特許 6629562 オーディオ回路、それを用いた電子機器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6629562

(24)【登録日】2019年12月13日

(45)【発行日】2020年1月15日

(54)【発明の名称】オーディオ回路、それを用いた電子機器

(51)【国際特許分類】

   H03F 1/00 20060101AFI20200106BHJP

   H03F 3/34 20060101ALI20200106BHJP

   H03F 3/181 20060101ALI20200106BHJP

   H03G 5/00 20060101ALI20200106BHJP

【ＦＩ】

   H03F1/00 210

   H03F3/34 220

   H03F3/181 210

   H03G5/00

【請求項の数】13

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2015-203166(P2015-203166)

(22)【出願日】2015年10月14日

(65)【公開番号】特開2017-76878(P2017-76878A)

(43)【公開日】2017年4月20日

【審査請求日】2018年9月20日

(73)【特許権者】

【識別番号】000116024

【氏名又は名称】ローム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100105924

【弁理士】

【氏名又は名称】森下 賢樹

(74)【代理人】

【識別番号】100133215

【弁理士】

【氏名又は名称】真家 大樹

(72)【発明者】

【氏名】江籠 弘嗣

【審査官】 渡井 高広

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−１６０２６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−１４８９３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０１−２５５３０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１３６１２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−２１７７６２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０３Ｆ １／００

Ｈ０３Ｆ ３／１８１

Ｈ０３Ｆ ３／３４

Ｈ０３Ｇ ５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

オペアンプ、前記オペアンプの出力段のレプリカ、および通常モードにおいて前記オペアンプの出力信号を前記オペアンプの入力側にフィードバックし、キャリブレーションモードにおいて前記レプリカの出力信号を前記オペアンプの入力側にフィードバックするフィードバック回路を含むオーディオアンプと、
前記キャリブレーションモードにおいて、前記オーディオアンプのオフセット電圧をキャンセルするキャリブレーション回路と、
を備え、
前記キャリブレーション回路は、
制御信号にしたがって前記オーディオアンプのオフセットを変化させる調節回路と、
キャリブレーションモードにおいて前記オーディオアンプに所定電圧を入力した状態で、前記レプリカの出力信号が所定の目標範囲に含まれるように、前記制御信号を調節する制御回路と、
キャリブレーションモードにおいて前記レプリカの出力信号が前記目標範囲に入ったときの前記制御信号を保持するレジスタと、
を備えることを特徴とするオーディオ回路。

【請求項2】

前記オーディオアンプは反転アンプであり、
前記調節回路は、前記オペアンプの非反転入力端子の基準電圧を変化させることを特徴とする請求項１に記載のオーディオ回路。

【請求項3】

前記オーディオアンプは非反転アンプであり、
前記フィードバック回路は、基準電圧と前記オペアンプまたは前記レプリカの出力信号を所定の分圧比で分圧して得られる電圧を、前記オペアンプの反転入力端子に出力し、
前記調節回路は、前記基準電圧を変化させることを特徴とする請求項１に記載のオーディオ回路。

【請求項4】

前記調節回路は、前記所定電圧を分圧することにより前記基準電圧を生成し、前記調節回路の分圧比は前記制御信号に応じて可変であることを特徴とする請求項２または３に記載のオーディオ回路。

【請求項5】

前記調節回路は、前記制御信号をアナログの前記基準電圧に変換するＤ／Ａコンバータを含むことを特徴とする請求項２または３に記載のオーディオ回路。

【請求項6】

前記調節回路は、前記制御信号にもとづき、前記オペアンプの差動入力段のバイアス電流を変化させることを特徴とする請求項１に記載のオーディオ回路。

【請求項7】

前記制御回路は、
前記レプリカの出力信号を、所定の目標範囲を規定するしきい値電圧と比較するコンパレータと、
前記コンパレータの出力の変化を検出するまで、前記制御信号をスイープするシーケンサと、
を含むことを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載のオーディオ回路。

【請求項8】

前記コンパレータは、スイッチドキャパシタコンパレータであることを特徴とする請求項７に記載のオーディオ回路。

【請求項9】

前記キャリブレーション回路は、前記オーディオ回路の電源投入時に、前記キャリブレーションモードにセットされることを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載のオーディオ回路。

【請求項10】

前記オーディオアンプは、電気音響変換素子を駆動するパワーアンプであることを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載のオーディオ回路。

【請求項11】

前記オーディオアンプの出力と前記電気音響変換素子の間は、カップリングコンデンサを介さずに接続されることを特徴とする請求項１０に記載のオーディオ回路。

【請求項12】

ひとつの半導体基板上に一体集積化されることを特徴とする請求項１から１１のいずれかに記載のオーディオ回路。

【請求項13】

請求項１から１２のいずれかに記載のオーディオ回路を備えることを特徴とする電子機器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、オーディオ回路に関する。

【背景技術】

【0002】

ヘッドホンやスピーカなどの電気音響変換素子を駆動するために、オーディオアンプが用いられる。図１は、本発明者が検討したオーディオ回路の回路図である。オーディオ回路１００ｒは、オーディオアンプ１０を備える。オーディオアンプ１０は、アナログオーディオ信号（入力電圧ともいう）Ｖ_ＩＮを増幅し、出力端子ＯＵＴに接続される電気音響変換素子２０２に出力電圧Ｖ_ＯＵＴを供給する。

【0003】

図１のオーディオアンプ１０は、抵抗Ｒ１１，Ｒ１２およびオペアンプ１２を含む反転アンプであり、入力電圧Ｖ_ＩＮを反転増幅する。入力電圧Ｖ_ＩＮは、ＤＣ成分Ｖ_ＤＣとＡＣ成分（オーディオ成分）Ｖ_ＡＣの合計である。説明の簡潔化と理解の容易化のため、Ｖ_ＤＣ＝０とし、したがってオーディオ信号Ｖ_ＩＮは、０Ｖを中心として正負に変化するものとする。オペアンプ１２の非反転入力端子にはバイアス電圧Ｖ_Ｂ＝０Ｖが与えられ、オペアンプ１２が入力オフセット電圧Ｖ_ＯＦＳを有しない理想オペアンプであるとき、出力電圧Ｖ_ＯＵＴは式（１）で与えられる。
Ｖ_ＯＵＴ＝−Ｒ１２／Ｒ１１×Ｖ_ＩＮ …（１）

【0004】

現実的なオペアンプ１２は、入力オフセット電圧Ｖ_ＯＦＳを有しており、このときの出力電圧Ｖ_ＯＵＴは、式（２）で与えられる。
Ｖ_ＯＵＴ＝−Ｖ_ＯＦＳ−Ｒ１２／Ｒ１１×（Ｖ_ＩＮ＋Ｖ_ＯＦＳ） …（２）
したがってオーディオ回路１００ｒの起動時において、入力電圧Ｖ_ＩＮがゼロすなわち無音状態であったとしても、出力電圧Ｖ_ＯＵＴは−Ｖ_ＯＦＳ−Ｒ１２／Ｒ１１×Ｖ_ＯＦＳに向かって変化するため、電気音響変換素子２０２からノイズ（ポップノイズともいう）が出力される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００８−２７８１１７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

このポップノイズを抑制するために、製造工程において、オペアンプのオフセット電圧Ｖ_ＯＦＳを、レーザトリミングなどの調節手段によりゼロに近づけるアプローチが考えられる。たとえばオペアンプ１２に関して、差動入力段のバイアス電流を可変に構成しておき、レーザトリミングによりオフセット電圧Ｖ_ＯＦＳをゼロとするものである。

【0007】

一般的にはトリミング工程は、組み立て工程の前に行われるが、オペアンプのオフセット電圧Ｖ_ＯＦＳは、ＬＳＩのパッケージの応力によって変化しうる。したがって組み立て工程前のウェーハ上でオフセット電圧をゼロとしても、パッケージ後においては非ゼロのオフセット電圧が現れ、したがってポップノイズが発生しうる。

【0008】

またオフセット電圧Ｖ_ＯＦＳは、オペアンプに供給される電源電圧に依存する。したがってトリミング工程において供給した電源電圧と、実使用における電源電圧が異なる場合、実使用においてオフセット電圧が現れ、したがってポップノイズが発生しうる。

【0009】

本発明は係る課題に鑑みてなされたものであり、そのある態様の例示的な目的のひとつは、ポップノイズを抑制したオーディオ回路の提供にある。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明のある態様は、オーディオ回路に関する。オーディオ回路は、オーディオアンプと、キャリブレーションモードにおいて、オーディオアンプのオフセット電圧をキャンセルするキャリブレーション回路と、を備える。オーディオアンプは、オペアンプと、オペアンプの出力段のレプリカと、通常モードにおいてオペアンプの出力信号をオペアンプの入力側にフィードバックし、キャリブレーションモードにおいてレプリカの出力信号をオペアンプの入力側にフィードバックするフィードバック回路と、を含む。キャリブレーション回路は、制御信号にしたがってオーディオアンプのオフセットを変化させる調節回路と、キャリブレーションモードにおいてオーディオアンプに所定電圧を入力した状態で、レプリカの出力信号が所定の目標範囲に含まれるように、制御信号を調節する制御回路と、キャリブレーションモードにおいて最終的に得られた制御信号を保持するレジスタと、を備える。

【0011】

オペアンプの出力段のレプリカを設け、それを利用することにより、信号変化をオーディオ回路の出力端子に伝えることなく、キャリブレーションが可能となる。これにより、オーディオ回路がセットに組み込まれた状態で、オーディオ信号の再生に先立ってノイズを発生させずにキャリブレーションが可能となる。またセットに組み込まれた状態でのキャリブレーションにより、パッケージによる応力の影響や、電源電圧の影響を排除でき、レーザトリミングによるオフセットキャンセルに比べて、よりポップノイズを抑制できる。

【0012】

オーディオアンプは反転アンプであってもよい。調節回路は、オペアンプの非反転入力端子の基準電圧を変化させてもよい。

【0013】

オーディオアンプは非反転アンプであってもよい。フィードバック回路は、基準電圧とオペアンプまたはレプリカの出力信号を所定の分圧比で分圧して得られる電圧を、オペアンプの非反転入力端子に出力してもよい。調節回路は、基準電圧を変化させてもよい。

【0014】

調節回路は、所定電圧を分圧することにより基準電圧を生成し、調節回路の分圧比は制御信号に応じて可変であってもよい。

【0015】

調節回路は、制御信号をアナログの基準電圧に変換するＤ／Ａコンバータを含んでもよい。

【0016】

調節回路は、制御信号にもとづき、オペアンプの差動入力段のバイアス電流を変化させてもよい。

【0017】

制御回路は、レプリカの出力信号を、所定の目標範囲を規定するしきい値電圧と比較するコンパレータと、コンパレータの出力の変化を検出するまで、制御信号をスイープするシーケンサと、を含んでもよい。

【0018】

キャリブレーション回路は、オーディオ回路の電源投入時に、キャリブレーションモードにセットされてもよい。

【0019】

オーディオ回路は、ひとつの半導体基板上に一体集積化されてもよい。
「一体集積化」とは、回路の構成要素のすべてが半導体基板上に形成される場合や、回路の主要構成要素が一体集積化される場合が含まれ、回路定数の調節用に一部の抵抗やキャパシタなどが半導体基板の外部に設けられていてもよい。

【0020】

本発明の別の態様は、電子機器に関する。電子機器は、上述のいずれかのオーディオ回路を備える。

【0021】

なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや本発明の構成要素や表現を、方法、装置、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。

【発明の効果】

【0022】

本発明に係るオーディオ回路によれば、ポップノイズを抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】本発明者が検討したオーディオ回路の回路図である。

【図2】実施の形態に係るオーディオ回路を備えるオーディオシステムの回路図である。

【図3】オーディオアンプの好ましい構成例を示す回路図である。

【図4】図２のオーディオ回路のキャリブレーションモードの動作波形図である。

【図5】図２のオーディオ回路の具体的な構成例を示す回路図である。

【図6】第１変形例に係るオーディオアンプの回路図である。

【図7】図７（ａ）〜（ｃ）は、図５の調節回路の変形例を示す回路図である。

【図8】調節回路の別の変形例を示す回路図である。

【図9】電子機器の斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0024】

以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。

【0025】

本明細書において、「部材Ａが、部材Ｂと接続された状態」とは、部材Ａと部材Ｂが物理的に直接的に接続される場合のほか、部材Ａと部材Ｂが、電気的な接続状態に影響を及ぼさない他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。
同様に、「部材Ｃが、部材Ａと部材Ｂの間に設けられた状態」とは、部材Ａと部材Ｃ、あるいは部材Ｂと部材Ｃが直接的に接続される場合のほか、電気的な接続状態に影響を及ぼさない他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。

【0026】

図２は、実施の形態に係るオーディオ回路１００を備えるオーディオシステム２００の回路図である。オーディオシステム２００は、電気音響変換素子２０２およびオーディオ回路１００を備える。電気音響変換素子２０２は、ヘッドホンやスピーカなどである。オーディオシステム２００は、出力カップリングコンデンサレス形式であり、オーディオ回路１００の出力（ＯＵＴ）端子と電気音響変換素子２０２は、ＤＣブロックキャパシタを介さずに接続される。

【0027】

オーディオ回路１００は、ひとつの半導体基板に集積化された機能ＩＣ（Integrated Circuit）であり、主として、オーディオアンプ１０およびキャリブレーション回路３０を備える。オーディオアンプ１０は、通常動作時において、図示しない前段の回路から、アナログオーディオ信号（入力電圧ともいう）Ｖ_ＩＮを受け、それを増幅して電気音響変換素子２０２に供給する。

【0028】

オーディオアンプ１０は、オペアンプ１２、レプリカ１６、フィードバック回路１８を含む。オペアンプ１２は、差動入力段１３と、出力段１４を含む。それらの間に、増幅段が設けられる場合もあるが、ここでは省略する。レプリカ１６はオペアンプ１２の出力段１４と同一回路形式を有する。レプリカ１６のサイズは、出力段１４に比べて小さく設計される。出力段１４とレプリカ１６は、半導体基板上において隣接配置し、ペア性を高めることが望ましい。

【0029】

オーディオ回路１００は、通常のオーディオ再生時において、通常モードにセットされ、オーディオアンプ１０のキャリブレーションにあたり、キャリブレーションモードにセットされる。図２のモード（ＭＯＤＥ）信号は、モードを指示する信号であり、後述するセレクタ２０および１１は、ＭＯＤＥ信号に応じて制御される。

【0030】

オーディオアンプ１０は、（i）通常モードにおいてオペアンプ１２の出力信号Ｖ_ＯＵＴをオペアンプ１２の入力側にフィードバックし、（ii）キャリブレーションモードにおいてレプリカ１６の出力信号（検出信号ともいう）Ｖ_Ｓをオペアンプ１２の入力側にフィードバックする。

【0031】

本実施の形態においてオーディオアンプ１０は反転アンプであり、フィードバック回路１８は、抵抗Ｒ１１，Ｒ１２およびセレクタ２０を含む。抵抗Ｒ１１は、オーディオアンプ１０の入力端子ＩＮと、オペアンプ１２の反転入力端子（−）の間に設けられ、抵抗Ｒ１２は、オペアンプ１２の出力端子（ＯＵＴ）と反転入力端子（−）の間に設けられる。オペアンプ１２の非反転入力端子（＋）には、基準電圧Ｖ_Ｂが入力される。出力カップリングコンデンサレス方式では、無音状態においてＯＵＴ端子の電圧Ｖ_ＯＵＴをゼロとする必要があり、したがって基準電圧Ｖ_Ｂは、オーディオ信号Ｖ_ＩＮのＤＣ成分にマッチするように定められる。

【0032】

フィードバック回路１８は、出力電圧Ｖ_ＯＵＴと入力電圧Ｖ_ＩＮを所定の分圧比で分圧して得られる電圧を、オペアンプ１２の反転入力端子にフィードバックする。分圧比は、抵抗Ｒ１１，Ｒ１２で定まる。

【0033】

本実施の形態では理解の容易化のため、オーディオ信号Ｖ_ＩＮのＤＣ成分は０Ｖであるものとする。このとき基準電圧Ｖ_Ｂも、原則として０Ｖとなる。なお後述のキャリブレーションにおいて基準電圧Ｖ_Ｂが調節される場合があり、この場合、基準電圧Ｖ_Ｂは０Ｖを含む範囲で調節される。

【0034】

キャリブレーション回路３０は、キャリブレーションモードにおいて、オーディオアンプ１０のオフセット電圧をキャンセルする。オーディオアンプ１０のオフセット電圧をキャンセルするとは、その出力電圧Ｖ_ＯＵＴに、オペアンプ１２のオフセット電圧Ｖ_ＯＦＳの影響が現れないようにすることを意味する。

【0035】

キャリブレーション回路３０は、調節回路３２、制御回路３４、レジスタ３６を備える。調節回路３２は、制御信号Ｓ１にしたがってオーディオアンプ１０のオフセット量を変化させる。

【0036】

キャリブレーションモードにおいてオーディオアンプ１０に所定電圧Ｖ_ＳＧが入力される。セレクタ１１は、キャリブレーションモードにおいて所定電圧Ｖ_ＳＧを、通常モードにおいてオーディオ信号Ｖ_ＩＮを選択し、オーディオアンプ１０に入力する。

【0037】

キャリブレーション回路３０は、キャリブレーションモードにおいて、レプリカ１６の出力である検出信号Ｖ_Ｓが所定の目標範囲に含まれるように、制御信号Ｓ１を調節する。所定の目標範囲は、オーディオアンプ１０のオフセットがキャンセルされた状態において、検出信号Ｖ_Ｓが取り得べき理想値にもとづいて設定される。具体的にはＶ_ＳＧ＝０Ｖとした場合、そのときの検出信号Ｖ_Ｓの理想値は０Ｖであり、したがって目標範囲Ｖ_ＴＧＴは０Ｖ近傍に設定される。たとえば制御回路３４は、制御信号Ｓ１をスキャンし、検出信号Ｖ_Ｓが目標範囲Ｖ_ＴＧＴに含まれると、スキャンを停止してもよい。

【0038】

レジスタ３６は、キャリブレーションモードにおいて最終的に得られた制御信号Ｓ１を保持する。通常モードにおいては、レジスタ３６に格納される制御信号Ｓ２が、調節回路３２に入力される。

【0039】

図３は、図２のオーディオアンプ１０の好ましい構成例を示す回路図である。この構成例では、オーディオアンプ１０にはミュート回路４０がさらに設けられる。ミュート回路４０は、通常モードにおいて、出力段１４を構成するトランジスタＭ１，Ｍ２に、差動入力段１３からの信号を入力し、レプリカ１６を構成するトランジスタＭ３，Ｍ４をオフ状態に固定する。またミュート回路４０は、キャリブレーションモードにおいて、出力段１４を構成するトランジスタＭ１，Ｍ２をオフ状態に固定し、レプリカ１６を構成するトランジスタＭ３，Ｍ４に差動入力段１３からの信号を入力する。

【0040】

たとえばミュート回路４０は、スイッチＳＷ１〜ＳＷ４を含んでもよい。スイッチＳＷ１は、トランジスタＭ１のゲートを、そのソースを接続する状態と、差動入力段１３の出力と接続する状態が切り替え可能である。スイッチＳＷ２は、トランジスタＭ２のゲートを、そのソースを接続する状態と、差動入力段１３の出力と接続する状態が切り替え可能である。スイッチＳＷ３，ＳＷ４を同様である。ミュート回路４０を設けることで、キャリブレーション中に、電気音響変換素子２０２からノイズが出力されるのを防止できる。

【0041】

ミュート回路４０の構成は、図３のそれには限定されず、キャリブレーションモードの間、出力段１４のトランジスタＭ１，Ｍ２が、差動入力段１３の出力に応じて動作しないように構成すればよい。あるいはミュート回路４０は、キャリブレーションモードの間に、出力段１４の出力端子（トランジスタＭ１，Ｍ２の接続ノード）と、オーディオアンプ１０の出力端子ＯＵＴの間を遮断するように構成されてもよい。

【0042】

以上がオーディオ回路１００の構成である。続いてその動作を説明する。図４は、図２のオーディオ回路１００のキャリブレーションモードの動作波形図である。オーディオ回路１００の電源が投入されると、キャリブレーションモードにセットされる。制御回路３４は、検出信号Ｖ_Ｓを監視しながら、制御信号Ｓ１の値を、ステップ状に変化させる。制御信号Ｓ１をステップ状に変化させると、それに応じてオーディオアンプ１０のオフセット量が変化するため、検出電圧Ｖ_Ｓもステップ状に変化する。そして検出電圧Ｖ_Ｓが目標範囲Ｖ_ＴＧＴに入ると、そのときの制御信号Ｓ１を、レジスタ３６に格納する。

【0043】

キャリブレーションが完了すると、通常モードに移行する。通常モードでは、調節回路３２にはレジスタ３６の制御信号Ｓ２が供給される。オーディオアンプ１０は、キャリブレーションされた状態で起動することができるため、電気音響変換素子２０２からのポップノイズを抑制できる。

【0044】

以上がオーディオ回路１００の動作である。
一般的なオペアンプに関して、製造バラツキによるオフセット電圧に対しては、差動入力段１３の素子ミスマッチや、帰還抵抗の素子ミスマッチが支配的であり、出力段１４は、ほとんどオフセット電圧に影響を与えない。したがって、出力段１４のレプリカ１６を用いて生成される検出電圧Ｖ_Ｓには、出力段１４を用いて生成される出力信号Ｖ_ＯＵＴと実質的に等しいオフセット成分が含まれている。

【0045】

このオーディオ回路１００によれば、オペアンプ１２の出力段１４のレプリカ１６を設け、それを利用してキャリブレーションを行っており、出力段１４の出力信号Ｖ_ＯＵＴはキャリブレーションに際して変化しない。これにより、ＯＵＴ端子の電位を一定に保ちつつ、すなわち電気音響変換素子２０２からノイズを発生させることなく、オーディオアンプ１０のキャリブレーションが可能となる。

【0046】

また、オペアンプ１２のオフセット電圧は、出力段のトランジスタサイズの影響を受けず、またレプリカ１６には、電気音響変換素子２０２のような軽い負荷（数Ω〜数十Ω）を駆動する能力は要求されない。このことからレプリカ１６は、出力段１４に対して十分に小さく構成することができる。

【0047】

また、制御回路３４は、簡単なシーケンサ（カウンタ）と電圧比較回路で構成することができるため、その回路面積も十分に小さくできる。また、検出信号Ｖ_Ｓを生成するのに際し、ローパスフィルタなどを必要としない。したがってレプリカ１６およびキャリブレーション回路３０を設けたことによる回路面積の増加は微小であり、オーディオ回路１００のコストを維持しつつ、キャリブレーション機能を提供できる。

【0048】

実施の形態において、キャリブレーションは、オーディオ回路１００がセットに組み込まれた状態で行われる。セットに組み込まれた状態でのキャリブレーションにより、パッケージによる応力の影響や、電源電圧の影響を排除でき、レーザトリミングによるオフセットキャンセルに比べて、よりポップノイズを抑制できる。

【0049】

本発明は、図２のブロック図や回路図として把握され、あるいは上述の説明から導かれるさまざまな装置、回路に及ぶものであり、特定の構成に限定されるものではない。以下、本発明の範囲を狭めるためではなく、発明の本質や回路動作の理解を助け、またそれらを明確化するために、より具体的な構成例を説明する。

【0050】

図５は、図２のオーディオ回路１００の具体的な構成例１００ａを示す回路図である。このオーディオ回路１００ａにおいて、調節回路３２ａは、オペアンプ１２の非反転入力端子の基準電圧Ｖ_Ｂを変化させ、オーディオアンプ１０のオフセットを変化させる。図５あるいは図６においてもミュート回路４０を追加することが望ましい。

【0051】

たとえば調節回路３２ａは、所定電圧Ｖ_ＳＧを分圧することにより基準電圧Ｖ_Ｂを生成する。調節回路３２の分圧比は制御信号Ｓ１に応じて可変である。たとえば調節回路３２ａは、直接に接続される抵抗Ｒ２１、Ｒ２２を含み、それらの少なくとも一方は、可変抵抗である。

【0052】

制御回路３４は、コンパレータ３８およびシーケンサ３９を含む。コンパレータ３８は、レプリカ１６からの検出信号Ｖ_Ｓを、所定の目標範囲Ｖ_ＴＧＴを規定するしきい値電圧Ｖ_ＴＨと比較する。オフセット電圧のキャリブレーションには、コンパレータ３８に、数ｍＶあるいはサブｍＶの高い精度が要求される。そこでコンパレータ３８は、スイッチドキャパシタコンパレータで構成することが望ましい。コンパレータ３８は、ウィンドウコンパレータであってもよい。

【0053】

シーケンサ３９は、コンパレータ３８の出力Ｓ３の変化を検出するまで、制御信号Ｓ１をスイープする。制御信号Ｓ１が変化すると、抵抗Ｒ２２の抵抗値が変化し、したがって基準電圧Ｖ_Ｂがスイープされる。そして基準電圧Ｖ_Ｂがオペアンプ１２の入力オフセット電圧と一致すると、検出電圧Ｖ_Ｓが目標範囲Ｖ_ＴＧＴに含まれ、コンパレータ３８の出力Ｓ３が変化する。シーケンサ３９は、出力Ｓ３の変化を検出した時点で、スイープを停止し、そのときの制御信号Ｓ１の値をレジスタ３６に格納する。この構成によれば、キャリブレーション回路３０ａを小型に構成できる。

【0054】

以上、本発明について、実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。以下、こうした変形例について説明する。

【0055】

（第１変形例）
実施の形態では、オーディオアンプ１０を反転アンプとしたが、非反転アンプにも本発明は適用可能である。図６は、第１変形例に係るオーディオアンプ１０ｂの回路図である。フィードバック回路１８ｂは、基準電圧Ｖ_Ｂとオペアンプ１２（またはレプリカ１６）の出力信号Ｖ_ＯＵＴ（Ｖ_Ｓ）を所定の分圧比で分圧して得られる電圧を、オペアンプ１２の非反転入力端子に出力する。フィードバック回路１８ｂは、抵抗Ｒ１３，Ｒ１４を含んでもよい。オーディオアンプ１０ｂはボルテージフォロア（バッファ）であってもよく、この場合、抵抗Ｒ１３をショートし、抵抗Ｒ１４を省略してもよい。

【0056】

図６のオーディオアンプ１０ｂのオフセット量を変化させるために、調節回路３２は、基準電圧Ｖ_Ｂを変化させてもよい。基準電圧Ｖ_Ｂの生成は、図５のキャリブレーション回路３０ａを用いることができる。

【0057】

あるいは図６のオーディオアンプ１０ｂのオフセット量を変化させるために、抵抗Ｒ１３，Ｒ１４の少なくとも一方を、制御信号Ｓ１にもとづく可変抵抗としてもよい。

【0058】

（第２変形例）
図７（ａ）〜（ｃ）は、図５の調節回路３２の変形例を示す回路図である。図７（ａ）の調節回路３２は、定電流源ＣＳ１と、可変抵抗Ｒ３１を含む。定電流源ＣＳ１は、可変抵抗Ｒ３１に定電流Ｉ_Ｃを供給する。可変抵抗Ｒ３１の電圧降下が基準電圧Ｖ_Ｂとしてオーディオアンプ１０に供給される。

【0059】

図７（ｂ）の調節回路３２は、可変電流源ＣＳ２と、固定抵抗Ｒ３２を含む。可変電流源ＣＳ２は、固定抵抗Ｒ３２に、制御信号Ｓ１に応じた可変電流Ｉ_Ｖを供給する。固定抵抗Ｒ３２の電圧降下が基準電圧Ｖ_Ｂとしてオーディオアンプ１０に供給される。可変電流源ＣＳ２は、電流ＤＡＣと把握することもできる。

【0060】

図７（ｃ）の調節回路３２は、制御信号Ｓ１をアナログの基準電圧Ｖ_Ｂに変換するＤ／Ａコンバータ３３を含む。図７（ａ）、（ｂ）の調節回路３２は、広義のＤ／Ａコンバータ３３に含まれうる。

【0061】

図７（ａ）〜（ｃ）の調節回路３２は、図６のオーディオアンプ１０ｂと組み合わせてもよい。

【0062】

（第３変形例）
図８は、調節回路３２の別の変形例を示す回路図である。この調節回路３２は、制御信号Ｓ１にもとづき、オペアンプ１２の差動入力段１３のバイアス電流を変化させる。制御回路３４は、可変電流源である第１電流源ＣＳ３１、第２電流源ＣＳ３２を含み、それらが生成する補正電流Ｉ_Ｓ１、Ｉ_Ｓ２の量は、制御信号Ｓ１に応じて制御可能となっている。補正電流Ｉ_Ｓ１、Ｉ_Ｓ２を適切に調節することで、オフセット電圧をゼロに近づけることができる。図８の調節回路３２は、図６のオーディオアンプ１０ｂと組み合わせてもよい。

【0063】

（第４変形例）
実施の形態では、キャリブレーション対象のオーディオアンプ１０が最終段のパワーアンプであるものとして説明したが、本発明はそれに限定されない。パワーアンプの前段に、プリアンプが設けられる場合、プリアンプのオフセットをキャリブレーションの対象としてもよい。あるいはパワーアンプの前段に、アナログボリューム回路が設けられる場合、アナログボリューム回路のオフセットをキャリブレーションの対象としてもよい。当業者によれば、具体的な回路図を示すまでもなく、図２のパワーアンプに関する構成を、プリアンプやアナログボリューム回路に展開することができよう。

【0064】

（第５変形例）
実施の形態では、オーディオ信号Ｖ_ＩＮのＤＣレベルがゼロの場合を説明したが、非ゼロ（たとえば電源電圧Ｖ_ＤＤの中点Ｖ_ＤＤ／２）であってもよい。またオーディオ回路１００のＯＵＴ端子と電気音響変換素子２０２の間には、出力カップリングコンデンサが設けられてもよい。

【0065】

（用途）
最後に、オーディオ回路１００の用途を説明する。オーディオ回路１００を用いたオーディオシステム２００は、ポータブルオーディオプレイヤ、スマートホンやタブレットＰＣ、デジタルカメラなどの電子機器に好適である。図９は、電子機器５００の斜視図である。電子機器５００は、ヘッドホンジャック５０２を備える。ヘッドホンジャック５０２には、電気音響変換素子２０２であるヘッドホンのプラグ２０４が着脱可能に挿入される。オーディオ回路１００はヘッドホンを駆動するパワーアンプＩＣであり、電子機器５００に内蔵される。なお、なおオーディオ回路１００のオーディオアンプ１０は、図示しない別のオーディオ信号処理回路からのオーディオ信号Ｖ_ＩＮを受けてもよい。あるいはオーディオ回路１００は、パワーアンプであるオーディオアンプ１０に加えて、その前段のボリューム回路やプリアンプなどのアナログ回路を含んでもよい。さらにはデジタルオーディオ信号にさまざまな信号処理を施すＤＳＰ（Digital Signal Processor）およびデジタルオーディオ信号をアナログオーディオ信号に変換するＤ／Ａコンバータを内蔵してもよい。

【0066】

そのほかオーディオ回路１００は、車載用オーディオシステムや、据え置き型のオーディオ再生装置などにも利用することができる。

【0067】

実施の形態にもとづき、具体的な語句を用いて本発明を説明したが、実施の形態は、本発明の原理、応用を示しているにすぎず、実施の形態には、請求の範囲に規定された本発明の思想を逸脱しない範囲において、多くの変形例や配置の変更が認められる。

【符号の説明】

【0068】

１００…オーディオ回路、２０２…電気音響変換素子、１０…オーディオアンプ、１１…セレクタ、１２…オペアンプ、１３…差動入力段、１４…出力段、１６…レプリカ、１８…フィードバック回路、２０…セレクタ、３０…キャリブレーション回路、３２…調節回路、３４…制御回路、３６…レジスタ、３８…コンパレータ、３９…シーケンサ、２００…オーディオシステム。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】