(57)【要約】  音質の低下を抑制しつつ音が出力されないときの貫通電流を抑制できるＤ級増幅器を提供する。入力されたオーディオ信号を増幅するためのＤ級増幅器は、少なくとも２つのスイッチングトランジスタを有するプッシュプル回路と、当該プッシュプル回路と当該プッシュプル回路に電力を供給する電源との間に設けられた電流抑制部と、電流抑制部に並列に接続されたスイッチと、音が出力されない状態であるか否かを判定する判定部と、制御部と、を備える。制御部は、音が出力されない状態であると判定部が判定した場合、電源からプッシュプル回路への電流経路が電流抑制部を通る経路になるように当該スイッチをオフにし、音が出力される状態であると判定部が判定した場合、当該電流経路が電流抑制部を通らない経路になるように当該スイッチをオンにする。
2017154051.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を増幅するためのＤ級増幅器であって、
少なくとも２つのスイッチングトランジスタを有するプッシュプル回路と、
前記プッシュプル回路と前記プッシュプル回路に電力を供給する電源との間に設けられた電流抑制部と、
前記電流抑制部に並列に接続されたスイッチと、
音が出力されない状態であるか否かを判定する判定部と、
音が出力されない状態であると前記判定部が判定した場合、前記電源から前記プッシュプル回路への電流経路が前記電流抑制部を通る経路になるように前記スイッチをオフにし、音が出力される状態であると前記判定部が判定した場合、前記電流経路が前記電流抑制部を通らない経路になるように前記スイッチをオンにする制御部と、を備える、
Ｄ級増幅器。
【請求項２】
前記電流抑制部は、インダクタを含む回路である、
請求項１に記載のＤ級増幅器。
【請求項３】
前記電流抑制部は、前記インダクタに並列に接続されたダイオードをさらに含む回路である、
請求項２に記載のＤ級増幅器。
【請求項４】
前記音が出力されない状態には、前記オーディオ信号が前記Ｄ級増幅器に入力されない状態、または、前記Ｄ級増幅器に入力された前記オーディオ信号における信号レベルが略ゼロの状態、が含まれる、
請求項１に記載のＤ級増幅器。
【請求項５】
請求項１に記載のＤ級増幅器と、
前記Ｄ級増幅器から出力される増幅信号を音に変換するスピーカと、
前記スピーカから出力される音の音量を調整する調整部と、を備え、
前記音が出力されない状態には、前記調整部が前記音量を略ゼロになるように調整した状態が含まれる、
音声再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、Ｄ級増幅器および音声再生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プッシュプル回路を構成する２つのスイッチングトランジスタを備えるＤ級増幅器では、当該２つのスイッチングトランジスタが同時に導通（以下、導通を「オン」、非導通を「オフ」という）すると、貫通電流が発生する。Ｄ級増幅器では、貫通電流の発生を抑制するために、当該２つのスイッチングトランジスタの切り替え時（一方がオンからオフに、他方がオフからオンに、切り替えられるとき）に、両方を同時にオンしない時間帯（以下、「デッドタイム」という）が設けられる。【０００３】
一方、Ｄ級増幅器では、オーディオ信号を増幅するときに、デッドタイムによりひずみが発生し音質が低下する場合がある。そのため、デッドタイムは可能な限り短い時間に設定されることが好ましい。しかし、例えば増幅すべきオーディオ信号がないとき、またはＤ級増幅器を備える音声再生装置の出力がミュートされたとき、等の、Ｄ級増幅器に接続されたスピーカから音が出力されないときには、ひずみが発生しても問題とならないことが多い。【０００４】
そこで、スピーカから音が出力されないときにはデッドタイムを相対的に長くして貫通電流を抑制するＤ級増幅器が提案されている。具体的には、そのＤ級増幅器では、スピーカから音が出力されないときには、デッドタイムを生成するためのデッドタイム生成部にあるＲＣ回路で使用されるコンデンサの容量（数）をスイッチ操作で増やして時定数を大きくすることで、デッドタイムを長くする。特許文献１には、このようなＤ級増幅器に関する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−８８９２６号公報
【発明の概要】
【０００６】
上述したＤ級増幅器では、スピーカから音が出力されないときと音が出力されるときとで、デッドタイムの長さが切り替えられる。しかし、その際に、コンデンサの充放電に時間が掛かるため、デッドタイムの長さを短時間で切り替えることは難しい。例えば、スピーカから音が出力されずデッドタイムが長くなった状態において、スピーカから音が出力される場合、直ちにデッドタイムが短くなることが望ましい。しかし、上述したＤ級増幅器では、コンデンサの放電に時間が掛かるため、直ちにデッドタイムを短くすることはできない。したがって、上述したＤ級増幅器では、デッドタイムが短くなるまでの期間、デッドタイムによるひずみが発生し音質が低下してしまう場合がある。このように、上述したＤ級増幅器では、スピーカから音が出力されないときに貫通電流を抑制するための構成に起因して、音質が低下してしまう場合がある。
【０００７】
本開示は、音質の低下を抑制しつつ、スピーカから音が出力されないときの貫通電流を抑制できるＤ級増幅器および音声再生装置を提供する。
【０００８】
本開示におけるＤ級増幅器は、入力されたオーディオ信号を増幅するためのＤ級増幅器である。このＤ級増幅器は、少なくとも２つのスイッチングトランジスタを有するプッシュプル回路と、当該プッシュプル回路と当該プッシュプル回路に電力を供給する電源との間に設けられた電流抑制部と、電流抑制部に並列に接続されたスイッチと、音が出力されない状態であるか否かを判定する判定部と、制御部と、を備える。制御部は、音が出力されない状態であると判定部が判定した場合、電源からプッシュプル回路への電流経路が電流抑制部を通る経路になるように当該スイッチをオフにし、音が出力される状態であると判定部が判定した場合、当該電流経路が電流抑制部を通らない経路になるように当該スイッチをオンにする。
【０００９】
本開示における音声再生装置は、本開示のＤ級増幅器と、当該Ｄ級増幅器から出力される増幅信号を音に変換するスピーカと、スピーカから出力される音の音量を調整する調整部と、を備える。この音声再生装置において、音が出力されない状態には、調整部が音量を略ゼロになるように調整した状態が含まれる。
【００１０】
本開示におけるＤ級増幅器および音声再生装置は、音質の低下を抑制しつつ、スピーカから音が出力されないときの貫通電流を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、実施の形態１における音声再生装置の一構成例を模式的に示すブロック図である。
【図２】図２は、実施の形態１における音声再生装置が備えるスイッチングトランジスタに貫通電流が流れるときのゲート電圧の変化の一例を模式的に示す波形図である。
【図３】図３は、実施の形態１における音声再生装置が備える電流抑制部の一構成例を示す回路図である。
【図４】図４は、実施の形態１における音声再生装置が備えるＤ級増幅器の動作の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。ただし、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、すでによく知られた事項の詳細説明、および実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。
【００１３】
なお、添付図面および以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために提供されるのであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することは意図されていない。
【００１４】
また、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、実質的に同じ構成要素については同じ符号を付し、説明を省略または簡略化する場合がある。
【００１５】
（実施の形態１）
以下、図１から図４を用いて、実施の形態１を説明する。
【００１６】
［１−１．構成］
図１は、実施の形態１における音声再生装置１の一構成例を模式的に示すブロック図である。
【００１７】
音声再生装置１は、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｃ）、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ）、ＢＤ（Ｂｌｕ−ｒａｙ（登録商標）  Ｄｉｓｃ）、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｃ  Ｄｒｉｖｅ）、またはメモリーカード等の記憶媒体に記憶されたオーディオソースを再生して得られたオーディオ信号（デジタルオーディオ信号）に応じた音を出力する装置である。音声再生装置１は、Ｄ級増幅器１０、スピーカ１１０、および調整部１２０、を備える。なお、音声再生装置１は、それらの記憶媒体からオーディオ信号を得る装置（図示せず）を備えていてもよいが、図１には、オーディオ信号の入力経路のみを示す。また、音声再生装置１は、ラジオ放送やテレビジョン放送からオーディオ信号を得る装置、または通信回線を通してオーディオ信号を得る装置を備えていてもよい。音声再生装置１は、外部からオーディオ信号が入力される構成であってもよい。また、音声再生装置１は、アナログオーディオ信号をデジタルオーディオ信号に変換する装置を備えていてもよい。
【００１８】
スピーカ１１０は、Ｄ級増幅器１０から出力されるアナログオーディオ信号の電力を音響エネルギーに変換する。
【００１９】
調整部１２０は、スピーカ１１０から出力される音の音量を調整する。調整部１２０は、例えば、音声再生装置１が備えるボリューム調整部（図示せず）の設定位置に応じてスピーカ１１０から出力される音の音量を調整する。調整部１２０は、例えばボリューム調整部の設定位置が音量ゼロ（ミュート）を示す位置の場合、スピーカ１１０から出力される音の音量を、略ゼロになるように調整し、スピーカ１１０から音が出力されない状態にする。また、調整部１２０は、例えば、音声再生装置１を遠隔操作するためのリモートコントロール装置（以下、「リモコン」と略記する。図示せず）等を介したユーザ操作に応じて、スピーカ１１０から出力される音の音量を調整する。調整部１２０は、例えばリモコン等で音量をミュートにするユーザ操作がなされた場合、スピーカ１１０から出力される音の音量を、略ゼロになるように調整し、スピーカ１１０から音が出力されない状態にする。なお、この略ゼロは、音量が完全にゼロ（無音）である状態に限定されない。略ゼロには、音量が実質的にゼロ（実質的に無音）と認められる状態（例えば、音量があらかじめ設定されたしきい値以下の状態）も含まれる。
【００２０】
Ｄ級増幅器１０は、ＡＢ級増幅器等のアナログ増幅器よりも良好な電力変換効率が得られ、かつ、放熱量も少ない、高効率かつ低損失なアンプ（増幅器）である。Ｄ級増幅器１０は、入力されたデジタルオーディオ信号に基づくＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ：パルス幅変調）信号を増幅する。なお、図１に示すオーディオ信号はデジタルオーディオ信号のことである。
【００２１】
Ｄ級増幅器１０は、プッシュプル回路２０、電流抑制部３０、スイッチ４０、判定部５０、制御部６０、デルタシグマ変調部７０、パルス幅変調部８０、ＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）ドライバ９０、およびローパスフィルタ１００、を備える。
【００２２】
プッシュプル回路２０は、少なくとも２つのスイッチングトランジスタ（本実施の形態では、スイッチングトランジスタ２０ａおよびスイッチングトランジスタ２０ｂを例示する）を有する増幅回路である。プッシュプル回路２０は、例えばハーフブリッジ回路である。スイッチングトランジスタ２０ａおよびスイッチングトランジスタ２０ｂは、例えばｎ型ＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）である。スイッチングトランジスタ２０ａは、スイッチングトランジスタ２０ａのゲートに印加されるゲート電圧Ｖｇａがハイ（Ｈ）レベルのときにオンになり、ロー（Ｌ）レベルのときにオフになる。同様に、スイッチングトランジスタ２０ｂは、スイッチングトランジスタ２０ｂのゲートに印加されるゲート電圧ＶｇｂがＨレベルのときにオンになり、Ｌレベルのときにオフになる。なお、スイッチングトランジスタ２０ａおよびスイッチングトランジスタ２０ｂは、一方をｎ型ＭＯＳＦＥＴ、他方をｐ型ＭＯＳＦＥＴとしてもよい。
【００２３】
スイッチングトランジスタ２０ａのゲートに印加されるゲート電圧Ｖｇａおよびスイッチングトランジスタ２０ｂのゲートに印加されるゲート電圧Ｖｇｂの立ち上がり波形および立ち下がり波形は、ゲート容量または抵抗成分等によって、鈍る。なお、ここでの立ち上がり波形とは、ゲート電圧がＬレベルからＨレベルに変化するときの電圧波形のことであり、立ち下がり波形とは、ゲート電圧がＨレベルからＬレベルに変化するときの電圧波形のことである。また、電圧波形が鈍るとは、ゲート電圧がＨレベルからＬレベルに変化するとき、または、その逆のときに、電圧変化が相対的に緩やかになることである。ゲート電圧Ｖｇａおよびゲート電圧Ｖｇｂの立ち上がり波形および立ち下がり波形が鈍ることにより、スイッチングトランジスタ２０ａおよびスイッチングトランジスタ２０ｂがそれぞれ同時に半オン状態（導通と非導通との間の状態）になり、スイッチングトランジスタ２０ａおよびスイッチングトランジスタ２０ｂに貫通電流が流れる。
【００２４】
図２は、実施の形態１における音声再生装置１が備えるスイッチングトランジスタ２０ａおよびスイッチングトランジスタ２０ｂに貫通電流が流れるときのゲート電圧の変化の一例を模式的に示す波形図である。
【００２５】
ゲート電圧Ｖｇａおよびゲート電圧Ｖｇｂは、スイッチングトランジスタ２０ａおよびスイッチングトランジスタ２０ｂのオンとオフとを相互に切り替えるとき（以下、この動作を「スイッチング」という）に、ＨレベルとＬレベルとが瞬時に入れ替わることが理想的である。そして、ゲート電圧ＶｇａがＨレベルのときにはゲート電圧ＶｇｂがＬレベルになり、ゲート電圧ＶｇａがＬレベルのときにはゲート電圧ＶｇｂがＨレベルになるのが理想的である。しかし、図２に示されるように、ゲート電圧Ｖｇａおよびゲート電圧Ｖｇｂは、スイッチング時に鈍った立ち上がり波形および立ち下がり波形となるため、スイッチングトランジスタ２０ａおよびスイッチングトランジスタ２０ｂがそれぞれ半オン状態になり、スイッチングトランジスタ２０ａおよびスイッチングトランジスタ２０ｂに貫通電流が流れる。これにより、スイッチングトランジスタ２０ａおよびスイッチングトランジスタ２０ｂが劣化したり、Ｄ級増幅器１０の消費電力が増大したりする。
【００２６】
電流抑制部３０は、上述した貫通電流を抑制するための回路であり、プッシュプル回路２０と、プッシュプル回路２０に電力を供給する電源２００と、の間に設けられる。電流抑制部３０の回路構成について、図３を用いて説明する。
【００２７】
図３は、実施の形態１における音声再生装置１が備える電流抑制部３０の一構成例を示す回路図である。なお、図３には、電流抑制部３０と、スイッチ４０と、電源２００と、が示されている。
【００２８】
図３に示されるように、電流抑制部３０は、例えば、インダクタ３０ａを含む回路である。インダクタ３０ａは、インダクタ３０ａに電流が流れていない状態から、インダクタ３０ａに電流が流れる状態に瞬時に変化したときに、その瞬時に流れる電流を抑制する機能を有する。具体的には、スイッチ４０がオンからオフに切り替わり、それまでインダクタ３０ａに流れていなかった電流（例えば、スイッチ４０に流れていた電流）が、インダクタ３０ａを流れるように電流経路が瞬時に切り替わると、その瞬時に流れる電流は、インダクタ３０ａによって抑制される。そのため、上述した貫通電流がプッシュプル回路２０に流れるときに、電源２００からプッシュプル回路２０への電流経路が、インダクタ３０ａを通らない経路（例えば、スイッチ４０を通る経路）からインダクタ３０ａを通る経路に切り替わることで、プッシュプル回路２０を流れる電流（貫通電流）を抑制することができる。
【００２９】
また、電流抑制部３０は、カソードがインダクタ３０ａの電源２００側に接続され、アノードがインダクタ３０ａのプッシュプル回路２０側に接続されてインダクタ３０ａに並列に接続されたダイオード３０ｂをさらに含む回路である。これにより、スイッチ４０がオフからオンに切り替わり、電流経路がインダクタ３０ａを通る経路からインダクタ３０ａを通らない経路（例えば、スイッチ４０を通る経路）に切り替わったときに発生する逆起電力による大電流を、ダイオード３０ｂへ流すことができる。
【００３０】
スイッチ４０は、電流抑制部３０に並列に接続されるスイッチである。スイッチ４０は、例えばトランジスタまたはリレー等で構成される。電源２００からプッシュプル回路２０へ流れる電流の経路は、スイッチ４０がオフになることで電流抑制部３０を通る経路になり、スイッチ４０がオンになることで電流抑制部３０を通らない経路（例えば、スイッチ４０を通る経路）になる。スイッチ４０のオン／オフの切り替えは制御部６０により制御される。
【００３１】
なお、上述の「電源２００からプッシュプル回路２０へ流れる電流の経路が、電流抑制部３０を通る経路になる」とは、電源２００からプッシュプル回路２０へ流れる全ての電流が電流抑制部３０を通ることに限定されない。この状態には、主な電流が電流抑制部３０を通って電源２００からプッシュプル回路２０へ流れ、相対的に微小な電流が電流抑制部３０以外の経路を通って電源２００からプッシュプル回路２０へ流れることも含まれる。また、上述の「電源２００からプッシュプル回路２０へ流れる電流の経路が、電流抑制部３０を通らない経路になる」とは、電源２００からプッシュプル回路２０へ流れる全ての電流が電流抑制部３０を通らない（例えば、スイッチ４０を通る）ことに限定されない。この状態には、主な電流が電流抑制部３０を通らずに（例えば、スイッチ４０を通って）電源２００からプッシュプル回路２０へ流れ、相対的に微小な電流が電流抑制部３０を通って電源２００からプッシュプル回路２０へ流れることも含まれる。
【００３２】
判定部５０は、Ｄ級増幅器１０（または音声再生装置１）が、スピーカ１１０から音が出力されない状態であるか否か、を判定する。判定部５０の動作の説明は、図４を用いて後述する。
【００３３】
制御部６０は、Ｄ級増幅器１０（または音声再生装置１）はスピーカ１１０から音が出力されない状態である、と判定部５０が判定した場合には、スイッチ４０をオフにし、Ｄ級増幅器１０（または音声再生装置１）はスピーカ１１０から音が出力される状態である、と判定部５０が判定した場合には、スイッチ４０をオンにする。制御部６０の動作の説明は、図４を用いて後述する。
【００３４】
判定部５０は、オーディオ信号を処理するＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）（図示せず）または調整部１２０から送られてくる信号に応じて、Ｄ級増幅器１０（または音声再生装置１）がスピーカ１１０から音が出力されない状態であるか否か、を判定する。制御部６０は、判定部５０におけるその判定の結果に応じて、スイッチ４０のオン／オフを切り替える信号を出力する。なお、判定部５０および制御部６０は、例えばマイクロプロセッサとコンピュータプログラム（ソフトウェア）により実現されてもよく、あるいは専用回路で実現されてもよい。判定部５０および制御部６０は、例えば、レベル比較器または電圧検出回路等により実現されてもよい。
【００３５】
デルタシグマ変調部７０は、入力信号のダイナミックレンジ（入力されたデジタルオーディオ信号の量子化数で決まるダイナミックレンジ）を、例えば可聴帯域である２０ｋＨｚまでにすることで、出力信号の量子化数を入力信号よりも減少させる。具体的には、デルタシグマ変調部７０は、オーバーサンプリングフィルタとノイズシェーパとを備えて構成される。まず、オーバーサンプリングフィルタは、入力されたオーディオ信号のサンプリング周波数を２のべき乗倍に変換（オーバーサンプリング）し、入力されたオーディオ信号から折り返し成分を除去する。次に、ノイズシェーパは、オーバーサンプリングしたオーディオ信号を、入力されたオーディオ信号よりも小さい量子化数で再量子化する。ノイズシェーパは、再量子化したときに発生する再量子化ノイズを、例えば可聴帯域である２０ｋＨｚ以下において小さくする。
【００３６】
パルス幅変調部８０は、デルタシグマ変調部７０から出力される信号をＰＷＭ信号に変換する。このＰＷＭ信号は、パルス幅変調部８０に入力される信号の振幅レベルの階調（すなわち、振幅の大きさ）を、パルス幅の階調に変換して生成された信号である。
【００３７】
ＦＥＴドライバ９０は、パルス幅変調部８０から出力されるＰＷＭ信号に基づく信号をスイッチングトランジスタ２０ａのゲートへ出力する第１回路（図示せず）と、ＰＷＭ信号に基づく信号をスイッチングトランジスタ２０ｂのゲートへ出力する第２回路（図示せず）と、を有する。
【００３８】
第１回路は、２入力１出力のＡＮＤ回路（図示せず）を有する。第１回路が有するＡＮＤ回路の２つの入力端子のうちの一方の入力端子は、パルス幅変調部８０の出力端子に接続され、他方の入力端子は、ＲＣ回路（図示せず）を介してパルス幅変調部８０の出力端子に接続されている。また、当該ＡＮＤ回路の出力端子は、スイッチングトランジスタ２０ａのゲートに接続されている。すなわち、第１回路は、パルス幅変調部８０から出力されるＰＷＭ信号と、パルス幅変調部８０から出力されるＰＷＭ信号をＲＣ回路で所望のデッドタイム分遅延させた信号と、の論理積を演算し、その演算の結果を表す信号をスイッチングトランジスタ２０ａのゲートへ出力する。第１回路から出力されるこの信号が、ゲート電圧Ｖｇａである。
【００３９】
第２回路は、インバータ（図示せず）と、２入力１出力のＡＮＤ回路（図示せず）と、を有する。当該インバータの入力端子は、パルス幅変調部８０の出力端子に接続されている。第２回路が有するＡＮＤ回路の２つの入力端子のうちの一方の入力端子は、当該インバータの出力端子に接続され、他方の入力端子は、ＲＣ回路（図示せず）を介して当該インバータの出力端子に接続されている。また、当該ＡＮＤ回路の出力端子は、スイッチングトランジスタ２０ｂのゲートに接続されている。すなわち、第２回路は、パルス幅変調部８０から出力されるＰＷＭ信号の反転信号と、パルス幅変調部８０から出力されるＰＷＭ信号の反転信号をＲＣ回路で所望のデッドタイム分遅延させた信号と、の論理積を演算し、その演算の結果を表す信号をスイッチングトランジスタ２０ｂのゲートへ出力する。第２回路から出力されるこの信号が、ゲート電圧Ｖｇｂである。
【００４０】
このようにして、パルス幅変調部８０から出力されるＰＷＭ信号がプッシュプル回路２０により増幅される。
【００４１】
なお、上述の構成を備えたＦＥＴドライバ９０では、ＲＣ回路が有する抵抗およびコンデンサの値が調整されることで、デッドタイムを所望の長さに設定することができる。
【００４２】
ローパスフィルタ１００は、プッシュプル回路２０で増幅された信号をアナログオーディオ信号に復調するフィルタである。ローパスフィルタ１００は、電力損失を少なくするため、インダクタ１００ａとコンデンサ１００ｂとで構成される。
【００４３】
［１−２．動作］
以上のように構成された音声再生装置１について、その動作を以下に説明する。
【００４４】
図４は、実施の形態１における音声再生装置１が備えるＤ級増幅器１０の動作の一例を示すフローチャートである。
【００４５】
まず、判定部５０は、Ｄ級増幅器１０（または音声再生装置１）が、スピーカ１１０から音が出力されない状態であるか否か、を判定する（ステップＳ１１）。
【００４６】
スピーカ１１０から音が出力されない状態には、オーディオ信号がＤ級増幅器１０に入力されない状態、またはＤ級増幅器１０に入力されたオーディオ信号における信号レベルが略ゼロの状態、またはＤ級増幅器１０に接続されたスピーカ１１０から出力される音の音量を略ゼロになるように調整部１２０が調整した状態、等が含まれる。一方、スピーカ１１０から音が出力される状態には、例えば、オーディオ信号がＤ級増幅器１０に入力されており、かつＤ級増幅器１０に入力されたオーディオ信号における信号レベルが略ゼロでなく、かつＤ級増幅器１０に接続されたスピーカ１１０から出力される音の音量を略ゼロよりも大きくなるように調整部１２０が調整した状態、等が含まれる。これらの状態を判定するために、例えば、判定部５０は、Ｄ級増幅器１０にオーディオ信号が入力されているか否か、を判定する。また、例えば、判定部５０は、Ｄ級増幅器１０に入力されたオーディオ信号における信号レベルが略ゼロであるか否か、を判定する。また、例えば、判定部５０は、Ｄ級増幅器１０に接続されたスピーカ１１０から出力される音の音量を、略ゼロになるように調整部１２０が調整したか否か、を判定する。
【００４７】
ステップＳ１１において、Ｄ級増幅器１０（または音声再生装置１）はスピーカ１１０から音が出力されない状態である、と判定部５０で判定された場合（ステップＳ１１でＹｅｓ）、制御部６０は、スイッチ４０をオフにする（ステップＳ１２）。
【００４８】
これにより、電源２００からプッシュプル回路２０へ流れる電流の経路は、電流抑制部３０を通る経路になる。すなわち、Ｄ級増幅器１０（または音声再生装置１）が、スピーカ１１０から音が出力されない状態のとき、Ｄ級増幅器１０では、プッシュプル回路２０を流れる電流（貫通電流）は、電流抑制部３０で抑制される。
【００４９】
ステップＳ１１において、Ｄ級増幅器１０（または音声再生装置１）はスピーカ１１０から音が出力される状態である、と判定部５０で判定された場合（ステップＳ１１でＮｏ）、制御部６０は、スイッチ４０をオンにする（ステップＳ１２）。
【００５０】
これにより、電源２００からプッシュプル回路２０へ流れる電流の経路は、電流抑制部３０を通らない経路（例えば、スイッチ４０を通る経路）になる。すなわち、Ｄ級増幅器１０（または音声再生装置１）が、スピーカ１１０から音が出力される状態のとき、Ｄ級増幅器１０では、プッシュプル回路２０を流れる電流は、電流抑制部３０で抑制されない。
【００５１】
このように、本実施の形態におけるＤ級増幅器１０では、Ｄ級増幅器１０（または音声再生装置１）がスピーカ１１０から音が出力されない状態のとき、プッシュプル回路２０を流れる貫通電流は電流抑制部３０で抑制される。すなわち、Ｄ級増幅器１０では、例えば、ＣＤ、ＤＶＤ、ＢＤ、ＨＤＤ、またはメモリーカード等の記憶媒体に記憶されたオーディオソースの再生が終了した状態、または、再生中のオーディオソースが無音期間になっている状態、または、ユーザが、音声再生装置１に備えられたボリューム調整部の設定位置を音量ゼロ（ミュート）を示す位置にしたり、音声再生装置１を遠隔操作するためのリモコン等を介してミュート操作したりした状態、等のとき、プッシュプル回路２０を流れる貫通電流が電流抑制部３０で抑制される。一方、Ｄ級増幅器１０（または音声再生装置１）がスピーカ１１０から音が出力される状態のとき、すなわち、例えば、オーディオ信号がＤ級増幅器１０に入力されており、かつＤ級増幅器１０に入力されたオーディオ信号における信号レベルが略ゼロでなく、かつスピーカ１１０から出力される音の音量が略ゼロよりも大きい状態のとき、Ｄ級増幅器１０では、電流抑制部３０の影響を受けずに（すなわち、電流が電流抑制部３０で抑制されずに）、電源２００からプッシュプル回路２０に電力が供給される。
【００５２】
［１−３．効果等］
以上のように、本実施の形態において、Ｄ級増幅器は、入力されたオーディオ信号を増幅するためのＤ級増幅器であって、少なくとも２つのスイッチングトランジスタを有するプッシュプル回路と、当該プッシュプル回路と当該プッシュプル回路に電力を供給する電源との間に設けられた電流抑制部と、電流抑制部に並列に接続されたスイッチと、音が出力されない状態であるか否かを判定する判定部と、制御部と、を備える。制御部は、音が出力されない状態であると判定部が判定した場合、電源からプッシュプル回路への電流経路が電流抑制部を通る経路になるように当該スイッチをオフにし、音が出力される状態であると判定部が判定した場合、当該電流経路が電流抑制部を通らない経路になるように当該スイッチをオンにする。
【００５３】
なお、Ｄ級増幅器１０はＤ級増幅器の一例である。スイッチングトランジスタ２０ａおよびスイッチングトランジスタ２０ｂは、少なくとも２つのスイッチングトランジスタの一例である。プッシュプル回路２０はプッシュプル回路の一例である。電源２００は電源の一例である。電流抑制部３０は電流抑制部の一例である。スイッチ４０はスイッチの一例である。判定部５０は判定部の一例である。制御部６０は制御部の一例である。
【００５４】
例えば、実施の形態１に示した例では、Ｄ級増幅器１０は、スイッチングトランジスタ２０ａおよびスイッチングトランジスタ２０ｂを有するプッシュプル回路２０と、プッシュプル回路２０とプッシュプル回路２０に電力を供給する電源２００との間に設けられた電流抑制部３０と、電流抑制部３０に並列に接続されたスイッチ４０と、音が出力されない状態であるか否かを判定する判定部５０と、制御部６０と、を備える。Ｄ級増幅器１０において、制御部６０は、音が出力されない状態であると判定部５０が判定した場合、電源２００からプッシュプル回路２０への電流経路が電流抑制部３０を通る経路になるようにスイッチ４０をオフにし、音が出力される状態であると判定部５０が判定した場合、当該電流経路が電流抑制部３０を通らない経路になるようにスイッチ４０をオンにする。
【００５５】
以上のように構成されたＤ級増幅器１０では、Ｄ級増幅器１０が、Ｄ級増幅器１０に接続されたスピーカ１１０等から音が出力されない状態のとき、電源２００からプッシュプル回路２０への電流経路は、電流を抑制する電流抑制部３０を通る経路になる。そのため、Ｄ級増幅器１０では、プッシュプル回路２０に流れる貫通電流を抑制することができる。また、Ｄ級増幅器１０が、スピーカ１１０等から音が出力されない状態から音が出力される状態になる場合、トランジスタまたはリレー等のスイッチ４０が瞬時にオンすることで、Ｄ級増幅器１０では、電源２００からプッシュプル回路２０への電流経路が、瞬時に電流抑制部３０を通らない経路（例えば、スイッチ４０を通る経路）に切り替わる。したがって、Ｄ級増幅器１０では、Ｄ級増幅器１０がスピーカ１１０等から音が出力される状態のときに、プッシュプル回路２０へ流れる電流は、電流抑制部３０の影響を受けない。そのため、Ｄ級増幅器１０では、音質の低下が抑制される。このように、Ｄ級増幅器１０では、音質の低下を抑制しつつ、Ｄ級増幅器１０に接続されたスピーカ１１０等から音が出力されないときの貫通電流を電流抑制部３０で抑制できる。したがって、Ｄ級増幅器１０では、音質の低下を抑制しつつ、スイッチングトランジスタ２０ａおよびスイッチングトランジスタ２０ｂの劣化を抑制できる。これらの構成は、高寿命、高音質を要求されるＤ級増幅器に有効である。
【００５６】
Ｄ級増幅器において、電流抑制部は、インダクタを含む回路であってもよい。
【００５７】
なお、インダクタ３０ａはインダクタの一例である。
【００５８】
例えば、実施の形態１に示した例では、Ｄ級増幅器１０において、電流抑制部３０は、インダクタ３０ａを含む回路である。
【００５９】
インダクタ３０ａでは、電力のロスが発生しにくいため、これにより、Ｄ級増幅器１０を省電力化することができる。
【００６０】
Ｄ級増幅器において、電流抑制部は、インダクタに並列に接続されたダイオードをさらに含む回路であってもよい。
【００６１】
なお、ダイオード３０ｂはダイオードの一例である。
【００６２】
例えば、実施の形態１に示した例では、Ｄ級増幅器１０において、電流抑制部３０は、インダクタ３０ａに並列に接続されたダイオード３０ｂをさらに含む回路である。
【００６３】
これにより、Ｄ級増幅器１０では、インダクタ３０ａに発生する逆起電力による影響を抑制できる。例えば、Ｄ級増幅器１０では、スイッチ４０がオフからオンに切り替えられたときにインダクタ３０ａに発生する逆起電力によってスイッチングトランジスタ２０ａおよびスイッチングトランジスタ２０ｂに過電流が流れることを抑制できる。
【００６４】
Ｄ級増幅器において、音が出力されない状態には、オーディオ信号が当該Ｄ級増幅器に入力されない状態、または、当該Ｄ級増幅器に入力されたオーディオ信号における信号レベルが略ゼロの状態、が含まれてもよい。
【００６５】
例えば、実施の形態１に示した例では、Ｄ級増幅器１０において、音が出力されない状態には、オーディオ信号がＤ級増幅器１０に入力されない状態、または、Ｄ級増幅器１０に入力されたオーディオ信号における信号レベルが略ゼロの状態、が含まれる。
【００６６】
これにより、Ｄ級増幅器１０では、オーディオ信号がＤ級増幅器１０に入力されない状態の一例であるオーディオソースの再生が終了した状態において、プッシュプル回路２０に流れる貫通電流を抑制できる。また、Ｄ級増幅器１０では、Ｄ級増幅器１０に入力されたオーディオ信号における信号レベルが略ゼロの状態の一例である再生中のオーディオソースが無音期間になっている状態において、プッシュプル回路２０に流れる貫通電流を抑制できる。
【００６７】
また、本実施の形態において、音声再生装置は、本開示のＤ級増幅器と、当該Ｄ級増幅器から出力される増幅信号を音に変換するスピーカと、スピーカから出力される音の音量を調整する調整部と、を備える。この音声再生装置において、音が出力されない状態には、調整部が音量を略ゼロになるように調整した状態が含まれる。
【００６８】
なお、音声再生装置１は音声再生装置の一例である。Ｄ級増幅器１０はＤ級増幅器の一例である。スピーカ１１０はスピーカの一例である。調整部１２０は調整部の一例である。
【００６９】
例えば、実施の形態１に示した例では、音声再生装置１は、Ｄ級増幅器１０と、Ｄ級増幅器１０から出力される増幅信号を音に変換するスピーカ１１０と、スピーカ１１０から出力される音の音量を調整する調整部１２０と、を備える。そして、音声再生装置１において、音が出力されない状態には、調整部１２０が、スピーカ１１０から出力される音の音量を略ゼロになるように調整した状態が含まれる。
【００７０】
以上のように構成された音声再生装置１では、Ｄ級増幅器１０（または音声再生装置１）が、スピーカ１１０から音が出力されない状態のとき、電源２００からプッシュプル回路２０への電流経路は、電流を抑制する電流抑制部３０を通る経路になる。そのため、音声再生装置１では、プッシュプル回路２０に流れる貫通電流を抑制することができる。また、Ｄ級増幅器１０（または音声再生装置１）が、スピーカ１１０から音が出力されない状態から音が出力される状態になる場合、トランジスタまたはリレー等のスイッチ４０が瞬時にオンすることで、音声再生装置１では、電源２００からプッシュプル回路２０への電流経路が、瞬時に電流抑制部３０を通らない経路（例えば、スイッチ４０を通る経路）に切り替わる。したがって、音声再生装置１では、Ｄ級増幅器１０（または音声再生装置１）が、スピーカ１１０から音が出力される状態のときに、プッシュプル回路２０へ流れる電流は、電流抑制部３０の影響を受けない。そのため、音声再生装置１では、音質の低下が抑制される。このように、音声再生装置１では、音質の低下を抑制しつつ、スピーカ１１０から音が出力されないときの貫通電流を電流抑制部３０で抑制できる。したがって、音声再生装置１では、音質の低下を抑制しつつ、スイッチングトランジスタ２０ａおよびスイッチングトランジスタ２０ｂの劣化を抑制できる。これらの構成は、高寿命、高音質を要求されるＤ級増幅器を備えた音声再生装置に有効である。
【００７１】
また、音声再生装置１では、調整部１２０が、スピーカ１１０から出力される音の音量を、略ゼロになるように調整した状態のとき、プッシュプル回路２０に流れる貫通電流を抑制できる。調整部１２０が、スピーカ１１０から出力される音の音量を略ゼロになるように調整した状態の一例としては、例えば、ユーザが、音声再生装置１に備えられたボリューム調整部の設定位置を音量ゼロ（ミュート）を示す位置にした状態、または、ユーザが、音声再生装置１を遠隔操作するためのリモコン等を介してミュート操作した状態、等が挙げられる。
【００７２】
（他の実施の形態）
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施の形態１を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、変更、置き換え、付加、省略等を行った実施の形態にも適応できる。また、上記実施の形態１で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。
【００７３】
そこで、以下の他の実施の形態を例示する。
【００７４】
実施の形態１では、電流抑制部の一例として、インダクタ３０ａを含む電流抑制部３０を説明した。しかし、電流抑制部は、インダクタを含む回路に限定されない。電流抑制部は、貫通電流を抑制するように構成されていればよい。例えば、電流抑制部は、抵抗を含む回路であってもよい。ただし、この場合には、抵抗において電力のロスが発生するため、電流抑制部はインダクタを含む回路であることが好ましい。
【００７５】
実施の形態１では、プッシュプル回路の一例としてハーフブリッジ回路のプッシュプル回路２０を説明した。しかし、プッシュプル回路はハーフブリッジ回路に限定されない。プッシュプル回路は、プッシュプル動作をするように構成されていればよい。例えば、プッシュプル回路は、フルブリッジ回路であってもよい。この場合のプッシュプル回路は、ハーフブリッジ回路と比べて高い電力変換効率が得られるが、回路構成が複雑になる。
【００７６】
実施の形態１では、プッシュプル回路２０が有するスイッチングトランジスタ２０ａおよびスイッチングトランジスタ２０ｂの一例として、ＭＯＳＦＥＴを説明したが、本開示はこれに限定されない。例えば、スイッチングトランジスタ２０ａおよびスイッチングトランジスタ２０ｂは、バイポーラトランジスタ、またはＢｉＣＭＯＳトランジスタ、等であってもよい。
【００７７】
実施の形態１では、スイッチ４０が電流抑制部３０に並列に接続され、スイッチ４０のオン／オフにより、プッシュプル回路２０へ電流を流す経路を、電流抑制部３０を通らずにスイッチ４０を通る経路とするか、スイッチ４０を通らずに電流抑制部３０を通る経路とするか、を切り替える構成例を示した。しかし、本開示は何らこの構成例に限定されない。Ｄ級増幅器は、プッシュプル回路へ電流を流す経路を、電流抑制部を通る経路と、電流抑制部を通らない経路と、の切り替えができるように構成されていればよい。例えば、電流抑制部をバイパスしてプッシュプル回路へ電流を流す低抵抗の導線をＤ級増幅器に設け、スイッチが、プッシュプル回路へ電流を流す経路を、電流抑制部を通る経路と、電流抑制部をバイパスする導線を通る経路と、の切り替えを行うようにＤ級増幅器を構成してもよい。
【００７８】
本開示は、Ｄ級増幅器として実現できるだけでなく、Ｄ級増幅器を構成する判定部および制御部が行うステップ（処理）を含む方法として実現できる。
【００７９】
例えば、それらのステップは、コンピュータ（コンピュータシステム）によって実行されてもよい。そして、本開示は、それらの方法に含まれるステップを、コンピュータに実行させるためのコンピュータプログラムとして実現することもできる。さらに、本開示は、そのコンピュータプログラムを記録したＣＤ−ＲＯＭ等の非一時的なコンピュータ読み取り可能な記録媒体として実現できる。
【００８０】
例えば、本開示が、コンピュータプログラム（ソフトウェア）で実現される場合には、コンピュータのＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、メモリ、および入出力回路等のハードウェア資源を利用してプログラムが実行されることによって、各ステップが実行される。つまり、ＣＰＵがデータをメモリまたは入出力回路等から取得して演算したり、演算結果をメモリまたは入出力回路等に出力したりすることによって、各ステップが実行される。
【００８１】
本開示のＤ級増幅器に含まれる判定部および制御部は、集積回路（ＩＣ：Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）であるＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ  Ｓｃａｌｅ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）として実現されてもよい。
【００８２】
また、集積回路は、ＬＳＩに限らず、専用回路または汎用プロセッサで実現されてもよい。プログラムが可能なＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）、または、ＬＳＩ内部の回路セルの接続および設定が再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサが、利用されてもよい。
【００８３】
さらに、半導体技術の進歩または派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、その技術を用いて、Ｄ級増幅器に含まれる判定部および制御部の集積回路化が行われてもよい。
【００８４】
以上のように、本開示における技術の例示として、実施の形態を説明した。そのために、添付図面および詳細な説明を提供した。
【００８５】
したがって、添付図面および詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。
【００８６】
また、上述の実施の形態は、本開示における技術を例示するためのものであるから、特許請求の範囲またはその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００８７】
本開示は、Ｄ級増幅器に適用可能である。具体的には、音響機器、テレビジョンセット、ＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）、携帯機器、等の音を再生する装置に、本開示は適用可能である。
【符号の説明】
【００８８】
１    音声再生装置
１０    Ｄ級増幅器
２０    プッシュプル回路
２０ａ，２０ｂ    スイッチングトランジスタ
３０    電流抑制部
３０ａ，１００ａ    インダクタ
３０ｂ    ダイオード
４０    スイッチ
５０    判定部
６０    制御部
７０    デルタシグマ変調部
８０    パルス幅変調部
９０    ＦＥＴドライバ
１００    ローパスフィルタ
１００ｂ    コンデンサ
１１０    スピーカ
１２０    調整部
２００    電源
【図１】
2017154051.tif 000003
【図２】
2017154051.tif 000004
【図３】
2017154051.tif 000005
【図４】
2017154051.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成30年8月1日(2018.8.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、Ｄ級増幅器および音声再生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プッシュプル回路を構成する２つのスイッチングトランジスタを備えるＤ級増幅器では、当該２つのスイッチングトランジスタが同時に導通（以下、導通を「オン」、非導通を「オフ」という）すると、貫通電流が発生する。Ｄ級増幅器では、貫通電流の発生を抑制するために、当該２つのスイッチングトランジスタの切り替え時（一方がオンからオフに、他方がオフからオンに、切り替えられるとき）に、両方を同時にオンしない時間帯（以下、「デッドタイム」という）が設けられる。
【０００３】
一方、Ｄ級増幅器では、オーディオ信号を増幅するときに、デッドタイムによりひずみが発生し音質が低下する場合がある。そのため、デッドタイムは可能な限り短い時間に設定されることが好ましい。しかし、例えば増幅すべきオーディオ信号がないとき、またはＤ級増幅器を備える音声再生装置の出力がミュートされたとき、等の、Ｄ級増幅器に接続されたスピーカから音が出力されないときには、ひずみが発生しても問題とならないことが多い。
【０００４】
そこで、スピーカから音が出力されないときにはデッドタイムを相対的に長くして貫通電流を抑制するＤ級増幅器が提案されている。具体的には、そのＤ級増幅器では、スピーカから音が出力されないときには、デッドタイムを生成するためのデッドタイム生成部にあるＲＣ回路で使用されるコンデンサの容量（数）をスイッチ操作で増やして時定数を大きくすることで、デッドタイムを長くする。特許文献１には、このようなＤ級増幅器に関する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−８８９２６号公報
【発明の概要】
【０００６】
上述したＤ級増幅器では、スピーカから音が出力されないときと音が出力されるときとで、デッドタイムの長さが切り替えられる。しかし、その際に、コンデンサの充放電に時間が掛かるため、デッドタイムの長さを短時間で切り替えることは難しい。例えば、スピーカから音が出力されずデッドタイムが長くなった状態において、スピーカから音が出力される場合、直ちにデッドタイムが短くなることが望ましい。しかし、上述したＤ級増幅器では、コンデンサの放電に時間が掛かるため、直ちにデッドタイムを短くすることはできない。したがって、上述したＤ級増幅器では、デッドタイムが短くなるまでの期間、デッドタイムによるひずみが発生し音質が低下してしまう場合がある。このように、上述したＤ級増幅器では、スピーカから音が出力されないときに貫通電流を抑制するための構成に起因して、音質が低下してしまう場合がある。
【０００７】
本開示は、音質の低下を抑制しつつ、スピーカから音が出力されないときの貫通電流を抑制できるＤ級増幅器および音声再生装置を提供する。
【０００８】
本開示におけるＤ級増幅器は、入力されたオーディオ信号を増幅するためのＤ級増幅器である。このＤ級増幅器は、少なくとも２つのスイッチングトランジスタを有するプッシュプル回路と、当該プッシュプル回路と当該プッシュプル回路に電力を供給する電源との間に設けられた電流抑制部と、電流抑制部に並列に接続されたスイッチと、音が出力されない状態であるか否かを判定する判定部と、制御部と、を備える。制御部は、音が出力されない状態であると判定部が判定した場合、電源からプッシュプル回路への電流経路が電流抑制部を通る経路になるように当該スイッチをオフにし、音が出力される状態であると判定部が判定した場合、当該電流経路が電流抑制部を通らない経路になるように当該スイッチをオンにする。
【０００９】
本開示における音声再生装置は、本開示のＤ級増幅器と、当該Ｄ級増幅器から出力される増幅信号を音に変換するスピーカと、スピーカから出力される音の音量を調整する調整部と、を備える。この音声再生装置において、音が出力されない状態には、調整部が音量を略ゼロになるように調整した状態が含まれる。
【００１０】
本開示におけるＤ級増幅器および音声再生装置は、音質の低下を抑制しつつ、スピーカから音が出力されないときの貫通電流を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、実施の形態１における音声再生装置の一構成例を模式的に示すブロック図である。
【図２】図２は、実施の形態１における音声再生装置が備えるスイッチングトランジスタに貫通電流が流れるときのゲート電圧の変化の一例を模式的に示す波形図である。
【図３】図３は、実施の形態１における音声再生装置が備える電流抑制部の一構成例を示す回路図である。
【図４】図４は、実施の形態１における音声再生装置が備えるＤ級増幅器の動作の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。ただし、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、すでによく知られた事項の詳細説明、および実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。
【００１３】
なお、添付図面および以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために提供されるのであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することは意図されていない。
【００１４】
また、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、実質的に同じ構成要素については同じ符号を付し、説明を省略または簡略化する場合がある。
【００１５】
（実施の形態１）
以下、図１から図４を用いて、実施の形態１を説明する。
【００１６】
［１−１．構成］
図１は、実施の形態１における音声再生装置１の一構成例を模式的に示すブロック図である。
【００１７】
音声再生装置１は、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｃ）、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ）、ＢＤ（Ｂｌｕ−ｒａｙ（登録商標）  Ｄｉｓｃ）、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｃ  Ｄｒｉｖｅ）、またはメモリーカード等の記憶媒体に記憶されたオーディオソースを再生して得られたオーディオ信号（デジタルオーディオ信号）に応じた音を出力する装置である。音声再生装置１は、Ｄ級増幅器１０、スピーカ１１０、および調整部１２０、を備える。なお、音声再生装置１は、それらの記憶媒体からオーディオ信号を得る装置（図示せず）を備えていてもよいが、図１には、オーディオ信号の入力経路のみを示す。また、音声再生装置１は、ラジオ放送やテレビジョン放送からオーディオ信号を得る装置、または通信回線を通してオーディオ信号を得る装置を備えていてもよい。音声再生装置１は、外部からオーディオ信号が入力される構成であってもよい。また、音声再生装置１は、アナログオーディオ信号をデジタルオーディオ信号に変換する装置を備えていてもよい。
【００１８】
スピーカ１１０は、Ｄ級増幅器１０から出力されるアナログオーディオ信号の電力を音響エネルギーに変換する。
【００１９】
調整部１２０は、スピーカ１１０から出力される音の音量を調整する。調整部１２０は、例えば、音声再生装置１が備えるボリューム調整部（図示せず）の設定位置に応じてスピーカ１１０から出力される音の音量を調整する。調整部１２０は、例えばボリューム調整部の設定位置が音量ゼロ（ミュート）を示す位置の場合、スピーカ１１０から出力される音の音量を、略ゼロになるように調整し、スピーカ１１０から音が出力されない状態にする。また、調整部１２０は、例えば、音声再生装置１を遠隔操作するためのリモートコントロール装置（以下、「リモコン」と略記する。図示せず）等を介したユーザ操作に応じて、スピーカ１１０から出力される音の音量を調整する。調整部１２０は、例えばリモコン等で音量をミュートにするユーザ操作がなされた場合、スピーカ１１０から出力される音の音量を、略ゼロになるように調整し、スピーカ１１０から音が出力されない状態にする。なお、この略ゼロは、音量が完全にゼロ（無音）である状態に限定されない。略ゼロには、音量が実質的にゼロ（実質的に無音）と認められる状態（例えば、音量があらかじめ設定されたしきい値以下の状態）も含まれる。
【００２０】
Ｄ級増幅器１０は、ＡＢ級増幅器等のアナログ増幅器よりも良好な電力変換効率が得られ、かつ、放熱量も少ない、高効率かつ低損失なアンプ（増幅器）である。Ｄ級増幅器１０は、入力されたデジタルオーディオ信号に基づくＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ：パルス幅変調）信号を増幅する。なお、図１に示すオーディオ信号はデジタルオーディオ信号のことである。
【００２１】
Ｄ級増幅器１０は、プッシュプル回路２０、電流抑制部３０、スイッチ４０、判定部５０、制御部６０、デルタシグマ変調部７０、パルス幅変調部８０、ＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）ドライバ９０、およびローパスフィルタ１００、を備える。
【００２２】
プッシュプル回路２０は、少なくとも２つのスイッチングトランジスタ（本実施の形態では、スイッチングトランジスタ２０ａおよびスイッチングトランジスタ２０ｂを例示する）を有する増幅回路である。プッシュプル回路２０は、例えばハーフブリッジ回路である。スイッチングトランジスタ２０ａおよびスイッチングトランジスタ２０ｂは、例えばｎ型ＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）である。スイッチングトランジスタ２０ａは、スイッチングトランジスタ２０ａのゲートに印加されるゲート電圧Ｖｇａがハイ（Ｈ）レベルのときにオンになり、ロー（Ｌ）レベルのときにオフになる。同様に、スイッチングトランジスタ２０ｂは、スイッチングトランジスタ２０ｂのゲートに印加されるゲート電圧ＶｇｂがＨレベルのときにオンになり、Ｌレベルのときにオフになる。なお、スイッチングトランジスタ２０ａおよびスイッチングトランジスタ２０ｂは、一方をｎ型ＭＯＳＦＥＴ、他方をｐ型ＭＯＳＦＥＴとしてもよい。
【００２３】
スイッチングトランジスタ２０ａのゲートに印加されるゲート電圧Ｖｇａおよびスイッチングトランジスタ２０ｂのゲートに印加されるゲート電圧Ｖｇｂの立ち上がり波形および立ち下がり波形は、ゲート容量または抵抗成分等によって、鈍る。なお、ここでの立ち上がり波形とは、ゲート電圧がＬレベルからＨレベルに変化するときの電圧波形のことであり、立ち下がり波形とは、ゲート電圧がＨレベルからＬレベルに変化するときの電圧波形のことである。また、電圧波形が鈍るとは、ゲート電圧がＨレベルからＬレベルに変化するとき、または、その逆のときに、電圧変化が相対的に緩やかになることである。ゲート電圧Ｖｇａおよびゲート電圧Ｖｇｂの立ち上がり波形および立ち下がり波形が鈍ることにより、スイッチングトランジスタ２０ａおよびスイッチングトランジスタ２０ｂがそれぞれ同時に半オン状態（導通と非導通との間の状態）になり、スイッチングトランジスタ２０ａおよびスイッチングトランジスタ２０ｂに貫通電流が流れる。
【００２４】
図２は、実施の形態１における音声再生装置１が備えるスイッチングトランジスタ２０ａおよびスイッチングトランジスタ２０ｂに貫通電流が流れるときのゲート電圧の変化の一例を模式的に示す波形図である。
【００２５】
ゲート電圧Ｖｇａおよびゲート電圧Ｖｇｂは、スイッチングトランジスタ２０ａおよびスイッチングトランジスタ２０ｂのオンとオフとを相互に切り替えるとき（以下、この動作を「スイッチング」という）に、ＨレベルとＬレベルとが瞬時に入れ替わることが理想的である。そして、ゲート電圧ＶｇａがＨレベルのときにはゲート電圧ＶｇｂがＬレベルになり、ゲート電圧ＶｇａがＬレベルのときにはゲート電圧ＶｇｂがＨレベルになるのが理想的である。しかし、図２に示されるように、ゲート電圧Ｖｇａおよびゲート電圧Ｖｇｂは、スイッチング時に鈍った立ち上がり波形および立ち下がり波形となるため、スイッチングトランジスタ２０ａおよびスイッチングトランジスタ２０ｂがそれぞれ半オン状態になり、スイッチングトランジスタ２０ａおよびスイッチングトランジスタ２０ｂに貫通電流が流れる。これにより、スイッチングトランジスタ２０ａおよびスイッチングトランジスタ２０ｂが劣化したり、Ｄ級増幅器１０の消費電力が増大したりする。
【００２６】
電流抑制部３０は、上述した貫通電流を抑制するための回路であり、プッシュプル回路２０と、プッシュプル回路２０に電力を供給する電源２００と、の間に設けられる。電流抑制部３０の回路構成について、図３を用いて説明する。
【００２７】
図３は、実施の形態１における音声再生装置１が備える電流抑制部３０の一構成例を示す回路図である。なお、図３には、電流抑制部３０と、スイッチ４０と、電源２００と、が示されている。
【００２８】
図３に示されるように、電流抑制部３０は、例えば、インダクタ３０ａを含む回路である。インダクタ３０ａは、インダクタ３０ａに電流が流れていない状態から、インダクタ３０ａに電流が流れる状態に瞬時に変化したときに、その瞬時に流れる電流を抑制する機能を有する。具体的には、スイッチ４０がオンからオフに切り替わり、それまでインダクタ３０ａに流れていなかった電流（例えば、スイッチ４０に流れていた電流）が、インダクタ３０ａを流れるように電流経路が瞬時に切り替わると、その瞬時に流れる電流は、インダクタ３０ａによって抑制される。そのため、上述した貫通電流がプッシュプル回路２０に流れるときに、電源２００からプッシュプル回路２０への電流経路が、インダクタ３０ａを通らない経路（例えば、スイッチ４０を通る経路）からインダクタ３０ａを通る経路に切り替わることで、プッシュプル回路２０を流れる電流（貫通電流）を抑制することができる。
【００２９】
また、電流抑制部３０は、カソードがインダクタ３０ａの電源２００側に接続され、アノードがインダクタ３０ａのプッシュプル回路２０側に接続されてインダクタ３０ａに並列に接続されたダイオード３０ｂをさらに含む回路である。これにより、スイッチ４０がオフからオンに切り替わり、電流経路がインダクタ３０ａを通る経路からインダクタ３０ａを通らない経路（例えば、スイッチ４０を通る経路）に切り替わったときに発生する逆起電力による大電流を、ダイオード３０ｂへ流すことができる。
【００３０】
スイッチ４０は、電流抑制部３０に並列に接続されるスイッチである。スイッチ４０は、例えばトランジスタまたはリレー等で構成される。電源２００からプッシュプル回路２０へ流れる電流の経路は、スイッチ４０がオフになることで電流抑制部３０を通る経路になり、スイッチ４０がオンになることで電流抑制部３０を通らない経路（例えば、スイッチ４０を通る経路）になる。スイッチ４０のオン／オフの切り替えは制御部６０により制御される。
【００３１】
なお、上述の「電源２００からプッシュプル回路２０へ流れる電流の経路が、電流抑制部３０を通る経路になる」とは、電源２００からプッシュプル回路２０へ流れる全ての電流が電流抑制部３０を通ることに限定されない。この状態には、主な電流が電流抑制部３０を通って電源２００からプッシュプル回路２０へ流れ、相対的に微小な電流が電流抑制部３０以外の経路を通って電源２００からプッシュプル回路２０へ流れることも含まれる。また、上述の「電源２００からプッシュプル回路２０へ流れる電流の経路が、電流抑制部３０を通らない経路になる」とは、電源２００からプッシュプル回路２０へ流れる全ての電流が電流抑制部３０を通らない（例えば、スイッチ４０を通る）ことに限定されない。この状態には、主な電流が電流抑制部３０を通らずに（例えば、スイッチ４０を通って）電源２００からプッシュプル回路２０へ流れ、相対的に微小な電流が電流抑制部３０を通って電源２００からプッシュプル回路２０へ流れることも含まれる。
【００３２】
判定部５０は、Ｄ級増幅器１０（または音声再生装置１）が、スピーカ１１０から音が出力されない状態であるか否か、を判定する。判定部５０の動作の説明は、図４を用いて後述する。
【００３３】
制御部６０は、Ｄ級増幅器１０（または音声再生装置１）はスピーカ１１０から音が出力されない状態である、と判定部５０が判定した場合には、スイッチ４０をオフにし、Ｄ級増幅器１０（または音声再生装置１）はスピーカ１１０から音が出力される状態である、と判定部５０が判定した場合には、スイッチ４０をオンにする。制御部６０の動作の説明は、図４を用いて後述する。
【００３４】
判定部５０は、オーディオ信号を処理するＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）（図示せず）または調整部１２０から送られてくる信号に応じて、Ｄ級増幅器１０（または音声再生装置１）がスピーカ１１０から音が出力されない状態であるか否か、を判定する。制御部６０は、判定部５０におけるその判定の結果に応じて、スイッチ４０のオン／オフを切り替える信号を出力する。なお、判定部５０および制御部６０は、例えばマイクロプロセッサとコンピュータプログラム（ソフトウェア）により実現されてもよく、あるいは専用回路で実現されてもよい。判定部５０および制御部６０は、例えば、レベル比較器または電圧検出回路等により実現されてもよい。
【００３５】
デルタシグマ変調部７０は、入力信号のダイナミックレンジ（入力されたデジタルオーディオ信号の量子化数で決まるダイナミックレンジ）を、例えば可聴帯域である２０ｋＨｚまでにすることで、出力信号の量子化数を入力信号よりも減少させる。具体的には、デルタシグマ変調部７０は、オーバーサンプリングフィルタとノイズシェーパとを備えて構成される。まず、オーバーサンプリングフィルタは、入力されたオーディオ信号のサンプリング周波数を２のべき乗倍に変換（オーバーサンプリング）し、入力されたオーディオ信号から折り返し成分を除去する。次に、ノイズシェーパは、オーバーサンプリングしたオーディオ信号を、入力されたオーディオ信号よりも小さい量子化数で再量子化する。ノイズシェーパは、再量子化したときに発生する再量子化ノイズを、例えば可聴帯域である２０ｋＨｚ以下において小さくする。
【００３６】
パルス幅変調部８０は、デルタシグマ変調部７０から出力される信号をＰＷＭ信号に変換する。このＰＷＭ信号は、パルス幅変調部８０に入力される信号の振幅レベルの階調（すなわち、振幅の大きさ）を、パルス幅の階調に変換して生成された信号である。
【００３７】
ＦＥＴドライバ９０は、パルス幅変調部８０から出力されるＰＷＭ信号に基づく信号をスイッチングトランジスタ２０ａのゲートへ出力する第１回路（図示せず）と、ＰＷＭ信号に基づく信号をスイッチングトランジスタ２０ｂのゲートへ出力する第２回路（図示せず）と、を有する。
【００３８】
第１回路は、２入力１出力のＡＮＤ回路（図示せず）を有する。第１回路が有するＡＮＤ回路の２つの入力端子のうちの一方の入力端子は、パルス幅変調部８０の出力端子に接続され、他方の入力端子は、ＲＣ回路（図示せず）を介してパルス幅変調部８０の出力端子に接続されている。また、当該ＡＮＤ回路の出力端子は、スイッチングトランジスタ２０ａのゲートに接続されている。すなわち、第１回路は、パルス幅変調部８０から出力されるＰＷＭ信号と、パルス幅変調部８０から出力されるＰＷＭ信号をＲＣ回路で所望のデッドタイム分遅延させた信号と、の論理積を演算し、その演算の結果を表す信号をスイッチングトランジスタ２０ａのゲートへ出力する。第１回路から出力されるこの信号が、ゲート電圧Ｖｇａである。
【００３９】
第２回路は、インバータ（図示せず）と、２入力１出力のＡＮＤ回路（図示せず）と、を有する。当該インバータの入力端子は、パルス幅変調部８０の出力端子に接続されている。第２回路が有するＡＮＤ回路の２つの入力端子のうちの一方の入力端子は、当該インバータの出力端子に接続され、他方の入力端子は、ＲＣ回路（図示せず）を介して当該インバータの出力端子に接続されている。また、当該ＡＮＤ回路の出力端子は、スイッチングトランジスタ２０ｂのゲートに接続されている。すなわち、第２回路は、パルス幅変調部８０から出力されるＰＷＭ信号の反転信号と、パルス幅変調部８０から出力されるＰＷＭ信号の反転信号をＲＣ回路で所望のデッドタイム分遅延させた信号と、の論理積を演算し、その演算の結果を表す信号をスイッチングトランジスタ２０ｂのゲートへ出力する。第２回路から出力されるこの信号が、ゲート電圧Ｖｇｂである。
【００４０】
このようにして、パルス幅変調部８０から出力されるＰＷＭ信号がプッシュプル回路２０により増幅される。
【００４１】
なお、上述の構成を備えたＦＥＴドライバ９０では、ＲＣ回路が有する抵抗およびコンデンサの値が調整されることで、デッドタイムを所望の長さに設定することができる。
【００４２】
ローパスフィルタ１００は、プッシュプル回路２０で増幅された信号をアナログオーディオ信号に復調するフィルタである。ローパスフィルタ１００は、電力損失を少なくするため、インダクタ１００ａとコンデンサ１００ｂとで構成される。
【００４３】
［１−２．動作］
以上のように構成された音声再生装置１について、その動作を以下に説明する。
【００４４】
図４は、実施の形態１における音声再生装置１が備えるＤ級増幅器１０の動作の一例を示すフローチャートである。
【００４５】
まず、判定部５０は、Ｄ級増幅器１０（または音声再生装置１）が、スピーカ１１０から音が出力されない状態であるか否か、を判定する（ステップＳ１１）。
【００４６】
スピーカ１１０から音が出力されない状態には、オーディオ信号がＤ級増幅器１０に入力されない状態、またはＤ級増幅器１０に入力されたオーディオ信号における信号レベルが略ゼロの状態、またはＤ級増幅器１０に接続されたスピーカ１１０から出力される音の音量を略ゼロになるように調整部１２０が調整した状態、等が含まれる。一方、スピーカ１１０から音が出力される状態には、例えば、オーディオ信号がＤ級増幅器１０に入力されており、かつＤ級増幅器１０に入力されたオーディオ信号における信号レベルが略ゼロでなく、かつＤ級増幅器１０に接続されたスピーカ１１０から出力される音の音量を略ゼロよりも大きくなるように調整部１２０が調整した状態、等が含まれる。これらの状態を判定するために、例えば、判定部５０は、Ｄ級増幅器１０にオーディオ信号が入力されているか否か、を判定する。また、例えば、判定部５０は、Ｄ級増幅器１０に入力されたオーディオ信号における信号レベルが略ゼロであるか否か、を判定する。また、例えば、判定部５０は、Ｄ級増幅器１０に接続されたスピーカ１１０から出力される音の音量を、略ゼロになるように調整部１２０が調整したか否か、を判定する。
【００４７】
ステップＳ１１において、Ｄ級増幅器１０（または音声再生装置１）はスピーカ１１０から音が出力されない状態である、と判定部５０で判定された場合（ステップＳ１１でＹｅｓ）、制御部６０は、スイッチ４０をオフにする（ステップＳ１２）。
【００４８】
これにより、電源２００からプッシュプル回路２０へ流れる電流の経路は、電流抑制部３０を通る経路になる。すなわち、Ｄ級増幅器１０（または音声再生装置１）が、スピーカ１１０から音が出力されない状態のとき、Ｄ級増幅器１０では、プッシュプル回路２０を流れる電流（貫通電流）は、電流抑制部３０で抑制される。
【００４９】
ステップＳ１１において、Ｄ級増幅器１０（または音声再生装置１）はスピーカ１１０から音が出力される状態である、と判定部５０で判定された場合（ステップＳ１１でＮｏ）、制御部６０は、スイッチ４０をオンにする（ステップＳ１３）。
【００５０】
これにより、電源２００からプッシュプル回路２０へ流れる電流の経路は、電流抑制部３０を通らない経路（例えば、スイッチ４０を通る経路）になる。すなわち、Ｄ級増幅器１０（または音声再生装置１）が、スピーカ１１０から音が出力される状態のとき、Ｄ級増幅器１０では、プッシュプル回路２０を流れる電流は、電流抑制部３０で抑制されない。
【００５１】
このように、本実施の形態におけるＤ級増幅器１０では、Ｄ級増幅器１０（または音声再生装置１）がスピーカ１１０から音が出力されない状態のとき、プッシュプル回路２０を流れる貫通電流は電流抑制部３０で抑制される。すなわち、Ｄ級増幅器１０では、例えば、ＣＤ、ＤＶＤ、ＢＤ、ＨＤＤ、またはメモリーカード等の記憶媒体に記憶されたオーディオソースの再生が終了した状態、または、再生中のオーディオソースが無音期間になっている状態、または、ユーザが、音声再生装置１に備えられたボリューム調整部の設定位置を音量ゼロ（ミュート）を示す位置にしたり、音声再生装置１を遠隔操作するためのリモコン等を介してミュート操作したりした状態、等のとき、プッシュプル回路２０を流れる貫通電流が電流抑制部３０で抑制される。一方、Ｄ級増幅器１０（または音声再生装置１）がスピーカ１１０から音が出力される状態のとき、すなわち、例えば、オーディオ信号がＤ級増幅器１０に入力されており、かつＤ級増幅器１０に入力されたオーディオ信号における信号レベルが略ゼロでなく、かつスピーカ１１０から出力される音の音量が略ゼロよりも大きい状態のとき、Ｄ級増幅器１０では、電流抑制部３０の影響を受けずに（すなわち、電流が電流抑制部３０で抑制されずに）、電源２００からプッシュプル回路２０に電力が供給される。
【００５２】
［１−３．効果等］
以上のように、本実施の形態において、Ｄ級増幅器は、入力されたオーディオ信号を増幅するためのＤ級増幅器であって、少なくとも２つのスイッチングトランジスタを有するプッシュプル回路と、当該プッシュプル回路と当該プッシュプル回路に電力を供給する電源との間に設けられた電流抑制部と、電流抑制部に並列に接続されたスイッチと、音が出力されない状態であるか否かを判定する判定部と、制御部と、を備える。制御部は、音が出力されない状態であると判定部が判定した場合、電源からプッシュプル回路への電流経路が電流抑制部を通る経路になるように当該スイッチをオフにし、音が出力される状態であると判定部が判定した場合、当該電流経路が電流抑制部を通らない経路になるように当該スイッチをオンにする。
【００５３】
なお、Ｄ級増幅器１０はＤ級増幅器の一例である。スイッチングトランジスタ２０ａおよびスイッチングトランジスタ２０ｂは、少なくとも２つのスイッチングトランジスタの一例である。プッシュプル回路２０はプッシュプル回路の一例である。電源２００は電源の一例である。電流抑制部３０は電流抑制部の一例である。スイッチ４０はスイッチの一例である。判定部５０は判定部の一例である。制御部６０は制御部の一例である。
【００５４】
例えば、実施の形態１に示した例では、Ｄ級増幅器１０は、スイッチングトランジスタ２０ａおよびスイッチングトランジスタ２０ｂを有するプッシュプル回路２０と、プッシュプル回路２０とプッシュプル回路２０に電力を供給する電源２００との間に設けられた電流抑制部３０と、電流抑制部３０に並列に接続されたスイッチ４０と、音が出力されない状態であるか否かを判定する判定部５０と、制御部６０と、を備える。Ｄ級増幅器１０において、制御部６０は、音が出力されない状態であると判定部５０が判定した場合、電源２００からプッシュプル回路２０への電流経路が電流抑制部３０を通る経路になるようにスイッチ４０をオフにし、音が出力される状態であると判定部５０が判定した場合、当該電流経路が電流抑制部３０を通らない経路になるようにスイッチ４０をオンにする。
【００５５】
以上のように構成されたＤ級増幅器１０では、Ｄ級増幅器１０が、Ｄ級増幅器１０に接続されたスピーカ１１０等から音が出力されない状態のとき、電源２００からプッシュプル回路２０への電流経路は、電流を抑制する電流抑制部３０を通る経路になる。そのため、Ｄ級増幅器１０では、プッシュプル回路２０に流れる貫通電流を抑制することができる。また、Ｄ級増幅器１０が、スピーカ１１０等から音が出力されない状態から音が出力される状態になる場合、トランジスタまたはリレー等のスイッチ４０が瞬時にオンすることで、Ｄ級増幅器１０では、電源２００からプッシュプル回路２０への電流経路が、瞬時に電流抑制部３０を通らない経路（例えば、スイッチ４０を通る経路）に切り替わる。したがって、Ｄ級増幅器１０では、Ｄ級増幅器１０がスピーカ１１０等から音が出力される状態のときに、プッシュプル回路２０へ流れる電流は、電流抑制部３０の影響を受けない。そのため、Ｄ級増幅器１０では、音質の低下が抑制される。このように、Ｄ級増幅器１０では、音質の低下を抑制しつつ、Ｄ級増幅器１０に接続されたスピーカ１１０等から音が出力されないときの貫通電流を電流抑制部３０で抑制できる。したがって、Ｄ級増幅器１０では、音質の低下を抑制しつつ、スイッチングトランジスタ２０ａおよびスイッチングトランジスタ２０ｂの劣化を抑制できる。これらの構成は、高寿命、高音質を要求されるＤ級増幅器に有効である。
【００５６】
Ｄ級増幅器において、電流抑制部は、インダクタを含む回路であってもよい。
【００５７】
なお、インダクタ３０ａはインダクタの一例である。
【００５８】
例えば、実施の形態１に示した例では、Ｄ級増幅器１０において、電流抑制部３０は、インダクタ３０ａを含む回路である。
【００５９】
インダクタ３０ａでは、電力のロスが発生しにくいため、これにより、Ｄ級増幅器１０を省電力化することができる。
【００６０】
Ｄ級増幅器において、電流抑制部は、インダクタに並列に接続されたダイオードをさらに含む回路であってもよい。
【００６１】
なお、ダイオード３０ｂはダイオードの一例である。
【００６２】
例えば、実施の形態１に示した例では、Ｄ級増幅器１０において、電流抑制部３０は、インダクタ３０ａに並列に接続されたダイオード３０ｂをさらに含む回路である。
【００６３】
これにより、Ｄ級増幅器１０では、インダクタ３０ａに発生する逆起電力による影響を抑制できる。例えば、Ｄ級増幅器１０では、スイッチ４０がオフからオンに切り替えられたときにインダクタ３０ａに発生する逆起電力によってスイッチングトランジスタ２０ａおよびスイッチングトランジスタ２０ｂに過電流が流れることを抑制できる。
【００６４】
Ｄ級増幅器において、音が出力されない状態には、オーディオ信号が当該Ｄ級増幅器に入力されない状態、または、当該Ｄ級増幅器に入力されたオーディオ信号における信号レベルが略ゼロの状態、が含まれてもよい。
【００６５】
例えば、実施の形態１に示した例では、Ｄ級増幅器１０において、音が出力されない状態には、オーディオ信号がＤ級増幅器１０に入力されない状態、または、Ｄ級増幅器１０に入力されたオーディオ信号における信号レベルが略ゼロの状態、が含まれる。
【００６６】
これにより、Ｄ級増幅器１０では、オーディオ信号がＤ級増幅器１０に入力されない状態の一例であるオーディオソースの再生が終了した状態において、プッシュプル回路２０に流れる貫通電流を抑制できる。また、Ｄ級増幅器１０では、Ｄ級増幅器１０に入力されたオーディオ信号における信号レベルが略ゼロの状態の一例である再生中のオーディオソースが無音期間になっている状態において、プッシュプル回路２０に流れる貫通電流を抑制できる。
【００６７】
また、本実施の形態において、音声再生装置は、本開示のＤ級増幅器と、当該Ｄ級増幅器から出力される増幅信号を音に変換するスピーカと、スピーカから出力される音の音量を調整する調整部と、を備える。この音声再生装置において、音が出力されない状態には、調整部が音量を略ゼロになるように調整した状態が含まれる。
【００６８】
なお、音声再生装置１は音声再生装置の一例である。Ｄ級増幅器１０はＤ級増幅器の一例である。スピーカ１１０はスピーカの一例である。調整部１２０は調整部の一例である。
【００６９】
例えば、実施の形態１に示した例では、音声再生装置１は、Ｄ級増幅器１０と、Ｄ級増幅器１０から出力される増幅信号を音に変換するスピーカ１１０と、スピーカ１１０から出力される音の音量を調整する調整部１２０と、を備える。そして、音声再生装置１において、音が出力されない状態には、調整部１２０が、スピーカ１１０から出力される音の音量を略ゼロになるように調整した状態が含まれる。
【００７０】
以上のように構成された音声再生装置１では、Ｄ級増幅器１０（または音声再生装置１）が、スピーカ１１０から音が出力されない状態のとき、電源２００からプッシュプル回路２０への電流経路は、電流を抑制する電流抑制部３０を通る経路になる。そのため、音声再生装置１では、プッシュプル回路２０に流れる貫通電流を抑制することができる。また、Ｄ級増幅器１０（または音声再生装置１）が、スピーカ１１０から音が出力されない状態から音が出力される状態になる場合、トランジスタまたはリレー等のスイッチ４０が瞬時にオンすることで、音声再生装置１では、電源２００からプッシュプル回路２０への電流経路が、瞬時に電流抑制部３０を通らない経路（例えば、スイッチ４０を通る経路）に切り替わる。したがって、音声再生装置１では、Ｄ級増幅器１０（または音声再生装置１）が、スピーカ１１０から音が出力される状態のときに、プッシュプル回路２０へ流れる電流は、電流抑制部３０の影響を受けない。そのため、音声再生装置１では、音質の低下が抑制される。このように、音声再生装置１では、音質の低下を抑制しつつ、スピーカ１１０から音が出力されないときの貫通電流を電流抑制部３０で抑制できる。したがって、音声再生装置１では、音質の低下を抑制しつつ、スイッチングトランジスタ２０ａおよびスイッチングトランジスタ２０ｂの劣化を抑制できる。これらの構成は、高寿命、高音質を要求されるＤ級増幅器を備えた音声再生装置に有効である。
【００７１】
また、音声再生装置１では、調整部１２０が、スピーカ１１０から出力される音の音量を、略ゼロになるように調整した状態のとき、プッシュプル回路２０に流れる貫通電流を抑制できる。調整部１２０が、スピーカ１１０から出力される音の音量を略ゼロになるように調整した状態の一例としては、例えば、ユーザが、音声再生装置１に備えられたボリューム調整部の設定位置を音量ゼロ（ミュート）を示す位置にした状態、または、ユーザが、音声再生装置１を遠隔操作するためのリモコン等を介してミュート操作した状態、等が挙げられる。
【００７２】
（他の実施の形態）
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施の形態１を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、変更、置き換え、付加、省略等を行った実施の形態にも適応できる。また、上記実施の形態１で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。
【００７３】
そこで、以下の他の実施の形態を例示する。
【００７４】
実施の形態１では、電流抑制部の一例として、インダクタ３０ａを含む電流抑制部３０を説明した。しかし、電流抑制部は、インダクタを含む回路に限定されない。電流抑制部は、貫通電流を抑制するように構成されていればよい。例えば、電流抑制部は、抵抗を含む回路であってもよい。ただし、この場合には、抵抗において電力のロスが発生するため、電流抑制部はインダクタを含む回路であることが好ましい。
【００７５】
実施の形態１では、プッシュプル回路の一例としてハーフブリッジ回路のプッシュプル回路２０を説明した。しかし、プッシュプル回路はハーフブリッジ回路に限定されない。プッシュプル回路は、プッシュプル動作をするように構成されていればよい。例えば、プッシュプル回路は、フルブリッジ回路であってもよい。この場合のプッシュプル回路は、ハーフブリッジ回路と比べて高い電力変換効率が得られるが、回路構成が複雑になる。
【００７６】
実施の形態１では、プッシュプル回路２０が有するスイッチングトランジスタ２０ａおよびスイッチングトランジスタ２０ｂの一例として、ＭＯＳＦＥＴを説明したが、本開示はこれに限定されない。例えば、スイッチングトランジスタ２０ａおよびスイッチングトランジスタ２０ｂは、バイポーラトランジスタ、またはＢｉＣＭＯＳトランジスタ、等であってもよい。
【００７７】
実施の形態１では、スイッチ４０が電流抑制部３０に並列に接続され、スイッチ４０のオン／オフにより、プッシュプル回路２０へ電流を流す経路を、電流抑制部３０を通らずにスイッチ４０を通る経路とするか、スイッチ４０を通らずに電流抑制部３０を通る経路とするか、を切り替える構成例を示した。しかし、本開示は何らこの構成例に限定されない。Ｄ級増幅器は、プッシュプル回路へ電流を流す経路を、電流抑制部を通る経路と、電流抑制部を通らない経路と、の切り替えができるように構成されていればよい。例えば、電流抑制部をバイパスしてプッシュプル回路へ電流を流す低抵抗の導線をＤ級増幅器に設け、スイッチが、プッシュプル回路へ電流を流す経路を、電流抑制部を通る経路と、電流抑制部をバイパスする導線を通る経路と、の切り替えを行うようにＤ級増幅器を構成してもよい。
【００７８】
本開示は、Ｄ級増幅器として実現できるだけでなく、Ｄ級増幅器を構成する判定部および制御部が行うステップ（処理）を含む方法として実現できる。
【００７９】
例えば、それらのステップは、コンピュータ（コンピュータシステム）によって実行されてもよい。そして、本開示は、それらの方法に含まれるステップを、コンピュータに実行させるためのコンピュータプログラムとして実現することもできる。さらに、本開示は、そのコンピュータプログラムを記録したＣＤ−ＲＯＭ等の非一時的なコンピュータ読み取り可能な記録媒体として実現できる。
【００８０】
例えば、本開示が、コンピュータプログラム（ソフトウェア）で実現される場合には、コンピュータのＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、メモリ、および入出力回路等のハードウェア資源を利用してプログラムが実行されることによって、各ステップが実行される。つまり、ＣＰＵがデータをメモリまたは入出力回路等から取得して演算したり、演算結果をメモリまたは入出力回路等に出力したりすることによって、各ステップが実行される。
【００８１】
本開示のＤ級増幅器に含まれる判定部および制御部は、集積回路（ＩＣ：Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）であるＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ  Ｓｃａｌｅ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）として実現されてもよい。
【００８２】
また、集積回路は、ＬＳＩに限らず、専用回路または汎用プロセッサで実現されてもよい。プログラムが可能なＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）、または、ＬＳＩ内部の回路セルの接続および設定が再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサが、利用されてもよい。
【００８３】
さらに、半導体技術の進歩または派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、その技術を用いて、Ｄ級増幅器に含まれる判定部および制御部の集積回路化が行われてもよい。
【００８４】
以上のように、本開示における技術の例示として、実施の形態を説明した。そのために、添付図面および詳細な説明を提供した。
【００８５】
したがって、添付図面および詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。
【００８６】
また、上述の実施の形態は、本開示における技術を例示するためのものであるから、特許請求の範囲またはその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００８７】
本開示は、Ｄ級増幅器に適用可能である。具体的には、音響機器、テレビジョンセット、ＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）、携帯機器、等の音を再生する装置に、本開示は適用可能である。
【符号の説明】
【００８８】
１    音声再生装置
１０    Ｄ級増幅器
２０    プッシュプル回路
２０ａ，２０ｂ    スイッチングトランジスタ
３０    電流抑制部
３０ａ，１００ａ    インダクタ
３０ｂ    ダイオード
４０    スイッチ
５０    判定部
６０    制御部
７０    デルタシグマ変調部
８０    パルス幅変調部
９０    ＦＥＴドライバ
１００    ローパスフィルタ
１００ｂ    コンデンサ
１１０    スピーカ
１２０    調整部
２００    電源
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力されたオーディオ信号を増幅するためのＤ級増幅器であって、
少なくとも２つのスイッチングトランジスタを有するプッシュプル回路と、
前記プッシュプル回路と前記プッシュプル回路に電力を供給する電源との間に設けられた電流抑制部と、
前記電流抑制部に並列に接続されたスイッチと、
音が出力されない状態であるか否かを判定する判定部と、
音が出力されない状態であると前記判定部が判定した場合、前記電源から前記プッシュプル回路への電流経路が前記電流抑制部を通る経路になるように前記スイッチをオフにし、音が出力される状態であると前記判定部が判定した場合、前記電流経路が前記電流抑制部を通らない経路になるように前記スイッチをオンにする制御部と、を備える、
Ｄ級増幅器。
【請求項２】
前記電流抑制部は、インダクタを含む回路である、
請求項１に記載のＤ級増幅器。
【請求項３】
前記電流抑制部は、前記インダクタに並列に接続されたダイオードをさらに含む回路である、
請求項２に記載のＤ級増幅器。
【請求項４】
前記音が出力されない状態には、前記オーディオ信号が前記Ｄ級増幅器に入力されない状態、または、前記Ｄ級増幅器に入力された前記オーディオ信号における信号レベルが略ゼロの状態、が含まれる、
請求項１に記載のＤ級増幅器。
【請求項５】
請求項１に記載のＤ級増幅器と、
前記Ｄ級増幅器から出力される増幅信号を音に変換するスピーカと、
前記スピーカから出力される音の音量を調整する調整部と、を備え、
前記音が出力されない状態には、前記調整部が前記音量を略ゼロになるように調整した状態が含まれる、
音声再生装置。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2017154051.tif 000007
【図２】
2017154051.tif 000008
【図３】
2017154051.tif 000009
【図４】
2017154051.tif 000010
【国際調査報告】
2017154051.tif 000011
2017154051.tif 000012
2017154051.tif 000013
2017154051.tif 000014