JP2008048262A - Switching amplifier unit - Google Patents

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Takashi Arai
孝 新井
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a switching amplifier unit of low distortion rate by restraining a distortion due to crosstalk through a power supply circuit. <P>SOLUTION: The switching amplifier unit includes a first and a second switching amplifier circuit each having a PWM converter 17 for converting either an analog input signal or a digital input signal into a PWM signal, switching amplification stage 22, 26, and low pass filter 23, 27 for eliminating a high frequency component from the output signal of the above switching amplification stages, so as to demodulate into an audio signal. The switching amplifier unit further includes one direct-current power supply circuit 51 for supplying a direct current voltage in common to each switching amplification stage 22, 26, and a means for performing negative feedback of the audio signal demodulated in the first switching amplifier circuit to the input side of the PWM converter in the second amplifier circuit, so as to restrain the distortion generated in the second switching amplifier circuit following a varied output of the first switching amplifier circuit. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、スイッチング増幅装置にかかり、特に、入力された信号をPWM信号に変換した後、スイッチング方式で増幅するスイッチング増幅装置に関する。   The present invention relates to a switching amplifying device, and more particularly to a switching amplifying device that converts an input signal into a PWM signal and then amplifies the signal by a switching method.

オーディオアンプにおいては、入力信号を忠実に増幅することが求めらる。忠実度の指針となる測定項目が歪み率であり、通常はノイズ成分も歪みの一種ととらえTHD(Total Harmonic Distortion:全調波歪み率)として表される。   An audio amplifier is required to faithfully amplify an input signal. The measurement item that serves as a fidelity guideline is the distortion rate. Usually, the noise component is also regarded as a kind of distortion and is expressed as THD (Total Harmonic Distortion).

スイッチング方式のアンプにおける歪み率を抑制する従来技術としては、アナログ式のリニアアンプ等で一般的な負帰還方式、入力信号をPWM信号に変換する際に発生する変換誤差を少なくする演算アルゴリズムを用いる方式、スイッチング素子で発生する歪み特性の逆となる歪みをあらかじめプログラムしておき、DSP(Digital Signal Processor)等で演算して入力信号に加えるプリディストーション方式などが知られている。   As a conventional technique for suppressing the distortion rate in a switching system amplifier, a negative feedback system generally used in an analog linear amplifier or the like, and an arithmetic algorithm that reduces a conversion error generated when an input signal is converted into a PWM signal are used. Known is a system, a predistortion system in which a distortion that is the inverse of the distortion characteristics generated in the switching element is programmed in advance, and is calculated by a DSP (Digital Signal Processor) or the like and applied to an input signal.

これらの従来の歪み抑制技術を用いることにより、スイッチング方式のアンプであっても静特性で0.01%以下となる歪み率を達成できる。この静特性での歪み率はステレオアンプの場合、L,R両チャンネルに同一の信号を加え、あるいは片チャンネルにのみ信号を加えて測定を行う。   By using these conventional distortion suppression techniques, even a switching type amplifier can achieve a distortion rate of 0.01% or less in static characteristics. In the case of a stereo amplifier, the distortion rate in the static characteristic is measured by adding the same signal to both the L and R channels or adding the signal to only one channel.

また、スイッチング方式のアンプにおける音量調整には、デジタルアッテネータを用いて行う方法が知られている。この方法では、PCM方式のデジタルオーディオ信号をPWM信号に変換する前に、デジタルアッテネータによりデジタルオーディオ信号に対して、音量の調整値に応じて、例えば上位から下位へのビットシフトを行うことによって達成している。   In addition, a method of using a digital attenuator is known for volume adjustment in a switching amplifier. In this method, before the PCM digital audio signal is converted into the PWM signal, the digital attenuator performs, for example, bit shift from higher to lower according to the volume adjustment value for the digital audio signal. is doing.

また、他の音量調整の方法として、出力段に供給する電源電圧を音量の設定値に応じて変化させる方法がある。これらの音量調整方法については、例えば特許文献1に開示されている。しかし、このタイプの音量調整方法は、言い方を変えると電源電圧の変動に特に弱いということになる。このため、電源電圧を電圧可変式の安定化回路で定電圧化して用いなければならない。前記安定化回路は、負帰還によって電源電圧を一定に制御する回路が一般的である。   As another volume adjustment method, there is a method of changing the power supply voltage supplied to the output stage in accordance with the set value of the volume. These volume adjustment methods are disclosed in Patent Document 1, for example. However, in other words, this type of volume adjustment method is particularly vulnerable to fluctuations in the power supply voltage. For this reason, the power supply voltage must be used with a constant voltage by a voltage variable stabilization circuit. The stabilization circuit is generally a circuit that controls the power supply voltage to be constant by negative feedback.

なお、スイッチング方式の出力段を有するオーディオアンプでは電源電圧の制御により音量の調整を行うことが多い。これは以下の理由によるものである。(1)PCM(Pulse Code Modulation)等のデジタル信号入力方式のデジタルアンプにおけるPCM信号からPWM信号への変換演算は、CDから再生されたデジタルオーディオ信号を入力した場合、16ビット信号を8から10ビット程度にビットシフトし、変換誤差を補正するアルゴリズムを採用しているため、入力の信号データが低音量つまり下位ビットデータになるほど変換誤差が大きくなる。このため、電源電圧の制御による音量調整の方がPWM変換精度の点でPCM信号からPWM信号への変換前にデジタル演算で音量調整するより有利になる。(2)アナログ入力信号をPWM信号に変換して増幅するD級アンプでは、電源電圧の変化で増幅率が変わるため負帰還技術による性能向上が困難になる。反面、PWM信号変換時に用いる基準三角波に比較してアナログ入力信号が著しく小さくなることがなくなるため基準三角波の直線性と精度が問題となり難い。このため、電源電圧の制御による音量調整の方がPWM信号に変換する前にアナログ入力信号を減衰して音量調整するより有利になる。(3)デジタル信号処理、アナログ信号処理どちらの方式においても入力信号が無信号時あるいは小音量時には電源電圧を下げ、出力段でスイッチングするPWM信号の波高値を小さくすることができるため消費電力、S/N比、不要幅射の点で有利になる。   Note that an audio amplifier having a switching output stage often adjusts the volume by controlling the power supply voltage. This is due to the following reason. (1) In a digital amplifier of a digital signal input method such as PCM (Pulse Code Modulation), a conversion operation from a PCM signal to a PWM signal is performed when a digital audio signal reproduced from a CD is input, and a 16-bit signal is converted from 8 to 10 Since an algorithm that shifts bits to about bits and corrects the conversion error is employed, the conversion error increases as the input signal data becomes lower in volume, that is, lower bit data. For this reason, volume adjustment by control of the power supply voltage is more advantageous in terms of PWM conversion accuracy than volume adjustment by digital computation before conversion from a PCM signal to a PWM signal. (2) In a class D amplifier that converts an analog input signal into a PWM signal and amplifies it, it becomes difficult to improve the performance by the negative feedback technique because the amplification factor changes with a change in power supply voltage. On the other hand, since the analog input signal is not significantly smaller than the reference triangular wave used for PWM signal conversion, the linearity and accuracy of the reference triangular wave are unlikely to be a problem. For this reason, the volume adjustment by controlling the power supply voltage is more advantageous than adjusting the volume by attenuating the analog input signal before converting it to the PWM signal. (3) In both digital signal processing and analog signal processing, the power supply voltage can be lowered when the input signal is no signal or when the volume is low, and the peak value of the PWM signal that is switched at the output stage can be reduced. This is advantageous in terms of S / N ratio and unnecessary width.

ところで、L,Rの各チャンネルで電源回路を共用する場合には、一方のチャンネルの増幅動作に伴ってスピーカ負荷に流れる電流によって電源回路が影響を受け、程度の差はあれ電源電圧が変動する。この電源電圧の変動は他方のチャンネルの信号に歪みを付加することになる。したがって、チャンネル毎に定電圧回路を設けることが最良であるが、出力段で消費する電力は大きいため、回路規模、スペース、コストの点で難しいことも多い。   By the way, when the power supply circuit is shared by the L and R channels, the power supply circuit is affected by the current flowing through the speaker load accompanying the amplification operation of one channel, and the power supply voltage varies to some extent. . This fluctuation in the power supply voltage adds distortion to the signal of the other channel. Therefore, it is best to provide a constant voltage circuit for each channel. However, since power consumed in the output stage is large, it is often difficult in terms of circuit scale, space, and cost.

なお、複数チャンネルを有するスイッチング増幅器において、各チャンネル問の相互干渉の影響を抑制する技術としては特許文献2が知られている。
特開2001−202696号公報 特開2004−320325号公報
Patent Document 2 is known as a technique for suppressing the influence of mutual interference between channels in a switching amplifier having a plurality of channels.
JP 2001-202696 A JP 2004-320325 A

図5は、L,R両チャンネルで電源回路を共用した場合、一方のチャンネルの増幅動作により他方のチャンネルの信号に歪が付加されることについて説明する図である。図5(A)において、51は電源回路、54はLチャンネルの信号を増幅する出力段、55はRチャンネルの信号を増幅する出力段、Vin1はLチャンネルの入力信号、Vout1はLチャンネルの出力信号、Vin2はRチャンネルの入力信号、Vout2はRチャンネルの出力信号を示す。   FIG. 5 is a diagram for explaining that distortion is added to the signal of the other channel by the amplification operation of one channel when the power supply circuit is shared by both the L and R channels. In FIG. 5A, 51 is a power supply circuit, 54 is an output stage for amplifying an L channel signal, 55 is an output stage for amplifying an R channel signal, Vin1 is an L channel input signal, and Vout1 is an L channel output. The signal, Vin2, is an R channel input signal, and Vout2 is an R channel output signal.

図5(B)に示すように、Lチャンネルに有音の入力信号が入力され、Rチャンネルに無音の入力信号が入力されている。なお、LチャンネルおよびRチャンネルの出力段は、図示しないオーディオ信号をPWM信号に変換する変換器、ドライバ、スイッチング素子(MOS−FET)およびLPFを備えている。電源回路51は、LチャンネルおよびRチャンネルの出力段54,55に共通の電源電圧を供給する。   As shown in FIG. 5B, a sound input signal is input to the L channel, and a silence input signal is input to the R channel. The L-channel and R-channel output stages include a converter (not shown) for converting an audio signal into a PWM signal, a driver, a switching element (MOS-FET), and an LPF. The power supply circuit 51 supplies a common power supply voltage to the L-channel and R-channel output stages 54 and 55.

ここで、電源回路51の出力が一定であると仮定すると、図5(B)に示すようなピークを有する電圧波形の入力信号Vin1がLチャンネルに入力されると、出力段54からは、図5(B)に示すようなピークを有する出力信号Vout1が出力される。出力信号Vout1の波形は、入力信号Vin1の波形と相似でゲイン分だけ増幅されている。Lチャンネルスピーカが純抵抗であれば、Lチャンネル出力段から出力されるオーディオ信号の電流波形も入力されたオーディオ信号の電流波形と相似形になる。   Assuming that the output of the power supply circuit 51 is constant, when the input signal Vin1 having a voltage waveform having a peak as shown in FIG. 5B is input to the L channel, the output stage 54 An output signal Vout1 having a peak as shown in 5 (B) is output. The waveform of the output signal Vout1 is similar to the waveform of the input signal Vin1, and is amplified by the gain. If the L channel speaker is a pure resistor, the current waveform of the audio signal output from the L channel output stage is similar to the current waveform of the input audio signal.

また、図5(B)に示すような電圧波形(無音信号)の入力信号Vin2がRチャンネルに入力されると、出力段55からは、図に示すような無音の出力信号Vout2が出力される。   When the input signal Vin2 having a voltage waveform (silence signal) as shown in FIG. 5B is input to the R channel, the output stage 55 outputs a silence output signal Vout2 as shown in the figure. .

しかしながら、電源回路51の内部インピーダンスRの影響あるいは安定化回路の応答遅れにより、本来、一定電圧であるべき電源回路51の出力電圧Vccが変動する場合には、Rチャンネル出力段から出力される信号に歪が付加されることになる。すなわち、電源電圧を変化させて音量を調整するスイッチング方式のアンプでは、Lチャンネルの出力変動によって変動する電源電圧VccがRチャンネル出力段に電源電圧として供給されている。このため、Rチャンネルから出力される信号には歪が付加されることになる。   However, when the output voltage Vcc of the power supply circuit 51 that should be a constant voltage fluctuates due to the influence of the internal impedance R of the power supply circuit 51 or the response delay of the stabilization circuit, the signal output from the R channel output stage. Will be added to the distortion. That is, in a switching type amplifier that adjusts the volume by changing the power supply voltage, the power supply voltage Vcc that varies due to the output fluctuation of the L channel is supplied to the R channel output stage as the power supply voltage. For this reason, distortion is added to the signal output from the R channel.

このため、図5(B)に示すような電圧波形(無音信号)の入力信号Vin2が入力されているにもかかわらず、Rチャンネルスピーカには、図5(C)に示す電圧波形の出力信号Vout2’が出力されることになる。このため、Rチャンネルスピーカからノイズ音が出力されることになる。また、電源電圧Vccの変動により、Lチャンネル出力段から出力される出力信号Vout1にも歪が付加されて、図5(C)に示すような信号Vout1’となる。すなわち、波形のピークがつぶれ、アンダーシュートが発生した波形となる。   For this reason, although the input signal Vin2 having a voltage waveform (silent signal) as shown in FIG. 5B is input, the output signal having the voltage waveform shown in FIG. Vout2 ′ is output. For this reason, a noise sound is output from the R channel speaker. Further, due to the fluctuation of the power supply voltage Vcc, distortion is also added to the output signal Vout1 output from the L channel output stage, resulting in a signal Vout1 'as shown in FIG. In other words, the waveform peak is crushed and an undershoot occurs.

このように、電源回路を通じて他のチャンネルからクロストークが発生し、これにより歪みが発生する。   In this way, crosstalk occurs from other channels through the power supply circuit, which causes distortion.

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、クロストークによる歪みを抑制して、低歪み率のスイッチング増幅装置を提供するものである。   The present invention has been made in view of such problems, and provides a switching amplification device having a low distortion rate by suppressing distortion due to crosstalk.

本発明は上記課題を解決するため、次のような手段を採用した。   In order to solve the above problems, the present invention employs the following means.

アナログ入力信号あるいはデジタル入力信号をPWM信号に変換するPWM変換器、該PWM変換器の出力信号をスイッチング増幅するスイッチング増幅段、および該スイッチング増幅段の出力信号から高周波成分を取り除いてオーディオ信号に復調するローパスフィルタを備え、第1のチャンネルのオーディオ信号をスイッチング増幅するスイッチング増幅回路と、アナログ入力信号あるいはデジタル入力信号をPWM信号に変換するPWM変換器、該PWM変換器の出力信号をスイッチング増幅するスイッチング増幅段、および該スイッチング増幅段の出力信号から高周波成分を取り除いてオーディオ信号に復調するローパスフィルタを備え、第2のチャンネルのオーディオ信号をスイッチング増幅するスイッチング増幅回路と、前記第1のスイッチング増幅回路および第2のスイッチング増幅回路を構成するスイッチング段のそれぞれに直流電圧を共通に供給する一つの直流電源回路と、前記第1のスイッチング増幅回路の復調されたオーディオ信号を前記第2のスイッチング増幅回路のPWM変換器の入力側に負帰還するフィルタ回路を備え、前記第1のスイッチング増幅回路の出力変動に伴って前記第2のスイッチング増幅回路に発生する歪みを抑制する。   PWM converter for converting analog input signal or digital input signal into PWM signal, switching amplification stage for switching amplification of output signal of PWM converter, and high frequency component from output signal of switching amplification stage for demodulation to audio signal A switching amplifier circuit that switches and amplifies the audio signal of the first channel, a PWM converter that converts an analog input signal or a digital input signal into a PWM signal, and amplifies the output signal of the PWM converter A switching amplifier circuit, and a switching amplifier circuit that switches and amplifies the audio signal of the second channel, comprising: a switching amplifier stage; A DC power supply circuit commonly supplying a DC voltage to each of the switching stages constituting the switching amplifier circuit and the second switching amplifier circuit, and the demodulated audio signal of the first switching amplifier circuit as the second switching amplifier circuit. The switching amplifier circuit includes a filter circuit that performs negative feedback on the input side of the PWM converter, and suppresses distortion generated in the second switching amplifier circuit due to output fluctuation of the first switching amplifier circuit.

本発明は、以上の構成を備えるため、電源回路を通したクロストークに基づく歪みを抑制して、低歪み率のスイッチング増幅装置を提供することができる。   Since the present invention has the above-described configuration, it is possible to provide a switching amplification device with a low distortion rate by suppressing distortion based on crosstalk through a power supply circuit.

以下、最良の実施形態を添付図面を参照しながら説明する。図1は、本発明の実施形態にかかるスイッチング増幅装置を説明する図である。図1において、入力端子12に入力されたデジタル入力信号はデジタルインターフェイス回路15を介して、DSPあるいはPLD(Programmable Logic Device)素子により形成された演算回路17に入力される。入力端子11,13に入力されたアナログ入力信号はA/Dコンバータ14,16によりデジタル信号に変換された後、デジタルインターフェイス回路15を介して演算回路17に入力される。演算回路17では入力されたデジタル信号をPWM信号に変換し、変換されたPWM信号はドライバ回路18、21に入力される。ドライバ回路は必要に応じてDCレベルシフトを行い、出力スイッチング素子FET1,FET2を備えた出力増幅段22、26を駆動する。   Hereinafter, the best embodiment will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a diagram illustrating a switching amplification device according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, a digital input signal input to an input terminal 12 is input via a digital interface circuit 15 to an arithmetic circuit 17 formed by a DSP or a PLD (Programmable Logic Device) element. The analog input signals input to the input terminals 11 and 13 are converted into digital signals by the A / D converters 14 and 16 and then input to the arithmetic circuit 17 through the digital interface circuit 15. The arithmetic circuit 17 converts the input digital signal into a PWM signal, and the converted PWM signal is input to the driver circuits 18 and 21. The driver circuit performs a DC level shift as necessary to drive the output amplification stages 22 and 26 including the output switching elements FET1 and FET2.

出力増幅段22,26は、高速スイッチング特性に優れ、かつON抵抗の低いMOS−FETが用いられる。出力増幅段によりスイッチング増幅されたPWM信号は、LPF(Low Pass Filter)23,27により搬送波を除去し、オーディオ信号に復調してスピーカ30,31を駆動する。   As the output amplification stages 22 and 26, MOS-FETs having excellent high-speed switching characteristics and low ON resistance are used. The PWM signal switched and amplified by the output amplification stage removes a carrier wave by LPF (Low Pass Filter) 23 and 27, demodulates it into an audio signal, and drives the speakers 30 and 31.

音量の調整は、出力増幅段22,26の電源電圧Vccを制御することにより行われる。前述したように、コストあるいは設置スペースの都合により、前記電源電圧Vccを供給する電源回路51は、LチャンネルおよびRチャンネルで共用される。   The volume is adjusted by controlling the power supply voltage Vcc of the output amplification stages 22 and 26. As described above, the power supply circuit 51 that supplies the power supply voltage Vcc is shared by the L channel and the R channel due to cost or installation space.

電源回路51を通じて発生するクロストークは、どの周波数でも一定の割合で発生するわけではなく、主に電源回路のインピーダンスの周波数特性に依存し、インピーダンスの高くなる周波数においてクロストークが増加する。   The crosstalk generated through the power supply circuit 51 does not occur at a constant rate at any frequency, but depends mainly on the frequency characteristics of the impedance of the power supply circuit, and the crosstalk increases at frequencies where the impedance becomes high.

本実施形態では、一方のチャンネル(例えばLch)のLPF23からの出力信号を抵抗分圧回路で形成した減衰器28により減衰した後、電源回路のインピーダンス特性に応じたフィルタ24により、クロストークによる歪み要因となる成分(歪み要因信号)を抽出する。次に抽出した歪み要因信号をA/D変換器19によりA/D変換し、演算回路17に入力する。演算回路17は、前記抽出した歪み要因信号を反転し、他方のチャンネル(この例の場合はRch)の入力信号に加算する。   In the present embodiment, after the output signal from the LPF 23 of one channel (for example, Lch) is attenuated by the attenuator 28 formed by a resistance voltage dividing circuit, distortion due to crosstalk is caused by the filter 24 corresponding to the impedance characteristic of the power supply circuit. A factor component (distortion factor signal) is extracted. Next, the extracted distortion factor signal is A / D converted by the A / D converter 19 and input to the arithmetic circuit 17. The arithmetic circuit 17 inverts the extracted distortion factor signal and adds it to the input signal of the other channel (Rch in this example).

また、他方のチャンネル(例えばRch)のLPF27からの出力信号を抵抗分圧回路により形成した減衰器29で減衰した後、電源回路のインピーダンス特性に応じたフィルタ25により、クロストークによる歪み要因となる成分(歪み要因信号)を抽出する。次に抽出した歪み要因信号をA/D変換器20によりA/D変換し、演算回路17に入力する。演算回路17は、前記抽出した歪み要因信号を反転し、他方のチャンネル(この例の場合はLch)の入力信号に加算する。これにより、それぞれのチャンネル間で発生するクロストークを抑制することができる。なお、フィルタ24,25は、演算回路17内で演算回路により構成してもよい。   Further, after the output signal from the LPF 27 of the other channel (for example, Rch) is attenuated by the attenuator 29 formed by the resistance voltage dividing circuit, the filter 25 corresponding to the impedance characteristic of the power supply circuit causes distortion due to crosstalk. A component (distortion factor signal) is extracted. Next, the extracted distortion factor signal is A / D converted by the A / D converter 20 and input to the arithmetic circuit 17. The arithmetic circuit 17 inverts the extracted distortion factor signal and adds it to the input signal of the other channel (Lch in this example). Thereby, the crosstalk which generate | occur | produces between each channel can be suppressed. The filters 24 and 25 may be constituted by an arithmetic circuit in the arithmetic circuit 17.

図1の例では説明の簡単化のため、出力チャンネル数を2として説明したが、チャンネル数が3以上の場合には、減衰器の入力に当該チャンネル以外の全てのチャンネルのLPFからの出力信号を加えるとよい。   In the example of FIG. 1, the number of output channels has been described as 2 for simplification of description. However, when the number of channels is 3 or more, output signals from LPFs of all channels other than the channel are input to the attenuator. It is good to add.

図4は、電源回路のインピーダンス特性(図4(A))、およびこのインピーダンス特性に対応するフィルタ特性(図4(B))の一例を示す図である。図4(A)に示すようなインピーダンス特性を有する電源回路に対応するフィルタ24,25は、前記インピーダンス特性のピーク中心周波数である45Hzに中心周波数を有する比較的Q(周波数特性の先鋭度を表す)の高いバンドパスフィルタで構成することができる。   FIG. 4 is a diagram illustrating an example of impedance characteristics of the power supply circuit (FIG. 4A) and filter characteristics corresponding to the impedance characteristics (FIG. 4B). The filters 24 and 25 corresponding to the power supply circuit having the impedance characteristics as shown in FIG. 4A have a relatively Q (the sharpness of the frequency characteristics) having a center frequency at 45 Hz which is the peak center frequency of the impedance characteristics. ) High band pass filter.

図2は、本発明の他の実施形態を説明する図である。入力端子11に入力されたLチャンネルアナログ信号は、PWM信号に変換する際にもっとも効率のよい信号レベルに差動増幅器32により増幅された後、変換器34によりPWM信号に変換され、ドライバ回路18を介して出力増幅段22においてスイッチング増幅される。増幅されたPWM信号はLPF23において搬送波を除去しオーディオ信号に復調し、スピーカ30を駆動する。   FIG. 2 is a diagram for explaining another embodiment of the present invention. The L channel analog signal input to the input terminal 11 is amplified by the differential amplifier 32 to the most efficient signal level when converted to a PWM signal, then converted to a PWM signal by the converter 34, and the driver circuit 18. The output amplification stage 22 is switched and amplified via The amplified PWM signal removes the carrier wave in the LPF 23, demodulates it into an audio signal, and drives the speaker 30.

また、入力端子13に入力されたRチャンネルアナログ信号は、PWM信号に変換する際にもっとも効率のよい信号レベルに差動増幅器33により増幅された後、変換器36によりPWM信号に変換され、ドライバ回路21を介して出力増幅段26においてスイッチング増幅される。増幅されたPWM信号はLPF27において搬送波を除去しオーディオ信号に復調し、スピーカ31を駆動する。   The R channel analog signal input to the input terminal 13 is amplified by the differential amplifier 33 to the most efficient signal level when converted to a PWM signal, and then converted to a PWM signal by the converter 36. Switching amplification is performed in the output amplification stage 26 through the circuit 21. The amplified PWM signal removes the carrier wave in the LPF 27, demodulates it into an audio signal, and drives the speaker 31.

この図の例では、一方のチャンネル(Lch)のフィルタ24から抽出した歪み要因信号を他方のチャンネル(Rch)に入力されたアナログ信号をを増幅する差動増幅器33の(−)入力端子に加える。また、他方のチャンネル(Rch)のフィルタ25から抽出した歪み要因信号を一方のチャンネル(Lch)に入力されたアナログ信号を増幅する差動増幅器32の(−)入力端子に加える。   In the example of this figure, the distortion factor signal extracted from the filter 24 of one channel (Lch) is added to the (−) input terminal of the differential amplifier 33 that amplifies the analog signal input to the other channel (Rch). . Further, the distortion factor signal extracted from the filter 25 of the other channel (Rch) is applied to the (−) input terminal of the differential amplifier 32 that amplifies the analog signal input to the one channel (Lch).

このように、一方のチャンネルから抽出した歪み要因信号を、入力されたアナログ信号を増幅する他方のチャンネルの差動増幅器の(−)入力端子に加えて歪み成分を相殺する。これにより、それぞれのチャンネル間で発生するクロストークを抑制することができる。   In this manner, the distortion component signal is canceled by adding the distortion factor signal extracted from one channel to the (−) input terminal of the differential amplifier of the other channel that amplifies the input analog signal. Thereby, the crosstalk which generate | occur | produces between each channel can be suppressed.

図2の例では説明の簡単化のため、出力チャンネル数を2として説明したが、チャンネル数が3以上の場合には、差動増幅器の(−)入力端子に当該チャンネル以外の全てのチャンネルのLPFからの出力信号を加えるとよい。   In the example of FIG. 2, the number of output channels has been described as 2 for simplification of explanation. However, when the number of channels is 3 or more, all the channels other than the channel are connected to the (−) input terminal of the differential amplifier. An output signal from the LPF may be added.

図3は、本発明のさらに他の実施形態を説明する図である。図3において、37,38はフィルタ、39,40は減衰器である。なお、フィルタ37,38は、電源回路51のインピーダンス特性のピーク中心周波数に中心周波数を有する比較的Qの高いバンドパスフィルタで構成する。   FIG. 3 is a diagram illustrating still another embodiment of the present invention. In FIG. 3, 37 and 38 are filters, and 39 and 40 are attenuators. Note that the filters 37 and 38 are formed of bandpass filters having a relatively high Q and having a center frequency at the peak center frequency of the impedance characteristic of the power supply circuit 51.

この図の例では、一方のチャンネル(Lch)のフィルタ37から抽出した歪み要因信号を減衰器39を介して他方のチャンネル(Rch)に入力されたアナログ信号を増幅する差動増幅器33の(−)入力端子に加える。また、他方のチャンネル(Rch)のフィルタ38から抽出した歪み要因信号を減衰器40を介して一方のチャンネル(Lch)に入力されたアナログ信号を増幅する差動増幅器32の(−)入力端子に加える。   In the example of this figure, the distortion factor signal extracted from the filter 37 of one channel (Lch) is amplified by the (−−) of the differential amplifier 33 that amplifies the analog signal input to the other channel (Rch) via the attenuator 39. ) Add to the input terminal. Further, the distortion factor signal extracted from the filter 38 of the other channel (Rch) is applied to the (−) input terminal of the differential amplifier 32 that amplifies the analog signal input to the one channel (Lch) via the attenuator 40. Add.

一方のチャンネルのスピーカを駆動する出力電流の変動が電源回路を通じて他方のチャンネルに付加する歪みのレベルは、一方のチャンネルのスピーカを駆動する出力電流によって変化する。このため、電源電圧が高い(音量が大きい)場合には減衰量を小さくして、差動増幅器に加算するクロストーク成分を多くし、電源電圧が低い(音量が小さい)場合には減衰量を大きくして、差動増幅器に加算するクロストーク成分を小さくする。すなわち、マイコン52は、音量操作部53による音量操作の値にしたがって電源電圧Vccを制御するとともに減衰器39,40による減衰量を制御する。   The level of distortion that the fluctuation of the output current that drives the speaker of one channel adds to the other channel through the power supply circuit varies depending on the output current that drives the speaker of one channel. For this reason, when the power supply voltage is high (volume is high), the attenuation is reduced, and the crosstalk component added to the differential amplifier is increased. When the power supply voltage is low (volume is low), the attenuation is reduced. Increase the crosstalk component to be added to the differential amplifier. That is, the microcomputer 52 controls the power supply voltage Vcc according to the value of the volume operation by the volume operation unit 53 and also controls the attenuation amount by the attenuators 39 and 40.

本実施形態は、図2,3を参照して説明したような、LPF23、27からの出力信号から抽出した歪み要因信号をフィードバックしてクロストークを抑制する技術とは異なり、一種のプリディストーションであるため歪みの発生とその補正の間に時間差が無い過渡応答性優れた増幅装置を得ることができる。   Unlike the technique for suppressing the crosstalk by feeding back the distortion factor signal extracted from the output signals from the LPFs 23 and 27 as described with reference to FIGS. 2 and 3, the present embodiment is a kind of predistortion. Therefore, it is possible to obtain an amplifying apparatus with excellent transient response with no time difference between the occurrence of distortion and the correction thereof.

以上説明したように、本発明の実施形態によれば、各チャンネルの出力増幅段用の電源回路を共用し、かつ前記電源回路の電源電圧の制御により音量調整を行う多チャンネル用のスイッチング増幅装置において、一方のチャンネルの出力信号から抽出した歪み要因信号を他方のチャンネルの入力信号にフィードバックし、あるいは一方のチャンネルの入力信号から抽出した歪み要因信号を反転して他方のチャンネルの入力信号に供給するので、前記電源回路を通じて付加される他のチャンネルの信号成分(クロストーク)による歪みを除去して、歪みの少ないスイッチング増幅装置を実現できる。   As described above, according to the embodiments of the present invention, a multi-channel switching amplifier that shares the power supply circuit for the output amplification stage of each channel and adjusts the volume by controlling the power supply voltage of the power supply circuit. The distortion factor signal extracted from the output signal of one channel is fed back to the input signal of the other channel, or the distortion factor signal extracted from the input signal of one channel is inverted and supplied to the input signal of the other channel. Therefore, the distortion due to the signal component (crosstalk) of the other channel added through the power supply circuit can be removed, and a switching amplification device with less distortion can be realized.

本発明の実施形態にかかるスイッチング増幅装置を説明する図である。It is a figure explaining the switching amplifier concerning embodiment of this invention. 他の実施形態を説明する図である。It is a figure explaining other embodiment. さらに他の実施形態を説明する図である。It is a figure explaining other embodiment. 電源回路のインピーダンス特性およびフィルタ特性の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the impedance characteristic and filter characteristic of a power supply circuit. 一方のチャンネルの増幅動作により他方のチャンネルの信号に歪が付加されることについて説明する図である。It is a figure explaining distortion being added to the signal of the other channel by amplification operation of one channel.

符号の説明Explanation of symbols

15 デジタルインタフェース
17 演算回路
18,21 ドライバ回路
22,26 出力増幅段
23,27 LPF
28,29 減衰器
30,31 スピーカ
32,33 差動増幅回路
34,36 変調器
35 基準三角波発振器
37,38 フィルタ
39,40 減衰器
51 電源回路
52 マイコン
53 音量操作部
15 Digital interface 17 Arithmetic circuit 18, 21 Driver circuit 22, 26 Output amplification stage 23, 27 LPF
28, 29 Attenuator 30, 31 Speaker 32, 33 Differential amplifier circuit 34, 36 Modulator 35 Reference triangular wave oscillator 37, 38 Filter 39, 40 Attenuator 51 Power supply circuit 52 Microcomputer 53 Volume control section

Claims (3)

アナログ入力信号あるいはデジタル入力信号をPWM信号に変換するPWM変換器、該PWM変換器の出力信号をスイッチング増幅するスイッチング増幅段、および該スイッチング増幅段の出力信号から高周波成分を取り除いてオーディオ信号に復調するローパスフィルタを備え、第1のチャンネルのオーディオ信号をスイッチング増幅するスイッチング増幅回路と、
アナログ入力信号あるいはデジタル入力信号をPWM信号に変換するPWM変換器、該PWM変換器の出力信号をスイッチング増幅するスイッチング増幅段、および該スイッチング増幅段の出力信号から高周波成分を取り除いてオーディオ信号に復調するローパスフィルタを備え、第2のチャンネルのオーディオ信号をスイッチング増幅するスイッチング増幅回路と、
前記第1のスイッチング増幅回路および第2のスイッチング増幅回路を構成するスイッチング段のそれぞれに直流電圧を共通に供給する一つの直流電源回路と、
前記第1のスイッチング増幅回路の復調されたオーディオ信号を前記第2のスイッチング増幅回路のPWM変換器の入力側に負帰還するフィルタ回路を備え、前記第1のスイッチング増幅回路の出力変動に伴って前記第2のスイッチング増幅回路に発生する歪みを抑制したことを特徴とするスイッチング増幅装置。
PWM converter for converting analog input signal or digital input signal into PWM signal, switching amplification stage for switching amplification of output signal of PWM converter, and high frequency component from output signal of switching amplification stage for demodulation to audio signal A switching amplifier circuit for switching and amplifying the audio signal of the first channel;
PWM converter for converting analog input signal or digital input signal into PWM signal, switching amplification stage for switching amplification of output signal of PWM converter, and high frequency component from output signal of switching amplification stage for demodulation to audio signal A switching amplifier circuit for switching and amplifying the audio signal of the second channel;
One DC power supply circuit for commonly supplying a DC voltage to each of the switching stages constituting the first switching amplifier circuit and the second switching amplifier circuit;
A filter circuit for negatively feeding back the demodulated audio signal of the first switching amplifier circuit to the input side of the PWM converter of the second switching amplifier circuit, and accompanying an output fluctuation of the first switching amplifier circuit; A switching amplifying device characterized by suppressing distortion generated in the second switching amplifying circuit.
アナログ入力信号あるいはデジタル入力信号をPWM信号に変換するPWM変換器、該PWM変換器の出力信号をスイッチング増幅するスイッチング増幅段、および該スイッチング増幅段の出力信号から高周波成分を取り除いてオーディオ信号に復調するローパスフィルタを備え、第1のチャンネルのオーディオ信号をスイッチング増幅するスイッチング増幅回路と、
アナログ入力信号あるいはデジタル入力信号をPWM信号に変換するPWM変換器、該PWM変換器の出力信号をスイッチング増幅するスイッチング増幅段、および該スイッチング増幅段の出力信号から高周波成分を取り除いてオーディオ信号に復調するローパスフィルタを備え、第2のチャンネルのオーディオ信号をスイッチング増幅するスイッチング増幅回路と、
前記第1のスイッチング増幅回路および第2のスイッチング増幅回路を構成するスイッチング段のそれぞれに直流電圧を共通に供給する一つの直流電源回路と、
前記第1のスイッチング増幅回路の入力信号の反転信号を前記第2のスイッチング増幅回路の入力側に供給するフィルタ回路および減衰器を備え、前記第1のスイッチング増幅回路の出力変動に伴って第2のスイッチング増幅回路に発生する歪みを抑制したことを特徴とするスイッチング増幅装置。
PWM converter for converting analog input signal or digital input signal into PWM signal, switching amplification stage for switching amplification of output signal of PWM converter, and high frequency component from output signal of switching amplification stage for demodulation to audio signal A switching amplifier circuit for switching and amplifying the audio signal of the first channel;
PWM converter for converting analog input signal or digital input signal into PWM signal, switching amplification stage for switching amplification of output signal of PWM converter, and high frequency component from output signal of switching amplification stage for demodulation to audio signal A switching amplifier circuit for switching and amplifying the audio signal of the second channel;
One DC power supply circuit for commonly supplying a DC voltage to each of the switching stages constituting the first switching amplifier circuit and the second switching amplifier circuit;
A filter circuit and an attenuator for supplying an inverted signal of the input signal of the first switching amplifier circuit to the input side of the second switching amplifier circuit; A switching amplifying device characterized by suppressing distortion generated in the switching amplifying circuit.
請求項1または2記載のスイッチング増幅装置において、
前記フィルタ回路の周波数特性は、前記直流電源回路のインピーダンスが高インピーダンスを示す周波数帯域に低インピーダンスの通過帯域を有することを特徴とするスイッチング増幅装置。
The switching amplification device according to claim 1 or 2,
The switching amplification device according to claim 1, wherein the frequency characteristic of the filter circuit has a low-impedance pass band in a frequency band where the impedance of the DC power supply circuit exhibits a high impedance.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011528526A (en) * 2008-07-16 2011-11-17 サムスン エレクトロニクス カンパニー リミテッド Switching power amplifier and control method therefor
JP2012129914A (en) * 2010-12-17 2012-07-05 Fujitsu Ltd Amplification device and distortion compensation method
JP2015095766A (en) * 2013-11-12 2015-05-18 日本放送協会 Speaker driving device
CN107343245A (en) * 2017-08-28 2017-11-10 东莞中拓机械技术开发有限公司 A kind of double PWM unit power amplifier modules of pulsewidth modulation
JP2019106679A (en) * 2017-12-14 2019-06-27 オンキヨー株式会社 Amplifier
RU2771788C1 (en) * 2018-09-30 2022-05-12 Хонор Девайс Ко., Лтд. Terminal device and audio playback circuit

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011528526A (en) * 2008-07-16 2011-11-17 サムスン エレクトロニクス カンパニー リミテッド Switching power amplifier and control method therefor
US8922277B2 (en) 2008-07-16 2014-12-30 Samsung Electronics Co., Ltd Switching power amplifier and method of controlling the same
JP2012129914A (en) * 2010-12-17 2012-07-05 Fujitsu Ltd Amplification device and distortion compensation method
JP2015095766A (en) * 2013-11-12 2015-05-18 日本放送協会 Speaker driving device
CN107343245A (en) * 2017-08-28 2017-11-10 东莞中拓机械技术开发有限公司 A kind of double PWM unit power amplifier modules of pulsewidth modulation
CN107343245B (en) * 2017-08-28 2023-12-22 东莞精恒电子有限公司 Pulse width modulation double PWM unit power amplifier module
JP2019106679A (en) * 2017-12-14 2019-06-27 オンキヨー株式会社 Amplifier
JP7534586B2 (en) 2017-12-14 2024-08-15 オンキヨー株式会社 Amplification equipment
RU2771788C1 (en) * 2018-09-30 2022-05-12 Хонор Девайс Ко., Лтд. Terminal device and audio playback circuit

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