(57)【要約】【課題】信号入力時に確実にオーディオアンプ出力中の直流成分を検出する。【解決手段】音量調節用の減衰器２の減衰係数Ａをユーザ所望の音量に応じた値にしておく。音量調節用の減衰器２を通してオーディオ信号を入力し、電力増幅して出力する電力増幅回路３の出力電圧を全波整流手段１１で全波整流する。そして、演算手段１２により、減衰器２の減衰係数をＡ、電力増幅回路３の出力電圧の許容最大振幅をＣとして、全波整流手段１１の出力を１／Ａ倍してＥとし、ＥがＣを越えたときのΔＥ＝Ｅ−Ｃの最大値を求めて直流電圧成分の最大の大きさを推定する。そして、比較手段１３により、ΔＥの最大値を所定のしきい値と比較し、しきい値より大きいときに異常検出出力を行い、電力増幅回路３とスピーカ４の間に介装されたリレースイッチ５を開かせる。【選択図】　　　　図１
2004112543.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
減衰器を通してオーディオ信号を入力し、電力増幅して出力するオーディオアンプにおいて、
オーディオアンプ出力電圧を全波整流する全波整流手段と、
減衰器の減衰係数をＡ、オーディオアンプの出力電圧の許容最大振幅をＣとして、全波整流手段の出力を１／Ａ倍してＥとし、ＥがＣを越えたときのΔＥ＝Ｅ−Ｃの最大値を求めて直流電圧成分の最大の大きさを推定する演算手段と、
を備えたことを特徴とするオーディオアンプの直流検出回路。
【請求項２】
演算手段で推定した直流電圧成分の最大の大きさを所定のしきい値と比較し、しきい値より大きいときに異常検出出力を行う比較手段を備えたこと、
を特徴とする請求項１記載のオーディオアンプの直流検出回路。
【請求項３】
減衰器を通してオーディオ信号を入力し、電力増幅して出力するオーディオアンプにおいて、
オーディオアンプ出力電圧を全波整流する全波整流手段と、
減衰器の減衰係数をＡ、オーディオアンプの出力電圧の許容最大振幅をＣとして、全波整流手段の出力を１／Ａ倍してＥとし、ＥがＣを越えたときのΔＥ＝Ｅ−Ｃを求める演算手段と、
ΔＥを所定のしきい値と比較し、しきい値より大きいときに異常検出出力を行う比較手段と、
を備えたことを特徴とするオーディオアンプの直流検出回路。
【請求項４】
オーディオ信号を入力し、電力増幅して出力するオーディオアンプにおいて、
オーディオアンプ入力電圧を全波整流する第１全波整流手段と、
オーディオアンプ出力電圧を全波整流する第２全波整流手段と、
オーディオアンプの電圧増幅率をＧとし、第１全波整流手段の出力のＧ倍をＨとし、第２全波整流手段の出力ＤがＨを越えたときのΔＤ＝Ｄ−Ｈの最大値を求めてオーディオアンプの出力中の異常な直流電圧成分の大きさを検出する検出手段と、
を備えたことを特徴とするオーディオアンプの直流検出回路。
【請求項５】
検出手段で検出したオーディオアンプの出力中の異常な直流電圧成分の大きさを所定のしきい値と比較し、しきい値より大きいときに異常検出出力を行う比較手段を備えたこと、
を特徴とする請求項４記載のオーディオアンプの直流検出回路。
【請求項６】
オーディオ信号を入力し、電力増幅して出力するオーディオアンプにおいて、
オーディオアンプ入力電圧を全波整流する第１全波整流手段と、
オーディオアンプ出力電圧を全波整流する第２全波整流手段と、
オーディオアンプの電圧増幅率をＧとし、第１全波整流手段の出力のＧ倍をＨとし、第２全波整流手段の出力ＤがＨを越えたときのΔＤ＝Ｄ−Ｈを求める検出手段と、
ΔＤを所定のしきい値と比較し、しきい値より大きいときに異常検出出力を行う比較手段と、
を備えたことを特徴とするオーディオアンプの直流検出回路。
【請求項７】
減衰器を通してオーディオ信号を入力し、電力増幅して出力するオーディオアンプにおいて、
減衰器入力を全波整流する第１全波整流手段と、
オーディオアンプ出力を全波整流する第２全波整流手段と、
減衰器の減衰量をＡ、オーディオアンプの増幅率をＧとし、第１全波整流手段の出力をＧ／Ａ倍してＪとし、第２全波整流手段の出力ＤがＪを越えたときのΔＤ＝Ｄ−Ｊの最大値を求めてオーディオアンプの出力中の異常な直流電圧成分を検出する検出手段と、
を備えたことを特徴とするオーディオアンプの直流検出回路。
【請求項８】
検出手段で検出したオーディオアンプの出力中の異常な直流電圧成分の大きさを所定のしきい値と比較し、しきい値より大きいときに異常検出出力を行う比較手段を備えたこと、
を特徴とする請求項７記載のオーディオアンプの直流検出回路。
【請求項９】
減衰器を通してオーディオ信号を入力し、電力増幅して出力するオーディオアンプにおいて、
減衰器入力を全波整流する第１全波整流手段と、
オーディオアンプ出力を全波整流する第２全波整流手段と、
減衰器の減衰量をＡ、オーディオアンプの増幅率をＧとし、第１全波整流手段の出力をＧ／Ａ倍してＪとし、第２全波整流手段の出力ＤがＪを越えたときのΔＤ＝Ｄ−Ｊを求める検出手段と、
ΔＤを所定のしきい値と比較し、しきい値より大きいときに異常検出出力を行う比較手段と、
を備えたことを特徴とするオーディオアンプの直流検出回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はオーディオアンプの直流検出回路に係り、とくにスピーカ保護のためなどにオーディオアンプ出力に現れた異常な直流成分を検出することのできるオーディオアンプの直流検出回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
オーディオアンプは異常動作時に出力に直流電圧成分が現われることがある。オーディオアンプに接続されたスピーカに直流電圧成分が印加されると、最悪の場合破壊されてしまう。
従来のスピーカ保護機能付オーディオアンプの１つに特開２０００−１７４５７１が有る。この発明は、２つの増幅器によりスピーカをプッシュプル駆動するオーディオアンプにおいて、無入力時における２つの増幅器の出力の差電圧を検出し、所定値を超えたときスピーカ出力を遮断するようにしたものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、オーディオアンプは無入力時よりも信号入力に伴い増幅動作を行っている場合の方が動作異常により直流電圧成分が発生し易い。上記した従来のオーディオアンプでは信号入力時における２つの増幅器の出力の差電圧は直流電圧成分を表さないため、信号入力時には直流電圧成分を検出できず、スピーカ保護を図れない欠点が有る。
本発明は上記した従来技術の問題に鑑み、信号入力時に確実に直流成分を検出できるオーディオアンプの直流検出回路を提供することを、その目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係るオーディオアンプの直流検出回路では、減衰器を通してオーディオ信号を入力し、電力増幅して出力するオーディオアンプにおいて、オーディオアンプ出力電圧を全波整流する全波整流手段と、減衰器の減衰係数をＡ、オーディオアンプの出力電圧の許容最大振幅をＣとして、全波整流手段の出力を１／Ａ倍してＥとし、ＥがＣを越えたときのΔＥ＝Ｅ−Ｃの最大値を求めて直流電圧成分の最大の大きさを推定する演算手段と、を備えたことを特徴としている。
請求項１において、演算手段で推定した直流電圧成分の最大の大きさを所定のしきい値と比較し、しきい値より大きいときに異常検出出力を行う比較手段を備えてもよく、さらに、異常検出出力に基づきアンプ出力を遮断するかまたはアンプ電源を遮断する遮断手段を備えてもよい。
請求項３では、減衰器を通してオーディオ信号を入力し、電力増幅して出力するオーディオアンプにおいて、オーディオアンプ出力電圧を全波整流する全波整流手段と、減衰器の減衰係数をＡ、オーディオアンプの出力電圧の許容最大振幅をＣとして、全波整流手段の出力を１／Ａ倍してＥとし、ＥがＣを越えたときのΔＥ＝Ｅ−Ｃを求める演算手段と、ΔＥを所定のしきい値と比較し、しきい値より大きいときに異常検出出力を行う比較手段と、を備えたことを特徴としている。
請求項３において、異常検出出力に基づきアンプ出力を遮断するかまたはアンプ電源を遮断する保護手段を備えてもよい。
【０００５】
請求項４に係るオーディオアンプの直流検出回路では、オーディオ信号を入力し、電力増幅して出力するオーディオアンプにおいて、オーディオアンプ入力電圧を全波整流する第１全波整流手段と、オーディオアンプ出力電圧を全波整流する第２全波整流手段と、オーディオアンプの電圧増幅率をＧとし、第１全波整流手段の出力のＧ倍をＨとし、第２全波整流手段の出力ＤがＨを越えたときのΔＤ＝Ｄ−Ｈの最大値を求めてオーディオアンプの出力中の異常な直流電圧成分の大きさを検出する検出手段と、を備えたことを特徴としている。
請求項４において、検出手段で検出したオーディオアンプの出力中の異常な直流電圧成分の大きさを所定のしきい値と比較し、しきい値より大きいときに異常検出出力を行う比較手段を備えてもよく、さらに、異常検出出力に基づきアンプ出力を遮断するかまたはアンプ電源を遮断する保護手段を備えてもよい。
請求項６では、オーディオ信号を入力し、電力増幅して出力するオーディオアンプにおいて、オーディオアンプ入力電圧を全波整流する第１全波整流手段と、オーディオアンプ出力電圧を全波整流する第２全波整流手段と、オーディオアンプの電圧増幅率をＧとし、第１全波整流手段の出力のＧ倍をＨとし、第２全波整流手段の出力ＤがＨを越えたときのΔＤ＝Ｄ−Ｈを求める検出手段と、ΔＤを所定のしきい値と比較し、しきい値より大きいときに異常検出出力を行う比較手段と、を備えたことを特徴としている。
請求項６において、異常検出出力に基づきアンプ出力を遮断するかまたはアンプ電源を遮断する保護手段を備えてもよい。
【０００６】
請求項７に係るオーディオアンプの直流検出回路では、減衰器を通してオーディオ信号を入力し、電力増幅して出力するオーディオアンプにおいて、減衰器入力を全波整流する第１全波整流手段と、オーディオアンプ出力を全波整流する第２全波整流手段と、減衰器の減衰量をＡ、オーディオアンプの増幅率をＧとし、第１全波整流手段の出力をＧ／Ａ倍してＪとし、第２全波整流手段の出力ＤがＪを越えたときのΔＤ＝Ｄ−Ｊの最大値を求めてオーディオアンプの出力中の異常な直流電圧成分を検出する検出手段と、を備えたことを特徴としている。
請求項７において、検出手段で検出したオーディオアンプの出力中の異常な直流電圧成分の大きさを所定のしきい値と比較し、しきい値より大きいときに異常検出出力を行う比較手段を備えてもよく、さらに、異常検出出力に基づきアンプ出力を遮断するかまたはアンプ電源を遮断する遮断手段を備えてもよい。
請求項９では、減衰器を通してオーディオ信号を入力し、電力増幅して出力するオーディオアンプにおいて、減衰器入力を全波整流する第１全波整流手段と、オーディオアンプ出力を全波整流する第２全波整流手段と、減衰器の減衰量をＡ、オーディオアンプの増幅率をＧとし、第１全波整流手段の出力をＧ／Ａ倍してＪとし、第２全波整流手段の出力ＤがＪを越えたときのΔＤ＝Ｄ−Ｊを求める検出手段と、ΔＤを所定のしきい値と比較し、しきい値より大きいときに異常検出出力を行う比較手段と、を備えたことを特徴としている。
請求項９において、異常検出出力に基づきアンプ出力を遮断するかまたはアンプ電源を遮断する保護手段を備えてもよい。
【０００７】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の第１の実施の形態を図１を参照して説明する。図１は本発明に係るスピーカ保護機能付オーディオアンプの全体構成図である。
１はオーディオ信号の入力端子、２はオーディオ信号に対し音量調節を行うための減衰器であり、減衰係数Ａをユーザが可変可能になっている。３は減衰器から出力されたオーディオ信号を電力増幅して出力する電力増幅回路であり、±Ｖｃｃ（Ｖ）の電源が給電され、許容最大入力時の入力信号電圧波形は０Ｖを中心にして±Ｂ（Ｖ）の範囲であり、許容最大入力に対応する許容最大出力時の出力信号電圧波形は０Ｖを中心にして±Ｃ（Ｖ）の範囲であるとする。また、電力増幅回路３の電圧増幅率をＧとする。４はスピーカ、５は電力増幅回路とスピーカ間に介装された遮断用のリレースイッチである。
【０００８】
１０は電力増幅回路の出力に現れる可能性の有る直流電圧成分の大きさの最大値を推測し、該推測した最大値を所定のしきい値と比較してしきい値より大きいときに異常検出出力を行い、リレースイッチ５を開いて遮断させる直流検出回路である。直流検出回路１０の内、１１は電力増幅回路３の出力電圧に対し全波整流を行う全波整流手段、１２は演算手段であり、全波整流手段１１の出力Ｄを１／Ａ倍してＥとし、ＥがＣを越えたときのΔＥ＝Ｅ−Ｃの最大値を求めて、電力増幅回路の出力に現れる可能性の有る直流電圧成分の最大の大きさを推定する。１３は演算手段の出力を所定のしきい値ＴＨと比較し、しきい値ＴＨを超えたとき異常検出出力を行いリレースイッチ５を開かせる比較手段である。
【０００９】
図２は直流検出回路１０の動作を示す線図であり、以下、この図を参照して本実施の形態の作用を説明する。
入力端子１にオーディオ信号が入力されると、減衰器２によりユーザの設定した減衰係数Ａ（大きさを変えない場合Ａ＝１、半分の大きさにする場合Ａ＝１／２、大きさを零にする場合Ａ＝０である。ここではユーザによりＡ＝１／３に設定されているものとする）の分だけ信号の大きさが変えられたのち（信号のレベルがＡ倍とされたのち）、電力増幅回路３に入力される。電力増幅回路３はオーディオ信号を電力増幅したのちリレースイッチ５へ出力する。正常時（直流検出回路１０が異常検出出力していないとき）、リレースイッチ５は閉じており、スピーカ４が駆動されて音響再生される。
【００１０】
一方、直流検出回路１０では、まず全波整流手段１１が電力増幅回路３の出力電圧を全波整流する。全波整流手段１１の出力をＤとして、演算手段１２がＤを１／Ａ倍してＥとし、ＥがＣを越えたときのΔＥ＝Ｅ−Ｃの最大値を求める（図２（１）乃至（３）参照）。ここで、電力増幅回路３の動作異常に基づき、電力増幅回路３の出力に現れる直流電圧成分（図２（１）のΔｖ参照）は、入力信号の大きさが大きくなるほど比例的に大きくなると考えられる。減衰器２の減衰係数Ａを仮に１（減衰なし）としたとき、電力増幅回路３の出力に直流電圧成分が有るとＤはＣを超え、（Ｄ−Ｃ）の最大値がほぼ直流電圧成分の大きさを表す。よって、演算手段１２により、Ｄを１／Ａ倍することで減衰器２の減衰係数Ａを仮に１（減衰なし）としたときの電力増幅回路３の出力の振幅Ｅを求め、このＥがＣを越えたときのΔＥ＝Ｅ−Ｃの最大値を求めることで、電力増幅回路３の出力に現れる可能性の有る直流電圧成分の最大の大きさが推定できる。比較手段１３は、演算手段１２で推定された電力増幅回路３の出力に現れる可能性の有る直流電圧成分の最大の大きさを、予め定められた所定のしきい値ＴＨと比較し、しきい値ＴＨを超えたとき、異常検出出力を行い、リレースイッチ５を開かせて電力増幅回路３とスピーカ４の間を遮断させる。
【００１１】
この実施の形態によれば、オーディオ信号が入力されている状態において、ユーザが減衰器でオーディオ信号を減衰させている場合でも、仮に減衰量を減らした場合に電力増幅回路３の出力に現れる可能性の有る直流電圧成分の最大値を確実に検出し、該直流電圧成分の最大値が一定以上有る場合に電力増幅回路３の出力を遮断できるので、ユーザが減衰量を減らす前（音量を上げる前）にスピーカ４に大きな直流成分が掛かるのを未然に防ぐことができる。また、比較手段１３は１つのしきい値と比較するだけで良いので構成が簡単である。
【００１２】
図３は図１の変形例を示す構成図であり、図１の直流検出回路１０の部分をマイコン構成のコントローラで実現したものである。
２Ａは減衰係数Ａが後述するコントローラの制御で可変される減衰器である。コントローラ２０は音量制御機能とスピーカ保護制御機能を有しており、キー操作部２１で音量アップキーまたは音量ダウンキーが押されて音量増減操作がされると、操作に応じて可変した減衰係数Ａを減衰器２Ａに設定する。Ａはオーディオ信号に対する減衰器２Ａでのゲインを表し、０≦Ａ≦１の範囲でここでは１／１０ずつ可変するものとする。コントローラ２０は音量アップキーが１回押されたときは減衰器２Ａの減衰係数Ａを１段階大きくし（１／１０大きくし）、音量ダウンキーが１回押されたときは減衰係数Ａを１段階小さくする（１／１０小さくする）。
また、コントローラ２０は、電力増幅回路３の出力電圧をＡ／Ｄ変換器２２を介して入力し、減衰器２Ａに設定した現在の減衰係数Ａを用いて図１の直流検出回路１０と等価な処理を行い、電力増幅回路出力に現れる可能性の有る直流電圧成分の最大の大きさを推測し、該推測した最大直流電圧成分の大きさを所定のしきい値と比較してしきい値より大きいときに異常検出出力を行い、リレースイッチ５を開いて遮断させる。
【００１３】
図４はコントローラ２０による音量調節制御処理を示すフローチャート、図５はコントローラ２０によるスピーカ保護制御処理を示すフローチャートであり、以下、これらの図を参照して図３の動作を説明する。
キー操作部２１でユーザが音量アップキーを１回押すと、コントローラ２０は減衰器２Ａの減衰係数Ａを１段階大きくし（図４のステップＳ１０〜Ｓ１３）、音量ダウンキーが１回押されたときは減衰係数Ａを１段階小さくする（図４のステップＳ１４〜Ｓ１６、Ｓ１３）。
入力端子１に入力されたオーディオ信号は減衰器２Ａの減衰係数Ａ（大きさを変えない場合Ａ＝１、半分の大きさにする場合、Ａ＝１／２である）の分だけ信号の大きさが変えられたのち、電力増幅回路３に入力される。電力増幅回路３はオーディオ信号を電力増幅したのちリレースイッチ５へ出力する。正常時（直流検出回路１０が異常検出出力していないとき）、リレースイッチ５は閉じており、スピーカ４が駆動されて音響再生される。
【００１４】
一方、コントローラ２０は、まず直流電圧成分の最大の大きさを示すΔＥｍａｘを零に初期化したのち（図５のステップＳ２０）、Ａ／Ｄ変換器２２から電力増幅回路３の出力電圧（瞬時値）　を入力してＶとする（ステップＳ２１）。そして、Ｖの絶対値を取ることで全波整流する（ステップＳ２２）。
そしてＤ＝｜Ｖ｜を１／Ａ倍してＥとし（ステップＳ２３）、ＥがＣを越えたときのΔＥ＝Ｅ−Ｃを求める（ステップＳ２４でＹＥＳ、Ｓ２５）。ΔＥｍａｘとΔＥを比較してΔＥの方が大きければΔＥｍａｘをΔＥで更新する（ステップＳ２６でＹＥＳ、Ｓ２７）。ここで、電力増幅回路３の出力に現れる直流電圧成分は、入力信号の大きさが大きくなるほど比例的に大きくなると考えられる。減衰器２Ａの減衰係数Ａを仮に１（減衰なし）としたとき、電力増幅回路３の出力に直流電圧成分が有るとＤはＣを超え、Ｄ−Ｃは電力増幅回路３の出力中の直流電圧成分に関係した値となる。よって、コントローラ２０は、Ｄを１／Ａ倍することで減衰器２Ａの減衰係数Ａを仮に１（減衰なし）としたときの電力増幅回路３の出力の大きさＥを求めることができ、ＥがＣを越えたときのΔＥ＝Ｅ−Ｃの最大値を求めることで電力増幅回路３の出力に現れる可能性の有る直流電圧成分の最大の大きさを推定できる。このあと、コントローラ２０はΔＥｍａｘを所定のしきい値ＴＨと比較し（ステップＳ２８）、しきい値ＴＨを超えたとき、異常検出出力を行い、リレースイッチ５を開かせて電力増幅回路３とスピーカ４の間を遮断させる（ステップＳ２９）。ステップＳ２４、Ｓ２６、Ｓ２８の各々でＮＯとなった場合はステップＳ２１に戻る。
【００１５】
図３の変形例によっても、オーディオ信号が入力されている状態において、ユーザが減衰器２Ａでオーディオ信号を減衰させている場合でも、仮に減衰量を減らした場合（減衰係数を１に近づけた場合）に電力増幅回路３の出力に現れる可能性の有る直流電圧成分の最大値を確実に検出し、一定以上有る場合に電力増幅回路３の出力を遮断できるので、ユーザが減衰量を減らす前にスピーカ４に大きな直流成分が掛かるのを未然に防ぐことができる。
【００１６】
なお、図１では演算手段１２はＤを１／Ａ倍することで減衰器２の減衰係数Ａを仮に１（減衰なし）としたときの電力増幅回路３の出力の振幅Ｅを求め、このＥがＣを越えたときのΔＥ＝Ｅ−Ｃの最大値を求めることで、電力増幅回路３の出力に現れる可能性の有る直流電圧成分の最大の大きさを推定し、比較手段１３は、演算手段１２で推定された電力増幅回路３の出力に現れる可能性の有る直流電圧成分の最大の大きさを、予め定められた所定のしきい値ＴＨと比較し、しきい値ＴＨを超えたとき、異常検出出力を行うようにしたが、演算手段１２はＤを１／Ａ倍することで減衰器２の減衰係数Ａを仮に１（減衰なし）としたときの電力増幅回路３の出力の振幅Ｅを求めるとともに、このＥがＣを越えたときのΔＥ＝Ｅ−Ｃを求めるようにし、比較手段１３は、演算手段１２で求めたΔＥを予め定められた所定のしきい値ＴＨと比較し、しきい値ＴＨを超えたとき、異常検出出力を行うようにしても良い。
このようにすれば、ユーザが減衰器２Ａでオーディオ信号を減衰させている場合でも、仮に減衰量を減らした場合（減衰係数を１に近づけた場合）に電力増幅回路３の出力に現れる可能性の有る直流電圧成分を確実に検出し、該直流電圧成分の大きさが一定以上有る場合に電力増幅回路３の出力を遮断できるので、ユーザが減衰量を減らす前にスピーカ４に大きな直流成分が掛かるのを未然に防ぐことができる。
【００１７】
同様に図３の場合も、コントローラ２０は図５の代わりに図６のフローチャートに従いスピーカ保護制御処理を実行するように変形しても良い。図６ではコントローラ２０は、Ａ／Ｄ変換器２２から電力増幅回路３の出力電圧（瞬時値）　を入力してＶとする（ステップＳ２１）。そして、Ｖの絶対値を取ることで全波整流する（ステップＳ２２）。そしてＤ＝｜Ｖ｜を１／Ａ倍してＥとし（ステップＳ２３）、ＥがＣを越えたときのΔＥ＝Ｅ−Ｃを求める（ステップＳ２４でＹＥＳ、Ｓ２５）。ここで、電力増幅回路３の出力に現れる直流電圧成分は、入力信号の大きさが大きくなるほど比例的に大きくなると考えられる。減衰器２Ａの減衰係数Ａを仮に１（減衰なし）としたとき、電力増幅回路３の出力に直流電圧成分が有るとＤはＣを超え、Ｄ−Ｃは電力増幅回路３の出力中の直流電圧成分に関係した値となる。よって、コントローラ２０は、Ｄを１／Ａ倍することで減衰器２Ａの減衰係数Ａを仮に１（減衰なし）としたときの電力増幅回路３の出力の大きさＥを求めることができ、ＥがＣを越えたときのΔＥ＝Ｅ−Ｃを求めることで電力増幅回路３の出力に現れる可能性の有る直流電圧成分の大きさを推定できる。このあと、コントローラ２０はΔＥを所定のしきい値ＴＨと比較し（ステップＳ２８´）、しきい値ＴＨを超えたとき、異常検出出力を行い、リレースイッチ５を開かせて電力増幅回路３とスピーカ４の間を遮断させる（ステップＳ２９）。ステップＳ２４、Ｓ２８の各々でＮＯとなった場合はステップＳ２１に戻る。このようにすれば、ユーザが減衰器２Ａでオーディオ信号を減衰させている場合でも、仮に減衰量を減らした場合（減衰係数を１に近づけた場合）に電力増幅回路３の出力に現れる可能性の有る直流電圧成分を確実に検出し、該直流電圧成分の大きさが一定以上有る場合に電力増幅回路３の出力を遮断できるので、ユーザが減衰量を減らす前にスピーカ４に大きな直流成分が掛かるのを未然に防ぐことができる。
【００１８】
次に、本発明の第２の実施の形態を図７を参照して説明する。図７は本発明に係るスピーカ保護機能付オーディオアンプの全体構成図であり、図１と同一の構成部分には同一の符号が付してある。
１はオーディオ信号の入力端子、２はオーディオ信号に対し音量調節を行うための減衰器であり、減衰係数Ａをユーザがマニュアル操作で可変可能になっている。３は減衰器から出力されたオーディオ信号を電力増幅して出力する電力増幅回路であり、±Ｖｃｃ（Ｖ）の電源が給電され、許容最大入力時の入力信号電圧波形は０Ｖを中心にして±Ｂ（Ｖ）の範囲であり、最大出力時の出力信号電圧波形は０Ｖを中心にして±Ｃ（Ｖ）の範囲であるとする。また、電力増幅回路３の電圧増幅率をＧとする。４はスピーカ、５は電力増幅回路とスピーカ間に介装された遮断用のリレースイッチである。
【００１９】
３０は電力増幅回路出力に現れた異常な直流電圧成分の大きさを検出し、該直流電圧成分の大きさを所定のしきい値と比較してしきい値より大きいときに異常検出出力を行い、リレースイッチ５を開いて遮断させる直流検出回路である。直流検出回路３０の内、３１は電力増幅回路３の入力電圧に対し全波整流を行う第１全波整流手段、３２は電力増幅回路３の出力電圧に対し全波整流を行う第２全波整流手段、３３は演算手段であり、第１全波整流手段３１の出力ＦをＧ倍してＨとし、第２全波整流手段３２の出力ＤがＨを越えたときのΔＤ＝Ｄ−Ｈを求めて異常な直流電圧成分の大きさを検出する。３４は演算手段の出力を所定のしきい値ＴＨ１と比較し、しきい値ＴＨ１を超えたとき異常検出出力を行いリレースイッチ５を開かせる比較手段である。
【００２０】
図８と図９は直流検出回路３０の動作を示す線図であり、以下、これらの図を参照して本実施の形態の作用を説明する。
入力端子１にオーディオ信号が入力されると、減衰器２によりユーザの設定した減衰係数Ａ（大きさを変えない場合Ａ＝１、半分の大きさにする場合、Ａ＝１／２である。）の分だけ信号の大きさが変えられたのち、電力増幅回路３に入力される。電力増幅回路３はオーディオ信号を電圧増幅率Ｇ倍で電力増幅したのちリレースイッチ５へ出力する。正常時（直流検出回路１０が異常検出出力していないとき）、リレースイッチ５は閉じており、スピーカ４が駆動されて音響再生される。
【００２１】
一方、直流検出回路３０では、まず第１全波整流手段３１と第２全波整流手段３２が各々、電力増幅回路３の入力電圧と出力電圧を全波整流する（図８（１）、（２）、図９（１）、（２）参照）。第１全波整流手段３１の出力をＦ、第２全波整流手段３２の出力をＤとして、演算手段３３がＦをＧ倍してＨとし、ＤがＨを越えたときのΔＤ＝Ｄ−Ｈの最大値を求める（図８（３）、図９（３）参照）。ここで、電力増幅回路３の出力に、電力増幅回路３の異常動作に起因する直流電圧成分が無いときＤ＝Ｈであるが、電力増幅回路３の出力に、電力増幅回路３の異常動作に起因する直流電圧成分（図９（１）のΔｖ参照）が生じると、Ｄ＞Ｈとなり、かつ電力増幅回路３の異常動作に起因する直流電圧成分の大きさはΔＤ＝Ｄ−Ｈの最大値となる。よって、演算手段３３により、ＤがＨを越えたときのΔＤ＝Ｄ−Ｈの最大値を求めることで電力増幅回路３に起因する異常な直流電圧成分の大きさを検出できる。比較手段３４は演算手段３３の出力を所定のしきい値ＴＨ１と比較し、しきい値ＴＨ１を超えたとき、異常検出出力を行い、リレースイッチ５を開かせて電力増幅回路３とスピーカ４の間を遮断させる。
入力端子１にオーディオ信号入力が無い場合でも、電力増幅回路３の異常動作に起因する直流電圧成分（図９（１）のΔｖ参照）が生じると、Ｄ＞Ｈとなり、かつ電力増幅回路３の異常動作に起因する直流電圧成分の大きさはΔＤ＝Ｄ−Ｈの最大値となるので、信号入力の有無に関わらず、電力増幅回路３の出力に現れた電力増幅回路に起因する異常な直流電圧成分の大きさを確実に検出できる。
【００２２】
この実施の形態によれば、信号入力の有無に関わらず、電力増幅回路３の出力に現れた電力増幅回路に起因する異常な直流電圧成分の大きさを確実に検出して、一定以上有った場合に電力増幅回路３の出力を遮断できる。また、比較手段３４は１つのしきい値と比較するだけで良いので構成が簡単である。
【００２３】
なお、図７では演算手段３３はＦをＧ倍してＨとし、ＤがＨを越えたときのΔＤ＝Ｄ−Ｈの最大値を求めることで電力増幅回路３の異常動作に起因する直流電圧成分の大きさを検出し、比較手段３４は電力増幅回路３の異常動作に起因する直流電圧成分の大きさを予め定められた所定のしきい値ＴＨ１と比較し、しきい値ＴＨ１を超えたとき、異常検出出力を行うようにしたが、演算手段３３はＧ倍してＨとし、ＤがＨを越えたときのΔＤ＝Ｄ−Ｈを求めるようにし、比較手段３４は、演算手段３３で求めたΔＤを予め定められた所定のしきい値ＴＨ１と比較し、しきい値ＴＨ１を超えたとき、異常検出出力を行うようにしても良い。
このようにしても、電力増幅回路３の異常動作に起因して電力増幅回路３の出力に現れた直流電圧成分を確実に検出し、該直流電圧成分の大きさが一定以上有った場合に電力増幅回路３の出力を遮断できる。
【００２４】
次に、本発明の第３の実施の形態を図１０を参照して説明する。図１０は本発明に係るスピーカ保護機能付オーディオアンプの全体構成図であり、図１と同一の構成部分には同一の符号が付してある。
１はオーディオ信号の入力端子、２はオーディオ信号に対し音量調節を行うための減衰器であり、減衰係数Ａを可変可能になっている。３は減衰器から出力されたオーディオ信号を電力増幅して出力する電力増幅回路であり、±Ｖｃｃ（Ｖ）の電源が給電され、許容最大入力時の入力信号電圧波形は０Ｖを中心にして±Ｂ（Ｖ）の範囲であり、最大出力時の出力信号電圧波形は０Ｖを中心にして±Ｃ（Ｖ）の範囲であるとする。また、電力増幅回路３の電圧増幅率をＧとする。４はスピーカ、５は電力増幅回路とスピーカ間に介装され遮断用のリレースイッチである。
【００２５】
４０は電力増幅回路出力に現れた異常な直流電圧成分の大きさを検出し、該直流電圧成分の大きさを所定のしきい値と比較してしきい値より大きいときに異常検出出力を行い、リレースイッチ５を開いて遮断させる直流検出回路である。直流検出回路４０の内、４１は減衰器２の入力電圧に対し全波整流を行う第１全波整流手段、４２は電力増幅回路３の出力電圧に対し全波整流を行う第２全波整流手段、４３は演算手段であり、第１全波整流手段４１の出力ＪをＡ・Ｇ倍してＫとし、第２全波整流手段４２の出力ＤがＫを越えたときのΔＤ＝Ｄ−Ｋの最大値を求めて直流電圧成分の大きさを検出する。４４は演算手段４３の出力を所定のしきい値ＴＨ１と比較し、しきい値を超えたとき異常検出出力を行いリレースイッチ５を開かせる比較手段である。
【００２６】
図１１、図１２は直流検出回路４０の動作を示す線図であり、以下、これらの図を参照して本実施の形態の作用を説明する。
入力端子１にオーディオ信号が入力されると、減衰器２によりユーザの設定した減衰係数Ａ（大きさを変えない場合Ａ＝１、半分の大きさにする場合、Ａ＝１／２である。）の分だけ信号の大きさが変えられたのち、電力増幅回路３に入力される。電力増幅回路３はオーディオ信号を電圧増幅率Ｇ倍で電力増幅したのちリレースイッチ５へ出力する。正常時（直流検出回路１０が異常検出出力していないとき）、リレースイッチ５は閉じており、スピーカ４が駆動されて音響再生される。
【００２７】
一方、直流検出回路４０では、まず第１全波整流手段４１と第２全波整流手段４２が各々、減衰器２の入力電圧と電力増幅回路３の出力電圧を全波整流する（図１１（１）、（２）、図１２（１）、（２）参照）。第１全波整流手段４１の出力をＪ、第２全波整流手段４２の出力をＤとして、演算手段４３がＪをＡ・Ｇ倍してＫとし、ＤがＫを越えたときのΔＤ＝Ｄ−Ｋの最大値を求める（図１１（３）、図１２（３）参照）。ここで、電力増幅回路３の出力に、電力増幅回路３の異常動作に起因する直流電圧成分が無いときＤ＝Ｈであるが、電力増幅回路３の出力に、電力増幅回路３の異常動作に起因する直流電圧成分が生じると、Ｄ＞Ｋとなり、かつ電力増幅回路３の異常動作に起因する直流電圧成分の大きさはΔＤ＝Ｄ−Ｋの最大値となる。よって、演算手段４３により、ＤがＫを越えたときのΔＤ＝Ｄ−Ｋの最大値を求めることで電力増幅回路３に起因する異常な直流電圧成分の大きさを検出できる。比較手段４４は演算手段４３の出力を所定のしきい値ＴＨ１と比較し、しきい値ＴＨ１を超えたとき、異常検出出力を行い、リレースイッチ５を開かせて電力増幅回路３とスピーカ４の間を遮断させる。
【００２８】
この実施の形態によれば、信号入力の有無に関わらず、電力増幅回路３の出力に現れた電力増幅回路に起因する異常な直流電圧成分の大きさを確実に検出して、電力増幅回路３の出力を遮断できる。また、比較手段４４は１つのしきい値と比較するだけで良いので構成が簡単である。
【００２９】
図１３は図１０の変形例を示す構成図であり、減衰器と直流検出回路をＤＳＰ（ディジタルシグナルプロセッサ）を用いて具現したものである。
入力端子１にはディジタルオーディオ信号が入力される。ＤＳＰ５０は減衰部５１で外部から指定された可変の減衰係数Ａに応じた減衰処理をし、Ｄ／Ａ変換部５２でＤ／Ａ変換後、電力増幅回路３に出力される。また、第１全波整流部５３により、入力ディジタルオーディオ信号を全波整流してＪとし、電力増幅回路３の出力電圧をＡ／Ｄ変換部５４によりＡ／Ｄ変換後、第２全波整流部５５により全波整流してＤとする。演算部５６がＪをＡ・Ｇ倍してＫとし、ＤがＫを越えたときのΔＤ＝Ｄ−Ｋの最大値を求める。比較部５７は演算部５６の出力を所定のしきい値ＴＨ１と比較し、しきい値ＴＨ１を超えたとき、異常検出出力を行い、リレースイッチ５を開かせて電力増幅回路３とスピーカ４の間を遮断させる。図１３の変形例によれば、減衰器を含めた直流検出回路の機能を１つのＤＳＰで実現できる。
【００３０】
なお、図１０では演算手段４３はＪをＡ・Ｇ倍してＫとし、ＤがＫを越えたときのΔＤ＝Ｄ−Ｋの最大値を求めることで電力増幅回路３の異常動作に起因する直流電圧成分の大きさを検出し、比較手段３４は電力増幅回路３の異常動作に起因する直流電圧成分の大きさを予め定められた所定のしきい値ＴＨ１と比較し、しきい値ＴＨ１を超えたとき、異常検出出力を行うようにしたが、演算手段４３はＪをＡ・Ｇ倍してＫとし、ＤがＫを越えたときのΔＤ＝Ｄ−Ｋを求めるようにし、比較手段４４は、演算手段４３で求めたΔＤを予め定められた所定のしきい値ＴＨ１と比較し、しきい値ＴＨ１を超えたとき、異常検出出力を行うようにしても良い。
このようにしても、電力増幅回路３の異常動作に起因して電力増幅回路３の出力に現れた直流電圧成分を確実に検出し、該直流電圧成分の大きさが一定以上有った場合に電力増幅回路３の出力を遮断できる。
【００３１】
図１３の場合も、演算部５６はＪをＡ・Ｇ倍してＫとし、ＤがＫを越えたときのΔＤ＝Ｄ−Ｋの最大値を求めることで電力増幅回路３の異常動作に起因する直流電圧成分の大きさを検出し、比較部５７は電力増幅回路３の異常動作に起因する直流電圧成分の大きさを予め定められた所定のしきい値ＴＨ１と比較し、しきい値ＴＨ１を超えたとき、異常検出出力を行うようにしたが、演算部５６はＪをＡ・Ｇ倍してＫとし、ＤがＫを越えたときのΔＤ＝Ｄ−Ｋを求めるようにし、比較部５７は、演算部５６で求めたΔＤを予め定められた所定のしきい値ＴＨ１と比較し、しきい値ＴＨ１を超えたとき、異常検出出力を行うようにしても良い。このようにしても、電力増幅回路３の異常動作に起因して電力増幅回路３の出力に現れた直流電圧成分を確実に検出し、該直流電圧成分の大きさが一定以上有った場合に電力増幅回路３の出力を遮断できる。
【００３２】
なお、上記した各実施の形態と変形例では、異常検出出力により電力増幅回路の出力を遮断するようにしたが、電力増幅回路の電源（±Ｖｃｃ）を遮断するようにしても良い。
【００３３】
【発明の効果】
本発明によれば、オーディオ信号が入力されている状態においてもオーディオアンプの出力に現れる異常な直流成分を確実に検出でき、スピーカ保護などの対策を確実に図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るスピーカ保護機能付オーディオアンプの構成図である。
【図２】図１中の直流検出回路の動作を示す線図である。
【図３】図１の変形例に係るスピーカ保護機能付オーディオアンプの構成図である。
【図４】図３中のコントローラによる音量調節制御処理を示すフローチャートである。
【図５】図３中のコントローラによるスピーカ保護制御処理を示すフローチャートである。
【図６】図５の変形例に係るコントローラによるスピーカ保護制御処理を示すフローチャートである。
【図７】本発明の第２の実施の形態に係るスピーカ保護機能付オーディオアンプの構成図である。
【図８】図７中の直流検出回路の動作を示す線図である。
【図９】図７中の直流検出回路の動作を示す線図である。
【図１０】本発明の第３の実施の形態に係るスピーカ保護機能付オーディオアンプの構成図である。
【図１１】図１０中の直流検出回路の動作を示す線図である。
【図１２】図１０中の直流検出回路の動作を示す線図である。
【図１３】図１０の変形例に係るスピーカ保護機能付オーディオアンプの構成図である。
【符号の説明】
２、２Ａ　減衰器　　　　　　　　　３　電力増幅回路
４　スピーカ　　　　　　　　　　　５　リレースイッチ
１０、３０、４０　直流検出回路　　１１　全波整流手段
１２、３３、４３　演算手段　　　　１３、３４、４４　比較手段
２０　コントローラ　　　　　　　　２１　キー操作部
３１、４１　第１全波整流手段　　　３２、４２　第２全波整流手段
５０　ＤＳＰ　　　　　　　　　　　５１　減衰部
５３　第１全波整流手段　　　　　　５５　第２全波整流手段
５６　演算部　　　　　　　　　　　５７　比較部
【図１】
2004112543.tif 000003
【図２】
2004112543.tif 000004
【図３】
2004112543.tif 000005
【図４】
2004112543.tif 000006
【図５】
2004112543.tif 000007
【図６】
2004112543.tif 000008
【図７】
2004112543.tif 000009
【図８】
2004112543.tif 000010
【図９】
2004112543.tif 000011
【図１０】
2004112543.tif 000012
【図１１】
2004112543.tif 000013
【図１２】
2004112543.tif 000014
【図１３】
2004112543.tif 000015