(57)【要約】【課題】  複合ＡＶ機への組み込みに適したデジタルアンプモジュールを提供する。【解決手段】  デジタルアンプ回路を構成するパルス変調器１２０と、ＰＷＭ信号で駆動されるＤ級ドライバ１３０と、音声信号を抽出するローパスフィルタ１４０と、Ｄ級ドライバ１３０への電力供給を行うＤＣＤＣコンバータ１１０とを一つのモジュール内で構成し、このように構成したデジタルアンプモジュール１００をＡＭ／ＦＭラジオ受信部５１０やＣＤ／ＤＶＤプレーヤ５３０とともに、オーディオコンポーネント５００内に配置する。【選択図】  図１
2006050431.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部から入力されたアナログまたはデジタルの音声信号を増幅してアナログ出力するデジタルアンプ回路をモジュール化したデジタルアンプモジュールであって、
前記デジタルアンプ回路の制御部を構成する制御用ＩＣと、
前記デジタルアンプ回路のフィルタ部を構成するインダクタ素子およびコンデンサ素子と、
前記制御用ＩＣと前記インダクタ素子およびコンデンサ素子とが実装される配線基板と、
前記配線基板に設けられた外部電極端子と
を具備することを特徴とするデジタルアンプモジュール。
【請求項２】
前記制御用ＩＣが前記配線基板の表面に実装され、前記インダクタ素子が前記配線基板の裏面に実装されたことを特徴とする請求項１記載のデジタルアンプモジュール。
【請求項３】
外部から入力されたアナログまたはデジタルの音声信号を増幅してアナログ出力するデジタルアンプ回路をモジュール化したデジタルアンプモジュールであって、
前記デジタルアンプ回路の制御部を構成する制御用ＩＣと、
前記デジタルアンプ回路のフィルタ部を構成するインダクタ素子およびコンデンサ素子と、
前記デジタルアンプ回路への電源供給を行うＤＣＤＣコンバータと、
前記制御用ＩＣと、前記インダクタ素子およびコンデンサ素子と、前記ＤＣＤＣコンバータとが実装される配線基板と、
前記配線基板に設けられた外部電極端子と
を具備することを特徴とするデジタルアンプモジュール。
【請求項４】
前記ＤＣＤＣコンバータを構成するスイッチング素子と前記制御用ＩＣとが前記配線基板の表面に実装され、前記インダクタ素子が前記配線基板の裏面に実装されたことを特徴とする請求項３記載のデジタルアンプモジュール。
【請求項５】
外部から入力されたアナログまたはデジタルの音声信号を増幅してアナログ出力するデジタルアンプ回路をモジュール化したデジタルアンプモジュールであって、
前記デジタルアンプ回路の制御部を構成する制御用ＩＣと、
前記制御用ＩＣが実装される配線基板と、
前記配線基板に設けられた外部電極端子とを具備し、
前記制御用ＩＣは、該制御用ＩＣの放熱面を前記配線基板側に向けた状態で、該配線基板上に実装されることを特徴とするデジタルアンプモジュール。
【請求項６】
外部から入力されたアナログまたはデジタルの音声信号を増幅してアナログ出力するデジタルアンプ回路をモジュール化したデジタルアンプモジュールであって、
前記デジタルアンプ回路の制御部を構成する制御用ＩＣと、
前記制御用ＩＣが実装される配線基板と、
前記配線基板に設けられた外部電極端子とを具備し、
前記制御用ＩＣは、該制御用ＩＣの放熱面を前記配線基板と反対側に向けた状態で該配線基板上に実装され、前記放熱面には放熱部材が固定されることを特徴とするデジタルアンプモジュール。
【請求項７】
前記配線基板には貫通孔が設けられ、前記放熱部材は、前記貫通孔を介してネジ止めされることを特徴とする請求項６記載のデジタルアンプモジュール。
【請求項８】
外部から入力されたアナログまたはデジタルの音声信号を増幅してアナログ出力するデジタルアンプ回路をモジュール化したデジタルアンプモジュールであって、
前記デジタルアンプ回路の制御部を構成する制御用ＩＣと、
前記制御用ＩＣが実装される配線基板と、
前記配線基板に設けられた外部電極端子とを具備し、
前記外部電極端子に屈曲部が設けられたことを特徴とするデジタルアンプモジュール。
【請求項９】
外部から入力されたアナログまたはデジタルの音声信号を増幅してアナログ出力するデジタルアンプ回路をモジュール化したデジタルアンプモジュールであって、
前記デジタルアンプ回路を構成するパルス変調器、Ｄ級ドライバおよびローパスフィルタと、
前記デジタルアンプ回路への電源供給を行うＤＣＤＣコンバータと、
前記デジタルアンプ回路と前記ＤＣＤＣコンバータとが構成される配線基板と、
前記配線基板に設けられた外部電極端子と、
前記配線基板上に設けられたグランドパターンとを具備し、
前記グランドパターンは、
前記パルス変調器用のグランドパターンと、前記Ｄ級ドライバおよびローパスフィルタ用のグランドパターンと、前記ＤＣＤＣコンバータ用のグランドパターンとで分離形成されたことを特徴とするデジタルアンプモジュール。
【請求項１０】
外部から入力されたアナログまたはデジタルの音声信号を増幅してアナログ出力するデジタルアンプ回路をモジュール化したデジタルアンプモジュールであって、
前記デジタルアンプ回路を構成するパルス変調器、Ｄ級ドライバおよびローパスフィルタと、
前記デジタルアンプ回路への電源供給を行うＤＣＤＣコンバータと、
前記デジタルアンプ回路と前記ＤＣＤＣコンバータとが構成される配線基板と、
前記配線基板に設けられた外部電極端子とを具備し、
前記パルス変調器が配線基板上に構成される領域と、前記ＤＣＤＣコンバータが配線基板上に構成される領域とが隔離され、
前記パルス変調器が配線基板上に構成される領域と、前記Ｄ級ドライバが配線基板上に構成される領域とが近接し、
前記ＤＣＤＣコンバータが配線基板上に構成される領域と、前記Ｄ級ドライバが配線基板上に構成される領域とが近接したことを特徴とするデジタルアンプモジュール。
【請求項１１】
ラジオ受信回路またはデジタル音声再生回路とデジタルアンプ回路とが同一筐体内に配置された音声処理装置であって、
前記ラジオ受信回路またはデジタル音声再生回路は、第１の配線基板上に直接または間接的に構成され、
前記デジタルアンプ回路は、第２の配線基板上に構成され、
前記第２の配線基板は、前記第１の配線基板に対して垂直に設置されることを特徴とする音声処理装置。
【請求項１２】
前記第２の配線基板は、前記筐体の壁面に近接した状態で垂直設置されることを特徴とする請求項１１記載の音声処理装置。
【請求項１３】
前記デジタルアンプ回路の制御部を構成する制御用ＩＣと、
前記デジタルアンプ回路のフィルタ部を構成するインダクタ素子およびコンデンサ素子とをさらに具備し、
前記制御用ＩＣが前記第２の配線基板の表面に実装され、前記インダクタ素子が前記第２の配線基板の裏面に実装され、
前記第２の配線基板は、その表面側が前記筐体に面した状態で垂直設置されることを特徴とする請求項１１記載の音声処理装置。
【請求項１４】
前記制御用ＩＣは、該制御用ＩＣの放熱面を前記第２の配線基板と反対側に向けた状態で該第２の配線基板上に実装され、前記放熱面には前記筐体が接触した状態で固定されることを特徴とする請求項１３記載の音声処理装置。
【請求項１５】
前記第２の配線基板には貫通孔が設けられ、前記筐体は、前記貫通孔を介してネジ止めされることを特徴とする請求項１４記載の音声処理装置。
【請求項１６】
ラジオ受信回路またはデジタル音声再生回路とデジタルアンプ回路とが同一筐体内に配置された音声処理装置であって、
前記ラジオ受信回路またはデジタル音声再生回路は、第１の配線基板上に直接または間接的に構成され、
前記デジタルアンプ回路は、第２の配線基板上に構成され、
前記第２の配線基板は、外部電極端子を介して前記筐体の壁面に近接した状態で前記第１の配線基板に対して垂直に設置され、
前記外部電極端子には屈曲部が設けられたことを特徴とする音声処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、デジタルアンプの回路ブロックをモジュール化したデジタルアンプモジュールに関し、特に、オーディオコンポーネントへの組み込みに適したデジタルアンプモジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＡＶ機器の多機能化・高集積化が進む中で、複合ＡＶ機のデジタル化が注目されている。この種の複合ＡＶ機としては、ＣＤプレーヤ、ＡＭ／ＦＭラジオチューナー、オーディオアンプ等を同一筐体内で構成したＡＶ用のコンポーネントが知られている。
【０００３】
さらに、最近では、上述したような複合ＡＶ機に組み込まれるオーディオアンプとして、アナログアンプからデジタルアンプへの切替が検討されており、デジタルアンプを用いることで、従来のアナログアンプよりも、小型、低発熱、高音質等が期待できるため、デジタルアンプが複合ＡＶ機のオーディオアンプの主流となりつつある。
【０００４】
ところが、デジタルアンプをラジオチューナーやＣＤプレーヤと同一筐体内に配置すると、デジタルアンプから発生したノイズがラジオチューナーやＣＤプレーヤに影響を与え、音質が劣化するという問題が生じる。
【０００５】
このノイズ問題を解決する一つの手法として、下記特許文献に記載された手法が知られている。
【特許文献１】特開２００３−２５８５６５号公報  この特許文献１には、ＣＤプレーヤの再生時にはデジタルアンプを駆動し、ラジオを受信する際には、デジタルアンプを停止させてアナログアンプを使用する構成やデジタルアンプをシールドケースに入れてシールドする手法が示されている。
【０００６】
しかし、デジタルアンプを停止させる構成では、ラジオに対する影響は低減できたとしても、ＣＤプレーヤに与える影響を低減させることはできず、また、本文献にはどの回路ブロックをシールドすれば良いかの示唆がないため、効果的なノイズ対策を行うには多くの課題が残されている。
【０００７】
一方、デジタルアンプ用の制御ＩＣとローパスフィルタの配置を検討した手法として、下記の特許文献が知られている。
【特許文献２】特開２００２−３３００３５号公報  この特許文献２には、同文献の図２に示されたように、Ｄ級アンプを構成するＩＣとローパスフィルタを構成するインダクタおよびキャパシタを同一基板上に近接配置した構造が示されている。
【０００８】
しかし、この文献には、デジタルアンプを構成するパルス変調器等の他の要素や電源回路をどのように配置するかについては言及されていないため、特許文献１と同様に、効果的なノイズ対策に至っては、多くの課題が存在する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで、本発明は、複合ＡＶ機内部への組み込みに適したデジタルアンプモジュールを提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、外部から入力されたアナログまたはデジタルの音声信号を増幅してアナログ出力するデジタルアンプ回路をモジュール化したデジタルアンプモジュールであって、前記デジタルアンプ回路の制御部を構成する制御用ＩＣと、前記デジタルアンプ回路のフィルタ部を構成するインダクタ素子およびコンデンサ素子と、前記制御用ＩＣと前記インダクタ素子およびコンデンサ素子とが実装される配線基板と、前記配線基板に設けられた外部電極端子とを具備することを特徴とする。
【００１１】
ここで、上記のデジタルアンプ回路には、パルス変調回路を設けることが望ましく、このパルス変調回路に入力される音声信号は、アナログ信号であってもデジタル信号であっても良く、アナログ信号が入力される場合は、当該アナログ信号が直接パルス変調回路に入力されて、パルス信号に変換されるか、または、一旦、Ａ／Ｄコンバータを介してデジタル信号に変換された後にパルス変調回路に入力される構成のいずれを用いても良い。
【００１２】
一方、デジタル信号が入力される場合は、当該デジタル信号が直接パルス変調回路に入力されて、パルス信号に変換されるか、または、一旦、Ｄ／Ａコンバータを介して、アナログ信号に変換された後にパルス変調回路に入力される構成のいずれを用いても良い。
【００１３】
尚、パルス変調回路の実施形態としては、アナログ信号入力の場合は、アナログ入力ＰＷＭ変調回路またはアナログ入力ΔΣ回路を使用し、デジタル信号入力の場合は、デジタル入力ＰＷＭ変調回路またはデジタル入力ΔΣ回路を使用すれば良い。
【００１４】
また、本発明に係るデジタルアンプ回路は、スイッチングアンプ、デジタルアンプ、Ｄ級アンプのいずれも含むものとする。
【００１５】
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記制御用ＩＣが前記配線基板の表面に実装され、前記インダクタ素子が前記配線基板の裏面に実装されたことを特徴とする。
【００１６】
また、請求項３記載の発明は、外部から入力されたアナログまたはデジタルの音声信号を増幅してアナログ出力するデジタルアンプ回路をモジュール化したデジタルアンプモジュールであって、前記デジタルアンプ回路の制御部を構成する制御用ＩＣと、前記デジタルアンプ回路のフィルタ部を構成するインダクタ素子およびコンデンサ素子と、前記デジタルアンプ回路への電源供給を行うＤＣＤＣコンバータと、前記制御用ＩＣと、前記インダクタ素子およびコンデンサ素子と、前記ＤＣＤＣコンバータとが実装される配線基板と、前記配線基板に設けられた外部電極端子とを具備することを特徴とする。
【００１７】
また、請求項４記載の発明は、請求項３記載の発明において、前記ＤＣＤＣコンバータを構成するスイッチング素子と前記制御用ＩＣとが前記配線基板の表面に実装され、前記インダクタ素子が前記配線基板の裏面に実装されたことを特徴とする。
【００１８】
また、請求項５記載の発明は、外部から入力されたアナログまたはデジタルの音声信号を増幅してアナログ出力するデジタルアンプ回路をモジュール化したデジタルアンプモジュールであって、前記デジタルアンプ回路の制御部を構成する制御用ＩＣと、前記制御用ＩＣが実装される配線基板と、前記配線基板に設けられた外部電極端子とを具備し、前記制御用ＩＣは、該制御用ＩＣの放熱面を前記配線基板側に向けた状態で、該配線基板上に実装されることを特徴とする。
【００１９】
また、請求項６記載の発明は、外部から入力されたアナログまたはデジタルの音声信号を増幅してアナログ出力するデジタルアンプ回路をモジュール化したデジタルアンプモジュールであって、前記デジタルアンプ回路の制御部を構成する制御用ＩＣと、前記制御用ＩＣが実装される配線基板と、前記配線基板に設けられた外部電極端子とを具備し、前記制御用ＩＣは、該制御用ＩＣの放熱面を前記配線基板と反対側に向けた状態で該配線基板上に実装され、前記放熱面には放熱部材が固定されることを特徴とする。
【００２０】
また、請求項７記載の発明は、請求項６記載の発明において、前記配線基板には貫通孔が設けられ、前記放熱部材は、前記貫通孔を介してネジ止めされることを特徴とする。
【００２１】
また、請求項８記載の発明は、外部から入力されたアナログまたはデジタルの音声信号を増幅してアナログ出力するデジタルアンプ回路をモジュール化したデジタルアンプモジュールであって、前記デジタルアンプ回路の制御部を構成する制御用ＩＣと、前記制御用ＩＣが実装される配線基板と、前記配線基板に設けられた外部電極端子とを具備し、前記外部電極端子に屈曲部が設けられたことを特徴とする。
【００２２】
また、請求項９記載の発明は、外部から入力されたアナログまたはデジタルの音声信号を増幅してアナログ出力するデジタルアンプ回路をモジュール化したデジタルアンプモジュールであって、前記デジタルアンプ回路を構成するパルス変調器、Ｄ級ドライバおよびローパスフィルタと、前記デジタルアンプ回路への電源供給を行うＤＣＤＣコンバータと、前記デジタルアンプ回路と前記ＤＣＤＣコンバータとが構成される配線基板と、前記配線基板に設けられた外部電極端子と、前記配線基板上に設けられたグランドパターンとを具備し、前記グランドパターンは、前記パルス変調器用のグランドパターンと、前記Ｄ級ドライバおよびローパスフィルタ用のグランドパターンと、前記ＤＣＤＣコンバータ用のグランドパターンとで分離形成されたことを特徴とする。
【００２３】
また、請求項１０記載の発明は、外部から入力されたアナログまたはデジタルの音声信号を増幅してアナログ出力するデジタルアンプ回路をモジュール化したデジタルアンプモジュールであって、前記デジタルアンプ回路を構成するパルス変調器、Ｄ級ドライバおよびローパスフィルタと、前記デジタルアンプ回路への電源供給を行うＤＣＤＣコンバータと、前記デジタルアンプ回路と前記ＤＣＤＣコンバータとが構成される配線基板と、前記配線基板に設けられた外部電極端子とを具備し、前記パルス変調器が配線基板上に構成される領域と、前記ＤＣＤＣコンバータが配線基板上に構成される領域とが隔離され、前記パルス変調器が配線基板上に構成される領域と、前記Ｄ級ドライバが配線基板上に構成される領域とが近接し、前記ＤＣＤＣコンバータが配線基板上に構成される領域と、前記Ｄ級ドライバが配線基板上に構成される領域とが近接したことを特徴とする。
【００２４】
また、請求項１１記載の発明は、ラジオ受信回路またはデジタル音声再生回路とデジタルアンプ回路とが同一筐体内に配置された音声処理装置であって、前記ラジオ受信回路またはデジタル音声再生回路は、第１の配線基板上に直接または間接的に構成され、前記デジタルアンプ回路は、第２の配線基板上に構成され、前記第２の配線基板は、前記第１の配線基板に対して垂直に設置されることを特徴とする。
【００２５】
また、請求項１２記載の発明は、請求項１１記載の発明において、前記第２の配線基板は、前記筐体の壁面に近接した状態で垂直設置されることを特徴とする。
【００２６】
また、請求項１３記載の発明は、請求項１１記載の発明において、前記デジタルアンプ回路の制御部を構成する制御用ＩＣと、前記デジタルアンプ回路のフィルタ部を構成するインダクタ素子およびコンデンサ素子とをさらに具備し、前記制御用ＩＣが前記第２の配線基板の表面に実装され、前記インダクタ素子が前記第２の配線基板の裏面に実装され、前記第２の配線基板は、その表面側が前記筐体に面した状態で垂直設置されることを特徴とする。
【００２７】
また、請求項１４記載の発明は、請求項１３記載の発明において、前記制御用ＩＣは、該制御用ＩＣの放熱面を前記第２の配線基板と反対側に向けた状態で該第２の配線基板上に実装され、前記放熱面には前記筐体が接触した状態で固定されることを特徴とする。
【００２８】
また、請求項１５記載の発明は、請求項１４記載の発明において、前記第２の配線基板には貫通孔が設けられ、前記筐体は、前記貫通孔を介してネジ止めされることを特徴とする。
【００２９】
また、請求項１６記載の発明は、ラジオ受信回路またはデジタル音声再生回路とデジタルアンプ回路とが同一筐体内に配置された音声処理装置であって、前記ラジオ受信回路またはデジタル音声再生回路は、第１の配線基板上に直接または間接的に構成され、前記デジタルアンプ回路は、第２の配線基板上に構成され、前記第２の配線基板は、外部電極端子を介して前記筐体の壁面に近接した状態で前記第１の配線基板に対して垂直に設置され、前記外部電極端子には屈曲部が設けられたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００３０】
以上説明したように、本発明によれば、デジタルアンプが発生するノイズの効果的な対策が可能になるため、同一筐体内で他の回路ブロックとともに高集積配置を行うことが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明の実施形態を添付図面を参照して詳細に説明する。尚、本発明は、以下説明する実施形態に限らず適宜変更可能である。
【００３２】
図１は、本発明に係るデジタルアンプモジュールが組み込まれたオーディオコンポーネントの内部構成を示すブロック図である。同図に示すように、このオーディオコンポーネントは、ＡＭ／ＦＭラジオ受信部５１０と、オーディオテープ再生部５２０と、ＣＤ／ＤＶＤプレーヤ５３０と、デジタルアンプ回路を内蔵したデジタルアンプモジュール１００とで構成される。
【００３３】
そして、音声信号をアナログ形式で出力するＡＭ／ＦＭラジオ受信部５１０とオーディオテープ再生部５２０とがスイッチＳＷ１に接続され、このスイッチＳＷ１で選択された信号がＡ／Ｄコンバータ５４０に入力される。
【００３４】
ＡＭ／ＦＭラジオ受信部５１０またはオーディオテープ再生部５２０から出力されたアナログ形式の音声信号は、このＡ／Ｄコンバータ５４０でデジタル信号に変換されて、デジタルアンプモジュール１００内のパルス変調器１２０に入力される。
【００３５】
一方、音声信号をデジタル形式で出力するＣＤ／ＤＶＤプレーヤ５３０と外部からのデジタル信号を入力するためのポートＰ３とがスイッチＳＷ２に接続され、このスイッチＳＷ２で選択された信号がデジタルアンプモジュール１００内のパルス変調器１２０に入力される。
【００３６】
デジタルアンプモジュール１００は、ＤＣＤＣコンバータ１００と、パルス変調器１２０と、Ｄ級ドライバ１３０と、ローパスフィルタ１４０とを内蔵し、ＡＭ／ＦＭラジオ受信部５１０、オーディオテープ再生部、ＣＤ／ＤＶＤプレーヤ５３０または外部ポートＰ３から入力された音声信号を増幅し、ポートＰ２を介して、オーディオコンポーネント５００の外部に設けられたスピーカ６２０にアナログ出力する。
【００３７】
ここで、パルス変調器１２０とＤ級ドライバ１３０とは、ＤＣＤＣコンバータ１１０で生成された電力で駆動され、このＤＣＤＣコンバータは、オーディオコンポーネント５００の外部に設けられたバッテリ６１０からの電力供給を利用して所定の電圧をパルス変調器１２０とＤ級ドライバ１３０に供給する。尚、このバッテリ６１０は、ポートＰ１に接続され、ＡＭ／ＦＭラジオ受信部５１０、オーディオテープ再生部、ＣＤ／ＤＶＤプレーヤ５３０に対しても電力供給を行う。
【００３８】
図２は、ＰＣＭ信号の入力を想定した場合の図１に示すデジタルアンプモジュールの内部構成例を示す回路ブロック図である。同図に示すように、図１のデジタルアンプモジュール１００にＰＣＭ信号が入力される場合には、パルス変調器１２０をＰＣＭ−ＰＷＭ変換器１２２で構成し、このＰＣＭ−ＰＷＭ変換器で外部から入力されたＰＣＭ信号をＰＷＭ信号に変換し、このＰＷＭ信号でＤ級ドライバ１３０を駆動する。
【００３９】
Ｄ級ドライバ１３０は、ハイサイドのスイッチング素子ＦＥＴ１と、ローサイドのスイッチング素子ＦＥＴ２と、該各スイッチング素子をＰＷＭ信号で駆動するドライバアンプＡｍｐ１およびＡｍｐ２とで構成される。
【００４０】
Ｄ級ドライバ１３０から出力された信号は、インダクタＬとコンデンサＣとで構成されたローパスフィルタ１４０を通過することで、アナログ音声信号が抽出され、この音声信号でスピーカ６２０が駆動される。
【００４１】
ここで、ノイズの主な発生源となる箇所を図中に符号Ａ、Ｂ、Ｃで示し、それぞれについて定義すると下記のようになる。
【００４２】
Ａ：パルス変調器１２０とＤ級ドライブ１３０との接続ライン
Ｂ：Ｄ級ドライブ１３０とローパスフィルタ１４０との接続ライン
Ｃ：ＤＣＤＣコンバータ１１０とＤ級ドライブ１３０との接続ライン
そして、上記Ａの箇所では、波形歪の発生やラインノイズの増大が観察され、Ｂの箇所では、波形歪、ラインノイズの増大、電磁波ノイズの放射および飛び込みが観察され、Ｃの箇所では、インピーダンスの増大、ラインノイズの増大、電磁波ノイズの放射および飛び込みが観察される。
【００４３】
よって、これらＡ、Ｂ、Ｃの箇所は、可能な限り短く配線し、必要に応じてノイズ除去フィルタやスナバ回路等を付加することにより性能劣化の改善を図ることが望ましい。このように、本デジタルアンプモジュール１００では、デジタルアンプ回路で発生する主要なノイズ発生源がモジュール内部に取り込めるため、各回路の最適配置や接地環境等の設計が可能であり、効果的なノイズ対策を施した状態でオーディオコンポーネント５００内部に組み込むことができる。
【００４４】
図３は、アナログ信号の入力を想定した場合のデジタルアンプモジュールの内部構成例を示す回路ブロック図である。同図に示すように、アナログ信号入力に対応させる場合は、図１に示したＡ／Ｄコンバータ５４０をデジタルアンプモジュール１００の内部に取り込めば良く、その他は、図２と同様に構成すれば良い。
【００４５】
図４は、ＰＤＭ信号の入力を想定した場合のデジタルアンプモジュールの内部構成例を示す回路ブロック図である。同図に示すように、ＰＤＭ信号入力に対応させる場合は、ＰＤＭ−ＰＷＭ変換器１２４を用いてパルス変調器１２０を構成すれば良い。その他は、図２と同様である。
【００４６】
図５は、ＰＷＭ信号の入力を想定した場合のデジタルアンプモジュールの内部構成例を示す回路ブロック図である。同図に示すように、ＰＷＭ信号入力に対応させる場合は、図１のパルス変調器１２０を省略し、直接Ｄ級ドライバ１３０に入力させる構成とすれば良い。その他は図２と同様である。
【００４７】
図６は、本発明に係るデジタルアンプモジュールが組み込まれたオーディオコンポーネントの構造を示す斜視図である。同図に示すように、オーディオコンポーネント５００の外観は、筐体５０２と、操作パネル５０４と、ボリューム端子５０６とで構成され、本発明に係るデジタルアンプモジュール１００は、筐体５０２の内部に設けられた配線基板５５０に対して垂直方向に実装される。このように垂直方向に実装することで後述する各種の対策が可能になる。
【００４８】
図７は、本発明に係るデジタルアンプモジュールが組み込まれたオーディオコンポーネントの内部構造を示す斜視図である。同図に示すように、配線基板５５０には、デジタルアンプモジュール１００とともに、ＡＭ／ＦＭラジオ受信部５１０、オーディオテープ再生部、ＣＤ／ＤＶＤプレーヤ５３０が実装される。
【００４９】
これらの各構成ユニットは、各ユニットにシールドケースを施した状態で実装しても、直接配線基板５５０上で回路を組んでも良いが、本発明の効果は、外来ノイズの影響を受けやすいＡＭ／ＦＭラジオ受信部５１０を構成する回路や、ＣＤ／ＤＶＤプレーヤ５３０を構成するピックアップおよび再生回路が直接配線基板上で構成される場合、即ち、各回路が高集積オンボード実装で構成される場合に特に顕著となる。
【００５０】
図８は、本発明に係るデジタルアンプモジュールの部品レイアウトを示す平面図である。同図（ａ）はデジタルアンプモジュールの表面側の部品レイアウトを示し、同図（ｂ）は裏面側の部品レイアウトを示す。同各図に示すように、本デジタルアンプモジュールは、デジタルアンプ用配線基板２２０上に各種部品が配置され、この配線基板２２０に取付られた複数の外部電極端子２３０を介して、図７に示した配線基板上に実装される。
【００５１】
ここで、同図（ａ）に示すように、配線基板２２０の表面側には、デジタルアンプ用制御ＩＣ２１０と、ローパスフィルタ用コンデンサ２１２と、ＤＣＤＣ用スイッチング素子２１６とが配置され、デジタルアンプ用制御ＩＣ２１０の両端には、放熱板を取り付けるための放熱板固定孔２１４が設けられる。
【００５２】
また、同図（ｂ）に示すように、配線基板２２０の裏面側には、ローパスフィルタ用インダクタ２２２が配置され、表面と裏面とで本モジュールを垂直設置した際の重量バランスが保たれるように、各部品の重量を考慮したレイアウトが提供される。さらに、この部品レイアウトでは、放熱性が高くノイズ発生源になり易い能動部品が表面側に集められ、放熱対策とノイズ対策を考慮したレイアウトが提供される。
【００５３】
即ち、図１に示したパルス変調器１２０とＤ級ドライバ１３０とは、図８（ａ）に示したデジタルアンプ用制御ＩＣ２１０内で構成され、図１に示したＤＣＤＣコンバータ１１０は、図８（ｂ）に示したＤＣＤＣ用スイッチング素子２１６と、その周辺の受動部品とで構成されるが、これらアンプ回路と電源回路は、発熱量が多く、放熱のための熱伝導経路が必要になる。
【００５４】
しかし、複合ＡＶ機では、各種の構成ユニットが高集積状態で配置されているため、放熱経路を確保するため設置場所が限られる。例えば、カーステレオ用のオーディオヘッドユニットは、規格で形状が決まっており、その中に前述のＡＭ／ＦＭチューナーやＣＤ／ＤＶＤプレーヤが実装されると、デジタルアンプを実装するスペースが限られる。
【００５５】
そこで、本発明では、垂直方向のスペース利用が可能である点に着目し、垂直実装型のモジュール構造を提供するが、表面と裏面の重量バランスやノイズ源となるＩＣの向きが不適切であると、効果的な組み込みが困難になるため、部品の重量バランスと能動素子の配置に配慮した部品レイアウトとしている。
【００５６】
図９は、本発明に係るデジタルアンプモジュールの第１の実装形態を示す側面図である。この第１の実装形態は、オーディオコンポーネントの配線基板５５０に対して、デジタルアンプモジュール１００を垂直設置した場合の例である。
【００５７】
同図に示すように、デジタルアンプモジュール１００は、ＩＣ２１０側をオーディオコンポーネントの筐体５０２に向けて垂直設置され、モジュールの配線基板２２０とオーディオコンポーネントの配線基板５５０とが外部電極端子２３０を介して電気的に接続される。
【００５８】
ここで、ＩＣ２１０は、そのＩＣ放熱面２３２が基板２２０側に向けられた状態でＩＣ用外部端子２３４を介して基板２２０に実装されており、基板２２０および外部電極端子２３０を介して配線基板５５０に接続された導電パターンが放熱経路となる。
【００５９】
また、インダクタ２２２は、ＩＣ２１０と反対面に実装されているため、インダクタ実装面がＡＭ／ＦＭラジオ受信部やＣＤ／ＤＶＤプレーヤと面する側に配置される。このように配置することで、ノイズ発生源となる能動部品とＡＭ／ＦＭラジオ受信部およびＣＤ／ＤＶＤプレーヤとの対面を避けることができるため、高集積実装であっても、ノイズの影響を受けにくい構造を提供することができる。
【００６０】
図１０は、本発明に係るデジタルアンプモジュールの第２の実装形態を示す側面図である。この第２の実装形態は、ＩＣ２１０の放熱面を基板２２０と反対側に向けてヒートシンク２３６を配置し、図８に示した放熱板固定孔２１４を利用して、ヒートシンク２３６をネジ２３８でＩＣ放熱面２３２に固定した例である。その他は、前述の第１の実装形態と同様である。
【００６１】
このように、ＩＣ放熱面２３２を基板２２０と反対側に設けてヒートシンク２３６を配置することにより、放熱性を向上させることができる。また、ヒートシンク２３６のネジ止めにより、ＩＣ用外部端子２３４にかかる応力が緩和される。
【００６２】
図１１は、本発明に係るデジタルアンプモジュールの第３の実装形態を示す側面図である。この第３の実装形態は、ＩＣ放熱面２３２を筐体５０２に直接固定した場合の構造例である。その他は、前述の第２の実装形態と同様である。
【００６３】
このように、筐体５０２にＩＣ放熱面２３２を接触させることにより、放熱性が向上し、また、筐体５０２にＩＣ放熱面２３２をネジ止めすることにより、外部電極端子２３０にかかる応力を緩和させることができる。
【００６４】
図１２は、本発明に係るデジタルアンプモジュールの第４の実装形態を示す側面図である。この第４の実装形態は、外部電極端子２３０に屈曲部２４０を設けた場合の例であり、その他は、前述の第３の実装形態と同様である。
【００６５】
このように、屈曲部２４０を設けることで、基板５５０の端部に同図中Ｌで示したマージンを確保することができるため、基板５５０の端部にかかる応力を緩和させることができるとともに、外部電極端子２３０にかかる応力も緩和させることができる。
【００６６】
図１３は、本発明に係るデジタルアンプモジュールの回路配置例を示す概念図である。同図に示すように、デジタルアンプを構成する各回路は、高利得回路となる入力側と、ノイズ源となり易い電源回路と、出力回路との位置関係を考慮して配置することが望ましい。
【００６７】
即ち、高利得入力回路に相当するパルス変調器１２０と、ノイズ発生源となるＤＣＤＣコンバータ１１０と、出力回路に相当するＤ級ドライバ１３０およびローパスフィルタ１４０とでグランドパターン２５０をセパレートし、オーディオコンポーネント側の配線基板５５０の方で、グランドパターン２５０−１、２５０−２、２５０−３の接続状態を調整できる構成としておく。
【００６８】
さらに、高利得入力回路に相当するパルス変調器１２０と、ノイズ発生源となるＤＣＤＣコンバータ１１０とは、入力回路によるノイズ増幅を避けるために距離を離して配置するとともに、パルス変調器１２０とＤ級ドライバ１３０との間は、配線ロス、インピーダンス整合、直近での大電力供給を考慮して最短距離で配置する。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
本発明によれば、デジタルアンプの放熱およびノイズ対策を効果的に行うことができるため、より高集積実装が要求される複合ＡＶ機内部への組み込みが期待される。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明に係るデジタルアンプモジュールが組み込まれたオーディオコンポーネントの内部構成を示すブロック図である。
【図２】ＰＣＭ信号の入力を想定した場合のデジタルアンプモジュールの内部構成例を示す回路ブロック図である。
【図３】アナログ信号の入力を想定した場合のデジタルアンプモジュールの内部構成例を示す回路ブロック図である。
【図４】ＰＤＭ信号の入力を想定した場合のデジタルアンプモジュールの内部構成例を示す回路ブロック図である。
【図５】ＰＷＭ信号の入力を想定した場合のデジタルアンプモジュールの内部構成例を示す回路ブロック図である。
【図６】本発明に係るデジタルアンプモジュールが組み込まれたオーディオコンポーネントの構造を示す斜視図である。
【図７】本発明に係るデジタルアンプモジュールが組み込まれたオーディオコンポーネントの内部構造を示す斜視図である。
【図８】本発明に係るデジタルアンプモジュールの部品レイアウトを示す平面図である。
【図９】本発明に係るデジタルアンプモジュールの第１の実装形態を示す側面図である。
【図１０】本発明に係るデジタルアンプモジュールの第２の実装形態を示す側面図である。
【図１１】本発明に係るデジタルアンプモジュールの第３の実装形態を示す側面図である。
【図１２】本発明に係るデジタルアンプモジュールの第４の実装形態を示す側面図である。
【図１３】本発明に係るデジタルアンプモジュールの回路配置例を示す概念図である。
【符号の説明】
【００７１】
１００…デジタルアンプモジュール、１１０…ＤＣＤＣコンバータ、１２０…パルス変調器、１２２…ＰＣＭ−ＰＷＭ変換器、１２４…ＰＤＭ−ＰＷＭ変換器、１３０…Ｄ級ドライバ、１４０…ローバスフィルタ、２１０…デジタルアンプ用制御ＩＣ、２１２…ローパスフィルタ用コンデンサ、２１４…放熱板固定孔、２１６…ＤＣＤＣ用スイッチング素子、２２０…デジタルアンプ用配線基板、２２２…ローパスフィルタ用インダクタ、２３０…外部電極端子、２３２…ＩＣ放熱面、２３４…ＩＣ用外部端子、２３６…ヒートシンク、２３８…固定ネジ、２４０…屈曲部、２５０…グランドパターン、５００…オーディオコンポーネント、５０２…筐体、５０４…操作パネル、５０６…ボリューム端子、５１０…ＡＭ／ＦＭラジオ受信部、５２０…オーディオテープ再生部、５３０…ＣＤ／ＤＶＤプレーヤ、５４０…Ａ／Ｄコンバータ、５５０…配線基板、６１０…バッテリ、６２０…スピーカ
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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