(57)【要約】【課題】本発明は、スタンバイ時におけるハムノイズの発生を防止することが可能なオーディオ再生装置を提供することを目的とする。【解決手段】本発明は、電源・接地間にＦＥＴＱ１〜Ｑ４を直列接続して成るブリッジ出力回路１３と、ＦＥＴの駆動制御を行うゲートドライブ回路１２ａ、１２ｂと、電源回路４０と、を有して成るオーディオ再生装置１において、ブイリッジ出力回路１３の動作を一時停止する際、電源回路４０は、電源ラインＥ３への給電を停止する一方で電源ラインＥ１、Ｅ２への給電を継続し、ゲートドライブ回路１２ｂは、接地側ＦＥＴＱ３、Ｑ４をオン状態とする構成としている。【選択図】      図１
2005006236.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置各部への給電制御を行う電源回路と、電源・接地間に少なくとも一対のスイッチ素子を直列接続して成るブリッジ出力回路と、入力されたオーディオ信号に基づいて前記スイッチ素子の駆動制御を行うドライブ回路と、を有して成るオーディオ再生装置において、
前記ブリッジ出力回路の出力動作を一時停止する際、前記電源回路は、前記ブリッジ出力回路への給電を停止する一方で前記ドライブ回路への給電を継続し、前記ドライブ回路は、前記スイッチ素子のうち接地側をオン状態とすることを特徴とするオーディオ再生装置。
【請求項２】
アースされた筐体と、装置各部への給電制御を行う電源回路と、アナログオーディオ信号や多ビットディジタルオーディオ信号を１ビットディジタルオーディオ信号に変換する１ビット変換部と、前記電源回路と前記筐体との間に少なくとも一対の電界効果トランジスタを直列接続して成るブリッジ型のスイッチング増幅回路と、前記１ビット変換部で得られた１ビットディジタルオーディオ信号に基づいて前記電界効果トランジスタの駆動制御を行うゲートドライブ回路と、前記スイッチング増幅回路の出力端と前記筐体との間に直列接続されたコイルとコンデンサにより前記スイッチング増幅回路で得られた増幅１ビットディジタルオーディオ信号をアナログ変換するディジタル／アナログ変換部と、を有して成るオーディオ再生装置において、
前記スイッチング増幅回路の増幅動作を一時停止する際、前記電源回路は、前記スイッチング増幅回路への給電を停止する一方で前記ゲートドライブ回路への給電を継続し、前記ゲートドライブ回路は、前記電界効果トランジスタのうち接地側をオン状態とすることを特徴とするオーディオ再生装置。
【請求項３】
前記スイッチング増幅回路の増幅動作を一時停止する際、前記ゲートドライブ回路は、消音用のミュート信号に基づいて、前記電界効果トランジスタの駆動制御を行うことを特徴とする請求項２に記載のオーディオ再生装置。
【請求項４】
前記スイッチング増幅回路は、４つの電界効果トランジスタを有して成るフルブリッジ型の平衡出力回路であることを特徴とする請求項２または請求項３に記載のオーディオ再生装置。
【請求項５】
前記電源回路は、前記スイッチング増幅回路への印加電圧に応じて、前記ゲートドライブ回路への印加電圧を可変制御することを特徴とする請求項２〜請求項４のいずれかに記載のオーディオ再生装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はブリッジ出力回路を備えたオーディオ再生装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、変復調技術の進歩やパワー素子の応答性改善等を背景として、アナログアンプ（Ａ級アンプ等）より電力効率の高いディジタルアンプ（Ｄ級アンプ等）がオーディオ再生装置に搭載され始めている。特に、本願出願人は、アナログオーディオ信号や多ビットディジタルオーディオ信号を１ビットディジタルオーディオ信号に変換するΔΣ変換部と、該１ビットディジタルオーディオ信号を電力増幅（振幅変換）するスイッチング増幅部と、増幅された１ビットディジタルオーディオ信号をアナログ変換するディジタル／アナログ変換部と、を有して成る１ビットディジタルアンプを開示・提案するとともに（例えば、特許文献１を参照）、該アンプを搭載したオーディオ再生装置の実用化を果たしている。
【０００３】
図２はオーディオ再生装置の一従来例を示すブロック図である。本図に示す通り、従来のオーディオ再生装置１００に搭載される１ビットディジタルアンプ１１０では、スイッチング増幅部１１３として、電源ラインと接地ラインとの間に少なくとも一対の電界効果トランジスタを直列接続して成るブリッジ型のプッシュプル電力増幅回路が用いられており、ディジタル／アナログ変換部１１４としては、一端が接地ラインに接続されたコンデンサＣａとコイルＬａから成るローパスフィルタが用いられていた。このようにスイッチング増幅部１１３としてハーフブリッジ型の非平衡出力回路を用いた場合には、スイッチング増幅部１１３とディジタル／アナログ変換部１１４との間に、ＤＣカット用のコンデンサＣｂが必要であった。なお、１ビットディジタルアンプ１１０の電源ラインは、装置電源１３０（充電池など）から電源供給を受けて動作する電源回路１４０に接続されており、接地ラインは、アースされた筐体に接続されていた。
【０００４】
また、従来のオーディオ再生装置１００には、一般に、メインコントローラであるマイコン１２０以外への電力供給を一時停止し、１ビットディジタルアンプ１１０の電力増幅動作をいつでも始められる状態に維持しながら装置の消費電力を削減する動作モード（いわゆるスタンバイモード）が具備されていた。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−２４６８５２号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
確かに、上記したオーディオ再生装置であれば、アナログアンプや多ビットディジタルアンプを搭載したオーディオ再生装置よりも原音を忠実に再生することができる上、消費電力の低減や電池の長寿命化を実現することも可能となる。
【０００７】
しかしながら、従来のオーディオ再生装置１００は、スタンバイモード時に装置電源１２０から電源回路１４０への給電経路上に設けられたスイッチ素子Ｑｘを開放して電源回路１４０自体の動作を停止させ、マイコン１２０以外への電力供給を全て遮断する構成であるため、該スタンバイモード時には、スイッチング増幅部１１３を構成する電界効果トランジスタＱａ、Ｑｂのゲートが浮いた状態となり、１ビットディジタルアンプ１１０の出力端子（すなわちオーディオ再生装置１００に接続される外部機器２００の入力端子）が、コンデンサＣａを介して、アースされた筐体に接続されることになっていた。
【０００８】
そのため、従来のオーディオ再生装置１００は、スタンバイモード時に人間が筐体に触れると、装置近傍の商用交流電源によって人体に誘起された静電誘導電圧が筐体からコンデンサＣａを介して外部機器２００に入力されてしまい、スピーカ３００で耳障りなハムノイズが発生する、という課題を有していた。なお、スタンバイモード時は、ゲートドライブ回路１１２への給電も停止されていたため、スピーカ３００の出力にミュートをかけることも不可能であった。
【０００９】
本発明は、上記の問題点に鑑み、スタンバイ時におけるハムノイズの発生を防止することが可能なオーディオ再生装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係るオーディオ再生装置は、装置各部への給電制御を行う電源回路と、電源・接地間に少なくとも一対のスイッチ素子を直列接続して成るブリッジ出力回路と、入力されたオーディオ信号に基づいて前記スイッチ素子の駆動制御を行うドライブ回路と、を有して成るオーディオ再生装置において、前記ブリッジ出力回路の出力動作を一時停止する際、前記電源回路は、前記ブリッジ出力回路への給電を停止する一方で前記ドライブ回路への給電を継続し、前記ドライブ回路は、前記スイッチ素子のうち接地側をオン状態とする構成としている。
【００１１】
より具体的に述べると、本発明に係るオーディオ再生装置は、アースされた筐体と、装置各部への給電制御を行う電源回路と、アナログオーディオ信号や多ビットディジタルオーディオ信号を１ビットディジタルオーディオ信号に変換する１ビット変換部と、前記電源回路と前記筐体との間に少なくとも一対の電界効果トランジスタを直列接続して成るブリッジ型のスイッチング増幅回路と、前記１ビット変換部で得られた１ビットディジタルオーディオ信号に基づいて前記電界効果トランジスタの駆動制御を行うゲートドライブ回路と、前記スイッチング増幅回路の出力端と前記筐体との間に直列接続されたコイルとコンデンサにより前記スイッチング増幅回路で得られた増幅１ビットディジタルオーディオ信号をアナログ変換するディジタル／アナログ変換部と、を有して成るオーディオ再生装置において、前記スイッチング増幅回路の増幅動作を一時停止する際、前記電源回路は、前記スイッチング増幅回路への給電を停止する一方で前記ゲートドライブ回路への給電を継続し、前記ゲートドライブ回路は、前記電界効果トランジスタのうち接地側をオン状態とする構成としている。
【００１２】
このような構成とすることにより、前記スイッチング増幅回路の一時停止時には、その出力端子がコイルとコンデンサから成る並列回路を介して、アースされた筐体に接続されることになるので、人間が筐体に触れた場合であっても、前記並列回路の反共振作用により、ハムノイズの発生を防止することが可能となる。
【００１３】
なお、上記構成から成るオーディオ再生装置において、前記ゲートドライブ回路は、前記スイッチング増幅回路の増幅動作を一時停止する際、消音用のミュート信号に基づいて、前記電界効果トランジスタの駆動制御を行う構成にするとよい。このような構成とすることにより、別途のコントロール信号を用意する必要がなくなるので、制御の複雑化を回避することが可能となる。
【００１４】
また、上記構成から成るオーディオ再生装置において、前記スイッチング増幅回路は、４つの電界効果トランジスタを有して成るフルブリッジ型の平衡出力回路である構成にするとよい。このような構成とすることにより、歪みやノイズが互いに相殺されるので、原音に対する忠実度を向上することが可能となる。
【００１５】
また、上記構成から成るオーディオ再生装置において、前記電源回路は、前記スイッチング増幅回路への印加電圧に応じて前記ゲートドライブ回路への印加電圧を可変制御する構成にするとよい。このような構成とすることにより、スイッチング増幅回路の動作に影響を与えることなく、その駆動電圧を必要最小限に抑えることができるので、小出力振幅時の消費電力を削減することが可能となる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係るオーディオ再生装置の一実施形態を示すブロック図（一部に回路図を含む）であり、特に、そのアナログ信号出力部を示した図である。
【００１７】
本図に示す通り、本実施形態のオーディオ再生装置１は、入力された信号をディジタル増幅する１ビットディジタルアンプ１０と、装置動作を統括制御するマイコン２０と、装置の直流電源である充電池３０と、装置各部への給電制御を行う電源回路４０と、を有して成り、後段に接続される外部機器２にアナログオーディオ信号を出力する機能を具備している。なお、外部機器２は、オーディオ再生装置１からのアナログオーディオ信号に基づいて、Ｌ、Ｒチャンネル出力用のスピーカ３Ｌ、３Ｒを駆動する装置であり、その駆動電源としては、一般に商用交流電源が用いられる。
【００１８】
１ビットディジタルアンプ１０は、本図に示すように、ΔΣ変換部１１と、上側、下側ゲートドライブ回路１２ａ、１２ｂと、スイッチング増幅回路１３と、ディジタル／アナログ変換回路１４ａ、１４ｂ（以下、Ｄ／Ａ［Ｄｉｇｉｔａｌ／Ａｎａｌｏｇ］変換回路１４ａ、１４ｂと呼ぶ）と、を有して成る。
【００１９】
ΔΣ変換部１１は、ΔΣ変調方式を用いて、アナログオーディオ信号や多ビットディジタルオーディオ信号を１ビットディジタルオーディオ信号であるＰＤＭ［Ｐｕｌｓｅ  Ｄｅｎｓｉｔｙ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ］信号やＰＷＭ［Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ］信号に変換して、後段の上側、下側ゲートドライブ回路１２ａ、１２ｂに送出する。
【００２０】
スイッチング増幅回路１３の構造は、４つのＮチャネルＭＯＳ型電界効果トランジスタＱ１〜Ｑ４から成るフルブリッジ型（Ｈ型）とされている。トランジスタＱ１、Ｑ２のドレインは互いに接続されており、その接続ノードは電源電圧ラインに接続されている。トランジスタＱ１、Ｑ２のソースは、各々トランジスタＱ３、Ｑ４のドレインに接続されている。トランジスタＱ３、Ｑ４のソースは、各々接地されている。このような平衡出力回路とすることにより、歪みやノイズが互いに相殺されるので、原音に対する忠実度を向上することが可能となる。
【００２１】
上側、下側ゲートドライブ回路１２ａ、１２ｂは、ＣＭＯＳゲートを用いて構成されており、ΔΣ変換部１１で生成された１ビットディジタルオーディオ信号に基づいてトランジスタＱ１〜Ｑ４の制御信号を生成する。トランジスタＱ１、Ｑ２のゲートには、上側ゲートドライブ回路１２ａで生成された制御信号が入力されており、トランジスタＱ３、Ｑ４のゲートには、下側ゲートドライブ回路１２ｂで生成された制御信号が入力されている。これらの制御信号によって、対角位置のトランジスタＱ１、Ｑ４同士、並びにトランジスタＱ２、Ｑ３同士は互いに同相駆動され、上側のトランジスタＱ１、Ｑ２同士、並びに下側のトランジスタＱ３、Ｑ４同士は互いに逆相駆動される。その結果、スイッチング増幅回路１３のプッシュプル動作が実現され、１ビットディジタルオーディオ信号は必要な出力レベルに増幅される。
【００２２】
Ｄ／Ａ変換回路１４ａ、１４ｂは、スイッチング増幅回路１３で得られた増幅１ビットディジタルオーディオ信号をアナログ変換して、後段の外部機器２に送出するローパスフィルタであり、コイルＬ１、Ｌ２とコンデンサＣ１、Ｃ２を有して成る。コイルＬ１、Ｌ２の一端は、スイッチング増幅回路１３の正相出力端（トランジスタＱ１のソースとトランジスタＱ３のドレインとの接続ノード）、及び逆相出力端（トランジスタＱ２のソースとトランジスタＱ４のドレインとの接続ノード）に各々接続されている。また、コイルＬ１、Ｌ２の他端は、各々外部出力端子に接続される一方、コンデンサＣ１、Ｃ２を介して各々接地ラインにも接続されている。
【００２３】
なお、上記した１ビットディジタルアンプ１０の電源ラインは、充電池３０から電源供給を受けて動作する電源回路４０に接続されており、接地ラインは、アースされた筐体に接続されている。電源回路４０から上側ゲートドライブ回路１２ａへの第１電源ラインＥ１には第１可変電圧（例えば２．５〜４．５［Ｖ］）が印加されており、下側ゲートドライブ回路１２ｂへの第２電源ラインＥ２には固定電圧（例えば２．５［Ｖ］）が印加されている。また、電源回路４０からスイッチング増幅回路１３への第３電源ラインＥ３には第２可変電圧（例えば０〜２［Ｖ］）が印加されている。
【００２４】
従って、スイッチング増幅回路１３で得られる増幅１ビットディジタルオーディオ信号の出力振幅は、第２可変電圧に応じて適宜制御することが可能である。また、本実施形態の電源回路４０は、第２可変電圧の可変制御に併せて、上側ゲートドライブ回路１２ａに印加する第１可変電圧についても可変制御する構成としている。例えば、本実施形態のように、スイッチング増幅回路１３を構成するスイッチ素子がＮチャネルＭＯＳ型電界効果トランジスタである場合には、オン時のゲート電圧が常にソース電圧よりも所定値だけ高くなるように、第１可変電圧を制御する。このような電源制御を行うことにより、スイッチング増幅回路１３の増幅動作に影響を与えることなく、その駆動電圧を必要最小限に抑えることができるので、小出力振幅時における１ビットディジタルアンプ１０の消費電力を削減することが可能となる。
【００２５】
また、上記構成から成るオーディオ再生装置１には、１ビットディジタルアンプ１０の電力増幅動作をいつでも始められる状態に維持しながら装置の消費電力を削減する動作モード（いわゆるスタンバイモード）が具備されており、本発明は、該スタンバイモード時におけるスイッチング増幅回路１３の駆動制御に特徴を有するものである。
【００２６】
具体的に述べると、本実施形態のオーディオ再生装置１は、上記したスタンバイモードへの移行に際して、電源回路４０自体の動作を停止させるのではなく、第３電源ラインＥ３への給電を停止する一方で第１電源ラインＥ１への給電を継続し、トランジスタＱ１〜Ｑ４のうち接地側のトランジスタＱ３、Ｑ４をオン状態とする構成としている。
【００２７】
このような構成とすることにより、上記のスタンバイモード時には、１ビットディジタルアンプ１０の出力端子（すなわちオーディオ再生装置１に接続される外部機器２の入力端子）が、コイルＬ１、Ｌ２とコンデンサＣ１、Ｃ２から成る並列回路を介して、アースされた筐体に接続されることになる。従って、該スタンバイモード時に人間が筐体に触れた場合であっても、前記並列回路の反共振作用により、装置近傍の商用交流電源によって人体に誘起された静電誘導電圧が筐体から外部機器２に入力されにくくなるので、スピーカ３での耳障りなハムノイズ発生を防止することが可能となる。
【００２８】
なお、本実施形態のオーディオ再生装置１では、スタンバイモードへの移行後も、上側、下側ゲートドライブ回路１２ａ、１２ｂへの給電を継続する必要があるが、スイッチング増幅回路１３のプッシュプル駆動は完全に停止されるので、トランジスタＱ１〜Ｑ４に貫通電流が流れたり、スイッチングロスが生じたりすることは一切ない。従って、電源回路４０自体を非動作としていた従来構成とほぼ同等の省電力を実現することができる。
【００２９】
また、本実施形態のオーディオ再生装置１において、下側ゲートドライブ回路１２ｂは、スタンバイモードへの移行に際し、マイコン２０から入力される消音用のミュート信号（イネーブル時にトランジスタＱ３、Ｑ４をオン状態とするスイッチング制御信号）に基づいて、上記したトランジスタＱ３、Ｑ４の駆動制御を行う構成としている。このように、従来から存在するミュート信号を流用することにより、別途のコントロール信号を用意する必要がなくなるので、マイコン制御の複雑化を回避することが可能となる。
【００３０】
さらに、本実施形態のオーディオ再生装置１では、電源回路４０への電源供給を遮断するためのスイッチ素子を設ける必要がなくなるので、従来構成に比べて部品点数の削減やそれに伴うコストダウン、工程簡略化、装置規模縮小等を図ることが可能となる。
【００３１】
なお、上記の実施形態では、ΔΣ変換部やＤ／Ａ変換回路を有して成るオーディオ再生装置を例に挙げて説明を行ったが、本発明の構成はこれに限定されるものではなく、１ビットディジタルオーディオ信号が外部から直接入力される構成であってもよいし、Ｄ／Ａ変換回路を装置外部に有する構成であってもよい。
【００３２】
また、上記の実施形態では、スイッチング増幅回路１３を４つのＮチャネルＭＯＳ型電界効果トランジスタＱ１〜Ｑ４から成るフルブリッジ型（Ｈ型）とした場合を例に挙げて説明を行ったが、本発明の構成はこれに限定されるものではなく、２つのトランジスタから成るハーフブリッジ型としてもよいし、ＰチャネルＭＯＳ型電界効果トランジスタを用いた構成としても構わない。
【００３３】
また、上記の実施形態では、スイッチング増幅回路１３について、上側トランジスタＱ１、Ｑ２を電源ラインに接続し、下側トランジスタＱ３、Ｑ４を接地した正電源構成を例に挙げて説明を行ったが、本発明の構成はこれに限定されるものではなく、上側トランジスタＱ１、Ｑ２を接地し、下側トランジスタＱ３、Ｑ４を電源ラインに接続した負電源構成としても構わない。
【００３４】
【発明の効果】
上記したように、本発明に係るオーディオ再生装置であれば、スタンバイ時における再生音へのハムノイズ重畳を防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るオーディオ再生装置の一実施形態を示すブロック図である。
【図２】オーディオ再生装置の一従来例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１    オーディオ再生装置
２    外部機器
３Ｌ、３Ｒ    スピーカ
１０    １ビットディジタルアンプ
１１    ΔΣ変換部
１２ａ、１２ｂ    上側、下側ゲートドライブ回路
１３    スイッチング増幅回路
１４ａ、１４ｂ    正相側、逆相側ローパスフィルタ（ＬＰＦ）
２０    マイコン
３０    充電池
４０    電源回路
Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４    ＮチャネルＭＯＳ型電界効果トランジスタ
Ｌ１、Ｌ２    コイル
Ｃ１、Ｃ２    コンデンサ
Ｅ１、Ｅ２    第１、第２電源ライン（第１、第２の可変電源電圧）
Ｅ３    第３電源ライン（固定電源電圧）
【図１】
2005006236.tif 000003
【図２】
2005006236.tif 000004