(57)【要約】【課題】積分容量の電荷を初期化する構成、およびオフセット補正のための端子を必要とせずに、オフセット電圧を低減できる負荷駆動装置を提供する。【解決手段】負荷駆動装置において、入力選択部は、入力信号または無信号を選択し、入力選択信号を生成する。積分部は、入力選択信号を積分し、積分信号を生成する。負荷駆動部は、積分信号をパルス幅変調して増幅することにより負荷駆動信号を生成する。第１経路は負荷駆動信号を帰還する経路である。第２経路は積分信号を帰還する経路である。経路選択部は、第１経路または第２経路を選択することにより帰還信号を生成する。オフセット補正信号生成部は、帰還信号のオフセット量が小さくなるように積分信号を調整する情報を表すオフセット補正信号を生成する。積分部は、入力選択信号に帰還信号を加算して積分し、かつオフセット補正信号に基づいて積分信号を調整する。【選択図】図１
2010166219.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力信号または無信号のいずれか一方を選択し、選択された信号を表す入力選択信号を生成する入力選択部と、
前記入力選択信号を積分し、積分信号を生成する積分部と、
前記積分信号をパルス幅変調して増幅することにより、負荷を駆動する負荷駆動信号を生成する負荷駆動部と、
前記負荷駆動信号を帰還する第１経路と、
前記積分信号を帰還する第２経路と、
前記第１経路または前記第２経路のいずれか一方を選択することにより、前記負荷駆動信号または前記積分信号に基づき第１帰還信号を生成する経路選択部と、
前記第１帰還信号のオフセット量が小さくなるように前記積分信号を調整する情報を表すオフセット補正信号を生成するオフセット補正信号生成部と、を有し、
前記積分部は、前記入力選択信号に前記第１帰還信号を加算して積分し、かつ前記オフセット補正信号に基づいて前記積分信号を調整する、負荷駆動装置。
【請求項２】
前記経路選択部は、制御部からの制御信号に基づいて制御され、前記負荷を駆動している状態を表す負荷駆動状態に制御される場合、前記第１経路を選択することができ、一方、前記第１帰還信号のオフセット量を補正している状態を表すオフセット補正状態に制御される場合、前記第２経路を選択することができる、請求項１に記載の負荷駆動装置。
【請求項３】
前記入力選択部は、前記制御信号に基づき前記負荷駆動状態に制御される場合、前記入力信号を選択することができ、一方、前記オフセット補正状態に制御される場合、前記無信号を選択することができる、請求項２に記載の負荷駆動装置。
【請求項４】
前記負荷駆動部は、前記制御信号に基づき前記オフセット補正状態に制御される場合、前記負荷駆動信号をハイインピーダンス状態にすることができる、請求項２に記載の負荷駆動装置。
【請求項５】
さらに、前記積分信号の第１経路への逆流を抑制する逆流抑制部を有する、請求項２に記載の負荷駆動装置。
【請求項６】
前記逆流抑制部は、第１スイッチを含み、
前記第１スイッチは、前記制御信号に基づき前記オフセット補正状態に制御される場合、前記第１経路を遮断することができる、請求項５に記載の負荷駆動装置。
【請求項７】
前記逆流抑制部は、第２スイッチを含み、
前記第２スイッチは、前記制御信号に基づき前記オフセット補正状態に制御される場合、前記第１経路を所定電圧に設定することができる、請求項６に記載の負荷駆動装置。
【請求項８】
前記逆流抑制部は、抵抗を含み、
前記抵抗は、前記積分信号の第１経路への逆流を抑制する、請求項５に記載の負荷駆動装置。
【請求項９】
前記経路選択部は、スイッチを含み、
前記スイッチは、前記制御信号に基づき前記負荷駆動状態に制御される場合、前記第２経路を遮断する、請求項２に記載の負荷駆動装置。
【請求項１０】
さらに、前記第１帰還信号を減衰させ、減衰した信号を表す第２帰還信号を生成する信号減衰部を有し、
前記オフセット補正信号生成部は、前記第１帰還信号または前記第２帰還信号の少なくとも一方のオフセット量が小さくなるように前記オフセット補正信号を生成し、
前記積分部は、前記入力選択信号に前記第２帰還信号を加算して積分する、請求項１に記載の負荷駆動装置。
【請求項１１】
前記負荷駆動部は、
前記積分信号を反転する反転部を含み、
前記積分信号をパルス幅変調して増幅すると同時に、前記反転した積分信号をパルス幅変調して増幅することにより、２系統の前記負荷駆動信号を生成し、
前記第１経路は、前記２系統の負荷駆動信号を帰還し、
前記第２経路は、前記積分信号および前記反転した積分信号を帰還し、
前記経路選択部は、前記２系統の負荷駆動信号、または前記積分信号および前記反転した積分信号に基づき、２系統の前記第１帰還信号を生成する、請求項１０に記載の負荷駆動装置。
【請求項１２】
前記信号減衰部は、前記２系統の第１帰還信号を１系統の第２帰還信号に変換する、請求項１１に記載の負荷駆動装置。
【請求項１３】
前記オフセット補正信号生成部は、
前記２系統の第１帰還信号における互いの差を表す差信号を生成する差信号生成部と、
前記差信号を第１所定値と比較し、第１比較結果信号を生成する第１比較器と、
前記第１比較結果信号に基づいて、前記差信号が小さくなるように前記オフセット補正信号を生成する判断部と、を含む、請求項１１に記載の負荷駆動装置。
【請求項１４】
前記オフセット補正信号生成部は、前記差信号を、前記第１所定値とは異なる第２所定値と比較し、第２比較結果信号を生成する第２比較器を含み、
前記判断部は、前記第１比較結果信号および前記第２比較結果信号に基づいて、前記オフセット補正信号を生成する、請求項１３に記載の負荷駆動装置。
【請求項１５】
前記オフセット補正信号生成部は、
前記２系統の第１帰還信号を互いに比較し、比較結果信号を生成する比較器と、
前記比較結果信号に基づいて、前記２系統の第１帰還信号におけるオフセット量が小さくなるように前記オフセット補正信号を生成する判断部と、を含む、請求項１１に記載の負荷駆動装置。
【請求項１６】
前記オフセット補正信号生成部は、
前記第１帰還信号のオフセット量を所定値と比較し、比較結果信号を生成する比較器と、
前記比較結果信号に基づいて、前記オフセット量が小さくなるように前記オフセット補正信号を生成する判断部と、を含む、請求項１に記載の負荷駆動装置。
【請求項１７】
前記比較器は、前記第２帰還信号を所定値と比較する、請求項１６に記載の負荷駆動装置。
【請求項１８】
前記負荷駆動部は、
三角波信号を発生する三角波発生部と、
前記積分信号を前記三角波信号と比較し、比較結果信号を生成する比較器と、
前記比較結果信号を増幅し、前記負荷駆動信号を生成する駆動部と、を含む、請求項１に記載の負荷駆動装置。
【請求項１９】
前記経路選択部は、前記積分信号を増幅する増幅器を含む、請求項１に記載の負荷駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は負荷駆動装置に関し、さらに詳しくは、出力オフセット電圧を低減するオフセット調整機能を有する負荷駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、高効率で負荷を駆動可能な方式としてパルス幅変調（ＰＷＭ：Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）方式を用いた負荷駆動装置が、オーディオ分野における音声信号をスピーカに供給するためのスピーカ駆動装置等に、広く実用に供されている。
【０００３】
このような負荷駆動装置においては、入力信号がゼロであるときに、各ブロック内の素子特性の不整合性が原因で、系全体の出力電圧にオフセット電圧が生じ、不快なポップ音が発生する。この出力オフセット電圧を抑制するために、特許文献１に示される従来例が開示されている。
【０００４】
図９は、従来例の負荷駆動装置のブロック図である。図９において、スイッチ１００ｐは、入力端子Ｖ１ｐから入力される信号と内部定電圧ノードＮ１ｐの電圧とを選択し、入力増幅器１０１ｐに入力する。積分部１１０ｐは、入力増幅器１０１ｐの出力信号と帰還増幅器１２０ｐの出力信号とを加算し、積分する。反転部１３２ｐは、積分部１１０ｐの出力信号の反転した信号を出力する。比較器１３３ｐは、積分部１１０ｐの出力信号と三角波発生部１３１ｐの出力信号とを比較し、比較結果を出力する。同様に、比較器１３４ｐは、反転部１３２ｐの出力信号と三角波発生部１３１ｐの出力信号とを比較し、比較結果を出力する。負荷駆動部１３５ｐは、比較器１３３ｐの出力信号に基づく負荷駆動信号を、出力端子Ｖ２ｐに出力する。同様に、負荷駆動部１３６ｐは、比較器１３４ｐの出力信号に基づく負荷駆動信号を、出力端子Ｖ３ｐに出力する。帰還増幅器１２０ｐは、出力端子Ｖ２ｐ、Ｖ３ｐより出力される負荷駆動信号を差動増幅し、積分部１１０ｐへ出力する。
【０００５】
また、比較器１５５ｐは、積分部１１０ｐの出力電圧と基準電圧ノードＮ３ｐの電圧とを比較し、比較結果信号を出力する。オフセット検出部１５１ｐは、比較器１５５ｐの比較結果信号を受けてオフセット補正信号を積分部１１０ｐに出力し、積分部１１０ｐのオフセット補正を行う。スイッチ１１４ｐは、積分部１１０ｐの積分容量１１１ｐの両端を短絡または開放し、スイッチ１５３ｐ、１５４ｐは、基準電圧入力端子Ｖ１００ｐと出力端子Ｖ２ｐ、Ｖ３ｐとを、短絡もしくは遮断する。
【０００６】
以上のように構成される従来例の負荷駆動装置について、オフセット補正状態と負荷駆動状態に分けて説明する。
【０００７】
まず、オフセット補正状態に入る前の状態として、各負荷駆動部１３５ｐ、１３６ｐの出力はハイインピーダンス状態に制御されているとする。スイッチ１１４ｐは、いったん短絡状態となり、積分容量１１１ｐの電荷をゼロとした後に開放状態となる。スイッチ１００ｐは、内部定電圧ノードＮ１ｐを選択し、各スイッチ１５３ｐ、１５４ｐは、導通状態となる。
【０００８】
次に、オフセット補正状態について説明する、比較器１５５ｐは、積分部１１０ｐの出力電圧と基準電圧ノードＮ２ｐの電圧とを比較し、比較結果信号を出力する。オフセット検出部１５１ｐは、比較結果信号に基づいてオフセット補正信号を出力し、積分部１１０ｐのオフセット電圧を減少させる。積分部１１０ｐのオフセット電圧の正負が反転するまでこの動作を繰り返し、オフセット電圧の正負が反転したところでオフセット補正動作を停止し、その時点でのオフセット補正信号を保持する。これにより、積分部１１０ｐのオフセットが低減された状態を保持することができる。
【０００９】
次に、負荷駆動状態について説明する。負荷駆動状態においては、スイッチ１００ｐは入力端子Ｖ１ｐを選択し、スイッチ１５３ｐ、１５４ｐは遮断状態となる。負荷駆動部１３５ｐは、比較器１３３ｐの出力信号に基づき負荷駆動信号を出力端子Ｖ２ｐに出力する。同様に、負荷駆動部１３６ｐは、比較器１３４ｐの出力信号に基づき負荷駆動信号を出力端子Ｖ３ｐに出力する。入力端子Ｖ１ｐには、入力信号Ａ１ｐが印加され、入力増幅器１０１ｐにより適正な振幅に増幅または減衰される。入力増幅器１０１ｐ出力の入力信号Ａ１ｐは、積分部１１０ｐの一方の入力端に入力され、出力端子Ｖ２ｐ、Ｖ３ｐより出力される負荷駆動信号は、帰還増幅器１２０ｐにより積分部１１０ｐの他方の入力端に入力される。積分部１１０ｐは、積分部１１０ｐの一方の入力端および他方の入力端に入力された信号を加算および積分し、比較器１３３ｐの被比較信号および反転部１３２ｐの入力信号として出力する。反転部１３２ｐは、積分部１１０ｐの出力信号を反転し、比較器１３４ｐの被比較信号として出力する。三角波発生部１３１ｐは、三角波信号Ｄｐを比較器１３３ｐ、１３４ｐの比較信号として出力する。比較器１３３ｐは、入力された比較信号と被比較信号とを比較し、パルス幅変調した信号Ｅ１ｐを出力する。同様に、比較器１３４ｐは、入力された比較信号と被比較信号とを比較し、パルス幅変調した信号Ｅ２ｐを出力する。負荷駆動部１３５ｐは、パルス幅変調信号Ｅ１ｐに基づき負荷駆動信号を生成し、出力端子Ｖ２ｐに出力し、負荷に駆動信号を供給する。同様に、負荷駆動部１３６ｐは、パルス幅変調信号Ｅ２ｐに基づき負荷駆動信号を生成し、出力端子Ｖ３ｐに出力し、負荷に駆動信号を供給する。
【００１０】
以上に示す従来例により、系全体の出力オフセット電圧を抑えることが可能になるとしている。
【特許文献１】特開２００６−１３５９０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上述した従来例によると、オフセット補正状態においては、パルス幅変調部（負荷駆動部とも呼ばれる）１３０ｐの出力はハイインピーダンス状態に設定され、また帰還増幅器（信号減衰部とも呼ばれる）１２０ｐの入力には基準電圧入力端子Ｖ１００ｐの電圧が印加されており、系は開ループ状態となる。適正なオフセット補正動作を実現するためには、スイッチ１１４ｐを短絡状態とすることで積分部１１０ｐの積分容量１１１ｐの電荷をゼロとする、いわゆる初期化を行うことが必要となる。しかし、この初期化の後に、スイッチ１１４ｐを短絡状態から開放状態に切り替えると、チャージフィードスルー等の影響により、積分容量１１１ｐの初期電荷がゼロとならない。このため、積分部１１０ｐの出力オフセット電圧に、積分容量１１１ｐの初期電荷に相当する電圧が重畳された状態で、オフセット補正動作を行うことになり、結果として、正確なオフセット補正動作を行うことが困難となる。さらに、従来例の負荷駆動装置の構成によると、オフセット補正のための基準電圧入力端子Ｖ１００ｐが必要となり、ＩＣのチップ面積が増加する課題があった。
【００１２】
本発明は、上述した従来の課題を解決するものであり、積分容量の電荷を初期化する構成、およびオフセット補正のための端子を必要とせずに、オフセット電圧を低減できる負荷駆動装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上述した目的を達成するために、本発明の負荷駆動装置は、入力信号または無信号のいずれか一方を選択し、選択された信号を表す入力選択信号を生成する入力選択部と、前記入力選択信号を積分し、積分信号を生成する積分部と、前記積分信号をパルス幅変調して増幅することにより、負荷を駆動する負荷駆動信号を生成する負荷駆動部と、前記負荷駆動信号を帰還する第１経路と、前記積分信号を帰還する第２経路と、前記第１経路または前記第２経路のいずれか一方を選択することにより、前記負荷駆動信号または前記積分信号に基づき第１帰還信号を生成する経路選択部と、前記第１帰還信号のオフセット量が小さくなるように前記積分信号を調整する情報を表すオフセット補正信号を生成するオフセット補正信号生成部と、を有し、前記積分部は、前記入力選択信号に前記第１帰還信号を加算して積分し、かつ前記オフセット補正信号に基づいて前記積分信号を調整する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の負荷駆動装置によれば、第１経路または第２経路を選択する経路選択部を設けることにより、常に経路選択部および積分部を経由する閉ループを構成することができる。このため、積分容量を初期化する構成、およびオフセット補正のための外部入力端子を省略することができる。これにより、精度の高いオフセット補正動作が可能となり、オフセット量を充分に低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を実施するための形態に関するいくつかの例について、図面を参照しながら説明する。図面において、実質的に同一の構成、動作、および効果を表す要素については、同一の符号を付す。また、以下において記述される数字は、すべて本発明を具体的に説明するために例示するものであり、本発明は例示された数字に制限されない。さらに、ハイ／ローにより表される論理レベルまたはオン／オフにより表されるスイッチング状態は、本発明を具体的に説明するために例示するものであり、例示された論理レベルまたはスイッチング状態の異なる組み合わせにより、同等な結果を得ることも可能である。また、構成要素間の接続関係は、本発明を具体的に説明するために例示するものであり、本発明の機能を実現する接続関係はこれに限定されない。さらに、以下の実施形態は、ハードウェアおよび／またはソフトウェアを用いて構成されるが、ハードウェアを用いる構成は、ソフトウェアを用いても構成可能であり、ソフトウェアを用いる構成は、ハードウェアを用いても構成可能である。
【００１６】
（実施の形態１）
実施の形態１における負荷駆動装置１の構成例について、図１を用いて説明する。図１において、負荷駆動装置１は、入力選択部１０、積分部１１０、負荷駆動部１３０、経路Ｒ１、経路Ｒ２、経路選択部１６０、信号減衰部１２０、オフセット補正信号生成部１５０、逆流抑制部１７０、端子Ｐ１、端子Ｐ２、端子Ｐ３、および端子Ｐ１８０を含む。図１には、負荷駆動装置１以外に、負荷２０および制御部１８０が含まれる。
【００１７】
入力選択部１０は、スイッチ１００、電圧ノードＮ１、および増幅器１０１を含む。積分部１１０は、抵抗器１１２、抵抗器１１３、電圧ノードＮ２、増幅器１１５、および積分容量１１１を含む。負荷駆動部１３０は、反転部１３２、三角波発生部１３１、比較器１３３、比較器１３４、駆動部１３５、および駆動部１３６を含む。経路選択部１６０は、増幅器１６１および増幅器１６２を含む。信号減衰部１２０は、抵抗器１２１１、抵抗器１２１２、抵抗器１２２１、抵抗器１２２２、電圧ノードＮ３、および増幅器１２３を含む。オフセット補正信号生成部１５０は、差信号生成部１５２、電圧ノードＮ４、電圧ノードＮ５、比較器１５５、比較器１５６、および判断部１５１を含む。逆流抑制部１７０は、スイッチ１６３、スイッチ１６４、スイッチ１６８、スイッチ１６７、および電圧ノードＮ６を含む。
【００１８】
負荷駆動装置１は、端子Ｐ１を介して受ける入力信号Ｓ９に基づいて、パルス幅変調された負荷駆動信号Ｓ１３５、Ｓ１３６を生成し、それぞれ端子Ｐ２、Ｐ３を介して、負荷２０へ供給する。たとえば、入力信号Ｓ９は２０Ｈｚ〜２０ｋＨｚの周波数帯域を有するオーディオ信号であり、入力信号Ｓ９の時間的な平均値は大略ゼロである。すなわち、入力信号Ｓ９の直流成分は、大略ゼロである。負荷２０は、パルス状の負荷駆動信号Ｓ１３５、Ｓ１３６の高域不要成分を遮断する低域通過フィルタおよびスピーカを含む。場合によっては、低域通過フィルタは省略することができる。
【００１９】
負荷駆動装置１は、端子Ｐ１８０を介して受ける、制御部１８０からの制御信号Ｓ１８０に基づいて、制御される。負荷駆動装置１の動作状態には、負荷駆動装置１が負荷２０を駆動している状態を表す負荷駆動状態と、負荷駆動信号Ｓ１３５、Ｓ１３６のオフセット量を補正している状態（実際には、後述する帰還信号Ｓ１５９、Ｓ１６０のオフセット量を補正している状態）を表すオフセット補正状態とがある。負荷駆動装置１は、制御信号Ｓ１８０がハイレベルの場合、負荷駆動状態に制御され、一方、制御信号Ｓ１８０がローレベルの場合、オフセット補正状態に制御される。
【００２０】
（負荷駆動状態）
まず、負荷駆動状態に関連する負荷駆動装置１の構成および動作について説明する。制御部１８０は、制御信号Ｓ１８０をハイレベルにし、負荷駆動装置１を負荷駆動状態に設定する。入力選択部１０は、スイッチ１００において、端子Ｐ１を介して受ける入力信号Ｓ９、または電圧ノードＮ１における所定電圧Ｓ１のいずれか一方を選択し、選択された信号を表す入力選択信号Ｓ１０を生成する。所定電圧Ｓ１は、たとえば接地電圧であり、無信号である。さらに詳しくは、スイッチ１００は、制御信号Ｓ１８０がハイレベルの場合、入力信号Ｓ９を選択する。増幅器１０１は、選択された入力信号Ｓ９を増幅し、入力選択信号Ｓ１０を生成する。
【００２１】
積分部１１０は、入力選択信号Ｓ１０に、後述する信号減衰部１２０において生成される帰還信号Ｓ１２０を加算して積分し、積分信号Ｓ１１０を生成する。さらに詳しくは、積分部１１０は、抵抗器１１２を介して入力選択信号Ｓ１０を受けると同時に、抵抗器１１３を介して帰還信号Ｓ１２０を受けることにより、入力選択信号Ｓ１０に帰還信号Ｓ１２０を加算する。増幅器１１５は、加算された信号を反転入力端子に受け、電圧ノードＮ２における所定電圧Ｓ２を非反転入力端子に受け、反転入力端子および出力端子に接続される積分容量１１１を用いて積分する。所定電圧Ｓ２は、たとえば接地電圧である。増幅器１１５は、たとえば、非反転入力端子に入力される信号から反転入力端子に入力される信号を差し引いた信号を増幅する差動増幅器である。
【００２２】
負荷駆動部１３０は、積分信号Ｓ１１０をパルス幅変調して増幅することにより、負荷２０を駆動する負荷駆動信号Ｓ１３５および負荷駆動信号Ｓ１３６を生成する。詳しくは、負荷駆動部１３０は反転部１３２を含み、反転部１３２は、積分信号Ｓ１１０を反転し、反転積分信号Ｓ１３２を生成する。たとえば、積分信号Ｓ１１０および反転積分信号Ｓ１３２の直流レベルは、接地電圧の近傍、すなわち接地電圧を含む所定範囲内にある。また、反転積分信号Ｓ１３２の直流レベルは、積分信号Ｓ１１０の直流レベルに比べて、絶対値が大略等しく、符号が逆である。負荷駆動部１３０は、積分信号Ｓ１１０をパルス幅変調して増幅すると同時に、反転積分信号Ｓ１３２をパルス幅変調して増幅することにより、２系統の負荷駆動信号Ｓ１３５、Ｓ１３６を生成する。
【００２３】
さらに詳しくは、三角波発生部は三角波信号Ｓ１３１を発生する。三角波信号Ｓ１３１の直流レベルは、たとえば接地電圧である。比較器１３３は、積分信号Ｓ１１０を三角波信号Ｓ１３１と比較し、比較結果信号Ｓ１３３を生成し、比較器１３４は、反転積分信号Ｓ１３２を三角波信号Ｓ１３１と比較し、比較結果信号Ｓ１３４を生成する。比較結果信号Ｓ１３３、Ｓ１３４は、それぞれ積分信号Ｓ１１０および反転積分信号Ｓ１３２を、三角波信号Ｓ１３１を用いてパルス幅変調した信号となっている。駆動部１３５は、比較結果信号Ｓ１３３を増幅し、負荷２０を充分に駆動可能な大振幅の負荷駆動信号Ｓ１３５を生成する。同様に、駆動部１３６は、比較結果信号Ｓ１３４を増幅し、負荷２０を充分に駆動可能な大振幅の負荷駆動信号Ｓ１３６を生成する。たとえば、負荷駆動信号Ｓ１３５、Ｓ１３６の直流レベルは、接地電圧の近傍、すなわち接地電圧を含む所定範囲内にある。
【００２４】
経路Ｒ１は、２系統の負荷駆動信号Ｓ１３５、Ｓ１３６を帰還する経路を表す。すなわち、経路Ｒ１は、駆動部１３５の出力端子（実質的には端子Ｐ２と同一）から経路選択部１６０の入力端子Ｐ４までの経路と、駆動部１３６の出力端子（実質的には端子Ｐ３と同一）から経路選択部１６０の入力端子Ｐ５までの経路とで構成される２系統の経路を表す。経路Ｒ２は、積分信号Ｓ１１０および反転積分信号Ｓ１３２を帰還する経路を表す。すなわち、経路Ｒ２は、積分部１１０の出力端子から経路選択部１６０の入力端子Ｐ６までの経路と、反転部１３２の出力端子から経路選択部１６０の入力端子Ｐ７までの経路とで構成される２系統の経路を表す。経路選択部１６０は、経路Ｒ１または経路Ｒ２のいずれか一方を選択することにより、負荷駆動信号Ｓ１３５または積分信号Ｓ１１０に基づき帰還信号Ｓ１５９を生成する。同様に、経路選択部１６０は、経路Ｒ１または経路Ｒ２のいずれか一方を選択することにより、負荷駆動信号Ｓ１３６または反転積分信号Ｓ１３２に基づき帰還信号Ｓ１６０を生成する。経路選択部１６０は、制御信号Ｓ１８０がハイレベルの場合、経路Ｒ１を選択することにより、負荷駆動信号Ｓ１３５、Ｓ１３６に基づき帰還信号Ｓ１５９、Ｓ１６０をそれぞれ生成する。逆流抑制部１７０は、積分信号Ｓ１１０および反転積分信号Ｓ１３２の経路Ｒ１への逆流を抑制する。
【００２５】
増幅器１６１はスイッチを含み、入力端子Ｐ６に接続され、積分信号Ｓ１１０を増幅するとともに通過／遮断する。増幅器１６２はスイッチを含み、入力端子Ｐ７に接続され、反転積分信号Ｓ１３２を増幅するとともに通過／遮断する。制御信号Ｓ１８０がハイレベルの場合、増幅器１６１、１６２はオフされ、積分信号Ｓ１１０および反転積分信号Ｓ１３２をそれぞれ遮断する。
【００２６】
スイッチ１６３は、入力端子Ｐ４に接続され、負荷駆動信号Ｓ１３５を通過／遮断する。スイッチ１６４は、入力端子Ｐ５に接続され、負荷駆動信号Ｓ１３６を通過／遮断する。制御信号Ｓ１８０がハイレベルの場合、スイッチ１６３、１６４はオンされ、負荷駆動信号Ｓ１３５、Ｓ１３６をそれぞれ通過させる。スイッチ１６８、１６７は、端子Ｐ２、Ｐ３にそれぞれ接続され、経路Ｒ１を所定電圧に設定する。さらに詳しくは、スイッチ１６８、１６７は、制御信号Ｓ１８０がハイレベルの場合、ともにオフされることにより、経路Ｒ１を電圧ノードＮ６から遮断する。
【００２７】
信号減衰部１２０は、２系統の帰還信号Ｓ１５９、Ｓ１６０を減衰させるとともに、１系統の帰還信号Ｓ１２０に変換する。たとえば、増幅器１２３は差動増幅器であり、電圧ノードＮ３における所定電圧Ｓ３は接地電圧である。帰還信号Ｓ１５９、Ｓ１６０、Ｓ１２０の電圧値をそれぞれＶ１５９、Ｖ１６０、Ｖ１２０とし、抵抗器１２１１、１２１２、１２２１、１２２２の抵抗値をそれぞれＲ１２１１、Ｒ１２１２、Ｒ１２２１、Ｒ１２２２とする。さらに、
Ｒ１２２１／Ｒ１２１１＝Ｒ１２２２／Ｒ１２１２＝ＦＲ              （１）
とすると、
Ｖ１２０＝−ＦＲ×（Ｖ１５９−Ｖ１６０）                          （２）
となる。ここで、抵抗値Ｒ１２２１、Ｒ１２２２は、それぞれ抵抗値Ｒ１２１１、Ｒ１２１２よりも小さく設定される。すなわち、比率ＦＲは１未満に設定され、帰還信号Ｓ１２０は、帰還信号Ｓ１５９、Ｓ１６０に対して減衰する。さらに詳しくは、比率ＦＲは、入力選択信号Ｓ１０に対する負荷駆動信号Ｓ１３５、Ｓ１３６の比の逆数以下に設定される。
【００２８】
これにより、信号減衰部１２０は、帰還信号Ｓ１５９から帰還信号Ｓ１６０を差し引いた信号をこの比率ＦＲだけ減衰させ、符号を反転して帰還信号Ｓ１２０を生成する。すなわち帰還信号Ｓ１２０は、積分信号Ｓ１１０に対して、大略比例し、かつ符号が反転した信号となる。上述したように、積分部１１０は、入力選択信号Ｓ１０に帰還信号Ｓ１２０を加算して積分する。このように、制御信号Ｓ１８０がハイレベルの場合、積分部１１０、負荷駆動部１３０、経路Ｒ１、経路選択部１６０、および信号減衰部１２０は、負荷駆動状態における負荷駆動装置１の閉ループを形成する。このうち、経路Ｒ１から、経路選択部１６０および信号減衰部１２０を経由して、積分部１１０に至る経路は、負荷駆動状態における負荷駆動装置１の負帰還経路を表す。この負帰還経路により、負荷駆動信号Ｓ１３５、Ｓ１３６の直線性、周波数特性、およびひずみ率特性を改善し、また電源電圧の変動による悪影響を最小限にすることができる。
【００２９】
（オフセット補正状態）
次に、オフセット補正状態に関連する負荷駆動装置１の構成および動作について説明する。制御部１８０は、一例として、制御部１８０の電源がオンされた時点、たとえばラジオからコンパクトディスク（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｃ＝ＣＤ：登録商標）へなどのモード切り替え時点、およびコンパクトディスクの挿入時点などの時点において、負荷駆動装置１をオフセット補正状態に設定する。なお、たとえば緊急の場合、制御部１８０は、ラジオなどの音声出力中に、負荷駆動装置１を瞬時的に負荷駆動状態からオフセット補正状態へ切り替え、再び負荷駆動状態へ復帰させるようにしてもよい。
【００３０】
制御部１８０は、制御信号Ｓ１８０をローレベルにし、負荷駆動装置１をオフセット補正状態に設定する。スイッチ１００は、制御信号Ｓ１８０がローレベルの場合、無信号Ｓ１を選択する。増幅器１０１は、選択された無信号Ｓ１を増幅し、入力選択信号Ｓ１０を生成する。積分部１１０は、入力選択信号Ｓ１０に帰還信号Ｓ１２０を加算して積分し、積分信号Ｓ１１０を生成する。反転部１３２は、積分信号Ｓ１１０を反転し、反転積分信号Ｓ１３２を生成する。駆動部１３５は、制御信号Ｓ１８０がローレベルの場合、負荷駆動信号Ｓ１３５をハイインピーダンス状態にし、端子Ｐ２への供給を遮断する。同様に、駆動部１３６は、制御信号Ｓ１８０がローレベルの場合、負荷駆動信号Ｓ１３６をハイインピーダンス状態にし、端子Ｐ３への供給を遮断する。
【００３１】
経路選択部１６０は、制御信号Ｓ１８０がローレベルの場合、経路Ｒ２を選択することにより、積分信号Ｓ１１０および反転積分信号Ｓ１３２に基づき帰還信号Ｓ１５９、Ｓ１６０をそれぞれ生成する。制御信号Ｓ１８０がローレベルの場合、増幅器１６１、１６２はオンされ、積分信号Ｓ１１０および反転積分信号Ｓ１３２をそれぞれ通過させる。このように、経路選択部１６０は、制御信号Ｓ１８０がハイレベルの場合、各増幅器１６１、１６２がオフされることにより、負荷駆動信号Ｓ１３５、Ｓ１３６に基づき帰還信号Ｓ１５９、Ｓ１６０をそれぞれ生成する。一方、経路選択部１６０は、制御信号Ｓ１８０がローレベルの場合、各負荷駆動信号Ｓ１３５、Ｓ１３６がハイインピーダンス状態にされることにより、積分信号Ｓ１１０および反転積分信号Ｓ１３２に基づき帰還信号Ｓ１５９、Ｓ１６０をそれぞれ生成する。すなわち、図示されていないが、経路選択部１６０の機能には、各負荷駆動信号Ｓ１３５、Ｓ１３６がハイインピーダンス状態にされる機能が含まれる。
【００３２】
なお、経路選択部１６０が経路Ｒ２を選択する場合、各負荷駆動信号Ｓ１３５、Ｓ１３６がハイインピーダンス状態にされなくても、各スイッチ１６３、１６４により経路Ｒ１を遮断するようにしてもよい。
【００３３】
オフセット補正状態における帰還信号Ｓ１５９と帰還信号Ｓ１６０との差は、補正されるべきオフセット量を表す。オフセット補正状態における帰還信号Ｓ１５９、Ｓ１６０の大きさおよびオフセット量は、負荷駆動状態において入力信号Ｓ９が無信号の場合の負荷駆動信号Ｓ１３５、Ｓ１３６の大きさおよびオフセット量と、それぞれ同等であることが望ましい。このために、増幅器１６１の増幅度は、比較器１３３および駆動部１３５を合わせた増幅度と同等であることが望ましい。同様に、増幅器１６２の増幅度は、比較器１３４および駆動部１３６を合わせた増幅度と同等であることが望ましい。
【００３４】
逆流抑制部１７０は、制御信号Ｓ１８０がローレベルの場合、積分信号Ｓ１１０および反転積分信号Ｓ１３２の経路Ｒ１への逆流を抑制する。制御信号Ｓ１８０がローレベルの場合、スイッチ１６３はオフされることにより、帰還信号Ｓ１５９を端子Ｐ２へ逆流させないようにするとともに、スイッチ１６４はオフされることにより、帰還信号Ｓ１６０を端子Ｐ３へ逆流させないようにする。スイッチ１６８、１６７は、制御信号Ｓ１８０がローレベルの場合、ともにオンされることにより、電圧ノードＮ６における所定電圧を、それぞれ端子Ｐ２、Ｐ３から負荷２０へ供給する。電圧ノードＮ６の所定電圧は、たとえば接地電圧である。このように、制御信号Ｓ１８０がハイレベルの場合、負荷２０には各負荷駆動信号Ｓ１３５、Ｓ１３６が供給される一方、制御信号Ｓ１８０がローレベルの場合、負荷２０には接地電圧が供給される。
【００３５】
信号減衰部１２０は、２系統の帰還信号Ｓ１５９、Ｓ１６０を減衰させるとともに、１系統の帰還信号Ｓ１２０に変換する。積分部１１０は、入力選択信号Ｓ１０に帰還信号Ｓ１２０を加算して積分する。このように、制御信号Ｓ１８０がローレベルの場合、積分部１１０、経路Ｒ２、経路選択部１６０、および信号減衰部１２０は、オフセット補正状態における負荷駆動装置１の閉ループを形成する。このうち、経路Ｒ２から、経路選択部１６０および信号減衰部１２０を経由して、積分部１１０に至る経路は、オフセット補正状態における負荷駆動装置１の負帰還経路を表す。負荷駆動装置１は、オフセット補正状態においても負荷駆動状態と同様に、経路選択部１６０および信号減衰部１２０を経由する負帰還経路を有する。このため、積分部１１０は、負荷駆動状態からオフセット補正状態への切り替え時点で、構成を変更せずに連続して動作することができる。
【００３６】
オフセット補正信号生成部１５０は、帰還信号Ｓ１５９、Ｓ１６０のオフセット量が小さくなるように積分信号Ｓ１１０を調整する情報を表すオフセット補正信号Ｓ１５０を生成する。積分部１１０は、オフセット補正信号Ｓ１５０に基づいて積分信号Ｓ１１０を調整する。たとえば、積分部１１０は、オフセット補正信号Ｓ１５０に基づいて、積分信号Ｓ１１０の直流レベルを調整する。反転部１３２は、調整された積分信号Ｓ１１０に基づいて、調整された反転積分信号Ｓ１３２を生成する。経路選択部１６０は、調整された積分信号Ｓ１１０および調整された反転積分信号Ｓ１３２に基づいて、調整された帰還信号Ｓ１５９、Ｓ１６０をそれぞれ生成する。調整された帰還信号Ｓ１５９、Ｓ１６０のオフセット量は、調整される前に比べて、小さくなる。
【００３７】
オフセット補正信号生成部１５０において、差信号生成部１５２は、帰還信号Ｓ１５９から帰還信号Ｓ１６０を差し引いた信号を表す差信号Ｓ１５２を生成する。差信号生成部１５２は、たとえば差動増幅器であり、非反転入力端子に帰還信号Ｓ１５９を受けるとともに、反転入力端子に帰還信号Ｓ１６０を受け、帰還信号Ｓ１５９から帰還信号Ｓ１６０を差し引いた信号を増幅し、差信号Ｓ１５２を生成する。差信号Ｓ１５２は、帰還信号Ｓ１５９、Ｓ１６０のオフセット量を増幅した信号となる。比較器１５５は、差信号Ｓ１５２を、電圧ノードＮ４における所定の比較電圧Ｓ４と比較し、比較結果信号Ｓ１５５を生成する。比較器１５６は、差信号Ｓ１５２を、電圧ノードＮ５における所定の比較電圧Ｓ５と比較し、比較結果信号Ｓ１５６を生成する。一例では、比較電圧Ｓ５の値は、比較電圧Ｓ４の値と異なる。判断部１５１は、各比較結果信号Ｓ１５５、Ｓ１５６に基づいて、差信号Ｓ１５２の大きさが小さくなるように、すなわち帰還信号Ｓ１５９、Ｓ１６０のオフセット量が小さくなるように、オフセット補正信号Ｓ１５０を生成する。
【００３８】
（オフセット補正信号生成部１５０における具体的な動作）
次に、オフセット補正信号生成部１５０における具体的な動作について説明する。比較電圧Ｓ４、Ｓ５の電圧値をそれぞれＶ４、Ｖ５、および差信号Ｓ１５２の電圧値をＶＯＦＦとし、
Ｖ４  ＞  Ｖ５                                                    （３）
とすると、電圧値ＶＯＦＦと、電圧値Ｖ４、Ｖ５との関係は、式４、式５、および式６のような３つの状態で表される。
Ｖ４  ＞  ＶＯＦＦ  ＞  Ｖ５                                      （４）
ＶＯＦＦ  ＞  Ｖ４  ＞  Ｖ５                                      （５）
Ｖ４  ＞  Ｖ５  ＞  ＶＯＦＦ                                      （６）
【００３９】
また、ゼロボルトの電圧値をＶ０とし、電圧値ＶＯＦＦは電圧値Ｖ０に対して電圧値ｄＶＯＦＦだけ差があるように表すと、
ＶＯＦＦ  ＝  Ｖ０＋ｄＶＯＦＦ                                    （７）
となる。さらに、電圧値Ｖ４、Ｖ５は、電圧値Ｖ０に対して電圧値Ｖｌｉｍｉｔだけ互いに逆方向に差があるとすると、
Ｖ４  ＝  Ｖ０＋Ｖｌｉｍｉｔ                                      （８）
Ｖ５  ＝  Ｖ０−Ｖｌｉｍｉｔ                                      （９）
となる。式７〜９を用いると、上述した式４〜６は、式１０〜１２のように変換することができる。
＋Ｖｌｉｍｉｔ  ＞  ｄＶＯＦＦ  ＞  −Ｖｌｉｍｉｔ              （１０）
ｄＶＯＦＦ  ＞  ＋Ｖｌｉｍｉｔ  ＞  −Ｖｌｉｍｉｔ              （１１）
＋Ｖｌｉｍｉｔ  ＞  −Ｖｌｉｍｉｔ  ＞  ｄＶＯＦＦ              （１２）
【００４０】
さらに、オフセット補正状態において、帰還信号Ｓ１５９、Ｓ１６０のオフセット量を、許容値ＶＤ（すなわち、電圧値−ＶＤから電圧値＋ＶＤまでの範囲）内に収めることを目標とする。差信号生成部１５２の電圧利得をＧ１５２とし、電圧値Ｖｌｉｍｉｔを、
Ｖｌｉｍｉｔ  ＝  Ｇ１５２×ＶＤ                                （１３）
とする。この場合、式１０、すなわち式４が満足されると、判断部１５１はオフセット補正動作を停止する。判断部１５１は、式４〜６で表される３値の比較結果信号Ｓ１５５、Ｓ１５６に基づき、オフセット量を許容値ＶＤ内に収めるようにオフセット補正信号Ｓ１５０を生成する。判断部１５１がオフセット補正動作を停止すると、図示はされていないが、判断部１５１から制御部１８０へ、オフセット補正動作の停止情報を送る。制御部１８０は、この停止情報に基づいて、制御信号Ｓ１８０をローレベルからハイレベルへ切り替える。
【００４１】
次に、オフセット補正状態における判断部１５１の処理ステップについて説明する。電圧値ＶＯＦＦが式５の状態にあるとき、電圧値ＶＯＦＦは電圧値Ｖ４に対して上側に位置しているため、判断部１５１は、電圧値ＶＯＦＦを下げるようにオフセット補正信号Ｓ１５０を変化させる。一方、電圧値ＶＯＦＦが式６の状態にあるとき、電圧値ＶＯＦＦは電圧値Ｖ５に対して下側に位置しているため、判断部１５１は、電圧値ＶＯＦＦを上げるようにオフセット補正信号Ｓ１５０を変化させる。判断部１５１は、このような処理ステップを繰り返し、電圧値ＶＯＦＦが式４を満たした時点で、オフセット補正動作を停止する。
【００４２】
次に、判断部１５１における処理ステップに二分探索法を用いた場合について、さらに詳しく説明する。まず、オフセット補正信号Ｓ１５０は５ビットであり、上側および下側に各１５段階（４ビット）のレベル数を有し、最上位ビットに正負識別用の１ビットの符号識別ビット（ここで、「０」は上側、「１」は下側とする）を有するとする。オフセット補正信号Ｓ１５０が１レベルだけ変化するとき、電圧値ＶＯＦＦは電圧値Ｖａｄｊだけ変化するとする。
【００４３】
まず、オフセット補正状態開始時点の電圧値ＶＯＦＦをＶＯＦＦ（０）とする。判断部１５１は、各電圧値ＶＯＦＦ（０）、Ｖ４、Ｖ５の大小関係を判断し、符号識別ビットを決定する。たとえば、電圧値ＶＯＦＦが式５の状態にあるとき、判断部１５１は符号識別ビットを１として保持し、残りの４ビットを決定する処理に移る。
【００４４】
次に判断部１５１は、残りの４ビット（下位から第１ビット、第２ビット、第３ビット、第４ビットと呼ぶ）のうち第３ビットの調整を実行し、
ＶＯＦＦ＝ＶＯＦＦ（０）−４×Ｖａｄｊ                          （１４）
その時の電圧値ＶＯＦＦを、各電圧値Ｖ４、Ｖ５と比較する。
【００４５】
以降、判断部１５１は、第２ビットおよび第１ビットについても同様の処理を繰り返し、電圧値ＶＯＦＦが式４を満たす時点で、オフセット補正動作を停止し、その時のオフセット補正信号Ｓ１５０を保持する。
【００４６】
以上のように、比較器１５５、１５６を用いたオフセット補正動作は、式４に示すオフセット補正動作の停止条件を持つことで、オフセット量の過度の補正を防ぐことができ、二分探索法に非常に適した構成であることが分かる。
【００４７】
ここで、オフセット補正状態における各構成要素のオフセット電圧について説明する。まず、積分部１１０を構成する増幅器１１５の利得は十分に高いとする。増幅器１１５の入力オフセット電圧値をＶ１１５とし、抵抗器１１２、１１３の抵抗値をそれぞれＲ１１２、Ｒ１１３とし、反転部１３２および増幅器１６１、１６２において生じるオフセット電圧値をＶ１３２とする。さらに、信号減衰部１２０を構成する増幅器１２３の入力オフセット電圧値をＶ１２３とし、抵抗器１２１１、１２１２の抵抗値をともにＲ１２１、抵抗器１２２１、１２２２の抵抗値をともにＲ１２２とする。この場合、オフセット補正状態における帰還信号Ｓ１５９、Ｓ１６０のオフセット電圧値ＶＯＦＦ、すなわち増幅器１２０の入力端の電位差値ＶＯＦＦは、式１５のように表される。ここで、ＶＯＦＦ、Ｒ１２１、Ｒ１２２、Ｒ１１３、Ｒ１１２、Ｖ１１５、およびＶ１２３のそれぞれは、先頭文字に続く３つの文字が先頭文字の右下添字となるように表される。
【数１】
2010166219.tif 000003
【００４８】
式１５において、オフセット電圧値ＶＯＦＦに影響を及ぼすのは、積分部１１０および増幅器１２０のみであり、反転部１３２および増幅器１６１、１６２のオフセット電圧は影響を及ぼさないことが分かる。
【００４９】
負荷駆動状態における帰還信号Ｓ１５９、Ｓ１６０のオフセット電圧についても、上述と同様に説明することができる。すなわち、上述したオフセット補正状態における反転部１３２および増幅器１６１、１６２において生じるオフセット電圧値Ｖ１３２は、反転部１３２、比較器１３３、１３４、および駆動部１３５、１３６において生じるオフセット電圧値Ｖ１３０で置き換えられる。しかし、オフセット電圧値Ｖ１３２と同様に、オフセット電圧値Ｖ１３０は式１５に影響を及ぼさない。したがって、負荷駆動状態におけるオフセット電圧値ＶＯＦＦは、式１５と同一の式で表される。
【００５０】
以上のように、実施の形態１の負荷駆動装置１によれば、経路Ｒ１または経路Ｒ２を選択する経路選択部１６０を設けることにより、常に経路選択部１６０、信号減衰部１２０、および積分部１１０を経由する閉ループを構成することができる。具体的には、経路選択部１６０は、負荷２０を駆動している状態を表す負荷駆動状態に制御される場合、経路Ｒ１を選択し、帰還信号Ｓ１５９、Ｓ１６０のオフセット量を補正している状態を表すオフセット補正状態に制御される場合、経路Ｒ２を選択する。負荷駆動装置１は、負荷駆動状態およびオフセット補正状態のいずれにおいても、経路選択部１６０から、信号減衰部１２０を経由して積分部１１０に至る負帰還経路を有する。その結果、積分部１１０は、負荷駆動状態からオフセット補正状態への切り替え時点で、構成を変更せずに連続して動作することができる。このため、積分容量１１１を初期化する構成、およびオフセット補正のための外部入力端子を省略することができる。これにより、精度の高いオフセット補正動作が可能となり、オフセット量を充分に低減することができる。
【００５１】
さらに、オフセット補正信号生成部１５０において、差信号生成部１５２は、帰還信号Ｓ１５９、Ｓ１６０の微小なオフセット電圧を増幅することによりオフセット量を検出し、差信号Ｓ１５２を生成することができる。比較器１５５、１５６は、それぞれ比較電圧Ｓ４、Ｓ５を有し、判断部１５１は、差信号Ｓ１５２が互いに異なる比較電圧Ｓ４、Ｓ５で３分された電圧範囲のいずれかを判断する。判断部１５１は、各比較電圧Ｓ４、Ｓ５の間にあればオフセット補正動作を停止するため、オフセット量の過度の補正を防止することができ、オフセット補正の精度をさらに向上させることができる。
【００５２】
さらに、逆流抑制部１７０は、積分信号Ｓ１１０および反転積分信号Ｓ１３２の経路Ｒ１への逆流を遮断または抑制する。逆流抑制部１７０は、スイッチ１６３、１６４を含み、スイッチ１６３、１６４は、制御信号Ｓ１８０に基づきオフセット補正状態に制御される場合、経路Ｒ１を遮断する。これにより、逆流抑制部１７０は、オフセット補正状態におけるポップ音の発生を防止することができる。さらに、逆流抑制部１７０は、スイッチ１６３、１６４の代わりに抵抗器１６５、１６６を含んでもよい。抵抗器１６５、１６６の抵抗値を所望の値に設定することにより、オフセット補正状態におけるポップ音の発生を抑制するとともに、回路の簡略化を図ることができる。
【００５３】
さらに、逆流抑制部１７０は、スイッチ１６８、１６７を含み、スイッチ１６８、１６７は、制御信号Ｓ１８０に基づきオフセット補正状態に制御される場合、オンされることにより経路Ｒ１を所定電圧に設定する。これにより、ハイインピーダンス状態の駆動部１３５、１３６のリーク電流に起因して、オフセット補正状態から負荷駆動状態への移行の際に生じるポップ音を、抑制することができる。
【００５４】
さらに、負荷駆動装置１において、負荷駆動信号Ｓ１３５、Ｓ１３６は、負荷２０を充分に駆動可能な大振幅信号である必要があり、したがって帰還信号Ｓ１５９、Ｓ１６０も大振幅信号となる。このため、負荷駆動装置１の電源電圧は、駆動部１３５、１３６、増幅器１６１、１６２、差信号生成部１５２、および信号減衰部１２０に対して高く設定される一方、その他の回路に対しては相対的に低く設定されてもよい。これにより、負荷駆動装置１において、負荷駆動信号Ｓ１３５、Ｓ１３６の大振幅出力と低消費電力とを両立させることができる。
【００５５】
（実施の形態２）
図２は、実施の形態２における負荷駆動装置１Ａのブロック図である。負荷駆動装置１Ａが実施の形態１の負荷駆動装置１と異なる点は、オフセット補正信号生成部１５０がオフセット補正信号生成部１５０Ａに変更され、逆流抑制部１７０が省略されている点である。図２において、信号減衰部１２０は、図１の信号減衰部１２０と同一であるが、簡略化して図示される（図３〜図８についても同様である）。その他の構成、動作、および効果は、負荷駆動装置１と同等であるので、説明を省略する。
【００５６】
オフセット補正信号生成部１５０Ａは、比較器１５５Ａおよび判断部１５１Ａを含む。オフセット補正信号生成部１５０Ａは、帰還信号Ｓ１５９、Ｓ１６０のオフセット量が小さくなるように積分信号Ｓ１１０を調整する情報を表すオフセット補正信号Ｓ１５０Ａを生成する。積分部１１０は、オフセット補正信号Ｓ１５０Ａに基づいて積分信号Ｓ１１０を調整する。
【００５７】
オフセット補正信号生成部１５０Ａにおいて、比較器１５５Ａは、帰還信号Ｓ１５９と帰還信号Ｓ１６０とを比較し、比較結果信号Ｓ１５５Ａを生成する。判断部１５１Ａは、比較結果信号Ｓ１５５Ａに基づいて、帰還信号Ｓ１５９、Ｓ１６０のオフセット量が小さくなるようにオフセット補正信号Ｓ１５０Ａを生成する。このように構成することにより、負荷駆動装置１Ａは、オフセット補正信号生成部１５０Ａのハードウェアまたはソフトウェアを、オフセット補正信号生成部１５０と比べて削減することができ、逆流抑制部１７０のハードウェアを削減することができる。
【００５８】
（実施の形態３）
図３は、実施の形態３における負荷駆動装置１Ｂのブロック図である。負荷駆動装置１Ｂが実施の形態１の負荷駆動装置１と異なる点は、オフセット補正信号生成部１５０がオフセット補正信号生成部１５０Ｂに変更され、逆流抑制部１７０が省略されている点である。その他の構成、動作、および効果は、負荷駆動装置１と同等であるので、説明を省略する。
【００５９】
オフセット補正信号生成部１５０Ｂは、差信号生成部１５２、電圧ノードＮ４Ｂ、比較器１５５Ｂ、および判断部１５１Ｂを含む。オフセット補正信号生成部１５０Ｂは、帰還信号Ｓ１５９、Ｓ１６０のオフセット量が小さくなるように積分信号Ｓ１１０を調整する情報を表すオフセット補正信号Ｓ１５０Ｂを生成する。積分部１１０は、オフセット補正信号Ｓ１５０Ｂに基づいて積分信号Ｓ１１０を調整する。
【００６０】
オフセット補正信号生成部１５０Ｂにおいて、差信号生成部１５２は、帰還信号Ｓ１５９から帰還信号Ｓ１６０を差し引いた信号を表す差信号Ｓ１５２を生成する。比較器１５５Ｂは、差信号Ｓ１５２を、電圧ノードＮ４Ｂにおける所定の比較電圧Ｓ４Ｂと比較し、比較結果信号Ｓ１５５Ｂを生成する。判断部１５１Ｂは、比較結果信号Ｓ１５５Ｂに基づいて、帰還信号Ｓ１５９、Ｓ１６０のオフセット量が小さくなるようにオフセット補正信号Ｓ１５０Ｂを生成する。このように構成することにより、負荷駆動装置１Ｂは、オフセット補正信号生成部１５０Ｂのハードウェアまたはソフトウェアを、オフセット補正信号生成部１５０と比べて削減することができ、逆流抑制部１７０のハードウェアを削減することができる。
【００６１】
（実施の形態４）
図４は、実施の形態４における負荷駆動装置１Ｃのブロック図である。負荷駆動装置１Ｃが実施の形態１の負荷駆動装置１と異なる点は、逆流抑制部１７０が省略されている点である。その他の構成、動作、および効果は、負荷駆動装置１と同等であるので、説明を省略する。
【００６２】
このように構成することにより、負荷駆動装置１Ｃは、逆流抑制部１７０のハードウェアを削減することができる。
【００６３】
（実施の形態５）
図５は、実施の形態５における負荷駆動装置１Ｄのブロック図である。負荷駆動装置１Ｄが実施の形態１の負荷駆動装置１と異なる点は、オフセット補正信号生成部１５０がオフセット補正信号生成部１５０Ａに変更され、逆流抑制部１７０が逆流抑制部１７０Ａに変更されている点である。その他の構成、動作、および効果は、負荷駆動装置１と同等であるので、説明を省略する。
【００６４】
逆流抑制部１７０Ａは、スイッチ１６３およびスイッチ１６４を含み、逆流抑制部１７０におけるスイッチ１６８、スイッチ１６７、および電圧ノードＮ６を含まない。逆流抑制部１７０Ａは、積分信号Ｓ１１０および反転積分信号Ｓ１３２の経路Ｒ１への逆流を抑制する。逆流抑制部１７０Ａは、制御信号Ｓ１８０がローレベルの場合、積分信号Ｓ１１０および反転積分信号Ｓ１３２の経路Ｒ１への逆流を抑制する。制御信号Ｓ１８０がローレベルの場合、スイッチ１６３はオフされることにより、帰還信号Ｓ１５９を端子Ｐ２へ逆流させないようにするとともに、スイッチ１６４はオフされることにより、帰還信号Ｓ１６０を端子Ｐ３へ逆流させないようにする。このように構成することにより、負荷駆動装置１Ｄは、オフセット補正信号生成部１５０Ａのハードウェアまたはソフトウェアを、オフセット補正信号生成部１５０と比べて削減することができ、逆流抑制部１７０Ａのハードウェアを、逆流抑制部１７０と比べて削減することができる。
【００６５】
（実施の形態６）
図６は、実施の形態６における負荷駆動装置１Ｅのブロック図である。負荷駆動装置１Ｅが実施の形態１の負荷駆動装置１と異なる点は、オフセット補正信号生成部１５０がオフセット補正信号生成部１５０Ａに変更され、逆流抑制部１７０が逆流抑制部１７０Ｂに変更されている点である。その他の構成、動作、および効果は、負荷駆動装置１と同等であるので、説明を省略する。
【００６６】
逆流抑制部１７０Ｂは、抵抗器１６５および抵抗器１６６を含み、逆流抑制部１７０におけるスイッチ１６８、スイッチ１６７、および電圧ノードＮ６を含まない。逆流抑制部１７０Ａは、積分信号Ｓ１１０および反転積分信号Ｓ１３２の経路Ｒ１への逆流を抑制する。逆流抑制部１７０Ａは、制御信号Ｓ１８０がローレベルの場合、積分信号Ｓ１１０および反転積分信号Ｓ１３２の経路Ｒ１への逆流を抑制する。このように構成することにより、負荷駆動装置１Ｅは、逆流抑制部１７０Ｂのハードウェアを、逆流抑制部１７０と比べて削減することができる。
【００６７】
（実施の形態７）
図７は、実施の形態７における負荷駆動装置１Ｆのブロック図である。負荷駆動装置１Ｆが実施の形態１の負荷駆動装置１と異なる点は、オフセット補正信号生成部１５０が、実施の形態２のオフセット補正信号生成部１５０Ａに変更されている点である。その他の構成、動作、および効果は、負荷駆動装置１と同等であるので、説明を省略する。
【００６８】
このように構成することにより、負荷駆動装置１Ｆは、オフセット補正信号生成部１５０Ａのハードウェアまたはソフトウェアを、オフセット補正信号生成部１５０と比べて削減することができる。
【００６９】
（実施の形態８）
図８は、実施の形態８における負荷駆動装置１Ｇのブロック図である。負荷駆動装置１Ｇが実施の形態１の負荷駆動装置１と異なる点は、オフセット補正信号生成部１５０がオフセット補正信号生成部１５０Ｃに変更され、逆流抑制部１７０が省略されている点である。その他の構成、動作、および効果は、負荷駆動装置１と同等であるので、説明を省略する。
【００７０】
オフセット補正信号生成部１５０Ｃは、電圧ノードＮ４Ｃ、比較器１５５Ｃ、および判断部１５１Ｃを含む。オフセット補正信号生成部１５０Ｃは、帰還信号Ｓ１２０のオフセット量が小さくなるように積分信号Ｓ１１０を調整する情報を表すオフセット補正信号Ｓ１５０Ｃを生成する。積分部１１０は、オフセット補正信号Ｓ１５０Ｃに基づいて積分信号Ｓ１１０を調整する。
【００７１】
オフセット補正信号生成部１５０Ｃにおいて、比較器１５５Ｃは、帰還信号Ｓ１２０を、電圧ノードＮ４Ｃにおける所定の比較電圧Ｓ４Ｃと比較し、比較結果信号Ｓ１５５Ｃを生成する。判断部１５１Ｃは、比較結果信号Ｓ１５５Ｃに基づいて、帰還信号Ｓ１５９、Ｓ１６０のオフセット量が小さくなるようにオフセット補正信号Ｓ１５０Ｃを生成する。このように構成することにより、負荷駆動装置１Ｇは、オフセット補正信号生成部１５０Ｃのハードウェアまたはソフトウェアを、オフセット補正信号生成部１５０と比べて削減することができ、逆流抑制部１７０のハードウェアを削減することができる。
【００７２】
負荷駆動装置１Ｇにおいて、負荷駆動信号Ｓ１３５、Ｓ１３６は、負荷２０を充分に駆動可能な大振幅信号である必要があり、したがって帰還信号Ｓ１５９、Ｓ１６０も大振幅信号となる。このため、負荷駆動装置１Ｇの電源電圧は、駆動部１３５、１３６、増幅器１６１、１６２、および信号減衰部１２０に対して高く設定される一方、その他の回路に対しては相対的に低く設定されてもよい。これにより、負荷駆動装置１Ｇにおいて、負荷駆動信号Ｓ１３５、Ｓ１３６の大振幅出力と低消費電力とを両立させることができる。オフセット補正信号生成部１５０Ｃは、帰還信号Ｓ１５９、Ｓ１６０よりも小さい振幅の帰還信号Ｓ１２０を受ける。このため、オフセット補正信号生成部１５０Ｃは、オフセット補正信号生成部１５０よりも低電圧の電源電圧で動作することができ、オフセット補正状態における消費電力の低減とともに、回路面積の低減を図ることができる。
【００７３】
（実施の形態のまとめ）
なお、上述した説明では、入力選択部１０および積分部１１０は、入出力ともシングルエンド構成とした。しかしながら、入力選択部１０の少なくとも出力、および積分部１１０の入出力が、差動構成であってもよい。この場合、反転部１３２の入出力は短絡され（すなわち、反転部１３２は省略することができ）、信号減衰部１２０の出力は差動構成となる。また、積分部１１から負荷駆動部１３０までの経路、および信号減衰部１２０から積分部１１０までの経路は、２系統となる。
【００７４】
なお、負荷駆動部１３０の出力は、差動構成としたが、シングルエンド構成であってもよい。この場合、反転部１３２、比較器１３４、駆動部１３６、スイッチ１６４、スイッチ１６７、および増幅器１６２は省略され、各経路Ｒ１、Ｒ２、および経路選択部１６０から信号減衰部１２０までの経路は１系統となり、信号減衰部１２０の入力はシングルエンド構成となる。さらに、各オフセット補正信号生成部１５０、１５０Ａ、１５０Ｂは、オフセット補正信号生成部１５０Ｃと同様な構成となる。比較器１５５Ｃは、帰還信号Ｓ１５９を、電圧ノードＮ４Ｃにおける所定の比較電圧Ｓ４Ｃと比較し、比較結果信号Ｓ１５５Ｃを生成する。判断部１５１Ｃは、比較結果信号Ｓ１５５Ｃに基づいて、帰還信号Ｓ１５９のオフセット量が小さくなるようにオフセット補正信号Ｓ１５０Ｃを生成する。
【００７５】
なお、信号減衰部１２０は、経路選択部１６０の出力端子から積分部１１０の帰還入力端子に至る経路に挿入されたが、経路Ｒ１内に挿入されてもよい。この場合、経路Ｒ２、および信号減衰部１２０から経路選択部１６０を経由して積分部１１０に至る経路は１系統となり、経路選択部１６０の入出力はシングルエンド構成となる。経路選択部１６０は増幅器１６１を含み、増幅器１６２は省略することができる。増幅器１６１は、積分信号Ｓ１１０を増幅しても減衰させてもよい。その結果、帰還信号Ｓ１５９、Ｓ１６０は小振幅信号となるため、負荷駆動装置の電源電圧は、駆動部１３５、１３６および信号減衰部１２０に対して高く設定される一方、増幅器１６１、１６２および差信号生成部１５２を含むその他の回路に対しては相対的に低く設定されてもよい。これにより、さらなる低消費電力を達成することができる。
【００７６】
以上のように、本発明の負荷駆動装置によれば、経路Ｒ１または経路Ｒ２を選択する経路選択部１６０を設けることにより、常に経路選択部１６０、信号減衰部１２０、および積分部１１０を経由する閉ループを構成することができる。具体的には、経路選択部１６０は、負荷２０を駆動している状態を表す負荷駆動状態に制御される場合、経路Ｒ１を選択し、帰還信号Ｓ１５９、Ｓ１６０のオフセット量を補正している状態を表すオフセット補正状態に制御される場合、経路Ｒ２を選択する。本発明の負荷駆動装置は、負荷駆動状態およびオフセット補正状態のいずれにおいても、経路選択部１６０から、信号減衰部１２０を経由して積分部１１０に至る負帰還経路を有する。その結果、積分部１１０は、負荷駆動状態からオフセット補正状態への切り替え時点で、構成を変更せずに連続して動作することができる。このため、積分容量１１１を初期化する構成、およびオフセット補正のための外部入力端子を省略することができる。これにより、精度の高いオフセット補正動作が可能となり、オフセット量を充分に低減することができる。
【００７７】
以上、実施の形態におけるこれまでの説明は、すべて本発明を具体化した一例であって、本発明はこれらの例に限定されず、本発明の技術を用いて当業者が容易に構成可能な種々の例に展開可能である。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
本発明は、負荷駆動装置に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明の実施の形態１における負荷駆動装置のブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態２における負荷駆動装置のブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態３における負荷駆動装置のブロック図である。
【図４】本発明の実施の形態４における負荷駆動装置のブロック図である。
【図５】本発明の実施の形態５における負荷駆動装置のブロック図である。
【図６】本発明の実施の形態６における負荷駆動装置のブロック図である。
【図７】本発明の実施の形態７における負荷駆動装置のブロック図である。
【図８】本発明の実施の形態８における負荷駆動装置のブロック図である。
【図９】従来例の負荷駆動装置のブロック図である。
【符号の説明】
【００８０】
１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ、１Ｆ、１Ｇ  負荷駆動装置
１０  入力選択部
２０  負荷
１００、１５３、１５４、１６３、１６４、１６７、１６８  スイッチ
１０１、１１５、１２３、１６１、１６２  増幅器
１１０  積分部
１１１  積分容量
１１２、１１３、１６５、１６６、１２１１、１２１２、１２２１、１２２２  抵抗器
１２０  信号減衰部
１３０  負荷駆動部
１３１  三角波発生部
１３２  反転部
１３３、１３４、１５５、１５５Ａ、１５５Ｂ、１５５Ｃ、１５６  比較器
１３５、１３６  駆動部
１５０  オフセット補正信号生成部
１５１、１５１Ａ、１５１Ｂ、１５１Ｃ  判断部
１５２  差信号生成部
１６０  経路選択部
１７０、１７０Ａ、１７０Ｂ  逆流抑制部
１８０  制御部
Ｒ１、Ｒ２  経路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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