(57)【要約】【課題】各チャンネルの音声信号を増幅するアンプとして自励発振型Ｄ級アンプを用いた場合に、性能を劣化させることなく、ビートノイズの発生を抑制する。【解決手段】Ｎ個の自励発振型Ｄ級アンプ１１−１、１１−２、１１−３、…、１１−Ｎは、そのスイッチング周波数が制御可能に構成されている。周波数カウンタ１２−１、１２−２、１２−３、…、１２−Ｎは、各自励発振型Ｄ級アンプ１１−１、１１−２、１１−３、…、１１−Ｎのスイッチング周波数を計測する。制御回路１３は、各周波数カウンタ１２−１、１２−２、１２−３、…、１２−Ｎのスイッチング周波数の計測値を基に、各自励発振型Ｄ級アンプ１１−１、１１−２、１１−３、…、１１−Ｎのスイッチング周波数が一致するように制御する。これにより、スイッチング周波数の違いによるビートノイズの発生を防止できる。【選択図】  図１
2013207534.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
各チャンネルの音声信号を増幅するＮ個（但し、Ｎ≧２）の自励発振型Ｄ級アンプと、
前記Ｎ個の自励発振型Ｄ級アンプのそれぞれのスイッチング周波数を計測する周波数計測手段と、
前記Ｎ個の自励発振型Ｄ級アンプのうち、少なくとも（Ｎ−１）個の自励発振型Ｄ級アンプのスイッチング周波数を制御する周波数制御手段と、を備え、
前記周波数制御手段は、前記周波数計測手段の計測値に基づいて、各自励発振型Ｄ級アンプの素子定数を可変することにより、前記Ｎ個の自励発振型Ｄ級アンプのスイッチング周波数を一致させることを特徴とするマルチチャンネルアンプ。
【請求項２】
各自励発振型Ｄ級アンプは、積分回路と、前記積分回路の出力レベルと基準レベルとを比較するコンパレータと、前記コンパレータの出力により駆動されるスイッチング回路とを備え、前記スイッチング回路からの信号を前記積分回路に負帰還させるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のマルチチャンネルアンプ。
【請求項３】
前記周波数制御手段は、前記素子定数として、前記積分回路を構成するコンデンサの静電容量を可変することを特徴とする請求項２に記載のマルチチャンネルアンプ。
【請求項４】
各自励発振型Ｄ級アンプは、前記積分回路に対して充放電電流のバイパス経路が設けられており、
前記周波数制御手段は、前記素子定数として、前記バイパス経路の電流を制御する抵抗の抵抗値を可変することを特徴とする請求項２に記載のマルチチャンネルアンプ。
【請求項５】
前記周波数制御手段は、前記素子定数として、前記積分回路を構成する抵抗の抵抗値を可変することを特徴とする請求項２に記載のマルチチャンネルアンプ。
【請求項６】
前記周波数制御手段は、前記素子定数として、前記コンパレータを構成する抵抗の抵抗比を可変することを特徴とする請求項２に記載のマルチチャンネルアンプ。
【請求項７】
前記周波数制御手段は、放送波の高調波とのビート成分が音声可聴帯域から外れる周波数となるように、各自励発振型Ｄ級アンプのスイッチング周波数を制御することを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載のマルチチャンネルアンプ。
【請求項８】
各チャンネルの音声信号を増幅するＮ個（但し、Ｎ≧２）の自励発振型Ｄ級アンプを備えたマルチチャンネルアンプの制御方法であって、
前記Ｎ個の自励発振型Ｄ級アンプのそれぞれのスイッチング周波数を計測する周波数計測ステップと、
前記Ｎ個の自励発振型Ｄ級アンプのうち、少なくとも（Ｎ−１）個の自励発振型Ｄ級アンプのスイッチング周波数を制御する周波数制御ステップと、を実行し、
前記周波数制御ステップは、前記周波数計測ステップの計測値に基づいて、各自励発振型Ｄ級アンプの素子定数を可変することにより、前記Ｎ個の自励発振型Ｄ級アンプのスイッチング周波数を一致させることを特徴とするマルチチャンネルアンプの制御方法。
【請求項９】
前記周波数制御ステップは、前記Ｎ個の自励発振型Ｄ級アンプのうち１個の自励発振型Ｄ級アンプのスイッチング周波数の計測値を基準値とし、他の（Ｎ−１）個の自励発振型Ｄ級アンプのスイッチング周波数を、前記基準値とされた１個の自励発振型Ｄ級アンプのスイッチング周波数と一致させることを特徴とする請求項８に記載のマルチチャンネルアンプの制御方法。
【請求項１０】
前記周波数制御ステップは、音声信号が入力されていない間に、各自励発振型Ｄ級アンプのスイッチング周波数を制御することを特徴とする請求項８または９に記載のマルチチャンネルアンプの制御方法。
【請求項１１】
前記周波数制御ステップは、マルチチャンネルアンプの通電時間の累計が所定の通電時間に達したことをトリガーとして、各自励発振型Ｄ級アンプのスイッチング周波数を制御することを特徴とする請求項１０に記載のマルチチャンネルアンプの制御方法。
【請求項１２】
前記周波数制御ステップは、各自励発振型Ｄ級アンプの周囲温度が所定の温度に達したことをトリガーとして、各自励発振型Ｄ級アンプのスイッチング周波数を制御することを特徴とする請求項１０に記載のマルチチャンネルアンプの制御方法。
【請求項１３】
コンピューターに、請求項８ないし１２のいずれか１項に記載のマルチチャンネルアンプの制御方法における各ステップを実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の自励発振型Ｄ級アンプから成るマルチチャンネルアンプ、マルチチャンネルアンプの制御方法およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
自励発振型Ｄ級アンプでは、積分回路と、積分回路の出力レベルと基準レベルとを比較するコンパレータと、コンパレータの出力により駆動されるスイッチング回路とを備え、積分回路の出力をコンパレータで基準レベルと比較することによりＰＷＭ（Pulse  Width  Modulation）のスイッチング信号を生成し、このＰＷＭのスイッチング信号をスイッチング回路に供給し、スイッチング回路からの信号を積分回路に負帰還させるように構成されている。また、自励発振型Ｄ級アンプは、外部発振器が不要であり、アンプ入力信号レベルに応じてスイッチング周波数が変化するとともに、負帰還の効果によりアンプ出力の全高調波歪が抑えられる。このため、他励発振型のＤ級アンプに比べて、構成が簡単で、且つ良好な音質特性が得られる。
【０００３】
しかしながら、マルチチャンネルアンプを自励発振型Ｄ級アンプで構成すると、各自励発振型Ｄ級アンプのスイッチング周波数の相違によるビートノイズの発生が問題になる場合がある。つまり、マルチチャンネルアンプでは、隣接するチャンネルの自励発振型Ｄ級アンプ間でスイッチング周波数が相違すると、その差周波数の成分がビートノイズとなる。例えば、１個の自励発振型Ｄ級アンプのスイッチング周波数がＦａであり、隣接する他の自励発振型Ｄ級アンプのスイッチング周波数がＦｂであるとすると、その周波数の差（Ｆａ−Ｆｂ）がビートノイズの成分となる。このビートノイズの成分が人間の可聴帯域内にあると、ノイズとして認識されてしまう。
【０００４】
他励発振型Ｄ級アンプの場合には、発振器が増幅器とは別になっているので、各チャンネルのスイッチング周波数が同一となるように容易に管理でき、マルチチャンネル構成としても、ビートノイズの発生は問題とならない。これに対して、自励発振型Ｄ級アンプのスイッチング周波数は、同一のスイッチング周波数となるように設計したとしても、素子のバラツキや経時変化により、個々の自励発振型Ｄ級アンプのスイッチング周波数に差異が生じてくる。また、自励発振型Ｄ級アンプでは、周囲の温度、接続するスピーカの特性等、各種の要因により、スイッチング周波数が変動する。このため、マルチチャンネル構成で、全ての自励発振型Ｄ級アンプのスイッチング周波数を同一周波数に設定することは難しい。
【０００５】
そこで、各チャンネルの自励発振型Ｄ級アンプのスイッチング周波数の差周波数が可聴帯域外となるように、各チャンネルの自励発振型Ｄ級アンプのスイッチング周波数を相違させることが考えられる。また、特許文献１には、各自励発振型Ｄ級アンプに外部発振器からの信号を注入し、全ての自励発振型Ｄ級アンプのスイッチング周波数を外部発振器からの信号に同期させるものが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−２６９５８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、各チャンネルの自励発振型Ｄ級アンプのスイッチング周波数の差周波数が可聴帯域外となるように、各チャンネルの自励発振型Ｄ級アンプのスイッチング周波数を相違させるようにすると、チャンネル毎に、性能差が生じてくる。すなわち、Ｄ級アンプでは、スイッチング信号により音声信号をサンプリングしていることになる。したがって、再生可能な音声帯域は、サンプリングの定理から、原理的に、スイッチング信号周波数により制限される。このことから、各チャンネルの自励発振型Ｄ級アンプのスイッチング周波数を相違させると、チャンネル毎に、再生可能な音声帯域に差が生じ、音質等の性能差も生じることになる。
【０００８】
また、特許文献１では、全ての自励発振型Ｄ級アンプのスイッチング周波数を外部発振器からの信号に同期させている。このような構成では、他励発振型Ｄ級アンプと等価になり、通常の自励発振型Ｄ級アンプに比べて歪などの性能が劣化し、自励発振型Ｄ級アンプのメリットが損なわれる。
【０００９】
上述の問題点に鑑み、本発明は、各チャンネルの音声信号を増幅するアンプとして自励発振型Ｄ級アンプを用いた場合に、性能を劣化させることなく、ビートノイズの発生を抑制できるマルチチャンネルアンプ、マルチチャンネルアンプの制御方法およびプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のマルチチャンネルアンプは、各チャンネルの音声信号を増幅するＮ個（但し、Ｎ≧２）の自励発振型Ｄ級アンプと、Ｎ個の自励発振型Ｄ級アンプのそれぞれのスイッチング周波数を計測する周波数計測手段と、Ｎ個の自励発振型Ｄ級アンプのうち、少なくとも（Ｎ−１）個の自励発振型Ｄ級アンプのスイッチング周波数を制御する周波数制御手段と、を備え、周波数制御手段は、周波数計測手段の計測値に基づいて、各自励発振型Ｄ級アンプの素子定数を可変することにより、Ｎ個の自励発振型Ｄ級アンプのスイッチング周波数を一致させることを特徴とする。
【００１１】
本発明のマルチチャンネルアンプの制御方法は、各チャンネルの音声信号を増幅するＮ個（但し、Ｎ≧２）の自励発振型Ｄ級アンプを備えたマルチチャンネルアンプの制御方法であって、Ｎ個の自励発振型Ｄ級アンプのそれぞれのスイッチング周波数を計測する周波数計測ステップと、Ｎ個の自励発振型Ｄ級アンプのうち、少なくとも（Ｎ−１）個の自励発振型Ｄ級アンプのスイッチング周波数を制御する周波数制御ステップと、を実行し、周波数制御ステップは、周波数計測ステップの計測値に基づいて、各自励発振型Ｄ級アンプの素子定数を可変することにより、Ｎ個の自励発振型Ｄ級アンプのスイッチング周波数を一致させることを特徴とする。
【００１２】
これらの構成によれば、マルチチャンネルアンプを構成する各チャンネルの自励発振型Ｄ級アンプのスイッチング周波数を測定し、各チャンネルの自励発振型Ｄ級アンプのスイッチング周波数を一致させるように制御する。これにより、自励発振型Ｄ級アンプの特性を大きく損ねることなく（性能を劣化させることなく）、スイッチング周波数の違いによるビートノイズの発生を防止できる。また、一般的に接続されるスピーカーの特性によってもスイッチング周波数が変化するが、仕様の異なるスピーカーが接続された場合でも、常にＮ個の自励発振型Ｄ級アンプのスイッチング周波数を同期させることができる。
【００１３】
上記のマルチチャンネルアンプにおいて、各自励発振型Ｄ級アンプは、積分回路と、積分回路の出力レベルと基準レベルとを比較するコンパレータと、コンパレータの出力により駆動されるスイッチング回路とを備え、スイッチング回路からの信号を積分回路に負帰還させるように構成されていることを特徴とする。
【００１４】
この構成によれば、負帰還により、回路特性を安定させることができる。
【００１５】
上記のマルチチャンネルアンプにおいて、周波数制御手段は、素子定数として、積分回路を構成するコンデンサの静電容量を可変することを特徴とする。
【００１６】
上記のマルチチャンネルアンプにおいて、各自励発振型Ｄ級アンプは、積分回路に対して充放電電流のバイパス経路が設けられており、周波数制御手段は、素子定数として、バイパス経路の電流を制御する抵抗の抵抗値を可変することを特徴とする。
【００１７】
上記のマルチチャンネルアンプにおいて、周波数制御手段は、素子定数として、積分回路を構成する抵抗の抵抗値を可変することを特徴とする。
【００１８】
上記のマルチチャンネルアンプにおいて、周波数制御手段は、素子定数として、コンパレータを構成する抵抗の抵抗比を可変することを特徴とする。
【００１９】
これらの構成によれば、積分回路を構成するコンデンサの静電容量、積分回路に対するバイパス経路の電流を制御する抵抗の抵抗値、積分回路を構成する抵抗の抵抗値、コンパレータを構成する抵抗の抵抗比によって、各自励発振型Ｄ級アンプのスイッチング周波数を同期させることができる。
【００２０】
上記のマルチチャンネルアンプにおいて、周波数制御手段は、放送波の高調波とのビート成分が音声可聴帯域から外れる周波数となるように、各自励発振型Ｄ級アンプのスイッチング周波数を制御することを特徴とする。
【００２１】
この構成によれば、自励発振型Ｄ級アンプのスイッチング周波数の整数倍高調波の周波数と放送波の受信信号の周波数との差周波数が人間の可聴帯域内となり、ビートノイズが発生することを防止できる。
【００２２】
上記のマルチチャンネルアンプの制御方法において、周波数制御ステップは、Ｎ個の自励発振型Ｄ級アンプのうち１個の自励発振型Ｄ級アンプのスイッチング周波数の計測値を基準値とし、他の（Ｎ−１）個の自励発振型Ｄ級アンプのスイッチング周波数を、基準値とされた１個の自励発振型Ｄ級アンプのスイッチング周波数と一致させることを特徴とする。
【００２３】
この構成によれば、Ｎ個全ての自励発振型Ｄ級アンプを制御する場合と比較して、制御対象となる自励発振型Ｄ級アンプを１個分減らすことができ、装置構成を簡素化できる。
【００２４】
上記のマルチチャンネルアンプの制御方法において、周波数制御ステップは、音声信号が入力されていない間に、各自励発振型Ｄ級アンプのスイッチング周波数を制御することを特徴とする。
【００２５】
自励発振型Ｄ級アンプでは、音声の入力レベルにより発振周波数が変化する。このため、音声信号が入力されていない間にスイッチング周波数を制御することで、より正確に、各自励発振型Ｄ級アンプのスイッチング周波数を同期させることができる。
【００２６】
上記のマルチチャンネルアンプの制御方法において、周波数制御ステップは、マルチチャンネルアンプの通電時間の累計が所定の通電時間に達したことをトリガーとして、各自励発振型Ｄ級アンプのスイッチング周波数を制御することを特徴とする。
【００２７】
上記のマルチチャンネルアンプの制御方法において、周波数制御ステップは、各自励発振型Ｄ級アンプの周囲温度が所定の温度に達したことをトリガーとして、各自励発振型Ｄ級アンプのスイッチング周波数を制御することを特徴とする。
【００２８】
これらの構成によれば、マルチチャンネルアンプの経時変化や温度変化に関わらず、各自励発振型Ｄ級アンプのスイッチング周波数が同期した状態を維持することができる。
【００２９】
本発明のプログラムは、コンピューターに、上記のマルチチャンネルアンプの制御方法における各ステップを実行させることを特徴とする。
【００３０】
このプログラムを用いることにより、各チャンネルの音声信号を増幅するアンプとして自励発振型Ｄ級アンプを用いた場合に、性能を劣化させることなく、ビートノイズの発生を抑制できるマルチチャンネルアンプの制御方法を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】第１実施形態に係るマルチチャンネルアンプの構成を示すブロック図である。
【図２】第１実施形態に係るマルチチャンネルアンプにおける自励発振型Ｄ級アンプの構成を示す接続図である。
【図３】第１実施形態に係るマルチチャンネルアンプの動作を示すフローチャートである。
【図４】通電時間に応じた制御の動作を示すフローチャートである。
【図５】周囲温度に応じた制御の動作を示すフローチャートである。
【図６】通電時間および周囲温度に応じた制御の動作を示すフローチャートである。
【図７】第２実施形態に係るマルチチャンネルアンプにおける自励発振型Ｄ級アンプの構成を示す接続図である。
【図８】第３の実施形態に係るマルチチャンネルアンプにおける自励発振型Ｄ級アンプの構成を示す接続図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、本発明のマルチチャンネルアンプ、マルチチャンネルアンプの制御方法およびプログラムについて、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係るマルチチャンネルアンプの一例を示すブロック図である。
【００３３】
図１に示すように、第１実施形態に係るマルチチャンネルアンプ１は、Ｎチャンネル（Ｎは、Ｎ≧２となる整数）の音声信号を電力増幅するＮ個の自励発振型Ｄ級アンプ１１−１、１１−２、１１−３、…、１１−Ｎと、各自励発振型Ｄ級アンプ１１−１、１１−２、１１−３、…、１１−Ｎのスイッチング周波数を計測する周波数カウンタ１２−１、１２−２、１２−３、…、１２−Ｎ（周波数計測手段）と、各周波数カウンタ１２−１、１２−２、１２−３、…、１２−Ｎのスイッチング周波数の計測値を基に、各自励発振型Ｄ級アンプ１１−１、１１−２、１１−３、…、１１−Ｎのスイッチング周波数を一致させるように制御する制御回路１３（周波数制御手段）と、を備えている。
【００３４】
各自励発振型Ｄ級アンプ１１−１〜１１−Ｎは、そのスイッチング周波数が制御可能に構成されており、スイッチング周波数検出用の端子１３１と、スイッチング周波数制御用の端子１３２が設けられている。また、各自励発振型Ｄ級アンプ１１−１〜１１−Ｎの端子１３１からの検出信号は、それぞれ周波数カウンタ１２−１〜１２−Ｎに供給される。
【００３５】
周波数カウンタ１２−１〜１２−Ｎは、この検出信号から、各自励発振型Ｄ級アンプ１１−１〜１１−Ｎのスイッチング信号の発振周波数を計測し、各自励発振型Ｄ級アンプ１１−１〜１１−Ｎのスイッチング信号の発振周波数の計測値を制御回路１３に供給する。
【００３６】
制御回路１３は、周波数カウンタ１２−１〜１２−Ｎから供給された各自励発振型Ｄ級アンプ１１−１〜１１−Ｎのスイッチング信号の発振周波数の計測値を基に、各自励発振型Ｄ級アンプ１１−１〜１１−Ｎのスイッチング信号の発振周波数が同一となるように、各自励発振型Ｄ級アンプ１１−１〜１１−Ｎの端子１３２に、周波数制御信号を供給する。これにより、各自励発振型Ｄ級アンプ１１−１〜１１−Ｎのスイッチング周波数が一致し、マルチチャンネル構成とした場合のビートノイズの発生が抑制される。
【００３７】
各チャンネルの自励発振型Ｄ級アンプ１１−１〜１１−Ｎとしては、例えば図２に示すような構成のものが用いられる。図２において、演算増幅器１１１と、コンデンサ１１２と、抵抗１１４および１１６は、積分回路１０１を構成する。コンデンサ１１２は、可変コンデンサであり、演算増幅器１１１の反転入力端子とその出力端子との間に接続される。なお、この可変コンデンサ１１２の静電容量は、スイッチング周波数制御用の端子１３２からの周波数制御信号により可変できる。また、演算増幅器１１１の反転入力端子は、抵抗１１４を介して音声入力端子１１５に接続されると共に、抵抗１１６を介して、スイッチング回路１０３の出力に接続される。演算増幅器１１１の非反転入力端子は、基準電位点に接続される。
【００３８】
演算増幅器１２０と、抵抗１２１と、抵抗１２２は、シュミットトリガのコンパレータ１０２を構成する。演算増幅器１２０の非反転入力端子とその出力端子との間に、抵抗１２１が接続される。また、演算増幅器１２０の非反転入力端子と演算増幅器１１１の出力端子との間に、抵抗１２２が接続される。演算増幅器１２０の反転入力端子は、基準電位点に接続される。また、演算増幅器１２０の出力から、スイッチング周波数検出用の端子１３１が導出される。
【００３９】
ＭＯＳＦＥＴ（Metal  Oxided  Semiconductor  type  Field  Effect  Transistor）１２５および１２６は、スイッチング回路１０３を構成する。ＭＯＳＦＥＴ１２５および１２６のゲートには、演算増幅器１２０の出力が供給される。ＭＯＳＦＥＴ１２５および１２６の出力は、ローパスフィルタ１０４を介して、音声出力端子１１８に供給される。音声出力端子１１８には、スピーカ１０５が接続される。また、ＭＯＳＦＥＴ１２５および１２６の出力は、抵抗１１６を介して、演算増幅器１１１の反転入力端子に負帰還される。
【００４０】
このように、図２に示す自励発振型Ｄ級アンプ１１−１〜１１−Ｎは、積分回路１０１と、積分回路１０１の出力レベルと基準レベルとを比較するシュミットトリガのコンパレータ１０２と、コンパレータ１０２の出力により駆動されるスイッチング回路１０３とを備えている。
【００４１】
このような構成の自励発振型Ｄ級アンプでは、積分回路１０１を構成する演算増幅器１１１の出力は、シュミットトリガのコンパレータ１０２を構成する演算増幅器１２０、スイッチング回路１０３を構成するＭＯＳＦＥＴ１２５、１２６を介して、積分回路１０１を構成する演算増幅器１１１に負帰還される。これにより、自己発振が生じ、演算増幅器１１１からは、三角波が生成される。また、演算増幅器１１１により、自己発振により生成された三角波に、音声入力端子１１５からの音声信号が重畳される。
【００４２】
積分回路１０１を構成する演算増幅器１１１の出力は、シュミットトリガのコンパレータ１０２を構成する演算増幅器１２０で基準電位と比較される。なお、シュミットトリガのコンパレータ１０２は、ヒステリシス特性を有している。これにより、演算増幅器１２０からは、入力音声信号のレベルに応じてパルス幅が変化するＰＷＭのスイッチング信号が出力される。
【００４３】
このＰＷＭのスイッチング信号により、ＭＯＳＦＥＴ１２５および１２６からなるスイッチング回路１０３が駆動され、この駆動信号がローパスフィルタ１０４を介して、スピーカ１０５に供給される。これにより、音声入力端子１１５からの音声信号は、電力増幅され、スピーカ１０５から出力される。
【００４４】
係る自励発振型Ｄ級アンプ１１-１〜１１−Ｎでは、シュミットトリガのコンパレータ１０２を構成する演算増幅器１２０から、ＰＷＭのスイッチング信号が出力される。このスイッチング信号は、ＭＯＳＦＥＴ１２５および１２６からなるスイッチング回路１０３を介して出力されると共に、演算増幅器１１１からなる積分回路１０１に負帰還される。演算増幅器１１１の出力を含め、この経路中のどこからでも、スイッチング信号は検出できる。また、ＭＯＳＦＥＴ１２５および１２６から、ローパスフィルタ１０４への経路においても、スイッチング信号は検出できる。また、ローパスフィルタ１０４の出力段でも、残留しているスイッチング信号は検出できる。さらに、演算増幅器１１１の出力段の三角波の周波数も、スイッチング信号の周波数と同一である。スイッチング信号の検出は、これらのどこで検出しても良い。図２の例では、ＰＷＭのスイッチング信号を出力する演算増幅器１２０の出力段から、スイッチング周波数検出用の端子１３１を導出している。
【００４５】
また、係る自励発振型Ｄ級アンプ１１のスイッチング周波数は、主に、演算増幅器１１１により構成される積分回路１０１の時定数により決まる。つまり、積分回路１０１の時定数が大きくなると、生成される三角波の傾斜が緩やかになり、発振周波数が低くなる。積分回路１０１の時定数が小さくなると、生成される三角波の傾斜が急峻になり、発振周波数が高くなる。演算増幅器１１１から構成される積分回路１０１の時定数は、コンデンサ１１２の静電容量と、抵抗１１６の抵抗値により決まる。そこで、この例では、コンデンサ１１２として可変コンデンサを用い、スイッチング周波数制御用の端子１３２からの周波数制御信号により、コンデンサ１１２の静電容量を可変して、スイッチング周波数を変化させている。コンデンサ１１２の静電容量が大きくなると、スイッチング周波数は低くなり、コンデンサ１１２の静電容量が小さくなると、スイッチング周波数は高くなる。なお、本例において、「コンデンサ１１２の静電容量を可変する」とは、請求項における「素子定数を可変する」ことに相当する。
【００４６】
図３は、制御回路１３での処理を示すフローチャートである。なお、自励発振型Ｄ級アンプでは、音声の入力レベルにより発振周波数が変化する。よって、図３に示す処理は、音声入力端子１１５から音声が入力されていない間に行う必要がある。ここでは、電源投入時のアイドル状態のときに、図３に示す処理を実行するものとする。なお、アイドル状態とは、音声信号が入力されていない、つまり、音声信号が無い状態を意味する。
【００４７】
図３において、電源が投入され、アイドル状態になると、制御回路１３は、チャンネル番号ｋを（ｋ＝１）に初期化し（Ｓ１）、周波数カウンタ１２−１からチャンネル番号（ｋ＝１）の自励発振型Ｄ級アンプ１１−１のスイッチング周波数の計測値Ｆ１を取得する（Ｓ２）。制御回路１３は、このチャンネル番号（ｋ＝１）のスイッチング周波数の計測値Ｆ１を基準周波数Ｆｒｅｆとして記憶する（Ｓ３）。
【００４８】
次に、制御回路１３は、チャンネル番号ｋを（ｋ＝ｋ＋１＝２）にインクリメントし（Ｓ４）、周波数カウンタ１２−２からチャンネル番号（ｋ＝２）の自励発振型Ｄ級アンプ１１−２のスイッチング周波数の計測値Ｆ２を取得する（Ｓ５）。そして、制御回路１３は、取得したスイッチング周波数の計測値Ｆ２と、Ｓ３で記憶した基準周波数Ｆｒｅｆとを比較する（Ｓ６）。
【００４９】
ここで、スイッチング周波数の計測値Ｆ２と基準周波数Ｆｒｅｆとが一致していなければ（Ｓ７：Ｎｏ）、制御回路１３は、スイッチング周波数の計測値Ｆ２が基準周波数Ｆｒｅｆより低いか否かを判定し（Ｓ８）、スイッチング周波数の計測値Ｆ２が基準周波数Ｆｒｅｆより低い場合には（Ｓ８：Ｙｅｓ）、チャンネル番号（ｋ＝２）の自励発振型Ｄ級アンプ１１−２に周波数制御信号を送り、自励発振型Ｄ級アンプ１１−２のスイッチング周波数を微少量Δｆだけ上昇させて（Ｓ９）、Ｓ５に処理を戻す。また、制御回路１３は、スイッチング周波数の計測値Ｆ２が基準周波数Ｆｒｅｆより高い場合には（Ｓ８：Ｎｏ）、チャンネル番号（ｋ＝２）の自励発振型Ｄ級アンプ１１−２に周波数制御信号を送り、自励発振型Ｄ級アンプ１１−２のスイッチング周波数を微少量Δｆだけ下降させて（Ｓ１０）、Ｓ５に処理を戻す。
【００５０】
以降、Ｓ５からＳ１０の処理を繰り返すことにより、チャンネル番号（ｋ＝２）の自励発振型Ｄ級アンプ１１−２のスイッチング周波数の計測値Ｆ２は、基準周波数Ｆｒｅｆに近づいていく。Ｓ７で、スイッチング周波数の計測値Ｆ２が基準周波数Ｆｒｅｆに一致すると判定されると（Ｓ７：Ｙｅｓ）、制御回路１３は、チャンネル番号ｋが最終チャンネルの番号Ｎになったか否かを判定し（Ｓ１１）、チャンネル番号ｋが最終チャンネルの番号Ｎでなければ（Ｓ１１：Ｎｏ）、Ｓ４に処理を戻す。
【００５１】
以上の処理を繰り返すことで、チャンネル番号（ｋ＝２、３、…、Ｎ）の自励発振型Ｄ級アンプ１１−２、１１−３、…、１１−Ｎのスイッチング周波数は、全て、基準周波数Ｆｒｅｆ（チャンネル番号ｋ＝１のスイッチング周波数）と同一となるように制御されていく。Ｓ１１で、チャンネル番号ｋが最終チャンネルの番号Ｎになったと判定されると（Ｓ１１：Ｙｅｓ）、処理を終了する。
【００５２】
なお、上述の例では、最初のチャンネル（ｋ＝１）のスイッチング周波数の計測値Ｆ１を基準として、他のチャンネルのスイッチング周波数を最初のチャンネル（ｋ＝１）のスイッチング周波数と同一の周波数となるように制御しているが、基準となる周波数を予め設定しておいて、全てのチャンネルのスイッチング周波数をが予め設定された基準となる周波数となるように制御しても良い。
【００５３】
また、上述の例では、電源投入時のアイドリング期間に、各自励発振型Ｄ級アンプ１１−１〜１１−Ｎのスイッチング周波数を同一にする処理を行っているが、音量調整用のボリュームが最小になっている間に、各自励発振型Ｄ級アンプ１１−１〜１１−Ｎのスイッチング周波数を同一にする処理を行っても良い。また、音声信号が入力されているか否かを検出し、音声信号が入力されていないことが検出されたときに、各自励発振型Ｄ級アンプ１１−１〜１１−Ｎのスイッチング周波数を同一にする処理を行っても良い。また、音声信号をミュートさせて、各自励発振型Ｄ級アンプ１１−１〜１１−Ｎのスイッチング周波数を一致させる処理を行っても良い。
【００５４】
また、各自励発振型Ｄ級アンプ１１−１〜１１−Ｎのスイッチング周波数は、通電時間や、外部温度の影響を受けて変化する。そこで、通電時間をカウントし、通電時間の累計が所定時間に達したら、音声が入力されていない間に、各自励発振型Ｄ級アンプ１１−１〜１１−Ｎのスイッチング周波数を同一にする処理を行うようにしても良い。また、内部に温度センサを設け、温度が所定温度に達したら、音声が入力されていない間に、各自励発振型Ｄ級アンプ１１−１〜１１−Ｎのスイッチング周波数を同一にする処理を行うようにしても良い。
【００５５】
つまり、図４に示すように、制御回路１３は、マルチチャンネルアンプ１が動作している間に、通電時間をカウントし（Ｓ１０１）、通電時間の累計が所定時間に達したか否かを判定する（Ｓ１０２）。そして、制御回路１３は、通電時間の累計が所定時間に達していなければ、フラグをオフし（Ｓ１０３）、通電時間の累計が所定時間以上になったら、フラグをオンする（Ｓ１０４）。
【００５６】
また、図５に示すように、制御回路１３は、マルチチャンネルアンプ１が動作している間に、各自励発振型Ｄ級アンプ１１の周囲温度（マルチチャンネルアンプ１の筐体内温度）を検出し（Ｓ１１１）、周囲温度が所定温度に達したか否かを判定する（Ｓ１１２）。そして、制御回路１３は、周囲温度が所定温度に達していなければ、フラグをオフし（Ｓ１１３）、通電時間が所定時間以上になったら、フラグをオンする（Ｓ１１４）。
【００５７】
そして、図６に示すように、制御回路１３は、音声入力がない又は音声がミュートされると割り込み処理に入り（Ｓ１２１）、フラグがオンか否かを判定する（Ｓ１２２）。そして、フラグがオンなら（Ｓ１２２：Ｙｅｓ）、図３に示したように各自励発振型Ｄ級アンプ１１−１〜１１−Ｎのスイッチング周波数を一致させる処理を行う（Ｓ１２３）。
【００５８】
以上説明したように、本実施形態では、Ｎ個の自励発振型Ｄ級アンプ１１−１〜１１−Ｎの全てのスイッチング周波数が同期するように制御される。このため、各自励発振型Ｄ級アンプ１１−１〜１１−Ｎのスイッチング周波数の違いによるビートノイズの発生を防止できる。
【００５９】
次に、本発明の第２実施形態について、第１実施形態と異なる点を中心に説明する。なお、第２実施形態以降の実施形態において、第１実施形態と同様の構成部分については同様の符号を付し、詳細な説明を省略する。また、第１実施形態と同様の構成部分について適用される変形例は、本実施形態についても同様に適用される。
【００６０】
前述したように、自励発振型Ｄ級アンプ１１−１〜１１−Ｎのスイッチング周波数は、主に、図２における演算増幅器１１１により構成される積分回路１０１の時定数により決まる。前述の第１実施形態では、演算増幅器１１１の反転入力端子とその出力端子との間に接続されたコンデンサ１１２を可変コンデンサとして、自励発振型Ｄ級アンプ１１−１〜１１−Ｎのスイッチング周波数を可変できるようにしている。
【００６１】
図７は、第２実施形態に係るマルチチャンネルアンプにおける自励発振型Ｄ級アンプの構成を示す接続図である。第２実施形態では、図７に示すように、積分回路１０１のコンデンサとして、演算増幅器１１１の反転入力端子とその出力端子との間に、コンデンサ２０１とコンデンサ２０２の直列接続を挿入し、このコンデンサ２０１とコンデンサ２０２との段間と基準電位間に、可変抵抗２０３を設けるようにしている。可変抵抗２０３としては、ディジタルポテンショメータが用いられる。このような構成では、可変抵抗２０３により、演算増幅器１１１により構成される積分回路１０１の充放電電流をバイパスする経路が形成される。可変抵抗２０３の抵抗値が小さくなると、この充放電電流をバイパスする経路を流れる電流が大きくなり、演算増幅器１１１から出力される三角波の傾斜が緩やかになる。このため、スイッチング周波数が低くなる。可変抵抗２０３の抵抗値が大きくなると、この充放電電流をバイパスする経路を流れる電流が少なくなり、演算増幅器１１１から出力される三角波の傾斜が急峻になる。このため、スイッチング周波数が高くなる。なお、本例では、「可変抵抗２０３の抵抗値を可変する」ことが、請求項における「素子定数を可変する」ことに相当する。
【００６２】
図８は、第３実施形態に係るマルチチャンネルアンプにおける自励発振型Ｄ級アンプの構成を示す接続図である。この実施形態では、コンデンサ１１２と並列に、可変コンデンサ２１１を挿入して、自励発振型Ｄ級アンプ１１−１〜１１−Ｎのスイッチング周波数を可変できるように構成している。図２に示した第１実施形態では、コンデンサ１１２を可変にしたが、自励発振型Ｄ級アンプ１１−１〜１１−Ｎのスイッチング周波数は、例えば４００ｋＨｚであり、コンデンサ１１２にて４００ｋＨｚとなるような定数に設定しておき、所望の発振周波数となるように可変コンデンサ２１１にて調整する。つまり、本例では、「可変コンデンサ２１１の静電容量を可変する」ことが、請求項における「素子定数を可変する」ことに相当する。
【００６３】
また、演算増幅器１１１により構成される積分回路１０１の時定数は、抵抗１１６の抵抗値により変化する。したがって、抵抗１１６の抵抗値を変化させることで、自励発振型Ｄ級アンプ１１−１〜１１−Ｎのスイッチング周波数を可変させるようにしても良い。つまり、「抵抗１１６の抵抗値を可変する」ことも、請求項における「素子定数を可変する」ことに相当する。但し、抵抗１１６の抵抗値を変化させる場合には、帰還される信号と入力される音声信号とのゲインに影響を与えないように、例えば抵抗１１４の抵抗値を同時に調整する必要がある。
【００６４】
更に、シュミットトリガのコンパレータを構成する抵抗１２１と抵抗１２２との抵抗比により、自励発振型Ｄ級アンプ１１−１〜１１−Ｎのスイッチング周波数は変化する。したがって、抵抗１２１と抵抗１２２との抵抗比により、自励発振型Ｄ級アンプ１１−１〜１１−Ｎのスイッチング周波数を可変させるようにしても良い。つまり、「抵抗１２１と抵抗１２２との抵抗比を可変する」ことも、請求項における「素子定数を可変する」ことに相当する。
【００６５】
なお、自励発振型Ｄ級アンプ１１−１〜１１−Ｎのスイッチング周波数は、自励発振型Ｄ級アンプ１１−１〜１１−Ｎがチューナと隣接して配置される場合には、チューナの受信周波数を考慮して設定することが望まれる。すなわち、自励発振型Ｄ級アンプ１１−１〜１１−Ｎのスイッチング周波数は、例えば４００ｋＨｚであり、ＡＭラジオの受信周波数は、５００ｋＨｚから１７００ｋＨｚである。このため、自励発振型Ｄ級アンプ１１−１〜１１−Ｎのスイッチング周波数の２倍又は３倍高調波の周波数とＡＭラジオ放送の受信信号の周波数との差周波数が人間の可聴帯域内にあると、ビートノイズが発生する。上述のように、本実施形態では、自励発振型Ｄ級アンプ１１−１〜１１−Ｎのスイッチング周波数は、制御回路１３により制御することができる。このため、受信している放送局の周波数を判定し、この受信している放送局の放送波とのビート成分が生じないように、自励発振型Ｄ級アンプ１１−１〜１１−Ｎのスイッチング周波数を制御できる。
【００６６】
以上、３つの実施形態を示したが、各実施形態で示したマルチチャンネルアンプ１の各構成要素、および各処理工程をプログラムとして提供することが可能である。また、そのプログラムを各種記録媒体（ＣＤ−ＲＯＭ、フラッシュメモリ等）に格納して提供することも可能である。すなわち、コンピューターをマルチチャンネルアンプ１の各構成要素として機能させるためのプログラムまたはコンピューターにマルチチャンネルアンプ１の各処理工程を実行させるためのプログラム、およびそれを記録した記録媒体も、本発明の権利範囲に含まれるものである。また、各実施形態で示したマルチチャンネルアンプ１を、ＡＶレシーバーやＡＶアンプに搭載しても良い。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更が可能である。
【符号の説明】
【００６７】
１１−１〜１１−Ｎ…自励発振型Ｄ級アンプ  １２−１〜１２−Ｎ…各周波数カウンタ  １３…制御回路  １０１…積分回路  １０２…コンパレータ  １０３…スイッチング回路  １０４…ローパスフィルタ  １０５…スピーカ
【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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【図８】
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