(57)【要約】      （修正有）【課題】交流信号の過大信号、微小な直流信号成分を検出し、保護回路を動作させることによって、オーディオ装置の破損・劣化を防止できる。【解決手段】間違って装置間の接続ケーブルが外れた場合、また誤って電源コードが外れたにも過大出力が出力されない為、パワーアンプ、スピーカーを破壊・劣化から守り、かつ過大音圧が発生するという事故を防ぐことができる。  また検出感度に周波数依存性を容易に持たせることができる為、例えば高音用スピーカには所定の周波数よりも低い周波数成分を有する信号を検出した場合に直ちに出力を遮断することができ、破壊に弱い高音用スピーカーを保護することができる。さらにＤＣドリフト成分も高感度に検出できる為、アンプの動作点の変動を敏感に検知できる為、アンプの設計において必要以上に直流ドリフトを抑制するようにする必然性がなく、アンプ設計の自由度が大きくなり、かつ装置としての安全性がより高まる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
オーディオアンプ用保護回路において、信号入力または信号出力を検知する検出回路を有し、信号検出値が設定値を超えた場合、信号回路または電源回路を遮断する機能を有することを特徴とするオーディオアンプ用保護回路
【請求項２】
前記信号の検出回路において、検出回路が直流信号検出回路、または交流信号検出回路、または両者を組み合わせた検出回路からなることを特徴とするオーディオアンプ用保護回路
【請求項３】
前記信号の検出回路において、検出回路が直流増幅器、又は交流増幅器を有することを特徴とするオーディオアンプ用保護回路
【請求項４】
前記信号の検出回路において、検出回路が絶対値アンプを有し、正負両極性の異常電圧を検知できる事を特徴とするオーディオアンプ用保護回路
【請求項５】
前記交流の信号検出回路にローパスフィルター、ハイパスフィルター、バンドパスフィルターを組み合わせ、交流信号の検出感度が周波数依存性を有することを特徴とするオーディオアンプ用保護回路
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】    本発明はオーディオアンプ用保護回路において、高機能の誤動作検出回路を有することによって、誤操作、ケーブル切断などによる過大入力、装置の経時変化等による直流ドリフト等の異常発生時に、オーディオ装置を破損から守る機能を有する高性能保護回路に関する。
【背景技術】
【０００２】  これまで高忠実度のオーディオ再生をするための装置として、コンパクトディスクプレーヤーなどの信号発生装置と、信号発生装置から出力された信号の音量、音質などを制御するプリアンプと、スピーカーを駆動するためのパワーアンプ、それにスピーカーシステムなどから構成されるオーディオ再生装置が用いられている。【０００３】  この様なオーディオ再生装置に用いられるアンプには過大入力、出力短絡時の過大電流防止、電源投入時のノイズ防止のために保護回路が組み込まれるのが普通である。特にパワーアンプにおいては過大電流が出力段のトランジスタの破壊につながる為にコレクタ損失、温度などを検出して電源供給を停止する機能などが提案されてきた。【０００４】
【特許文献１】特許公開平９−１６２６４９
【特許文献２】特許公開２００４−８８６７５
【特許文献３】特許公開２００２−３６８５５１
【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保護回路はもっぱら出力段のパワートランジスタ等の能動素子の保護のための機能であり、大出力アンプにおいて過大信号が入力された場合、アンプ内の素子が破壊に至らなければそのまま出力されるため、スピーカーを破壊する可能性があった。実際、高忠実度再生に用いられるパワーアンプには３００Ｗ程度の大出力のものがあるが、このような大出力パワーアンプが誤って最大出力に近い出力を出し続けた場合、小型のスピーカーシステムは容易に破損に到る可能性がある。【０００６】さらにオーディオ用アンプには通常、電源オン時に装置が安定するまでミューティングを行う保護回路などがあったものの、誤操作、あるいは誤接続事故による過大信号を検出して動作する保護回路はこれまでなかった。したがってプリアンプの入力端子で接続ケーブルが外れた場合など、プリアンプから発生した過大入力がそのままパワーアンプに入力され、しいてはスピーカーの破壊・劣化に至るという問題点があった。【０００７】また、アンプの異常検出機能として、アンプ出力のＤＣドリフトを検出して動作させる保護回路もあるが、その検出感度はトランジスタの動作閾値である０．６Ｖ程度で、パワーアンプではかろうじて十分な検出感度であるものの、プリアンプのＤＣドリフト検出感度としてはかならずしも十分といえるものではなかった。
【課題を解決するための手段】
【０００８】  オーディオ用アンプの保護回路において、交流信号の過大信号、微小な直流信号成分を検出し、保護回路を動作させることによって、オーディオ装置の破損・劣化を防止できるという特徴を有するオーディオ用保護回路である。
【発明の効果】
【０００９】  オーディオ装置において、プリアンプ等のの動作が万が一安定動作領域から外れた場合、間違って装置間の接続ケーブルが外れた場合、あるいはあやまって電源コードが外れた場合にも過大出力が出力されないため、パワーアンプ、スピーカーを破壊・劣化から守り、かつ過大音圧が発生するという事故を防ぐことができるという効果を有する。【００１０】  また検出感度に周波数依存性を容易に持たせることができるため、例えば高音用スピーカには所定の周波数よりも低い周波数成分を有する信号を検出した場合に直ちに出力を遮断することができ、破壊に弱い高音用スピーカーを保護することができるという効果を有する。【００１１】  さらにＤＣドリフト成分も高感度に検出できるため、アンプの動作点の変動を敏感に検知できるため、アンプの設計において必要以上に直流ドリフトを抑制するようにする必然性がなく、アンプ設計の自由度が大きくなり、かつ装置としての安全性がより高まるという効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
【００１３】    以下図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【実施例】
【００１４】  図１は本発明のオーディオアンプ用保護回路の第一の実施例を説明する回路ブロック図である。図１において１１は加算アンプ、１２は絶対値アンプ、１３は比較器、１４は比較用基準電圧、１５は交流検出回路であり、１６はローパスフィルター（ＬＰＦ）１７は直流（ＤＣ）アンプ、１８はプラス側の比較器、１９はマイナス側の比較器、２０は論理和回路、２１は直流検出回路である。また、２２は電源投入時のミューティング用のタイミング回路、２４はフリップフロップのリセット用パルス発生回路、２３はミューティング回路、２５は論理和回路、２６はＲＳフリップフロップ、２７はフリップフロップによって駆動されるリレー回路である。【００１５】  図１の保護回路は電源投入後の正常動作時においては１５の交流検出回路、２１の直流検出回路、２２のタイミング回路の出力はすべてＨ（ＨＩＧＨ）になるように設計されている。上記３つの検出回路がすべて正常動作のＨの状態であるときに２５の論理和回路はＨを出力している。【００１６】  上記１５の交流検出回路、または２１の直流検出回路のいずれかあるいは両方が異常を検知すると、出力レベルがＬ（ＬＯＷ）になるため、２５の論理和回路の出力がＬになり、２６のＲＳフリップフロップ回路がセットされ２７のリレー回路がＯＦＦとなる。【００１７】  交流検出回路は複数の入力を加算アンプ１１で増幅し、絶対値アンプ１２で正の極性に変換される。絶対値アンプを用いる理由は例えば正負両方のパルス性の異常信号にも反応するためである。絶対値アンプ１２を経た信号は比較器１３に入力され、信号入力が基準電圧Ｖｒａよりも大きい場合には異常を検知したとして信号Ｌを出力する。【００１８】  直流検出回路２１は入力信号がフローパスフィルター１６によって交流成分が除去され、直流成分のみが直流アンプ１７に入力され増幅される。次にプラス側・マイナス側のみをそれぞれ判定する比較器１８，１９に入力され論理和回路２０を経て出力される。直流検出回路に入力され、増幅された信号の直流成分がが基準電圧Ｖｒｄよりも大きい場合にはＶｄｃはＬになる。【００１９】  以下上記構成の動作を図２のタイミングチャートを用いて説明する。電源投入時、交流検出回路、直流検出回路の出力Ｖａｃ、Ｖｄｃはアンプ出力に異常がない限りＨとなる。次に電源投入時のミューティング時間Ｔｍ（通常２−５秒）を経た後、タイミング回路の出力ＶｔがＬからＨに変化する。Ｖｔ信号を受けてパルス発生回路２３が負のパルス信号を発生する。【００２０】  発生した負のパルス信号ＶｐがＲＳフリップフロップ２５に入力されフリップフロップ２５がリセットされ、リレー回路がオンになる。リセットがかかった後は、交流検出回路の出力Ｖａｃ，直流検出回路の出力Ｖｄｃ、タイミング検出回路の出力ＶｔはすべてＨであり、その結果、論理和回路２５の出力もＨになる。【００２１】  交流検出回路または直流検出回路のいづれかで異常を検知したとすると、たとえばＶａｃが時間Ｔｄｅｔで一瞬Ｌになると、同時に論理和回路２５の出力もＬになるため、フリップフロップ２６がセットされ、出力ＱがＬになり、リレーがオフの状態になり、信号回路を遮断することができる。【００２２】  次に本発明の実際の使用例を図３を用いて説明する。図３において３１、３２はそれぞれオーディオ用アンプ、３３は電源供給回路、３４は本発明の保護回路、３５は保護回路によって駆動されるリレー部である。各アンプの出力が直流検出回路と交流検出回路に接続されている。【００２３】  また電源供給線は直流遮断用のコンデンサを通じて交流検出回路に接続されている。電源供給線に交流検出器の入力が接続されているのは、電源オフ時アンプの故障による異常電流発生などにより、電源電圧に変動が生じた場合に、交流検出回路が電源電圧の異常を検出し、リレーにより出力を遮断する働きをするためである。【００２４】  アンプ１、２が直流のオフセット電圧が発生した場合、直流検出回路が異常を検知し、リレーを遮断し、また交流信号が設定値を超えた場合は交流検出器が異常を検知し、リレーを遮断する。交流検出器には計４本の入力信号があるが、交流検出回路の加算回路部では抵抗の値の設定によって、個別の入力感度を容易に設定できるため、一つの交流検出回路で十分である。【００２５】  一方直流検出回路では直流ドリフトを個別に検出し判定する必要があるため、チャンネル分の検出回路が設けられている。直流検出器の感度設定はオーディオ用プリアンプの場合５−１００ｍＶ程度に設定し、交流検出器の感度設定はおおむね１−３Ｖ程度に設定することが妥当である。【００２６】  図４は本発明のオーディオ用アンプの保護回路の使用の有無による出力電圧の実測値を比較したものである。図４において上側のＣＨ１の波形は本発明の保護回路を適用した場合のオーディオアンプの出力電圧であり、下側のＣＨ２の電圧波形は本発明を適用しない場合のオーディオアンプの出力電圧である。【００２７】図４において出力信号をモニターしながら、意図的に回路の入力側のプラス極性側に直接指で接触した際に、人体の誘導電圧によって５０Ｈｚとみられるハムノイズが発生するが、本発明の保護回路を使用した場合、最初のパルス１波で保護回路が動作し、過大出力を遮断しているのに対し、本発明の保護回路を用いない場合には過大出力が継続して出力されていることがわかる。【００２８】図５は図４と同様に保護回路の有無の場合について、オーディオアンプ出力電圧をモニターしながら、オーディオアンプの入力側のピン接続ケーブルを意図的にはずした場合の出力電圧を比較したものである。【００２９】上側の保護回路ありの場合は、パルス１波で保護回路が動作しているのに対して、下側の保護回路がない場合にはケーブルが外れた瞬間から過大出力が継続していることがわかる。【００３０】  次に本発明の第二の実施例について図６を用いて説明する。図６において６１はローパスフィルター、６２はハイパスフィルター、６３、６４はパワーアンプ、６５はリレー、６６は低音用スピーカ、６７は高音用スピーカ、６８は本発明の保護回路である。図６は全体として帯域ごとにパワーアンプを用いる、いわゆるマルチアンプ再生装置を構成している。【００３１】  図６において保護回路の交流検出器の前段にローパスフィルターを挿入することによって低域の信号入力に対して敏感に反応するように構成されている。したがって何らかの誤操作、故障などにより高音用スピーカに低音域の信号が入力されようとした場合に保護回路が作動し、高音用スピーカを保護する働きをする。【００３２】また高音用スピーカが高能率な場合、交流検出器の感度を高く設定し、例えばパワーアンプの出力が５Ｗになると出力を遮断するようにも設定できる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明のオーディオアンプ用保護回路の第一の実施例を説明するブロック回路図
【図２】同オーディオアンプ用保護回路の第一の実施例を説明するタイミングチャート図
【図３】同オーディオアンプ用保護回路をプリアンプに使用した実施例を説明する図
【図４】信号経路接触時の保護回路の有無による出力電圧の違いを説明する図
【図５】信号接続ケーブルが外れた際の保護回路の有無による出力電圧の違いを説明する図
【図６】同オーディオアンプ用保護回路の第二の実施例の使用形態を説明する図
【符号の説明】
【００３４】１１  加算アンプ
１２  絶対値アンプ
１３  比較器
１４  基準電圧
１５  交流検出器
１６  ローパスフィルター（ＬＰＦ）
１７  直流（ＤＣ）アンプ
１８  プラス側比較器
１９  マイナス側比較器
２０  論理和回路
２１  タイミング回路
２２  ミューティング回路
２３  パルス発生回路
２４  論理和回路
２５  ＲＳフリップフロップ
２６  リレー回路
Ｖａｃ  交流検出回路１５の出力信号波形
Ｖｄｃ  直流検出回路２１の出力信号波形
Ｖｔ  タイミング回路２１の出力波形
Ｖｐ  パルス発生回路２３の出力波形
Ｖｄｅｔ  論理和回路２４の出力波形
Ｑ  ＲＳフリップフロップ２５の出力波形
Ｔｍ  ミューティングがオフになる時間
Ｔｄｅｔ  交流検出回路が異常を検出した時間
３１  アンプ１
３２  アンプ２
３３  電源供給回路
３４  保護回路
３５  リレー
６１  ローパスフィルター（ＬＰＦ）
６２  ハイパスフィルター（ＨＰＦ）
６３  アンプ１
６４  アンプ２
６５  リレー
６６  低音用スピーカ
６７  高音用スピーカ
６８  保護回路
【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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