(57)【要約】【課題】  負荷までの配線によって電波の輻射が生じるのを抑制することのできるＤ級アンプを提供する。【解決手段】  正負両極の一方の極に設けられ、変調信号Ｓ１と三角波形搬送波Ｓ２とを比較することにより、第１のデジタル化アナログ信号Ｓ３を生成するコンパレータ１１と、正負両極の他方の極に設けられ、変調信号Ｓ１を反転器１２で逆相にしてから三角波形搬送波Ｓ２と比較することにより、第２のデジタル化アナログ信号Ｓ４’を生成するコンパレータ１３と、第１のデジタル化アナログ信号Ｓ３及び第２のデジタル化アナログ信号Ｓ４’を負荷に対して出力するドライバ１４，１５とを備えた。【選択図】        図１
2007005980.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
変調信号及び搬送波を取り込んで、前記変調信号と搬送波とを比較することにより、正負両極のデジタル化アナログ信号を生成し、該デジタル化アナログ信号を負荷に対して出力するＤ級アンプであって、
前記正負両極の互いの搬送波が同相で、かつ前記正負両極の互いの変調信号が逆相に変調されていることを特徴とするＤ級アンプ。
【請求項２】
前記デジタル化アナログ信号をコモンモードチョークコイルを介して前記負荷に出力することを特徴とする請求項１に記載のＤ級アンプ。
【請求項３】
正負両極の一方の極に設けられ、変調信号と三角波形搬送波とを比較することにより、第１のデジタル化アナログ信号を生成する第１の信号生成手段と、
前記正負両極の他方の極に設けられ、変調信号を一旦逆相にしてから三角波形搬送波と比較することにより、第２のデジタル化アナログ信号を生成する第２の信号生成手段と、
前記第１のデジタル化アナログ信号及び前記第２のデジタル化アナログ信号を前記負荷に対して出力する信号出力手段とを備えたことを特徴とするＤ級アンプ。
【請求項４】
前記信号出力手段は、前記第１のデジタル化アナログ信号及び前記第２のデジタル化アナログ信号をコモンモードチョークコイルを介して前記負荷に出力することを特徴とする請求項３に記載のＤ級アンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はＤ級アンプに係り、特にＰＷＭ（Pulse Width Modulation）変調方式を用いたＤ級アンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＰＷＭ変調方式を用いたＤ級アンプは、図６に示すように、コンパレータ（ＣＯＭＰ：電圧比較器）１と、コンパレータ１に直接接続されたドライバ２と、コンパレータ１に反転器３を介して接続されたドライバ４とを有している。ドライバ２は、コイルＬ１及びコンデンサＣ１からなるローパスフィルタ５を介して負荷（例えば、スピーカ）７のプラス側に接続され、ドライバ４は、コイルＬ２及びコンデンサＣ２からなるローパスフィルタ６を介して負荷７のマイナス側に接続されている。なお、コンデンサＣ１とコンデンサＣ２は互いに接続され、その接続点はアースされている（例えば、非特許文献１参照）。
【０００３】
上記構成のＤ級アンプにおいて、コンパレータ１のマイナス端子に変調信号Ｓ１が、プラス端子に三角波形搬送波Ｓ２がそれぞれ入力される。ここで、変調信号Ｓ１及び三角波形搬送波Ｓ２の一例を図７に示す。
【０００４】
コンパレータ１は、変調信号Ｓ１と三角波形搬送波Ｓ２とを比較して、図７に示すようなデジタル化アナログ信号（ＰＷＭ信号）Ｓ３を生成する。このデジタル化アナログ信号Ｓ３はドライバ２と反転器３に入力される。
【０００５】
反転器３に入力されたデジタル化アナログ信号Ｓ３は、反転器３で位相が逆に反転された後、ドライバ４に入力される。なお、デジタル化アナログ信号Ｓ４は、デジタル化アナログ信号Ｓ３に対して逆相となっているだけであるから、図７では省略されている。
【０００６】
そして、ドライバ２，４はそれぞれローパスフィルタ５，６を介して負荷７を駆動する。このとき、図８に示すように、ドライバ２，４からそれぞれ出力される駆動信号Ｓ５，Ｓ６の差信号（Ｓ５−Ｓ６）が負荷７に流れる。
【非特許文献１】「トランジスタ技術」ＣＱ出版社  ２００３年８月号  第１３６                      頁〜第１３７頁
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記従来の技術では、変調信号の周波数帯域を広く設計すると、コイルＬ１，Ｌ２とコンデンサＣ１，Ｃ２で構成されるローパスフィルタの遮断周波数が高くなり、搬送波の信号成分つまり残留搬送波が残ってしまう。このような残留搬送波が残ると、ローパスフィルタ５，６と負荷７までの配線の距離Ｌが長い場合、この配線から電波の輻射が生じ、他の機器（例えば、ＡＭラジオ、ＦＭラジオ等）に悪影響を与える。また、逆相の搬送波による電流が負荷に流れて更に輻射が増える。
【０００８】
本発明の課題は、負荷までの配線によって電波の輻射が生じるのを抑制することのできるＤ級アンプを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、変調信号及び搬送波を取り込んで、前記変調信号と搬送波とを比較することにより、正負両極のデジタル化アナログ信号を生成し、該デジタル化アナログ信号を負荷に対して出力するＤ級アンプであって、前記正負両極の互いの搬送波が同相で、かつ前記正負両極の互いの変調信号が逆相に変調されていることを特徴としている。
【００１０】
上記構成によれば、正負両極の互いの搬送波が同相で、正負両極の互いの変調信号が逆相に変調されているので、変調信号の振幅による電流は流れるが、搬送波の振幅による電流は流れない。その結果、負荷までの配線によって電波の輻射が生じるのを十分に抑制することができる。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記デジタル化アナログ信号をコモンモードチョークコイルを介して前記負荷に出力することを特徴としている。
【００１２】
上記構成によれば、コモンモードチョークコイルにより同相の搬送波成分が減衰し、その結果、負荷までの配線によって生じる輻射を更に十分抑制することができる。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、正負両極の一方の極に設けられ、変調信号と三角波形搬送波とを比較することにより、第１のデジタル化アナログ信号を生成する第１の信号生成手段と、前記正負両極の他方の極に設けられ、変調信号を一旦逆相にしてから三角波形搬送波と比較することにより、第２のデジタル化アナログ信号を生成する第２の信号生成手段と、前記第１のデジタル化アナログ信号及び前記第２のデジタル化アナログ信号を前記負荷に対して出力する信号出力手段とを備えたことを特徴としている。
【００１４】
上記構成によれば、第１のデジタル化アナログ信号及び第２のデジタル化アナログ信号で負荷を駆動する際、負荷には第１のデジタル化アナログ信号と第２のデジタル化アナログ信号との差分が加えられる。この場合、第２の信号生成手段において、第２のデジタル化アナログ信号を生成する際に一旦逆相にされた変調信号を用いているので、第１のデジタル化アナログ信号と第２のデジタル化アナログ信号との差分をとると、変調信号の振幅による電流は流れるが、搬送波の振幅による電流は流れない。その結果、負荷までの配線によって電波の輻射が生じるのを十分に抑制することができる。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、請求項３において、前記信号出力手段は、前記第１のデジタル化アナログ信号及び前記第２のデジタル化アナログ信号をコモンモードチョークコイルを介して前記負荷に出力することを特徴としている。
【００１６】
上記構成によれば、請求項２の場合と同様、コモンモードチョークコイルにより同相の搬送波成分が減衰し、その結果、負荷までの配線によって生じる輻射を更に十分抑制することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、搬送波の振幅を減衰させることができので、負荷までの配線によって電波の輻射が生じるのを十分に抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施例について図面に従って説明する。
【実施例１】
【００１９】
図１は、本発明の実施例１によるＤ級アンプの概略構成図である。このＤ級アンプは、変調信号の入力端子１０にマイナス端子が接続されたコンパレータ（ＣＯＭＰ：電圧比較器）１１と、変調信号の入力端子１０に反転器１２を介してマイナス端子が接続されたコンパレータ（ＣＯＭＰ：電圧比較器）１３と、コンパレータ１１に直接接続されたドライバ１４と、コンパレータ１３に直接接続されたドライバ１５とを有している。また、コンパレータ１１，１３のプラス端子は三角波形搬送波の入力端子１６に接続されている。
【００２０】
ドライバ１４はコイルＬ１、コモンモードチョークコイルＬ３及びコンデンサＣ１を介して負荷（例えばスピーカ）１７のプラス側に、ドライバ１５はコイルＬ２、コモンモードチョークコイルＬ３及びコンデンサＣ２を介して負荷１７のマイナス側にそれぞれ接続されている。コンデンサＣ１とコンデンサＣ２との接続点はアースされている。なお、コイルＬ１及びコンデンサＣ１はローパスフィルタを構成し、またコイルＬ２及びコンデンサＣ２もローパスフィルタを構成している。
【００２１】
また、本実施例では、コンパレータ１１は第１の信号生成手段を、反転器１２とコンパレータ１３は第２の信号生成手段を、ドライバ１４，１５は信号出力手段をそれぞれ構成している。
【００２２】
次に、本実施例の作用について説明する。
【００２３】
コンパレータ１１のマイナス端子には入力端子１０から変調信号Ｓ１が、プラス端子には入力端子１６から三角波形搬送波Ｓ２がそれぞれ入力される。また、コンパレータ１３のマイナス端子には、入力端子１０からの変調信号Ｓ１が反転器１２で反転され変調信号Ｓ１’として入力され、プラス端子には入力端子１６から三角波形搬送波Ｓ２がそのまま入力される。ここで、変調信号Ｓ１及びＳ１’の一例を図２に示す。なお、図２では、入力端子１６に入力される三角波形搬送波Ｓ２は省略されている。
【００２４】
コンパレータ１１は、変調信号Ｓ１と三角波形搬送波Ｓ２とを比較して、図２に示すようなデジタル化アナログ信号（ＰＷＭ信号）Ｓ３を生成する。また、コンパレータ１３は、変調信号Ｓ１’と三角波形搬送波Ｓ２とを比較して、図２に示すようなデジタル化アナログ信号（ＰＷＭ信号）Ｓ４’を生成する。これらデジタル化アナログ信号Ｓ３，Ｓ４’はドライバ１４，１５にそれぞれ入力される。ここでは、デジタル化アナログ信号Ｓ３は第１のデジタル化アナログ信号であり、デジタル化アナログ信号Ｓ４’は第２のデジタル化アナログ信号である。
【００２５】
そして、ドライバ１４，１５はそれぞれコイルＬ１，Ｌ２、コモンモードチョークコイルＬ３及びコンデンサＣ１，Ｃ２を介して負荷１７を駆動する。このとき、図３に示すように、ドライバ１４，１５からそれぞれ出力される駆動信号Ｓ５’，Ｓ６’の差信号（Ｓ５’−Ｓ６’）が負荷１７に流れる。
【００２６】
本実施例によれば、同相の搬送波信号はコモンモードチョークコイルＬ３により減衰し、駆動信号Ｓ５’，Ｓ６’の差信号（Ｓ５’−Ｓ６’）に残留搬送波が殆ど残っておらず、負荷１７までの配線によって電波の輻射が生じるのを十分に抑制することができる。
【実施例２】
【００２７】
図４は実施例２によるＤ級アンプの概略構成を示している。本実施例ではコモンモードチョークコイルＬ３’が設けられている。実施例１では、コモンモードチョークコイルＬ３の結合係数Ｋは１.０に設定されていたが、本実施例においては、図５に示すように、コモンモードチョークコイルＬ３’の結合係数Ｋが０.９に設定されており、コモンモードチョークコイルＬ３’の本体のインダクタンスは０.９Ｌ、コモンモードチョークコイルＬ３’の他の部分のインダクタンスは０.１Ｌとなっている。
【００２８】
本実施例によれば、コモンモードチョークコイルＬ３’の他の部分がインダクタンス成分０.１Ｌを含んでいるので、実施例１のようなコイルＬ１，Ｌ２を省略することができる。
【００２９】
なお、コモンモードチョークコイルＬ３’の結合係数Ｋは０.９に限らず、１未満であれば他の数値でもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】実施例１によるＤ級アンプの概略構成図である。
【図２】変調信号Ｓ１，Ｓ１’及びデジタル化アナログ信号Ｓ３，Ｓ４’の波形図である。
【図３】駆動信号Ｓ５’，Ｓ６’の差信号（Ｓ５’−Ｓ６’）の波形図である。
【図４】実施例２によるＤ級アンプの概略構成図である。
【図５】コモンモードチョークコイルの結合係数を示す図である。
【図６】従来技術によるＤ級アンプの概略構成図である。
【図７】変調信号Ｓ１、三角波形搬送波Ｓ２及びデジタル化アナログ信号Ｓ３の波形図である。
【図８】駆動信号Ｓ５，Ｓ６の差信号（Ｓ５−Ｓ６）の波形図である。
【符号の説明】
【００３１】
１１，１３  コンパレータ
１２  反転器
１４，１５  ドライバ
１７  負荷
Ｌ１，Ｌ２  コイル
Ｌ３  コモンモードチョークコイル
Ｃ１，Ｃ２  コンデンサ
【図１】
2007005980.tif 000003
【図２】
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【図３】
2007005980.tif 000005
【図４】
2007005980.tif 000006
【図５】
2007005980.tif 000007
【図６】
2007005980.tif 000008
【図７】
2007005980.tif 000009
【図８】
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