(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
接続ケーブルと、前記接続ケーブルに接続されたスピーカとからなるスピーカ回路の断線検出装置であって、
前記スピーカ回路に、前記スピーカ回路のインピーダンスより十分大きなインピーダンスを有する抵抗器を介して交流信号を印加する交流信号印加手段と、
前記交流信号印加手段によって交流信号が印加された前記スピーカ回路における端子間電圧を検出して、所定の電圧と比較して、所定の電圧以上のときに前記スピーカ回路が異常であることを検出し、前記所定の電圧未満のときに前記スピーカ回路が正常であることを検出する断線検出手段と
を備えていることを特徴とするスピーカ回路の断線検出装置。
【請求項２】
接続ケーブルと、前記接続ケーブルに接続されたスピーカとからなるスピーカ回路が、低周波増幅回路の出力部に接続されてなるスピーカ回路の断線検出装置であって、
前記低周波増幅回路は、その出力部の出力インピーダンスをハイインピーダンスにして出力信号を出力しないシャットダウンモードと、出力信号を出力する通常モードと、を備えており、
さらに、
前記スピーカ回路に、前記スピーカ回路のインピーダンスより十分大きなインピーダンスを有する抵抗器を介して交流信号を印加する交流信号印加手段と、
前記交流信号印加手段によって交流信号が印加された前記スピーカ回路における端子間電圧を検出して、所定の電圧と比較して、所定の電圧以上のときに前記スピーカ回路が異常であることを検出し、前記所定の電圧未満のときに前記スピーカ回路が正常であることを検出する断線検出手段と、
断線の有無を検出する場合には、
前記低周波増幅回路をシャットダウンモードに切り替えて、出力インピーダンスをハイインピーダンスにして、前記交流信号印加手段から交流信号を出力させて、前記スピーカ回路に印加して、前記断線検出手段によって検出した端子間電圧を所定の電圧と比較し、所定の電圧以上のときに前記スピーカ回路が異常であることを検出し、前記所定の電圧未満のときに前記スピーカ回路が正常であることを検出し、
断線の有無を検出しない場合には、
前記低周波増幅回路を通常モードに切り替えて、前記低周波増幅回路の出力信号を前記スピーカ回路に印加するように制御する制御手段と
を備えていることを特徴とするスピーカ回路の断線検出装置。
【請求項３】
前記交流信号は、15ｋＨｚ以上で22ｋＨｚ以下の交流信号であることを特徴とする請求項１または２の何れか１項に記載のスピーカ回路の断線検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、低周波増幅回路に接続された、スピーカとスピーカケーブルからなるスピーカ回路における断線の有無を検出する装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
スピーカ回路における断線の有無を検出する装置の従来例として、特許文献１には、所定の交流信号を発信する交流発信器に、音声増幅器が接続され、音声増幅器はケーブルを介してスピーカが接続され、さらに音声増幅器には、断線検出回路が接続された構成が開示されている。断線検出回路は、接続切替器と整流器とＡ／Ｄ変換器と設定器と比較器とを備えている。
【０００３】
上述した従来例において断線検出する場合には、音声増幅器と断線検出回路との間に接続される接続切替器を切り替えて断線検出回路を音声増幅器に接続し、交流発信器から所定の交流信号を音声増幅器に入力して、音声増幅器から出力される交流信号をスピーカ回路に印加する。音声増幅器から出力された交流信号は、断線検出回路にも入力され、整流器で整流され、Ａ／Ｄ変換器で変換された値が、設定器で設定された値と比較器で比較され、Ａ／Ｄ変換された値が設定器の設定値より大きい場合は、異常と判断して、断線状態であることを報知するように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２７４４９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、前述した従来例のように、断線検出時に、交流発信器から出力される交流信号を音声増幅器に入力して、音声増幅器の出力をスピーカ回路に印加する構成では、音声増幅器の出力インピーダンスとスピーカ回路のインピーダンスとは近いため、断線検出回路で得られる断線している場合の電圧と断線していない場合の電圧との電圧差が小さく、高い断線検出精度を得ることが困難である。
また、断線検出回路として、接続切替器と整流器とＡ／Ｄ変換器と設定器と比較器とを備える必要があるので、回路構成が複雑になるという問題もある。
また、従来の技術では、スピーカ用の接続ケーブルの内部抵抗値のばらつき、低周波増幅回路と接続ケーブルとスピーカとの接続端子の接触抵抗値、周囲温度の変化による検出精度の低下などの問題があった。
そこで、本発明は、複雑な回路構成を付加することなく、スピーカ回路の断線の有無を高い精度で検出可能な装置を提供することを目的としてなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に係るスピーカ回路の断線検出装置は、
接続ケーブルと、前記接続ケーブルに接続されたスピーカとからなるスピーカ回路の断線検出装置であって、
前記スピーカ回路に、前記スピーカ回路のインピーダンスより十分大きなインピーダンスを有する抵抗器を介して交流信号を印加する交流信号印加手段と、
前記交流信号印加手段によって交流信号が印加された前記スピーカ回路における端子間電圧を検出して、所定の電圧と比較して、所定の電圧以上のときに前記スピーカ回路が異常であることを検出し、前記所定の電圧未満のときに前記スピーカ回路が正常であることを検出する断線検出手段と
を備えていることを特徴としている。
【０００７】
請求項２では、
接続ケーブルと、前記接続ケーブルに接続されたスピーカとからなるスピーカ回路が、低周波増幅回路の出力部に接続されてなるスピーカ出力装置の断線検出装置であって、
前記低周波増幅回路は、その出力部の出力インピーダンスをハイインピーダンスにして出力信号を出力しないシャットダウンモードと、出力信号を出力する通常モードと、を備えており、
さらに、
前記スピーカ回路に、前記スピーカ回路のインピーダンスより十分大きなインピーダンスを有する抵抗器を介して交流信号を印加する交流信号印加手段と、
前記交流信号印加手段によって交流信号が印加された前記スピーカ回路における端子間電圧を検出して、所定の電圧と比較して、所定の電圧以上のときに前記スピーカ回路が異常であることを検出し、前記所定の電圧未満のときに前記スピーカ回路が正常であることを検出する断線検出手段と、
断線の有無を検出する場合には、
前記低周波増幅回路をシャットダウンモードに切り替えて、出力インピーダンスをハイインピーダンスにして、前記交流信号印加手段から交流信号を出力させて、前記スピーカ回路に印加して、前記断線検出手段によって検出した端子間電圧を所定の電圧と比較し、所定の電圧以上のときに前記スピーカ回路が異常であることを検出し、前記所定の電圧未満のときに前記スピーカ回路が正常であることを検出し、
断線の有無を検出しない場合には、
前記低周波増幅回路を通常モードに切り替えて、前記低周波増幅回路の出力信号を前記スピーカ回路に印加するように制御する制御手段と
を備えていることを特徴としている。
【０００８】
請求項３では、
前記交流信号は、15ｋＨｚ以上で22ｋＨｚ以下の交流信号としたことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１にかかるスピーカ回路の断線検出装置によれば、
前記スピーカ回路に、前記スピーカ回路のインピーダンスより十分大きなインピーダンスを有する抵抗器を介して交流信号を印加するので、スピーカ回路に断線がある場合とない場合とで、端子間電圧としては大きな電圧差が得られるので、
スピーカ用の接続ケーブルの内部抵抗値のばらつき、低周波増幅回路と接続ケーブルとスピーカとの接続端子の接触抵抗値、周囲温度の変化などの影響を受けにくく、高い精度で断線の有無を検出することができる。
【００１０】
請求項２では、
スピーカ回路が接続される低周波増幅回路は、その出力部の出力インピーダンスをハイインピーダンスにして出力信号を出力しないシャットダウンモードを備え、
断線の有無を検出する場合には、前記低周波増幅回路をシャットダウンモードに切り替えて、出力インピーダンスをハイインピーダンスにしてから、交流信号をスピーカ回路に印加するので、
交流信号が前記低周波増幅回路に流れ込む事を防止できる。
したがって、スピーカ回路に断線がある場合とない場合とで、端子間電圧としては大きな電圧差が確実に得られるので、さらに高い精度で断線の有無を検出することができる。
【００１１】
請求項３では、
前記交流信号は、15ｋＨｚ以上で22ｋＨｚ以下の交流信号としたので、通常の低周波信号の周波数より十分に高い周波数であり、断線検出のためにスピーカに印加してもうるさくない。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係るスピーカ回路の断線検出装置の基本的な回路構成図である。
【図２】前記スピーカ回路の断線検出装置における断線検出の原理を説明する説明図である。
【図３】前記スピーカ回路の断線検出装置における断線検出の原理を説明する説明図である。
【図４】実施例１のスピーカ回路の断線検出装置の回路構成図である。
【図５】実施例１における断線検出プログラムを説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明に係るスピーカ回路の断線検出装置を実施するための形態を、図面を参照して説明する。
図１に示したように、本発明に係るスピーカ回路の断線検出装置１０は、
スピーカ用の接続ケーブル１４２と前記接続ケーブル１４２に接続されたスピーカ１４１とからなるスピーカ回路１４と、
前記スピーカ回路１４に、前記スピーカ回路１４のインピーダンスより十分大きなインピーダンスを有する抵抗器１２を介して交流信号を印加する交流信号印加手段１３と、
前記交流信号印加手段１３によって交流信号が印加された前記スピーカ回路１４の端子間電圧を検出してダイオードによって直流に変換する電圧検出手段１６と、
前記電圧検出手段１６によって検出した端子間電圧をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換手段１５と、
前記デジタル信号に変換された端子間電圧を所定の電圧と比較して、所定の電圧以上のときに前記スピーカ回路１４が断線して異常であることを検出し、前記所定の電圧未満のときに前記スピーカ回路１４の断線はなく正常であることを検出する判定手段１９と
を備えている。
なお、前記交流信号印加手段１３は、交流信号発振器１１を備えている。
前記電圧検出手段１６と前記Ａ／Ｄ変換手段１５と前記判定手段１９とで、断線検出手段１７を構成している。
【００１４】
前記交流信号発振器１１と、前記Ａ／Ｄ変換手段１５と、前記判定手段１９とは、マイクロコンピュータユニット１８に内蔵されている。前記交流信号発振器１１は、前記マイクロコンピュータユニット１８に書き込まれたソフトウエアによって実現され、前記Ａ／Ｄ変換手段１５は、マイクロコンピュータユニット１８のアナログ入力ポートに内蔵されたＡ／Ｄ変換回路によって実現され、前記判定手段１９はマイクロコンピュータユニット１８にプログラムされたソフトウエアによって実現されている。
前記マイクロコンピュータユニットには、制御手段として断線検出プログラムが書き込まれている。
【００１５】
以下においては、前記スピーカ回路の断線検出装置１０において、前記スピーカ回路１４のインピーダンスをたとえば８Ωとし、前記抵抗器１２のインピーダンスをたとえば10ｋΩとし、前記交流信号を、たとえば19ｋＨｚ、３Ｖp-pの交流信号とした場合の断線検出動作を説明する。
【００１６】
以上のように構成されたスピーカ回路の断線検出装置１０において、前記スピーカ回路１４の断線の有無を検出する場合には、
前記マイクロコンピュータユニット１８に書き込まれている断線検出プログラムを起動させる。断線検出プログラムは、前記交流信号発振器１１を作動させて19ｋＨｚ、３Ｖp-pの交流信号を発生させて前記抵抗器１２を介して前記スピーカ回路１４に印加する。
前記電圧検出手段１６によって検出された前記スピーカ回路１４の端子間電圧は直流に変換されて、前記マイクロコンピュータユニット１８のアナログ入力ポートを介して前記Ａ／Ｄ変換手段１５に入力される。
【００１７】
デジタル信号に変換された前記端子間電圧は、前記判定手段１９によって、所定の電圧と比較され、所定の電圧以上のときには前記スピーカ回路１４が異常であることを検出し、前記所定の電圧未満のときに前記スピーカ回路が正常であることを検出し、前記スピーカ回路１４における断線の有無に対応した報知信号を前記マイクロコンピュータユニット１８の出力ポートから出力する。前記報知信号が断線を示している時には、所定のＬＥＤもしくはディスプレイ等の表示手段、あるいはブザー等の音響手段を制御して、スピーカ回路の異常を報知する。
【００１８】
次に、前記判定手段１９において断線の有無の判定が可能な根拠を説明する。
前記スピーカ回路１４のインピーダンスｒを８Ω、前記抵抗器１２のインピーダンスＲを10ｋΩとすると、
前記スピーカ回路１４が断線していない場合には、前記スピーカ回路の端子間電圧は、次式のように、約０Ｖp-pとなる。（図２を参照）
【数１】
0005338832.tif 000002
【００１９】
前記スピーカ回路１４が断線している場合には、前記スピーカ回路におけるインピーダンスがほぼ無限大になるので、端子間電圧は、次式のように約３Ｖp-pになる。（図３を参照）
【数２】
0005338832.tif 000003
【００２０】
以上のように、断線がある場合とない場合とでは、端子間電圧は極端に違うので、高い精度で断線検出することができるのである。
【実施例１】
【００２１】
次に、実施例１のスピーカ回路の断線検出装置として、スピーカ回路が接続されている低周波増幅回路が、その出力部の出力インピーダンスをハイインピーダンスにして出力信号を出力しないシャットダウンモードと、出力信号を出力する通常モードと、を備えている場合の動作を説明する。
【００２２】
図４に示したスピーカ回路の断線検出装置２０において、
低周波増幅回路３０の出力部から出力される低周波信号は、スピーカ回路２４に印加されるように構成されている。スピーカ回路２４は、接続ケーブル２４２と、前記接続ケーブル２４２に接続されたスピーカ２４１とから構成されている。前記スピーカ２４１は、前記低周波増幅回路３０に近接して配置されたスピーカでも、長い接続ケーブル２４２を介して接続された外部スピーカでもよい。
前記低周波増幅回路３０は、シャットダウン制御信号入力端子３１を備えており、前記シャットダウン制御信号入力端子３１に、前記マイクロコンピュータ２８もしくは電源回路等から出力されるシャットダウン制御信号が入力されるように構成されている。
【００２３】
前記低周波増幅回路３０は、その出力部の出力インピーダンスをハイインピーダンスにして出力信号を出力しないシャットダウンモードと、出力信号を出力する通常モードと、を備えている。そして、前記低周波増幅回路３０に前記シャットダウン制御信号が入力されると、シャットダウンモードに移行して、その出力部の出力インピーダンスをハイインピーダンスにして出力信号を出力しない状態となる。前記シャットダウン制御信号が入力されないときには、通常モードに復帰して、その出力部から出力信号を出力する状態となる。
【００２４】
マイクロコンピュータ２８によって生成された、たとえば19ｋＨｚ、３Ｖp-pの矩形波パルス信号は交流信号として、第１の抵抗器Ｒ１と第１のコンデンサＣ１を介してスピーカ回路２４に供給されるように構成されている。前記第１の抵抗器Ｒ１の抵抗器値は10ｋΩとして、前記スピーカのインピーダンス（８Ω〜600Ω）の約10倍以上のインピーダンスとする。前記第1のコンデンサＣ１の容量は0.1μＦ程度として、前記19ｋＨｚの矩形波パルス信号が通過しやすいように設定されている。
【００２５】
前記スピーカ回路２４の端子間電圧は、前記第１のコンデンサＣ１を介して取り出されて、ダイオード２６によって整流されて、第２のコンデンサＣ２と第２の抵抗器Ｒ２の並列回路に供給され、若干平滑化され、数100ｍＶの直流電圧が断線検出信号として得られる。なお、前記第１のコンデンサＣ１とダイオード２６との直列回路は、図１の電圧検出手段１６に対応している。
前記断線検出信号は、マイクロコンピュータ２８のアナログポートに入力され、内蔵されたＡ／Ｄ変換回路２５でデジタル信号に変換されるように構成されている。
【００２６】
前記マイクロコンピュータ２８には断線検知手段としての断線検知プログラムが書き込まれており、たとえば当該装置の電源投入時等の所定のタイミングで、スピーカ回路２４の断線の有無を検出するために、前記断線検知プログラムを起動するように設定されている。
【００２７】
以下に、前記断線検知プログラムの処理手順を、図５を参照して説明する。
まず、ステップＳ１で、
シャットダウン制御信号を出力し、もしくはシャットダウン制御信号をアクティブ状態に遷移させて、前記低周波増幅回路３０を通常モードからシャットダウンモードに切り替える。
次に、ステップＳ２で、
交流信号発振プログラムを起動して、19ｋＨｚ、３Ｖp-pの矩形波パルス信号を生成して、前記第１の抵抗器Ｒ１と第１のコンデンサＣ１とを介して、スピーカ回路２４に印加する。前記矩形波パルス信号は、０Ｖから３Ｖまで振れる振幅のパルス信号であるが、前記第１のコンデンサＣ１を通過することで微分されて、−1.5Ｖから＋1.5Ｖまで振れる３Ｖp-pの交流信号としてスピーカ回路２４に印加される。
【００２８】
ステップＳ３で、
端子間電圧を取り込んでデジタル信号に変換するとともに、
判定手段としての判定処理を開始する。
判定処理のステップＳ４では、
デジタル信号に変換された端子間電圧を所定の電圧と比較し、
所定の電圧以上のときにはステップＳ５へ進み、
所定の電圧未満のときにはステップＳ６へ進む。
【００２９】
ステップＳ５では、
交流信号発振プログラムを終了させて矩形波パルス信号の生成を停止するとともに、
前記スピーカ回路２４が断線して異常であることを検出し、必要に応じて、外部へ報知信号を出力したり、ブザー等を鳴動させたり、ＬＥＤ等を点滅させたりして、断線していることを報知する。
ステップＳ６では、
交流信号発振プログラムを終了させて矩形波パルス信号の生成を停止するとともに、
前記スピーカ回路２４に断線はなく正常であることを検出する。この場合には、報知する必要はない。
【００３０】
ステップＳ７では、以上の断線検知処理が終了した後、シャットダウン制御信号の出力を停止し、もしくは、シャットダウン制御信号を非アクティブ状態に遷移させ、前記低周波増幅回路３０をシャットダウンモードから通常モードに切り替える。
以上のような手順で断線の有無を検出する。
【００３１】
図４に示した実施例１のスピーカ回路の断線検出装置２０では、
スピーカ回路２４に印加する交流信号は、スピーカ回路２４のインピーダンスより十分に大きなインピーダンスの抵抗器Ｒ１を介して印加するので、スピーカ回路２４が断線している場合と断線していない場合との端子間電圧の差を十分に大きくでき、断線の有無の検出精度を高くすることができる。前記抵抗器Ｒ１のインピーダンスは、スピーカ回路２４のインピーダンスの10倍以上にすることにより、インピーダンスの高いスピーカを用いる場合でも十分な検出精度を得ることができる。
【００３２】
また、スピーカ回路２４の断線の有無を検出する際には、低周波増幅回路３０の出力部をハイインピーダンスにした状態で、スピーカ回路２４に交流信号を印加するので、前記交流信号が低周波増幅回路３０の出力部に流れ込む事を防止できる。したがって、スピーカ回路２４が断線している場合と断線していない場合との端子間電圧の差を十分大きくできるので、断線の有無の検出精度を高くすることができる。
また、断線の検出のためにスピーカ回路２４に印加する交流信号は、マイクロコンピュータ２８のプログラムによって生成するので、発振回路などの別回路を設ける必要がなく、回路構成が簡略化できる。
【００３３】
また、マイクロコンピュータ２８には、アナログポートに入力された端子間電圧をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路２５を内蔵しているので、Ａ／Ｄ変換回路などの別回路を設ける必要がなく、回路構成が簡略化できる。
また、前記交流信号の周波数は、15ｋＨｚ以上で22ｋＨｚ以下としたので、前記低周波増幅回路３０からスピーカ回路２４に出力される通常の低周波信号より、十分に高い周波数となり、スピーカ２４１に印加しても、スピーカ２４１の再生効率が低下する周波数領域となり、前記通常の低周波信号のより低い音圧で再生されるので、うるさくない。加えて、前記第１のコンデンサＣ１と第３の抵抗器Ｒ３とで15ｋＨｚ以下の低周波信号を遮断するハイパスフィルタを構成することにより、通常モードにおける低周波信号が無駄に前記マイクロコンピュータ２８のアナログポートに入力されることを防ぐ事もできる。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明は、スピーカやイヤホンなどを含んだ回路の断線の有無の検出に広く採用することができる。
【符号の説明】
【００３５】
１０  スピーカ回路の断線検出装置
１１  交流信号発振器
１２  抵抗器
１３  交流信号印加手段
１４  スピーカ回路
１４２  スピーカ用の接続ケーブル
１４１  スピーカ
１５  Ａ／Ｄ変換手段
１６  電圧検出手段
１７  断線検出手段
１５、１６、１９  断線検出手段
１８  マイクロコンピュータユニット
１９  判定手段
２０  スピーカ回路の断線検出装置
２１  交流信号発振器
２４  スピーカ回路
２４１  スピーカ
２４２  接続ケーブル
２５  Ａ／Ｄ変換回路
２６  ダイオード
２８  マイクロコンピュータ
３０  低周波増幅回路
Ｒ１  抵抗器
【図１】
0005338832.tif 000004
【図２】
0005338832.tif 000005
【図３】
0005338832.tif 000006
【図４】
0005338832.tif 000007
【図５】
0005338832.tif 000008