by switching and amplifying it,
A digital amplifier using an audio signal for generating a pulse waveform for driving a step-up / step-down switching circuit.
音声信号をスイッチング増幅してアナログ出力するデジタルアンプであって、
前記アナログ出力と前記音声信号との差分を検出するエラーアンプと、
前記エラーアンプの出力に基づいてパルス波形を生成するパルス変調回路と、
前記パルス変調回路の出力で駆動される第1のスイッチング素子と、
前記第1のスイッチング素子の電源ラインに直列配置された第1のコイルと、
前記第1のスイッチング素子の後段に並列配置された第2のコイルと
前記第2のコイルの後段に直列配置された第2のスイッチング素子または整流素子と、
前記第2のスイッチング素子または整流素子の後段に並列配置されたコンデンサと
を具備することを特徴とするデジタルアンプ。
A digital amplifier that amplifies an audio signal by switching and amplifying it,
An error amplifier for detecting a difference between the analog output and the audio signal;
A pulse modulation circuit that generates a pulse waveform based on the output of the error amplifier;
A first switching element driven by the output of the pulse modulation circuit;
A first coil arranged in series with the power line of the first switching element;
A second coil arranged in parallel at a subsequent stage of the first switching element; a second switching element or a rectifying element arranged in series at a subsequent stage of the second coil;
A digital amplifier comprising: a capacitor arranged in parallel at a subsequent stage of the second switching element or rectifying element.
音声信号をスイッチング増幅してアナログ出力するデジタルアンプであって、
前記アナログ出力と前記音声信号との差分を検出するエラーアンプと、
前記エラーアンプの出力に基づいてパルス波形を生成するパルス変調回路と、
前記パルス変調回路の出力で駆動される第1および第2のスイッチング素子と、
前記第1のスイッチング素子と第2のスイッチング素子との間に直列配置されたコイルと、
前記第2のスイッチング素子の後段に並列配置されたコンデンサと
を具備することを特徴とするデジタルアンプ。
A digital amplifier that amplifies an audio signal by switching and amplifying it,
An error amplifier for detecting a difference between the analog output and the audio signal;
A pulse modulation circuit that generates a pulse waveform based on the output of the error amplifier;
First and second switching elements driven by the output of the pulse modulation circuit;
A coil disposed in series between the first switching element and the second switching element;
A digital amplifier comprising: a capacitor arranged in parallel at a subsequent stage of the second switching element.
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