(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力する音声信号に基いた第１の音声信号を増幅する第１の増幅手段と、
前記第１の音声信号を反転した第２の音声信号を増幅する第２の増幅手段と、
後述するスイッチング電源の出力を電源電圧とし、前記第１の増幅手段の出力と前記第２の増幅手段の出力との電位差に基いて負荷を駆動するＢＴＬ方式の増幅手段と、
前記ＢＴＬ方式の増幅手段の負荷の両端の電位の中の高レベルの信号を選択する高レベル選択手段と、
前記高レベル選択手段の出力をカソード側に設け接地をアノード側に設けたツェナーダイオードと、
前記高レベル選択手段の出力の電位と当該スイッチング電源の出力の電位との電位差に基いて導通期間が制御されるスイッチングトランジスタにより音声回路の入力電源電圧をスイッチングし平滑するスイッチング電源と、
を有する音声出力制御回路。
【請求項２】
前記ツェナーダイオードのアノードに一端を接続し接地に他端を接続した抵抗と、
前記抵抗の両端の電位差が大きい程後述するプリアンプの増幅率を小さくする利得調整回路と、
前記利得調整回路の出力に基いて前記入力する音声信号を増幅し、前記第１の音声信号を出力するプリアンプと、
を更に有する請求項１記載の音声出力制御回路。
【請求項３】
前記利得調整回路の入り切りを制御する制御手段を更に有する請求項２記載の音声出力制御回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はＢＴＬ(balanced transformer less)方式の増幅器を用いた構成において、音声出力振幅を検出し、この電圧を基にBTL増幅器に供給する電源電圧を制御し、最大音声出力を一定に保つ音声出力制御回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
カラーテレビジョンにおいては、画面の輝度変化により、偏向回路の負荷が変動するので、電源回路の電圧が変動する。これに伴って、音声回路の電源電圧も変動する。そこで、音声回路では、BTL増幅器に供給する電源電圧が変化して小さくなった場合でも、最大音声出力が得られるようにBTL増幅器に供給する電源電圧を設定する必要がある。
【０００３】
また、BTL増幅器に供給する電源電圧を設定するに当たり、電源電圧が適正であれば問題無いが、実際には電源電圧が合わず、電源電圧を調整するために電源電圧ドロップ抵抗を電源ラインとシリーズに挿入する手段が一般的であった。
【０００４】
図５は従来回路における、実施例を示した図である。図５において、1はＢＴＬ方式のＢ級音声出力ＩＣである。2は入力される音声信号で、1の音声出力ICに入力される。3は正相、逆相アンプであり、正相の＋出力は４のバイアス回路に、逆相の−出力は5のバイアス回路に送られる。7,8,9,10はBTL増幅器のトランジスタであり、この出力を6のスピーカに送り、音を再生している。
この時のバイアス回路に入力される波形を図６に示す。
【０００５】
図6からも判るように、Aの音声入力信号は、3は正相、逆相アンプを通過し、正相＋側の波形はBの様になり、BTL増幅器に流れる電流ループは
BTL増幅器に供給される電源電圧→７のトランジスタ→６のスピーカ→１０のトランジスタ→GNDの経路となる。
【０００６】
また、逆相−側の波形はCの様になり、BTL増幅器に流れる電流ループは、
BTL増幅器に供給される電源電圧→９のトランジスタ→６のスピーカ→８のトランジスタ→GNDの経路となる。
【０００７】
11はBTL増幅器の出力を比較し,高レベルをセレクトするセレクタである。このセレクタで選択された出力は、12のオペアンプの＋側に入力され、−側には17の平滑コンデンサーの電圧が入力される。この電圧は18の音声電源から供給される電圧をスイッチング電源でコントロールされた電圧である。スイッチング電源は14のスイッチングトランジスタ、15のフライホールダイオード、16のチョッパーコイル、17の平滑コンデンサで構成されており、13の駆動回路で電圧をコントロールされる構成となっている。19は最大音声出力をコントロールするために入れた電源電圧ドロップ抵抗である。
【０００８】
前記構成において、例えば11の高レベルセレクタからの出力が大きくなった場合には、12のオペアンプの出力が大きくなり、13の駆動回路からのドライブ量が多くなるので、14のスイッチングトランジスタのＯＮ期間が長くなり、17の平滑コンデンサの電圧は上昇する。つまり、17の平滑コンデンサの電圧は、２の音声信号レベルに合わせて常にコントロールされている。
【０００９】
逆に11の高レベルセレクタからの出力が小さくなった場合には、12のオペアンプの出力は小さくなり、13の駆動回路からのドライブ量は少なくなるので、14のスイッチングトランジスタのＯＮ期間は短くなり、17の平滑コンデンサの電圧は下降する。つまり、17の平滑コンデンサの電圧は、２の音声信号レベルに合わせて常にコントロールされている。この時の音声出力ICの入出力信号波形を図７に示す。
【００１０】
次に、電源電圧の微調整が必要な場合に、必要なシリーズの電源電圧ドロップ抵抗について説明する。図５において、19は電源電圧ドロップ抵抗で、最大音声出力を設定するために挿入された抵抗である。
【００１１】
音声回路の入力電源電圧V1とスイッチング電源の入力電圧であるV2の間には下記の関係がある。
音声負荷が軽い時      V1＝V2
音声負荷が重い時      V1＞V2  （V1−V2＝電源電圧ドロップ抵抗の両端電圧）
大きな音声信号が入力された場合には、音声回路の負荷が大きくなるので電源電圧ドロップ抵抗に流れる電流が多くなり、抵抗の両端電圧も大きくなる。つまり、最大音声出力時におけるBTL増幅器に供給する電源電圧をコントロールする事ができる。この時の音声出力ICの入出力信号波形を図８に示す。
【００１２】
電源電圧ドロップ抵抗が無ければ、破線のような出力波形となるが、電源電圧ドロップ抵抗を挿入する事で実線の様にクリップされた波形となる。
【００１３】
また、19の電源電圧ドロップ抵抗の値を大きくすると、17のコンデンサ電圧が下がるので、6のスピーカ出力のクリップ点は更に下がる。この様に19のロス抵抗の値を変える事で最大音声出力を任意に設定することができる。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
この様にシリーズの電源電圧ドロップ抵抗を挿入した場合は、音声出力を大きくするほど抵抗でのロスが増え、回路の効率を落とす欠点であり、省エネの観点から問題があった。また、画面が暗く負荷の軽い状態から画面が明るく負荷の重い状態に変わった場合には音声回路の入力電源電圧が上昇するので、音声最大定格に示す値より大きな音声が出力される。このため、回路素子に加わる電圧が上昇するために発熱、耐圧等の問題があり、場合によっては入力信号のリミット回路を設けるような手段も必要であった。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明の音声出力制御回路は、音声回路の入力電源電圧が変化した場合でも、ＢＴＬ増幅器に供給する電源電圧をスイッチング電源でコントロールして、最大音声出力を一定に保てる事を特徴としたものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の音声出力制御回路は、ＢＴＬ方式の音声増幅器を駆動するためにスイッチング電源を用いた音声出力回路であり、音声回路の入力電源電圧が変化したとしても最大音声出力を一定に保てるようにするために、BTL増幅器に供給する電源電圧を一定にするために、高レベルセレクタの出力であるオプアンプの＋側にツェナ−ダイオードを設け、最大音声出力を設定するものである。
【００１７】
（実施の形態１）
以下、本発明の一実施の形態について、図１、９を用いて説明する。
【００１８】
図１において、本発明の実施形態について説明する。なお、前述した従来例と同じ構成については同じ符号を用い、説明を省略する。
【００１９】
20は電圧を一定にするためのツェナーダイオードであり、21はツェナーダイオードに流れる電流をコントロールするための抵抗である。
かかる構成によれば、11の高レベルセレクタの出力には、20のツェナーダイオードが挿入されているので、例えば、2の音声信号が大きくなったとしても12のオペアンプ＋側に入力される電圧は、20のツェナー電圧でクリップされるので、これ以上電圧が上昇することはない。
つまり、20のツェナー電圧を変える事で最大音声出力を任意に設定する事ができる。この様な事から、従来最大音声出力を設定するために挿入していた19のロス抵抗を削除する事も可能である。
この時の音声出力ICの入出力信号波形を図９に示す。
図９からも判るように、電源電圧ドロップ抵抗でクリップしたときと同様の改善効果がある。更に、この構成においては、電源電圧ドロップ抵抗を用いないので電力ロスを減らすことができので、省エネ効果もある。
【００２０】
（実施の形態２）
つぎに、本発明の別の一実施例について、図２を用いて説明する。なお、前述した実施形態と同じ構成については同じ符号を用い、説明を省略する。
【００２１】
（実施の形態１）に示した構成の場合、20のツェナーダイオードである決まったツェナー電圧で設定していたので、最大音声出力も決まった値にしか設定できなかった。この点を改善したのが実施の形態２である。
【００２２】
23はトランジスタであり、22はトランジスタのエミッタ抵抗である。23のトランジスタのベースは24のマイコンに接続されており、マイコンの出力に応じ任意にベース電圧を可変できる構成となっている。ベース電圧が変わることで、エミッタ電圧も同様に変わり、定電圧を出力することができる。例えば、2の音声信号が大きくなったとしても12のオペアンプ＋側に入力される電圧は、23のトランジスタのエミッタ電圧でクリップされるので、これ以上は上昇することはない。つまり、マイコンで最大音声出力を任意に設定する事ができる。この時の音声出力ICの入出力信号波形を図10に示す。
【００２３】
図１０からも判るように、マイコンの出力に応じた任意の電圧で、音声出力波形をクリップできる。例えば、最大音声出力の設定を小さくすることで、音声回路の消費電力を少なくする事ができるので、メニューで選択し、省エネモード機能を追加することで、付加価値を高めることができる。
【００２４】
（実施の形態３）
つぎに、本発明の別の一実施例について、図３、11を用いて説明する。なお、前述した実施形態と同じ構成については同じ符号を用い、説明を省略する。
【００２５】
（実施の形態１）に示した構成の場合、20のツェナーダイオードである決まったツェナー電圧で最大音声出力を設定できるが、２の音声信号が大きい場合、音声出力波形が歪む欠点があった。この点を改善したのが実施の形態３である。
【００２６】
25は利得調整回路であり、26は音声信号のプリアンプである。25の利得調整回路の入力は20のツェナーダイオードのアノードに接続されており、20のツェナーダイオードに電流が流れた時には、21の抵抗にも電流が流れるので、21の抵抗には電位差が生ずる。
【００２７】
かかる構成によれば、2の音声信号が大きくなり、11の高レベルセレクタの出力が大きくなり、20のツェナーダイオードでクリップがかかると、21の抵抗の電圧が上昇し、この電圧は25の利得調整回路に入力される。25の利得調整回路は入力電圧が大きい時には、出力を下げ、逆に入力電圧が小さい時には、出力を上げる構成になっているので、2の音声信号が大きくなり、BTL増幅器の7、8、9、10のトランジスタがクリップしたときに、25の利得調整回路に入力が大きくなり、26のプリアンプ利得を下げる。つまり、３の正相、逆相アンプの入力信号が小さくなるので、BTL増幅器の7、8、9、10のトランジスタの出力振幅も小さくなり、クリップが軽減されるので、音声信号の歪を低減することができる。この時の音声出力ICの入出力信号波形を図11に示す。
【００２８】
図11からも判るように、出力振幅が大きくなると、入力振幅が小さくなる様にコントロールされるので、最大音声出力を変えることなく、出力振幅を小さくして、歪率を一定に保つことができる。
【００２９】
（実施の形態4）
次に、本発明の別の一実施例について、図４を用いて説明する。なお、前述した実施形態と同じ構成については同じ符号を用い、説明を省略する。
【００３０】
本実施例は、（実施の形態3）で示す、利得調整のコントロールを27のマイコンで入り切りできる事を特徴としている。
【００３１】
（実施の形態3）において、音楽ソースを大音量で再生し、2の音声信号が大きくなった場合には、音声最大出力がコントロールされるので、歪みが少なくなる利点はあるが、逆に迫力の無い音となってしまう欠点があった。
【００３２】
かかる構成によれば、27のマイコンを用い25の利得調整回路の制御を切れるので、利得調整のコントロールを掛けない様にする事ができる。つまり、歪みは有るが迫力の有る音楽を再生する事ができる。
【００３３】
【発明の効果】
以上のように、本発明はＢＴＬ方式の増幅器で出力端子の電位差を検出し、増幅器の電源電圧を制御できるので、電源電圧が変化しても最大音声出力を一定に保つ事ができる。また、シリーズの電源電圧ドロップ抵抗が不要となり、回路の効率を向上できる利点も有る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例における音声出力回路の回路図
【図２】本発明の一実施例における音声出力回路の回路図
【図３】本発明の一実施例における音声出力回路の回路図
【図４】本発明の一実施例における音声出力回路の回路図
【図５】従来例における音声出力回路の回路図
【図６】本発明の一実施例におけるバイアス回路の入力信号波形を示す図
【図７】本発明の一実施例における音声出力ICの入出力信号波形示す図
【図８】本発明の一実施例における音声出力ICの入出力信号波形示す図
【図９】本発明の一実施例における音声出力ICの入出力信号波形示す図
【図１０】本発明の一実施例における音声出力ICの入出力信号波形示す図
【図１１】本発明の一実施例における音声出力ICの入出力信号波形示す図
【符号の説明】
１  音声出力ＩＣ
２  音声信号
３  正相、逆相アンプ
４,５  バイアス回路
６  スピーカ
７,８,９,１０  トランジスタ
１１  高レベルセレクタ
１２  オペアンプ
１３  駆動回路
１４  スイッチングトランジスタ
１５  ダイオード
１６  コイル
１７  コンデンサ
１８  音声電源
１９  電源電圧ドロップ抵抗
２０  ツェナーダイオード
２１  抵抗
２２  抵抗
２３  トランジスタ
２４  マイコン
２５  利得調整回路
２６  プリアンプ
２７  マイコン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0004604396.tif 000008
【図８】
0004604396.tif 000009
【図９】
0004604396.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
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