(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
オーディオ信号を増幅し、伝送線路に供給する信号増幅手段と、
上記伝送線路に供給される電流波形を示す電流検出信号を生成する電流検出手段と、
上記伝送線路に供給される電圧波形を示す電圧検出信号を生成する電圧検出手段と、
上記電流検出信号及び電圧検出信号の差分であって、特定の周波数成分を減衰させた信号に基づいて、上記信号増幅手段の増幅率を制御する過電流保護手段とを備えたことを特徴とするオーディオ用増幅装置。
【請求項２】
上記過電流保護手段は、上記電流検出信号から閾値周波数よりも高い周波数成分を減衰させる第１のローパスフィルタと、
上記電圧検出信号から上記閾値周波数よりも高い周波数成分を減衰させる第２のローパスフィルタと、
第１のローパスフィルタを通過した上記電流検出信号及び第２のローパスフィルタを通過した電圧検出信号の差分を求める差分演算手段とを有することを特徴とする請求項１に記載のオーディオ用増幅装置。
【請求項３】
上記過電流保護手段は、上記電流検出信号及び電圧検出信号の差分を求める差分演算手段と、
差分演算手段の出力信号から閾値周波数よりも高い周波数成分を減衰させるローパスフィルタとを有する請求項１に記載のオーディオ用増幅装置。
【請求項４】
上記信号増幅手段は、出力トランスを介して伝送線路にオーディオ信号を供給し、
上記特定の周波数成分は、上記出力トランスの通過帯域内の閾値周波数よりも高い周波数成分であることを特徴とする請求項１記載のオーディオ信号用増幅装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オーディオ信号を増幅して伝送線路に供給するオーディオ用増幅装置の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
拡声システムは、オーディオ用増幅装置及びスピーカが伝送線路を介して接続されて構成される音声放送システムである。このような拡声システムが、空港、学校、ショッピングセンターなどの大規模施設などに適用される場合、伝送線路の長さが数ｋｍに達することもある。このため、この様な拡声システムでは、伝送効率の良いハイインピーダンス伝送が採用されている。
【０００３】
ハイインピーダンス伝送は、伝送効率がよい反面、ローインピーダンスの負荷が接続された場合に過電流が流れてしまうという欠点がある。このため、ハイインピーダンス伝送の伝送線路を短絡させたり、あるいは、ローインピーダンスの負荷を誤って接続したりしないように留意する必要がある。ところが、ハイインピーダンス伝送を採用している拡声システムでは、ユーザが一般的なローインピーダンスのスピーカを誤って接続してしまう場合があり、この様な場合に過電流が流れ、オーディオ用増幅装置を破損してしまうという問題があった。
【０００４】
そこで、本願出願人は、先の出願（特許文献１）において、簡単な回路構成により、過電流の発生を防止するオーディオ用増幅装置を提案した。このオーディオ用増幅装置は、オーディオ用増幅装置から出力されるオーディオ増幅信号の電流及び電圧を検出し、これらの差分に基づいてオーディオ信号の増幅率を制御している。この様な構成により、負荷のインピーダンスが低下することによる電流の増大及び電圧の低下を検出し、過電流の発生を防止することができる。
【０００５】
図６は、特許文献１において提案したオーディオ用増幅装置２ｃの一構成例を示した図である。このオーディオ用増幅装置２ｃは、入力端子１０、電圧制御増幅器１１、デジタルアンプ１２、電流検出器１３、電圧検出器１４、過電流保護回路１５ｃ及び出力端子１６を備えている。音源装置１で生成されたオーディオ信号は、入力端子１０を介して入力され、電圧制御増幅器１１及びデジタルアンプ１２によって増幅された後、オーディオ増幅信号として出力端子１６から出力される。
【０００６】
電流検出器１３は、オーディオ増幅信号の電流を検出して、電流検出信号Ｄｉを生成している。同様にして、電圧検出器１４は、オーディオ増幅信号の電圧を検出して、電圧検出信号Ｄｖを生成している。過電流保護回路１５ｃは、電流検出信号Ｄｉ及び電圧検出信号Ｄｖに基づいて、増幅率制御信号Ｇを生成し、電圧制御増幅器１１の増幅率を制御している。すなわち、電流検出信号Ｄｉ及び電圧検出信号Ｄｖを全波整流した後に差分を求め、この差分信号に基づいて負荷状態を監視している。そして、負荷のインピーダンスが低下した場合には、電圧制御増幅器１１の増幅率も低下させて、過電流が流れるのを防止している。
【特許文献１】特願２００７−１３４０５８号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載されたオーディオ用増幅装置２ｃを用いて、ハイインピーダンス伝送を行うためには、当該オーディオ用増幅装置２ｃの出力端子に出力トランスを接続し、当該出力トランスを介して伝送線路に接続する必要がある。ところが、オーディオ用増幅装置２ｃに出力トランスを接続した場合、伝送線路で短絡が生じておらず、かつ、伝送線路上に規定以下の負荷が接続されていないにもかかわらず、負荷インピーダンスの低下を誤検出する可能性があることがわかった。
【０００８】
また、出力トランスを介さずに伝送線路に接続されるローインピーダンス伝送用の増幅装置であっても、短絡が生じた場合や、規定以下の負荷が接続された場合に生じる過電流を防止するために、同様の過電流検出機能を備えているものがある。ローインピーダンス伝送用の増幅装置は、通常、伝送効率が悪いため、長大な伝送線路を接続して使用されることは稀ではある。しかしながら、長大な伝送線路に用いた場合には、伝送線路の容量負荷及びインダクタンス負荷に起因して、同様の誤検出が生じる可能性がある。
【０００９】
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、簡単な回路構成で負荷のインピーダンス低下を精度良く検出し、過電流の発生と誤検出を防止することができるオーディオ用増幅装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
第１の本発明によるオーディオ用増幅装置は、オーディオ信号を増幅し、伝送線路に供給する信号増幅手段と、上記伝送線路に供給される電流波形を示す電流検出信号を生成する電流検出手段と、上記出力トランスに供給される電圧波形を示す電圧検出信号を生成する電圧検出手段と、上記電流検出信号及び電圧検出信号の差分であって、特定の周波数成分を減衰させた信号に基づいて、上記信号増幅手段の増幅率を制御する過電流保護手段とを備えて構成される。
【００１１】
この様な構成により、電流検出信号及び電圧検出信号の差分に基づいて、負荷のインピーダンス低下を検出することにより、過電流の発生を防止することができる。その際、上記差分として、特定の周波数成分を減衰させた信号を用いることによって、電圧及び電流の位相差が上記差分として検出され、誤って信号増幅手段の増幅率を低下させてしまうのを防止することができる。従って、負荷のインピーダンス低下を検出して過電流の発生を防止するとともに、その誤検出も防止することができる。
【００１２】
第２の本発明によるオーディオ用増幅装置は、上記構成に加えて、上記過電流保護手段が、上記電流検出信号から閾値周波数よりも高い周波数成分を減衰させる第１のローパスフィルタと、上記電圧検出信号から上記閾値周波数よりも高い周波数成分を減衰させる第２のローパスフィルタと、第１のローパスフィルタを通過した上記電流検出信号及び第２のローパスフィルタを通過した電圧検出信号の差分を求める差分演算手段とを有する。従って、簡単な回路構成により、負荷のインピーダンス低下を検出して過電流の発生を防止するとともに、その誤検出も防止することができる。
【００１３】
第３の本発明によるオーディオ用増幅装置は、上記構成に加えて、上記過電流保護手段が、上記電流検出信号及び電圧検出信号の差分を求める差分演算手段と、差分演算手段の出力信号から閾値周波数よりも高い周波数成分を減衰させる低域通過フィルタとを有する。従って、簡単な回路構成により、負荷のインピーダンス低下を検出して過電流の発生を防止するとともに、その誤検出も防止することができる。
【００１４】
第４の本発明によるオーディオ用増幅装置は、上記構成に加えて、上記信号増幅手段が、出力トランスを介して伝送線路にオーディオ信号を供給し、上記特定の周波数成分が、上記出力トランスの通過帯域内の閾値周波数よりも高い周波数成分となるように構成されている。
【００１５】
この様な構成により、出力トランスのカットオフ周波数に近い周波数成分の位相が回転することによって、電流検出信号及び電圧検出信号の差分が検出され、誤って信号増幅手段の増幅率を低下させてしまうのを防止することができる。従って、出力トランスを介して伝送線路に接続されるオーディオ用増幅装置であっても、負荷のインピーダンス低下を検出して過電流の発生を防止するとともに、その誤検出も防止することができる。特に、高域側のカットオフ周波数付近において位相が回転することによる誤検出を防止することができるので、出力トランスの高域側カットオフ周波数が、オーディオ信号の帯域内にある場合であっても、過電流の発生を防止することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によるオーディオ用増幅装置は、電流検出信号及び電圧検出信号の差分であって、特定の周波数成分を減衰させた信号に基づいて、負荷のインピーダンス低下を検出している。このため、簡単な回路構成でインピーダンスの低下を検出することができるとともに、電流及び電圧の位相差による誤検出を防止することができる。従って、安価で信頼性の高いオーディオ用増幅装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
実施の形態１．
＜拡声システム＞
図１は、本発明の実施の形態１によるオーディオ用増幅装置２ａを含む拡声システム１００の概略構成例を示した図である。この拡声システムは、音源装置１、オーディオ用増幅装置２ａ、出力トランス３、伝送線路４及びスピーカ５によって構成される。
【００１８】
音源装置１は、可聴周波数からなるオーディオ信号を生成する装置、例えば２０Ｈｚ〜２０ｋＨｚの周波数成分を含むアナログオーディオ信号を生成するマイクロホンや録音再生装置などである。この音源装置１で生成されたオーディオ信号は、オーディオ用増幅装置２ａにおいて電力増幅された後、出力トランス３において昇圧され、伝送線路４へ送出される。伝送線路４には、複数のスピーカ５が並列に接続されており、伝送線路４に送出されたオーディオ信号に基づいて、各スピーカ５から同一音声が出力される。
【００１９】
出力トランス３は、１次側にオーディオ用増幅装置２ａが接続され、２次側に伝送線路４が接続された昇圧トランスである。オーディオ用増幅装置２ａにおいて増幅されたオーディオ増幅信号は、出力トランス３において昇圧され、高電圧のオーディオ伝送信号として伝送線路４へ送出される。例えば、オーディオ伝送信号として実効電圧１００Ｖの信号を用いることができる。なお、本実施の形態では、出力トランス３が、オーディオ増幅装置２ａに外付けで接続されているが、予めオーディオ用増幅装置２ａと同一の筐体に内蔵されていてもよい。
【００２０】
スピーカ５は、マッチングトランスと呼ばれる降圧トランスを内蔵し、一般的なスピーカよりも入力インピーダンスが高くなっている。一般的なスピーカは、入力インピーダンスが４〜８Ω程度であるのに対し、スピーカ５は、例えば、１ｋΩ以上の入力インピーダンスを有している。
【００２１】
この拡声システムでは、オーディオ用増幅装置２ａから出力されるオーディオ増幅信号をより高電圧の信号に変換して伝送している。このような伝送方式は、ハイインピーダンス伝送と呼ばれている。ハイインピーダンス伝送では、オーディオ信号をそのまま伝送する場合に比べて、伝送損失を小さくすることができる。例えば、空港、学校、ショッピングセンターなどの大規模施設の構内放送システムの場合、伝送線路４の長さが数ｋｍにも達し、その伝送損失を無視することができない。ハイインピーダンス伝送は、このような大規模施設の拡声システムの伝送方式として好適である。
【００２２】
また、ハイインピーダンス伝送で用いられるスピーカ５は、その入力インピーダンスが高いため、同一の伝送線路４に多くのスピーカ５を並列接続することができる。また、出力トランス３を設けることによって、伝送線路４から見た音源側の出力インピーダンスが高くなっており、インピーダンスマッチングを考慮することなく、スピーカ５を接続することができる。
【００２３】
さらに、出力トランス３として絶縁トランスを用いれば、オーディオ用増幅装置２ａ及び伝送線路４を直流的に絶縁することができる。このため、伝送線路４の地落や、伝送線路４への落雷などが発生しても、オーディオ用増幅装置２ａはその影響を受けにくく、伝送線路４が屋外に敷設される拡声システムに好適である。
【００２４】
＜オーディオ用増幅装置２ａ＞
図２は、図１のオーディオ用増幅装置２ａの一構成例を示したブロック図である。このオーディオ用増幅装置２ａは、入力端子１０、電圧制御増幅器１１、デジタルアンプ１２、電流検出器１３、電圧検出器１４、過電流保護回路１５ａ及び出力端子１６を備えている。音源装置１で生成されたオーディオ信号は、入力端子１０を介して入力され、電圧制御増幅器１１及びデジタルアンプ１２によって増幅された後、出力端子１６から出力トランス３へ出力される。
【００２５】
電圧制御増幅器１１は、入力端子１０からのオーディオ信号を増幅するアナログ増幅回路であり、その増幅率は過電流保護回路１５ａによって可変制御されている。ここでは、伝送線路４のインピーダンスが低下した場合に、過電流保護回路１５ａが電圧制御増幅器１１の増幅率を低下させることによって、伝送線路４に過電流が流れるのを防止している。なお、増幅率の低下には、増幅率をゼロにして、出力を遮断する場合も含まれる。
【００２６】
デジタルアンプ１２は、電圧制御増幅器１１から供給されるオーディオ信号を更に増幅し、オーディオ増幅信号として出力端子１６から出力している。例えば、図示しないパルス幅変調回路、Ｄ級増幅器及びローパスフィルタを有し、入力されたオーディオ信号をＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号に変換し、このＰＷＭ信号をＤ級増幅した後に、高周波成分を減衰させてアナログ信号に変換している。
【００２７】
電流検出器１３は、出力端子１６から出力されるオーディオ増幅信号の電流を検出し、電流検出信号Ｄｉを生成する電流検出手段である。ここでは、一対の出力端子１６のいずれか一方と、デジタルアンプ１２との間にカレントトランスが接続され、オーディオ増幅信号の電流波形を検出している。電流検出信号Ｄｉは、オーディオ増幅信号の電流波形を示す電圧信号であり、この電流検出信号が過電流保護回路１５ａへ入力される。
【００２８】
電圧検出器１４は、出力端子１６から出力されるオーディオ増幅信号の電圧を検出し、電圧検出信号Ｄｖを生成する電圧検出手段である。ここでは、一対の出力端子１６間に分圧抵抗が接続され、オーディオ増幅信号の電圧波形を検出している。電圧検出信号Ｄｖは、オーディオ増幅信号の電圧波形を示す電圧信号であり、この電圧検出信号も過電流保護回路１５ａへ入力される。
【００２９】
＜過電流保護回路１５ａ＞
過電流保護回路１５ａは、電流検出信号Ｄｉ及び電圧検出信号Ｄｖに基づいて、増幅率制御信号Ｇを生成し、電圧制御増幅器１１の増幅率を制御している。すなわち、電流検出信号Ｄｉ及び電圧検出信号Ｄｖを比較し、この比較結果に基づいて負荷状態を監視している。そして、負荷のインピーダンスが低下したことを検出すれば、電圧制御増幅器１１の増幅率を低下させ、過電流の発生を防止している。
【００３０】
この過電流保護回路１５ａは、レベル調整器２１、全波整流器２２ｉ及び２２ｖ、ローパスフィルタ２３ｉ及び２３ｖ、減算器２４、ピークホールド回路２５並びに係数乗算器２６により構成される。
【００３１】
レベル調整器２１は、電流検出信号Ｄｉ及び電圧検出信号Ｄｖの信号レベルが、所望の負荷状態において一致するように、両者の相対的な信号レベルを調整するレベル調整手段である。ここでは、レベル調整器２１が、電圧検出信号Ｄｖのレベル調整を行う増幅器であるものとし、その増幅率は、負荷状態が定格負荷である場合に、電流検出信号Ｄｉ及び電圧検出信号Ｄｖの信号レベルが一致するように予め定められているものとする。
【００３２】
全波整流器２２ｉは、電流検出信号Ｄｉを整流する整流回路であり、整流後の電流検出信号Ｄｒｉは、ローパスフィルタ２３ｉへ出力される。全波整流器２２ｖは、レベル調整後の電圧検出信号Ｄｖを整流する整流回路であり、整流後の電圧検出信号Ｄｒｖは、ローパスフィルタ２３ｖへ出力される。なお、これらの全波整流器２２ｉ及び２２ｖに代えて半波整流器を用いることもできるが、負荷状態を迅速に検出するためには、全波整流を用いる方が望ましい。
【００３３】
ローパスフィルタ２３ｉは、整流後の電流検出信号Ｄｒｉの高域周波数成分を遮断し、低域周波数成分を通過させるフィルタ回路である。同様にして、ローパスフィルタ２３ｖは、整流後の電圧検出信号Ｄｒｖの高域周波数成分を遮断し、低域周波数成分を通過させるフィルタ回路である。これらのローパスフィルタ２３ｉ及び２３ｖは、同一の特性を有している。
【００３４】
ローパスフィルタ２３ｉ及び２３ｖのカットオフ周波数は、出力トランス３のカットオフ周波数よりも低い周波数、つまり、出力トランス３の通過帯域内の周波数に予め定められている。また、このカットオフ周波数は、オーディオ信号の周波数帯域内であることが望ましい。つまり、ローパスフィルタ２３ｉ，２３ｖのカットオフ周波数は、出力トランス３の特性に応じて決定されることが望ましく、カットオフ周波数を変更可能な可変フィルタとして構成されるか、あるいは、容易に交換可能であることが望ましい。
【００３５】
減算器２４は、誤差信号Ｅとして、ローパスフィルタ通過後の電流検出信号Ｄｆｉ及び電圧検出信号Ｄｆｖの差分を求める差分演算回路である。ここでは、ローパスフィルタ２３ｉの出力からローパスフィルタ２３ｖの出力を引いた値が、誤差信号Ｅとして出力されるものとする。この誤差信号Ｅは、負荷インピーダンスが減少すれば増大し、負荷インピーダンスが増大すれば減少する。なお、ローパスフィルタ２３ｖの出力からローパスフィルタ２３ｉの出力を引いた値を誤差信号Ｅとしてもよい。
【００３６】
ピークホールド回路２５は、減算器２４から出力される誤差信号Ｅのピーク値Ｅｐを保持する回路である。つまり、ピークホールド回路２５は、減算器２４が過去に出力した誤差信号Ｅの最大値を保持しており、この最大値をピーク値Ｅｐとして出力している。このピークホールド回路２５のリセットは、例えば、ユーザによるリセット操作などに基づいて行ってもよいし、図示しないコンデンサの充放電特性を利用して、ある一定時間が経過すると、ピークホールドをリセットするようにしてもよい。
【００３７】
係数乗算器２６は、誤差信号Ｅを電圧制御増幅器１１の増幅率制御信号Ｇに変換する変換手段である。ここでは、ピークホールド回路２５から出力される誤差信号のピーク値Ｅｐと、予め定められた係数との乗算を行うことにより、増幅率制御信号Ｇを生成している。なお、必要に応じて、定数を加算する定数加算器を更に設けることもできる。
【００３８】
＜過電流保護回路１５ａの動作＞
次に、過電流保護回路１５ａの動作について説明する。例えば、伝送線路４が短絡された場合や、伝送線路４にローインピーダンスのスピーカが接続された場合、負荷のインピーダンスが低下する。このとき、オーディオ用増幅装置２ａから出力されるオーディオ増幅信号は、電流が増大し、電圧は低下する。つまり、電流検出信号Ｄｉのレベルが増大し、電圧検出信号Ｄｖのレベルが低下し、減算器２４によって求められる誤差信号Ｅが大きくなる。係数乗算器２６は、この誤差信号Ｅを増幅率制御信号Ｇに変換し、電圧制御増幅器１１の増幅率を低下させている。このようにして、負荷のインピーダンスが低下した場合に、オーディオ用増幅装置２ａの増幅率を自動的に低下させることができる。従って、負荷のインピーダンス低下によって過電流が流れ、オーディオ用増幅装置２ａが破壊されるのを防止することができる。しかも、過電流保護回路１５ａを構成している各回路は、比較的簡単なアナログ回路として実現することができる。このため、過電流保護のための顕著なコスト増大を抑制しつつ、オーディオ用増幅装置２ａを過電流から保護することができる。
【００３９】
また、ピークホールド回路２５が、誤差信号Ｅのピーク値Ｅｐを保持しているため、負荷のインピーダンスが増減するような不安定な状態であっても、過電流の発生を確実に防止することができる。すなわち、減算器２４から出力される誤差信号Ｅが大きくなれば、オーディオ用増幅装置２ａの増幅率を低下させるが、誤差信号Ｅが一時的に小さくなっても、オーディオ用増幅装置２ａの増幅率を再び増大させることはない。従って、過電流の発生を確実に防止することができる。
【００４０】
さらに、出力トランス３の周波数特性に応じたローパスフィルタ２３ｉ及び２３ｖを用いて高域周波数を遮断することにより、出力トランス３の周波数特性に起因して誤検出が発生するのを防止している。この誤検出の防止について、以下に詳しく説明する。
【００４１】
図３は、図１に示した出力トランス３の周波数特性の一例を示した図であり、横軸に周波数、縦軸に減衰量（ｄＢ）をとって示されている。この出力トランス３は、１ｋＨｚを含む周波数帯域において概ねフラットな周波数特性を有している。また、減衰量が３ｄＢとなるカットオフ周波数ｆ１，ｆ２は、低域側の周波数ｆ１が２０Ｈｚ未満であり、オーディオ信号の周波数範囲（２０Ｈｚ〜２０ｋＨｚ）外であるのに対し、高域側の周波数ｆ２は、１８ｋＨｚであり、オーディオ信号の周波数範囲（２０Ｈｚ〜２０ｋＨｚ）内にある。
【００４２】
出力トランス３は、オーディオ信号の周波数帯域（２０Ｈｚ〜２０ｋＨｚ）の全域においてフラットな周波数特性を有していることが望ましい。しかしながら、高域側のカットオフ周波数ｆ２が２０ｋＨｚを越えるトランスは極めて高価であり、製造コストを増大させてしまう。一方、廉価なトランスを使用した場合には、高域側のカットオフ周波数ｆ２がオーディオ信号の周波数帯域内に存在することになる。一般に、トランスは、カットオフ周波数に近い周波数成分に対し容量成分が増大し、その位相を回転させる性質がある。このため、このような廉価なトランスを出力トランス３として使用した場合、オーディオ用増幅装置２ａから出力されるオーディオ増幅信号のうち、カットオフ周波数ｆ２に近い周波数成分の位相が回転する。その結果、電流検出信号Ｄｉ及び電圧検出信号Ｄｖは、互いに位相がずれた状態となり、電流検出信号Ｄｉ及び電圧検出信号Ｄｖの信号レベルが同一であったとしても、減算器２４から誤差信号Ｅが出力される。その結果、誤検出が発生する。
【００４３】
図４は、電流検出信号Ｄｉ及び電圧検出信号Ｄｖの位相差によって、負荷状態の誤検出が発生する場合の様子を示した説明図であり、いずれも負荷インピーダンスが正常であり、過電流が流れるおそれがない場合における過電流保護回路１５ａ内の主な信号波形が示されている。
【００４４】
図中の（ａ）〜（ｃ）は、オーディオ増幅信号の周波数が、出力トランス３の周波数特性がフラットな領域内である場合、例えば１ｋＨｚである場合の例が示されている。この周波数成分は位相が回転せず、オーディオ増幅信号の電流及び電圧の位相にずれが生じていない。このため、電流検出信号Ｄｉ及び電圧検出信号Ｄｖの波形は一致し（図中の（ａ））、整流後の電流検出信号Ｄｒｉ及び電圧検出信号Ｄｒｖも一致している（図中の（ｂ））。従って、差分回路２４で求められる誤差信号Ｅはゼロの一定信号となり、電圧制御増幅器１１の増幅率が低下することはない。
【００４５】
一方、図中の（ｄ）〜（ｆ）は、オーディオ増幅信号の周波数が、出力トランス３のカットオフ周波数ｆ２付近の周波数、例えば、１８ｋＨｚである場合の例が示されている。このオーディオ増幅信号は、出力トランス３の周波数特性、特に容量成分の影響を受けて位相が回転し、電流及び電圧の位相にずれが生じている。このため、電流検出信号Ｄｉ及び電圧検出信号Ｄｖの波形は位相がずれた波形となり（図中の（ｄ））、整流後の電流検出信号Ｄｒｉ及び電圧検出信号Ｄｒｖも位相がずれた波形となる（図中の（ｅ））。従って、差分回路２４で求められる誤差信号Ｅはゼロの一定信号とはならない。このとき、ピークホールド回路２５が、誤差信号Ｅのピーク値Ｅｐを保持し、このピーク値Ｅｐに基づいて、電圧制御増幅器１１の増幅率を低下させることになる。
【００４６】
このため、本実施の形態によるオーディオ用増幅装置２ａでは、ローパスフィルタ２３ｉ及び２３ｖを用いて、出力トランス３の高域側カットオフ周波数ｆ２近傍の周波数成分を遮断している。このため、図４の（ｄ）〜（ｆ）に示したような誤検出が生ずるのを防止することができる。
【００４７】
負荷インピーダンスの変動を迅速に検出するためには、減算器２４に入力される電流検出信号Ｄｆｉ及び電圧検出信号Ｄｆｖには、オーディオ信号の全ての周波数成分が含まれていることが望ましい。しかしながら、上述した通り、出力トランス３によって位相が回転する周波数領域は、ローパスフィルタ２３ｉ，２３ｖにおいて遮断しておく必要がある。
【００４８】
このため、ローパスフィルタ２３ｉ，２３ｖのカットオフ周波数ｆｃは、少なくとも出力トランス３の高域側カットオフ周波数ｆ２よりも低い周波数に予め決定しておく必要がある。また、上記カットオフ周波数ｆｃは、オーディオ信号の周波数帯域内であることが望ましい。従って、出力トランス３の通過帯域内、つまり、カットオフ周波数ｆ１、ｆ２間の周波数帯域であることが望ましい。
【００４９】
実施の形態２．
上記実施の形態では、減算器２４の前段にローパスフィルタ２３ｉ，２３ｖが設けられている過電流保護回路１５ａの例について説明した。これに対し、本実施の形態では、減算器２４の後段にローパスフィルタ２３が設けられている過電流保護回路１５ｂについて説明する。
【００５０】
図５は、本発明の実施の形態２によるオーディオ用増幅装置２ｂの一構成例を示した図である。このオーディオ用増幅装置２ｂを図２のオーディオ用増幅装置２ａ（実施の形態１）と比較すれば、ローパスフィルタ２３ｉ及び２３ｖに代えて、減算器２４及びピークホールド回路２５の間にローパスフィルタ２３が設けられている点で異なる。
【００５１】
ローパスフィルタ２３には、ローパスフィルタ２３ｉ及び２３ｖと同じ特性のフィルタ回路が用いられている。図４の（ｆ）に示した減算器２４の出力に含まれる周波数成分は減算器２４に入力される電流検出信号Ｄｒｉ及び電圧検出信号Ｄｒｖの周波数成分と同様であり、減算器２４の出力信号に含まれる高域周波成分をローパスフィルタ２３によって減衰しても、図２の過電流保護回路１５ａの場合と全く同様の結果が得られる。
【００５２】
なお、上記各実施の形態では、全波整流器２２ｉ及び２２ｖよりも後段にローパスフィルタ２３，２３ｉ，２３ｖを設ける構成について説明したが、本発明は、この様な場合には限定されない。すなわち、ピークホールド回路２５に入力される誤差信号に、上記ローパスフィルタのカットオフ周波数ｆｃを越える周波数成分が含まれていなければ、オーディオ増幅信号の位相回転が誤算信号Ｅに現れ、負荷のインピーダンス低下と誤って検出されることはない。このため、全波整流器２２ｉ及び２２ｖよりも前段にローパスフィルタを配置することもできる。例えば、電流検出器１３及び電圧検出器１４が、上記ローパスフィルタのカットオフ周波数ｆｃを越える周波数成分を出力しない検出回路として構成されていてもよい。
【００５３】
また、上記実施の形態では、電圧制御増幅器１１及びデジタルアンプ１２を用いて、オーディオ信号を増幅するオーディオ用増幅装置２ａの例について説明したが、本発明は、この様な場合には限定されない。すなわち、オーディオ信号を増幅する信号増幅手段は、過電流保護回路１５ａ，１５ｂからの増幅率制御信号Ｇに基づいて増幅率を制御可能であればよく、増幅器の具体的構成は問わない。例えば、デジタル方式、アナログ方式などは問わず、また、１の信号増幅器又は３以上の増幅器の組み合わせによって構成されているものであってもよい。
【００５４】
また、上記の実施の形態では、ハイインピーダンス伝送用のオーディオ用増幅装置の例について説明したが、本発明は、ローインピーダンス伝送用のオーディオ用増幅装置にも適用することができる。すなわち、出力トランス３を内蔵せず、かつ、出力トランス３を介することなく伝送線路４に接続されるオーディオ用増幅装置にも、本発明を適用することができる。この場合には、伝送線路４の容量負荷及びインダクタンス負荷によって生じる電圧及び電流間の位相差をインピーダンスの低下と誤って検出するのを防止できる。
の過電流保護機能にも有効である。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の実施の形態１によるオーディオ用増幅装置２ａが適用される拡声システムの概略構成例を示した図である。
【図２】図１のオーディオ用増幅装置２ａの一構成例を示したブロック図である。
【図３】図１の出力トランス３について周波数特性の一例を示した図であり、横軸に周波数、縦軸に減衰量をとって表されている。
【図４】電流検出信号Ｄｉ及び電圧検出信号Ｄｖの位相差によって、負荷状態の誤検出が発生する場合の様子を示した説明図である。
【図５】本発明の実施の形態２によるオーディオ用増幅装置２ｂの一構成例を示した図である。
【図６】特許文献１において提案したオーディオ用増幅装置２ｃの一構成例を示した図である。
【符号の説明】
【００５６】
１      音源装置
２ａ，２ｂ，２ｃ  オーディオ用増幅装置
３      出力トランス
４      伝送線路
５      スピーカ
１０    入力端子
１１    電圧制御増幅器
１２    デジタルアンプ
１３    電流検出器
１４    電圧検出器
１５ａ，１５ｂ，１５ｃ  過電流保護回路
１６    出力端子
２１    レベル調整器
２２ｉ，２２ｖ  全波整流器
２３，２３ｉ，２３ｖ  ローパスフィルタ
２４    減算器
２５    ピークホールド回路
２６    係数乗算器
Ｄｆｉ  フィルタリング後の電流検出信号
Ｄｆｖ  フィルタリング後の電圧検出信号
Ｄｉ    電流検出信号
Ｄｒｉ  整流後の電流検出信号
Ｄｒｖ  整流後の電圧検出信号
Ｄｖ    電圧検出信号
Ｅ      誤差信号
Ｅｐ    誤差信号のピーク値
ｆ１    低域側
ｆ１，ｆ２  出力トランスのカットオフ周波数
ｆｃ    ローパスフィルタのカットオフ周波数
Ｇ      増幅率制御信号
【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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