(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力された音声信号を増幅して負荷に出力する音声出力手段、
前記音声出力手段に電力を供給するための電源ライン、
前記電源ラインに接続される過電流検出用抵抗を含み、前記過電流検出用抵抗の両端電圧に基づいて前記負荷が短絡したことを検出する短絡検出手段、および
前記短絡検出手段の出力に基づいて前記電源ラインから前記音声出力手段への電力の供給を制御する制御手段を備え、
前記過電流検出用抵抗は、前記電源ラインを介して前記音声出力手段に供給される電源電圧を降下させて前記音声出力手段からの最大出力レベルを制御するドロッパー抵抗に兼用されることを特徴とする、音声信号増幅回路。
【請求項２】
入力された音声信号を増幅して負荷に出力する音声出力手段、
前記音声出力手段に電力を供給するための電源ライン、
前記電源ラインに接続される過電流検出用抵抗を含み、前記過電流検出用抵抗の両端電圧に基づいて前記負荷に一定レベル以上の電流が流れたことを検出する過電流検出手段、および
前記過電流検出手段の出力に基づいて前記音声出力手段からの出力信号レベルまたは前記音声出力手段への入力信号レベルを制御する制御手段を備え、
前記過電流検出用抵抗は、前記電源ラインを介して前記音声出力手段に供給される電源電圧を降下させて前記音声出力手段からの最大出力レベルを制御するドロッパー抵抗に兼用されることを特徴とする、音声信号増幅回路。
【請求項３】
請求項１または２に記載の音声信号増幅回路を用いた、テレビジョン受像機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は音声信号増幅回路およびそれを用いたテレビジョン受像機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
テレビジョン受像機やオーディオ機器の音声信号増幅回路において、その回路に保護回路が設けられていない場合、何らかの原因で負荷が短絡し、その状態を放置しておくと、回路素子の耐圧オーバーや過電流による発熱等によって、回路素子の発火や発煙、破裂の危険性がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、負荷短絡を検出できる回路を内蔵したＩＣが提案されているが、コストが高かった。
また、音声信号増幅回路に一定レベル以上の信号が入力された場合、出力は電源電圧や接地ラインによって制限（クリップ）され、歪んだ音声が出力される。このように過大出力時には、聴感的に不快となるばかりでなく、このような状態が長く続くと、音声信号増幅回路およびその周辺の温度が上昇し、発火や発煙の危険性がある。
これを防止する手段として、ＡＧＣ等による自動音量制御が考えられるが、大きなコストアップとなってしまう。
【０００４】
それゆえに、この発明の主たる目的は、負荷短絡を低コストで検出できる、音声信号増幅回路を提供することである。
この発明の他の目的は、音声信号増幅回路からの過大出力時の不快な音声や、発熱による危険性を低コストで防止できる、音声信号増幅回路を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、請求項１に記載の音声信号増幅回路は、入力された音声信号を増幅して負荷に出力する音声出力手段、音声出力手段に電力を供給するための電源ライン、電源ラインに接続される過電流検出用抵抗を含み、過電流検出用抵抗の両端電圧に基づいて負荷が短絡したことを検出する短絡検出手段、および短絡検出手段の出力に基づいて電源ラインから音声出力手段への電力の供給を制御する制御手段を備え、過電流検出用抵抗は、電源ラインを介して音声出力手段に供給される電源電圧を降下させて音声出力手段からの最大出力レベルを制御するドロッパー抵抗に兼用されることを特徴とする。
【０００６】
請求項２に記載の音声信号増幅回路は、入力された音声信号を増幅して負荷に出力する音声出力手段、音声出力手段に電力を供給するための電源ライン、電源ラインに接続される過電流検出用抵抗を含み、過電流検出用抵抗の両端電圧に基づいて負荷に一定レベル以上の電流が流れたことを検出する過電流検出手段、および過電流検出手段の出力に基づいて音声出力手段からの出力信号レベルまたは音声出力手段への入力信号レベルを制御する制御手段を備え、過電流検出用抵抗は、電源ラインを介して音声出力手段に供給される電源電圧を降下させて音声出力手段からの最大出力レベルを制御するドロッパー抵抗に兼用されることを特徴とする。
【０００７】
請求項３に記載のテレビジョン受像機は、請求項１または２に記載の音声信号増幅回路を用いたことを特徴とする。
【０００８】
請求項１に記載の音声信号増幅回路では、過電流検出用抵抗の両端電圧が一定レベル以上になると負荷が短絡していると判断され、このときの短絡検出手段からの出力に基づいて制御手段が音声出力手段への電力の供給を遮断する。これによって、負荷短絡時の発熱や発火が防止される。この場合、過電流検出用抵抗を含む短絡検出手段および制御手段を、ＩＣ化することなく音声信号増幅回路に含めることができ、低コストで負荷短絡を検出できる。
また、ドロッパー抵抗と過電流検出用抵抗とを共通化することによってコストを抑えることができる。
【０００９】
請求項２に記載の音声信号増幅回路では、負荷に一定レベル以上の電流が流れたことが過電流検出手段によって検出されると、音声出力手段からの出力信号レベルまたは音声出力手段に与えられる入力信号レベルが制御手段によって低減される。したがって、従来とは異なりＡＧＣ等を用いることなく、音声信号増幅回路からの過大出力時の不快な音声や、発熱による危険性を低コストで防止することができる。
また、電源ラインに接続される過電流検出用抵抗の両端電圧に基づいて過電流か否かを検出するので、コストを低くできる。
【００１０】
さらに、ドロッパー抵抗と過電流検出用抵抗とを共通化することによって、コストを抑えることができる。
請求項３に記載するように、上述の音声信号増幅回路をテレビジョン受像機に用いれば、テレビジョン受像機のコストを抑えることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、この発明の実施の形態について説明する。
まず、図１を参照して、負荷の短絡を検出し電力の供給を遮断できる音声信号増幅回路１０について説明する。
音声信号増幅回路１０はたとえばテレビジョン受像機に用いられるものであり、入力信号である音声信号を増幅する音声出力回路１２を含む。音声出力回路１２としては、たとえば三洋電機製オーディオアンプＩＣ、ＬＡ４２２７が用いられる。
【００１２】
音声出力回路１２には１２番ピンを介して電源回路１４および保護回路１５がが接続される。保護回路１５は負荷短絡時に音声出力回路１２を保護するためのものであり、電源回路１４と１２番ピンとの間に設けられる短絡検出回路１６、および短絡検出回路１６の出力に基づいて電源回路１４への電力の供給を制御する制御回路１８を含む。
電源回路１４は、たとえば１００Ｖの交流電圧を整流する整流回路２０を含む。整流回路２０には電源トランス２２が接続され、電源トランス２２の出力がオーディオアンプ電源ライン２４を介して音声出力回路１２の１２番ピンに与えられる。
【００１３】
オーディオアンプ電源ライン２４と音声出力回路１２の１２番ピンとの間には、短絡検出回路１６のドロッパー抵抗Ｒ１が介挿される。ドロッパー抵抗Ｒ１によって、直流電源電圧を一定レベル降下させ、音声出力回路１２の最大出力レベルが調整される。ドロッパー抵抗Ｒ１は、オーディオアンプ電源ライン２４から供給される直流電源電流が過電流か否かを判断して負荷短絡を検出するためにも用いられ、コストが抑制される。
ドロッパー抵抗Ｒ１の両端間には、直列接続された抵抗Ｒ２およびＲ３が接続され、抵抗Ｒ２およびＲ３によってドロッパー抵抗Ｒ１の両端電圧が分圧される。抵抗Ｒ３の両端間にはトランジスタＴｒ１のベース−エミッタ間が接続され、トランジスタＴｒ１のコレクタは、抵抗Ｒ４を介して過電流検出ライン２６に接続され、短絡検出回路１６の出力が制御回路１８に与えられる。
【００１４】
制御回路１８はＣＰＵ２８を含み、ＣＰＵ２８には、過電流検出ライン２６を介して短絡検出回路１８の出力が与えられる。ＣＰＵ２８は、短絡検出回路１６の出力に基づいて、制御信号を出力する。この制御信号は電源供給制御ライン３０を通り抵抗Ｒ５を介してトランジスタＴｒ２に与えられ、トランジスタＴｒ２のオン・オフを制御する。トランジスタＴｒ２の動作に基づいてリレー３２のスイッチング動作が制御され、それによって電源回路１４の開閉動作、すなわち音声出力回路１２への電力の供給が制御される。
音声信号増幅回路１０の音声出力回路１２の２番ピン、３番ピンにはスピーカ３４が接続され、音声が出力される。
【００１５】
このように構成される音声信号増幅回路１０の動作について説明する。
たとえば、音声出力回路１２を、８Ωの負荷で、定格出力を２Ｗ×２で使用する場合、必要な電源電圧は約１１Ｖで、定格出力時の電源電流は約５００ｍＡとなる。
ここで仮に、電源トランス２２から供給される直流電圧が、ある巻数で、１１．５Ｖとなったと仮定すると、音声出力回路１２からの出力が定格出力より大きくならないように、０．５Ｖだけ電圧を降下させなければならない。すなわち、５００ｍＡ流れたときに、０．５Ｖの電圧降下を必要とするので、０．５Ｖ÷０．５Ａ＝１Ωのドロッパー抵抗Ｒ１が必要となる。
ここで、ドロッパー抵抗Ｒ１には、定格出力時に約５００ｍＡの電流が流れるが、これを遙かに超える電流が流れた場合、音声出力回路１２は、負荷短絡等の異常事態を起こしていると判断してよい。したがって、過電流の検出レベルを負荷短絡時の電源電流相当の値に設定すると、負荷の短絡を検出できる。
【００１６】
この実施形態の場合、ドロッパー抵抗Ｒ１の両端電圧をＲ２とＲ３とで分割した電圧、すなわちトランジスタＴｒ１のベース−エミッタ間電圧Ｖｂｅが、トランジスタＴｒ１のオン電圧以上となった場合、トランジスタＴｒ１はオンし、トランジスタＴｒ１のコレクタ電圧はＨＩＧＨとなる。
たとえば、Ｒ１＝１Ω、Ｒ２＝１．８ｋΩ、Ｒ３＝５．６ｋΩ、トランジスタＴｒ１のオン電圧＝０．６Ｖとすると、ドロッパー抵抗Ｒ１の両端電圧が、Ｖｒ１＝（１．８ｋ＋５．６ｋ）／５．６ｋ×０．６≒０．７９Ｖ以上となったとき、すなわち電源電流がＩｃｃ＝０．７９Ｖ／１Ω＝７９０ｍＡ以上となったとき、トランジスタＴｒ１がオンし、音声出力回路１２に負荷短絡等の異常が発生したことを検出することができる。
【００１７】
この検出信号をＣＰＵ２８に与え、ＣＰＵ２８からの制御信号に基づいてリレー３２をオフすることによって、音声出力回路１２への電力の供給が停止され、発熱、発火等の危険を回避することができる。
また、音声信号増幅回路１０によれば、ドロッパー抵抗Ｒ１を含む短絡検出回路１６および制御回路１８を、ＩＣ化することなく音声信号増幅回路１０に含めることができ、低コストで負荷短絡を検出しかつ対処できる。
さらに、音声信号増幅回路１０によれば、短絡検出回路１６に含まれる素子の設定値を変更するだけで、任意の負荷インピーダンスや定格出力に応じた負荷短絡の検出が可能となる。
【００１８】
次いで、図２を参照して、過電流を検出し音声出力を制御できる音声信号増幅回路１００について説明する。
音声信号増幅回路１００はたとえばテレビジョン受像機に用いられ、入力信号である音声信号を増幅する音声出力回路１０２を含む。音声出力回路１０２としては、たとえば三洋電機製オーディオアンプＩＣ、ＬＡ４２８７が用いられる。音声出力回路１０２は、スイッチ１０４を含み、スイッチ１０４は、４番ピンからのスイッチング制御信号に応じて、１番ピンまたは３番ピンのいずれかの入力を選択する。スイッチ１０４からの出力は、直流のボリウム制御電圧によって制御されるＤＣボリウム１０６を介して、アンプ１０８で増幅された後、９番ピンから出力され、スピーカ１１０から音声が出力される。このように、音声出力回路１０２は、ボリウム制御機能を有し、音声出力回路１０２の５番ピンに入力されるボリウム制御電圧を０Ｖから５Ｖまで制御することによって、音声出力を制御することができる。
【００１９】
音声出力回路１０２の１０番ピンには、オーディオアンプ電源ライン１１２を介して電源電圧Ｖｃｃおよび過電流検出回路１１４が接続される。
オーディオアンプ電源ライン１１２には、過電流検出回路１１４のドロッパー抵抗Ｒ１１が介挿される。ドロッパー抵抗Ｒ１１の両端には、直列接続された抵抗Ｒ１２およびＲ１３が接続され、抵抗Ｒ１２およびＲ１３によってドロッパー抵抗Ｒ１１の両端電圧が分圧される。抵抗Ｒ１３の両端には、トランジスタＴｒ１１のベース−エミッタ間が接続され、トランジスタＴｒ１１のコレクタ出力が、抵抗Ｒ１４を介してトランジスタＴｒ１２に与えられる。トランジスタＴｒ１２がオンされると、ボリウム制御電圧が抵抗Ｒ１５およびＲ１６によって分圧され、音声出力回路１０２の５番ピンに与えられる。このように、トランジスタＴｒ１２によってボリウム制御電圧を制御できる。
【００２０】
このような音声信号増幅回路１００の動作について説明する。
たとえば、音声出力回路１０２を、８Ωの負荷で、定格出力を５Ｗで使用する場合、必要な電源電圧は約１９Ｖで、定格出力時の電源電流は約４００ｍＡとなる。
先の実施形態と同様に、ドロッパー抵抗Ｒ１１の両端電圧をＲ１２とＲ１３とで分割した電圧、すなわちトランジスタＴｒ１１のベース−エミッタ間電圧Ｖｂｅが、トランジスタＴｒ１１のオン電圧以上となった場合、トランジスタＴｒ１１はオンされ、トランジスタＴｒ１１のコレクタ電圧はＨＩＧＨとなる。
たとえば、Ｒ１１＝１．５Ω、Ｒ１２＝５６０Ω、Ｒ１３＝５．６ｋΩ、トランジスタＴｒ１１のオン電圧＝０．６Ｖとすると、ドロッパー抵抗Ｒ１１の両端電圧が、Ｖｒ１１＝（５６０＋５．６ｋ）／５．６ｋ×０．６≒０．６６Ｖ以上となったとき、すなわち電源電流がＩｃｃ＝０．６６Ｖ／１．５Ω＝４４０ｍＡ以上となったとき、トランジスタＴｒ１１はオンされ、音声出力回路１０２からの音声信号が過大出力であることを検出することができる。
【００２１】
上述のように、定格出力時の電源電流は約４００ｍＡであり、このときにおおよそ規定歪み率（ＥＩＡＪ規格では１０％）となっていると考えられる。したがって、電源電流が４４０ｍＡ流れているということは、定格出力以上であり、規定歪み率以上の音声出力、すなわち歪みの多い不快な音声が出力されていると考えられる。
【００２２】
この実施形態では、この検出信号を、スイッチング用トランジスタＴｒ１２のベースに与えることによって、過電流検出時にＴｒ１２がオンされる。すると、音声出力回路１０２のボリウム制御電圧が、分割用抵抗Ｒ１５とＲ１６とによって分圧され、音声出力回路１０２に供給されるボリウム制御電圧を下げることができ、その結果、一定レベルで出力を制限することができる。なお、過電流の検出レベルを定格出力レベル時よりも少し高く設定することによって、音声信号の過大出力をより確実に検出することができる。
【００２３】
このように、音声信号過大出力検出時に、音声信号出力レベルを制限することによって、音声出力回路１０２からの過大出力による不快な音声を防止することができる。また、同時に音声出力回路１０２からの過大出力による発熱や発火の危険を防止することもできる。さらに、このとき、従来とは異なりＡＧＣ等を用いないので、コストを抑えることができる。
また、以上の過電流検出用抵抗と、音声出力回路１０２の最大出力レベル調整用のドロッパー抵抗Ｒ１１と共通化することによって、コストを抑えることができる。
【００２４】
なお、音声出力回路１０２からの過大出力検出時には、音声出力回路１０２に与えられる入力信号を分割することによってボリウムを制御するようにしてもよく、また、ＣＰＵ（図示せず）によって自動的にボリウムを制御するようにしてもよい。これらの場合も上述の場合と同様の効果が得られることはいうまでもない。
また、上述の音声信号増幅回路１０や１００をテレビジョン受像機に用いれば、テレビジョン受像機のコストを抑えることができる。
この発明は、入力信号を増幅して得られる信号によって負荷を駆動する任意の駆動回路に適用できる。
【００２５】
【発明の効果】
この発明によれば、安価な回路で負荷の短絡を検出することができ、負荷短絡時の発熱、発火等を防止できる。
また、この発明によれば、音声信号過大出力を検出し、音声信号入力レベルや音声信号出力レベルを制限することができる。したがって、音声信号増幅回路からの過大出力時の不快な音声を防止でき、また、同時に過大出力による発熱や発火の危険を防止することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態の音声信号増幅回路を示す回路図である。
【図２】この発明の他の実施形態の音声信号増幅回路を示す回路図である。
【符号の説明】
１０、１００      音声信号増幅回路
１２、１０２      音声出力回路
１４      電源回路
１５      保護回路
１６      負荷検出回路
１８      制御回路
２４、１１２    オーディオアンプ電源ライン
３４、１１０      スピーカ
１１４      過電流検出回路
Ｒ１、Ｒ１１    ドロッパー抵抗
Ｔｒ１、Ｔｒ２、Ｔｒ１１、Ｔｒ１２      トランジスタ
【図１】
0003594522.tif 000002
【図２】
0003594522.tif 000003