(57)【要約】【課題】製品重量が軽く、パワーアンプの大きな出力電圧によるスピーカー破損を起こすことがないパワードスピーカー装置を提供すること。【解決手段】パワーアンプ２４と入力端子２１側プリアンプ２２とを絶縁する絶縁トランス２３と、外部電力と絶縁しプリアンプ２２に電力供給を行う副電源部２６と、外部電力をトランスレスで直流に変換しパワーアンプ２４に電力供給を行う主電源部２７と、パワーアンプ２４とスピーカー２５とを絶縁し出力音声信号をスピーカー２５の許容電圧以下に制限する出力トランス２８とを備えることにより、重い電源トランスを用いることなく電源供給ができ、製品重量を軽量化することができるとともに、過大入力によるスピーカー破壊を防止することができる。【選択図】　　　図１
2004129018.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
音声信号を入力する音声信号入力部と、
前記音声信号入力部に入力された音声信号を増幅する音声信号補助増幅部と、
前記音声信号補助増幅部に増幅された音声信号を制限内の大きさでさらに増幅する音声信号制限増幅部と、
前記音声信号制限増幅部に増幅された音声信号を音波に変換して拡声するスピーカーと、
１次側に交流の電力を入力し、前記１次側と絶縁された２次側に前記電力の電圧を変圧した交流の電力を発生し、この交流の電力を直流に変換して平滑し、前記音声信号補助増幅部に駆動電力として供給する補助増幅電力供給部と、
交流の電力を入力し、この交流の電力を直流に変換して平滑し、前記音声信号制限増幅部に駆動電力として供給する制限増幅電力供給部と、
前記音声信号補助増幅部と前記音声信号制限増幅部とを絶縁し、前記音声信号補助増幅部から入力された音声信号の電圧を変圧し、前記音声信号制限増幅部に出力する絶縁変圧部とを備え、
前記音声信号制限増幅部は、前記音声信号補助増幅部に増幅された音声信号を、前記スピーカーの拡声に必要な電圧以上で許容電圧以下に増幅することを特徴とするパワードスピーカー装置。
【請求項２】
前記音声信号制限増幅部は、前記制限増幅電力供給部から入力される電力により駆動され、前記音声信号補助増幅部に増幅された音声信号をさらに増幅する音声信号増幅部と、前記音声信号増幅部と前記スピーカーとを絶縁し、前記音声信号増幅部から入力された音声信号の電圧を、前記スピーカーの許容電圧以下に変圧して前記スピーカーに出力する出力変圧部とを有することを特徴とする請求項１記載のパワードスピーカー装置。
【請求項３】
前記音声信号制限増幅部は、前記音声信号補助増幅部に増幅された音声信号を、前記スピーカーの許容電圧以下に制限する電圧クリップ部を有することを特徴とする請求項１記載のパワードスピーカー装置。
【請求項４】
前記音声信号制限増幅部は、前記音声信号補助増幅部に増幅された音声信号を、前記スピーカーに出力する音声信号の出力電圧を監視し、前記許容電圧を超えるとき、入力する前記音声信号の入力レベルを絞る入力電圧制限部を有することを特徴とする請求項１記載のパワードスピーカー装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スピーカーにパワーアンプを内蔵したパワードスピーカー装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、パワードスピーカー装置は、入力された音声信号を増幅するため、内部にアンプ部を備えている。このようなスピーカーシステムでは、例えば、プリアンプ部と、パワーアンプ部とを有し、入力された音声信号をプリアンプ部で増幅し、さらにパワーアンプ部で適切な電圧まで増幅し、スピーカーから拡声するようになっている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
ここで、従来のパワードスピーカー装置を、図４に示し、説明する。従来のパワードスピーカー装置は、図４に示すように、入力端子１１、プリアンプ１２、パワーアンプ１３、スピーカー１４、電源部１５を備えている。
【０００４】
このような構成において、パワードスピーカー装置は、入力端子１１から音声信号を入力し、プリアンプ１２で増幅し、さらにパワーアンプ１３により適切な電圧まで増幅して、スピーカー１４より拡声する。
【０００５】
電源部１５は、電源トランスを含み、電圧調整、電気的絶縁の役割を担っており、スピーカー１４を駆動するために必要な電力をパワーアンプ１３へ供給するものである。
【０００６】
【特許文献１】
特開２０００−３４１０５８号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のパワードスピーカー装置において、電源部は、スピーカーを駆動するために必要な電力をパワーアンプへ供給する必要から、大型で重い部品で構成され、製品としても重くなり取り扱い面で問題がある。
【０００８】
また、パワーアンプの最大出力電圧は、パワーアンプの供給電源電圧により決まるため、パワーアンプの出力電圧がスピーカーの許容入力電圧を超える場合があり、スピーカー破損の原因となる。
【０００９】
本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、パワードスピーカー装置を軽量化すると同時に、スピーカーへの過大入力を防止する優れたパワードスピーカー装置を提供するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明のパワードスピーカー装置は、音声信号を入力する音声信号入力部と、前記音声信号入力部に入力された音声信号を増幅する音声信号補助増幅部と、前記音声信号補助増幅部に増幅された音声信号を制限内の大きさでさらに増幅する音声信号制限増幅部と、前記音声信号制限増幅部に増幅された音声信号を音波に変換して拡声するスピーカーと、１次側に交流の電力を入力し、前記１次側と絶縁された２次側に前記電力の電圧を変圧した交流の電力を発生し、この交流の電力を直流に変換して平滑し、前記音声信号補助増幅部に駆動電力として供給する補助増幅電力供給部と、１次側に交流の電力を入力し、この交流の電力を直流に変換して平滑し、前記音声信号制限増幅部に駆動電力として供給する制限増幅電力供給部と、前記音声信号補助増幅部と前記音声信号制限増幅部とを絶縁し、前記音声信号補助増幅部から入力された音声信号の電圧を変圧し、前記音声信号制限増幅部に出力する絶縁変圧部とを備え、前記音声信号制限増幅部は、前記音声信号補助増幅部に増幅された音声信号を、前記スピーカーの許容電圧以下で増幅することを特徴とした構成を有している。
【００１１】
この構成により、前記音声信号補助増幅部に増幅された音声信号は、前記音声信号制限増幅部によって、前記スピーカーの許容電圧以下に増幅され、また、大きな電源電圧を必要とする前記音声信号制限増幅部が、前記絶縁変圧部によって音声信号を入力する前記音声信号入力部と絶縁されるので、音声信号制限増幅部によってスピーカーの最大供給電圧を自由に設定することができ、過大入力によるスピーカー破壊を防止することができるとともに、音声信号制限増幅部を外部電力と絶縁せずにすみ、外部と絶縁し大きな電力を供給するための重い電源トランスを用いることなく構成することができ、製品重量を軽量化することができることとなる。
【００１２】
また、本発明のパワードスピーカー装置は、前記音声信号制限増幅部は、前記制限増幅電力供給部から入力される電力により駆動され、前記音声信号補助増幅部に増幅された音声信号をさらに増幅する音声信号増幅部と、前記音声信号増幅部と前記スピーカーとを絶縁し、前記音声信号増幅部から入力された音声信号の電圧を、前記スピーカーの許容電圧以下に変圧して前記スピーカーに出力する出力変圧部とを有することを特徴とした構成を有している。
【００１３】
この構成により、前記出力変圧部は、前記音声信号増幅部と前記スピーカーとを絶縁し、音声信号の電圧を前記スピーカーの許容電圧以下に変圧するので、音声信号増幅部の出力電圧を、出力変圧部で降圧することができ、過大入力によるスピーカー破壊を防止することができるとともに、外部電源部とスピーカー部とが絶縁され、外部電力からの雑音を排除して良好な音声出力を行うことができることとなる。
【００１４】
また、本発明のパワードスピーカー装置は、前記音声信号制限増幅部は、前記音声信号補助増幅部に増幅された音声信号を、前記スピーカーの許容電圧以下に制限する電圧クリップ部を有することを特徴とした構成を有している。
【００１５】
この構成により、電圧クリップ部が音声信号をスピーカーの許容電圧以下に制限するので、音声信号制限増幅部の出力電圧を制御することができ、スピーカーへの過大入力を抑えることができ、スピーカー破壊を防止することができることとなる。
【００１６】
また、本発明のパワードスピーカー装置は、前記音声信号制限増幅部は、前記音声信号補助増幅部に増幅された音声信号を、前記スピーカーに出力する音声信号の出力電圧を監視し、前記許容電圧を超えるとき、入力する前記音声信号の入力レベルを絞る入力電圧制限部を有することを特徴とした構成を有している。
【００１７】
この構成により、入力電圧制限部により音声信号制限増幅部の出力電圧が監視され、設定した電圧を超えるとき、入力レベルが絞られるので、設定値以上の電圧がスピーカーに出力されず、過大入力によるスピーカー破壊を防止することができることとなる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。
（第１の実施の形態）
【００１９】
本発明の第１の実施の形態のパワードスピーカー装置の構成図を、図１に示す。
【００２０】
図１に示すように、本発明の第１の実施の形態のパワードスピーカー装置２０は、外部から音声信号を入力する入力端子２１、入力した音声信号の電圧増幅を行うプリアンプ２２、プリアンプ２２とパワーアンプ２４とを絶縁する絶縁トランス２３、電圧増幅された音声信号にさらに電圧増幅を行うパワーアンプ２４、パワーアンプ２４で電圧増幅された音声信号を音波に変換して拡声するスピーカー２５、プリアンプ２２に電力供給を行う副電源部２６、パワーアンプ２４に電力供給を行う主電源部２７、パワーアンプ２４に増幅された音声信号をスピーカー２５の許容電圧以下で変圧する出力トランス２８を備えている。
【００２１】
また、入力端子２１は、外部の音声入力機器と接続され、この音声入力機器によって音声信号が入力されるものである。ここで、音声入力機器とは、マイクロホン等である。
【００２２】
プリアンプ２２は、入力端子２１に接続され、副電源部２６から駆動電力を供給されることにより、入力端子２１に入力された音声信号を増幅するものである。絶縁トランス２３は、１次側に接続されたプリアンプ２２と２次側に接続されたパワーアンプ２４とを絶縁し、１次側に接続されたプリアンプ２２から入力された音声信号の電圧を変圧し、２次側に接続されたパワーアンプ２４に出力するものである。
【００２３】
パワーアンプ２４は、主電源部２７から駆動電力を供給されることにより、プリアンプ２２に増幅された音声信号をさらに増幅するものである。スピーカー２５は、パワーアンプ２４に増幅された音声信号を音波に変換して拡声するものである。
【００２４】
副電源部２６は、１次側と２次側とを絶縁し、パワードスピーカー装置２０の外部から１次側に交流の電力を入力し、１次側と絶縁された２次側に前記電力の電圧を変圧した交流の電力を生成し、この交流の電力を直流に変換して平滑し、プリアンプ２２に駆動電力として供給するものである。主電源部２７は、パワードスピーカー装置２０の外部から、交流の電力を入力し、この交流の電力を直流に変換して平滑し、パワーアンプ２４に駆動電力として供給するものである。
【００２５】
出力トランス２８は、１次側に接続されたパワーアンプ２４と２次側に接続されたスピーカー２５とを絶縁し、パワーアンプ２４から入力された音声信号の電圧を、スピーカー２５の許容電圧以下で変圧してスピーカー２５に出力するものである。
【００２６】
次に、本実施の形態に係るパワードスピーカー装置２０の動作について説明する。
【００２７】
まず、本パワードスピーカー装置２０において、パワードスピーカー装置２０の副電源部２６に供給された交流の電力は、副電源部２６によって外部と絶縁された交流の電力が発生され、この交流の電力が直流に変換されて平滑され、プリアンプ２２に駆動電力として供給される。
【００２８】
また、パワードスピーカー装置２０の主電源部２７に供給された交流の電力は、主電源部２７によって交流の電力が直流に変換されて平滑され、パワーアンプ２４に駆動電力として供給される。
【００２９】
一方、パワードスピーカー装置２０の入力端子２１から入力された音声信号は、副電源部２６によって供給された電力を駆動電力とするプリアンプ２２によって増幅される。増幅された音声信号は、絶縁トランス２３の１次側に入力され、絶縁トランス２３により１次側と絶縁された２次側からパワーアンプ２４に出力される。
【００３０】
次に、絶縁トランス２３から出力された音声信号は、主電源部２７によって供給された電力を駆動電力とするパワーアンプ２４によってさらに増幅される。増幅された音声信号は、出力トランス２８の１次側に入力され、出力トランス２８によりスピーカー２５の許容電圧以下で変圧され、１次側と絶縁された２次側からスピーカー２５に出力される。出力トランス２８から出力された音声信号は、スピーカー２５により拡声される。
【００３１】
ここで、パワーアンプ２４の電源は、ＡＣ１００Ｖ電源を直接整流、平滑する主電源部２７により±７０Ｖが供給される。主電源部２７は、ＡＣ１００Ｖ側とは非絶縁であるが、絶縁トランス２３により、入力端子２１とは絶縁されている。また、副電源部２６により、入力端子２１は、プリアンプ２２に供給する外部の電源とも絶縁されている。
【００３２】
また、パワーアンプ２４には、主電源部２７により±７０Ｖが供給されているため、実効値最大５０Ｖの正弦波出力電圧が出る。さらに、パワーアンプ２４とスピーカー２５の間には、出力トランス２８が挿入されており、スピーカー２５を外部の電源と絶縁するとともに、出力トランス２８の変成比によりスピーカー２５への最大供給電圧を自由に設定することができるため、過大入力によるスピーカー破壊を防止することができる。
【００３３】
また、パワーアンプ２４を外部電力と絶縁せずにすみ、外部と絶縁し大きな電力を供給するための重い電源トランスを用いることなく構成することができ、製品重量を軽量化することができる。
（第２の実施の形態）
【００３４】
次に、本発明の第２の実施の形態のパワードスピーカー装置を、図２に示し、説明する。
【００３５】
図２に示すように、本発明の第２の実施の形態のパワードスピーカー装置３０は、外部から音声信号を入力する入力端子３１、入力した音声信号の電圧増幅を行うプリアンプ３２、プリアンプ３２とパワーアンプ３４とを絶縁する絶縁トランス３３、電圧増幅された音声信号にさらに電圧増幅を行うパワーアンプ３４、パワーアンプ３４で電圧増幅された音声信号を音波に変換して拡声するスピーカー３５、プリアンプ３２に電源を供給する副電源部３６、パワーアンプ３４に電源を供給する主電源部３７を備えている。また、パワーアンプ３４は、電圧クリップ回路３８を内部に具備している。
【００３６】
ここで、本発明の第２の実施の形態のパワードスピーカー装置３０における入力端子３１、プリアンプ３２、絶縁トランス３３、スピーカー３５、副電源部３６、主電源部３７は、第１の実施の形態のパワードスピーカー装置２０における入力端子２１、プリアンプ２２、絶縁トランス２３、スピーカー２５、副電源部２６、主電源部２７と同様のものであるので、説明を省略する。
【００３７】
パワーアンプ３４は、主電源部３７から駆動電力を供給されることにより、プリアンプ３２に増幅された音声信号をさらに増幅するものであり、内部の電圧クリップ回路３８により、前記音声信号をスピーカー２５の許容電圧以下にクリップするものである。
【００３８】
次に、本実施の形態に係るパワードスピーカー装置３０の動作について説明する。
【００３９】
まず、本パワードスピーカー装置３０において、上記第１の実施の形態と同様に、パワードスピーカー装置３０の副電源部３６に供給された交流の電力は、副電源部３６によって外部と絶縁された交流の電力が生成され、この交流の電力が直流に変換されて平滑され、プリアンプ３２に駆動電力として供給される。
【００４０】
また、パワードスピーカー装置３０の主電源部３７に供給された交流の電力は、主電源部３７によって交流の電力が直流に変換されて平滑され、パワーアンプ３４に駆動電力として供給される。
【００４１】
一方、パワードスピーカー装置３０の入力端子３１から入力された音声信号は、副電源部３６によって供給された電力を駆動電力とするプリアンプ３２によって増幅される。増幅された音声信号は、絶縁トランス３３の１次側に入力され、絶縁トランス３３により１次側と絶縁された２次側からパワーアンプ３４に出力される。
【００４２】
次に、絶縁トランス３３から出力された音声信号は、主電源部３７によって供給された電力を駆動電力とするパワーアンプ３４によってさらに増幅される。このとき、電圧クリップ回路３８により、音声信号がクリップされることにより、出力電圧が制限される。制限増幅された音声信号は、スピーカー３５に出力される。パワーアンプ３４から出力された音声信号は、スピーカー３５により拡声される。
【００４３】
また、上記第１の実施の形態と同様に、パワーアンプ３４からは、実効値最大５０Ｖの正弦波出力電圧が出ることとなる。しかしここで、電圧クリップ回路３８で信号がクリップされることから、出力電圧が制限されることとなり、過大入力によるスピーカー破壊を防止することができる。
【００４４】
また、パワーアンプ３４を外部電力と絶縁せずにすみ、外部と絶縁し大きな電力を供給するための重い電源トランスを用いることなく構成することができ、製品重量を軽量化することができる。
（第３の実施の形態）
【００４５】
次に、本発明の第３の実施の形態のパワードスピーカー装置を、図３に示し、説明する。
【００４６】
図３に示すように、本発明の第３の実施の形態のパワードスピーカー装置４０は、外部から音声信号を入力する入力端子４１、入力した音声信号の電圧増幅を行うプリアンプ４２、プリアンプ４２とパワーアンプ４４とを絶縁する絶縁トランス４３、電圧増幅された音声信号にさらに電圧増幅を行うパワーアンプ４４、パワーアンプ４４で電圧増幅された音声信号を音波に変換して拡声するスピーカー４５、プリアンプ４２に電源を供給する副電源部４６、パワーアンプ４４に電源を供給する主電源部４７を備えている。また、パワーアンプ４４は、このパワーアンプ４４の出力電圧を監視しつつ入力電圧を調整する電圧制限回路４８を内部に具備している。
【００４７】
ここで、本発明の第３の実施の形態のパワードスピーカー装置４０における入力端子４１、プリアンプ４２、絶縁トランス４３、スピーカー４５、副電源部４６、主電源部４７は、第１の実施の形態のパワードスピーカー装置２０における入力端子２１、プリアンプ２２、絶縁トランス２３、スピーカー２５、副電源部２６、主電源部２７と同様のものであるので、説明を省略する。
【００４８】
パワーアンプ４４は、主電源部４７から駆動電力を供給されることにより、プリアンプ４２に増幅された音声信号をさらに増幅するものであり、内部の電圧制限回路４８により、このパワーアンプ４４の出力電圧を監視しつつ入力電圧を調整するものである。
【００４９】
次に、本実施の形態に係るパワードスピーカー装置４０の動作について説明する。
【００５０】
まず、本パワードスピーカー装置４０において、上記第１の実施の形態と同様に、パワードスピーカー装置４０の副電源部４６に供給された交流の電力は、副電源部４６によって外部と絶縁された交流の電力が生成され、この交流の電力が直流に変換されて平滑され、プリアンプ４２に駆動電力として供給される。
【００５１】
また、パワードスピーカー装置４０の主電源部４７に供給された交流の電力は、主電源部４７によって交流の電力が直流に変換されて平滑され、パワーアンプ４４に駆動電力として供給される。
【００５２】
一方、パワードスピーカー装置４０の入力端子４１から入力された音声信号は、副電源部４６によって供給された電力を駆動電力とするプリアンプ４２によって増幅される。増幅された音声信号は、絶縁トランス４３の１次側に入力され、絶縁トランス４３により１次側と絶縁された２次側からパワーアンプ４４に出力される。
【００５３】
次に、絶縁トランス４３から出力された音声信号は、主電源部４７によって供給された電力を駆動電力とするパワーアンプ４４によってさらに増幅され、スピーカー３５に出力される。このとき、電圧制限回路４８は、パワーアンプ４４の出力電圧を監視して、設定した電圧になるとそれ以上の電圧にならないようにパワーアンプ４４の入力レベルを絞る。パワーアンプ４４から出力された音声信号は、スピーカー４５より拡声される。
【００５４】
また、上記第１の実施の形態と同様に、パワーアンプ４４からは、実効値最大５０Ｖの正弦波出力電圧が出ることとなる。ここで、電圧制限回路４８は、パワーアンプ４４の出力電圧を監視しており、設定した電圧になるとそれ以上の電圧にならないようにパワーアンプ４４の入力レベルを絞る。つまり、設定値以上の電圧がパワーアンプ４４から出力されないこととなり、過大入力によるスピーカー破壊を防止することができる。
【００５５】
また、パワーアンプ４４を外部電力と絶縁せずにすみ、外部と絶縁し大きな電力を供給するための重い電源トランスを用いることなく構成することができ、製品重量を軽量化することができる。
【００５６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、音声信号補助増幅部に増幅された音声信号は、音声信号制限増幅部によって、スピーカーの許容電圧以下に増幅され、また、大きな電源電圧を必要とする音声信号制限増幅部が、絶縁変圧部によって音声信号を入力する音声信号入力部と絶縁されることにより、音声信号制限増幅部によってスピーカーの最大供給電圧を自由に設定することができ、過大入力によるスピーカー破壊を防止することができるとともに、音声信号制限増幅部を外部電力と絶縁せずにすみ、外部と絶縁し大きな電力を供給するための重い電源トランスを用いることなく構成することができ、製品重量を軽量化することができるというすぐれた効果を有するパワードスピーカー装置を提供することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態におけるパワードスピーカー装置の構成を示すブロック図
【図２】本発明の第２の実施の形態におけるパワードスピーカー装置の構成を示すブロック図
【図３】本発明の第３の実施の形態におけるパワードスピーカー装置の構成を示すブロック図
【図４】従来のパワードスピーカー装置の構成を示すブロック図
【符号の説明】
１１　入力端子
１２　プリアンプ
１３　パワーアンプ
１４　スピーカー
１５　電源部
２０　パワードスピーカー装置
２１　入力端子
２２　プリアンプ
２３　絶縁トランス
２４　パワーアンプ
２５　スピーカー
２６　副電源部
２７　主電源部
２８　出力トランス
３０　パワードスピーカー装置
３１　入力端子
３２　プリアンプ
３３　絶縁トランス
３４　パワーアンプ
３５　スピーカー
３６　副電源部
３７　主電源部
３８　電圧クリップ回路
４０　パワードスピーカー装置
４１　入力端子
４２　プリアンプ
４３　絶縁トランス
４４　パワーアンプ
４５　スピーカー
４６　副電源部
４７　主電源部
４８　電圧制限回路
【図１】
2004129018.tif 000003
【図２】
2004129018.tif 000004
【図３】
2004129018.tif 000005
【図４】
2004129018.tif 000006