要約：このアプリケーションノートは、ポータブルコンピュータ用の従来型2.1オーディオ設計の概要を提供し、サテライトスピーカとサブウーファで異なる出力要求に対処する方法について考察します。次に、この記事は、5Vの単一電源から2 x 2Wおよび1 x 9Wの出力を提供するマキシムの高効率の低コスト2.1ソリューションについて詳述します。 無料ウェブセミナーに登録して、オーディオシステムの問題を把握し、測定し、解決する方法について学びましょう。(English only) はじめに ポータブルコンピュータ用のオーディオ設計者は、システムのサウンドの向上に絶えず取り組んでいます。スペースが制約された設計において、優れたソリューションの1つは、中高周波数(通常150Hz以上)用のステレオサテライトと低周波数(通常150Hz以下)用の1個のサブウーファを使用する2.1構成です。このアプリケーションノートは、オーディオおよびパワーIC分野でのマキシムの専門技術を活用し、5Vの単一電源から2 x 2Wおよび1 x 9Wの出力パワーを備えた2.1オーディオパワーアンプシステムを提供します。 従来型ソリューションの概要 オーディオシステムの設計者が直面している主な問題の1つは、サテライトスピーカとサブウーファで出力要求が異なる問題です。通常、サブウーファは、適切なサウンドバランスを得るため4～5倍大きい出力を必要とします。5Vの電源のみが使用可能な場合、さまざまなオーディオパワーアンプソリューションが採用されていますが、それぞれに不利点があります。 最も一般的なソリューションは、同じ出力レベルの2つのステレオパワーアンプを使用した方法です。1つのアンプがサテライトを駆動し、もう1つのアンプがサブウーファを駆動します。サテライトは8Ωのスピーカを使用し、サブウーファは4Ωのスピーカを使用します。これによって、2 x 1Wサテライトと1 x 2Wサブウーファを搭載した2.1ソリューションが構築されます。このソリューションはシンプルですが、サブウーファに豊かな低音域を生み出す十分なパワーを提供しません。また、サテライトに8Ωのスピーカを使用すると、サテライトの音圧レベル(SPL)が最大化されません。そのため、このアプローチの全体的なサウンドレベルが制限されます。 上記のソリューションのスピーカインピーダンスを変更すると、サテライトに4Ωのスピーカ、サブウーファに2Ωのスピーカを使用することが可能になります。これによって、サテライト用の2 x 2Wとサブウーファ用の1 x 4Wを搭載した2.1ソリューションが構築されます。このソリューションは、出力を倍増してサウンドレベルを上げます。ただし、2Ωのスピーカとこれらのスピーカを駆動するパワーアンプを提供することは困難でコストが高くなります。さらに、消費電流の要求は約2倍になり、ソリューションの効率が悪くなるため、特に、スペース制約のあるシステムの場合に、放熱問題が生じる可能性があります。 上記2つのソリューションよりも優れたソリューションは、サテライト用に2 x 2Wアンプ、およびサブウーファ用に1 x 9Wアンプを使用する方法です。この構成では、サテライトは4Ωで、5Vの電源供給能力を十分に利用し、サブウーファは8Ωで、9Wの豊かな低音域を提供します。ただし、この9Wサブウーファアンプは、12Vの電源を必要とし、このソリューションは複雑化します。5Vの電源のみが使用可能な場合、12Vの電源が生成される必要があります。 従来型ソリューションの分析 2.1スピーカシステムを使用する利点は、このシステムが小型スペースから｢大」音量を提供する点にあります。これを達成するには、サブウーファアンプは、サテライトの4～5倍以上のパワーを持っている必要があります。2Wサテライトの場合、サブウーファアンプは少なくとも8W～10Wにする必要があります 上記のソリューション1と2は、5Vの単一電源しか必要でないため、実装がシンプルです。ただし、これらのソリューションは、どちらもサブウーファの駆動に適したパワー量を持たないため、これらの問題を解決しません。 ソリューション3は、追加の12V電源の生成によってもたらされた複雑性がなければ、最適なソリューションになります。 図1. 2.1スピーカシステム用のマキシムの総合ソリューション マキシムのソリューションとその利点 図1は、2.1スピーカシステム用のマキシムの総合ソリューションを示しています。このソリューションは、ステレオヘッドフォンドライバを搭載したWindows Vista®対応の2 x 2WステレオアンプのMAX9789、1 x 10WモノラルD級アンプのMAX9768、および低ノイズステップアップDC-DCコンバータのMAX8740を使用します。 MAX9789は、2.1システムのサテライトを駆動するステレオ2WのAB級スピーカアンプと、ステレオ100mWのDirectDrive™ヘッドフォンアンプを単一デバイスに統合しています。Windows Vistaオペレーティングシステムで動作するポータブルコンピュータシステム用に設計され、MAX9789は、Windows Vista仕様に完全対応しています。このヘッドフォンアンプは、単一電源からグランドを基準にした出力を生成するマキシムの特許取得のDirectDriveアーキテクチャを採用しているため、出力コンデンサが不要です1。このDirectDriveアーキテクチャは、コストとボード面積を削減し、部品の高さを縮小し、出力コンデンサに関連したクリック/ポップを解消します。また、MAX9789は、1.21V～4.75V可変出力LDOを備え、オーディオコーデックまたは他のアナログ回路構成にクリーンな電源を供給します。 MAX9768は、フィルタレス出力D級アンプで、12V電源から10%のTHD+Nで9Wを8Ωに供給します。そのD級変調方式は、出力フィルタを必要としないため、コストを抑え、2.1システムのサブウーファ用に高効率の9Wのパワーを提供します。87%の効率では、MAX9768はヒートシンクを必要としません。さらに、そのスペクトラム拡散変調方式によって、デバイスは、各出力で低コストのフェライトビーズとコンデンサのみを使用して、0.5mのケーブルでFCC EMI制限値に適合することが可能です2 (ピンクノイズ出力と1mケーブルを使用するMAX9768のお客様用評価キットのFCC放射スキャンについては、下図2を参照)。システムのサブウーファに必要なパワーを低減することができる場合は、MAX9768の出力パワーが低減可能であることに注意してください。 図2. 1mのスピーカケーブルを使用したMAX9768のフィルタレスEMI測定 MAX8740は、nチャネルMOSFETを内蔵した固定周波数PWMステップアップDC-DCコンバータです。この部品は、広範なDC-DC変換アプリケーション用に設計されました。当社のソリューションでは、この部品は、5V入力でMAX9768駆動用の12V DC電圧を生成するステップアップDC-DCコンバータとして使用されます。MAX8740は、使用方法がシンプルで、外付け部品はほとんど不要となり、µMAX®パッケージで提供されます。90%の高効率と0.1µA以下のシャットダウン電流を備え、MAX8740は、ポータブルバッテリ駆動システムに最適です。 結論 スピーカシステム用のこのトータル2.1ソリューションは、オーディオとパワーICにおけるマキシムの専門技術をフルに活用しています。MAX9789は、Windows Vistaで動作するポータブルコンピュータシステム用の全てが統合されたオーディオソリューションを提供します。MAX9768は、ポータブル2.1システムのサブウーファを快適に駆動するための高効率および高出力を提供します。MAX8740は、5V電源を12Vに変換して90%の効率でサブウーファアンプにパワーを供給する使いやすいアプローチのシステムを完備します。 1マキシムの特許であるDirectDriveアーキテクチャの詳細については、アプリケーションノート3979｢DirectDrive技術の概要」を参照してください。 2MAX9768のスペクトラム拡散変調方式の詳細については、アプリケーションノート3881｢D級アンプの電磁波妨害を最小限にするスペクトラム拡散変調モード」を参照してください。 µMAXはMaxim Integrated Products, Inc.の登録商標です。 Windows VistaはMicrosoft Corp.の登録商標です。 フィードバックをお寄せください。 内容に満足されましたか、あるいは満足されていませんか？もっと良いページにできると思いますか？あるいは、単なるコメントでも結構です。フィードバックをお待ちしています。—マキシムはお客様からいただく訂正、提案を元に改善していきます。 このページを評価し、フィードバックを送信する。 自動アップデート お客様が関心のある分野でアプリケーションノートが新規に掲載された際に自動通知Eメールの受信を希望する場合は、EE-Mail™にご登録ください。 その他の情報   APP 4046: Nov 01, 2007 MAX8715 低ノイズ、ステップアップDC-DCコンバータ フルデータシート (PDF, 296kB) 無料 サンプル MAX9744 ボリュームコントロール付き、20WステレオD級スピーカアンプ フルデータシート (PDF, 484kB) 無料 サンプル MAX9768 音量制御付き、10WモノラルD級スピーカアンプ フルデータシート (PDF, 492kB) 無料 サンプル MAX9789 Windows Vista準拠、ステレオAB級スピーカアンプおよびDirectDriveヘッドフォンアンプ フルデータシート (PDF, 1.5MB) 無料 サンプル   ダウンロード、PDFフォーマット (66kB)  AN4046, AN 4046, APP4046, Appnote4046, Appnote 4046