(57)【要約】【課題】スイッチングアンプから外部アンプへ、所望の周波数特性のアナログオーディオ信号を供給する。【解決手段】ＬＰＦ３３から出力されたアナログオーディオ信号が供給されるスイッチ４４を備える。スイッチ４４に備えられた第１の接点４１はスピーカ用出力端子４５と接続しており、第２の接点４２は外部アンプ用出力端子４６及び抵抗５と接続しており、第３の接点４３は、ＬＰＦ３３から出力されたアナログオーディオ信号が供給される。スピーカ用出力端子４５にスピーカが接続されたときには第１の接点４１と第３の接点４３とが接続され、外部アンプ用出力端子４６に外部アンプが接続されたときには、第２の接点４２と第３の接点４３とが接続される。【選択図】  図１
2004312312.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力されたオーディオ信号からスイッチング制御信号を生成するスイッチング制御信号生成手段と、
上記スイッチング制御信号に基づいて所定の電圧をスイッチングしてパルス信号を出力するスイッチング手段と、
上記スイッチング手段によって出力されるパルス信号からオーディオ信号成分を抽出して出力する抽出手段と、
上記抽出手段から出力された信号を、外部へ出力する出力手段と、
上記出力手段の出力インピーダンスを増大するインピーダンス増大手段とを備えること
を特徴とする信号増幅システム。
【請求項２】
上記出力手段は、第１の出力端子と、第２の出力端子と、上記第１の出力端子及び上記抽出手段間の接続、並びに上記第２の出力端子及び上記抽出手段間の接続を切り替える切り替えスイッチとを備え、
上記インピーダンス増大手段は、上記第２の出力端子の出力インピーダンスを増大し、
上記切り替えスイッチは、上記第１の出力端子にスピーカが接続されたときに、上記第１の出力端子と上記抽出手段とを接続し、上記第２の出力端子に増幅器が接続されたときに、上記第２の出力端子と上記抽出手段とを接続すること
を特徴とする請求項１記載の信号増幅システム。
【請求項３】
上記出力手段は、信号出力端子と、上記出力端子及び上記インピーダンス増大手段間の接続をオン又はオフとする制御スイッチとを備え、
上記インピーダンス増大手段は、上記制御スイッチがオンであるときに、上記出力端子の出力インピーダンスを増大し、
上記制御スイッチは、上記信号出力端子に増幅器が接続されたときにはオンとなり、上記信号出力端子にスピーカが接続されたときにはオフとなること
を特徴とする請求項１記載の信号増幅システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばデルタシグマ変換などによって生成された信号に基づいて所定の電圧をスイッチングすることで、オーディオ信号などの信号を増幅する信号増幅システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、オーディオ信号をスピーカ駆動用に増幅させるアンプ装置が各種製品化されている。このアンプ装置の１つとして、オーディオ信号に基づいて生成された信号によって電源をスイッチングすることにより、オーディオ信号を増幅させるスイッチングアンプが開発されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
具体的に説明すると、図６に示すように、スイッチングアンプ１００は、供給されたオーディオ信号を、例えばデルタシグマ変換することなどによってスイッチング制御信号に変換するスイッチング制御信号生成部１０１と、スイッチング制御信号生成部１０１から出力されるパルス信号に基づいてオンオフ制御され、電源ＶＤＤから供給される所定の電圧にスイッチング制御信号の成分を重畳した信号を出力するスイッチング部１０２と、スイッチング部１０２より供給された信号からオーディオ信号成分を抽出するローパスフィルタ（以下、ＬＰＦという。）１０３とを備える。ＬＰＦ１０３から出力されるオーディオ信号成分は、スピーカ出力端子１０４から出力され、スピーカなどへ供給される。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−３１５０８６号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、例えば車載用オーディオ装置などでは、ユーザが、大音量で音楽を聴くために、内蔵されているアンプ装置に、更に外部アンプを接続し、外部アンプにスピーカを接続する。内蔵されているアンプ装置に対して更に外部アンプを接続することにより、内蔵されているアンプ装置によって増幅されたオーディオ信号を更に増幅することが可能となり、スピーカからは、大音量の音声が放音される。
【０００６】
スイッチングアンプ１００に、例えばスイッチング部１０２に入力する前の信号を外部へ出力する出力端子（以下、プリアウト用端子という。）が備えられている場合には、プリアウト用端子に外部アンプを接続し、更に外部アンプにスピーカを接続することにより、スイッチングアンプ１００によって増幅された信号を外部アンプが更に増幅してスピーカに供給し、スピーカから、大音量の音声を放音することが可能となる。
【０００７】
しかしながら、スイッチングアンプ１００には、プリアウト端子が備えられていない場合がある。スイッチングアンプ１００にプリアウト端子が備えられていない場合には、ユーザは、一般的に、スピーカ出力端子１０４に外部アンプを接続し、更に外部アンプにスピーカを接続することにより、スイッチングアンプ１００によって増幅された信号を外部アンプによって更に増幅し、スピーカから大音量の音声を放音している。
【０００８】
スピーカ出力端子１０４には、スピーカが接続されることが前提とされている。また、スピーカ出力端子１０４からは、ＬＰＦ１０３から供給された信号が出力される。したがって、ＬＰＦ１０３は、スピーカ端子１０４にスピーカが接続されたときに、図７中実線Ａで示すような所望の出力特性を得るように、定数の設定が行われている。
【０００９】
ところが、スピーカでは、入力側のインピーダンスが２Ω〜１６Ω程度とされているのに対して、外部アンプでは、入力側のインピーダンスが例えば数１００Ωかそれ以上とされている。すなわち、外部アンプでは、入力側のインピーダンスがスピーカにおける入力側のインピーダンスよりも高い。したがって、スピーカ出力端子１０４に外部アンプを接続すると、図７中破線Ｂで示すように高周波数での出力レベルが持ち上がり、所望の出力レベルよりも高くなってしまうため、スピーカ出力端子１０４からの出力特性は所望の出力特性から変形してしまい、スピーカから放音される音声が劣化する。
【００１０】
本発明は、以上説明した従来の実状を鑑みて提案されたものであり、抽出手段によってパルス信号から抽出されたオーディオ信号成分をアンプに供給したときに、アンプに対して所望の出力特性のオーディオ信号を供給することが可能であるスイッチングアンプシステムを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る信号増幅システムは、入力されたオーディオ信号からスイッチング制御信号を生成するスイッチング制御信号生成手段と、上記スイッチング制御信号に基づいて所定の電圧をスイッチングしてパルス信号を出力するスイッチング手段と、上記スイッチング手段によって出力されるパルス信号からオーディオ信号成分を抽出して出力する抽出手段と、上記抽出手段から出力された信号を、外部へ出力する出力手段と、上記出力手段の出力インピーダンスを増大するインピーダンス増大手段とを備えることを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１３】
第１の実施の形態
まず、本発明の第１の実施の形態について説明する。
【００１４】
図１に示すように、本発明を適用したオーディオ信号増幅装置１は、オーディオ信号が入力されるスイッチング制御信号生成部２と、スイッチング制御信号生成部２から供給される信号に基づいてオーディオ信号を出力するスイッチング部３と、スイッチング部３から出力されたオーディオ信号を外部へ出力する出力部４と、出力部４の出力インピーダンスを増大する抵抗５と、各部を制御する制御部６とを備える。
【００１５】
スイッチング制御信号生成部２は、供給されたオーディオ信号に基づいて、スイッチング制御信号を生成する。スイッチング制御信号生成部２は、例えば供給されたアナログオーディオ信号をデルタシグマ変換して１ビットのデジタルオーディオ信号に変換することなどにより、パルス状のスイッチング制御信号を生成する。
【００１６】
スイッチング部３は、スイッチング制御信号生成部２から供給されたスイッチング制御信号のレベルを調整するアンプ３１と、アンプ３１によってレベルが調整されたスイッチング制御信号に基づいて電源ＶＤＤからの所定の電圧をスイッチングするスイッチ３２と、スイッチ３２から出力された信号が供給されるローパスフィルタ（以下、ＬＰＦという。）３３とを備える。
【００１７】
スイッチ３２は、供給されるスイッチング制御信号に基づいてオン又はオフとなる。例えば、供給される信号がハイレベルであるときにオンとなり、ローレベルであるときにオフとなる。また、スイッチ３２には、電源ＶＤＤから所定の電圧が供給されている。したがって、スイッチ３２は、スイッチング制御信号に基づいてオンオフ制御され、電源ＶＤＤから供給される所定の電圧にスイッチング制御信号の成分、すなわち、オーディオ信号の成分を重畳したパルス信号を出力する。
【００１８】
ＬＰＦ３３は、スイッチ３２から供給されたパルス信号の高周波成分を除去することにより、スイッチ３２から供給されたパルス信号をアナログオーディオ信号に復調する。復調されたアナログオーディオ信号は、出力部４に供給される。
【００１９】
出力部４は、第１の接点４１、第２の接点４２、並びにＬＰＦ３３からアナログオーディオ信号が供給される第３の接点４３を有する切り替えスイッチ４４と、第１の接点４１から供給された信号を出力するスピーカ用出力端子４５と、第２の接点４２から供給された信号を出力する外部アンプ用出力端子４６とを備える。
【００２０】
切り替えスイッチ４４は、第１の接点４１と第３の接点４３との間における接続、又は第２の接点４２と第３の接点４３との間における接続を切り替えることにより、ＬＰＦ３３から出力されたアナログオーディオ信号を、スピーカ用出力端子４５又は外部アンプ用出力端子４６のうち一方に供給する。
【００２１】
切り替えスイッチ４４の接続は、制御部６から供給される切り替え信号によって切り替わる。制御部６は、スピーカ用出力端子４５にスピーカが接続されたこと、又は外部アンプ用出力端子４６に外部アンプが接続されたことを認識して、切り替えスイッチ４４に対して切り替え信号を供給する。
【００２２】
外部アンプ用出力端子４６は、第２の接点４２及び抵抗５と接続している。また、抵抗５は、一方が第２の接点４２及びスピーカ用出力端子４６と接続しており、他方が接地している。
【００２３】
外部アンプ用出力端子４６が抵抗５と接続していることにより、外部アンプ用出力端子４６の出力インピーダンスは高くなる。
【００２４】
外部アンプ用出力端子４６の出力インピーダンスが上がることにより、外部アンプとＬＰＦ３３の出力との間でインピーダンス整合をとることが可能となり、外部アンプ用出力端子４６から外部アンプへ供給されるオーディオ信号の周波数特性が、図２に示すような所望の周波数特性となる。すなわち、オーディオ信号増幅装置から出力されるオーディオ信号の出力特性が、所望の出力特性となる。抵抗５としては、外部アンプ用出力端子４６に外部アンプが接続されたときに、外部アンプ用出力端子４６から出力されるオーディオ信号の周波数特性が所望の周波数特性となる抵抗値であるものが使用される。なお、外部アンプの入力インピーダンスは、例えば２００Ω〜６００Ω程度とされている。
【００２５】
つぎに、オーディオ信号増幅装置１の動作について説明する。
【００２６】
図３に示すように、先ず、ステップＳＴ１において、ユーザが、スピーカ又は外部アンプを、出力部４に接続する。
【００２７】
次に、ステップＳＴ２において、制御部６は、出力部４にスピーカが接続されたのか、又は外部アンプが接続されたのかを判断する。スピーカが接続されたときにはステップＳＴ３に進み、外部アンプが接続されたときにはステップＳＴ４に進む。
【００２８】
ステップＳＴ３では、制御部６が、切り替えスイッチ４４に対して切り替え信号を供給し、第１の接点４１と、第３の接点４３とを接続してステップＳＴ５へ進む。
【００２９】
また、ステップＳＴ４では、制御部６が、切り替えスイッチ４４に対して切り替え信号を供給し、第２の接点４２と、第３の接点４３とを接続してステップＳＴ５へ進む。
【００３０】
次に、ステップＳＴ５では、スイッチング制御信号生成部２が、供給されたオーディオ信号に基づいて、スイッチング制御信号を生成する。
【００３１】
次に、ステップＳＴ６において、スイッチ３２が、スイッチング制御信号に基づいてオン又はオフとされ、電源ＶＤＤから供給される所定の電圧にスイッチング制御信号の成分を重畳したパルス信号を出力する。
【００３２】
次に、ステップＳＴ７において、ＬＰＦ３３が、スイッチ３２から供給されたパルス信号をアナログオーディオ信号に復調する。復調されたアナログオーディオ信号は、出力部４に供給される。
【００３３】
そして、ステップＳＴ８において、出力部４からアナログオーディオ信号が出力される。詳述すると、第１の接点４１と第３の接点４３とが接続しているときには、アナログオーディオ信号はスピーカ用出力端子４５から出力され、第２の接点４２と第３の接点４３とが接続しているときには、アナログオーディオ信号は外部アンプ用出力端子４６から出力される。
【００３４】
以上説明したように、本発明を適用したオーディオ信号増幅装置１は、スピーカ用出力端子４５と外部アンプ用出力端子４６とを備えており、また、ＬＰＦ３３と外部アンプ用出力端子４６と接続している抵抗５を備えている。すなわち、本発明を適用したオーディオ信号装置１では、外部アンプ用出力端子４６の出力インピーダンスが増大する。
【００３５】
したがって、オーディオ信号増幅装置１は、ＬＰＦ３３の出力と外部アンプとの間でインピーダンス整合をとることが可能となり、外部アンプに対して供給されるアナログオーディオ信号が、所望の周波数特性となる。
【００３６】
なお、切り替えスイッチ４４の接続は、オーディオ信号増幅装置１の外部に接続切り替え操作ボタンを備え、接続切り替えボタンが押圧されたときに、制御部６に切り替え制御信号が供給され、制御部６が切り替え指示信号に基づいて切り替え信号を切り替えスイッチ４４に供給することによって、切り替えても良い。
【００３７】
なお、出力部４の代わりに、図４に示すような出力部７０を備えても良い。
【００３８】
出力部７０は、ＬＰＦ３３と接続しているアナログオーディオ信号出力端子７１と、一方がＬＰＦ３３及びアナログオーディオ信号出力端子７１に接続しており、他方が抵抗５と接続している切り替えスイッチ７２とを備える。
【００３９】
切り替えスイッチ７２は、アナログオーディオ信号出力端子７１の出力インピーダンスを制御する。切り替えスイッチ７２がオフとなっているときには、アナログオーディオ信号出力端子７１からは、ＬＰＦ３３から出力されたアナログオーディオ信号がそのまま出力される。また、切り替えスイッチ７２がオンとなっているときには、抵抗５が切り替えスイッチ７２を介してＬＰＦ３３及びアナログオーディオ信号出力端子７１に接続するため、アナログオーディオ信号出力端子７１の出力インピーダンスが上がる。
【００４０】
したがって、オーディオ信号増幅装置１は、出力部４の代わりに出力部７０を備えたときにも、ＬＰＦ３３の出力と外部アンプとの間でインピーダンス整合をとることが可能となり、外部アンプに供給されるアナログオーディオ信号の周波数特性は、所望の周波数特性となる。
【００４１】
第２の実施の形態
つぎに、本発明の第２の実施の形態について説明する。
【００４２】
なお、以下の説明では、図１に示すオーディオ信号増幅装置１と同等な構成、部位、機能について説明を省略し、また、図面において同じ符号を付する。
【００４３】
図５に示すように、本発明を適用したオーディオ信号増幅システム８０は、スイッチングアンプ８１と、インピーダンス制御装置８２とを備える。
【００４４】
スイッチングアンプ８１は、ＬＰＦ３３から出力されるアナログオーディオ信号を出力する出力端子８３を備えている。
【００４５】
インピーダンス制御装置８２は、ＬＰＦ３３から出力されたアナログオーディオ信号を、スピーカ用出力端子４５に供給する第１の接続用端子８４と、ＬＰＦ３３から出力されたアナログオーディオ信号を、外部アンプ用出力端子４６に供給する第２の接続用端子８５とを備える。また、第２の接続用端子８５は、抵抗５と接続している。
【００４６】
以上説明したオーディオ信号増幅システム８０では、出力端子８３と第１の接続用端子８４とを接続し、スピーカ用出力端子４５とスピーカの入力端子とを接続することで、スピーカに対してアナログオーディオ信号を供給できる。また、出力端子８３と第２の接続用端子８５とを接続し、外部アンプ用出力端子４６と外部アンプの入力端子とを接続することで、出力端子８３の出力インピーダンスが高くなるため、外部アンプと出力端子８３との間でインピーダンス整合がとられ、外部アンプに対して供給されるアナログオーディオ信号は、所望の周波数特性となる。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る信号増幅システムは、入力されたオーディオ信号からスイッチング制御信号を生成するスイッチング制御信号生成手段と、上記スイッチング制御信号に基づいて所定の電圧をスイッチングしてパルス信号を出力するスイッチング手段と、上記スイッチング手段によって出力されるパルス信号からオーディオ信号成分を抽出して出力する抽出手段と、上記抽出手段から出力された信号を外部へ出力する出力手段と、上記出力手段の出力インピーダンスを増大するインピーダンス増大手段とを備える。
【００４８】
したがって、本発明に係る信号増幅システムによれば、抽出手段の出力と増幅器との間でインピーダンス整合をとることが可能となり、出力手段からの出力を増幅器に入力したときに増幅器に対して供給される信号は、所望の周波数特性となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用したオーディオ信号増幅装置を示すブロック回路図である。
【図２】同オーディオ信号増幅装置から出力されるアナログオーディオ信号の周波数特性を示す図である。
【図３】同オーディオ信号増幅装置の動作を示すフローチャートである。
【図４】同オーディオ信号増幅装置に備えられる出力部の他の構成を示す回路図である。
【図５】本発明を適用したオーディオ信号増幅システムを示すブロック回路図である。
【図６】従来のオーディオ信号増幅装置を示すブロック回路図である。
【図７】同オーディオ信号増幅装置から出力されるアナログオーディオ信号の周波数特性を示す図である。
【符号の説明】
１  オーディオ信号増幅装置、２  スイッチング制御信号生成部、３  スイッチング部、４  出力部、５  抵抗、６  制御部、３１  アンプ、３２  スイッチ、３３  ＬＰＦ、４１  第１の接点、４２  第２の接点、４３  第３の接点、４４  切り替えスイッチ、４５  スピーカ用出力端子、４６  外部アンプ用出力端子
【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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