(57)【要約】【課題】  パルスコード変調データ１周期に二つ以上のスイッチング周期を有するＤ級増幅器及び前記Ｄ級増幅器のパルス幅変調を実行する方法を提供する。【解決手段】  入力されるシステムクロックをカウントした基準信号はパルス幅変調器に入力される。パルス幅変調器はパルスコード変調データに相応するパルス幅変調信号を発生する。パルス幅変調信号は基準信号に同期され、パルスコード変調データの１周期に二つのスイッチング周期を有し、パルスコード変調データの二進ビットの位数によってそのデューティ比が異なるようになる。デューティ比の増加又は減少は基準信号の一つのデータ区間を単位として変化するようになる。【選択図】    図４
2005341568.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｍビット入力信号をＮビット（Ｍ＞Ｎ）のパルスコード変調データに変換するためのシグマデルタ変調器と、
システムクロックをカウントし、２Ｎ個のデータ区間を有するＮビットの基準信号を発生するための基準パルス幅変調データ発生器と、
前記パルスコード変調データの１周期の間、前記基準信号の前記データ区間に対応する単位時間間隔に基づいて、パルス幅を可変させて少なくとも二つのスイッチング周期を有する複数のパルス幅変調信号を発生するためのパルス幅変調器と、を含むことを特徴とするＤ級増幅器。
【請求項２】
前記パルス幅変調信号は、前記パルスコード変調データの二進ビット値の位数によってパルス幅が増減することを特徴とする請求項１記載のＤ級増幅器。
【請求項３】
前記二つのスイッチング周期を有するパルス幅変調信号は、第１パルス及び第２パルスを有し、
前記パルスコード変調データの二進ビット値の４の位の値が１である場合、前記４の位の値に相応するように４倍の単位時間間隔に相応する幅だけ前記第１パルス及び前記第２パルスのパルス幅を増加させ、
前記パルスコード変調データの二進ビット値の２の位の値が１である場合、前記２の位の値に相応するように２倍の単位時間間隔に相応する幅だけ、前記第１パルス及び第２パルスのパルス幅を増加させ、
前記パルスコード変調データの二進ビット値の１の位の値が１である場合、前記１の位の値に相応するように一つの単位時間間隔に相応する幅だけ前記第１パルス又は前記第２パルスのパルス幅を増加させることを特徴とする請求項２記載のＤ級増幅器。
【請求項４】
前記パルスコード変調データの二進ビット値の４の位の値が１である場合、前記第１パルスの両端にそれぞれ前記一つの単位時間間隔に相応する幅だけ前記第１パルスのパルス幅を増加させ、前記第２パルスの両端にそれぞれ前記一つの単位時間間隔に相応する幅だけ第２パルスのパルス幅を増加させることを特徴とする請求項３記載のＤ級増幅器。
【請求項５】
前記パルスコード変調データの二進ビット値の２の位の値が１である場合、第１方向に前記一つの単位時間間隔に相応する幅だけ前記第１パルスのパルス幅を増加させ、前記第１方向と対向する第２方向に前記第２パルスのパルス幅を増加させることを特徴とする請求項３記載のＤ級増幅器。
【請求項６】
前記パルスコード変調データの二進ビット値の１の位の値が１である場合、第１方向又は第２方向のうち、選択された方向に前記一つの単位時間間隔に相応する幅だけ、前記第１パルス又は第２パルスのうち、選択されたパルスのパルス幅を増加させることを特徴とする請求項３記載のＤ級増幅器。
【請求項７】
前記パルスコード変調データに連続された第２パルスコード変調データの二進ビット値の１の位の値が１である場合、前記選択された方向と対向して前記選択されたパルス以外のパルス幅を増加させることを特徴とする請求項６記載のＤ級増幅器。
【請求項８】
前記二つのスイッチング周期を有するパルス幅変調信号は第１パルス及び第２パルスを有し、
前記パルスコード変調データの符号が負であり、前記パルスコード変調データの二進ビット値の４の位の値が１である場合、前記４の位の値に相応するように４倍の単位時間間隔に相応する幅だけ前記第１パルス及び前記第２パルスのパルス幅を減少させ、
前記パルスコード変調データの符号が負であり、前記パルスコード変調データの二進ビット値の２の位の値が１である場合、前記２の位数に相応するように２倍の単位時間間隔に相応する幅だけ、前記第１パルス及び前記第２パルスのパルス幅を減少させ、
前記パルス変調データの符号が負であり、前記パルスコード変調データの二進ビット値の１の位の値が１である場合、前記１の位の値に相応するように一つの単位時間間隔に相応する幅だけ前記第１パルス又は前記第２パルスのパルス幅を減少させることを特徴とする請求項２記載のＤ級増幅器。
【請求項９】
前記パルスコード変調データの符号が負であり、前記パルスコード変調データの二進ビット値の４の位の値が１である場合、前記第１パルスの両端でパルス幅を減少させ、前記第２パルスの両端でパルス幅を減少させることを特徴とする請求項８記載のＤ級増幅器。
【請求項１０】
前記パルスコード変調データの符号が負であり、前記パルスコード変調データの二進ビット値の２の位の値が１である場合、前記第１方向に前記単位時間間隔に相応するだけ、前記第１パルスの幅を減少させ、前記第２方向に前記単位時間間隔に相応する幅だけ前記第２パルスのパルス幅を減少させることを特徴とする請求項８記載のＤ級増幅器。
【請求項１１】
前記パルスコード変調データの符号が負であり、前記パルスコード変調データの二進ビット値の１の位の値が１である場合、第１方向及び第２方向に前記単位時間間隔に相応するだけ前記第１パルス又は前記第２パルスのうち選択されたパルスの幅を減少させることを特徴とする請求項８記載のＤ級増幅器。
【請求項１２】
前記パルスコード変調データに連続した第２パルスコード変調データの符号が負であり、前記第２パルスコード変調データの二進ビット値の１の位の値が１である場合、前記選択された方向に対向して前記単位時間間隔に相応する幅だけ前記選択されたパルス以外のパルスのパルス幅を増加させることを特徴とする請求項１１記載のＤ級増幅器。
【請求項１３】
前記パルス幅変調信号を増幅するためのパルス幅変調信号増幅器を更に含むことを特徴とする請求項１記載のＤ級増幅器。
【請求項１４】
Ｍビット入力信号をＮビット（Ｍ＞Ｎ）のパルス変調データに変換するためのシグマデルタ変調を遂行する段階と、
システムクロックをカウンティングし、２Ｎ個のデータ区間を有するＮビットの基準信号を発生する段階と、
前記パルスコード変調データの１周期の間、前記基準信号の前記データ区間に対応する単位時間間隔に基づいてパルス幅を可変させ、少なくとも二つのスイッチング周期を有する複数のパルス幅変調信号を発生する段階と、を含むことを特徴とするパルス幅変調方法。
【請求項１５】
前記パルス幅変調信号は、前記パルスコード変調データの二進ビット値の位数によってパルス幅が増減することを特徴とする請求項１４記載のパルス幅変調方法。
【請求項１６】
前記二つのスイッチング周期を有するパルス幅変調信号は、第１パルス及び第２パルスを有し、
前記パルスコード変調データの二進ビット値の４の位の値が１である場合、前記４の位数に相応するように４倍の単位時間間隔に相応する幅だけ前記第１パルス及び前記第２パルスのパルス幅を増加させ、
前記パルスコード変調データの二進ビット値の２の位の値が１である場合、前記２の位数に相応するように２倍の単位時間間隔に相応する幅だけ前記第１パルス及び第２パルスのパルス幅を増加させ、
前記パルスコート変調データの二進ビット値の１の位の値が１である場合、前記１の位の値に相応するように一つの単位時間間隔に相応する幅だけ前記第１パルス又は前記第２パルスのパルス幅を増加させることを特徴とする請求項１５記載のパルス幅変調方法。
【請求項１７】
前記パルスコード変調データの二進ビット値の４の位の値が１である場合、前記第１パルスの両端にそれぞれ前記一つの単位時間間隔に相応する幅だけ前記第１パルスのパルス幅を増加させ、前記第２パルスの両端にそれぞれ前記一つの単位時間間隔に相応する幅だけ第２パルスのパルス幅を増加させることを特徴とする請求項１６記載のパルス幅変調方法。
【請求項１８】
前記パルスコード変調データの二進ビット値の２の位の値が１である場合、第１方向に前記一つの単位時間間隔に相応する幅だけ前記第１パルス幅を増加させ、前記第１方向と対向する第２方向に前記第２パルス幅を増加させることを特徴とする請求項１６記載のパルス幅変調方法。
【請求項１９】
前記パルスコード変調データの二進ビット値の１の位の値が１である場合、第１方向又は第２方向のうち、選択された方向に前記単位時間間隔に相応する幅だけ前記第１パルス又は第２パルスのうち、選択されたパルス幅を増加させることを特徴とする請求項１６記載のパルス幅変調方法。
【請求項２０】
前記パルスコード変調データに連続した第２パルスコード変調データの二進ビット値の１の位の値が１である場合、前記選択された方向と対向して前記選択されたパルス以外のパルスのパルス幅を増加させることを特徴とする請求項１９記載のパルス幅変調方法。
【請求項２１】
前記パルスコード変調データの符号が負であり、前記パルスコード変調データの二進ビット値の４の位の値が１である場合、前記４の位の値に相応するよう４倍の単位時間間隔に相応する幅だけ前記パルス及び第２パルスのパルス幅を減少させ、
前記パルスコード変調データの符号が負であり、前記パルスコード変調データの二進ビット値の２の位の値が１である場合、前記２の位の値に相応するよう２倍の単位時間間隔に相応する幅だけ前記第１パルス及び前記第２パルスのパルス幅を減少させ、
前記パルスコード変調データの符号が負であり、前記パルスコード変調データの二進ビット値の１の位の値が１である場合、前記１の位の値に相応するよう一つの単位時間間隔に相応する幅だけ前記第１パルス又は前記第２パルスのパルス幅を減少させることを特徴とする請求項１６記載のパルス幅変調方法。
【請求項２２】
前記パルスコード変調データの符号が負であり、前記パルスコード変調データの二進ビット値の４の位の値が１である場合、前記第１パルスの両端にパルス幅を減少させ、前記第２パルスの両端にパルス幅を減少させることを特徴とする請求項２１記載のパルス幅変調方法。
【請求項２３】
前記パルスコード変調データの符号が負であり、前記パルスコード変調データの二進ビット値の２の位の値が１である場合、前記第１方向に前記単位時間間隔に相応する幅だけ前記第１パルス幅のパルス幅を減少させ、前記第２方向に前記単位時間時間間隔に相応する幅だけ前記第２パルスのパルス幅を減少させることを特徴とする請求項２１記載のパルス幅変調方法。
【請求項２４】
前記パルスコード変調データの符号が負であり、前記パルスコード変調データの二進ビット値の１の位の値が１である場合、第１方向又は第２方向に前記単位時間間隔に相応する幅だけ第１パルス又は前記第２パルスのうち選択されたパルスのパルス幅を減少させることを特徴とする請求項２１記載のパルス幅変調方法。
【請求項２５】
前記パルスコード変調データに連続した第２パルスコード変調データの符号が負であり、前記第２パルスコード変調データの二進ビット値の１の位の値が１である場合、前記選択された方向と対向して前記単位時間間隔に相応する幅だけ前記選択されたパルス以外のパルスのパルス幅を増加させることを特徴とする請求項２４記載のパルス幅変調方法。
【請求項２６】
前記パルス幅変調信号を増幅する段階を更に含むことを特徴とする請求項１４記載のパルス幅変調方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はＤ級増幅器に係り、より詳細にはＤ級増幅器のパルス幅変調回路及びパルス幅変調方法に関する。基本的に、Ｄ級増幅器はパルス幅変調を実行し、パルスが有するデューティ比又はパルス幅によって信号を伝達する特性を有する。
【背景技術】
【０００２】
このようなＤ級増幅器はオーディオ信号を増幅し、伝送するのに主に用いられる。デジタルデータの形態で入力されたオーディオデータはデジタル信号処理（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓ，ＤＳＰ）を経て、パルス幅変調（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）を経たうえ、増幅されてパルス幅変調信号の形態で出力される。
【０００３】
パルス幅変調は、パルスコード変調（Ｐｕｌｓｅ  Ｃｏｄｅ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ，ＰＣＭ）信号を用いて実行される。パルスコード変調はアナログ信号を量子化し、量子化レベルのビット数だけ二進コード列に変換することである。
図１は、従来技術によるパルス幅変調の一例を説明するためのタイミング図である。
【０００４】
図１を参照すると、パルスコード変調データはシステムクロックに同期されて出力される。説明の便宜上、図１では、パルスコード変調データは４ビットであるものを選択する。４ビットのパルスコード変調データは入力されるパルスコード変調信号の処理によるものである。入力されるパルスコード変調信号はシグマ−デルタ変換によってパルスコード変調に変換される。
【０００５】
また、システムクロックは、カウンティングされて基準信号に出力される。基準信号はシステムクロックの１周期ごとに複数のデータ区間を有し、十進数−８から＋７までのデータ範囲を有する。基準信号及びパルスコード変調データに基づいてパルス幅変調信号は発生する。パルス幅変調信号は基準信号に同期して出力され、パルスコード変調データが有する値によってデューティ比が異なるようになる。図１で示した第１パルス幅変調信号及び第２パルス幅変調信号はパルスコード変調データの１周期の間、一つのスイッチング周期を有することがわかる。
【０００６】
第１パルス幅変調信号は、パルスコード変調データの１周期の間、高レベルから低レベルに転換される転換点を一つのみ有する。即ち、１周期の始点から中心点まで高レベルを維持し、中心点から終了点まで低レベルを維持する。
【０００７】
第２パルス幅変調信号は、従来技術によるパルス幅変調信号の他の波形を示したものである。第２パルス幅変調信号はパルスコード変調データの１周期の間、１周期の中心に対して対称となる波形を有する。即ち、所定の時点で低レベルから高レベルに転換する転換点を有し、中心に対して対称となる時点で高レベルから低レベルに転換する転換点を有する。パルスコード変調データの１周期の間、一つのパルス幅変調信号を有するものは多数の高調波成分を含んでおり、これを低域通過フィルタを用いて除去するとしても、高調波成分を完璧に除去できないという問題を有している。
【０００８】
したがって、前述した方法によるパルス幅変調は、良好なＳＮＲ（Ｓｉｇａｌ  ｔｏ  Ｎｏｉｓｅ  Ｒａｔｉｏ）及びＴＨＤ（Ｔｏｔａｌ  Ｈａｒｍｏｎｉｃ  Ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ）特性を有し難いという短所を持つ。
図２は、従来技術によるパルス幅変調の他の例を説明するためのタイミング図である。
【０００９】
図２を参照すると、図１のシステムクロック数と同じクロックをカウンティングするものの、パルス幅変調信号のスイッチング周波数を２倍にしたものである。スイッチング周波数を２倍にするために、パルスコード変調データのビット数を４ビットから３ビットに減少しなければならない短所を有する。何故ならば、パルス幅変調信号のスイッチング１周期当たりカウンティングされるシステムクロック数は、前記図１の場合に比べて半分に減少するので、これをカウンティングする基準信号もまた八つのクロック単位にカウンティングしなければならないからである。パルスコード変調データのビット数が減少することは、シグマ−デルタ変調過程において、量子化誤差が増加することを意味するので、増加した誤差量によってＤ級増幅器の正確度は低下するという短所を有するようになる。
【００１０】
また、一つのサンプリング周期に二つのパルス幅変調信号を生成する方法が特許文献１に開示されている。ただし、これはデジタル／アナログ変換のためのものであり、サンプリング周期で基準信号に対する同期化についての言及がなく、サンプリング１周期の中心から対称なパルス幅変調信号を生成するが、中心点から単にパルス幅（Ｔｕ）の半分の整数倍だけ離れた二つのパルスを生成することを特徴とする。
【特許文献１】米国特許第５，１４８，１６８号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
前記のような問題点を解決するための本発明の第１目的は、基準信号に同期し、パルスコード変調データに相応して、パルスコード変調データの１周期の間、少なくとも二つのスイッチング周期を有するパルス幅変調信号を発生するためのＤ級増幅器を提供することにある。
また、本発明の第２目的は、基準信号に同期し、パルスコード変調データの１周期の間、少なくとも二つのスイッチング周期を有するパルス幅変調信号を発生するためのパルス幅変調方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記第１目的を達成するための本発明は、Ｍビット入力信号をＮビット（Ｍ＞Ｎ）のパルスコード変調データに変換するためのシグマデルタ変調器と、システムクロックをカウントし、２Ｎ個のデータ区間を有するＮビットの基準信号を発生するための基準パルス幅変調データ発生器と、前記パルスコード変調データの１周期の間、前記基準信号の前記データ区間に対応する単位時間の間隔に基づいて、パルス幅を可変させて少なくとも二つのスイッチング周期を有する複数のパルス幅変調信号を発生するためのパルス幅変調器と、を含むことを特徴とするＤ級増幅器を提供する。
【００１３】
前記パルス幅変調信号は、前記パルスコード変調データの二進ビット値の位数によってパルス幅を増減することができる。前記二つのスイッチング周期を有するパルス幅変調信号は、第１パルス及び第２パルスを有することができ、前記パルスコード変調データの二進ビット値の４の位の値が１である場合、前記４の位の値に相応するように４倍の単位時間間隔に相応する幅だけ前記第１パルス及び前記第２パルスのパルス幅を増加させることができる。また、前記パルスコード変調データの二進ビット値の２の位の値が１である場合、前記２の位の値に相応するように二倍の単位時間間隔に相応する幅だけ前記第１パルス及び前記第２パルス幅を増加させることができる。また、前記パルスコード変調データの二進ビット値の１の位の値が１である場合、前記１の位数に相応するよう一つの単位時間間隔に相応するだけ前記第１パルス又は前記第２パルスのパルス幅を増加させることができる。
前記第２目的を達成するために本発明は、Ｍビット入力信号をＮビット（Ｍ＞Ｎ）のパルス変調データに変換するためのシグマデルタ変調を実行する段階と、システムクロックをカウンティングし、２Ｎ個のデータ区間を有するＮビットの基準信号を発生する段階と、
前記パルスコード変調データの１周期の間、前記基準信号の前記データ区間に対応する単位時間間隔に基づいてパルス幅を可変させ、少なくとも二つのスイッチング周期を有する複数のパルス幅変調信号を発生する段階と、を含むことを特徴とするパルス幅変調方法を提供する。
【００１４】
本発明によると、システムクロックの増加なしでもパルス変調データの高調波を除去することができ、ＳＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ  ｔｏ  Ｒａｔｉｏ）及びＴＨＤ（Ｔｏｔａｌ  Ｈａｒｍｏｎｉｃ  Ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ）特性を改善することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明による望ましい実施例を添付した図面を参照して詳細に説明する。
（実施例）
図３は、本発明の望ましい実施例によるＤ級増幅器を示したブロック図である。
図３を参照すると、本発明によるＤ級増幅器はシグマデルタ変調器１００、基準パルス幅変調データ発生器２００、パルス幅変調器３００及びパルス幅変調信号増幅器４００を含む。
【００１６】
シグマデルタ変調器１００は、シグマデルタ変調を実行する。Ｍビットの入力信号を受信して、Ｍビットより小さいＮビットのパルスコード変調データに変換する。また、入力信号のオーディオバンドに含まれたノイズ成分はシグマデルタ変調によって除去される。
【００１７】
基準パルス幅変調データ発生器２００は、システムクロックをカウントし、システムクロックのカウント値を基準信号に反映して基準信号を出力する。また、基準パルス幅変調データ発生器２００は、シグマデルタ変調に必要な内部クロックをシグマデルタ変調器１００に提供する。内部クロックは、シグマデルタ変調器１００に入力され、シグマデルタ変調器１００の出力信号であるパルスコード変調データの周期を決定するのに用いられる。また、基準信号はパルスコード変調データのビットと同じビット数を有し、基準信号がパルスコード変調データの１周期の間に有するデータ区間は２Ｎ個になる。
【００１８】
例えば、基準信号及びパルスコード変調データが４ビットである場合、基準信号がパルスコード変調データの１周期の間に有するデータ区間は２４個になる。
パルス幅変調器３００は、パルスコード変調データの１周期の間、二つのスイッチング周期を有するパルス幅変調信号を発生する。パルス幅変調信号は基準信号に同期して出力される。望ましくは、パルス幅変調信号は所定のレベルを有し、パルス幅（又はデューティ比）の増減はパルスコード変調データが有するビット値によって決定され、パルス幅変調信号は基準信号に同期して出力される。例えば、パルスコード変調データの二進ビット値の位数によって基準信号のＮｘ単位時間間隔（ＮｘＴＩ）に該当する幅だけパルス幅変調信号のパルス幅を加減する。
【００１９】
パルス幅変調信号増幅器４００は、入力されるパルス幅変調信号を所定の利得だけ増幅して大信号パルス幅増幅信号として出力する。
図４及び図５は、本発明の望ましい実施例によるＤ級増幅器の動作を説明するためのタイミング図である。図４及び図５は、説明の便宜及び容易な理解のため、パルスコード変調データと基準信号とは４ビットに設定する。
【００２０】
図４を参照すると、パルスコード変調データの十進変換数が正の値である場合のパルス幅変調信号が示される。基準信号は２４、即ち、１６個のデータ区間を有する。基準信号の一つのデータ区間は一つの単位時間間隔（ＴＩ）に対応する。パルスコード変調データは基準信号で１６個のデータ区間（ＴＩ）に該当し、基準信号に同期した１周期のサンプリング周期を有する。
【００２１】
シグマデルタ変調によって出力されたパルスコード変調データによってパルス幅変調信号は二つのスイッチング周期を有する。即ち、パルス幅変調信号は第１パルス及び第２パルスを有する。パルスコード変調データが「００００」である場合、第１パルスはデューティ比が５０％であるパルスになり、第２パルスまたデューティ比が５０％であるパルスになる。パルスは、基準信号のデータ転換時点に同期して出力される。また実施の形態によってパルスコード変調データが「００００」である場合、パルスのデューティ比は５０％未満である可能性もあり、５０％を上回る可能性もある。
【００２２】
パルスコード変調データの二進ビット値の４の位の値が１である場合（即ち、例えば、「０１００」のように二進ビットの３番目ビット値が１である場合）、４の位数に相応するよう４倍の単位時間間隔（４ＴＩ）に該当する幅だけ第１パルス及び第２パルスのパルス幅（又はデューティ比）は増加する。第１パルス及び第２パルスのパルス幅の増加は図４において、第１＿１パルス幅変調信号に示される。第１パルスのパルス幅増加はパルスコード変調データが「００００」である場合に比べて第１パルスの両側面に基準信号の二つのデータ区間（又は２倍の単位時間間隔（２ＴＩ）に該当する幅）だけ拡張される。即ち、左側に基準信号の一つのデータ区間だけ拡張され、右側に基準信号の一つのデータ区間だけ拡張される。第２パルスの場合も同じ形式で拡張される。
【００２３】
パルスコード変調データの二進ビット値の２の位の値が１である場合、（即ち、例えば、「００１０」のように二進ビットの二番目のビット値が１である場合）には二種形態のパルス幅変調信号を有することができる。ただし、どの場合も２の位の値に相応するよう２倍の単位時間間隔（２ＴＩ）に該当する幅だけ第１パルス及び第２パルスのパルス幅は増加する。前述したパルス幅変調信号は図４で第１＿２パルス幅変調信号及び第１＿３パルス幅変調信号に示される。
【００２４】
まず、第１＿２パルス幅変調信号を見ると、パルスのパルス幅の増加は第１パルスの左側面から基準信号の一つのデータ区間だけ（即ち、単位時間間隔（２ＴＩ）に該当する幅だけ）拡張する。また、第２パルスの右側面から基準信号の一つのデータ区間だけ拡張される。したがって、第１パルスと第２パルスとは中心に対して互いに対称である形状を有するようになる。
【００２５】
また、第１＿３パルス幅変調信号を見ると、パルスのパルス幅の増加は第１パルスの右側及び第２パルスの左側面から基準信号の一つのデータ区間だけ拡張する。即ち、第１パルスは右側面から基準信号の一つのデータ区間だけ拡張される。また、第２パルスは左側面から基準信号の一つのデータ区間だけ拡張される。したがって、第１パルスと第２パルスとは中心に対して互いに対称である形状を有し、二つのパルスは中心に向かってそれぞれ一つのデータ区間だけ拡張された形状を有する。
【００２６】
パルスコード変調データの二進ビット値の１の位の値が１である場合（即ち、例えば、「０００１」のように二進ビットの１番目ビット値が１である場合）には四つの形態のパルス幅変調信号を有することができる。
一番目は、第１＿４パルス幅変調信号の形態である。第１＿４幅パルス幅変調信号は第１パルスの左側から基準信号の一つのデータ区間だけ拡張されたものである。
二番目は、第１＿５パルス幅変調信号の形態である。第１＿５パルス幅変調信号は第２パルスの右側から基準信号の一つのデータ区間だけ拡張されたものである。第１＿５パルス幅変調信号において、第２パルスが拡張された方向は第１＿４パルス幅変調信号の拡張方向と対向している。
【００２７】
三番目は、第１＿６パルス幅変調信号の形態である。第１＿６パルス幅変調信号は第１パルスの右側から基準信号の一つのデータ区間だけ拡張されたものである。
四番目は、第１＿７パルス幅変調信号の形態である。第１＿７パルス幅変調信号は第２パルスの左側から基準信号の一つのデータ区間だけ拡張したものである。第１＿７パルス幅変調信号において、第２パルスが拡張された方向は第１＿６パルス幅変調信号の拡張方向と対向している。
【００２８】
パルスコード変調データの１の位の値が１である場合、四つのパルス幅変調信号のうち、任意の一つの変調信号を選択して出力し、その後、連続するパルスコード変調データで１の位の値が１である場合には前に選択されていないパルスが選択され、前に拡張された方向と対向して拡張される。
【００２９】
例えば、パルスコード変調データの１の位の値が１になって第１＿４パルス幅変調信号が出力された場合、その後連続するパルスコード変調データで１の位の値が１であると、第１＿５パルス幅変調信号が出力される。また、第１＿６パルス幅変調信号が選択されて出力された場合、その後で連続するパルスコード変調データの１の位の値が１であると、第１＿７パルス幅変調信号が出力される。
【００３０】
即ち、パルスコード変調データの１の位の値が１であるとき、パルス幅変調信号は第１＿４、第１＿５、第１＿６及び第１＿７パルス幅変調信号の順序に循環しながら出力される。また、パルスコード変調データの１の位の値が１である場合、循環しながら出力される最初のパルス幅変調信号は任意に出力することができる。したがって、多様な周期に対して平均して対称的なパルスコード変調信号が生成される。図５を参照すると、パルスコード変調データの十進変換数が負の値である場合のパルス幅変調信号が示される。基準信号は、２４、即ち、１６個のデータ区間を有し、パルスコード変調データの１周期データ区間は基準信号の１６個のデータ区間（ＴＩ）に該当し、基準信号に同期した１周期のサンプリング周期を有する。
【００３１】
シグマデルタ変調によって出力されたパルスコード変調データによってパルス幅変調信号は二つのスイッチング周期を有するようになる。即ち、パルス幅変調信号は第１パルス及び第２パルスを有する。パルスコード変調データが「００００」である場合、第１パルスはパルス幅が５０％であるパルスになり、第２パルスまたデューティ比が５０％であるパルスになる。パルスは基準信号のデータ転換時点に同期して出力される。また、実施形態によってパルスコード変調データが「００００」である場合、パルスのデューティ比は５０％未満である可能性もあり、５０％を上回る可能性もある。
【００３２】
パルスコード変調データの二進ビット値が負数であり、４の位の値が１である場合、４の位の値に相応するよう第１パルス及び第２パルスのパルス幅は減少する。前述したパルス幅が減少された形態は図５で第２＿１パルス幅変調信号に示される。第１パルスのパルス幅の減少はパルスコード変調データが「００００」である場合に比べて第１パルスの両側面に基準信号のデータ区間だけ減少する。即ち、左側に基準信号の一つのデータ区間だけ減少し、右側に基準信号の一つのデータ区間だけ減少する。
【００３３】
パルスコード変調データの二進ビット値が負数であり、２の位の値が１である場合には、二つの形態のパルス幅変調信号を有することができる。ただし、どの場合にもパルスコード変調データの２の負の位の値が１である場合、２の負の位の値に相応するよう第１パルス及び第２パルスのパルス幅が減少する。
【００３４】
パルスのパルス幅の減少は図５の第２＿２パルス幅変調信号の形態で示される。第２＿２パルス幅変調信号は第１パルスの左側面から基準信号のデータ区間だけ減少している。即ち、左側から基準信号の一つのデータ区間だけ減少する。したがって、第１パルスと第２パルスは中心に対して互いに対称である形状を有するようになる。
【００３５】
また、パルスのパルスコード変調データの２の位の値が１である場合、パルスのパルス幅の減少は図５の第２＿３パルス幅変調信号の形態に示される。第２＿３パルス幅変調信号は第１パルスの右側面から基準信号のデータ区間だけ減少している。即ち、第１パルスの右側面から基準信号の一つのデータ区間だけ減少する。また、第２パルスは左側面から基準信号の一つのデータ区間だけ減少する。したがって、第１パルスと第２パルスとは中心に対して互いに対称である形状を有し、二つのパルスは中心にそれぞれ一つのデータ区間だけ減少した形状を有するようになる。
【００３６】
パルスコード変調データの二進ビット値が負数であり、１の位の値が１である場合には４種形態のパルス幅変調信号を有することができる。
一番目は、第２＿４パルス幅変調信号の形態である。第２＿４パルス幅変調信号は第１パルスの左側から基準信号の一つのデータ区間だけ減少したものである。
二番目は、第２＿５パルス幅変調信号の形態である。第２＿５パルス幅変調信号は第２パルスの右側から基準信号の一つのデータ区間だけ減少したものである。第２＿５パルス幅変調信号において第２パルスが減少した方向は第２＿４パルス幅変調信号の減少方向と対向している。
【００３７】
三番目は、第２＿６パルス幅変調信号の形態である。第２＿６パルス幅変調信号は第１パルスの右側から基準信号の一つのデータ区間だけ減少されたものである。
四番目は、第２＿７パルス幅変調信号の形態である。第２＿７パルス幅変調信号は第２パルスの左側で基準信号の一つのデータ区間だけ減少したものである。第２＿７パルス幅変調信号において第２パルスが減少した方向は第２＿６パルス幅変調信号の減少方向と対向している。
【００３８】
パルスコード変調データの二進ビット値が負数であり、１の位の値が１である場合、パルス幅変調信号のうち、任意の一つのパルス幅変調信号を選択して出力し、その後で連続するパルスコード変調データで１の負の位の値が１である場合には、前に選択されていないパルスを選択し、以前の減少方向と対向してパルス幅を減少する。例えば、パルスコード変調データの１の負の位の値が１になって第２＿４パルス幅変調信号が出力され、その後のパルスコード変調データで１の負の位の値が１であると、第２＿５パルス幅変調信号が出力される。また、第２＿６パルス幅変調信号が選択されて出力された場合、その後のパルスコート変調データの１の負の位の値が１であると、第２＿７パルス幅変調信号が出力される。
【００３９】
即ち、パルスコード変調データの１の負の位の値が１であるとき、パルス幅変調信号は、第２＿４、第２＿５、第２＿６及び第２＿７パルス幅変調信号の順序に循環しながら出力される。また、パルスコード変調データの１の負の位の値が１である場合、循環しながら出力される最初のパルス幅変調信号は任意に選択して出力することができる。
【００４０】
また、本発明によると、パルスコード変調データの２の位の値が１である場合には、図４で示した第１＿２又は第１＿３パルス幅変調信号を選択して出力することができ、その後、パルスコード変調データの２の位の値によって前に選択されていないパルス幅変調信号を選択して出力することができる。これは図５で示した第２＿２又は第２＿３パルス幅変調信号の場合にも同一に適用可能である。したがって、多様な周期に対して平均対称的なパルスコード変調信号が生成される。
【００４１】
また、図４及び図５においては、パルスコード変調データの１周期の間、パルス幅変調信号は二つのスイッチング周期を有するために、二つのパルスを有することを説明したが、パルス幅変調信号をなすパルスは二つを上回ることができる。即ち、パルスコード変調データ１周期の間、パルス幅変調信号のパルスは４、８、又は１６個で形成することもできる。
【００４２】
望ましくは、前記パルスコード変調データ１周期に該当する基準信号のデータ区間の数によってパルスの個数は適切調節することことができる。ただし、パルス幅を拡張させたり、減少させたりするのは前述したのと同じ方法を適用する。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明によると、一つのパルスコード変調データ１周期に二つ以上のスイッチング周期を有し、基準信号に同期された平均対称的なパルス幅変調信号を出力することができる。したがって、システムクロックの増加なしにもパルスコード変調データの高調波を除去することができ、ＳＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ  ｔｏ  Ｎｏｉｓｅ  Ｒａｔｉｏ）及びＴＨＤ（Ｔｏｔａｌ  Ｈａｒｍｏｎｉｃ  Ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ）特性を改善することができる。
【００４４】
以上、本発明を実施例によって詳細に説明したが、本発明はこれに限定されず、本発明が属する技術分野において通常の知識を有するものであれば本発明の思想と精神を離脱することなく、本発明を修正または変更できる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】従来技術によるパルス幅変調の一実施例を説明するためのタイミング図である。
【図２】従来技術によるパルス幅変調の他の実施例を説明するためのタイミング図である。
【図３】本発明の望ましい実施例によるＤ級増幅器を示したブロック図である。
【図４】本発明の望ましい実施例によるＤ級増幅器の動作を説明するためのタイミング図である。
【図５】本発明の望ましい実施例によるＤ級増幅器の動作を説明するためのタイミング図である。
【符号の説明】
【００４６】
１００  シグマデルタ変調器
２００  基準パルス幅変調データ発生器
３００  パルス幅変調器
４００  パルス幅信号増幅器
【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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