(57)【要約】【課題】アナログ信号処理が不要で，且つ量子化雑音，ＰＷＭ信号生成歪み，スイッチング歪み等のノイズを抑制することを可能にすること。【解決手段】第一のΔΣ変調回路１と，第二のΔΣ変調回路８と，定電圧スイッチ２と，ローパスフィルタ３と，スピーカ４と，減衰器７から構成されるスイッチング増幅器であって，第一のΔΣ変調回路１と第二のΔΣ変調回路８と定電圧スイッチ２とローパスフィルタ３とスピーカ４をこの順に接続すると共に，減衰器７を第二のΔΣ変調回路８の入力側と定電圧スイッチ２の出力側に接続して，定電圧スイッチ２の出力信号を減衰器７を介して第二のΔΣ変調回路８の入力側にフィードバックする。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一のΔΣ変調回路と，第二のΔΣ変調回路と，定電圧スイッチと，ローパスフィルタと，スピーカと，減衰器から構成されるスイッチング増幅器であって，第一のΔΣ変調回路と第二のΔΣ変調回路と定電圧スイッチとローパスフィルタとスピーカをこの順に接続すると共に，減衰器を第二のΔΣ変調回路の入力側と定電圧スイッチの出力側に接続して，定電圧スイッチの出力信号を減衰器を介して第二のΔΣ変調回路の入力側にフィードバックすることを特徴とするスイッチング増幅器。
【請求項２】
請求項１に記載されたスイッチング増幅器において，
第二のΔΣ変調回路と定電圧スイッチとの間にＰＷＭ信号生成回路を挿入することを特徴とするスイッチング増幅器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，オーディオ信号を増幅するスイッチング増幅器に関するものであり，特に，ΔΣ変調によって得られる量子化信号をスイッチング制御信号としてパルス増幅するスイッチング増幅器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図３は，ＰＣＭ信号を入力とするΔΣ変調を用いるスイッチング増幅器の従来例の構成を示す図である。スイッチング増幅器は，ΔΣ変調回路１と，定電圧スイッチ２と，ローパスフィルタ３と，スピーカ４から構成されている。ΔΣ変調回路１は，加算器，遅延器等のロジック回路で構成されている。
【０００３】
図３のスイッチング増幅器において，入力されたＰＣＭ信号はΔΣ変調回路１により１ビット信号に変換される。変換された前記１ビット信号はスイッチング増幅手段である定電圧スイッチ２に与えられ，前記１ビット信号に対応した所定の定電圧のパルス信号にレベルシフトされる。前記パルス信号はローパスフィルタ３でアナログ音声信号に復調されて出力され，スピーカ４によって音響化される。
【０００４】
この従来のスイッチング増幅器では，ΔΣ変調回路１の入力信号がＰＣＭ信号であるので，定電圧スイッチ２の出力である前記パルス信号をΔΣ変調回路１の入力部に負帰還することが出来ない。そのため，スイッチング増幅手段である定電圧スイッチ２をΔΣ変調回路１の部分に含めてフィードバックループを構成することが出来ず，ΔΣ変調回路１と定電圧スイッチ２から発生する量子化雑音やスイッチング歪み等のノイズをフィードバックによって抑制することは出来なかった。
【０００５】
フィードバックループを構成する為には，例えば，図４に示すようなスイッチング増幅器が考えられる。図４のスイッチング増幅器は，図３のスイッチング増幅器において，ΔΣ変調回路１に代えて，定電圧スイッチ２の前に，ＰＣＭ信号をアナログ信号に変換するデジタル・アナログ変換回路６，及びアナログ信号を１ビット信号に変換するΔΣ変調回路５を設けると共に，ΔΣ変調回路５の入力側と定電圧スイッチ２の出力側との間を減衰器７で接続してなるものである。
【０００６】
図４のスイッチング増幅器によれば，ΔΣ変調回路５の入力信号としてアナログ信号を許容しているので，定電圧スイッチ２からの出力であるパルス信号を，減衰器７を介してΔΣ変調回路５の入力側にフィードバックすることが出来るので，前述した量子化雑音やスイッチング歪み等のノイズを抑制することが出来る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら，図４のスイッチング増幅器では，ＰＣＭ信号をアナログ信号に変換するためのデジタル・アナログ変換回路６を使用しなければならず，良好な音響再生に求められる“入力から最終段までデジタル信号のまま処理するシステム”を構築することが出来なくなってしまうという問題があった。
【０００８】
本発明は、以上述べた従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、アナログ信号処理が不要で，且つ量子化雑音，ＰＷＭ信号生成歪み，スイッチング歪み等のノイズを抑制することを可能とし，“入力から最終段までデジタル信号のまま処理するシステム”を構築することが出来るスイッチング増幅器を提供することを目的とする。
【０００９】
【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の記載に係る発明は、
第一のΔΣ変調回路と，第二のΔΣ変調回路と，定電圧スイッチと，ローパスフィルタと，スピーカと，減衰器から構成されるスイッチング増幅器であって，第一のΔΣ変調回路と第二のΔΣ変調回路と定電圧スイッチとローパスフィルタとスピーカをこの順に接続すると共に，減衰器を第二のΔΣ変調回路の入力側と定電圧スイッチの出力側に接続して，定電圧スイッチの出力信号を減衰器を介して第二のΔΣ変調回路の入力側にフィードバックすることを特徴とする。
【００１０】
請求項２の記載に係る発明は、
請求項１に記載されたスイッチング増幅器において，
第二のΔΣ変調回路と定電圧スイッチとの間にＰＷＭ信号生成回路を挿入することを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明のスイッチング増幅器を，図１と図２を用いて説明する。図１は本発明のスイッチング増幅器の第１の実施例，図２は第２の実施例，のそれぞれの構成を示す図である。第１の実施例のスイッチング増幅器は，図３のスイッチング増幅器において，ΔΣ変調回路１と定電圧スイッチ２の間に別のΔΣ変調回路８を設けると共に，そのΔΣ変調回路８の入力側と定電圧スイッチ２の出力側との間を減衰器７で接続してなるものである。又，第２の実施例のスイッチング増幅器は，第１の実施例のスイッチング増幅器において，ΔΣ変調回路８と定電圧スイッチ２の間に，更にＰＷＭ信号生成回路９を設けてなるものである。
【００１２】
図１において，第１の実施例のスイッチング増幅器は，第一のΔΣ変調回路１と，定電圧スイッチ２と，ローパスフィルタ３と，スピーカ４と，減衰器７と，第二のΔΣ変調回路８からなり，第二のΔΣ変調回路８を第一のΔΣ変調回路１と定電圧スイッチ２の間に設けると共に，定電圧スイッチ２の出力信号を減衰器７を介して第一のΔΣ変調回路１と第二のΔΣ変調回路８の間に，フィードバックする構成を採っている。
【００１３】
第二のΔΣ変調回路８は，オペアンプ等による積分器，加算器で構成されており，デジタル信号及びアナログ信号の入力が可能である。それ故，デジタル信号である１ビット信号と，アナログ的な電圧変動要素を有する定電圧スイッチ２からの出力信号であるパルス信号を，そのままダイレクトに加減算出来るという特徴がある。この第二のΔΣ変調回路８を設けることにより，定電圧スイッチ２からの出力信号である定電圧のパルス信号を，第二のΔΣ変調回路８の入力側にフィードバックすることが可能となる。
【００１４】
入力されたＰＣＭ信号は先ず，第一のΔΣ変調回路１において１ビット信号に変換される。変換された１ビット信号は，第二のΔΣ変調回路８に直接入力され，第二のΔΣ変調回路８のアルゴリズムによって再び１ビット信号として出力される。第二のΔΣ変調回路８から出力された１ビット信号は，スイッチング増幅手段である定電圧スイッチ２に与えられ，前記１ビット信号に対応した所定の定電圧のパルス信号にレベルシフトされる。前記定電圧のパルス信号はローパスフィルタ３でアナログ音声信号に復調されて出力され，スピーカ４によって音響化される。又，前記定電圧のパルス信号は，減衰器７を介して前記第二のΔΣ変調回路８の入力側にフィードバックされる。このようにして，スイッチング増幅手段である定電圧スイッチ２を第二のΔΣ変調回路８の部分に含めてフィードバックループを構成することが出来る。
【００１５】
第１の実施例のように構成することにより，入力されたＰＣＭ信号をアナログ信号に変換するためのデジタル・アナログ変換回路６を使用することなく，フィードバックループによって，量子化雑音やスイッチング歪み等のノイズを抑制することが可能な“入力から最終段までデジタル信号のまま処理するシステム”を構築することが可能になる。
【００１６】
図２において，第２の実施例のスイッチング増幅器は，第一のΔΣ変調回路１と，定電圧スイッチ２と，ローパスフィルタ３と，スピーカ４と，減衰器７と，第二のΔΣ変調回路８と，ＰＷＭ信号生成回路９からなり，第１の実施例のスイッチング増幅器において，第二のΔΣ変調回路８と定電圧スイッチ２の間にＰＷＭ信号生成回路９を設ける構成を採っている。
【００１７】
入力されたＰＣＭ信号は先ず，第一のΔΣ変調回路１において１ビット信号に変換される。変換された１ビット信号は第二のΔΣ変調回路８に直接入力され，第二のΔΣ変調回路８のアルゴリズムによって，再び１ビット信号として出力される。第二のΔΣ変調回路８から出力された１ビット信号は，ＰＷＭ信号生成回路９によってＰＷＭ信号に変換された後，スイッチング増幅手段である定電圧スイッチ２に与えられ，前記１ビット信号に対応した所定の定電圧のパルス信号に変換される。前記定電圧のパルス信号は，ローパスフィルタ３でアナログ音声信号に復調されて出力され，スピーカ４によって音響化される。又，前記定電圧のパルス信号は，減衰器７を介して前記第二のΔΣ変調回路８の入力側にフィードバックされる。このようにして，ＰＷＭ信号生成回路９とスイッチング増幅手段である定電圧スイッチ２を第二のΔΣ変調回路８の部分に含めてフィードバックループを構成することが出来る。
【００１８】
第２の実施例のように構成することにより，入力されたＰＣＭ信号をアナログ信号に変換するためのデジタル・アナログ変換回路６を使用することなく，フィードバックループによって，量子化雑音，ＰＷＭ信号生成歪み，及びスイッチング歪み等のノイズを抑制することが可能な“入力から最終段までデジタル信号のまま処理するシステム”を構築することが可能になる。
【００１９】
【発明の効果】
以上述べたように，本発明のスイッチング増幅器は、アナログ信号処理が不要で，且つ量子化雑音，ＰＷＭ信号生成歪み，スイッチング歪み等のノイズを抑制することを可能とし，“入力から最終段までデジタル信号のまま処理するシステム”を構築することが出来るという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のスイッチング増幅器の第１の実施例の構成を示す図である。
【図２】本発明のスイッチング増幅器の第２の実施例の構成を示す図である。
【図３】スイッチング増幅器の従来例の構成を示す図である。
【図４】スイッチング増幅器の異なる従来例の構成を示す図である。
【符号の説明】
１  ΔΣ変調回路
２  定電圧スイッチ
３  ローパスフィルタ
４  スピーカ
５  ΔΣ変調回路
６  デジタル・アナログ変換回路
７  減衰器
８  ΔΣ変調回路
９  ＰＷＭ信号生成回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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