JP3410061B2 - Ｄ級アンプ - Google Patents

Ｄ級アンプ

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JP3410061B2 JP2000029375A JP2000029375A JP3410061B2 JP 3410061 B2 JP3410061 B2 JP 3410061B2 JP 2000029375 A JP2000029375 A JP 2000029375A JP 2000029375 A JP2000029375 A JP 2000029375A JP 3410061 B2 JP3410061 B2 JP 3410061B2
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transistor
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慈明 篠原
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株式会社 デジアン・テクノロジー
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    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F1/00—Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
    • H03F1/30—Modifications of amplifiers to reduce influence of variations of temperature or supply voltage or other physical parameters
    • H03F1/305—Modifications of amplifiers to reduce influence of variations of temperature or supply voltage or other physical parameters in case of switching on or off of a power supply

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Amplifiers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、デジタルオーディ
オ信号を増幅するＤ級アンプ（ドライバ回路）に係り、
特に音声レベルを低レベルにするミュート・ゲイン調整
回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、Ｄ級アンプ（ドライバ回路）によ
りスピーカをシングルエンド構成にて駆動する場合、図
３のような負荷回路構成となる。ドライバ回路１１でス
ピーカ１２を駆動する際、直流成分を加えることができ
ない為、直流オフセット電圧カット用のコンデンサＣ０
が使用される。このため、電源投入時、若しくは電源オ
フ時に、このコンデンサＣ０に突入電流が加わり、その
結果スピーカ１２からノイズが聞こえる。
【０００３】そこで、一般的な解決方法として、直流オ
フセット電圧カット用コンデンサＣ０とスピーカ１２間
にスイッチＳＷから成るミュート回路を追加し、電源投
入時若しくは電源オフ時にスイッチＳＷをオンすること
により、前記ノイズの発生を抑えている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来のＤ
級アンプの負荷回路構成では、スイッチＳＷから成るミ
ュート回路が必要になると共に、スピーカ１２から出力
される音量レベルを調整するには、Ｄ級アンプの前段の
図示されないボリュームなどを用いて行わなければなら
ず、部品点数が多くなると共にコストが上昇するという
問題があった。
【０００５】本発明は、上述の如き従来の課題を解決す
るためになされたもので、その目的は、スイッチで構成
されたミュート回路を必要とすることなく、電源投入時
若しくは電源オフ時にスピーカから発生するノイズを無
くことができ、又、ボリュームを用いることなく、スピ
ーカから出力される音量レベルを調整することができる
Ｄ級アンプを提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の発明の特徴は、互いに極性の異なる２個
のトランジスタをインバータ構成で接続したトランジス
タ対を複数個有するＤ級アンプにおいて、前記トランジ
スタ対の動作／停止を制御するコントロール手段を具備
し、ミュート動作を行う際には、前記コントロール手段
は、トランジスタ対を順番に動作停止状態にして、動作
トランジスタ対の数を順次に減少させ、最後に全トラン
ジスタ対の動作を停止することにより、ノイズの発生を
抑えることにある。
【０００７】この請求項１の発明によれば、全トランジ
スタ対の中で任意の数のトランジスタ対を動作させるこ
とにより、負荷に出力する信号レベルを変化させる。
【０００８】請求項２の発明の前記コントロール手段
は、入力デジタル信号に対応して前記トランジスタ対の
オンオフを制御するコントロール回路である。
【０００９】
【００１０】請求項３の発明の前記コントロール手段
は、トランジスタ対を順番に動作状態にして、動作トラ
ンジスタ対の数を順次に増加させ、最後に全トランジス
タ対を動作状態とする。
【００１１】請求項４の発明の前記コントロール手段
は、別途与えられる音声レベル指令に対応した数の動作
トランジスタ対を動作状態にする。
【００１２】請求項５の発明の前記Ｄ級アンプはデジタ
ルオーディオ信号をＰＷＭ変調して増幅する。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１は、本発明のＤ級アンプの一
実施形態を示した回路図である。Ｄ級アンプはドライバ
回路１、コントロール回路２及びΔΣ変調器３から成っ
ている。
【００１４】ドライバ回路１はＰｃｈＭＯＳトランジス
タＰＴ１〜ＰＴｎと、ＮｃｈＭＯＳトランジスタＮＴ１
〜ＮＴｎから成っている。Ｐ型のＭＯＳトランジスタＰ
Ｔ１〜ＰＴｎとＮ型のＭＯＳトランジスタＮＴ１〜ＮＴ
ｎがそれぞれペアとなってインバータ構成され、これら
トランジスタＰＴ１〜ＰＴｎとトランジスタＮＴ１〜Ｎ
Ｔｎの共通接続点からインダクタＬとキャパシタＣから
成るローパスフィルターを通して、負荷４への出力が取
り出されるようになっている。
【００１５】また、コントロール回路２はＰｃｈＭＯＳ
トランジスタＰＴ１〜ＰＴｎと、ＮｃｈＭＯＳトランジ
スタＮＴ１〜ＮＴｎを制御するコントロール信号を発生
する回路である。
【００１６】コントロール信号ＣＰＴ１〜ＣＰＴｎはＰ
ｃｈＭＯＳトランジスタのゲートに入力され、これらＰ
ｃｈＭＯＳトランジスタのオン／オフをコントロールす
る。コントロール信号ＣＮＴ１〜ＣＮＴｎはＮｃｈＭＯ
Ｓトランジスタのゲートに入力され、これらＮｃｈＭＯ
Ｓトランジスタのオン／オフをコントロールする。
【００１７】ΔΣ変調器３はデジタルオーディオ信号を
圧縮してコントロール回路２に出力する回路である。
【００１８】ここで、上記ＰＴ１／ＮＴ１、ＰＴ２／Ｎ
Ｔ２、ＰＴ３／ＮＴ３、ＰＴｎ／ＮＴｎをそれぞれペア
のトランジスタとし、トランジスタの出力インピーダン
スを同一とする。これらペアトランジスタ群のそれぞれ
のトランジスタサイズに重みを持たせる。
【００１９】例えばＰＴ１／ＮＴ１のトランジスタゲー
ト幅を１とした時、ＰＴ２／ＮＴ２のトランジスタゲー
ト幅を２、ＰＴ３／ＮＴ３のゲート幅を４、ＰＴｎ／Ｎ
Ｔｎのゲート幅を２n とする。若しくはそれぞれ同一の
トランジスタゲート幅でも良い。
【００２０】負荷４は、へッドフォン、スピーカを前提
とする。尚、Ｃ０は直流オフセット電圧カット用のコン
デンサである。
【００２１】次に本実施形態の動作について説明する。
通常動作時、コントロール回路２はトランジスタＰＴ１
〜ＰＴｎがーつのトランジスタとして動作するようなコ
ントロール信号（ＣＰＴ１〜ＣＰＴｎ）を与え、トラン
ジスタＮＴ１〜ＮＴｎがーつのトランジスタとして動作
するようなコントロール信号（ＣＮＴ１〜ＣＮＴｎ）を
与える。
【００２２】これにより、入力されるデジタルオーディ
オ信号はΔΣ変調器３により圧縮されて、コントロール
回路２に入力されると、コントロール回路２は入力され
たデジタルオーディオ信号に対応するコントロール信号
を発生して、ドライバ回路１のＰｃｈＭＯＳトランジス
タＰＴ１〜ＰＴｎと、ＮｃｈＭＯＳトランジスタＮＴ１
〜ＮＴｎをオン、オフ動作させ、デジタルオーディオ信
号を出力する。このデジタルオーディオ信号はインダク
タＬとキャパシタＣから成るローパスフィルタによりア
ナログ信号化され、直流オフセット電圧カット用のコン
デンサＣ０を通して、負荷４に供給される。
【００２３】次にドライバ回路１のゲインコントロール
を行う場合は、例えば負荷４のインピーダンスが１６Ω
の場合、通常動作時は負荷インピーダンスに対し無視で
きるだけの低い出力インピーダンスを設定している。
【００２４】しかし、コントロール信号により動作する
トランジスタ対を制限することで、このドライバ回路１
の出力インピーダンスが１６Ωになるようにすると、出
力振幅は通常動作時より−６ｄＢ振幅が下がることにな
る。更に動作するトランジスタ対の数を制限すること
で、更に振幅を下げることが可能となる。
【００２５】従って、全トランジスタ対が動作している
最大振幅動作時から時間を数ｍｓｅｃ〜数百ｍｓｅｃを
かけて全トランジスタが動作しない状態（ハイインピー
ダンス状態）へ遷移させることで、ミュート動作へ移行
することが出来る。
【００２６】この移行期間に出力インピーダンスの変化
を急激にではなく徐々に行うことで、出力振幅の不連続
性によるノイズの発生を抑えることが可能になる。
【００２７】例えば、８種類の出力インピーダンスを持
ったトランジスタ対を用意する。このトランジスタ対を
図２の表図に示すように、Ｒ，Ｒ＊２，Ｒ＊４，…，Ｒ
＊１２８となる出力インピーダンスを持ったトランジス
タ対で構成し、１／（１／Ｒ＋１／（Ｒ＊２）＋１／
（Ｒ＊４）＋１／（Ｒ＊８）＋１／（Ｒ＊１６）＋・・
・＋１／（Ｒ＊１２８））Ωの出力インピーダンス状態
から、Ｖ／（Ｒ＊１２８）の電流量を順次減らして行
く。遷移時間２５５において、全トランジスタ対が動作
しなくなり、負荷４へ供給する電流がゼロとなる。
【００２８】又、上記遷移状態を逆に辿れば、順次、動
作するトランジスタ対が増加すると共に、出力インピー
ダンスが小さくなって、負荷４へ供給される信号出力レ
ベルが大きくなる。
【００２９】このように、本例は動作するトランジスタ
対の数をコントロールすることにより、負荷４へ出力す
る音声信号レベルを変化させることが出来るため、コン
トロール回路２にユーザからの出力レベル指示が別途入
力されると、コントロール回路２はこれに応じて動作す
るトランジスタ対の数を増減することにより、負荷４か
ら出力される音声の音圧を変化させることが出来る。
【００３０】本実施形態によれば、コントロール回路２
により複数のトランジスタ対の中の任意の数のトランジ
スタ対の動作／停止を制御することにより、ミュートス
イッチ無しで、ミュート動作を行うことが出来ると共
に、ボリュームを用いること無く、ドライバ回路１の出
力レベルを任意に変化させることが出来る。これによ
り、部品点数を少なくしてコストを低減できると共に、
稼働部分が少なくなるため装置の信頼性を向上させるこ
とが出来る。
【００３１】尚、本発明は純アナログのオーディオアン
プにも、同様に適用して同様の効果を得ることができ
る。即ち、オーディオアンプの電力増幅段を複数のトラ
ンジスタ対から成る例えばプシュプル回路で構成し、こ
れら複数のトランジスタ対の中で動作させるトランジス
タ対の数を制御することにより、出力レベルを変化させ
る構成である。
【００３２】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明のＤ
級アンプによれば、スイッチで構成されたミュート回路
を必要とすることなく、電源投入時若しくは電源オフ時
にスピーカから発生するノイズを無くことができ、又、
ボリュームを用いることなく、スピーカから出力される
音量レベルを調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のＤ級アンプの一実施形態を示した回路
図である。
【図２】図１に示したＤ級アンプのミュート動作を示し
た表図である。
【図３】従来のＤ級アンプの負荷回路構成例を示した回
路図である。
【符号の説明】
１ ドライバ回路 ２ コントロール回路 ３ ΔΣ変調器 ４ 負荷 Ｃ キャパシタ Ｌ インダクタ ＰＴ１〜ＰＴｎ ＰｃｈＭＯＳトランジスタ ＮＴ１〜ＮＴｎ ＮｃｈＭＯＳトランジスタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H03F 1/00 - 3/72

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 互いに極性の異なる２個のトランジスタ
    をインバータ構成で接続したトランジスタ対を複数個有
    するＤ級アンプにおいて、前記トランジスタ対の動作／
    停止を制御するコントロール手段を具備し、ミュート動
    作を行う際には、前記コントロール手段は、トランジス
    タ対を順番に動作停止状態にして、動作トランジスタ対
    の数を順次に減少させ、最後に全トランジスタ対の動作
    を停止することにより、ノイズの発生を抑えることを特
    徴とするＤ級アンプ。
  2. 【請求項２】 前記コントロール手段は、入力デジタル
    信号に対応して前記トランジスタ対のオンオフを制御す
    るコントロール回路であることを特徴とする請求項１記
    載のＤ級アンプ。
  3. 【請求項３】 前記コントロール手段は、トランジスタ
    対を順番に動作状態にして、動作トランジスタ対の数を
    順次に増加させ、最後に全トランジスタ対を動作状態と
    することを特徴とする請求項１又は２記載のＤ級アン
    プ。
  4. 【請求項４】 前記コントロール手段は、別途与えられ
    る音声レベル指令に対応した数の動作トランジスタ対を
    動作状態にすることを特徴とする請求項１又は２記載の
    Ｄ級アンプ。
  5. 【請求項５】 前記Ｄ級アンプはデジタルオーディオ信
    号をＰＷＭ変調して増幅することを特徴とする請求項１
    乃至４いずれかに記載のＤ級アンプ。
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JP2005079692A (ja) 2003-08-28 2005-03-24 Renesas Technology Corp 信号処理装置及びｄ級アンプ装置
JP3863133B2 (ja) 2003-09-25 2006-12-27 沖電気工業株式会社 信号増幅回路
CN101124724A (zh) * 2005-02-17 2008-02-13 罗姆股份有限公司 音频信号放大电路和使用了它的电子设备
JP4801357B2 (ja) * 2005-02-21 2011-10-26 ローム株式会社 信号増幅回路およびそれを用いた電子機器
JPWO2006132202A1 (ja) * 2005-06-10 2009-01-08 ローム株式会社 オーディオ信号増幅回路およびそれを用いた電子機器
KR100757714B1 (ko) 2005-08-05 2007-09-11 삼성전자주식회사 디급 증폭기
JP5095312B2 (ja) * 2007-08-31 2012-12-12 ラピスセミコンダクタ株式会社 Ｄ級増幅回路
US7948312B2 (en) * 2009-05-13 2011-05-24 Qualcomm, Incorporated Multi-bit class-D power amplifier system
US8519791B1 (en) * 2012-03-09 2013-08-27 Texas Instruments Incorporated Free-fly class D power amplifier
JP5969779B2 (ja) 2012-03-09 2016-08-17 ローム株式会社 オーディオ出力回路およびそれを用いた電子機器、オーディオ用集積回路
JP2015198371A (ja) 2014-04-01 2015-11-09 ローム株式会社 オーディオ出力回路およびそれを用いた電子機器
JP6381960B2 (ja) 2014-05-07 2018-08-29 ローム株式会社 オーディオアンプ、オーディオ出力回路、オーディオ用集積回路、電子機器、オーディオ信号の増幅方法
US10164588B2 (en) 2015-04-27 2018-12-25 Rohm Co., Ltd. Audio amplifier circuit, audio output device using the same, and electronic device using the same
US10418950B1 (en) 2018-05-09 2019-09-17 Semiconductor Components Industries, Llc Methods and apparatus for a class-D amplifier
DE112021000761T5 (de) 2020-01-27 2022-11-24 Rohm Co., Ltd. Class-D-Verstärkermodul, Audiosystem und Automobil

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