(57)【要約】【課題】発音停止時間の耳障りな暗ノイズ音を低減する。【解決手段】アンプミュート回路２は、コントロール信号Ｃに基づいて、ノードａ２１の電位を遷移させることにより、パワーアンプＩＣの＋ＩＮ端子と−ＩＮ端子との電位差を変化させる。電位差がＶｄ未満の場合には、差動増幅回路１が交流信号Ｓを増幅した信号を出力し、増幅回路１００が増幅動作を行う。電位差がＶｄ以上の場合には、差動増幅回路１が飽和電圧を出力し、増幅回路１００が増幅動作を停止する。また、増幅回路１００を備えたリモコン装置は、品質が向上する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
正転入力端と反転入力端との間の電位差を増幅する差動増幅回路と、
前記電位差を所定値以上に設定して、前記差動増幅回路の出力電圧を飽和させることにより増幅動作を停止させるアンプミュート回路とを備えたことを特徴とする増幅回路。
【請求項２】
前記差動増幅回路は、前記正転入力端に交流信号電圧が印加され、
前記アンプミュート回路は、前記反転入力端を接地させたときに、前記増幅動作を行わせ、前記反転入力端に印加される電位の絶対値を所定値以上に遷移させたときに、前記増幅動作を停止させることを特徴とする請求項１に記載の増幅回路。
【請求項３】
前記差動増幅回路は、片電源で動作し、前記正転入力端にバイアス電圧が加算された交流信号電圧が印加され、
前記アンプミュート回路は、前記反転入力端を前記バイアス電圧の近傍に設定させたときに、前記増幅動作を行わせ、
前記反転入力端に印加される電位を所定値以上に遷移させたときに、前記増幅動作を停止させることを特徴とする請求項１に記載の増幅回路。
【請求項４】
正転入力端と反転入力端との間の電位差を増幅する差動増幅回路と、
前記正転入力端に交流信号が入力され、前記反転入力端を接地させたときに、前記差動増幅回路に前記電位差を増幅させ、前記電位差を所定値以上に設定させたときに、前記交流信号をマスクさせるアンプミュート回路とを備えたことを特徴とする増幅回路。
【請求項５】
前記電位差を所定値以上に遷移させたときに、
前記反転入力端に印加される電位が、接地電位と前記所定値の電位との間で除々に変化することを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の増幅回路。
【請求項６】
外部から入力されるＤ／Ａ変換信号に基づいて、前記反転入力端に印加される電位が、接地電位と前記所定値の電位との間で除々に変化することを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の増幅回路。
【請求項７】
所定の時定数に基づいて、前記反転入力端に印加される電位が、接地電位と前記所定値の電位との間で除々に変化することを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の増幅回路。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７の何れか１項に記載の増幅回路を、
発音時間が発音停止時間より短い音声の増幅に用いたことを特徴をするリモコン装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、正転入力端及び反転入力端の電位差を増幅する差動増幅回路と、増幅動作を停止させるアンプミュート回路とを備えた増幅回路、及び、これを用いたリモコン装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
給湯器のリモコン装置は、増幅回路及びスピーカを内蔵し、操作時に各種の音声が出力されるようになっていることが多い。増幅回路には、差動増幅回路及びアンプミュート回路を備えるものがある。差動増幅回路は、外部に抵抗器を接続することにより、任意のゲインを設定することができる。
従来のアンプミュート回路は、各種の音声である交流信号を入力する信号ラインを切断等することにより、差動増幅回路が交流信号を増幅しない発音停止時間を設けていた。
【０００３】
特許文献１には、電源投入時に差動増幅回路への電源供給を停止して、増幅回路が出力するポップ音を防止する技術が開示されている。可聴周波数以上の制御信号で電源供給をオンオフするので、増幅回路の電源ラインに並列接続されたキャパシタの効果により、増幅回路に供給される電源電圧の上昇時間を緩やかにするものである。
【特許文献１】特開平８−２３７０３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記特許文献１に記載された技術は、電源投入時のポップ音を除去するものである。このため、電源オフ時のポップ音も耳障りになる。
また、差動増幅回路は、発音停止時間にもゲインを有し、内部で発生する暗ノイズを増幅している。このため、電源オフ時のポップ音だけではなく、発音停止時間の暗ノイズ音も耳障りである。
【０００５】
そこで、本発明は、前記の問題点に鑑み、発音停止時間の暗ノイズ音の発生を低減することができる増幅回路、及び、これを用いたリモコン装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１の増幅回路は、正転入力端と反転入力端との間の電位差を増幅する差動増幅回路と、電位差を所定値以上に設定して、差動増幅回路の出力電圧を飽和させることにより増幅動作を停止させるアンプミュート回路とを備えたことを特徴とする。
また、請求項４の増幅回路は、正転入力端と反転入力端との間の電位差を増幅する差動増幅回路と、正転入力端に交流信号が入力され、反転入力端を接地させたときに、差動増幅回路に電位差を増幅させ、電位差を所定値以上に設定したときに、交流信号をマスクさせるアンプミュート回路とを備えたことを特徴とする。
前記構成によれば、出力電圧を飽和させて増幅動作を停止させるアンプミュート回路、又は、入力される交流信号をマスクさせるアンプミュート回路を備えたので、発音停止時間の耳障りな暗ノイズ音を低減することができる。
【０００７】
請求項２の増幅回路は、請求項１に記載の増幅回路であって、差動増幅回路は、正転入力端に交流信号電圧が印加され、アンプミュート回路は、反転入力端を接地させたときに、増幅動作を行わせ、反転入力端に印加される電位の絶対値を所定値以上に遷移させたときに、増幅動作を停止させることを特徴とする。
前記構成によれば、差動増幅回路の増幅動作を容易に停止させることができる。
【０００８】
請求項３の増幅回路は、請求項１に記載の増幅回路であって、差動増幅回路は、片電源で動作し、正転入力端にバイアス電圧が加算された交流信号電圧が印加され、アンプミュート回路は、反転入力端をバイアス電圧の近傍に設定させたときに、増幅動作を行わせ、反転入力端に印加される電位を所定値以上に遷移させたときに、増幅動作を停止させることを特徴とする。
前記構成によれば、特に、バイアス電圧を低く設定すれば、増幅動作停止時のバイアス電圧近傍に設定された反転入力端と、バイアス電圧が加算された交流信号が印加された正転入力端との電位差が増幅される。このため、交流信号電圧が増幅される。例えば、バイアス電圧は、入力抵抗×バイアス電流で求められる。
【０００９】
請求項５の増幅回路は、電位差を所定値以上に遷移させたときに、反転入力端に印加される電位が、接地電位と所定値の電位との間で除々に変化することを特徴とする。
前記構成によれば、更に、耳障りなポップ音を除去することができる。
【００１０】
請求項６の増幅回路は、外部から入力されるＤ／Ａ変換信号に基づいて、反転入力端に印加される電位が、接地電位と所定値の電位との間で除々に変化することを特徴とする。
前記構成によれば、Ｄ／Ａ変換信号により、電位が除々に変化するように設定できる。これにより、ＣＰＵ内部のＤ／Ａ変換器を使用できるので、使用部品が少なくなる。
【００１１】
請求項７の増幅回路は、所定の時定数に基づいて、反転入力端に印加される電位が、接地電位と所定値の電位との間で除々に変化することを特徴とする。
前記構成によれば、抵抗値及びキャパシタンスを変更することにより、電位が除々に変化するように設定できる。
【００１２】
請求項８のリモコン装置は、請求項１乃至請求項７の何れか１項に記載の増幅回路を、発音時間が発音停止時間より短い音声の増幅に用いたことを特徴をする。
前記構成によれば、発音停止時間の暗ノイズ音を低減しポップ音を除去できるので、リモコン装置の品質が向上する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、出力電圧を飽和させて増幅動作を停止させるアンプミュート回路、又は、入力される交流信号をマスクさせるアンプミュート回路を備えたので、発音停止時間の耳障りな暗ノイズ音を低減することができる。特に、請求項５に係る発明は、耳障りなポップ音を除去できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態の増幅回路１００の回路図である。増幅回路１００は、差動増幅回路１及びアンプミュート回路２を備え、外部に接続されたスピーカＳＰを駆動する。差動増幅回路１は、パワーアンプＩＣ、抵抗器Ｒ１１、キャパシタＣ１１〜Ｃ１６、及び、任意素子Ｚ１１を備える。
【００１５】
パワーアンプＩＣの＋ＩＮ端子は、外部からスピーカＳＰで発生させたいブザー音又は合成音声等の交流信号Ｓが入力される端子１１に接続される。パワーアンプＩＣの−ＩＮ端子は、アンプミュート回路２のノードａ２１に接続される。
パワーアンプＩＣのＯＵＴ端子は、キャパシタＣ１３及び抵抗器Ｒ１１の直列回路を介してグランドに接続され、キャパシタＣ１４及び外部に設置したスピーカＳＰの直列回路を介してグランドに接続される。
パワーアンプＩＣのＧＮＤ端子とＶ＋端子との間には、キャパシタＣ１５及びＣ１６の並列回路が接続され、パワーアンプＩＣのＧＮＤ端子は、グランドに接続される。パワーアンプＩＣのＶ＋端子は、外部から供給される電源用の＋１２Ｖ端子に抵抗器Ｒ１を介して接続される。短絡端子Ｊ１は、抵抗器Ｒ１を短絡させる為のものである。
パワーアンプＩＣの双方のＧＡＩＮ端子には、任意素子Ｚ１１及びキャパシタＣ１１の直列回路が接続され、ゲインを制御する端子である。パワーアンプＩＣのＢＹＰ端子は、キャパシタＣ１２を介してグランドに接続される。
【００１６】
パワーアンプＩＣについて、ＧＡＩＮ端子はゲイン制御用であり、−ＩＮ端子は反転入力用であり、＋ＩＮ端子は正転入力用であり、ＧＮＤ端子は接地用であり、ＯＵＴ端子はパワーアンプの出力用であり、Ｖ＋端子は電源供給用であり、ＢＹＰ端子はリップル除去用である。
【００１７】
例えば、ゲインＡｖが２６［ｄｂ］(ＴＹＰ)であるパワーアンプＩＣに新日本無線製のＮＪＭ３８６Ｂを使用し、スピーカＳＰに８Ωインピーダンスのものを使用する場合には、抵抗器Ｒ１１が１０Ω、キャパシタＣ１１が１０μＦ、キャパシタＣ１２が４７μＦ（電解コンデンサ）、キャパシタＣ１３が０．０４７μＦ、キャパシタＣ１４が２２０μＦ（電解コンデンサ）、キャパシタＣ１５が１００μＦ（電解コンデンサ）、キャパシタＣ１６が０．１μＦに設定される。
任意素子Ｚ１１には、任意の値の抵抗器又はジャンパー線が使用される。抵抗器（Ｚ１１）及びキャパシタＣ１１の直列回路の設計値により、パワーアンプＩＣのゲインＡｖは２０倍から２００倍まで任意の値に設定できる。
【００１８】
ミュート機能を有するオーディオ用のパワーアンプＩＣは、高価なものが多い。ミュート機能を有しないＮＪＭ３８６Ｂは、低価格であり、低コスト化に有利である。
ＮＪＭ３８６Ｂは、正の電源電圧による片電源動作ができ、入力端はグランドとの比較の形に構成され、出力の電圧は自動的に電源電圧の約１／２になるように設計されている。
【００１９】
次に、アンプミュート回路２は、トランジスタＴＲ、抵抗器Ｒ２１〜Ｒ２６、及び、キャパシタＣ２１を備える。トランジスタＴＲのベースは、抵抗器Ｒ２２を介してグランドに接続され、更に抵抗器Ｒ２１を介して外部からコントロール信号Ｃが入力される端子１２に接続される。
トランジスタＴＲのエミッタは、グランドに接続される。トランジスタＴＲのコレクタは、抵抗器Ｒ２３を介して電源供給用の＋５Ｖ端子に接続される。
ノードａ２１は、抵抗器Ｒ２４を介してトランジスタＴＲのコレクタに接続され、抵抗器Ｒ２５を介して＋５Ｖ端子に接続され、キャパシタＣ２１を介してグランドに接続され、抵抗器２６を介してグランドに接続される。
【００２０】
次に、増幅回路１００の動作説明を行う。
差動増幅回路１のパワーアンプＩＣの＋ＩＮ端子には、交流信号Ｓが入力される。交流信号Ｓの波高値は、電圧５Ｖに比して微小である。
パワーアンプＩＣの＋ＩＮ端子の電位は、交流信号Ｓがひずみなく増幅できるように、所定のバイアス電圧がある。バイアス電圧は、低く設定される。
パワーアンプＩＣは、＋ＩＮ端子と−ＩＮ端子との電位差をゲインＡｖで電圧増幅する。交流信号Ｓは、スピーカＳＰを駆動する為に必要な値が設定される。
【００２１】
パワーアンプＩＣの−ＩＮ端子がバイアス電位に遷移された場合、増幅動作停止時のバイアス電圧近傍に設定された−ＩＮ端子（反転入力端）と、バイアス電圧が加算された交流信号Ｓが印加された＋ＩＮ端子（正転入力端）との電位差がＶｄ未満に設定される。Ｖｄは、飽和電圧をゲインＡｖで除算した値である。
パワーアンプＩＣは、交流信号Ｓ（交流信号電圧）をゲインＡｖで増幅し、スピーカＳＰを駆動する。
【００２２】
キャパシタＣ１４は、パワーアンプＩＣからの出力電圧の直流分をカットする。抵抗器Ｒ１１、キャパシタＣ１３、Ｃ１５、及び、Ｃ１６は、異常発振を防止する。キャパシタＣ１２は、パワーアンプＩＣのＶ＋端子に供給される電源電圧のリップル分を除去する。
【００２３】
パワーアンプＩＣの−ＩＮ端子が所定の正電位以上に遷移された場合、＋ＩＮ端子と−ＩＮ端子との電位差がＶｄ以上に設定される。
パワーアンプＩＣは、ゲインＡｖでＶｄを増幅するので、グランド電位近傍に飽和した飽和電圧をＯＵＴ端子から出力する。ＯＵＴ端子からスピーカへの経路には、直流分カット用のキャパシタＣ１４がある。交流電圧成分のみがスピーカから発音される。
飽和電圧は、電源電圧＋１２Ｖ近傍又はグランド電位近傍の直流電圧であり、交流信号成分がない。スピーカからの発音がなくなるので、差動増幅回路１は増幅動作を停止する。言い換えれば、電位差がＶｄ以上に設定されれば、交流信号Ｓがマスクされる。
【００２４】
図２は、コントロール信号Ｃの波形図である。コントロール信号Ｃは、０［Ｖ］のＬレベル及び電圧＋Ｅａ［Ｖ］近傍のＨレベルから成る方形波である。電圧＋Ｅａ［Ｖ］は、トランジスタＴＲをオンできる値以上の電圧が設定される。外部にあるＣＰＵは、コントロール信号Ｃに基づいてアンプミュート回路２のノードａ２１の電位を遷移させる。
【００２５】
コントロール信号ＣがＬレベルの場合、トランジスタＴＲがオフし、抵抗器Ｒ２５と抵抗器Ｒ２３及びＲ２４の直列回路とから成る並列抵抗分が形成される。
ノードａ２１は、キャパシタＣ２１、抵抗器Ｒ２６、及び、並列抵抗分等に基づく時定数Ｔ１で、電位が徐々に上昇する。時定数Ｔ１は、Ｃ２１・｛Ｒ２６／／（Ｒ２５／／（Ｒ２３＋Ｒ２４））｝で計算される。ただし、Ｒｘ／／Ｒｙは、Ｒｘ及びＲｙから成る並列抵抗値を示す。
ノードａ２１の電位は電圧＋５Ｖを並列抵抗分の抵抗値と抵抗器Ｒ２６とで分圧した電圧になり、パワーアンプＩＣの−ＩＮ端子が所定の正電位以上に遷移される。
【００２６】
一方、コントロール信号ＣがＨレベルの場合、トランジスタＴＲがオンし、抵抗器Ｒ２４及びＲ２６とから成る並列抵抗分が形成される。
ノードａ２１は、キャパシタＣ２１及び並列抵抗分等に基づく時定数Ｔ２で、電位が徐々に下降する。時定数Ｔ２は、Ｃ２１・｛Ｒ２６／／（Ｒ２４／／（Ｒ２３＋Ｒ２５））｝で計算される。
ノードａ２１の電位はバイアス電位になり、パワーアンプＩＣの−ＩＮ端子がバイアス電位に遷移される。
【００２７】
（比較例）
図３は、比較例の増幅回路５００の概略図である。比較例の増幅回路５００は、差動増幅回路５１及び電源制御部５２を備える。差動増幅回路５１は、差動増幅回路１（図１）と同じ回路構成であり、その概略のみ示す。パワーアンプＩＣの−ＩＮ端子がアンプミュート回路２のノードａ２１に代えてグランドに接続されている点が、差動増幅回路１と異なる。
電源制御部５２は、コントロール信号Ｃに基づいて、差動増幅回路５１のパワーアンプＩＣのＶ＋端子への電源を供給又は遮断する。
【００２８】
図４（ａ）は、比較例の増幅回路５００から出力される合成音声の電圧の波形図である。目盛りの横軸が時間１［ｓ］のレンジで観測され、縦軸が０．５［ｖ］のレンジで観測されている。
増幅回路には、スピーカからの発音がある発音時間Ｈ２、及び、スピーカからの発音がない発音停止時間がある。発音停止時間には、開始時間Ｈ１及び終了時間Ｈ３が含まれる。開始時間Ｈ１は、合成音声の発生開始時以前の所定時間であり、終了時間Ｈ３は、合成音声の発生終了時以後の所定時間である。
発音時間Ｈ２に、ブザー音及びメッセージ音声から成る合成音声が発生する。開始時間Ｈ１及び終了時間Ｈ３に、“ブツ”と鳴るポップ音が発生する。
図４（ｂ）は、第１実施形態の増幅回路１００から出力される合成音声の電圧の波形図である。開始時間Ｈ１及び終了時間Ｈ３に、ポップ音が発生していない。
【００２９】
（第２実施形態）
図５は、本発明の第２実施形態の増幅回路１１０の回路図である。増幅回路１１０は、差動増幅回路１及びアンプミュート回路３を備える。図１とはアンプミュート回路２に代えてアンプミュート回路３にした点が異なる。アンプミュート回路３は、抵抗器Ｒ３１、Ｒ３２、及び、キャパシタＣ３１を備え、アンプミュート回路２に比して使用する部品が少ない。
外部からＤ／Ａ変換信号Ｇが入力される端子１３は、抵抗器Ｒ３２を介してノードａ３１に接続され、抵抗器Ｒ３１を介してグランドに接続される。ノードａ３１は、キャパシタＣ３１を介してグランドに接続され、差動増幅回路１のパワーアンプＩＣの−ＩＮ端子に接続される。
【００３０】
図６（ａ）は、Ｄ／Ａ変換信号Ｇの電圧波形図である。外部にあるＣＰＵは、プログラムに基づいて、デジタル／アナログ変換してＤ／Ａ変換信号Ｇを発生する。Ｄ／Ａ変換信号Ｇは、０［Ｖ］から電圧＋Ｅｂ［Ｖ］までの範囲を断続的に変化する階段状の波形である。電圧＋Ｅｂ［Ｖ］は、パワーアンプＩＣの正転入力端と反転入力端との電位差をＶｄ以上の値にできる値が設定される。外部にあるＣＰＵは、Ｄ／Ａ変換信号Ｇに基づいてアンプミュート回路３（図５）のノードａ３１の電位を任意に上昇又は下降させる。
【００３１】
図６（ｂ）は、ノードａ３１上の信号の電圧波形図である。アンプミュート回路３は、、波形を滑らかにして、Ｄ／Ａ変換信号Ｇをノードａ３１上の信号に波形変換する。抵抗器Ｒ３１、Ｒ３２、及び、キャパシタＣ３１は、高域遮断フィルタを構成する。
ノードａ３１上の電位が、開始時間Ｈ１（図４）に徐々に上昇し、発音時間Ｈ２に電圧＋Ｅｂ［Ｖ］近傍で一定となり、終了時間Ｈ３に徐々に下降するように、ＣＰＵのプログラムは設計される。
【００３２】
アンプミュート回路３は、Ｄ／Ａ変換信号Ｇに基づいて、ノードａ３１の電位が遷移する。
第１実施形態と同様に、パワーアンプＩＣの＋ＩＮ端子と−ＩＮ端子との電位差が、Ｖｄ以上であれば、差動増幅回路１は増幅動作を停止する。Ｖｄ未満であれば、差動増幅回路１は増幅動作を行う。
【００３３】
Ｄ／Ａ変換信号Ｇは、外部にあるＣＰＵから入力される。ＣＰＵのプログラムを変更することにより、開始時間Ｈ１、発音時間Ｈ２、及び、終了時間Ｈ３の変化等を任意且つ容易に設定することができる。
また、ＣＰＵ内部のＤ／Ａ変換器を使用できるので、使用部品が少なくなり、低コスト化や小型化に有利となる。
【００３４】
（使用例）
給湯器のリモコン装置は、第１実施形態又は第２実施形態の増幅回路、及び、スピーカを備える。例えば、利用者がリモコン装置の温度設定ボタンを操作して、給湯器の温度設定を変更する。その直後に、“ピッ”と鳴るブザー音、及び、“給湯温度が変更されました”のメッセージ音から成る合成音声を発音する。
利用者の操作は頻繁には行われず、発音停止時間に比して発音時間Ｈ２は短い。発音停止時間の暗ノイズ音は、特に耳障りとなる。
第１実施形態又は第２実施形態の増幅回路は、発音停止時間の暗ノイズ音を低減し、ポップ音を除去する。これにより、利用者は、操作性が向上し、耳障りな音を聞くことがなく、リモコン装置の品質が向上する。
【００３５】
（変形例）
本発明は前記した実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のような種々の変形が可能である。
差動増幅回路には、正及び負の電源電圧による二電源動作のパワーアンプＩＣを使用することもできる。正転入力端と反転入力端との間の電位差の絶対値をＶｄ以上にすれば、差動増幅回路が飽和電圧を出力し、増幅回路の増幅動作を停止させることができるからである。
差動増幅回路の反転入力端子について、所定の正の電位に遷移させた場合には、飽和電圧が負の電源電圧近傍になり、所定の負の電位に遷移させた場合には、飽和電圧が正の電源電圧近傍になる。
【００３６】
図示されない外部回路には、端子１１（パワーアンプＩＣの＋ＩＮ端子）とグランドとの間に、入力抵抗器が接続される。入力抵抗値は、回路設計上の必要から、３［ｋΩ］が推奨される。この場合のバイアス電圧は、入力抵抗値（３［ｋΩ］）×バイアス電流（１００［ｎＡ］）で求められる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の第１実施形態に係る増幅回路の回路図である。
【図２】コントロール信号の波形図である。
【図３】比較例の増幅回路の概略図である。
【図４】比較例及び第１実施形態の増幅回路から出力される合成音声の波形図である
【図５】本発明の第２実施形態に係る増幅回路の回路図である。
【図６】Ｄ／Ａ変換信号及びノード上の信号の波形図である。
【符号の説明】
【００３８】
１、５１  差動増幅回路
２、３  アンプミュート回路
Ｓ  交流信号
Ｃ  コントロール信号
Ｇ  Ｄ／Ａ変換信号
１１、１２、１３  端子
５２  電源制御部
１００，１１０、５００  増幅回路
Ｒ１、Ｒ１１、Ｒ２１〜Ｒ２６、Ｒ３１、Ｒ３２  抵抗器
Ｃ１１〜Ｃ１６、Ｃ２１、Ｃ３１  キャパシタ
ＴＲ  トランジスタ
ＩＣ  パワーアンプ
Ｊ１  ジャンパ線
ＳＰ  スピーカ
Ｈ１  開始時間
Ｈ２  発音時間
Ｈ３  終了時間
Ｔ１、Ｔ２  時定数
Ｅａ、Ｅｂ  所定の電圧
Ｖｄ  所定の電位差
【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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