(57)【要約】  デジタルアンプ装置は、正相アンプ（２０３ａ）および反転アンプ（２０３ｂ）と、一対のＬＰＦ（２０４ａ，２０４ｂ）と、＋，−ノイズ成分抽出手段（２０５ａ，２０５ｂ）と、−，＋ノイズ成分抽出手段（２０５ｂ，２０５ａ）により抽出した−，＋ノイズ成分（２０６ｂ，２０６ａ）を＋，−ＰＷＭ信号（２０７ａ，２０７ｂ）にそれぞれ含まれる＋，−ノイズ成分と合成するノイズ成分合成手段（２０８ａ，２０８ｂ）と、を備える。【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力される逆位相の正負の各信号をスイッチング方式により電力増幅する一対のアンプと、前記一対のアンプの各々から出力される正負の各信号がそれぞれ入力される一対のローパスフィルタとを備え、前記一対のローパスフィルタの各々から出力される正負の各信号がＢＴＬ接続されるスピーカにそれぞれ出力されるデジタルアンプ装置において、
前記一対のローパスフィルタからそれぞれ出力される前記正負の各信号に含まれる正のノイズ成分および負のノイズ成分をそれぞれ抽出するノイズ成分抽出手段と、
前記ノイズ成分抽出手段により抽出した前記正のノイズ成分と、一方の前記ローパスフィルタから出力される前記負の信号に含まれる負のノイズ成分とを合成するとともに、前記ノイズ成分抽出手段により抽出した前記負のノイズ成分と、他方の前記ローパスフィルタから出力される前記正の信号に含まれる正のノイズ成分とを合成するノイズ成分合成手段と、を備えたことを特徴とするデジタルアンプ装置。
【請求項２】
前記ノイズ成分合成手段は、
前記抽出した前記正のノイズ成分を、前記一対のローパスフィルタの一方の前記ローパスフィルタから出力される前記負の信号に混合するとともに、
前記抽出した前記負のノイズ成分を、前記一対のローパスフィルタの他方の前記ローパスフィルタから出力される前記正の信号に混合することを特徴とする請求項１に記載のデジタルアンプ装置。
【請求項３】
前記ノイズ成分抽出手段は、
一方の前記ローパスフィルタから出力される前記正の信号から前記正のノイズ成分を抽出する第一の抽出手段と、
他方の前記ローパスフィルタから出力される前記負の信号から前記負のノイズ成分を抽出する第二の抽出手段とを備え、
正の信号を出力する前記アンプと、一方の前記ローパスフィルタと、前記第一の抽出手段とが接続されて正の信号出力経路が形成されるとともに、負の信号を出力する前記アンプと、他方の前記ローパスフィルタと、前記第二の抽出手段とが接続されて負の信号出力経路が形成され、
前記ノイズ成分合成手段は、
前記第一の抽出手段により抽出した前記正のノイズ成分を前記負の信号出力経路に供給する第一のノイズ合成経路と、
前記第二の抽出手段により抽出した前記負のノイズ成分を前記正の信号出力経路に供給する第二のノイズ合成経路と、を備えることを特徴とする請求項１に記載のデジタルアンプ装置。
【請求項４】
前記ノイズ成分抽出手段は、コンデンサとインダクタとを備えることを特徴とする請求項１に記載のデジタルアンプ装置。
【請求項５】
前記ノイズ成分合成手段によるノイズ成分合成を経て出力された正負の各信号がそれぞれ入力される同位相成分除去手段をさらに備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載のデジタルアンプ装置。
【請求項６】
前記同位相成分除去手段は、コモンモードチョークコイルを備えることを特徴とする請求項５に記載のデジタルアンプ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、デジタルアンプ装置に関する。ただし、本発明の利用は、前述のデジタルアンプ装置には限らない。
【背景技術】
【０００２】
正相アンプと反転アンプとから構成されるデジタルアンプの出力端にスピーカを接続するいわゆるＢａｌａｎｃｅｄ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒｌｅｓｓ接続（以下、ＢＴＬ接続と略す）のデジタルアンプ装置では、正相アンプおよび反転アンプのＤ級動作によって両アンプから逆位相の波形が出力される。それにより、かかるデジタルアンプ装置では、通常のアンプを備えた装置よりも出力電圧の向上が図られる。【０００３】
図１は、Ｄ級動作が実行されるデジタルアンプ（以下、Ｄ級アンプと呼ぶ）を備えたデジタルアンプ装置の概略構成を示す模式的なブロック図である。図１に示すように、かかるデジタルアンプ装置は、Ｄ級アンプ部１０１と、当該Ｄ級アンプ部１０１からの出力を処理するアンプ出力処理部１０２とから構成されている。Ｄ級アンプ部１０１は、正相アンプ１０１ａと反転アンプ１０１ｂとを備える。また、アンプ出力処理部１０２は、正相アンプ１０１ａおよび反転アンプ１０１ｂの出力端にそれぞれ接続されるローパスフィルタ（以下、ＬＰＦと略す）１０２ａ，１０２ｂを備える。【０００４】
かかる構成のデジタルアンプ装置では、正相アンプ１０１ａおよび反転アンプ１０１ｂの出力端が、それぞれＬＰＦ１０２ａ，１０２ｂを介してスピーカ１０３に接続された構成を有し、それにより、正相アンプ１０１ａおよび反転アンプ１０１ｂが、スピーカ１０３に対して一台のＢＴＬ接続のアンプとして機能する。【０００５】
デジタルアンプ装置では、入力されたデジタルオーディオ信号がＰＷＭ変調（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ：パルス幅変調）により逆位相の一対のＰＷＭ信号に変換される。そして、この逆位相のＰＷＭ信号のうち、＋のＰＷＭ信号が正相アンプ１０１ａに供給され、−のＰＷＭ信号が反転アンプ１０１ｂに供給される。【０００６】
そして、正相アンプ１０１ａおよび反転アンプ１０１ｂによってＤ級動作が実現され、かかる動作により、＋，−のＰＷＭ信号が所定の直流電圧をスイッチングし、これらの信号が電力増幅される。電力増幅された＋，−のＰＷＭ信号の各々は、ＬＰＦ１０２ａ，１０２ｂを経てアナログ波形のオーディオ信号とされ、当該オーディオ信号がスピーカ１０３に供給される。【０００７】
ここで、上記のデジタルアンプ装置のＤ級動作では、＋，−のＰＷＭ信号によるスイッチングの際に、ノイズ（以下、スイッチングノイズと呼ぶ）が発生する。このスイッチングノイズは、ＬＰＦ１０２ａ，１０２ｂによる除去が不可であるノイズ成分を含む。【０００８】
例えば、正相アンプ１０１ａおよび反転アンプ１０１ｂにおけるスイッチング周波数およびその高周波が、ラジオ周波数帯もしくはその近傍である場合、オーディオのラジオ受信における再生信号にノイズが発生することになる。この場合には、ＬＰＦ１０２ａ，１０２ｂのカットオフ周波数を低周波数側へ設定することにも限界があり、よって、スイッチングノイズに含まれるラジオ周波数帯のノイズ成分をＬＰＦ１０２ａ，１０２ｂにより除去することが困難である。したがって、この場合には、ＬＰＦ１０２ａ，１０２ｂでは除去されずに残留するノイズ成分によって、ラジオ周波数帯の放送の受信が妨害され、ラジオ受信に悪影響を与える。【０００９】
このような残留ノイズ成分を除去する方法として、例えば、ＬＰＦ１０２ａ，１０２ｂとスピーカ１０３との間に、残留するノイズ成分を除去するためのフィルタ構成を配設する方法がある（例えば、特許文献１参照。）。【００１０】
【特許文献１】特開２００３−４６３４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
残留するノイズ成分の除去については種々検討されているが、十分な除去は実現困難であり、よって、ノイズ成分の有効な除去の実現が望まれる。特に、ＢＴＬ接続のデジタルアンプ装置では、同位相のノイズ成分と逆位相のノイズ成分とが含まれることから、両位相のノイズ成分を有効に除去する方法が要求され、かつ、当該除去を低コストおよび簡素な構成で実現することが望まれる。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、請求項１の発明にかかるデジタルアンプ装置は、入力される逆位相の正負の各信号をスイッチング方式により電力増幅する一対のアンプと、前記一対のアンプの各々から出力される正負の各信号がそれぞれ入力される一対のローパスフィルタとを備え、前記一対のローパスフィルタの各々から出力される正負の各信号がＢＴＬ接続されるスピーカにそれぞれ出力されるデジタルアンプ装置において、前記一対のローパスフィルタからそれぞれ出力される前記正負の各信号に含まれる正のノイズ成分および負のノイズ成分をそれぞれ抽出するノイズ成分抽出手段と、前記ノイズ成分抽出手段により抽出した前記正のノイズ成分と、一方の前記ローパスフィルタから出力される前記負の信号に含まれる負のノイズ成分とを合成するとともに、前記ノイズ成分抽出手段により抽出した前記負のノイズ成分と、他方の前記ローパスフィルタから出力される前記正の信号に含まれる正のノイズ成分とを合成するノイズ成分合成手段と、を備えたことを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、従来のデジタルアンプ装置の構成を示す模式的なブロック図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態１にかかるデジタルアンプ装置の構成を示す模式的なブロック図である。
【図３】図３は、図２のデジタルアンプ装置の動作の概略を示すフローチャートである。
【図４】図４は、本発明の実施例１におけるデジタルアンプ装置の構成を示す模式的なブロック図である。
【図５】図５は、図４のデジタルアンプ装置の各部における信号およびノイズ波形を示す模式図である。
【図６】図６は、本発明の実施の形態２にかかるデジタルアンプ装置の構成を示す模式的なブロック図である。
【図７】図７は、図６のデジタルアンプ装置の動作の概略を示すフローチャートである。
【図８】図８は、本発明の実施例２におけるデジタルアンプ装置の構成を示す模式的なブロック図である。
【図９】図９は、図８のデジタルアンプ装置の各部における信号およびノイズ波形を示す模式図である。
【図１０】図１０は、本発明の実施例３におけるデジタルアンプ装置の構成を示す模式的なブロック図である。
【図１１】図１１は、本発明にかかるデジタルアンプ装置を車載用オーディオ装置１１１０に適用した場合の図である。
【符号の説明】
【００１４】
２０１  Ｄ級アンプ部
２０２  アンプ出力処理部
２０３ａ  正相アンプ
２０３ｂ  反転アンプ
２０４ａ，２０４ｂ  ＬＰＦ
２０５ａ  ＋ノイズ成分抽出手段
２０５ｂ  −ノイズ成分抽出手段
２０８ａ，２０８ｂ  ノイズ成分合成手段
２０９  スピーカ
６００  同位相成分除去手段
８００  同位相成分除去回路
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、ＬＰＦの後段において残留するノイズ成分を有効に除去することが可能なデジタルアンプ装置を提供することを目的の一つとする。以下に、添付図面を参照して、本発明にかかるデジタルアンプ装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。【００１６】
（実施の形態１）
図２は、本発明の実施の形態１にかかるデジタルアンプ装置の構成を示す模式的なブロック図である。また、図３は、図２のデジタルアンプ装置の動作の概略を示すフローチャートである。図２に示すように、本実施の形態のデジタルアンプ装置は、Ｄ級アンプ部２０１と、当該Ｄ級アンプ部２０１からの出力を処理するアンプ出力処理部２０２とから構成される。そして、このデジタルアンプ装置は、音声出力手段であるスピーカ２０９に接続されている。【００１７】
Ｄ級アンプ部２０１は、正相アンプ２０３ａおよび反転アンプ２０３ｂとを備える。また、アンプ出力処理部２０２は、正相アンプ２０３ａおよび反転アンプ２０３ｂの出力端にそれぞれ接続されるＬＰＦ２０４ａ，２０４ｂと、このＬＰＦ２０４ａ，２０４ｂの出力端にそれぞれ接続される＋，−ノイズ成分抽出手段２０５ａ，２０５ｂと、ノイズ成分合成手段２０８ａ，２０８ｂとを備える。【００１８】
ここでは、正相アンプ２０３ａ、ＬＰＦ２０４ａ、ノイズ成分合成手段２０８ａによって＋ＰＷＭ信号の出力経路２１０ａが形成されており、また、反転アンプ２０３ｂ、ＬＰＦ２０４ｂ、ノイズ成分合成手段２０８ｂによって−ＰＷＭ信号の出力経路２１０ｂが形成されている。各＋，−ＰＷＭ信号の出力経路２１０ａ，２１０ｂでは、上記各構成要素２０３ａ〜２０５ａ，２０８ａ，２０３ｂ〜２０５ｂ，２０８ｂが、配線を通じて上記の順で接続されている。【００１９】
さらに、この場合、＋ノイズ成分抽出手段２０５ａは、抽出した後述の＋ノイズ成分２０６ａをノイズ成分合成手段２０８ｂに出力可能に構成されており、また、−ノイズ成分抽出手段２０５ｂは、抽出した後述の−ノイズ成分２０６ｂをノイズ成分合成手段２０８ａに出力可能に構成されている。そして、各ノイズ成分合成手段２０８ａ，２０８ｂの出力端が、スピーカ２０９の両端にそれぞれ接続され、それにより、正相アンプ２０３ａおよび反転アンプ２０３ｂがスピーカ２０９に対して一台のＢＴＬ接続のアンプとして機能する構成が実現される。【００２０】
図３に示すように、図２のデジタルアンプ装置では、まず、入力されたデジタルオーディオ信号が、ＰＷＭ変調により、逆位相の一対の＋，−ＰＷＭ信号に変換される（ステップＳ１０１）。そして、＋ＰＷＭ信号が図２の正相アンプ２０３ａに入力されるとともに（ステップＳ１０２ａ）、−ＰＷＭ信号が図２の反転アンプ２０３ｂに入力される（ステップＳ１０２ｂ）。このように＋，−ＰＷＭ信号がそれぞれ入力された図２の正相アンプ２０３ａおよび反転アンプ２０３ｂでは、いわゆるＤ級動作が実現される。それにより、＋，−ＰＷＭ信号が、所定の直流電圧をスイッチングして電力増幅する。【００２１】
このようにして電力増幅された＋，−ＰＷＭ信号のうち、＋ＰＷＭ信号が図２のＬＰＦ２０４ａに供給され、−ＰＷＭ信号が図２のＬＰＦ２０４ｂに供給される。そして、＋，−ＰＷＭ信号の各々は、図２のＬＰＦ２０４ａ，２０４ｂによりアナログ波形のオーディオ信号とされ、また、ＬＰＦ２０４ａ，２０４ｂのカットオフ周波数に対応する周波数成分が除去される（ステップＳ１０３ａ，Ｓ１０３ｂ）。【００２２】
ここで、従来技術において前述したように、図２の正相アンプ２０３ａおよび反転アンプ２０３ｂでは、Ｄ級動作の際の＋，−ＰＷＭ信号によるスイッチングにおいて、スイッチングノイズが発生する。このスイッチングノイズは、＋ノイズ成分および−ノイズ成分を含み、これらの成分が広い周波数帯にわたって分布する。【００２３】
スイッチングノイズの＋，−ノイズ成分のうち、図２のＬＰＦ２０４ａ，２０４ｂのカットオフ周波数に対応する周波数の成分は、ＬＰＦ２０４ａ，２０４ｂ（図２参照）により多くは除去される。一方、ＬＰＦ２０４ａ，２０４ｂ（図２参照）により除去されない残留成分、例えば、スイッチングノイズのうちラジオ周波数帯の＋，−ノイズ成分は、＋，−ＰＷＭ信号の各々に重畳されたままＬＰＦ２０４ａ，２０４ｂ（図２参照）を通過してから出力される。【００２４】
そこで、本実施の形態では、残留する＋，−ノイズ成分を、＋，−ノイズ成分抽出手段２０５ａ，２０５ｂおよびノイズ成分合成手段２０８ａ，２０８ｂを用いて除去する。まず、＋，−ノイズ成分が各々重畳された＋，−ＰＷＭ信号は、＋，−ノイズ成分抽出手段２０５ａ，２０５ｂにそれぞれ出力される。そして、＋ノイズ成分抽出手段２０５ａにより、＋ＰＷＭ信号から＋ノイズ成分２０６ａ（図２参照）を抽出するとともに（ステップＳ１０４ａ）、−ノイズ成分抽出手段２０５ｂにより、−ＰＷＭ信号から−ノイズ成分２０６ｂ（図２参照）を抽出する（ステップＳ１０４ｂ）。【００２５】
続いて、上記のようにして抽出した＋，−ノイズ成分２０６ａ，２０６ｂ（図２参照）の各々を、ノイズ成分合成手段２０８ｂおよびノイズ成分合成手段２０８ａに供給する。【００２６】
この時、ノイズ成分合成手段２０８ａには、上記の−ノイズ成分２０６ｂ（図２参照）の他に、＋ノイズ成分抽出手段２０５ａを経た＋ＰＷＭ信号２０７ａ（図２参照）が供給される。一方、ノイズ成分合成手段２０８ｂには、上記の＋ノイズ成分２０６ａ（図２参照）の他に、−ノイズ成分抽出手段２０５ｂを経た−ＰＷＭ信号２０７ｂ（図２参照）が供給される。ここで、このようにノイズ成分合成手段２０８ａ，２０８ｂにそれぞれ供給される＋，−ＰＷＭ信号２０７ａ，２０７ｂは、＋，−ノイズ成分抽出手段２０５ａ，２０５ｂでは抽出されなかった＋，−ノイズ成分が含まれる。【００２７】
ノイズ成分合成手段２０８ａは、供給された＋ＰＷＭ信号２０７ａ（図２参照）に−ノイズ成分２０６ｂを合成（すなわち重畳）する。かかる合成により、＋ＰＷＭ信号２０７ａ（図２参照）に含まれる＋ノイズ成分のうち、重畳された−ノイズ成分２０６ｂ（図２参照）と出力波形が同一で逆位相の成分が、当該−ノイズ成分２０６ｂ（図２参照）により相殺される。それゆえ、＋ＰＷＭ信号２０７ａ（図２参照）では、相殺により、＋ノイズ成分の除去が図られる（ステップＳ１０５ａ）。【００２８】
上記と同様に、ノイズ成分合成手段２０８ｂは、供給された−ＰＷＭ信号２０７ｂ（図２参照）に＋ノイズ成分２０６ａ（図２参照）を合成し、−ＰＷＭ信号２０７ｂ（図２参照）に含まれる−ノイズ成分のうち、重畳された＋ノイズ成分２０６ａ（図２参照）と出力波形が同一で逆位相の成分を、当該＋ノイズ成分２０６ａ（図２参照）により相殺する。それにより、−ＰＷＭ信号２０７ｂ（図２参照）では、相殺により、−ノイズ成分の除去が図られる（ステップＳ１０５ｂ）。【００２９】
このような＋，−ノイズ成分抽出手段２０５ａ，２０５ｂによる＋，−ノイズ成分２０６ａ，２０６ｂ（図２参照）の抽出と、ノイズ成分合成手段２０８ａ，２０８ｂによる上記合成とにより＋，−ノイズ成分の低減化が図られた＋，−ＰＷＭ信号２０７ａ，２０７ｂの各々は、各出力経路２１０ａ，２１０ｂを通じて、それぞれスピーカ２０９に出力される（ステップＳ１０６）。【００３０】
以上のように、本実施の形態のデジタルアンプ装置によれば、正相アンプ２０３ａおよび反転アンプ２０３ｂのＤ級動作におけるスイッチングにより発生するスイッチングノイズの＋，−ノイズ成分を、＋，−ノイズ成分抽出手段２０５ａ，２０５ｂおよびノイズ成分合成手段２０８ａ，２０８ｂを用いて除去し、＋，−ノイズ成分の低減化が図られた＋，−ＰＷＭ信号２０７ａ，２０７ｂをスピーカ２０９に出力することが可能となる。
【実施例１】
【００３１】
図４は、本発明の実施例１におけるデジタルアンプ装置の構成を示す模式的なブロック図である。なお、図４において、図２と同一の構成要素については同一符号を付し、かかる構成要素についての説明は省略する。【００３２】
図４に示すように、本実施例のデジタルアンプ装置は、Ｄ級アンプ部２０１が正相アンプ２０３ａおよび反転アンプ２０３ｂを備え、アンプ出力処理部２０２では、正相アンプ２０３ａの出力端に順次接続されたインダクタ４０１ａおよびコンデンサ４０２ａによりＬＰＦ２０４ａが構成され、また、反転アンプ２０３ｂの出力端に順次接続されたインダクタ４０１ｂおよびコンデンサ４０２ｂによりＬＰＦ２０４ｂが構成される。【００３３】
また、ＬＰＦ２０４ａの後段には、図２の＋ノイズ成分抽出手段２０５ａに相当するコンデンサ４０３ａおよびインダクタ４０４ａが順次配設されており、一方、ＬＰＦ２０４ｂの後段には、図２の−ノイズ成分抽出手段２０５ｂに相当するコンデンサ４０３ｂおよびインダクタ４０４ｂが順次配設されている。【００３４】
図２の＋ノイズ成分抽出手段２０５ａのノイズ成分出力端に相当するインダクタ４０４ａの一端は、相対する信号出力経路である−ＰＷＭ信号の出力経路２１０ｂに接続されている。ここでは、インダクタ４０４ａのノイズ成分出力端が−ＰＷＭ信号の出力経路２１０ｂに接続される構成が、図２のノイズ成分合成手段２０８ｂに相当する。−ＰＷＭ信号の出力経路２１０ｂでは、このインダクタ４０４ａ出力端との接続部と、前述の−ノイズ成分抽出手段２０５ｂに相当するコンデンサ４０３ｂおよびインダクタ４０４ｂとの間に、インダクタ４０５ｂがさらに配設されている。【００３５】
一方、図２の−ノイズ成分抽出手段２０５ｂのノイズ成分出力端に相当するインダクタ４０４ｂの一端は、相対する信号経路である＋ＰＷＭ信号の出力経路２１０ａに接続されている。ここでは、インダクタ４０４ｂのノイズ成分出力端が＋ＰＷＭ信号の出力経路２１０ａに接続される構成が、図２のノイズ成分合成手段２０８ａに相当する。＋ＰＷＭ信号の出力経路２１０ａでは、このインダクタ４０４ｂの出力端との接続部と、前述の＋ノイズ成分抽出手段２０５ａに相当するコンデンサ４０３ａおよびインダクタ４０４ａとの間に、インダクタ４０５ａがさらに配設されている。【００３６】
デジタルアンプ装置では、配線を介した接続によって上記の各構成要素４０１ａ〜４０５ａ，４０１ｂ〜４０５ｂの接続が実現され、それにより、＋，−ＰＷＭ信号の各出力経路２１０ａ，２１０ｂが形成されている。また、ここでは、インダクタ４０１ａ，４０４ａ，４０５ａ，４０１ｂ，４０４ｂ，４０５ｂとして、コイルを利用している。各インダクタ４０１ａ，４０４ａ，４０５ａ，４０１ｂ，４０４ｂ，４０５ｂと各コンデンサ４０２ａ，４０３ａ，４０２ｂ，４０３ｂとを一対直列に配設することにより、フィルタ構成が実現される。【００３７】
＋ＰＷＭ信号の出力経路２１０ａは、インダクタ４０４ｂの出力端との接続部より後段において、スピーカ２０９に接続されている。また、−ＰＷＭ信号の出力経路２１０ｂは、インダクタ４０４ａの出力端との接続部より後段において、スピーカ２０９に接続されている。それにより、本実施例のデジタルアンプ装置において、ＢＴＬ接続が実現される。【００３８】
次に、上記構成を有する本実施例のデジタルアンプ装置における動作を、図５を参照して説明する。図５は、図４に示すデジタルアンプ装置の矢印Ａ〜Ｉの各部における信号およびノイズ波形を示す模式図である。具体的には、図５（ａ）は、図４の矢印Ａの部分における信号波形を示しており、図５（ｂ）は、図４の矢印Ｂの部分における信号波形を示しており、図５（ｃ）は、図４の矢印Ｃの部分における信号波形を示しており、図５（ｄ）は、図４の矢印Ｄの部分における信号波形を示しており、図５（ｅ）は、図４の矢印Ｅの部分におけるノイズ波形を示しており、図５（ｆ）は、図４の矢印Ｆの部分におけるノイズ波形を示しており、図５（ｇ）は、図４の矢印Ｇの部分における信号波形を示しており、図５（ｈ）は、図４の矢印Ｈの部分における信号波形を示しており、図５（ｉ）は、図４の矢印Ｉの部分における信号波形を示している。【００３９】
まず、図５（ａ），（ｂ）に示すように、図４の矢印Ａ，Ｂの部分では、図４の正相アンプ２０３ａおよび反転アンプ２０３ｂのＤ級動作により電力増幅されたデジタルの＋，−ＰＷＭ信号がそれぞれ得られる。そして、図５（ｃ），（ｄ）に示すように、図４の矢印Ｃ，Ｄの部分では、図５（ａ），（ｂ）に示すデジタルの＋，−ＰＷＭ信号が図４のＬＰＦ２０４ａ，２０４ｂによりアナログに変換された＋，−ＰＷＭ信号Ｗ１，Ｗ３が得られる。【００４０】
このようにして得られたＬＰＦ２０４ａ，２０４ｂ通過後の＋，−ＰＷＭ信号Ｗ１，Ｗ３では、図４の正相アンプ２０３ａおよび反転アンプ２０３ｂにおけるスイッチングにより発生した＋，−ノイズ成分の一部は各ＬＰＦ２０４ａ，２０４ｂにより完全には除去されないため、＋，−ノイズ成分Ｗ２，Ｗ４が残留している。【００４１】
本実施例では、図５（ｅ），（ｆ）に示すように、この残留する図５（ｃ），（ｄ）の＋，−ノイズ成分Ｗ２，Ｗ４を、図４の各コンデンサ４０３ａ，４０３ｂおよび各インダクタ４０４ａ，４０４ｂで構成される＋，−ノイズ成分抽出手段２０５ａ，２０５ｂ（図２参照）により抽出する。そして、抽出した図５（ｅ）の＋ノイズ成分Ｗ２を、図４の−ＰＷＭ信号の出力経路２１０ｂに出力するとともに、抽出した図５（ｆ）の−ノイズ成分Ｗ４を、図４の＋ＰＷＭ信号の出力経路２１０ａに出力する。【００４２】
本実施例のデジタルアンプ装置では、図５（ｃ）のように＋ノイズ成分Ｗ２が重畳された＋ＰＷＭ信号Ｗ１に、相対する信号経路において抽出した図５（ｆ）の−ノイズ成分Ｗ４を混合する。それにより、図５（ｃ）の＋ＰＷＭ信号Ｗ１に重畳された＋ノイズ成分Ｗ２と、当該混合された図５（ｆ）の−ノイズ成分Ｗ４とが合成される。【００４３】
そして、かかる合成により、図５（ｃ）の＋ＰＷＭ信号Ｗ１に重畳された＋ノイズ成分Ｗ２のうち、混合された図５（ｆ）の−ノイズ成分Ｗ４と出力波形が同一または近似であって逆位相である成分が、当該−ノイズ成分Ｗ４によって相殺されて除去される。それにより、図５（ｇ）に示すように、＋ＰＷＭ信号の出力経路２１０ａからスピーカ２０９に出力される＋ＰＷＭ信号Ｗ１では、＋ノイズ成分の低減化が図られる。【００４４】
本実施例のデジタルアンプ装置では、図５（ｄ）のように−ノイズ成分Ｗ４が重畳された−ＰＷＭ信号Ｗ３に、相対する信号経路において抽出した図５（ｅ）の＋ノイズ成分Ｗ２を混合する。それにより、図５（ｄ）の−ＰＷＭ信号Ｗ３に重畳された−ノイズ成分Ｗ４と、当該混合された図５（ｅ）の＋ノイズ成分Ｗ２とが合成される。【００４５】
そして、かかる合成により、図５（ｄ）の−ＰＷＭ信号Ｗ３に重畳された−ノイズ成分Ｗ４のうち、混合された図５（ｅ）の＋ノイズ成分Ｗ２と出力波形が同一または近似であって逆位相である成分が、当該＋ノイズ成分Ｗ２によって相殺されて除去される。それにより、図５（ｈ）に示すように、−ＰＷＭ信号の出力経路２１０ｂからスピーカ２０９に出力される−ＰＷＭ信号Ｗ３では、−ノイズ成分の低減化が図られる。【００４６】
以上のように、＋，−ノイズ成分Ｗ２，Ｗ４の低減化が図られた逆位相の＋，−ＰＷＭ信号Ｗ１，Ｗ３（図５（ｇ），（ｈ）参照）がそれぞれ出力されるスピーカ２０９では、図５（ｉ）に示すように、出力電圧の向上が図られる。したがって、本実施例のデジタルアンプ装置では、出力が大きくかつスイッチングノイズの低減化が図られたパワーアンプ装置を実現することが可能となる。【００４７】
また、ここでは、＋，−ＰＷＭ信号の出力経路２１０ａ，２１０ｂの各々において抽出した＋，−ノイズ成分Ｗ２，Ｗ４を、相対する信号出力経路、すなわち−，＋ＰＷＭ信号の出力経路２１０ｂ，２１０ａにそれぞれ出力するという、容易で従来のＢＴＬ接続のデジタルアンプ装置の構成を大きく変更しない構成によって、スピーカ２０９へ出力する＋，−ＰＷＭ信号Ｗ１，Ｗ３に含まれる＋，−ノイズ成分Ｗ２，Ｗ４の低減化が図られる。したがって、上記のようなパワーアンプ装置を、低コストおよび簡易な構成により実現することが可能となる。【００４８】
また、＋，−ノイズ成分Ｗ２，Ｗ４を互いに相殺することにより除去するので、逆位相のノイズ成分毎に除去手段を配設する必要がなく、また、スイッチングノイズの周波数帯がいずれの周波数帯であっても、当該周波数帯のノイズ成分を除去することが可能である。【００４９】
（実施の形態２）
図６は、本発明の実施の形態２にかかるデジタルアンプ装置の構成を示す模式的なブロック図である。また、図７は、図６のデジタルアンプ装置の動作の概略を示すフローチャートである。なお、図６において、図２と同一の構成要素については同一符号を付し、かかる構成要素についての説明は省略する。【００５０】
図６に示すように、本実施の形態のデジタルアンプ装置は、図２に示す実施の形態１のデジタルアンプ装置と同様の構成を有するが、ノイズ成分合成手段２０８ａ，２０８ｂの後段に、同位相成分除去手段６００がさらに配設された点が、実施の形態１とは異なる。このように同位相成分除去手段６００が配設されたデジタルアンプ装置は、図３に示す実施の形態１の動作と同様の動作を行うが、以下の点が実施の形態１とは異なっている。【００５１】
すなわち、図７に示すように、本実施の形態のデジタルアンプ装置では、図６の各構成要素２０３ａ〜２０８ａ，２０３ｂ〜２０８ｂにより、図３に示す実施の形態１の場合のステップＳ１０１，Ｓ１０２ａ〜Ｓ１０５ａ，Ｓ１０２ｂ〜Ｓ１０５ｂの動作と同様の動作がステップＳ２０１，Ｓ２０２ａ〜Ｓ２０５ａ，Ｓ２０２ｂ〜Ｓ２０５ｂにおいて行われる。【００５２】
そして、本実施の形態では、図６の同位相成分除去手段６００により、ノイズ成分合成手段２０８ａ，２０８ｂにおける前述のノイズ成分合成では除去されない残留した＋，−ノイズ成分、すなわち、出力波形が異なる＋，−ノイズ成分や、打ち消しあう位相関係にない＋，−ノイズ成分の除去をさらに行う（ステップＳ２０６）。それにより、＋，−ノイズ成分の低減化がさらに図られた＋，−ＰＷＭ信号をスピーカ２０９に出力することが可能となる（ステップＳ２０７）。【００５３】
以下に、本実施の形態の特徴的構成であるステップＳ２０６の詳細を説明する。まず、ステップＳ２０５ａ，Ｓ２０５ｂでは、実施の形態１のステップＳ１０５ａ，１０５ｂで前述した＋，−ノイズ成分の合成により、出力波形が同一または近似であって逆位相のノイズ成分同士は相殺されて除去されるが、出力波形が異なる＋，−ノイズ成分や、出力波形が打ち消しあう位相関係にない＋，−ノイズ成分は、相殺されないので除去できない。【００５４】
ここで、このようにステップＳ２０５ａ，２０５ｂでは除去されない＋，−ノイズ成分は、ノイズ成分合成手段２０８ａ，２０８ｂによるノイズ成分合成によって、同位相で同一波形または近似波形となっている。そこで、本実施の形態では、ステップＳ２０６において、図６の同位相成分除去手段６００により、＋，−ＰＷＭ信号中に含まれる同位相の＋，−ノイズ成分を除去する。それにより、ノイズ成分合成手段２０８ａ，２０８ｂによるノイズ成分の合成では除去できない＋，−ノイズ成分の除去が可能となり、＋，−ＰＷＭ信号における＋，−ノイズ成分の低減化がさらに図られる。【００５５】
以上のように、本実施の形態のデジタルアンプ装置では、実施の形態１と同様にしてノイズ成分合成手段２０８ａ，２０８ｂにより＋，−ノイズ成分の除去を行い、さらに、かかるノイズ成分合成手段２０８ａ，２０８ｂでは除去できない同位相の＋，−ノイズ成分を、同位相成分除去手段６００によって除去することが可能となり、さらにノイズ成分の低減化を図ることが可能となる。
【実施例２】
【００５６】
図８は、本発明の実施例２におけるデジタルアンプ装置の構成を示す模式的なブロック図である。なお、図８では、図４と同一の構成要素については同一符号を付し、かかる構成要素については説明を省略する。【００５７】
図８に示すように、本実施例のデジタルアンプ装置は、図４に示す実施例１のデジタルアンプ装置と同様の構成を有するが、＋，−ＰＷＭ信号の出力経路２１０ａ，２１０ｂにおいて、図６のノイズ成分合成手段２０８ａ，２０８ｂを構成するインダクタ４０４ｂ，４０４ａ出力端と＋，−ＰＷＭ信号の出力経路２１０ａ，２１０ｂとの各接続部の後段に、図６の同位相成分除去手段６００に相当する同位相成分除去回路８００がさらに配設された点が、実施例１とは異なる。【００５８】
ここでは、同位相成分除去回路８００が、コモンモードチョークコイルにより構成される。このような同位相成分除去回路８００を備えた本実施例のデジタルアンプ装置では、実施例１の場合と同様の動作が行われるが、同位相成分除去回路８００によりさらに＋，−ノイズ成分の除去を行う点が、実施例１とは異なる。【００５９】
以下に、図９を参照して、本実施例のデジタルアンプ装置の動作を説明する。図９は、図８のデジタルアンプ装置の矢印Ａ〜Ｋの各部における信号およびノイズ波形を示す模式図である。具体的には、図９（ａ）は、図８の矢印Ａの部分における信号波形を示しており、図９（ｂ）は、図８の矢印Ｂの部分における信号波形を示しており、図９（ｃ）は、図８の矢印Ｃの部分における信号波形を示しており、図９（ｄ）は、図８の矢印Ｄの部分における信号波形を示しており、図９（ｅ）は、図８の矢印Ｅの部分におけるノイズ波形を示しており、図９（ｆ）は、図８の矢印Ｆの部分におけるノイズ波形を示しており、図９（ｇ）は、図８の矢印Ｇの部分におけるノイズ波形を示しており、図９（ｈ）は、図８の矢印Ｈの部分におけるノイズ波形を示しており、図９（ｉ）は、図８の矢印Ｉの部分における信号波形を示しており、図９（ｊ）は、図８の矢印Ｊの部分における信号波形を示しており、図９（ｋ）は、図８の矢印Ｋの部分における信号波形を示している。【００６０】
図８のデジタルアンプ装置では、実施例１の場合と同様にして、正相アンプ２０３ａおよび反転アンプ２０３ｂにおけるＤ級動作、ＬＰＦ２０４ａ，２０４ｂによる処理、コンデンサ４０３ａおよびインダクタ４０４ａによる＋ノイズ成分の抽出、コンデンサ４０３ｂおよびインダクタ４０４ｂによる−ノイズ成分の抽出が行われる。そして、抽出した＋ノイズ成分が−ＰＷＭ信号の出力経路２１０ｂに出力され、−ＰＷＭ信号中に含まれる−ノイズ成分と合成されるとともに、抽出した−ノイズ成分が＋ＰＷＭ信号の出力経路２１０ａに出力され、＋ＰＷＭ信号中に含まれる＋ノイズ成分と合成される。したがって、かかるデジタルアンプ装置の図８の矢印Ａ〜Ｆの各部で得られる信号波形は、図９（ａ）〜（ｆ）に示すように、図５（ａ）〜（ｆ）に示す実施例１の信号およびノイズ波形と同様となる。【００６１】
ところで、上記のノイズ成分合成では、−ノイズ成分が混合された＋ＰＷＭ信号において、＋ＰＷＭ信号中に含まれる＋ノイズ成分のうち、混合された−ノイズ成分と出力波形が同一または近似であって逆位相の成分同士は当該−ノイズ成分によって相殺されて除去されるが、出力波形が異なる成分や、打ち消しあう位相関係にない成分は、当該−ノイズ成分では相殺されないので除去されない。それゆえ、＋ＰＷＭ信号には、＋ノイズ成分が残留する。また、−ＰＷＭ信号においても、同様の理由により、−ノイズ成分が残留する。【００６２】
図９（ｇ），（ｈ）に示すように、＋，−ＰＷＭ信号Ｗ１，Ｗ３（図９（ｃ），（ｄ）参照）中に残留する＋，−ノイズ成分Ｗ２，Ｗ４は、図９（ｆ），（ｅ）の−，＋ノイズ成分Ｗ４およびＷ２の各々と一旦合成されているため、同位相で同一波形または近似波形となっている。したがって、このような同位相で同一波形または近似波形である残留の＋，−ノイズ成分Ｗ２，Ｗ４は、図８の同位相成分除去回路８００により除去することが可能となる。そして、このように同相の＋，−ノイズ成分Ｗ２，Ｗ４がさらに除去された図９（ｉ），（ｊ）に示す＋，−ＰＷＭ信号Ｗ１，Ｗ３は、スピーカ２０９（図８参照）に出力され、図９（ｋ）に示すように出力増幅される。【００６３】
以上のように、本実施例のデジタルアンプ装置では、実施例１の場合と同様にしてノイズ成分合成により＋，−ノイズ成分を相殺して除去し、さらに、かかるノイズ成分合成では相殺できない同位相同一波形または近似波形の＋，−ノイズ成分を、同位相成分除去回路８００により除去することが可能となる。それゆえ、実施例１で前述した効果と同様の効果が得られるとともに、さらにノイズ成分の低減化を図ることが可能となる。
【実施例３】
【００６４】
図１０は、本発明の実施例３におけるデジタルアンプ装置の構成を示す模式的なブロック図である。なお、図１０において、図８と同一の構成要素については同一符号を付し、かかる構成要素については説明を省略する。【００６５】
図１０に示すように、本実施例のデジタルアンプ装置は、図８に示す実施例２のデジタルアンプ装置と同様の構成を有するが、＋，−ＰＷＭ信号の出力経路２１０ａ，２１０ｂの各々において、同位相成分除去回路８００とスピーカ２０９との間にコンデンサ１００１ａ，１００１ｂがそれぞれ配設された点が、実施例２とは異なる。【００６６】
かかる構成の本実施例のデジタルアンプ装置では、実施例２で前述した効果と同様の効果が得られる。特に、このデジタルアンプ装置では、同位相成分除去回路８００の後段に配設したコンデンサ１００１ａ，１００１ｂにより、同位相成分除去回路８００を通過した＋，−ＰＷＭ信号中に含まれる高周波のノイズ成分をさらに除去することが可能となるため、ノイズ成分のさらなる低減化が図られる。【００６７】
上記の実施例１〜実施例３で例示したデジタルアンプ装置の構成は、本発明にかかるデジタルアンプ装置の構成の例示であり、これに限定されるものではない。また、本発明にかかるデジタルアンプ装置は、種々のオーディオ装置に適用可能なアンプ装置として有用であるが、特に、図１１に示すように、スピーカライン１１１１とアンテナ１１１２とが近接配置されたノイズの影響を受けやすい構成の車載用オーディオ装置１１１０等に適用した場合に、より有効な効果が奏される。
【図１】
2006049154.tif 000002
【図２】
2006049154.tif 000003
【図３】
2006049154.tif 000004
【図４】
2006049154.tif 000005
【図５】
2006049154.tif 000006
【図６】
2006049154.tif 000007
【図７】
2006049154.tif 000008
【図８】
2006049154.tif 000009
【図９】
2006049154.tif 000010
【図１０】
2006049154.tif 000011
【図１１】
2006049154.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成18年8月29日(2006.8.29)
【手続補正１】
【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】
【書類名】請求の範囲
【請求項１】  入力される逆位相の正負の各信号をスイッチング方式により電力増幅する一対のアンプと、前記一対のアンプの各々から出力される正負の各信号がそれぞれ入力される一対のローパスフィルタとを備え、前記一対のローパスフィルタの各々から出力される正負の各信号がＢＴＬ接続されるスピーカにそれぞれ出力されるデジタルアンプ装置において、
前記一対のローパスフィルタからそれぞれ出力される前記正負の各信号に含まれる、前記正の信号を出力するアンプから発生するスイッチングノイズのうち前記ローパスフィルタによって除去されない第一の残留成分と、前記負の信号を出力するアンプから発生するスイッチングノイズのうち前記ローパスフィルタによって除去されない第二の残留成分と、をそれぞれ抽出するノイズ成分抽出手段と、
前記ノイズ成分抽出手段により抽出した前記第一の残留成分と、一方の前記ローパスフィルタから出力される前記負の信号に含まれる前記第二の残留成分とを合成するとともに、前記ノイズ成分抽出手段により抽出した前記第二の残留成分と、他方の前記ローパスフィルタから出力される前記正の信号に含まれる前記第一の残留成分とを合成するノイズ成分合成手段と、を備えたことを特徴とするデジタルアンプ装置。
【請求項２】  前記ノイズ成分合成手段は、
前記抽出した前記第一の残留成分を、前記一対のローパスフィルタの一方の前記ローパスフィルタから出力される前記負の信号に混合するとともに、
前記抽出した前記第二の残留成分を、前記一対のローパスフィルタの他方の前記ローパスフィルタから出力される前記正の信号に混合することを特徴とする請求項１に記載のデジタルアンプ装置。
【請求項３】  前記ノイズ成分抽出手段は、
一方の前記ローパスフィルタから出力される前記正の信号から前記第一の残留成分を抽出する第一の抽出手段と、
他方の前記ローパスフィルタから出力される前記負の信号から前記第二の残留成分を抽出する第二の抽出手段とを備え、
正の信号を出力する前記アンプと、一方の前記ローパスフィルタと、前記第一の抽出手段とが接続されて正の信号出力経路が形成されるとともに、負の信号を出力する前記アンプと、他方の前記ローパスフィルタと、前記第二の抽出手段とが接続されて負の信号出力経路が形成され、
前記ノイズ成分合成手段は、
前記第一の抽出手段により抽出した前記第一の残留成分を前記負の信号出力経路に供給する第一のノイズ合成経路と、
前記第二の抽出手段により抽出した前記第二の残留成分を前記正の信号出力経路に供給する第二のノイズ合成経路と、を備えることを特徴とする請求項１に記載のデジタルアンプ装置。
【請求項４】前記ノイズ成分抽出手段は、コンデンサとインダクタとを備えることを特徴とする請求項１に記載のデジタルアンプ装置。
【請求項５】前記ノイズ成分合成手段によるノイズ成分合成を経て出力された正負の各信号がそれぞれ入力される同位相成分除去手段をさらに備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載のデジタルアンプ装置。
【請求項６】前記同位相成分除去手段は、コモンモードチョークコイルを備えることを特徴とする請求項５に記載のデジタルアンプ装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
ンプ装置は、入力される逆位相の正負の各信号をスイッチング方式により電力増幅する一対のアンプと、前記一対のアンプの各々から出力される正負の各信号がそれぞれ入力される一対のローパスフィルタとを備え、前記一対のローパスフィルタの各々から出力される正負の各信号がＢＴＬ接続されるスピーカにそれぞれ出力されるデジタルアンプ装置において、前記一対のローパスフィルタからそれぞれ出力される前記正負の各信号に含まれる、前記正の信号を出力するアンプから発生するスイッチングノイズのうち前記ローパスフィルタによって除去されない第一の残留成分と、前記負の信号を出力するアンプから発生するスイッチングノイズのうち前記ローパスフィルタによって除去されない第二の残留成分と、をそれぞれ抽出するノイズ成分抽出手段と、前記ノイズ成分抽出手段により抽出した前記第一の残留成分と、一方の前記ローパスフィルタから出力される前記負の信号に含まれる前記第二の残留成分とを合成するとともに、前記ノイズ成分抽出手段により抽出した前記第二の残留成分と、他方の前記ローパスフィルタから出力される前記正の信号に含まれる前記第一の残留成分とを合成するノイズ成分合成手段と、を備えたことを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
［００１３］［図１］図１は、従来のデジタルアンプ装置の構成を示す模式的なブロック図である。
［図２］図２は、本発明の実施の形態１にかかるデジタルアンプ装置の構成を示す模式的なブロック図である。
［図３］図３は、図２のデジタルアンプ装置の動作の概略を示すフローチャートである。
［図４］図４は、本発明の実施例１におけるデジタルアンプ装置の構成を示す模式的なブロック図である。
［図５］図５は、図４のデジタルアンプ装置の各部における信号およびノイズ波形を示す模式図である。
［図６］図６は、本発明の実施の形態２にかかるデジタルアンプ装置の構成を示す模式的なブロック図である。
［図７］図７は、図６のデジタルアンプ装置の動作の概略を示すフローチャートである。
［図８］図８は、本発明の実施例２におけるデジタルアンプ装置の構成を示す模式的なブロック図である。
［図９］図９は、図８のデジタルアンプ装置の各部における信号およびノイズ波形を示す模式図である。
［図１０］図１０は、本発明の実施例３におけるデジタルアンプ装置の構成を示す模式的
【手続補正書】
【提出日】平成19年5月10日(2007.5.10)
【手続補正１】
【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】
入力される逆位相の正負の各信号をスイッチング方式により電力増幅する一対のアンプと、前記一対のアンプの各々から出力される正負の各信号がそれぞれ入力される一対のローパスフィルタとを備え、前記一対のローパスフィルタの各々から出力される正負の各信号がＢＴＬ接続されるスピーカにそれぞれ出力されるデジタルアンプ装置において、
前記一対のローパスフィルタからそれぞれ出力される前記正負の各信号に含まれる、前記正の信号を出力するアンプから発生するスイッチングノイズのうち前記ローパスフィルタによって除去されない第一の残留成分と、前記負の信号を出力するアンプから発生するスイッチングノイズのうち前記ローパスフィルタによって除去されない第二の残留成分と、をそれぞれ抽出するノイズ成分抽出手段と、
前記ノイズ成分抽出手段により抽出した前記第一の残留成分と、一方の前記ローパスフィルタから出力される前記負の信号に含まれる前記第二の残留成分とを合成するとともに、前記ノイズ成分抽出手段により抽出した前記第二の残留成分と、他方の前記ローパスフィルタから出力される前記正の信号に含まれる前記第一の残留成分とを合成するノイズ成分合成手段と、
前記ノイズ成分合成手段によるノイズ成分合成を経て出力された正負の各信号がそれぞれ入力される同位相成分除去手段と、を備えたことを特徴とするデジタルアンプ装置。
【請求項２】
前記ノイズ成分合成手段は、
前記抽出した前記第一の残留成分を、前記一対のローパスフィルタの一方の前記ローパスフィルタから出力される前記負の信号に混合するとともに、
前記抽出した前記第二の残留成分を、前記一対のローパスフィルタの他方の前記ローパスフィルタから出力される前記正の信号に混合することを特徴とする請求項１に記載のデジタルアンプ装置。
【請求項３】
前記ノイズ成分抽出手段は、
一方の前記ローパスフィルタから出力される前記正の信号から前記第一の残留成分を抽出する第一の抽出手段と、
他方の前記ローパスフィルタから出力される前記負の信号から前記第二の残留成分を抽出する第二の抽出手段と、を備え、
正の信号を出力する前記アンプと、一方の前記ローパスフィルタと、前記第一の抽出手段とが接続されて正の信号出力経路が形成されるとともに、負の信号を出力する前記アンプと、他方の前記ローパスフィルタと、前記第二の抽出手段とが接続されて負の信号出力経路が形成され、
前記ノイズ成分合成手段は、
前記第一の抽出手段により抽出した前記第一の残留成分を前記負の信号出力経路に供給する第一のノイズ合成経路と、
前記第二の抽出手段により抽出した前記第二の残留成分を前記正の信号出力経路に供給する第二のノイズ合成経路と、を備えることを特徴とする請求項１に記載のデジタルアンプ装置。
【請求項４】
前記ノイズ成分抽出手段は、コンデンサとインダクタとを備えることを特徴とする請求項１に記載のデジタルアンプ装置。
【請求項５】
前記同位相成分除去手段は、コモンモードチョークコイルを備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載のデジタルアンプ装置。
【手続補正２】
【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】
この発明は、デジタルアンプ装置に関する。ただし、本発明の利用は、前述のデジタルアンプ装置には限らない。
【背景技術】
【０００２】
正相アンプと反転アンプとから構成されるデジタルアンプの出力端にスピーカを接続するいわゆるＢａｌａｎｃｅｄ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒｌｅｓｓ接続（以下、ＢＴＬ接続と略す）のデジタルアンプ装置では、正相アンプおよび反転アンプのＤ級動作によって両アンプから逆位相の波形が出力される。それにより、かかるデジタルアンプ装置では、通常のアンプを備えた装置よりも出力電圧の向上が図られる。
【０００３】
図１は、Ｄ級動作が実行されるデジタルアンプ（以下、Ｄ級アンプと呼ぶ）を備えたデジタルアンプ装置の概略構成を示す模式的なブロック図である。図１に示すように、かかるデジタルアンプ装置は、Ｄ級アンプ部１０１と、当該Ｄ級アンプ部１０１からの出力を処理するアンプ出力処理部１０２とから構成されている。Ｄ級アンプ部１０１は、正相アンプ１０１ａと反転アンプ１０１ｂとを備える。また、アンプ出力処理部１０２は、正相アンプ１０１ａおよび反転アンプ１０１ｂの出力端にそれぞれ接続されるローパスフィルタ（以下、ＬＰＦと略す）１０２ａ，１０２ｂを備える。
【０００４】
かかる構成のデジタルアンプ装置では、正相アンプ１０１ａおよび反転アンプ１０１ｂの出力端が、それぞれＬＰＦ１０２ａ，１０２ｂを介してスピーカ１０３に接続された構成を有し、それにより、正相アンプ１０１ａおよび反転アンプ１０１ｂが、スピーカ１０３に対して一台のＢＴＬ接続のアンプとして機能する。
【０００５】
デジタルアンプ装置では、入力されたデジタルオーディオ信号がＰＷＭ変調（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ：パルス幅変調）により逆位相の一対のＰＷＭ信号に変換される。そして、この逆位相のＰＷＭ信号のうち、＋のＰＷＭ信号が正相アンプ１０１ａに供給され、−のＰＷＭ信号が反転アンプ１０１ｂに供給される。
【０００６】
そして、正相アンプ１０１ａおよび反転アンプ１０１ｂによってＤ級動作が実現され、かかる動作により、＋，−のＰＷＭ信号が所定の直流電圧をスイッチングし、これらの信号が電力増幅される。電力増幅された＋，−のＰＷＭ信号の各々は、ＬＰＦ１０２ａ，１０２ｂを経てアナログ波形のオーディオ信号とされ、当該オーディオ信号がスピーカ１０３に供給される。
【０００７】
ここで、上記のデジタルアンプ装置のＤ級動作では、＋，−のＰＷＭ信号によるスイッチングの際に、ノイズ（以下、スイッチングノイズと呼ぶ）が発生する。このスイッチングノイズは、ＬＰＦ１０２ａ，１０２ｂによる除去が不可であるノイズ成分を含む。
【０００８】
例えば、正相アンプ１０１ａおよび反転アンプ１０１ｂにおけるスイッチング周波数およびその高周波が、ラジオ周波数帯もしくはその近傍である場合、オーディオのラジオ受信における再生信号にノイズが発生することになる。この場合には、ＬＰＦ１０２ａ，１０２ｂのカットオフ周波数を低周波数側へ設定することにも限界があり、よって、スイッチングノイズに含まれるラジオ周波数帯のノイズ成分をＬＰＦ１０２ａ，１０２ｂにより除去することが困難である。したがって、この場合には、ＬＰＦ１０２ａ，１０２ｂでは除去されずに残留するノイズ成分によって、ラジオ周波数帯の放送の受信が妨害され、ラジオ受信に悪影響を与える。
【０００９】
このような残留ノイズ成分を除去する方法として、例えば、ＬＰＦ１０２ａ，１０２ｂとスピーカ１０３との間に、残留するノイズ成分を除去するためのフィルタ構成を配設する方法がある（例えば、特許文献１参照。）。
【００１０】
【特許文献１】特開２００３−４６３４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
残留するノイズ成分の除去については種々検討されているが、十分な除去は実現困難であり、よって、ノイズ成分の有効な除去の実現が望まれる。特に、ＢＴＬ接続のデジタルアンプ装置では、同位相のノイズ成分と逆位相のノイズ成分とが含まれることから、両位相のノイズ成分を有効に除去する方法が要求され、かつ、当該除去を低コストおよび簡素な構成で実現することが望まれる。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、請求項１の発明にかかるデジタルアンプ装置は、入力される逆位相の正負の各信号をスイッチング方式により電力増幅する一対のアンプと、前記一対のアンプの各々から出力される正負の各信号がそれぞれ入力される一対のローパスフィルタとを備え、前記一対のローパスフィルタの各々から出力される正負の各信号がＢＴＬ接続されるスピーカにそれぞれ出力されるデジタルアンプ装置において、前記一対のローパスフィルタからそれぞれ出力される前記正負の各信号に含まれる、前記正の信号を出力するアンプから発生するスイッチングノイズのうち前記ローパスフィルタによって除去されない第一の残留成分と、前記負の信号を出力するアンプから発生するスイッチングノイズのうち前記ローパスフィルタによって除去されない第二の残留成分と、をそれぞれ抽出するノイズ成分抽出手段と、前記ノイズ成分抽出手段により抽出した前記第一の残留成分と、一方の前記ローパスフィルタから出力される前記負の信号に含まれる前記第二の残留成分とを合成するとともに、前記ノイズ成分抽出手段により抽出した前記第二の残留成分と、他方の前記ローパスフィルタから出力される前記正の信号に含まれる前記第一の残留成分とを合成するノイズ成分合成手段と、前記ノイズ成分合成手段によるノイズ成分合成を経て出力された正負の各信号がそれぞれ入力される同位相成分除去手段と、を備えたことを特徴とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、ＬＰＦの後段において残留するノイズ成分を有効に除去することが可能なデジタルアンプ装置を提供することを目的の一つとする。以下に、添付図面を参照して、本発明にかかるデジタルアンプ装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００１４】
（実施の形態１）
図２は、本発明の実施の形態１にかかるデジタルアンプ装置の構成を示す模式的なブロック図である。また、図３は、図２のデジタルアンプ装置の動作の概略を示すフローチャートである。図２に示すように、本実施の形態のデジタルアンプ装置は、Ｄ級アンプ部２０１と、当該Ｄ級アンプ部２０１からの出力を処理するアンプ出力処理部２０２とから構成される。そして、このデジタルアンプ装置は、音声出力手段であるスピーカ２０９に接続されている。
【００１５】
Ｄ級アンプ部２０１は、正相アンプ２０３ａおよび反転アンプ２０３ｂとを備える。また、アンプ出力処理部２０２は、正相アンプ２０３ａおよび反転アンプ２０３ｂの出力端にそれぞれ接続されるＬＰＦ２０４ａ，２０４ｂと、このＬＰＦ２０４ａ，２０４ｂの出力端にそれぞれ接続される＋，−ノイズ成分抽出手段２０５ａ，２０５ｂと、ノイズ成分合成手段２０８ａ，２０８ｂとを備える。
【００１６】
ここでは、正相アンプ２０３ａ、ＬＰＦ２０４ａ、ノイズ成分合成手段２０８ａによって＋ＰＷＭ信号の出力経路２１０ａが形成されており、また、反転アンプ２０３ｂ、ＬＰＦ２０４ｂ、ノイズ成分合成手段２０８ｂによって−ＰＷＭ信号の出力経路２１０ｂが形成されている。各＋，−ＰＷＭ信号の出力経路２１０ａ，２１０ｂでは、上記各構成要素２０３ａ〜２０５ａ，２０８ａ，２０３ｂ〜２０５ｂ，２０８ｂが、配線を通じて上記の順で接続されている。
【００１７】
さらに、この場合、＋ノイズ成分抽出手段２０５ａは、抽出した後述の＋ノイズ成分２０６ａをノイズ成分合成手段２０８ｂに出力可能に構成されており、また、−ノイズ成分抽出手段２０５ｂは、抽出した後述の−ノイズ成分２０６ｂをノイズ成分合成手段２０８ａに出力可能に構成されている。そして、各ノイズ成分合成手段２０８ａ，２０８ｂの出力端が、スピーカ２０９の両端にそれぞれ接続され、それにより、正相アンプ２０３ａおよび反転アンプ２０３ｂがスピーカ２０９に対して一台のＢＴＬ接続のアンプとして機能する構成が実現される。
【００１８】
図３に示すように、図２のデジタルアンプ装置では、まず、入力されたデジタルオーディオ信号が、ＰＷＭ変調により、逆位相の一対の＋，−ＰＷＭ信号に変換される（ステップＳ１０１）。そして、＋ＰＷＭ信号が図２の正相アンプ２０３ａに入力されるとともに（ステップＳ１０２ａ）、−ＰＷＭ信号が図２の反転アンプ２０３ｂに入力される（ステップＳ１０２ｂ）。このように＋，−ＰＷＭ信号がそれぞれ入力された図２の正相アンプ２０３ａおよび反転アンプ２０３ｂでは、いわゆるＤ級動作が実現される。それにより、＋，−ＰＷＭ信号が、所定の直流電圧をスイッチングして電力増幅する。
【００１９】
このようにして電力増幅された＋，−ＰＷＭ信号のうち、＋ＰＷＭ信号が図２のＬＰＦ２０４ａに供給され、−ＰＷＭ信号が図２のＬＰＦ２０４ｂに供給される。そして、＋，−ＰＷＭ信号の各々は、図２のＬＰＦ２０４ａ，２０４ｂによりアナログ波形のオーディオ信号とされ、また、ＬＰＦ２０４ａ，２０４ｂのカットオフ周波数に対応する周波数成分が除去される（ステップＳ１０３ａ，Ｓ１０３ｂ）。
【００２０】
ここで、従来技術において前述したように、図２の正相アンプ２０３ａおよび反転アンプ２０３ｂでは、Ｄ級動作の際の＋，−ＰＷＭ信号によるスイッチングにおいて、スイッチングノイズが発生する。このスイッチングノイズは、＋ノイズ成分および−ノイズ成分を含み、これらの成分が広い周波数帯にわたって分布する。
【００２１】
スイッチングノイズの＋，−ノイズ成分のうち、図２のＬＰＦ２０４ａ，２０４ｂのカットオフ周波数に対応する周波数の成分は、ＬＰＦ２０４ａ，２０４ｂ（図２参照）により多くは除去される。一方、ＬＰＦ２０４ａ，２０４ｂ（図２参照）により除去されない残留成分、例えば、スイッチングノイズのうちラジオ周波数帯の＋，−ノイズ成分は、＋，−ＰＷＭ信号の各々に重畳されたままＬＰＦ２０４ａ，２０４ｂ（図２参照）を通過してから出力される。
【００２２】
そこで、本実施の形態では、残留する＋，−ノイズ成分を、＋，−ノイズ成分抽出手段２０５ａ，２０５ｂおよびノイズ成分合成手段２０８ａ，２０８ｂを用いて除去する。まず、＋，−ノイズ成分が各々重畳された＋，−ＰＷＭ信号は、＋，−ノイズ成分抽出手段２０５ａ，２０５ｂにそれぞれ出力される。そして、＋ノイズ成分抽出手段２０５ａにより、＋ＰＷＭ信号から＋ノイズ成分２０６ａ（図２参照）を抽出するとともに（ステップＳ１０４ａ）、−ノイズ成分抽出手段２０５ｂにより、−ＰＷＭ信号から−ノイズ成分２０６ｂ（図２参照）を抽出する（ステップＳ１０４ｂ）。
【００２３】
続いて、上記のようにして抽出した＋，−ノイズ成分２０６ａ，２０６ｂ（図２参照）の各々を、ノイズ成分合成手段２０８ｂおよびノイズ成分合成手段２０８ａに供給する。
【００２４】
この時、ノイズ成分合成手段２０８ａには、上記の−ノイズ成分２０６ｂ（図２参照）の他に、＋ノイズ成分抽出手段２０５ａを経た＋ＰＷＭ信号２０７ａ（図２参照）が供給される。一方、ノイズ成分合成手段２０８ｂには、上記の＋ノイズ成分２０６ａ（図２参照）の他に、−ノイズ成分抽出手段２０５ｂを経た−ＰＷＭ信号２０７ｂ（図２参照）が供給される。ここで、このようにノイズ成分合成手段２０８ａ，２０８ｂにそれぞれ供給される＋，−ＰＷＭ信号２０７ａ，２０７ｂは、＋，−ノイズ成分抽出手段２０５ａ，２０５ｂでは抽出されなかった＋，−ノイズ成分が含まれる。
【００２５】
ノイズ成分合成手段２０８ａは、供給された＋ＰＷＭ信号２０７ａ（図２参照）に−ノイズ成分２０６ｂを合成（すなわち重畳）する。かかる合成により、＋ＰＷＭ信号２０７ａ（図２参照）に含まれる＋ノイズ成分のうち、重畳された−ノイズ成分２０６ｂ（図２参照）と出力波形が同一で逆位相の成分が、当該−ノイズ成分２０６ｂ（図２参照）により相殺される。それゆえ、＋ＰＷＭ信号２０７ａ（図２参照）では、相殺により、＋ノイズ成分の除去が図られる（ステップＳ１０５ａ）。
【００２６】
上記と同様に、ノイズ成分合成手段２０８ｂは、供給された−ＰＷＭ信号２０７ｂ（図２参照）に＋ノイズ成分２０６ａ（図２参照）を合成し、−ＰＷＭ信号２０７ｂ（図２参照）に含まれる−ノイズ成分のうち、重畳された＋ノイズ成分２０６ａ（図２参照）と出力波形が同一で逆位相の成分を、当該＋ノイズ成分２０６ａ（図２参照）により相殺する。それにより、−ＰＷＭ信号２０７ｂ（図２参照）では、相殺により、−ノイズ成分の除去が図られる（ステップＳ１０５ｂ）。
【００２７】
このような＋，−ノイズ成分抽出手段２０５ａ，２０５ｂによる＋，−ノイズ成分２０６ａ，２０６ｂ（図２参照）の抽出と、ノイズ成分合成手段２０８ａ，２０８ｂによる上記合成とにより＋，−ノイズ成分の低減化が図られた＋，−ＰＷＭ信号２０７ａ，２０７ｂの各々は、各出力経路２１０ａ，２１０ｂを通じて、それぞれスピーカ２０９に出力される（ステップＳ１０６）。
【００２８】
以上のように、本実施の形態のデジタルアンプ装置によれば、正相アンプ２０３ａおよび反転アンプ２０３ｂのＤ級動作におけるスイッチングにより発生するスイッチングノイズの＋，−ノイズ成分を、＋，−ノイズ成分抽出手段２０５ａ，２０５ｂおよびノイズ成分合成手段２０８ａ，２０８ｂを用いて除去し、＋，−ノイズ成分の低減化が図られた＋，−ＰＷＭ信号２０７ａ，２０７ｂをスピーカ２０９に出力することが可能となる。
【実施例１】
【００２９】
図４は、本発明の実施例１におけるデジタルアンプ装置の構成を示す模式的なブロック図である。なお、図４において、図２と同一の構成要素については同一符号を付し、かかる構成要素についての説明は省略する。
【００３０】
図４に示すように、本実施例のデジタルアンプ装置は、Ｄ級アンプ部２０１が正相アンプ２０３ａおよび反転アンプ２０３ｂを備え、アンプ出力処理部２０２では、正相アンプ２０３ａの出力端に順次接続されたインダクタ４０１ａおよびコンデンサ４０２ａによりＬＰＦ２０４ａが構成され、また、反転アンプ２０３ｂの出力端に順次接続されたインダクタ４０１ｂおよびコンデンサ４０２ｂによりＬＰＦ２０４ｂが構成される。
【００３１】
また、ＬＰＦ２０４ａの後段には、図２の＋ノイズ成分抽出手段２０５ａに相当するコンデンサ４０３ａおよびインダクタ４０４ａが順次配設されており、一方、ＬＰＦ２０４ｂの後段には、図２の−ノイズ成分抽出手段２０５ｂに相当するコンデンサ４０３ｂおよびインダクタ４０４ｂが順次配設されている。
【００３２】
図２の＋ノイズ成分抽出手段２０５ａのノイズ成分出力端に相当するインダクタ４０４ａの一端は、相対する信号出力経路である−ＰＷＭ信号の出力経路２１０ｂに接続されている。ここでは、インダクタ４０４ａのノイズ成分出力端が−ＰＷＭ信号の出力経路２１０ｂに接続される構成が、図２のノイズ成分合成手段２０８ｂに相当する。−ＰＷＭ信号の出力経路２１０ｂでは、このインダクタ４０４ａ出力端との接続部と、前述の−ノイズ成分抽出手段２０５ｂに相当するコンデンサ４０３ｂおよびインダクタ４０４ｂとの間に、インダクタ４０５ｂがさらに配設されている。
【００３３】
一方、図２の−ノイズ成分抽出手段２０５ｂのノイズ成分出力端に相当するインダクタ４０４ｂの一端は、相対する信号経路である＋ＰＷＭ信号の出力経路２１０ａに接続されている。ここでは、インダクタ４０４ｂのノイズ成分出力端が＋ＰＷＭ信号の出力経路２１０ａに接続される構成が、図２のノイズ成分合成手段２０８ａに相当する。＋ＰＷＭ信号の出力経路２１０ａでは、このインダクタ４０４ｂの出力端との接続部と、前述の＋ノイズ成分抽出手段２０５ａに相当するコンデンサ４０３ａおよびインダクタ４０４ａとの間に、インダクタ４０５ａがさらに配設されている。
【００３４】
デジタルアンプ装置では、配線を介した接続によって上記の各構成要素４０１ａ〜４０５ａ，４０１ｂ〜４０５ｂの接続が実現され、それにより、＋，−ＰＷＭ信号の各出力経路２１０ａ，２１０ｂが形成されている。また、ここでは、インダクタ４０１ａ，４０４ａ，４０５ａ，４０１ｂ，４０４ｂ，４０５ｂとして、コイルを利用している。各インダクタ４０１ａ，４０４ａ，４０５ａ，４０１ｂ，４０４ｂ，４０５ｂと各コンデンサ４０２ａ，４０３ａ，４０２ｂ，４０３ｂとを一対直列に配設することにより、フィルタ構成が実現される。
【００３５】
＋ＰＷＭ信号の出力経路２１０ａは、インダクタ４０４ｂの出力端との接続部より後段において、スピーカ２０９に接続されている。また、−ＰＷＭ信号の出力経路２１０ｂは、インダクタ４０４ａの出力端との接続部より後段において、スピーカ２０９に接続されている。それにより、本実施例のデジタルアンプ装置において、ＢＴＬ接続が実現される。
【００３６】
次に、上記構成を有する本実施例のデジタルアンプ装置における動作を、図５を参照して説明する。図５は、図４に示すデジタルアンプ装置の矢印Ａ〜Ｉの各部における信号およびノイズ波形を示す模式図である。具体的には、図５（ａ）は、図４の矢印Ａの部分における信号波形を示しており、図５（ｂ）は、図４の矢印Ｂの部分における信号波形を示しており、図５（ｃ）は、図４の矢印Ｃの部分における信号波形を示しており、図５（ｄ）は、図４の矢印Ｄの部分における信号波形を示しており、図５（ｅ）は、図４の矢印Ｅの部分におけるノイズ波形を示しており、図５（ｆ）は、図４の矢印Ｆの部分におけるノイズ波形を示しており、図５（ｇ）は、図４の矢印Ｇの部分における信号波形を示しており、図５（ｈ）は、図４の矢印Ｈの部分における信号波形を示しており、図５（ｉ）は、図４の矢印Ｉの部分における信号波形を示している。
【００３７】
まず、図５（ａ），（ｂ）に示すように、図４の矢印Ａ，Ｂの部分では、図４の正相アンプ２０３ａおよび反転アンプ２０３ｂのＤ級動作により電力増幅されたデジタルの＋，−ＰＷＭ信号がそれぞれ得られる。そして、図５（ｃ），（ｄ）に示すように、図４の矢印Ｃ，Ｄの部分では、図５（ａ），（ｂ）に示すデジタルの＋，−ＰＷＭ信号が図４のＬＰＦ２０４ａ，２０４ｂによりアナログに変換された＋，−ＰＷＭ信号Ｗ１，Ｗ３が得られる。
【００３８】
このようにして得られたＬＰＦ２０４ａ，２０４ｂ通過後の＋，−ＰＷＭ信号Ｗ１，Ｗ３では、図４の正相アンプ２０３ａおよび反転アンプ２０３ｂにおけるスイッチングにより発生した＋，−ノイズ成分の一部は各ＬＰＦ２０４ａ，２０４ｂにより完全には除去されないため、＋，−ノイズ成分Ｗ２，Ｗ４が残留している。
【００３９】
本実施例では、図５（ｅ），（ｆ）に示すように、この残留する図５（ｃ），（ｄ）の＋，−ノイズ成分Ｗ２，Ｗ４を、図４の各コンデンサ４０３ａ，４０３ｂおよび各インダクタ４０４ａ，４０４ｂで構成される＋，−ノイズ成分抽出手段２０５ａ，２０５ｂ（図２参照）により抽出する。そして、抽出した図５（ｅ）の＋ノイズ成分Ｗ２を、図４の−ＰＷＭ信号の出力経路２１０ｂに出力するとともに、抽出した図５（ｆ）の−ノイズ成分Ｗ４を、図４の＋ＰＷＭ信号の出力経路２１０ａに出力する。
【００４０】
本実施例のデジタルアンプ装置では、図５（ｃ）のように＋ノイズ成分Ｗ２が重畳された＋ＰＷＭ信号Ｗ１に、相対する信号経路において抽出した図５（ｆ）の−ノイズ成分Ｗ４を混合する。それにより、図５（ｃ）の＋ＰＷＭ信号Ｗ１に重畳された＋ノイズ成分Ｗ２と、当該混合された図５（ｆ）の−ノイズ成分Ｗ４とが合成される。
【００４１】
そして、かかる合成により、図５（ｃ）の＋ＰＷＭ信号Ｗ１に重畳された＋ノイズ成分Ｗ２のうち、混合された図５（ｆ）の−ノイズ成分Ｗ４と出力波形が同一または近似であって逆位相である成分が、当該−ノイズ成分Ｗ４によって相殺されて除去される。それにより、図５（ｇ）に示すように、＋ＰＷＭ信号の出力経路２１０ａからスピーカ２０９に出力される＋ＰＷＭ信号Ｗ１では、＋ノイズ成分の低減化が図られる。
【００４２】
本実施例のデジタルアンプ装置では、図５（ｄ）のように−ノイズ成分Ｗ４が重畳された−ＰＷＭ信号Ｗ３に、相対する信号経路において抽出した図５（ｅ）の＋ノイズ成分Ｗ２を混合する。それにより、図５（ｄ）の−ＰＷＭ信号Ｗ３に重畳された−ノイズ成分Ｗ４と、当該混合された図５（ｅ）の＋ノイズ成分Ｗ２とが合成される。
【００４３】
そして、かかる合成により、図５（ｄ）の−ＰＷＭ信号Ｗ３に重畳された−ノイズ成分Ｗ４のうち、混合された図５（ｅ）の＋ノイズ成分Ｗ２と出力波形が同一または近似であって逆位相である成分が、当該＋ノイズ成分Ｗ２によって相殺されて除去される。それにより、図５（ｈ）に示すように、−ＰＷＭ信号の出力経路２１０ｂからスピーカ２０９に出力される−ＰＷＭ信号Ｗ３では、−ノイズ成分の低減化が図られる。
【００４４】
以上のように、＋，−ノイズ成分Ｗ２，Ｗ４の低減化が図られた逆位相の＋，−ＰＷＭ信号Ｗ１，Ｗ３（図５（ｇ），（ｈ）参照）がそれぞれ出力されるスピーカ２０９では、図５（ｉ）に示すように、出力電圧の向上が図られる。したがって、本実施例のデジタルアンプ装置では、出力が大きくかつスイッチングノイズの低減化が図られたパワーアンプ装置を実現することが可能となる。
【００４５】
また、ここでは、＋，−ＰＷＭ信号の出力経路２１０ａ，２１０ｂの各々において抽出した＋，−ノイズ成分Ｗ２，Ｗ４を、相対する信号出力経路、すなわち−，＋ＰＷＭ信号の出力経路２１０ｂ，２１０ａにそれぞれ出力するという、容易で従来のＢＴＬ接続のデジタルアンプ装置の構成を大きく変更しない構成によって、スピーカ２０９へ出力する＋，−ＰＷＭ信号Ｗ１，Ｗ３に含まれる＋，−ノイズ成分Ｗ２，Ｗ４の低減化が図られる。したがって、上記のようなパワーアンプ装置を、低コストおよび簡易な構成により実現することが可能となる。
【００４６】
また、＋，−ノイズ成分Ｗ２，Ｗ４を互いに相殺することにより除去するので、逆位相のノイズ成分毎に除去手段を配設する必要がなく、また、スイッチングノイズの周波数帯がいずれの周波数帯であっても、当該周波数帯のノイズ成分を除去することが可能である。
【００４７】
（実施の形態２）
図６は、本発明の実施の形態２にかかるデジタルアンプ装置の構成を示す模式的なブロック図である。また、図７は、図６のデジタルアンプ装置の動作の概略を示すフローチャートである。なお、図６において、図２と同一の構成要素については同一符号を付し、かかる構成要素についての説明は省略する。
【００４８】
図６に示すように、本実施の形態のデジタルアンプ装置は、図２に示す実施の形態１のデジタルアンプ装置と同様の構成を有するが、ノイズ成分合成手段２０８ａ，２０８ｂの後段に、同位相成分除去手段６００がさらに配設された点が、実施の形態１とは異なる。このように同位相成分除去手段６００が配設されたデジタルアンプ装置は、図３に示す実施の形態１の動作と同様の動作を行うが、以下の点が実施の形態１とは異なっている。
【００４９】
すなわち、図７に示すように、本実施の形態のデジタルアンプ装置では、図６の各構成要素２０３ａ〜２０８ａ，２０３ｂ〜２０８ｂにより、図３に示す実施の形態１の場合のステップＳ１０１，Ｓ１０２ａ〜Ｓ１０５ａ，Ｓ１０２ｂ〜Ｓ１０５ｂの動作と同様の動作がステップＳ２０１，Ｓ２０２ａ〜Ｓ２０５ａ，Ｓ２０２ｂ〜Ｓ２０５ｂにおいて行われる。
【００５０】
そして、本実施の形態では、図６の同位相成分除去手段６００により、ノイズ成分合成手段２０８ａ，２０８ｂにおける前述のノイズ成分合成では除去されない残留した＋，−ノイズ成分、すなわち、出力波形が異なる＋，−ノイズ成分や、打ち消しあう位相関係にない＋，−ノイズ成分の除去をさらに行う（ステップＳ２０６）。それにより、＋，−ノイズ成分の低減化がさらに図られた＋，−ＰＷＭ信号をスピーカ２０９に出力することが可能となる（ステップＳ２０７）。
【００５１】
以下に、本実施の形態の特徴的構成であるステップＳ２０６の詳細を説明する。まず、ステップＳ２０５ａ，Ｓ２０５ｂでは、実施の形態１のステップＳ１０５ａ，１０５ｂで前述した＋，−ノイズ成分の合成により、出力波形が同一または近似であって逆位相のノイズ成分同士は相殺されて除去されるが、出力波形が異なる＋，−ノイズ成分や、出力波形が打ち消しあう位相関係にない＋，−ノイズ成分は、相殺されないので除去できない。
【００５２】
ここで、このようにステップＳ２０５ａ，２０５ｂでは除去されない＋，−ノイズ成分は、ノイズ成分合成手段２０８ａ，２０８ｂによるノイズ成分合成によって、同位相で同一波形または近似波形となっている。そこで、本実施の形態では、ステップＳ２０６において、図６の同位相成分除去手段６００により、＋，−ＰＷＭ信号中に含まれる同位相の＋，−ノイズ成分を除去する。それにより、ノイズ成分合成手段２０８ａ，２０８ｂによるノイズ成分の合成では除去できない＋，−ノイズ成分の除去が可能となり、＋，−ＰＷＭ信号における＋，−ノイズ成分の低減化がさらに図られる。
【００５３】
以上のように、本実施の形態のデジタルアンプ装置では、実施の形態１と同様にしてノイズ成分合成手段２０８ａ，２０８ｂにより＋，−ノイズ成分の除去を行い、さらに、かかるノイズ成分合成手段２０８ａ，２０８ｂでは除去できない同位相の＋，−ノイズ成分を、同位相成分除去手段６００によって除去することが可能となり、さらにノイズ成分の低減化を図ることが可能となる。
【実施例２】
【００５４】
図８は、本発明の実施例２におけるデジタルアンプ装置の構成を示す模式的なブロック図である。なお、図８では、図４と同一の構成要素については同一符号を付し、かかる構成要素については説明を省略する。
【００５５】
図８に示すように、本実施例のデジタルアンプ装置は、図４に示す実施例１のデジタルアンプ装置と同様の構成を有するが、＋，−ＰＷＭ信号の出力経路２１０ａ，２１０ｂにおいて、図６のノイズ成分合成手段２０８ａ，２０８ｂを構成するインダクタ４０４ｂ，４０４ａ出力端と＋，−ＰＷＭ信号の出力経路２１０ａ，２１０ｂとの各接続部の後段に、図６の同位相成分除去手段６００に相当する同位相成分除去回路８００がさらに配設された点が、実施例１とは異なる。
【００５６】
ここでは、同位相成分除去回路８００が、コモンモードチョークコイルにより構成される。このような同位相成分除去回路８００を備えた本実施例のデジタルアンプ装置では、実施例１の場合と同様の動作が行われるが、同位相成分除去回路８００によりさらに＋，−ノイズ成分の除去を行う点が、実施例１とは異なる。
【００５７】
以下に、図９を参照して、本実施例のデジタルアンプ装置の動作を説明する。図９は、図８のデジタルアンプ装置の矢印Ａ〜Ｋの各部における信号およびノイズ波形を示す模式図である。具体的には、図９（ａ）は、図８の矢印Ａの部分における信号波形を示しており、図９（ｂ）は、図８の矢印Ｂの部分における信号波形を示しており、図９（ｃ）は、図８の矢印Ｃの部分における信号波形を示しており、図９（ｄ）は、図８の矢印Ｄの部分における信号波形を示しており、図９（ｅ）は、図８の矢印Ｅの部分におけるノイズ波形を示しており、図９（ｆ）は、図８の矢印Ｆの部分におけるノイズ波形を示しており、図９（ｇ）は、図８の矢印Ｇの部分におけるノイズ波形を示しており、図９（ｈ）は、図８の矢印Ｈの部分におけるノイズ波形を示しており、図９（ｉ）は、図８の矢印Ｉの部分における信号波形を示しており、図９（ｊ）は、図８の矢印Ｊの部分における信号波形を示しており、図９（ｋ）は、図８の矢印Ｋの部分における信号波形を示している。
【００５８】
図８のデジタルアンプ装置では、実施例１の場合と同様にして、正相アンプ２０３ａおよび反転アンプ２０３ｂにおけるＤ級動作、ＬＰＦ２０４ａ，２０４ｂによる処理、コンデンサ４０３ａおよびインダクタ４０４ａによる＋ノイズ成分の抽出、コンデンサ４０３ｂおよびインダクタ４０４ｂによる−ノイズ成分の抽出が行われる。そして、抽出した＋ノイズ成分が−ＰＷＭ信号の出力経路２１０ｂに出力され、−ＰＷＭ信号中に含まれる−ノイズ成分と合成されるとともに、抽出した−ノイズ成分が＋ＰＷＭ信号の出力経路２１０ａに出力され、＋ＰＷＭ信号中に含まれる＋ノイズ成分と合成される。したがって、かかるデジタルアンプ装置の図８の矢印Ａ〜Ｆの各部で得られる信号波形は、図９（ａ）〜（ｆ）に示すように、図５（ａ）〜（ｆ）に示す実施例１の信号およびノイズ波形と同様となる。
【００５９】
ところで、上記のノイズ成分合成では、−ノイズ成分が混合された＋ＰＷＭ信号において、＋ＰＷＭ信号中に含まれる＋ノイズ成分のうち、混合された−ノイズ成分と出力波形が同一または近似であって逆位相の成分同士は当該−ノイズ成分によって相殺されて除去されるが、出力波形が異なる成分や、打ち消しあう位相関係にない成分は、当該−ノイズ成分では相殺されないので除去されない。それゆえ、＋ＰＷＭ信号には、＋ノイズ成分が残留する。また、−ＰＷＭ信号においても、同様の理由により、−ノイズ成分が残留する。
【００６０】
図９（ｇ），（ｈ）に示すように、＋，−ＰＷＭ信号Ｗ１，Ｗ３（図９（ｃ），（ｄ）参照）中に残留する＋，−ノイズ成分Ｗ２，Ｗ４は、図９（ｆ），（ｅ）の−，＋ノイズ成分Ｗ４およびＷ２の各々と一旦合成されているため、同位相で同一波形または近似波形となっている。したがって、このような同位相で同一波形または近似波形である残留の＋，−ノイズ成分Ｗ２，Ｗ４は、図８の同位相成分除去回路８００により除去することが可能となる。そして、このように同相の＋，−ノイズ成分Ｗ２，Ｗ４がさらに除去された図９（ｉ），（ｊ）に示す＋，−ＰＷＭ信号Ｗ１，Ｗ３は、スピーカ２０９（図８参照）に出力され、図９（ｋ）に示すように出力増幅される。
【００６１】
以上のように、本実施例のデジタルアンプ装置では、実施例１の場合と同様にしてノイズ成分合成により＋，−ノイズ成分を相殺して除去し、さらに、かかるノイズ成分合成では相殺できない同位相同一波形または近似波形の＋，−ノイズ成分を、同位相成分除去回路８００により除去することが可能となる。それゆえ、実施例１で前述した効果と同様の効果が得られるとともに、さらにノイズ成分の低減化を図ることが可能となる。
【実施例３】
【００６２】
図１０は、本発明の実施例３におけるデジタルアンプ装置の構成を示す模式的なブロック図である。なお、図１０において、図８と同一の構成要素については同一符号を付し、かかる構成要素については説明を省略する。
【００６３】
図１０に示すように、本実施例のデジタルアンプ装置は、図８に示す実施例２のデジタルアンプ装置と同様の構成を有するが、＋，−ＰＷＭ信号の出力経路２１０ａ，２１０ｂの各々において、同位相成分除去回路８００とスピーカ２０９との間にコンデンサ１００１ａ，１００１ｂがそれぞれ配設された点が、実施例２とは異なる。
【００６４】
かかる構成の本実施例のデジタルアンプ装置では、実施例２で前述した効果と同様の効果が得られる。特に、このデジタルアンプ装置では、同位相成分除去回路８００の後段に配設したコンデンサ１００１ａ，１００１ｂにより、同位相成分除去回路８００を通過した＋，−ＰＷＭ信号中に含まれる高周波のノイズ成分をさらに除去することが可能となるため、ノイズ成分のさらなる低減化が図られる。
【００６５】
上記の実施例１〜実施例３で例示したデジタルアンプ装置の構成は、本発明にかかるデジタルアンプ装置の構成の例示であり、これに限定されるものではない。また、本発明にかかるデジタルアンプ装置は、種々のオーディオ装置に適用可能なアンプ装置として有用であるが、特に、図１１に示すように、スピーカライン１１１１とアンテナ１１１２とが近接配置されたノイズの影響を受けやすい構成の車載用オーディオ装置１１１０等に適用した場合に、より有効な効果が奏される。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】従来のデジタルアンプ装置の構成を示す模式的なブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態１にかかるデジタルアンプ装置の構成を示す模式的なブロック図である。
【図３】図２のデジタルアンプ装置の動作の概略を示すフローチャートである。
【図４】本発明の実施例１におけるデジタルアンプ装置の構成を示す模式的なブロック図である。
【図５】図４のデジタルアンプ装置の各部における信号およびノイズ波形を示す模式図である。
【図６】本発明の実施の形態２にかかるデジタルアンプ装置の構成を示す模式的なブロック図である。
【図７】図６のデジタルアンプ装置の動作の概略を示すフローチャートである。
【図８】本発明の実施例２におけるデジタルアンプ装置の構成を示す模式的なブロック図である。
【図９】図８のデジタルアンプ装置の各部における信号およびノイズ波形を示す模式図である。
【図１０】本発明の実施例３におけるデジタルアンプ装置の構成を示す模式的なブロック図である。
【図１１】本発明にかかるデジタルアンプ装置を車載用オーディオ装置１１１０に適用した場合の図である。
【符号の説明】
【００６７】
２０１  Ｄ級アンプ部
２０２  アンプ出力処理部
２０３ａ  正相アンプ
２０３ｂ  反転アンプ
２０４ａ，２０４ｂ  ＬＰＦ
２０５ａ  ＋ノイズ成分抽出手段
２０５ｂ  −ノイズ成分抽出手段
２０８ａ，２０８ｂ  ノイズ成分合成手段
２０９  スピーカ
６００  同位相成分除去手段
８００  同位相成分除去回路
【国際調査報告】
2006049154.tif 000013
2006049154.tif 000014