(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号を増幅するデジタルアンプであって、
スイッチング動作を行うことによって当該デジタルアンプに入力された信号を増幅するスイッチング部と、
前記スイッチング部をオンオフ駆動する駆動部と、
当該デジタルアンプへの入力信号の有無を検出する入力信号検出部と、
当該デジタルアンプが無信号入力状態から信号入力状態となり、前記入力信号検出部が当該デジタルアンプへの入力信号を検出すると、前記駆動部の駆動を開始して前記スイッチング部がスイッチング動作を開始するよう制御し、当該デジタルアンプが信号入力状態から無信号入力状態となり、前記入力信号検出部が当該デジタルアンプへの入力信号を検出しないと、前記駆動部の駆動を停止して前記スイッチング部がスイッチング動作を停止するよう制御する第１制御部と、
当該デジタルアンプへの入力信号をパルス変調する変調部と、
前記スイッチング部の出力信号を前記変調部に帰還する帰還部と、
前記入力信号検出部の検出結果に応じて前記帰還部の帰還態様を変更する帰還態様変更部と、
を備えたことを特徴とするデジタルアンプ。
【請求項２】
請求項１に記載のデジタルアンプであって、
前記帰還部の次数は可変であり、
前記帰還態様変更部は、前記入力信号検出部が当該デジタルアンプへの入力信号を検出した直後から所定時間の間、前記帰還部の次数を１次に下げるよう制御することを特徴とするデジタルアンプ。
【請求項３】
請求項１に記載のデジタルアンプであって、
前記変調部は、前記入力信号に対して並列に設けられた複数種類の変調部であって、前記帰還部からの帰還信号に応じて当該デジタルアンプへの入力信号をパルス変調する第１変調部と、前記帰還部からの帰還信号は用いずに当該デジタルアンプへの入力信号をパルス変調する第２変調部と、を含み、
前記帰還態様変更部は、前記複数種類の変調部の出力信号の少なくとも一つを前記駆動部に出力する出力切替部と、前記複数種類の変調部の出力信号の少なくとも一つを出力するよう前記出力切替部を制御する第４制御部と、を含み、
前記第４制御部は、前記入力信号検出部が当該デジタルアンプへの入力信号を検出した直後から所定時間の間は前記第２変調部の出力信号を出力し、その後前記第１変調部の出力信号を出力するよう前記出力切替部を制御することを特徴とするデジタルアンプ。
【請求項４】
請求項１に記載のデジタルアンプであって、
前記変調部は、前記入力信号に対して並列に設けられた複数種類の変調部であって、前記帰還部からの帰還信号に応じて当該デジタルアンプへの入力信号をパルス変調する高次数の変調部と、前記帰還部からの帰還信号に応じて当該デジタルアンプへの入力信号をパルス変調する低次数の変調部と、を含み、
前記帰還態様変更部は、前記複数種類の変調部の出力信号の少なくとも一つを前記駆動部に出力する出力切替部と、前記複数種類の変調部の出力信号の少なくとも一つを出力するよう前記出力切替部を制御する第４制御部と、を含み、
前記第４制御部は、前記入力信号検出部が当該デジタルアンプへの入力信号を検出した直後から所定時間の間は前記低次数の変調部の出力信号を出力し、その後前記高次数の変調部の出力信号を出力するよう前記出力切替部を制御することを特徴とするデジタルアンプ。
【請求項５】
信号を増幅するデジタルアンプであって、
スイッチング動作を行うことによって当該デジタルアンプに入力された信号を増幅するスイッチング部と、
前記スイッチング部をオンオフ駆動する駆動部と、
当該デジタルアンプへの入力信号の有無を検出する入力信号検出部と、
当該デジタルアンプが無信号入力状態から信号入力状態となり、前記入力信号検出部が当該デジタルアンプへの入力信号を検出すると、前記駆動部の駆動を開始して前記スイッチング部がスイッチング動作を開始するよう制御し、当該デジタルアンプが信号入力状態から無信号入力状態となり、前記入力信号検出部が当該デジタルアンプへの入力信号を検出しないと、前記駆動部の駆動を停止して前記スイッチング部がスイッチング動作を停止するよう制御する第１制御部と、
当該デジタルアンプへの入力信号を前記スイッチング動作が開始するまでの所定時間遅らせて前記スイッチング部に伝送する遅延部と、を備え、
前記スイッチング部は、前記遅延部を介して送られた当該デジタルアンプへの入力信号を増幅することを特徴とするデジタルアンプ。
【請求項６】
請求項５に記載のデジタルアンプであって、
前記スイッチング部から出力された増幅信号が当該デジタルアンプから出力される経路を開閉するスイッチ部を備え、
前記第１制御部は、
当該デジタルアンプが無信号入力状態から信号入力状態となり、前記入力信号検出部が当該デジタルアンプへの入力信号を検出すると、前記経路が閉じるよう前記スイッチ部を制御し、
当該デジタルアンプが信号入力状態から無信号入力状態となり、前記入力信号検出部が当該デジタルアンプへの入力信号を検出しないと、前記経路が開くよう前記スイッチ部を制御することを特徴とするデジタルアンプ。
【請求項７】
請求項５に記載のデジタルアンプであって、
前記スイッチング部から出力された増幅信号が当該デジタルアンプから出力される経路を開閉するスイッチ部と、
当該デジタルアンプへの入力信号に前記遅延部の出力信号を重畳した論理和信号を出力する論理演算部と、を備え、
前記入力信号検出部は、前記論理演算部から出力される前記論理和信号の有無を検出し、
前記第１制御部は、
当該デジタルアンプが無信号入力状態から信号入力状態となり、前記入力信号検出部が前記論理和信号を検出すると、前記駆動部の駆動を開始して前記スイッチング部がスイッチング動作を開始するよう制御し、かつ、前記経路が閉じるよう前記スイッチ部を制御し、
当該デジタルアンプが信号入力状態から無信号入力状態となり、前記入力信号検出部が前記論理和信号を検出しないと、前記駆動部の駆動を停止して前記スイッチング部がスイッチング動作を停止するよう制御し、かつ、前記経路が開くよう前記スイッチ部を制御することを特徴とするデジタルアンプ。
【請求項８】
請求項６又は７に記載のデジタルアンプであって、
前記第１制御部の制御に応じて前記経路が閉じるタイミングは、前記遅延部による信号の遅延時間以内であって、前記第１制御部の制御に応じて前記スイッチング部がスイッチング動作を開始するタイミングよりも後であり、
前記第１制御部の制御に応じて前記経路が開くタイミングは、前記第１制御部の制御に応じて前記スイッチング部がスイッチング動作を停止するタイミングよりも前であることを特徴とするデジタルアンプ。
【請求項９】
請求項５に記載のデジタルアンプであって、
前記スイッチング動作は、前記スイッチング部が有する直列接続された２つのスイッチング素子を交互にオンオフする動作であって、
当該デジタルアンプは、前記スイッチング部がスイッチング動作を行う際に前記２つのスイッチング素子の両方がオフ状態となるように前記駆動部を制御するデッドタイム制御部と、
前記デッドタイム制御部による前記２つのスイッチング素子の両方がオフ状態になる時間を設定するデッドタイム設定部と、を備え、
当該デジタルアンプが無信号入力状態から信号入力状態となり、前記入力信号検出部が当該デジタルアンプへの入力信号を検出すると、前記デッドタイム設定部が、所定時間の間は通常よりも長い、前記２つのスイッチング素子の両方がオフ状態になる時間を設定することを特徴とするデジタルアンプ。
【請求項１０】
信号を増幅するデジタルアンプであって、
スイッチング動作を行うことによって当該デジタルアンプに入力された信号を増幅するスイッチング部と、
前記スイッチング部をオンオフ駆動する駆動部と、
当該デジタルアンプへの入力信号の有無を検出する入力信号検出部と、
当該デジタルアンプが無信号入力状態から信号入力状態となり、前記入力信号検出部が当該デジタルアンプへの入力信号を検出すると、前記駆動部の駆動を開始して前記スイッチング部がスイッチング動作を開始するよう制御し、当該デジタルアンプが信号入力状態から無信号入力状態となり、前記入力信号検出部が当該デジタルアンプへの入力信号を検出しないと、前記駆動部の駆動を停止して前記スイッチング部がスイッチング動作を停止するよう制御する第１制御部と、
当該デジタルアンプへの入力信号を補正する入力信号補正部と、
第２制御部と、を備え、
前記第２制御部は、前記入力信号検出部が当該デジタルアンプへの入力信号を検出した直後から所定時間の間は、前記スイッチング動作が開始される際に発生するポップノイズと同振幅かつ逆位相の信号を当該デジタルアンプへの入力信号に印加するよう前記入力信号補正部を制御することを特徴とするデジタルアンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無信号入力時にスイッチング動作を行わないデジタルアンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
図２９に示すように、特許文献１の図７に示されているスイッチングアンプでは、高インピーダンス負荷又は無負荷時に、ローパスフィルタのカットオフ周波数近傍の高域にレスポンスのピークが発生する。これを抑えるため、図３０に示すように、コンデンサＣＤ及び抵抗ＲＤから成るダンパをローパスフィルタコンデンサＣと並列に設けることが考えられる。
【０００３】
また、スイッチング素子ＦＥＴ１，ＦＥＴ２としてＭＯＳＦＥＴが用いられる場合、当該ＭＯＳＦＥＴの内蔵ダイオード（ボディダイオード）のために、オンからオフへと遷移する逆回復が瞬時に行われない。その結果、スイッチング素子本体がオフでも、キャリア蓄積効果によって内蔵ダイオードに逆電流が流れ、オンしたスイッチング素子からオフしたはずのスイッチング素子に貫流電流が流れてしまう。この貫流電流を防止するため、図３１に示すように、スイッチング素子に直列に逆流阻止用の高速ダイオードＤ３，Ｄ４を設けると共に、スイッチング素子と並列に、逆起電力のバイパス用の高速ダイオードＤ５，Ｄ６を設けることが考えられる。
【０００４】
しかし、上述したダンパには電力ロスが生じ、逆流阻止用の高速ダイオードＤ３，Ｄ４にも電力ロスが生じる。その結果、効率が落ちるという課題があった。当該課題を解決するため、特許文献１の図１に示されているディジタル電力増幅器は、図３２に示す構成を有する。
【０００５】
当該ディジタル電力増幅器では、ローパスフィルタを構成するコイルＬ及びコンデンサＣ間の接続点からアナログアンプＯＰへのフィードバック回路として、コンデンサＣｆ及び抵抗Ｒ２ｆの直列回路が構成されている。当該直列回路をフィードバック回路として適用することにより、制動効果がループゲイン倍に増強され、制動抵抗には高い抵抗が使用できる。例えば、抵抗Ｒ２ｆとして数十ｋΩのものを適用し、コンデンサＣｆとして１００ｐＦのものを適用する。このように、当該直列回路は、図３０に示したダンパ（コンデンサＣＤ及び抵抗ＲＤ）の機能を兼ねている。また、当該直列回路をフィードバック回路として適用することにより、ローパスフィルタのカットオフ周波数近傍の高域の位相を９０度に抑え、ローパスフィルタで最大１８０度遅れる位相を９０度程度に抑え、発振を抑えることができる。この直列回路によれば、図３０の回路と比較して、電力ロスを大幅に削減することができる。
【０００６】
また、当該ディジタル電力増幅器のデジタルアンプブロック１０では、図３３に示すように、正負電源ライン＋Ｂ、−Ｂ間に、スイッチング素子ＳＷ１、コイルＬ１１、コイルＬ１２、スイッチング素子ＳＷ２がこの順序で接続されている。また、スイッチング素子ＳＷ１及びコイルＬ１１間の接続点は、高速ダイオードＤ１２のカソードに接続されており、高速ダイオードＤ１２のアノードは負側の電源ライン−Ｂに接続されている。また、コイルＬ１２及びスイッチング素子ＳＷ２間の接続点は、高速ダイオードＤ１１のアノードに接続されており、高速ダイオードＤ１１のカソードは正側の電源ライン＋Ｂに接続されている。さらに、コイルＬ１１，Ｌ１２間の接続点が、ローパスフィルタコイルＬの一端に接続されている。
【０００７】
図３３に示すように、スイッチング素子ＳＷ１だけがオンしている状態では電源電流Ｉ１１が流れ、ローパスフィルタコイルＬだけでなくコイルＬ１１にもエネルギーが蓄積される。ここで、オン状態のスイッチング素子を切り替える際のデッドタイム制御によりスイッチング素子ＳＷ１をオフすると（スイッチング素子ＳＷ２のオフ状態は継続）、ローパスフィルタコイルＬ及びコイルＬ１１の逆起電力により、図３４に示す電流Ｉ１２が流れる。すなわち、コイルＬ１１が、その逆起電力により電流を流そうとし、ローパスフィルタコイルＬの逆起電力による電流を自コイルＬ１１の方に引き込む。このように、コイルＬ１１は、ローパスフィルタコイルＬの逆起電力による電流がスイッチング素子ＳＷ２側に（スイッチング素子ＳＷ２の内蔵ダイオード側に）流れることを阻止している。すなわち、コイルＬ１１は、図２９に示した逆流阻止用のダイオードＤ４と同様な逆流阻止機能を発揮している。
【０００８】
このように、コイルＬ１１は、図２９に示した逆流阻止用のダイオードＤ４と同様な逆流阻止機能を発揮している。上述したように、逆流阻止用のダイオードＤ４には電力ロスが生じるが、コイルＬ１１には電力ロスが生じない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００４−８８５７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記説明した特許文献１に記載のディジタル電力増幅器によれば、信号が入力されているときの回路動作における電力ロスの改善はなされている。しかし、当該ディジタル電力増幅器は、信号が入力されていないため負荷（スピーカ）を駆動する必要がないときにもスイッチング動作を行っている。すなわち、無信号入力時には、スイッチング動作による無駄な電力ロスが発生していた。
【００１１】
本発明の目的は、無信号入力時の消費電力を低減可能なデジタルアンプを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明のデジタルアンプは、信号を増幅するデジタルアンプであって、スイッチング動作を行うことによって当該デジタルアンプに入力された信号を増幅するスイッチング部と、前記スイッチング部をオンオフ駆動する駆動部と、当該デジタルアンプへの入力信号の有無を検出する入力信号検出部と、当該デジタルアンプが無信号入力状態から信号入力状態となり、前記入力信号検出部が当該デジタルアンプへの入力信号を検出すると、前記駆動部の駆動を開始して前記スイッチング部がスイッチング動作を開始するよう制御し、当該デジタルアンプが信号入力状態から無信号入力状態となり、前記入力信号検出部が当該デジタルアンプへの入力信号を検出しないと、前記駆動部の駆動を停止して前記スイッチング部がスイッチング動作を停止するよう制御する第１制御部と、当該デジタルアンプへの入力信号をパルス変調する変調部と、前記スイッチング部の出力信号を前記変調部に帰還する帰還部と、前記入力信号検出部の検出結果に応じて前記帰還部の帰還態様を変更する帰還態様変更部と、を備えた構成を有している。
この構成により、スイッチング動作開始直後における信号の再現性の低下を補償できる。
【００１３】
当該デジタルアンプは、前記帰還部の次数は可変であり、前記帰還態様変更部は、前記入力信号検出部が当該デジタルアンプへの入力信号を検出した直後から所定時間の間、前記帰還部の次数を１次に下げるよう制御する構成を有している。
【００１４】
この構成により、スイッチング動作開始直後における信号の再現性の低下を回避できる。
【００１５】
当該デジタルアンプは、前記変調部は、前記入力信号に対して並列に設けられた複数種類の変調部であって、前記帰還部からの帰還信号に応じて当該デジタルアンプへの入力信号をパルス変調する第１変調部と、前記帰還部からの帰還信号は用いずに当該デジタルアンプへの入力信号をパルス変調する第２変調部と、を含み、前記帰還態様変更部は、前記複数種類の変調部の出力信号の少なくとも一つを前記駆動部に出力する出力切替部と、前記複数種類の変調部の出力信号の少なくとも一つを出力するよう前記出力切替部を制御する第４制御部と、を含み、前記第４制御部は、前記入力信号検出部が当該デジタルアンプへの入力信号を検出した直後から所定時間の間は前記第２変調部の出力信号を出力し、その後前記第１変調部の出力信号を出力するよう前記出力切替部を制御する構成を有している。
【００１６】
この構成により、スイッチング動作開始直後における信号の再現性の低下を補償できる。
【００１７】
当該デジタルアンプは、前記変調部は、前記入力信号に対して並列に設けられた複数種類の変調部であって、前記帰還部からの帰還信号に応じて当該デジタルアンプへの入力信号をパルス変調する高次数の変調部と、前記帰還部からの帰還信号に応じて当該デジタルアンプへの入力信号をパルス変調する低次数の変調部と、を含み、前記帰還態様変更部は、前記複数種類の変調部の出力信号の少なくとも一つを前記駆動部に出力する出力切替部と、前記複数種類の変調部の出力信号の少なくとも一つを出力するよう前記出力切替部を制御する第４制御部と、を含み、前記第４制御部は、前記入力信号検出部が当該デジタルアンプへの入力信号を検出した直後から所定時間の間は前記低次数の変調部の出力信号を出力し、その後前記高次数の変調部の出力信号を出力するよう前記出力切替部を制御する構成を有している。
【００１８】
この構成により、スイッチング動作開始直後における信号の再現性の低下を補償できる。
【００１９】
本発明のデジタルアンプは、信号を増幅するデジタルアンプであって、スイッチング動作を行うことによって当該デジタルアンプに入力された信号を増幅するスイッチング部と、前記スイッチング部をオンオフ駆動する駆動部と、当該デジタルアンプへの入力信号の有無を検出する入力信号検出部と、当該デジタルアンプが無信号入力状態から信号入力状態となり、前記入力信号検出部が当該デジタルアンプへの入力信号を検出すると、前記駆動部の駆動を開始して前記スイッチング部がスイッチング動作を開始するよう制御し、当該デジタルアンプが信号入力状態から無信号入力状態となり、前記入力信号検出部が当該デジタルアンプへの入力信号を検出しないと、前記駆動部の駆動を停止して前記スイッチング部がスイッチング動作を停止するよう制御する第１制御部と、当該デジタルアンプへの入力信号を前記スイッチング動作が開始するまでの所定時間遅らせて前記スイッチング部に伝送する遅延部と、を備え、前記スイッチング部は、前記遅延部を介して送られた当該デジタルアンプへの入力信号を増幅する構成を有している。
この構成により、無信号入力時の消費電力を低減できる。また、この構成により、スイッチング部がスイッチング動作を開始した際に、音欠けが発生しない。
【００２０】
当該デジタルアンプは、前記スイッチング部から出力された増幅信号が当該デジタルアンプから出力される経路を開閉するスイッチ部を備え、前記第１制御部は、当該デジタルアンプが無信号入力状態から信号入力状態となり、前記入力信号検出部が当該デジタルアンプへの入力信号を検出すると、前記経路が閉じるよう前記スイッチ部を制御し、当該デジタルアンプが信号入力状態から無信号入力状態となり、前記入力信号検出部が当該デジタルアンプへの入力信号を検出しないと、前記経路が開くよう前記スイッチ部を制御する構成を有している。
【００２１】
この構成により、ポップノイズの発生しうる時間には経路が開くようスイッチ部が開閉制御されるため、ポップノイズは出力されない。
【００２２】
当該デジタルアンプは、前記スイッチング部から出力された増幅信号が当該デジタルアンプから出力される経路を開閉するスイッチ部と、当該デジタルアンプへの入力信号に前記遅延部の出力信号を重畳した論理和信号を出力する論理演算部と、を備え、前記入力信号検出部は、前記論理演算部から出力される前記論理和信号の有無を検出し、前記第１制御部は、当該デジタルアンプが無信号入力状態から信号入力状態となり、前記入力信号検出部が前記論理和信号を検出すると、前記駆動部の駆動を開始して前記スイッチング部がスイッチング動作を開始するよう制御し、かつ、前記経路が閉じるよう前記スイッチ部を制御し、当該デジタルアンプが信号入力状態から無信号入力状態となり、前記入力信号検出部が前記論理和信号を検出しないと、前記駆動部の駆動を停止して前記スイッチング部がスイッチング動作を停止するよう制御し、かつ、前記経路が開くよう前記スイッチ部を制御する構成を有している。
【００２３】
この構成により、無信号入力状態になったときでも、デジタルアンプへの入力信号が無くなってから少なくとも遅延時間が経過するまではスイッチ部は開状態にはならないため、音切れは生じない。
【００２４】
当該デジタルアンプは、前記第１制御部の制御に応じて前記経路が閉じるタイミングは、前記遅延部による信号の遅延時間以内であって、前記第１制御部の制御に応じて前記スイッチング部がスイッチング動作を開始するタイミングよりも後であり、前記第１制御部の制御に応じて前記経路が開くタイミングは、前記第１制御部の制御に応じて前記スイッチング部がスイッチング動作を停止するタイミングよりも前である構成を有していることが望ましい。
【００２５】
当該デジタルアンプは、前記スイッチング動作は、前記スイッチング部が有する直列接続された２つのスイッチング素子を交互にオンオフする動作であって、当該デジタルアンプは、前記スイッチング部がスイッチング動作を行う際に前記２つのスイッチング素子の両方がオフ状態となるように前記駆動部を制御するデッドタイム制御部と、前記デッドタイム制御部による前記２つのスイッチング素子の両方がオフ状態になる時間を設定するデッドタイム設定部と、を備え、当該デジタルアンプが無信号入力状態から信号入力状態となり、前記入力信号検出部が当該デジタルアンプへの入力信号を検出すると、前記デッドタイム設定部が、所定時間の間は通常よりも長い、前記２つのスイッチング素子の両方がオフ状態になる時間を設定する構成を有している。
【００２６】
この構成により、スイッチング部がスイッチング動作を行う際に発生するポップノイズを低減できる。
【００２７】
また、本発明のデジタルアンプは、信号を増幅するデジタルアンプであって、スイッチング動作を行うことによって当該デジタルアンプに入力された信号を増幅するスイッチング部と、前記スイッチング部をオンオフ駆動する駆動部と、当該デジタルアンプへの入力信号の有無を検出する入力信号検出部と、当該デジタルアンプが無信号入力状態から信号入力状態となり、前記入力信号検出部が当該デジタルアンプへの入力信号を検出すると、前記駆動部の駆動を開始して前記スイッチング部がスイッチング動作を開始するよう制御し、当該デジタルアンプが信号入力状態から無信号入力状態となり、前記入力信号検出部が当該デジタルアンプへの入力信号を検出しないと、前記駆動部の駆動を停止して前記スイッチング部がスイッチング動作を停止するよう制御する第１制御部と、当該デジタルアンプへの入力信号を補正する入力信号補正部と、第２制御部と、を備え、前記第２制御部は、前記入力信号検出部が当該デジタルアンプへの入力信号を検出した直後から所定時間の間は、前記スイッチング動作が開始される際に発生するポップノイズと同振幅かつ逆位相の信号を当該デジタルアンプへの入力信号に印加するよう前記入力信号補正部を制御する構成を有している。
この構成により、スイッチング部がスイッチング動作を行う際に発生するポップノイズを低減できる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明に係るデジタルアンプによれば、無信号入力時の消費電力を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】第１の実施形態のデジタルアンプの出力段の構成を示すブロック図
【図２】第１の実施形態のデジタルアンプにおいてスイッチング動作が開始される際の信号波形を示す図
【図３】第１の実施形態のデジタルアンプにおいてスイッチング動作が停止される際の信号波形を示す図
【図４】第２の実施形態のデジタルアンプの出力段の構成を示すブロック図
【図５】第２の実施形態のデジタルアンプにおいてスイッチング動作が開始される際の信号波形を示す図
【図６】第２の実施形態のデジタルアンプにおいてスイッチング動作が停止される際の信号波形を示す図
【図７】第３の実施形態のデジタルアンプの出力段の構成を示すブロック図
【図８】第３の実施形態のデジタルアンプにおいてスイッチング動作が開始される際の信号波形を示す図
【図９】第３の実施形態のデジタルアンプにおいてスイッチング動作が停止される際の信号波形を示す図
【図１０】第４の実施形態のデジタルアンプの出力段の構成を示すブロック図
【図１１】第４の実施形態のデジタルアンプにおいてスイッチング動作が開始される際の信号波形を示す図
【図１２】第４の実施形態のデジタルアンプにおいてスイッチング動作が停止される際の信号波形を示す図
【図１３】第５の実施形態のデジタルアンプの出力段の構成を示すブロック図
【図１４】第６の実施形態のデジタルアンプの出力段の構成を示すブロック図
【図１５】第７の実施形態のデジタルアンプの出力段の構成を示すブロック図
【図１６】第８の実施形態のデジタルアンプの出力段の構成を示すブロック図
【図１７】第９の実施形態のデジタルアンプの出力段の構成を示すブロック図
【図１８】第１０の実施形態のデジタルアンプの出力段の構成を示すブロック図
【図１９】第１１の実施形態のデジタルアンプの出力段の構成を示すブロック図
【図２０】第１２の実施形態のデジタルアンプの出力段の構成を示すブロック図
【図２１】第１２の実施形態のデジタルアンプにおいてスイッチング動作が開始される際の信号波形を示す図
【図２２】第１３の実施形態のデジタルアンプの出力段の構成を示すブロック図
【図２３】第１３の実施形態のデジタルアンプにおいてスイッチング動作が開始される際の信号波形を示す図
【図２４】第１４の実施形態のデジタルアンプの出力段の構成を示すブロック図
【図２５】第１５の実施形態のデジタルアンプの出力段の構成を示すブロック図
【図２６】デジタルアンプ部のスイッチング部の出力電圧及び出力電流の波形を示す図
【図２７】第１６の実施形態のデジタルアンプの出力段の構成を示すブロック図
【図２８】デジタルアンプ部がスイッチング動作を開始した際の変調部の出力電圧Ｓｄの波形及びスイッチング部の出力電圧Ｓｆの波形を示す図であって、（ａ）は変調部にバイアス電圧が印加されていない場合の波形、（ｂ）は変調部にバイアス電圧が印加されている場合の波形
【図２９】特許文献１の図７に示されているスイッチングアンプの一部を示すブロック図
【図３０】ローパスフィルタの周波数特性の一例を示す説明図
【図３１】スイッチング素子の内蔵ダイオードによる貫通電流の弊害の除去構成を示すブロック図
【図３２】特許文献１の図１に示されているディジタル電力増幅器の全体構成を示すブロック図
【図３３】デジタルアンプブロックの一部を構成するスイッチング部において、一方のスイッチング素子だけがオンしている状態での電源電流経路の説明図
【図３４】オンしていたスイッチング素子をオフした直後のローパスフィルタコイルの逆起電圧による電流経路の説明図
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
【００３１】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態のデジタルアンプの出力段の構成を示すブロック図である。図１に示すように、第１の実施形態のデジタルアンプは、デジタルアンプ部１０１と、入力レベル検出部１０３と、動作制御部１０５とを備える。なお、デジタルアンプ部１０１の後段に設けられた出力端１０７には、スピーカ等の負荷が接続される。
【００３２】
デジタルアンプ部１０１は、入力された信号を増幅する。デジタルアンプ部１０１に入力される信号は、例えばオーディオ信号であって、その形式はアナログでもデジタルでも良い。図１に示すように、デジタルアンプ部１０１は、変調部１１１と、デッドタイム制御部（ＤＴ制御部）１１３と、発振制御部１１５と、駆動部１１７と、スイッチング部１１９と、ＬＰＦ（Low Pass Filter）１２１と、ＮＦＢ（Negative FeedBack）１２３とを有する。
【００３３】
以下、デジタルアンプ部１０１の各構成要素について説明する。変調部１１１は、例えばＰＷＭ（Pulse Width Modulation）回路であって、デジタルアンプ部１０１に入力された信号をデジタルパルス信号に変換する。変調部１１１は、ＮＦＢ１２３からの帰還信号に応じて補正したデジタルパルス信号を出力する。
【００３４】
スイッチング部１１９は、上下２段に直列接続されたスイッチング素子１３１ａ，１３１ｂを有し、スイッチングによる信号の増幅を行う。スイッチング素子１３１ａ，１３１ｂは、パワートランジスタ、ＭＯＳＦＥＴ又はＩＧＢＴである。駆動部１１７は、上下２段に構成されたドライバ１３３ａ，１３３ｂを有する。ドライバ１３３ａはスイッチング素子１３１ａをスイッチング駆動し、ドライバ１３３ｂはスイッチング素子１３１ｂをスイッチング駆動する。
【００３５】
駆動部１１７の各ドライバは、スイッチング素子１３１ａ，１３１ｂが理想的には互いが逆論理で動作するよう各スイッチング素子を駆動する。しかし、実際のトランジスタ素子のオンオフ状態が切り替わる際には、ターンオン時間又はターンオフ時間が存在する。このため、スイッチング素子１３１ａ，１３１ｂの両方がオン状態となる上下短絡が発生してしまう。この状態を防ぐためには、いずれか一方のスイッチング素子がオフ状態からオン状態に切り替わるタイミングで、双方のスイッチング素子がオフ状態となる時間、すなわち「デッドタイム」を設定すれば良い。
【００３６】
デッドタイム制御部（ＤＴ制御部）１１３は、スイッチング部１１９がスイッチングを行う際にデッドタイムを設けるよう、駆動部１１７を制御する。なお、デッドタイムが長いとスイッチング素子１３３ａ，１３３ｂにそれぞれ入力される信号のデューティ比は小さくなるため、別途デューティ比調整回路を設ける必要はない。発振制御部１１５は、発振の開始及び停止を選択できる。具体的には、デットタイム制御部１１３から印加されるデジタルパルス信号をドライバへ伝達させるか伝達させないかを選択する。発振制御部１１５は、動作制御部１０５の出力信号の電位に応じて発振動作し、前記経路の開閉を行う。
【００３７】
ＬＰＦ１２１は、ＬＣ回路で構成された復調手段である。ＬＰＦ１２１が中高周波帯域をフィルタリングすることにより、スイッチング部１１９によって増幅されたデジタルパルス信号が復調される。復調された信号は出力端１０７から出力される。ＮＦＢ１２３は、負帰還増幅回路であり、スイッチング部１１９の出力信号を変調部１１１に帰還する。
【００３８】
入力レベル検出部１０３は、入力信号のレベルを検出することによって入力信号の有無を検出する。入力レベル検出部１０３は、入力信号を両波整流した信号を出力する。なお、上述したように、入力信号は例えばオーディオ信号であって、その形式はアナログでもデジタルでも良い。また、入力レベル検出部１０３は、両波整流の代わりに、片波整流、ＡＣ−ＤＣ変換、サンプルホールド又はＡＣレベル検出等を行っても良い。
【００３９】
動作制御部１０５は、入力レベル検出部１０３から入力された信号に応じて、デジタルアンプ部１０１の発振制御部１１５による発振動作を制御する。当該制御によって、スイッチング部１１９が行うスイッチング動作の開始又は停止が制御される。なお、実際にスイッチング動作が開始又は停止される入力信号のレベルは、本実施形態のデジタルアンプの残留ノイズ以上であり、−６０ｄＢｍ〜−４０ｄＢｍ程度である。
【００４０】
図２は、第１の実施形態のデジタルアンプにおいてスイッチング動作が開始される際の信号波形を示す図である。また、図３は、第１の実施形態のデジタルアンプにおいてスイッチング動作が停止される際の信号波形を示す図である。図２及び図３に示される信号Ｓａは、当該デジタルアンプの入力信号である。信号Ｓｃは、入力レベル検出部１０３の出力信号であって、入力信号Ｓａを両波整流した信号である。電位Ｖｏｃは、動作制御部１０５の出力信号の電位であって、信号Ｓｃを平滑化した信号である。信号Ｓｆは、デジタルアンプ部１０１のスイッチング部１１９が行うスイッチング動作を示す信号である。信号Ｓｇは、入力信号Ｓａを増幅した信号であって、当該デジタルアンプの出力信号である。信号Ｓｇは、出力端１０７から出力される。
【００４１】
図２に示すように、入力信号Ｓａが略０Ｖ電位の状態、すなわち、入力信号Ｓａが無い状態（無信号入力状態）から、何らかのレベルを有する状態、すなわち、入力信号Ｓａが有る状態（信号入力状態）に変わると、動作制御部１０５の出力信号の電位Ｖｏｃが上がる。電位Ｖｃｏが上がることによって、発振制御部１１５が、デットタイム制御部１１３から印加されるデジタルパルス信号を駆動部１１７に伝達する。なお、発振制御部１１５はフォトカプラと電子スイッチを内蔵する。発振制御部１１５は、フォトカプラの入力に流れ込む電流をトランジスタなどの電子スイッチで開閉する構成を有し、電子スイッチを閉じて電流を流れ込ませることでデジタルパルス信号の伝達を行う。このため、駆動部１１７は、入力信号Ｓａに応じたスイッチング部１１９の駆動制御を開始する。このようにしてスイッチング動作が開始され、出力端１０７から信号Ｓｇが出力される。但し、出力端１０７からは、スイッチング動作が開始されるまでの信号Ｓａに該当する信号が出力されない。すなわち、図２に一点鎖線で示される「音欠け」が生じる。さらに、スイッチング動作が開始されるときにはＬＰＦ１２１の共振現象によるポップノイズ（Pop Noise）が生じる。
【００４２】
図３に示すように、入力信号Ｓａが何らかのレベルを有する状態（信号入力状態）から略０Ｖ電位の状態（無信号入力状態）に変わると、動作制御部１０５の出力信号の電位Ｖｏｃが下がる。電位Ｖｃｏが下がることによって発振制御部１１５の発振動作が停止する（Drv. OFF）と、入力信号Ｓａが駆動部１１７に入力される経路が開く。このため、駆動部１１７は、スイッチング部１１９の駆動制御を停止する。このようにしてスイッチング動作が停止される。
【００４３】
但し、スイッチング動作が停止されるタイミングは、入力信号Ｓａとの相関はなく、スイッチング部１１９から出力される信号Ｓｆのどの位置か分かららない。場合によっては、信号Ｓｆの正負の変化分の面積が一致しないため、ＬＰＦ１２１にてポップノイズ成分が生成され、スピーカから不要なポップノイズが出力されてしまう。
【００４４】
以上説明したように、本実施形態によれば、デジタルアンプに入力される信号Ｓａの有無に応じて、デジタルアンプ部１０１におけるスイッチング動作が開始又は停止される。すなわち、信号入力状態ではスイッチング動作が行われ、無信号入力状態ではスイッチング動作は行われない。したがって、無信号入力時のデジタルアンプ部１０１での消費電力を低減できる。
【００４５】
（第２の実施形態）
図４は、第２の実施形態のデジタルアンプの出力段の構成を示すブロック図である。図４に示すように、第２の実施形態のデジタルアンプは、第１の実施形態のデジタルアンプの構成要素に加え、デジタルアンプ部１０１の前段に遅延部２１１をさらに備える。この点以外は第１の実施形態と同様であり、図４において、図１と共通する構成要素には同じ参照符号が付されている。
【００４６】
遅延部２１１は、デジタルアンプに入力された信号を後段の構成要素に伝送する際に、当該信号の伝送を所定時間遅らせる。したがって、デジタルアンプに入力された信号は、この時間だけ遅れてデジタルアンプ部１０１に入力される。なお、遅延部２１１に設定される遅延時間は任意に設定可能である。また、入力レベル検出部１０３に入力される信号は、第１の実施形態と同様、入力信号Ｓａである。
【００４７】
図５は、第２の実施形態のデジタルアンプにおいてスイッチング動作が開始される際の信号波形を示す図である。また、図６は、第２の実施形態のデジタルアンプにおいてスイッチング動作が停止される際の信号波形を示す図である。図５及び図６に示される信号Ｓａは、当該デジタルアンプの入力信号である。信号Ｓｂは、遅延部２１１の出力信号（遅延信号）であり、デジタルアンプ部１０１に入力される。図５及び図６に示す例では、入力信号Ｓａと遅延信号Ｓｂの間には時間軸上、遅延時間ｔｄ［ｍ秒］の差がある。信号Ｓｃは、入力レベル検出部１０３の出力信号であって、入力信号Ｓａを両波整流した信号である。電位Ｖｏｃは、動作制御部１０５の出力信号の電位であって、信号Ｓｃを平滑化した信号である。信号Ｓｆは、デジタルアンプ部１０１のスイッチング部１１９が行うスイッチング動作を示す信号である。信号Ｓｇは、信号Ｓｂを増幅した信号であって、当該デジタルアンプの出力信号である。信号Ｓｇは、出力端１０７から出力される。
【００４８】
図５に示すように、入力信号Ｓａが無い状態（無信号入力状態）から有る状態（信号入力状態）に変わると、動作制御部１０５の出力信号の電位Ｖｏｃが上がる。電位Ｖｃｏが上がることによって発振制御部１１５が発振する（Drv. ON）と、遅延信号Ｓｂが駆動部１１７に入力される経路が閉じる。このため、駆動部１１７は、遅延信号Ｓｂに応じたスイッチング部１１９の駆動制御を開始する。このようにしてスイッチング動作が開始され、出力端１０７から信号Ｓｇが出力される。但し、図５に示されているように、スイッチング動作が開始されるときにはポップノイズが生じる。
【００４９】
図６に示すように、入力信号Ｓａが有る状態（信号入力状態）から無い状態（無信号入力状態）に変わると、動作制御部１０５の出力信号の電位Ｖｏｃが下がる。電位Ｖｃｏが下がることによって発振制御部１１５の発振動作が停止する（Drv. OFF）と、遅延信号Ｓｂが駆動部１１７に入力される経路が開く。このため、駆動部１１７は、スイッチング部１１９の駆動制御を停止する。このようにしてスイッチング動作が停止される。但し、図６に示すように、デッドタイム以外のタイミングでスイッチング動作が停止されたときにはポップノイズが発生し、出力端１０７から出力される。また、本実施形態では、出力端１０７から信号Ｓｇが出力中にスイッチング動作が停止するため、図６に一点鎖線で示される「音切れ」が生じる。
【００５０】
以上説明したように、本実施形態によれば、デジタルアンプに入力される信号Ｓａの有無に応じて、デジタルアンプ部１０１におけるスイッチング動作が開始又は停止されるため、無信号入力時のデジタルアンプ部１０１での消費電力を低減できる。さらに、デジタルアンプ部１０１に入力される信号Ｓｂは遅延されているため、デジタルアンプ部１０１がスイッチング動作を開始した際に、音欠けが発生しない。
【００５１】
（第３の実施形態）
図７は、第３の実施形態のデジタルアンプの出力段の構成を示すブロック図である。図７に示すように、第３の実施形態のデジタルアンプは、第２の実施形態のデジタルアンプの構成要素に加え、デジタルアンプ部１０１の後段にスイッチ３１１をさらに備える。また、本実施形態の動作制御部３０５は、さらにスイッチ３１１をオンオフ制御する点が、第２の実施形態の動作制御部１０５とは異なる。これらの点以外は第２の実施形態と同様であり、図７において、図４と共通する構成要素には同じ参照符号が付されている。
【００５２】
スイッチ３１１は、デジタルアンプ部１０１の出力信号が出力端１０７から出力される経路上に設けられたリレーであり、前記経路を開閉する。スイッチ３１１は、機械式リレー又はフォトＭＯＳリレー等の電子リレーであり、動作制御部３０５によって制御される。本実施形態の動作制御部３０５は、入力レベル検出部１０３から出力された信号に応じて、発振制御部１１５の発振動作を制御するだけでなく、スイッチ３１１の開閉も制御する。なお、動作制御部３０５は、発振制御部１１５に出力する信号の電位の立ち上がり時及び立ち下がり時の各時定数、及びスイッチ３１１に出力する信号の電位の立ち上がり時及び立ち下がり時の各時定数を設定する時定数回路を含む。
【００５３】
本実施形態では、動作制御部３０５からスイッチ３１１に出力される信号の電位の立ち上がり時の時定数は、動作制御部３０５から発振制御部１１５に出力される信号の電位の立ち上がり時の時定数よりも大きい。したがって、デジタルアンプに信号が入力された際の、動作制御部３０５の制御によるスイッチ３１１が開状態から閉状態となるタイミングは、動作制御部３０５の制御によるデジタルアンプ部１０１におけるスイッチング動作の開始タイミングよりも後である。但し、スイッチ３１１が閉状態となるタイミングは、遅延時間ｔｄ未満である。
【００５４】
また、動作制御部３０５からスイッチ３１１に出力される信号の電位の立ち下がり時の時定数は、動作制御部３０５から発振制御部１１５に出力される信号の電位の立ち下がり時の時定数よりも小さい。したがって、デジタルアンプが無信号入力時の、動作制御部３０５の制御によるスイッチ３１１が閉状態から開状態となるタイミングは、動作制御部３０５の制御によるデジタルアンプ部１０１におけるスイッチング動作の停止タイミングよりも前である。
【００５５】
図８は、第３の実施形態のデジタルアンプにおいてスイッチング動作が開始される際の信号波形を示す図である。また、図９は、第３の実施形態のデジタルアンプにおいてスイッチング動作が停止される際の信号波形を示す図である。図８及び図９に示される信号Ｓａは、当該デジタルアンプの入力信号である。信号Ｓｂは、遅延部２１１の出力信号（遅延信号）であり、デジタルアンプ部１０１に入力される。図８及び図９に示す例では、入力信号Ｓａと遅延信号Ｓｂの間には時間軸上、遅延時間ｔｄ［ｍ秒］の差がある。信号Ｓｃは、入力レベル検出部１０３の出力信号であって、入力信号Ｓａを両波整流した信号である。電位Ｖｏｃは、動作制御部３０５から出力された発振制御部１１５への信号の電位であって、信号Ｓｃを平滑化した信号である。電位Ｖｒｓは、動作制御部３０５から出力されたスイッチ３１１への信号の電位であり、信号Ｓｃを平滑化した信号である。信号Ｓｆは、デジタルアンプ部１０１のスイッチング部１１９が行うスイッチング動作を示す信号である。信号Ｓｇは、信号Ｓｂを増幅した信号であって、当該デジタルアンプの出力信号である。信号Ｓｇは、出力端１０７から出力される。
【００５６】
図８に示すように、入力信号Ｓａが無い状態（無信号入力状態）から有る状態（信号入力状態）に変わると、動作制御部３０５から発振制御部１１５への出力信号の電位Ｖｏｃが時定数τ１で上がり、動作制御部３０５からスイッチ３１１への出力信号の電位Ｖｒｓが時定数τ１よりも大きい時定数τ２で上がる。電位Ｖｃｏが上がることによって発振制御部１１５が発振する（Drv. ON）と、遅延信号Ｓｂが駆動部１１７に入力される経路が閉じる。このため、駆動部１１７は、遅延信号Ｓｂに応じたスイッチング部１１９の駆動制御を開始する。このようにしてスイッチング動作が開始される。一方、電位Ｖｒｓが上がることによってスイッチ３１１が開状態から閉状態となる（SW ON）。上述したように、時定数τ２は時定数τ１よりも大きい。このため、スイッチ３１１が閉状態となるタイミングは、図８に示すように、遅延時間ｔｄ以内であるが、スイッチング動作が開始されるタイミングよりも後である。スイッチ３１１が閉状態になると、出力端１０７から信号Ｓｇが出力される。
【００５７】
図９に示すように、入力信号Ｓａが有る状態（信号入力状態）から無い状態（無信号入力状態）に変わると、動作制御部３０５から発振制御部１１５への出力信号の電位Ｖｏｃが時定数τ３で下がり、動作制御部３０５からスイッチ３１１への出力信号の電位Ｖｒｓが時定数τ３よりも小さい時定数τ４で下がる。電位Ｖｒｓが下がることによってスイッチ３１１が閉状態から開状態となる（SW OFF）。一方、電位Ｖｃｏが下がることによって発振制御部１１５の発振動作が停止する（Drv. OFF）と、遅延信号Ｓｂが駆動部１１７に入力される経路が開く。このため、駆動部１１７は、スイッチング部１１９の駆動制御を停止する。このようにしてスイッチング動作が停止される。上述したように、時定数τ４は時定数τ３よりも小さい。このため、スイッチ３１１が開状態となるタイミングは、図９に示すように、スイッチング動作が停止されるタイミングよりも前である。但し、図９に示すように、出力端１０７から信号Ｓｇが出力中にスイッチ３１１が開状態となるため、図９に一点鎖線で示される「音切れ」が生じる。
【００５８】
以上説明したように、本実施形態によれば、デジタルアンプに入力される信号Ｓａの有無に応じて、デジタルアンプ部１０１におけるスイッチング動作が開始又は停止されるため、無信号入力時のデジタルアンプ部１０１での消費電力を低減できる。また、デジタルアンプ部１０１に入力される信号Ｓｂは遅延されているため、デジタルアンプ部１０１がスイッチング動作を開始した際に、音欠けが発生しない。さらに、ポップノイズの発生しうる時間にはスイッチ３１１が開状態であるようスイッチ３１１が開閉制御されるため、出力端１０７からポップノイズは出力されない。
【００５９】
（第４の実施形態）
図１０は、第４の実施形態のデジタルアンプの出力段の構成を示すブロック図である。図１０に示すように、第４の実施形態のデジタルアンプは、第３の実施形態のデジタルアンプの構成要素に加え、入力レベル検出部１０３の前段にＯＲ回路４１１をさらに備える。また、本実施形態の入力レベル検出部４０３は、ＯＲ回路４１１からの出力信号が入力される点が、第３の実施形態の入力レベル検出部１０３とは異なる。これらの点以外は第３の実施形態と同様であり、図１０において、図７と共通する構成要素には同じ参照符号が付されている。
【００６０】
ＯＲ回路４１１には、デジタルアンプに入力された信号Ｓａ及び遅延部２１１の出力信号Ｓｂが入力される。ＯＲ回路４１１は、デジタルアンプに入力された信号Ｓａと遅延部２１１の出力信号Ｓｂの論理和信号を出力する。なお、当該論理和信号は、デジタルアンプに入力された信号Ｓａに遅延部２１１の出力信号Ｓｂを重畳した信号である。入力レベル検出部４０３は、ＯＲ回路４１１から出力された論理和信号に応じて、デジタルアンプ部１０１の発振制御部１１５による発振動作を制御する。
【００６１】
図１１は、第４の実施形態のデジタルアンプにおいてスイッチング動作が開始される際の信号波形を示す図である。また、図１２は、第４の実施形態のデジタルアンプにおいてスイッチング動作が停止される際の信号波形を示す図である。図１１及び図１２に示される信号Ｓａは、当該デジタルアンプの入力信号である。信号Ｓｂは、遅延部２１１の出力信号（遅延信号）であり、デジタルアンプ部１０１に入力される。図１１及び図１２に示す例では、入力信号Ｓａと遅延信号Ｓｂの間には時間軸上、遅延時間ｔｄ［ｍ秒］の差がある。信号Ｓｃは、入力レベル検出部４０３の出力信号であって、入力信号Ｓａを両波整流した信号に遅延信号Ｓｂを両波整流した信号を重畳した信号である。電位Ｖｏｃは、動作制御部１０５から出力された発振制御部１１５への信号の電位であって、信号Ｓｃを平滑化した信号である。電位Ｖｒｓは、動作制御部１０５から出力されたスイッチ３１１への信号の電位であり、信号Ｓｃを平滑化した信号である。信号Ｓｆは、デジタルアンプ部１０１のスイッチング部１１９が行うスイッチング動作を示す信号である。信号Ｓｇは、信号Ｓｂを増幅した信号であって、当該デジタルアンプの出力信号である。信号Ｓｇは、出力端１０７から出力される。
【００６２】
図１１に示すように、入力信号Ｓａが無い状態（無信号入力状態）から有る状態（信号入力状態）に変わると、動作制御部１０５から発振制御部１１５への出力信号の電位Ｖｏｃが時定数τ１で上がり、動作制御部１０５からスイッチ３１１への出力信号の電位Ｖｒｓが時定数τ１よりも大きい時定数τ２で上がる。電位Ｖｃｏが上がることによって発振制御部１１５が発振する（Drv. ON）と、遅延信号Ｓｂが駆動部１１７に入力される経路が閉じる。このため、駆動部１１７は、遅延信号Ｓｂに応じたスイッチング部１１９の駆動制御を開始する。このようにしてスイッチング動作が開始される。一方、電位Ｖｒｓが上がることによってスイッチ３１１が開状態から閉状態となる（SW ON）。上述したように、時定数τ２は時定数τ１よりも大きい。このため、スイッチ３１１が閉状態となるタイミングは、図１１に示すように、遅延時間ｔｄ以内であるが、スイッチング動作が開始されるタイミングよりも後である。スイッチ３１１が閉状態になると、出力端１０７から信号Ｓｇが出力される。
【００６３】
図１２に示すように、入力信号Ｓａが有る状態（信号入力状態）から無い状態（無信号入力状態）に変わると、動作制御部１０５から発振制御部１１５への出力信号の電位Ｖｏｃが下がり、動作制御部１０５からスイッチ３１１への出力信号の電位Ｖｒｓが下がる。さらに、入力信号Ｓａが無くなった状態から遅延時間Ｔｄが経過すると、電位Ｖｏｃが時定数τ３で下がり、電位Ｖｒｓが時定数τ３よりも小さい時定数τ４で下がる。電位Ｖｒｓが所定電圧まで下がることによってスイッチ３１１が閉状態から開状態となる（SW OFF）。一方、電位Ｖｃｏが所定電圧まで下がることによって発振制御部１１５の発振動作が停止する（Drv. OFF）と、遅延信号Ｓｂが駆動部１１７に入力される経路が開く。このため、駆動部１１７は、スイッチング部１１９の駆動制御を停止する。このようにしてスイッチング動作が停止される。上述したように、時定数τ４は時定数τ３よりも小さい。このため、スイッチ３１１が開状態となるタイミングは、図９に示すように、スイッチング動作が停止されるタイミングよりも前である。
【００６４】
以上説明したように、本実施形態によれば、デジタルアンプに入力される信号Ｓａの有無に応じて、デジタルアンプ部１０１におけるスイッチング動作が開始又は停止されるため、無信号入力時のデジタルアンプ部１０１での消費電力を低減できる。また、デジタルアンプ部１０１に入力される信号Ｓｂは遅延されているため、デジタルアンプ部１０１がスイッチング動作を開始した際に、音欠けが発生しない。また、ポップノイズの発生しうる時間にはスイッチ３１１が開状態であるようスイッチ３１１が開閉制御されるため、出力端１０７からポップノイズは出力されない。さらに、無信号入力状態になったときでも、入力信号Ｓａが無くなってから少なくとも遅延時間が経過するまではスイッチ３１１は開状態にはならないため、音切れは生じない。
【００６５】
（第５の実施形態）
図１３は、第５の実施形態のデジタルアンプの出力段の構成を示すブロック図である。図１３に示すように、第５の実施形態のデジタルアンプは、第１の実施形態のデジタルアンプの構成要素に加え、動作シーケンス設定部１２５をさらに備える。なお、動作シーケンス設定部１２５には、入力レベル検出部１０３から出力された信号Ｓｃが入力される。また、本実施形態のデジタルアンプ部１０１は、変調部１１１とＤＴ制御部１１３の間にゲイン補正部５１１をさらに有する。これらの点以外は第１の実施形態と同様であり、図１３において、図１と共通する構成要素には同じ参照符号が付されている。
【００６６】
発振制御部１１５の発振開始直後からスイッチング部１１９の出力がＮＦＢ１２３を介して変調部１１１へ到達するまでの時間は、ＮＦＢ１２３による負帰還がかからないため、デジタルアンプとしての再現性が低下する。再現性の低下とは、具体的には、デジタルアンプに供給する電源電圧の低下等に起因するデジタルアンプの出力信号の歪みである。ゲイン補正部５１１は、再現性の低下を補償するため、デジタルアンプ部１０１のゲインを上げる補正を行う。なお、ゲイン補正部５１１によるゲインの補正量は可変であって、動作シーケンス設定部１２５によって設定可能である。動作シーケンス設定部１２５は、デジタルアンプに信号が入力されると、当該信号入力直後から所定時間の間、ゲイン補正部５１１を駆動する。
【００６７】
本実施形態によれば、デジタルアンプに信号が入力された直後から所定時間の間は、ゲイン補正部５１１がデジタルアンプ部１０１のゲインを補正する。このため、発振制御部１１５の発振開始直後における信号の再現性の低下を補償できる。なお、本実施形態では、ゲイン補正部５１１が変調部１１１の後段側に配置されているが、変調部１１１の前段に配置しても良い。この場合であっても、再現性の低下を補償できる。
【００６８】
（第６の実施形態）
図１４は、第６の実施形態のデジタルアンプの出力段の構成を示すブロック図である。図１４に示すように、第６の実施形態のデジタルアンプは、第５の実施形態のデジタルアンプの構成要素に加え、デジタルアンプ部１０１内に電源電圧検出部６１１をさらに有する。また、本実施形態のゲイン補正部６１３は、電源電圧検出部６１１からの出力信号が入力される点が、第５の実施形態のゲイン補正部５１１とは異なる。これらの点以外は第５の実施形態と同様であり、図１４において、図１３と共通する構成要素には同じ参照符号が付されている。
【００６９】
電源電圧検出部６１１は、電源電圧Ｖｂを検出し、その検出結果を示す信号をゲイン補正部６１３に送る。本実施形態のゲイン補正部６１３は、電源電圧検出部６１１から送られた信号が示す電源電圧Ｖｂに応じて、デジタルアンプ部１０１のゲインを補正する。例えば、電源電圧Ｖｂの実値が規定値よりも低い場合、デジタルアンプ部１０１のゲインは低下する。したがって、ゲイン補正部６１３は、電源電圧Ｖｂの所望値からの低下分に対応した分のゲイン補正を行う。
【００７０】
本実施形態によれば、動作シーケンス設定部１２５によるゲインの補正量の設定に加えて、電源電圧Ｖｂの変化に応じたゲインの補正が可能であるため、第５の実施形態よりも精度の高いゲイン補正が可能である。
【００７１】
（第７の実施形態）
図１５は、第７の実施形態のデジタルアンプの出力段の構成を示すブロック図である。図１５に示すように、第７の実施形態のデジタルアンプは、第１の実施形態のデジタルアンプの構成要素に加え、入力レベル検出部１０３の後段にＮＦＢ量制御部１５１をさらに備える。なお、ＮＦＢ量制御部１５１には、入力レベル検出部１０３から出力された信号Ｓｃが入力される。この点以外は第１の実施形態と同様であり、図１５において、図１と共通する構成要素には同じ参照符号が付されている。
【００７２】
ＮＦＢ量制御部１５１は、ＮＦＢ１２３による変調部１１１への帰還量を制御する。なお、ＮＦＢ１２３の次数は可変であり、デジタルアンプ部１０１に入力される２０ｋＨｚ付近の高周波信号の再現性を担保するために、通常は、減衰特性の良い２次以上のローパスフィルタを形成している。なお、ＮＦＢ１２３の次数が高いほど、ＮＦＢ量は多い。
【００７３】
２次以上のＮＦＢは、ＮＦＢ量が少ない１次のＮＦＢと比較して、入力される信号Ｓｆのスイッチング波形に対する追従速度が遅い。このため、スイッチング１１９がスイッチング動作を開始した直後は、ＮＦＢがかからずデジタルアンプとしての再現性が低い。したがって、ＮＦＢ量制御部１５１は、デジタルアンプに信号が入力されると、当該信号入力直後から所定時間の間はＮＦＢ１２３の次数を１次に下げるようＮＦＢ１２３を制御する。したがって、発振制御部１１５の発振開始直後における信号の再現性の低下を回避できる。
【００７４】
（第８の実施形態）
図１６は、第８の実施形態のデジタルアンプの出力段の構成を示すブロック図である。図１６に示すように、第８の実施形態のデジタルアンプは、第１の実施形態のデジタルアンプの構成要素に加え、動作シーケンス設定部１２７をさらに備える。なお、動作シーケンス設定部１２７には、入力レベル検出部１０３から出力された信号Ｓｃが入力される。また、本実施形態のデジタルアンプ部１０１は、変調部１１１とＤＴ制御部１１３の間に出力切替部７１１をさらに有し、変調部１１１と並列に無帰還変調部７１３を有する。これらの点以外は第１の実施形態と同様であり、図１６において、図１と共通する構成要素には同じ参照符号が付されている。
【００７５】
無帰還変調部７１３は、例えばＰＷＭ（Pulse Width Modulation）回路であって、デジタルアンプ部１０１に入力された信号をデジタルパルス信号に変換する。なお、変調部１１１とは異なり、無帰還変調部７１３にはＮＦＢ１２３からの帰還信号は入力されない。したがって、無帰還変調部７１３は、当該帰還信号に応じた補正を行わない。出力切替部７１１は、ＤＴ制御部１１３に出力する信号として、変調部１１１によって変換されたデジタルパルス信号及び無帰還変調部７１３によって変換されたデジタルパルス信号のいずれかに切り替える。動作シーケンス設定部１２７は、デジタルアンプに信号が入力されると、当該信号入力直後から所定時間の間は出力切替部７１１が無帰還変調部７１３からの信号を出力するよう、出力切替部７１１を制御する。
【００７６】
第１の実施形態にて、変調器１１１を低スリューレイトのオペアンプで構成する場合、スイッチング部１１９から出力されるＰＷＭキャリア（およそ２００ｋＨｚ〜５００ｋＨｚ）を変調部１１１に直接印加すると、このＰＷＭキャリアに対しオペアンプのリニアリティが低下し、再現性が低下する。この場合、ＮＦＢ１２３にローパスフィルタを内蔵させ、ＰＷＭキャリアを減衰させることで、オペアンプのリニアリティの低下を防ぎ、再現性の低下を回避することができる。但し、ＮＦＢ１２３にローパスフィルタを内蔵すると、入力される信号Ｓｆのスイッチング波形に対する追従速度が遅い。このため、スイッチング１１９がスイッチング動作を開始した直後は、ＮＦＢがかからずデジタルアンプに入力された信号の再現性が低下する。
【００７７】
本実施形態によれば、デジタルアンプに信号が入力された直後から所定時間の間は、無帰還変調部７１３からの信号が用いられる。無帰還変調部７１３は、帰還信号を用いた補正を元来行わないため、ＮＦＢ１２３からの帰還信号の有無に影響を受けない。したがって、発振制御部１１５の発振開始直後における信号の再現性の低下を回避できる。
【００７８】
なお、上記説明では、出力切替部７１１は、変調部１１１からの信号及び無帰還変調部７１３からの信号のいずれかに切り替えているが、これら２つの信号の割合を徐々に変えて合成した信号を出力しても良い。
【００７９】
（第９の実施形態）
図１７は、第９の実施形態のデジタルアンプの出力段の構成を示すブロック図である。図１７に示すように、第９の実施形態のデジタルアンプは、第８の実施形態のデジタルアンプの構成要素に加え、デジタルアンプ部１０１内の無帰還変調部７１３と出力切替部７１１の間にゲイン補正部８１１をさらに有する。この点以外は第８の実施形態と同様であり、図１７において、図１６と共通する構成要素には同じ参照符号が付されている。
【００８０】
動作シーケンス設定部１２７は、デジタルアンプに信号が入力されると、当該信号入力直後から所定時間の間、ゲイン補正部８１１を駆動する。ゲイン補正部８１１には、無帰還変調部７１３からのデジタルパルス信号が出力される。ゲイン補正部８１１は、再現性の低下を補償するため、デジタルアンプ部１０１のゲインを補正する。
【００８１】
本実施形態によれば、デジタルアンプに信号が入力された直後から所定時間の間は、無帰還変調部７１３からの信号が用いられ、かつ、ゲイン補正部８１１がデジタルアンプ部１０１のゲインを補正する。このため、無帰還変調部７１３の利用により発振制御部１１５の発振開始直後における信号の再現性の低下を完全に回避できなくても、ゲイン補正部８１１がデジタルアンプ部１０１のゲインを補正する。このため、発振制御部１１５の発振開始直後における信号の再現性の低下をより良く補償できる。
【００８２】
（第１０の実施形態）
図１８は、第１０の実施形態のデジタルアンプの出力段の構成を示すブロック図である。図１８に示すように、第１０の実施形態のデジタルアンプは、第９の実施形態のデジタルアンプの構成要素に加え、デジタルアンプ部１０１内に電源電圧検出部９１１をさらに有する。この点以外は第９の実施形態と同様であり、図１８において、図１７と共通する構成要素には同じ参照符号が付されている。
【００８３】
電源電圧検出部９１１は、電源電圧Ｖｂを検出し、その検出結果を示す信号をゲイン補正部８１１に送る。動作シーケンス設定部１２７は、デジタルアンプに信号が入力されると、当該信号入力直後から所定時間の間、ゲイン補正部８１１を駆動する。本実施形態のゲイン補正部８１１は、電源電圧検出部９１１から送られた信号が示す電源電圧Ｖｂに応じて、デジタルアンプ部１０１のゲインを補正する。例えば、電源電圧Ｖｂの実値が規定値よりも低い場合、デジタルアンプ部１０１のゲインは低下する。したがって、ゲイン補正部８１１は、電源電圧Ｖｂの所望値からの低下分に対応した分のゲイン補正を行う。
【００８４】
本実施形態によれば、電源電圧Ｖｂの変化に応じたゲインの補正が可能である。
【００８５】
（第１１の実施形態）
図１９は、第１１の実施形態のデジタルアンプの出力段の構成を示すブロック図である。図１９に示すように、第１１の実施形態のデジタルアンプは、第１の実施形態のデジタルアンプの構成要素に加え、動作シーケンス設定部１５３をさらに備える。なお、動作シーケンス設定部１５３には、入力レベル検出部１０３から出力された信号Ｓｃが入力される。また、本実施形態のデジタルアンプ部１０１は、変調部１１１の代わりに、２次ΔΣ変調部１６１、１次ΔΣ変調部１６３及び出力切替部１６５を有し、ＮＦＢ１２３の経路は２次ΔΣ変調部１６１及び１次ΔΣ変調部１６３の両方に接続されている。これらの点以外は第１の実施形態と同様であり、図１９において、図１と共通する構成要素には同じ参照符号が付されている。
【００８６】
２次ΔΣ変調部１６１及び１次ΔΣ変調部１６３にはそれぞれ信号Ｓａが入力される。２次ΔΣ変調部１６１及び１次ΔΣ変調部１６３の各出力信号は、出力切替部１６５に入力される。出力切替部１６５は、ＤＴ制御部１１３に出力する信号として、２次ΔΣ変調部１６１からの出力信号及び１次ΔΣ変調部１６３からの出力信号のいずれかに切り替える。
【００８７】
１次ΔΣ変調部１６３及び２次ΔΣ変調部１６１には、ＮＦＢ１２３を介し、スイッチング部１１９の出力信号Ｓｆが印加される。１次ΔΣ変調部１６３は、２次ΔΣ変調部１６１に比べ、信号Ｓｆに対する追従性は良いため、発振制御部１１５の発振開始直後の再現性が良い。再現性の低下とは、デジタルアンプに供給する電源電圧の低下等に起因するオーディオ信号の歪みである。また、２次ΔΣ変調部１６１は、１次ΔΣ変調部１６３に比べ、ＮＦＢ量を多くでき、発振制御部１１５の発振から十分時間が経過するまで再現性が良くない。出力切替部１６５は、発振制御部１１５の発振直後から所定時間の間は１次ΔΣ変調部１６３からの信号を出力し、前記所定時間が経過した以降は２次ΔΣ変調部１６１からの信号を出力する。
【００８８】
本実施形態では、発振制御部１１５の発振開始直後は、再現性が良い１次ΔΣ変調部１６３からの出力信号が用いられ、十分時間が経過した後に２次ΔΣ変調部１６１の出力信号が用いられる。このため、発振制御部１１５の発振開始直後における信号の再現性の低下を回避できる。なお、ΔΣ変調部の次数は、発振開始直後の次数に対して、十分時間が経過した後の次数が高ければ同じ効果が得られる。また、ΔΣ変調部は、Δ変調器などの１ビットデジタルパルス変換器であれば、同じ効果が得られる。
【００８９】
なお、上記説明では、出力切替部１６５は、２次ΔΣ変調部１６１からの信号及び１次ΔΣ変調部１６３からの信号のいずれかに切り替えているが、これら２つの信号の割合を徐々に変えて合成した信号を出力しても良い。
【００９０】
（第１２の実施形態）
図２０は、第１２の実施形態のデジタルアンプの出力段の構成を示すブロック図である。図２０に示すように、第１２の実施形態のデジタルアンプは、第１の実施形態のデジタルアンプの構成要素に加え、動作シーケンス設定部１７１をさらに備える。なお、動作シーケンス設定部１７１は、入力レベル検出部１０３から出力された信号Ｓｃが入力される。この点以外は第１の実施形態と同様であり、図２０において、図１と共通する構成要素には同じ参照符号が付されている。
【００９１】
動作シーケンス設定部１７１は、デジタルアンプ部１０１のスイッチング部１１９がスイッチング動作を開始してから所定時間の間、スイッチング部１１９が通常よりも長いデッドタイムでスイッチング動作を行うようＤＴ制御部１１３を制御する。
【００９２】
図２１は、第１２の実施形態のデジタルアンプにおいてスイッチング動作が開始される際の信号波形を示す図である。図２１に示される信号Ｓａは、当該デジタルアンプの入力信号である。信号Ｓｃは、入力レベル検出部１０３の出力信号であって、入力信号Ｓａを両波整流した信号である。電位Ｖｏｃは、動作制御部１０５の出力信号の電位であって、信号Ｓｃを平滑化した信号である。信号Ｓｆは、デジタルアンプ部１０１のスイッチング部１１９が行うスイッチング動作を示す信号である。信号Ｓｇは、信号Ｓａを増幅した信号であって、当該デジタルアンプの出力信号である。信号Ｓｇは、出力端１０７から出力される。
【００９３】
図２１に示すように、入力信号Ｓａが無い状態（無信号入力状態）から有る状態（信号入力状態）に変わると、動作制御部１０５の出力信号の電位Ｖｏｃが上がる。電位Ｖｃｏが上がることによって発振制御部１１５が発振する（Drv. ON）と、入力信号Ｓａが駆動部１１７に入力される経路が閉じる。経路を閉じるとは、例えば駆動部１１７は、フォトカプラを内蔵し信号伝達を前記フォトカプラで行い、前記フォトカプラの入力に流れ込む電流をトランジスタなどの電子スイッチで開閉する構成になっており、前記電子スイッチを閉じ、信号を伝達することを示す。このため、駆動部１１７は、入力信号Ｓａに応じたスイッチング部１１９の駆動制御を開始する。このとき、動作シーケンス設定部１７１は、スイッチング部１１９がスイッチング動作を開始して所定時間Ｔｌｄ［ｍ秒］の間、通常よりも長いデッドタイムでスイッチング動作を行うようＤＴ制御部１１３を制御する。
【００９４】
なお、デッドタイムを長くするとドライバ１３３ａ，１３３ｂにそれぞれ入力される信号のデューティ比は短くなる。デューティ比が短いと変調部１１１にて変調された信号内の入力信号Ｓａの情報量が少なくなり、ＬＰＦ１２１にて復調した際に出力信号Ｓｇの歪み等が発生するため、信号の再現性が悪化する。したがって、ＤＴ制御部１１３が通常よりも長いデッドタイムで制御を行う所定時間Ｔｌｄは短い方が好ましい。
【００９５】
デッドタイム中に発生したノイズは、出力端１０７から出力されない。本実施形態によれば、発振開始直後にデッドタイムを長く制御することで、スイッチング素子１３３ａ，１３３ｂのオン時間を短くし、ＬＰＦ１２１に流れる平均電流値を抑制し、ＬＰＦ１２１の共振現象から起因するポップノイズを低減できる。例えば、本実施形態の制御を行わないと図２１中に一点鎖線で示すポップノイズが発生するが、本実施形態では、実線で示されるようにポップノイズは小さい。
【００９６】
（第１３の実施形態）
図２２は、第１３の実施形態のデジタルアンプの出力段の構成を示すブロック図である。図２２に示すように、第１３の実施形態のデジタルアンプは、第２の実施形態のデジタルアンプの構成要素に加え、動作シーケンス設定部１７１をさらに備える。なお、動作シーケンス設定部１７１は、入力レベル検出部１０３から出力された信号Ｓｃが入力される。この点以外は第２の実施形態と同様であり、図２２において、図４と共通する構成要素には同じ参照符号が付されている。
【００９７】
動作シーケンス設定部１７１は、デジタルアンプ部１０１のスイッチング部１１９がスイッチング動作を開始してから所定時間の間、スイッチング部１１９が通常よりも長いデッドタイムでスイッチング動作を行うようＤＴ制御部１１３を制御する。
【００９８】
図２３は、第１３の実施形態のデジタルアンプにおいてスイッチング動作が開始される際の信号波形を示す図である。図２３に示される信号Ｓａは、当該デジタルアンプの入力信号である。信号Ｓｂは、遅延部２１１の出力信号（遅延信号）であり、デジタルアンプ部１０１に入力される。図２３に示す例では、入力信号Ｓａと遅延信号Ｓｂの間には時間軸上、遅延時間ｔｄ［ｍ秒］の差がある。信号Ｓｃは、入力レベル検出部１０３の出力信号であって、入力信号Ｓａを両波整流した信号である。電位Ｖｏｃは、動作制御部１０５の出力信号の電位であって、信号Ｓｃを平滑化した信号である。信号Ｓｆは、デジタルアンプ部１０１のスイッチング部１１９が行うスイッチング動作を示す信号である。信号Ｓｇは、遅延信号Ｓｂを増幅した信号であって、当該デジタルアンプの出力信号である。信号Ｓｇは、出力端１０７から出力される。
【００９９】
図２３に示すように、入力信号Ｓａが無い状態（無信号入力状態）から有る状態（信号入力状態）に変わると、動作制御部１０５の出力信号の電位Ｖｏｃが上がる。電位Ｖｃｏが上がることによって発振制御部１１５が発振する（Drv. ON）と、遅延信号Ｓｂが駆動部１１７に入力される経路が閉じる。経路を閉じるとは、例えば駆動部１１７は、フォトカプラを内蔵し信号伝達を前記フォトカプラで行い、前記フォトカプラの入力に流れ込む電流をトランジスタなどの電子スイッチで開閉する構成になっており、前記電子スイッチを閉じ、信号を伝達することを示す。このため、駆動部１１７は、遅延信号Ｓｂに応じたスイッチング部１１９の駆動制御を開始する。このとき、動作シーケンス設定部１７１は、スイッチング部１１９がスイッチング動作を開始して所定時間Ｔｌｄ［ｍ秒］の間、通常よりも長いデッドタイムでスイッチング動作を行うようＤＴ制御部１１３を制御する。
【０１００】
なお、デッドタイムを長くするとドライバ１３３ａ，１３３ｂにそれぞれ入力される信号のデューティ比は短くなる。デューティ比が短いと変調器１１１にて変調された信号内の入力信号Ｓａの情報量が少なくなり、ＬＰＦ１２１にて復調した際に出力信号Ｓｇの歪み等が発生するため、信号の再現性が悪化する。したがって、ＤＴ制御部１１３が通常よりも長いデッドタイムで制御を行う所定時間Ｔｌｄは短い方が好ましい。
【０１０１】
デッドタイム中に発生したノイズは、出力端１０７から出力されない。本実施形態によれば、発振開始直後にデッドタイムを長く制御することで、スイッチング素子１３３ａ，１３３ｂのオン時間を短くし、ＬＰＦ１２１に流れる平均電流値を抑制し、ＬＰＦ１２１の共振現象から起因するポップノイズを低減できる。例えば、本実施形態の制御を行わないと図２３中に一点鎖線で示すポップノイズが発生するが、本実施形態では、実線で示されるようにポップノイズは小さい。
【０１０２】
なお、第１２の実施形態では、図２１に示すように、出力信号Ｓｇに音欠けが発生していた。しかし、本実施形態では、デジタルアンプ部１０１に入力される信号Ｓｂは遅延されているため、デジタルアンプ部１０１がスイッチング動作を開始した際に、音欠けが発生しない。
【０１０３】
（第１４の実施形態）
図２４は、第１４の実施形態のデジタルアンプの出力段の構成を示すブロック図である。図２４に示すように、第１４の実施形態のデジタルアンプは、第１の実施形態のデジタルアンプの構成要素に加え、デジタルアンプ部１０１内の変調部１１１の前段に初期波形加算部１１１１及び初期波形加算部１１１１を制御する動作シーケンス設定部１２５をさらに有する。この点以外は第１の実施形態と同様であり、図２４において、図１と共通する構成要素には同じ参照符号が付されている。
【０１０４】
動作シーケンス設定部１２５は、入力レベル検出回路１０３にて無信号状態から信号入力状態になったことを検出した信号を受けて、初期波形加算部１１１１をポップノイズの抑制に十分な一定期間制御する。初期波形加算部１１１１は、スイッチング動作が開始される際に発生するポップノイズと同振幅かつ逆位相の信号を、デジタルアンプ部１０１に入力された信号に加算する。なお、初期波形加算部１１１１を変調部１１１の後段に設けても良い。この場合、初期波形加算部１１１１は、ポップノイズの変調信号と同振幅かつ逆位相の信号を、変調部１１１から出力されたデジタルパルス信号に加算する。
【０１０５】
本実施形態によれば、デジタルアンプ部１０１がスイッチング動作を開始した際にポップノイズが発生しても、初期波形加算部１１１１によって加算された信号によって増幅前にキャンセルされるため、出力端１０７からポップノイズは出力されない。ポップノイズとは、例えばＬＰＦ１２１の共振現象から起因するポップノイズや後記する変調器１１１の動作基準点とスイッチング部１１９の動作基準点の違いから起因するポップノイズなどである。
【０１０６】
（第１５の実施形態）
図２５は、第１５の実施形態のデジタルアンプの出力段の構成を示すブロック図である。図２５に示すように、第１５の実施形態のデジタルアンプは、第１の実施形態のデジタルアンプの構成要素に加え、停止位置検出部１２１１をさらに備える。また、本実施形態の動作制御部１２０５は、デジタルアンプ部１０１がスイッチング動作を停止するタイミングが第１の実施形態の動作制御部１０５とは異なる。これらの点以外は第１の実施形態と同様であり、図２５において、図１と共通する構成要素には同じ参照符号が付されている。
【０１０７】
デジタルアンプが信号入力状態から無信号入力状態になったとき、図２６に示すように、スイッチング部１１９の出力電圧又は出力電流の値が０になる位置でスイッチング動作を停止しないとポップノイズが発生する。停止位置検出部１２１１は、スイッチング部１１９の出力電圧又は出力電流の値が０になる位置を検出し、その検出結果を示す信号を動作制御部１２０５に送り、発振制御部１１５による発振動作を制御する。これにより、出力電圧又は出力電流の値が０になる位置でスイッチング動作を停止することができる。前記出力電流の検出手段としては、例えば電流経路に低抵抗を入れ電圧に換算し値を検出する。
【０１０８】
なお、出力電圧が０のときは、或いは出力電流が０のときは、出力のＬＰＦ１２１により位置がずれているが、どちらの点も電力換算すると０であり、出力電圧又は出力電流の値が０の位置は、すなわち電力が０の位置と言い換えることもできる。
【０１０９】
本実施形態によれば、デジタルアンプが信号入力状態から無信号入力状態になったとき、スイッチング部１１９の出力電圧又は出力電流の値が０になる位置（電力が０となる位置）でスイッチング動作が停止される。このため、デジタルアンプが無信号入力状態になったときに発生するポップノイズを低減できる。
【０１１０】
（第１６の実施形態）
図２７は、第１６の実施形態のデジタルアンプの出力段の構成を示すブロック図である。図２７に示すように、第１６の実施形態のデジタルアンプは、第１の実施形態のデジタルアンプの構成要素に加え、動作シーケンス設定部１３３をさらに備え、デジタルアンプ部１０１内に出力電圧検出部１３１１及び初期電圧調整部１３１３を有する。これらの点以外は第１の実施形態と同様であり、図２７において、図１と共通する構成要素には同じ参照符号が付されている。
【０１１１】
デジタルアンプを構成する変調部１１１の入力側には、例えば高速オペアンプＩＣなどの積分器（図示せず）が構成されている。当該積分器は、電源電圧が＋５［Ｖ］などの単電源で駆動される。一方、スイッチング部１１９は、電源電圧が±２０［Ｖ］などの両電源で駆動される。本実施形態のデジタルアンプがパワーアンプとしての基本機能を有するためには、入力信号及び出力信号が共に交流である必要がある。したがって、積分器に対しては＋５［Ｖ］の半分の＋２．５［Ｖ］を動作基準点として駆動し、スイッチング部１１９に対しては±２０［Ｖ］の中間値である０［Ｖ］を動作基準点として駆動する。このように、デジタルアンプの入力側における動作基準点と出力側における動作基準点に開きがあるため、ダイナミックレンジを大きく取る必要がある。そのため、駆動部１１７にフォトカプラなどのレベルシフト回路を内蔵し、動作基準点を合わせる構成にする。
【０１１２】
無信号入力状態のデジタルアンプの出力電圧は、スイッチング部１１９がハイインピーダンスであり、負荷のインピーダンスは４〜８［Ω］であるため、ほぼ０［Ｖ］である。上述したように、変調部１１１の積分器は、当該積分器を構成するオペアンプのマイナス端子のバイアス電圧により、＋２．５［Ｖ］の動作基準点で駆動する。しかし、無信号入力状態の積分器の入力電圧は０［Ｖ］であり、出力電圧は動作基準点である＋２．５［Ｖ］である。すなわち、無信号入力状態の積分器は、積分器を構成するコンデンサに＋２．５［Ｖ］が印加された状態で待機している。
【０１１３】
出力電圧検出部１３１１は、スイッチング部１１９の出力側の電圧を検出し、その検出結果を示す信号を初期電圧調整部１３１３に送る。初期電圧調整部１３１３は、変調部１１１の出力側の電圧が出力電圧検出部１３１１から送られた信号が示す電圧に等しくなるよう調整する。すなわち、初期電圧調整部１３１３は、変調部１１１の積分器に所定のバイアス電圧を印加する。動作シーケンス設定部１３３は、デジタルアンプに信号が入力されると、当該信号入力直後から所定時間の間、初期電圧調整部１３１３を駆動する。
【０１１４】
図２８は、デジタルアンプ部がスイッチング動作を開始した際の変調部の出力電圧Ｓｄの波形及びスイッチング部の出力電圧Ｓｆの波形を示す図であって、（ａ）は変調部にバイアス電圧が印加されていない場合の波形を示し、（ｂ）は変調部にバイアス電圧が印加されている場合の波形を示す。図２８（ａ）に示すように、第１６の実施形態の構成ではない場合、無信号入力状態から信号入力状態になり、スイッチング動作が開始されたとき、変調部１１１の積分器における＋２．５［Ｖ］の電位差分がスイッチング周期に影響して、スイッチング部１１９の出力電圧Ｓｆのデューティ比は５０％にならない。その結果、ポップノイズが発生する。
【０１１５】
一方、初期電圧調整部１３１３によって変調部１１１の積分器に所定のバイアス電圧が印加された状態であれば、無信号入力状態から信号入力状態になり、スイッチング動作が開始されたときであっても、図２８（ｂ）に示すように、スイッチング部１１９の出力電圧Ｓｆのデューティ比は５０％になる。このため、ポップノイズは発生しない。
【０１１６】
本実施形態によれば、デジタルアンプに信号が入力されたとき、変調部１１１の出力側の電圧がスイッチング部１１９の出力側の電圧に一致するよう変調部１１１の積分器にバイアス電圧が印加されるため、デジタルアンプ部１０１がスイッチング動作を開始した際にポップノイズが発生しない。
【０１１７】
なお、上記説明した実施形態のデジタルアンプ部１０１が有するスイッチング部１１９はスイッチング素子を２つ有するが、１つであっても４つであっても良い。なお、駆動部１１７に含まれるドライバの数は、スイッチング部１１９が有するスイッチング素子の数に対応する。
【０１１８】
また、上記第１〜第４の実施形態のいずれかに第５〜第１６の実施形態の少なくとも一つを組み合わせても良い。
【産業上の利用可能性】
【０１１９】
本発明は、無信号入力時にスイッチング動作を行わないデジタルアンプ等として有用である。
【符号の説明】
【０１２０】
１０１  デジタルアンプ部
１０３，４０３  入力レベル検出部（入力信号検出部）
１０５，３０５，１２０５  動作制御部（第１制御部）
１０７  出力端
１１１  変調部（第1変調部）
１１３  デッドタイム制御部（ＤＴ制御部）
１１５  発振制御部
１１７  駆動部
１１９  スイッチング部
１２１  ＬＰＦ
１２３  ＮＦＢ（帰還部）
１２５，１２７，１３３，１５３，１７１  動作シーケンス設定部（第３制御部、第４制御部、デッドタイム設定部、第２制御部、第５制御部）
１３１ａ，１３１ｂ  スイッチング素子
１３３ａ，１３３ｂ  ドライバ
２１１  遅延部
３１１  スイッチ（スイッチ部）
４１１  ＯＲ回路（論理演算部）
５１１，６１３，８１１  ゲイン補正部（第１ゲイン補正部）
６１１，９１１  電源電圧検出部
１５１  ＮＦＢ量制御部（帰還量変更部）
７１１，１６５  出力切替部
１６１  ２次ΔΣ変調部（高次数の変調部）
１６３  １次ΔΣ変調部（低次数の変調部）
７１３  無帰還変調部（第２変調部）
１１１１  初期波形加算部（入力信号補正部）
１２１１  停止位置検出部（信号検出部）
１３１１  出力電圧検出部
１３１３  初期電圧調整部
【図１】
0005388362.tif 000002
【図２】
0005388362.tif 000003
【図３】
0005388362.tif 000004
【図４】
0005388362.tif 000005
【図５】
0005388362.tif 000006
【図６】
0005388362.tif 000007
【図７】
0005388362.tif 000008
【図８】
0005388362.tif 000009
【図９】
0005388362.tif 000010
【図１０】
0005388362.tif 000011
【図１１】
0005388362.tif 000012
【図１２】
0005388362.tif 000013
【図１３】
0005388362.tif 000014
【図１４】
0005388362.tif 000015
【図１５】
0005388362.tif 000016
【図１６】
0005388362.tif 000017
【図１７】
0005388362.tif 000018
【図１８】
0005388362.tif 000019
【図１９】
0005388362.tif 000020
【図２０】
0005388362.tif 000021
【図２１】
0005388362.tif 000022
【図２２】
0005388362.tif 000023
【図２３】
0005388362.tif 000024
【図２４】
0005388362.tif 000025
【図２５】
0005388362.tif 000026
【図２６】
0005388362.tif 000027
【図２７】
0005388362.tif 000028
【図２８】
0005388362.tif 000029
【図２９】
0005388362.tif 000030
【図３０】
0005388362.tif 000031
【図３１】
0005388362.tif 000032
【図３２】
0005388362.tif 000033
【図３３】
0005388362.tif 000034
【図３４】
0005388362.tif 000035