[发明专利]音频信号放大电路和使用了它的电子设备

说明书

技术领域

本发明涉及音频信号的放大技术，特别涉及驱动扬声器或者耳机的音频信号放大电路。

背景技术

随着近年来LSI技术的发展，在以CD播放器、MD播放器等为代表的数字音频中，对于数字信号处理及其放大采用1位DAC(Digital AnalogConverter：数模转换器)。在该1位DAC中，使用ΔΣ调制器对声音信号进行噪声整形(noise shaping)，作为被脉冲宽度调制PWM(Pulse WidthModulation)了的1位PWM信号进行输出。

该1位PWM信号为驱动作为负载的扬声器而被放大到预定的电平，对此采用具有高效率的D级放大器。被放大了的1位PWM信号通过后置低通滤波器变成模拟再现信号，从扬声器作为声音被再现出来。例如在专利文献1中，公开了一种使用了D级放大器的放大数字音频信号的驱动电路(以下，在本说明书中称为信号放大电路)。

在这样的信号放大电路中，如专利文献1的图3所记载的那样，在滤波器和扬声器的驱动路径上设有防止直流用的电容(以下称为DC隔离电容)。通过该DC隔离电容，模拟的音频信号的直流分量被除去，扬声器被施加以接地电位为中心值的交流分量的电压。

在这样的使用了D级放大器的信号放大电路中，在所谓的无音状态下，需要将输入到D级放大器的被脉冲宽度调制了的1位PWM信号的占空比固定为恒定值。这是因为占空比被固定后，后置低通滤波器的输出电压成为直流电压，因而通过DC隔离电容将直流分量除去，施加给扬声器的电压被固定在接地电位。通常，对于在无音状态下所应固定的占空比，为使施加给扬声器的电压正负相等而将其设为50％。

专利文献1：特开2001-223537号公报

发明内容

〔发明所要解决的课题〕

在这样的使用了D级放大器的信号放大电路中，在通过固定占空比来实现无音状态时，存在因从D级放大器产生的开关噪声等而使S/N比无法提高的问题。为解决该问题，考虑了在扬声器的输入端子和接地电位间设置静噪(mute)晶体管，在无音状态下使该静噪晶体管导通的方法。

然而，在该方法中，需要另行设置静噪晶体管，所以存在电路规模变大的问题。

本发明是鉴于这样的情况而设计的，其目的之一在于提供一种不需要静噪晶体管地降低无音状态的噪声的音频信号放大器。

〔用于解决课题的手段〕

本发明的一个方案涉及一种音频信号放大电路。该音频信号放大电路包括：放大音频信号的主放大器；与主放大器并联设置，且驱动能力被设定得比主放大器低的副放大器；控制主放大器的开启和关断的控制部。控制部在音频信号被判断为是无音状态时，关断主放大器。

所谓“音频信号是无音状态”，是指所再现的音频信号中不包含关于声音的有意义的信号的状态等，例如包括音轨与音轨的间隔、设定在音轨的开头和结尾的空白等。基于该方案，在无音状态下关断主放大器，仅由驱动能力低的副放大器驱动作为负载的扬声器，从而能够降低从扬声器输出的噪声。

副放大器可以包括与其输出端子串联连接的输出电阻。

通过与输出端子串联地设置输出电阻，从副放大器输出的信号被分压地施加给扬声器，所以能够适当地降低副放大器的负载驱动能力。

输出电阻的电阻值可以是被作为负载连接的扬声器的阻抗的2倍至25倍范围。通过根据扬声器的阻抗来调节输出电阻的电阻值，能够调节驱动能力，能够降低无音状态下的噪声。

构成副放大器的晶体管的尺寸可以是构成主放大器的晶体管的尺寸的1/1.5倍至1/10倍范围。通过减小构成副放大器的晶体管的尺寸，电流供给能力下降，所以能够降低负载驱动能力，能够基于晶体管尺寸的调节来调节噪声电平。

音频信号可以是从ΔΣ调制器输出的被脉冲宽度调制了的信号，主放大器和副放大器可以是D级放大器。在主放大器、副放大器是D级放大器时，在无音状态下也以固定占空比进行开关动作，所以虽然产生开关噪声，但通过在无音状态下关断主放大器，开关噪声降低，能够降低从扬声器输出的噪声。

这里的所谓“脉冲宽度调制”，除使频率固定、使接通和断开的占空比变化的脉冲宽度调制外，还包括使脉冲的发生次数变化的脉冲密度调制等，所谓“被脉冲宽度调制了的信号”，是指时间平均值与模拟信号的振幅相对应的信号。

音频信号放大电路可以还包括用于生成被脉冲宽度调制了的信号的ΔΣ调制器。