(57)【要約】  【課題】  好適な低域周波数特性が得られつつ、出力トランスを小型化できる増幅装置を提供する。  【解決手段】  増幅装置１は、オーディオ信号を増幅する増幅器３と、増幅器３の出力側に設けられた出力トランス５と、増幅器３の入力側に設けられた高域通過フィルタ７とを備える。低周波成分抽出部９は、オーディオ信号の低域周波数成分を抽出する。遮断周波数制御部１１は、低周波成分抽出部９により抽出された低域周波数成分のレベルに応じて高域通過フィルタ７の遮断周波数特性を制御する。【選択図】  図１
2006025043.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
オーディオ信号を増幅する増幅器と、
前記増幅器の出力側に設けられた出力トランスと、
前記増幅器の入力側に設けられた高域通過フィルタと、
前記オーディオ信号の低域周波数成分を抽出する抽出手段と、
前記抽出手段により抽出された低域周波数成分のレベルに応じて前記高域通過フィルタの遮断周波数を制御するフィルタ制御手段と、
を備えたことを特徴とする増幅装置。
【請求項２】
前記抽出手段は、前記出力トランスの１次側の信号から低域周波数成分を抽出することを特徴とする請求項１に記載の増幅装置。
【請求項３】
前記抽出手段は、前記出力トランスの２次側の信号から低域周波数成分を抽出することを特徴とする請求項１に記載の増幅装置。
【請求項４】
前記抽出手段は、入力信号から低域周波数成分を抽出することを特徴とする請求項１に記載の増幅装置。
【請求項５】
前記抽出手段は、ダブルエンドタイプの増幅器の片側または両側の信号から低域周波数成分を抽出することを特徴とする請求項１に記載の増幅装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、出力トランスを備えたオーディオ用の増幅装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、オーディオ用の各種の増幅装置が提案されている（非特許文献１参照）。例えば、ダブルエンドプッシュプルアンプが知られている。このような増幅装置には、昇圧用の出力トランスが設けられている。これにより、例えば、ビルの屋上のスピーカから音声を出力する場合のように、スピーカまでの電線が長いときでも損失を抑えることができる。
【０００３】
しかし、低周波数信号の過大入力により出力トランスで磁気飽和が発生すると、磁気飽和に伴ってヒューズの溶断が生じる可能性がある。したがって、磁気飽和は確実に防止される必要がある。
【０００４】
そこで、従来は、磁気飽和を防止するために、遮断周波数が高い高域通過フィルタを備えて、磁気飽和の要因になる低周波数信号を制限していた。あるいは、磁気飽和が生じないように、出力トランスのサイズを大きくしていた。
【非特許文献１】「実用電子回路ハンドブック（１）」、第２３版、ＣＱ出版株式会社、１９８３年８月１日、ｐ．１４９−１５１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の増幅装置においては、磁気飽和防止のために高域通過フィルタの遮断周波数を高く設定した場合、低域にて十分な周波数特性が得られないという問題があった。また、磁気飽和が生じないように出力トランスのサイズを設定した場合、出力トランスが大型になるという問題があった。
【０００６】
本発明は、従来の問題を解決するためになされたもので、その目的は、好適な低域周波数特性が得られつつ、出力トランスを小型化できる増幅装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の増幅装置は、オーディオ信号を増幅する増幅器と、前記増幅器の出力側に設けられた出力トランスと、前記増幅器の入力側に設けられた高域通過フィルタと、前記オーディオ信号の低域周波数成分を抽出する抽出手段と、前記抽出手段により抽出された低域周波数成分のレベルに応じて前記高域通過フィルタの遮断周波数を制御するフィルタ制御手段と、を備えている。
【０００８】
この構成により、低域周波数成分のレベルに応じて高域通過フィルタの遮断周波数を動的に変化させることができる。そして、低域周波数成分のレベルが大きい場合には、遮断周波数を高くして、低域成分を大幅に制限し、これにより、出力トランスのサイズが小さくても磁気飽和を防止できる。また、低域周波数成分のレベルが小さい場合には、遮断周波数を小さくして、低い周波数までの広範囲の信号を増幅および出力できる。このようにして、本発明によれば、好適な低域周波数特性が得られつつ、出力トランスを小型化できる増幅装置を提供できる。
【０００９】
本発明の増幅装置において、前記抽出手段は、前記出力トランスの１次側の信号から低域周波数成分を抽出してもよい。また、前記抽出手段は、前記出力トランスの２次側の信号から低域周波数成分を抽出してもよい。また、前記抽出手段は、入力信号から低域周波数成分を抽出してもよい。また、前記抽出手段は、ダブルエンドタイプの増幅器の片側または両側の信号から低域周波数成分を抽出してもよい。これらの構成により、上述したように、好適な低域周波数特性が得られつつ、出力トランスを小型化できる増幅装置を提供できる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、低域周波数成分のレベルに応じて高域通過フィルタの遮断周波数を動的に変化させる構成を設けることにより、好適な低域周波数特性が得られつつ、出力トランスを小型化できる増幅装置を提供できるという効果を有する増幅装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態の増幅装置について、図面を用いて説明する。
【００１２】
本発明の実施の形態に係る増幅装置の機能ブロック図を図１に示す。図１において、増幅装置１は、オーディオ信号を増幅する増幅器３と、増幅器３の出力側に設けられた出力トランス５と、増幅器３の入力側に設けられた高域通過フィルタ７とを備えている。増幅装置１は、例えば、ダブルエンドプッシュプルアンプである。出力トランス５はスピーカ等に接続されている。
【００１３】
高域通過フィルタ７は、遮断周波数を調整可能に構成されている。そして、高域通過フィルタ７の遮断周波数を制御するために、低周波成分抽出部９および遮断周波数制御部１１が設けられている。低周波成分抽出部９および遮断周波数制御部１１は、下記のように、オーディオ信号の低周波成分のフィードバックにより高域通過フィルタ７の遮断周波数を制御する回路である。
【００１４】
低周波成分抽出部９は、出力トランス５の１次側のオーディオ信号を取り込み、取り込んだオーディオ信号から低域周波数成分を抽出する。低周波成分抽出部９は、低域通過フィルタで構成されている。
【００１５】
遮断周波数制御部１１は、低周波成分抽出部９により抽出された低域周波数成分のレベルに応じて高域通過フィルタ７の遮断周波数を制御する。低域周波数成分のレベルが大きいとき、遮断周波数制御部１１は、高域通過フィルタ７の遮断周波数を大きくする。一方、低域周波数成分のレベルが小さいとき、遮断周波数制御部１１は、高域通過フィルタ７の遮断周波数を小さくする。
【００１６】
図２は、好適な周波数特性の一例を示している。図２において、横軸は周波数であり、縦軸は出力レベルである。図示のように、出力電圧Ｖｏが大きくなるほど、出力レベルのラインが、大きい周波数から下がり始めており、すなわち、遮断周波数が大きくなっている。
【００１７】
図３は、図２の周波数特性を実現するための高域通過フィルタおよびその制御回路の具体例を示している。図示の回路により、上述した高域通過フィルタ７の機能と、低周波成分抽出部９の機能と、遮断周波数制御部１１の機能とが実現される。
【００１８】
図３において、高域通過フィルタ７は、コンデンサ２１と抵抗２３、２５で構成されている。コンデンサ２１は、増幅器３の入力側に接続されている。抵抗２３は、一端がコンデンサ２１に接続され、他端が接地されている。抵抗２５は、一端がコンデンサ２１に接続され、他端が、遮断周波数を変更するためのトランジスタ２７を介して接地されている。
【００１９】
低域通過フィルタ３１は、低周波成分抽出部９に相当しており、抵抗３３、３５とコンデンサ３７で構成されている。抵抗３３の一端が出力トランス５の１次側に接続されている。抵抗３３の他端は、コンデンサ３７に接続されており、また、抵抗３５に接続されている。コンデンサ３７および抵抗３５は接地されている。
【００２０】
低域通過フィルタ３１には、ダイオード４１および抵抗４３が直列に接続されている。抵抗４３は、抵抗４５に接続されており、また、トランジスタ４７のベースに接続されている。抵抗４５は接地されている。トランジスタ４７はｎｐｎ形であり、エミッタが接地されている。また、トランジスタ４７のコレクタには、抵抗４９、５１、５３が直列に接続されている。抵抗４９、５１の接続部分にコンデンサ５５が接続されており、コンデンサ５５の他端が抵抗５３と共に電源Ｖｅに接続されている。また、抵抗５１、５３の接続部分にトランジスタ５７のベースが接続されている。トランジスタ５７はｐｎｐ形であり、トランジスタ５７のエミッタが電源Ｖｅに接続されており、コレクタが抵抗５９を介してトランジスタ２７のベースに接続されている。トランジスタ２７はｎｐｎ形であり、コレクタが、高域通過フィルタ７の抵抗２５に接続されており、エミッタが接地されている。
【００２１】
上記の回路構成により、低域通過フィルタ３１を通過した低周波数成分のレベルに応じた信号が、トランジスタ４７、トランジスタ５７の機能によって、トランジスタ２７のベースに与えられる。そして、トランジスタ２７が、低周波数成分のレベルに応じて動作し、これにより、高域通過フィルタ３１の遮断周波数が低周波数成分のレベルに応じて変化する。また、上記回路構成では、時定数が設定されており、遮断周波数が一定になるような処理が行われる。
【００２２】
図４は、図３の回路における高域通過フィルタの周波数特性を測定した結果を示している。図４において、横軸は周波数であり、縦軸は出力レベルである。周波数特性の測定結果は、図２の理論値と同様になっている。すなわち、出力電圧が大きいほど、大きい周波数から出力レベルが下がり始めており、遮断周波数が大きくなっている。
【００２３】
次に、本実施の形態の増幅装置の動作を説明する。図１において、オーディオ信号は、高域通過フィルタ７に入力される。高域通過フィルタ７ではオーディオ信号の低域周波数成分がカットされる。高域通過フィルタ７を通過したオーディオ信号は、増幅器３に供給される。増幅器３はオーディオ信号を増幅する。そして、オーディオ信号は出力トランス５に供給され、出力トランス５で昇圧が行われる。出力トランス５を通ったオーディオ信号は、出力端子に接続されたスピーカ（図示せず）へと供給される。
【００２４】
また、オーディオ信号は、増幅器３から低周波数成分抽出部９へ供給される。低周波数成分抽出部９では、低域通過フィルタのフィルタ特性に従ってオーディオ信号から低周波数成分が抽出される。抽出された低周波成分は遮断周波数制御部１１に供給される。そして、低域周波数成分のレベルに応じて、高域通過フィルタ７の遮断周波数が制御される。
【００２５】
ここで、低域周波数成分のレベルが大きいとき、高域通過フィルタ７の遮断周波数が大きくなる。したがって、高域通過フィルタ７にて、低域成分の通過が大幅に制限され、これにより、磁気飽和が防止される。
【００２６】
一方、低域周波数成分のレベルが小さいとき、高域通過フィルタ７の遮断周波数が小さくなる。これにより、低い周波数までの広範囲の信号が、高域通過フィルタ７を通過し、増幅および出力される。
【００２７】
このようにして、図２および図４に示されるように、磁気飽和の要因になる低周波数信号の過大入力を抑えることができ、これにより出力トランスを小型化できる。しかも、低周波数信号のレベルが小さいときは、低域までの広範囲の信号を増幅および出力できる。
【００２８】
また、高域成分と低域成分が混在している場合でも、高域成分には影響を与えずに、低域成分のみを好適に除去できる。
【００２９】
以上に、本発明の実施の形態に係る増幅装置１について説明した。本実施の形態によれば、上述のように、オーディオ信号の低域周波数成分のレベルに応じて高域通過フィルタの遮断周波数を動的に変化させることで、好適な低域周波数特性を得つつ、出力トランスを小型化できる。
【００３０】
なお、本実施の形態では、遮断周波数の制御のために、出力トランスの１次側の信号がフィードバックされていた。しかし、フィードバックされる信号は、出力トランスの２次側の信号でもよい。すなわち、出力トランスの２次側の信号から低周波数信号のレベルが検出されてもよい。また、フィードバックされる信号は、入力信号でもよい。また、出力トランスの信号をフィードバックする場合、ダブルエンドプッシュプルアンプの片側または両側の信号が用いられてよい。
【００３１】
その他、本発明は上述の実施の形態に限定されず、当業者が本発明の範囲内で上述の実施の形態を変形可能なことはもちろんである。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
以上のように、本発明にかかる増幅装置は、好適な低域周波数特性が得られつつ、出力トランスを小型化できるという効果を有し、オーディオ用電力増幅装置等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施の形態における増幅装置のブロック図
【図２】高域通過フィルタの周波数特性を示す図
【図３】高域通過フィルタの周波数特性を制御する回路の具体的構成例を示す図
【図４】高域通過フィルタの周波数特性の実測値示す図
【符号の説明】
【００３４】
１  増幅装置
３  増幅器
５  出力トランス
７  高域通過フィルタ
９  低周波成分抽出部
１１  遮断周波数制御部
【図１】
2006025043.tif 000003
【図２】
2006025043.tif 000004
【図３】
2006025043.tif 000005
【図４】
2006025043.tif 000006