(57)【要約】  本発明は、入力信号を増幅して出力信号を形成するオーディオ増幅器（１）に関する。この場合、中間信号を増幅して出力信号を形成する出力側増幅段（６）が設けられており、これはスイッチングモードで動作する増幅器として構成されている。さらにリミッタ装置（４）が設けられており、これはプログラムおよび／または回路として形成されており、入力信号に基づき中間信号を発生する。中間信号のレベルは、調整可能な最大出力と、オーディオ増幅器に結合されるおよび／または結合可能な負荷インピーダンスまたは等価のパラメータ限界値に依存して、常に最大レベルによって制限され、出力信号は入力信号とは無関係に、前記負荷インピーダンスにおける最大出力または等価のパラメータ限界値を超えない。
2012503913.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
出力側増幅段（６）が設けられており、該出力側増幅段（６）は、スイッチングモードで動作する増幅器として中間信号を増幅し出力信号を形成するように構成されている、
入力信号を増幅して出力信号を送出するためのオーディオ増幅器（１）において、
リミッタ装置（４）が設けられており、該リミッタ装置（４）はプログラムとしておよび／または回路として形成されており、入力信号に基づき中間信号を発生し、
前記出力信号が前記入力信号とは無関係に前記負荷インピーダンスにおける最大出力または等価のパラメータ限界値を超えないように、調整可能な最大出力と、前記オーディオ増幅器に結合されるおよび／または結合可能な負荷インピーダンスまたは等価のパラメータ限界値とに依存して、前記中間信号のレベルが常に最大レベルによって制限されることを特徴とするオーディオ増幅器。
【請求項２】
前記等価のパラメータ限界値は、出力電圧と負荷インピーダンスまたは出力電圧と出力電力というパラメータセットとして構成されている、請求項１記載のオーディオ増幅器。
【請求項３】
制御ユニット（５）が設けられており、該制御ユニット（５）は、最大出力および／または負荷インピーダンスおよび／または最大出力電圧の値を受け取る、請求項１または２記載のオーディオ増幅器。
【請求項４】
伝達装置が設けられており、該伝達装置は、オーディオ増幅器（１）に結合される負荷インピーダンスおよび／または出力電力または出力電圧を測定により捕捉し、前記制御ユニット（５）へ伝達する、請求項３記載のオーディオ増幅器。
【請求項５】
前記制御ユニット（５）は最大レベルを調整し、前記リミッタ装置（４）を制御する、請求項３または４記載のオーディオ増幅器。
【請求項６】
前記出力側増幅段（６）は単一のバイポーラ電圧供給源により給電され、および／または前記出力側増幅段（６）はＤ級増幅器として構成されており、および／または前記出力側増幅段は一定の増幅率を有するように構成されている、請求項１から５のいずれか１項記載のオーディオ増幅器。
【請求項７】
前記リミッタ装置（４）はアナライザユニット（７）とリミッタユニット（８）を有しており、前記アナライザユニット（７）は供給されるオーディオ搬送波信号に基づき制限信号を前記リミッタユニット（８）へ送出および／またはフィードバックする、請求項１から６のいずれか１項記載のオーディオ増幅器。
【請求項８】
前記リミッタユニット（７）は前置増幅装置および／または減衰装置として構成されている、請求項６記載のオーディオ増幅器。
【請求項９】
入力信号を調整する入力側増幅装置（９）が設けられている、請求項１から８のいずれか１項記載のオーディオ増幅器。
【請求項１０】
オーディオ増幅器（１）の音量整合および／または増幅率整合を行うレベル調整装置（１０）が設けられている、請求項１から９のいずれか１項記載のオーディオ増幅器。
【請求項１１】
複数のチャネルが設けられており、各チャネルは出力側増幅段（６）とリミッタ装置（４）をそれぞれ有している、請求項１から９のいずれか１項記載のオーディオ増幅器。
【請求項１２】
請求項１から１１のいずれか１項記載のオーディオ増幅器（１）のコンフィギュレーションを変更する方法において、
第１の負荷インピーダンスをもつスピーカシステムをオーディオ増幅器（１）から分離するステップと、
前記オーディオ増幅器（１）の最大出力電力を第１の値から第２の値に設定しなおし、前記第１の負荷インピーダンスを第２の負荷インピーダンスに設定しなおすステップと、
第２の負荷インピーダンスをもつ第２のスピーカシステムを接続するステップが設けられており、前記第１の負荷インピーダンスと前記第２の負荷インピーダンスはそれぞれ異なることを特徴とする、
オーディオ増幅器（１）のコンフィギュレーションを変更する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力信号を増幅して出力信号を形成するためのオーディオ増幅器に関する。このオーディオ増幅器には出力側増幅段が設けられており、この出力側増幅段は、スイッチングモード中に動作する増幅器として中間信号を増幅し出力信号を形成するように構成されている。さらに本発明は、オーディオ増幅器の負荷整合方法にも関する。
【０００２】
オーディオ増幅器は入力信号を増幅して出力信号を形成するために用いられ、出力信号はたいていの場合、スピーカを介して周囲に音響として放射される。オーディオ増幅器は、たとえばいわゆる家庭用ステレオ装置またはディスコ、映画館等のサウンド機器としても知られているし、あるいは公共施設、学校、大学などでアナウンスを伝えるためのものとしても知られている。
【０００３】
通常のオーディオ増幅器から信号が供給されるスピーカの個数、負荷インピーダンスならびに電気的耐性は、ほぼ任意に変更可能である。各々のコンフィグレーションに合わせて全負荷インピーダンスと望ましい出力電力に関して調整されたオーディオ増幅器を提供できるようにする目的で、出力電力が個別に段階づけられた種々のオーディオ増幅器モデルを市販するのが一般的である。
【０００４】
発明の概要
本発明によれば、請求項１記載の特徴を備えたオーディオ増幅器ならびに請求項１２記載の特徴を備えた方法が提供される。従属請求項、後述の説明ならびに添付の図面には、本発明の有利な実施形態が示されている。
【０００５】
本発明によるオーディオ増幅器は、入力信号を増幅して出力信号を送出するのに適しており、および／または入力信号を増幅して出力信号を形成するように構成されている。このオーディオ増幅器は、たとえばオーディオ機器または有利には音響出力設備において用いることができ、たとえば複合的な領域に音響を出力するためのパブリックアドレスシステムPA, PublicAdress-Systemにおいて用いることができる。オーディオ増幅器はたとえば低抵抗で制御される電圧源として構成されている。オーディオ増幅器の出力信号は有利には、電気機械式音響変換器および／またはスピーカに送出される信号として定義される。有利には入力信号は、たとえばマイクロフォンまたは他のオーディオソースから到来するアナログ信号として形成される。
【０００６】
オーディオ増幅器は、オプションとなる他のコンポーネントのほかに、少なくとも１つの出力側増幅段を有している。この増幅段は、中間信号を増幅して出力信号を送出するのに適したものであり、および／または中間信号を増幅して出力信号を送出するように構成されている。この中間信号はたとえば、入力信号に基づき生成された信号として形成されている。
【０００７】
出力側増幅段はスイッチングモードで動作する増幅器として実現されており、たとえばパルス幅変調された信号を増幅する増幅器として実現されており、この場合、パルス幅変調された信号は、入力信号および／または中間信号をベースとして形成されており、またはそれらを表すものである。
【０００８】
本発明によれば、オーディオ増幅器にリミッタ装置が組み込まれており、このリミッタ装置はプログラムおよび／または回路として形成されており、入力信号に基づき中間信号を発生する。この中間信号のレベルは、調整可能な最大出力と、オーディオ増幅器に結合されるおよび／または結合可能な負荷インピーダンスに依存して、あるいはその代替として等価のパラメータ限界値に依存して、以下のように常に最大レベルによって制限される。すなわちこの場合、出力信号は入力信号とは無関係に、上記の負荷インピーダンスのときの最大出力または等価のパラメータ限界値を超えないよう、常に最大レベルによって制限される。有利には、リミッタ装置が中間信号を制限するのは、出力電圧により生じる電力が調整またはプログラミングされた出力電力を超えてしまうときだけである。
【０００９】
本発明が考察すべきことは、様々な負荷インピーダンスにフレキシブルに整合可能なオーディオ増幅器を提案することである。一般に、オーディオ増幅器が実際に達成可能な出力電力は、以下の３つのファクタに大きく左右される。すなわち、出力側増幅段の内部動作電圧Ｕ0、出力側増幅段の最大電流耐性ＩP、負荷のインピーダンスＲLSP（たとえばスピーカのインピーダンス）に大きく左右される。
【００１０】
慣用のオーディオ増幅器の最大出力電力は最小のインピーダンスＲLSPのときに達成され、この場合、出力段は電流耐性ＩPの限界のところで動作する。しかしこのことは逆の見方をするならば、インピーダンスが比較的高いときには出力電力に関して出力段を完全には利用し尽くせないことを意味する。この場合、増幅器は、殊に増幅器の電源は、過剰に大きい設計仕様になっている。この欠点を回避する目的で一般には、非連続的に段階づけられた出力電力を有するそれぞれ異なる増幅器モデルが提供される。
【００１１】
これに対し本発明によるオーディオ増幅器は、オーディオ増幅器が最大の出力電力および／または所望の出力電力もしくは設定可能な出力電力（以下ではこれらをまとめて最大出力電力と称する）を任意の負荷インピーダンスにおいて広い電力範囲で送出することができるように構成されている。したがって本発明によれば、出力電力殊に最大出力電力に関して、広い範囲で変更可能なオーディオ増幅器を形成することができる。その際にたとえば内部給電電圧の切り替えは不要であり、このことによって増幅器の構造上の複雑さが低減される。本発明は特定の非連続的な出力電力に限定されるものではなく、有利には出力電力を無段階で調整することができる。
【００１２】
オプションとして有用な本発明の利点は以下の通りである：
増幅器の達成可能な最大出力電力を、要求されるどのような負荷インピーダンスに対しても広い範囲で送出することができる。
【００１３】
増幅器の出力電力を、まえもって定められた負荷インピーダンスにおいて広い範囲で任意に設定することができる。これにより多くの事例において、それぞれ異なる電力クラスの増幅器をあらかじめ用意しておく必要性がなくなり、増幅器を個々の適用事例に合わせて整合させることができる。
【００１４】
複数の経路を有する機器（たとえばアクティブボックスAktivboxのためのアンプモジュール）のために本発明を用いる実施形態であれば、それぞれ異なる経路のための出力電力を互いに無関係に任意に変化させることができ、その際、個々の増幅器チャネルのためにそれぞれ異なる動作電圧をまえもって用意しておく必要がない。たとえば、中音の周波数範囲および高音の周波数範囲では低い周波数経路の電力よりも小さく選定すると有用となることが多い。なぜならば、低い周波数経路の電力は音声信号や音楽信号の周波数全体にわたる典型的な電力分布に対応するからであり、もしくは低音用スピーカの電気的な負荷耐性は中音用スピーカや高音用スピーカよりも典型的には著しく高いからである。
【００１５】
マルチチャネル増幅器として構成した場合の本発明の１つの実施形態によれば、チャネルごとにそれぞれ異なる任意の出力電力に応じて広い範囲で任意の負荷インピーダンスに合わせて調整することができる。この場合、実際に電源から供給される電力によって、すべてのチャネルの全電力に対する上限が形成される。
【００１６】
接続されたスピーカの過負荷に対する保護としてリミッタ装置により（場合によっては一時的にまたは持続的に）、出力電力の任意の低減を行ったり調整したりすることができる。
【００１７】
本発明による増幅器の場合、オーディオ増幅器の出力電力を制限するためにオプションとして外部のリミッタを使用する必要性がなくなる。なぜならばこの機能はリミッタ装置により行われるからである。
【００１８】
本発明のきわめて実践に近い実施形態によればリミッタ装置は、調整可能な最大電力とオーディオ増幅器に結合されたおよび／または結合可能な負荷インピーダンスとに依存して、中間信号のレベルを最大レベルよりも低くなるよう制限するように構成されている。ただし出力側増幅段の出力電圧Ｕout、出力電力Ｐoutおよび負荷インピーダンスＲLSPが式
【数１】
2012503913.tif 000003
を介して結合されていれば、択一的に出力電圧と負荷インピーダンスまたは出力電圧と出力電力という入力パラメータを使用することができる。
【００１９】
本発明の１つの有利な実施形態によれば制御ユニットが設けられており、この制御ユニットは最大電力の値たとえば所望のおよび／または可能な最大電力および／または負荷インピーダンスおよび／または最大出力電圧の値を受け取るように構成されている。制御ユニットへのこれらの値の入力は伝達装置を介して行われ、この伝達装置は１つの択一的な実施形態によれば、必要とされる値を手動で入力させることができる。たとえば入力をアナログ値またはディジタル値とすることができる。本発明の１つの可能な実施形態によれば、あるいは本発明の補足的な構成によれば伝達装置は、オーディオ増幅器に加わる負荷インピーダンスおよび／または出力電力および／または出力電圧を自動的に求めるように構成されている。自動的に求められた値を、手動で入力された値の代わりに、あるいはそれらの値に加えて、制御ユニットへ転送し、リミッタ装置を制御するために使用することができる。
【００２０】
１つの有利な実施形態によれば、出力側増幅段はただ１つのバイポーラの電圧供給部によって給電され、および／またはＤ級増幅器として、および／または一定の増幅率をもつ増幅段として構成されている。この有利な実施形態は、オーディオ増幅器を安価な回路によって構成できるという本発明の利点をはっきりと示すものである。出力側増幅段をＤ級増幅器としておよび／または一定の増幅率をもつよう構成するということは、この種の増幅器が中間信号の入力レベルの広い範囲にわたって一定の高い効率を有するということに基づくものである。
【００２１】
本発明の１つの実施形態によれば、リミッタ装置はアナライザユニットとリミッタユニットを有しており、この場合、アナライザユニットは到来するオーディオ搬送波信号と最大レベルとに基づき制限信号をリミッタユニットに送出し、および／またはフィードバックする。オーディオ搬送波信号を入力信号とすることもできるし、あるいはすでに処理された信号とすることもできる。アナライザユニットとリミッタユニットは閉ループ制御回路を成しており、この場合、閉ループ制御は、中間信号が最大レベルを小信号領域で超えないように行われる。
【００２２】
この場合、リミッタユニットを、フィードバックされた制限信号に依存して増幅率が調整される前置増幅装置として構成することができ、および／またはフィードバックされた制限信号に基づき、供給されたオーディオ搬送波信号を減衰する減衰装置として構成することができる。オプションとしてアナライザユニットも制限回路のグループとして構成することができ、この場合、制限装置は制限を２段階で行うことになり、第１段階ではリミッタユニットにおいて増幅が行われ、第２段階ではアナライザユニットにおいて減衰が開ループ制御または閉ループ制御される。
【００２３】
１つの実現可能な実施形態によれば、出力側増幅段の前段に制限装置が接続されており、この制限装置はアナログオーディオ搬送波信号を分析もしくは制限し、このようにして中間信号が形成される。本発明の択一的な実施形態によれば制限装置は、最初にオーディオ搬送波信号がパルス幅変調され、ついでパルス幅変調されたオーディオ搬送波信号が制限され、それによって中間信号が形成されるよう、回路技術的に構成されている。
【００２４】
本発明の１つの実施形態によればオーディオ増幅器は入力側増幅装置を有しており、これは入力信号をコンディショニングするように構成されており、たとえば入力インピーダンスと入力レベルを整合するように構成されている。オプションとしてオーディオ増幅器はさらに、音量および／または増幅率を整合するためのレベル調整装置も有している。レベル調整装置は有利には、小信号領域でオーディオ搬送波信号に作用するよう結線されている。
【００２５】
ここでは本発明について出力側増幅段と制限装置に基づき説明したが、以下の構成も本発明の範囲に含まれる。すなわち、オーディオ増幅器が複数のチャネルを有しており、これらはそれぞれ１つの出力側増幅段を有しており、それらの出力側増幅段は１つまたは複数の制限装置に割り当てられている。この場合、各制限装置はそれぞれ異なる最大レベルによって制限を行うことができる。このようなマルチチャネル型のオーディオ増幅器によれば、負荷インピーダンスがそれぞれ異なるオーディオ増幅器の混合動作を行うことができ、このようにすればただ１つのオーディオ増幅器構造に基づき、種々異なる負荷インピーダンスを最大出力電力および／または選択された最大出力電力で選択的に加えることができる。
【００２６】
構成ないしはコンフィギュレーションを変更する場合、負荷インピーダンスもしくは最大出力電力もしくは等価の制限パラメータだけを改めればよい。
【００２７】
さらに本発明は、オーディオ増幅器有利には請求項１から１１のいずれか１項記載のオーディオ増幅器のコンフィギュレーションを変更する方法にも関する。本発明による方法は、第１の負荷インピーダンスを有する第１のスピーカシステムをオーディオ増幅器から分離するステップと、オーディオ増幅器の最大出力電力を第１の値から第２の値へ設定しなおし、オプションとして負荷インピーダンスを設定しなおすステップと、第２の負荷インピーダンスを有する第２のスピーカシステムを接続するステップを有している。ただし第１の負荷インピーダンスと第２の負荷インピーダンスはそれぞれ異なるように構成されている。
【００２８】
本発明のさらに別の特徴、利点ならびに作用については、以下で述べる本発明の有利な実施例の説明ならびに添付の図面を参照されたい。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明によるオーディオ増幅器のブロック図
【図２】図１に示したオーディオ増幅器に設けられた分析ユニットのブロック図
【００３０】
実施例の説明
図１にはオーディオ増幅器１がブロック図として示されている。このオーディオ増幅器１は入力インタフェース２に加わる入力信号を増幅して、出力インタフェース３に加わる出力信号を形成するように構成されている。この種のオーディオ増幅器１はたとえばサウンド機器（一例としてＰＡシステム）またはミュージックアンプにおいて用いられる。オーディオ増幅器１は、出力インタフェース３において様々な負荷インピーダンスをもつスピーカシステム（図示せず）のための出力信号を可調整の最大出力で送出できるように実現されている。このような整合のために、負荷インピーダンスと所望の最大出力が手動で調整され、および／または自動的に測定される。負荷インピーダンスと最大出力というパラメータセットの代わりに、等価のパラメータセットを用いることもできる。このようなパラメータセットをベースにオーディオ増幅器１は内部的に、対応する負荷インピーダンスのときに最大出力を超えないよう制御される。
【００３１】
このブロック図中、最も重要な構成部分は実線で表されており、オーディオ増幅器１においてオプションとなる構成部分は破線で表されている。入力信号（元の状態もしくは処理された状態においてオーディオ搬送波信号とも称する）は入力インタフェース２から、オプションとして別の機能コンポーネント群を介してリミッタ装置４へ供給され、このリミッタ装置４は制御ユニット５の制御信号に依存してオーディオ搬送信号を、最大レベルに制限し、制限された中間信号として出力側増幅段６へ転送する。
【００３２】
このオーディオ増幅器１のコンセプトは、出力インタフェース３における最大出力電圧がオーディオ増幅器１の内部給電電圧のレベルによってではなく、小信号領域で中間信号の制限によって定められることである。給電電圧は、出力側増幅段６が所望の最大出力電力を所望の最大負荷インピーダンスに送出できるよう選定される。オーディオ増幅器を、たとえば１０００Ｗを８Ωの負荷インピーダンスに送出するよう設計すべきであるならば、実効給電電圧を１２６．５Ｖとする必要があり、実践においては実在する構成部材における電圧降下に起因して、それよりも高い電圧が必要とされる。オーディオ増幅器１が直流出力電力を低い負荷インピーダンスに送出すべき場合に、および／または最大出力よりも小さく送出すべき場合に、本発明によるオーディオ増幅器１によれば、内部給電電圧のレベルを変更する必要はなく、出力電圧つまりは出力電圧の制限がリミッタ装置４による中間信号の制限により小信号領域で達成される。リミッタ装置４におけるクリップ限界は、これにより出力インタフェース３において達成可能な最大出力電圧が、出力電力と負荷インピーダンスに関して選択されたコンフィギュレーションに整合されるよう調整される。リミッタ装置４のための制御ユニット５の制御信号を、中間信号の最大レベルに対する目標値とすることできるし、あるいは最大レベルを定めるためのパラメータとすることができる。
【００３３】
出力側増幅段６はＤ級増幅器として構成されている。Ｄ級増幅器はスイッチングモードで動作し、理論的には１００％の効率が達成されるが、実際にはスイッチング損失と導通損失により９０％程度の効率となる。１つの実施例によれば、Ｄ級増幅器を３つの領域に分けることができ、第１の領域は中間信号入力側と三角波信号発生器と比較器を含み、第２の領域はスイッチング増幅段を含み、第３の領域はローパスフィルタを含んでいる。
【００３４】
第１の領域において、信号発生器により形成された有利には三角波状の信号が中間信号により変調され、その際、比較器は中間信号の電圧値を信号発生器の信号の電圧値と比較し、ついでこれら両方の信号のうちいずれの方が高い電圧を有するのかに応じて、その出力側をオンまたはオフに切り替える。つまり第１の領域はパルス幅変調（ＰＷＭ）を行う領域であり、この領域により、信号発生器の信号と同じ周波数であるが矩形の幅すなわちパルス幅の異なる矩形波信号が出力信号として供給される。パルス幅はオーディオ信号の振幅と周波数に関する情報を表している。第２の領域において、ＰＷＭ信号がたとえばトランジスタにより増幅され、この場合、トランジスタは完全に導通状態に切り替えられるかまたは阻止状態に切り替えられ、つまりトランジスタはスイッチオン状態であるかまたはスイッチオフ状態であり、この回路設計が高い効率となる理由はこの点にも由来する。第３の領域において、信号発生器により形成された搬送波信号がろ波され、その際、一般的には受動ＬＣフィルタが用いられる。Ｄ級増幅器は内部構造ゆえに、および効率が変調もしくは制御には依存しないことに起因して、実際に利用可能な動作電圧の一部分にしか対応しない出力電圧範囲でも駆動することができる。これ以外にも言及しておきたいのは、本発明はＤ級増幅器のある特定のトポロジーに限定されるものではなく、殊にＤ級増幅器の特定の変調パターンまたはフィードバックパターンに制約されるものではないことである。
【００３５】
制御ユニット５を介して調整可能または制御可能なリミッタ装置４によってオーディオ搬送波信号の対称的な制限が行われ、これにより後続の出力側増幅段６に、最大レベルに制限された中間信号が加わるようになる。
【００３６】
後続のＤ級増幅器は一定の増幅率を有しており、選択された給電電圧レベルに基づき常に線形の領域で動作するので、オーディオ増幅器１全体は外から見れば慣用の増幅器のように動作し、この場合、内部の給電電圧はバーチャルに無段階で調整可能である。
【００３７】
１つの可能な実施形態によれば、図１に示されているようにリミッタ装置４をアナライザユニット７およびリミッタユニット８によって構成することができる。機能的に見れば、アナライザユニット７は供給されたオーディオ搬送波信号を分析して制限信号をリミッタユニット８に送出し、それによってリミッタユニット８はオーディオ搬送波信号を適切に増幅もしくは減衰することができる。オプションとして、アナライザユニット７がオーディオ搬送波信号のオン／オフ比（デューティサイクル）も制限する。
【００３８】
図２には、アナライザユニット７の１つの実施形態が電流回路図として示されている。オーディオ搬送波信号はアナライザユニット７の入力側Ｅへ供給され、抵抗Ｒ１を介して案内される。抵抗Ｒ１は抵抗Ｒ２とともに分圧器を成している。この分圧器の共通の中点Ｍは、ノードとしてトランジスタＴ１およびＴ２のエミッタにも接続されており、これら両方のトランジスタＴ１およびＴ２によって信号制限が行われる。これらのトランジスタが阻止状態にあると、オーディオ搬送波信号の電流は抵抗Ｒ１を介してオペアンプＩＣ２の負の入力側に流れる。この負の入力側はイマジナリアースにおかれている。オペアンプＩＣ２は抵抗Ｒ１＋Ｒ２を介してフィードバックされているので、リミッタの増幅率は０ｄＢである。リミッタ装置４の適用範囲は制御ユニット５からの正の制御電圧により設定され、この電圧は入力側Ｓに加わる。対称的な信号制限を行う目的で、制御信号ＳはオペアンプＩＣ１によって反転される。反転された制御信号はトランジスタＴ１のベースに加わり、非反転制御信号はトランジスタＴ２のベースに加わる。分圧器Ｒ１およびＲ２の中点に加わるオーディオ搬送波信号が、ベース−中点の順方向電圧分だけ制御電圧を超えると、トランジスタＴ２が導通状態となる。これによりトランジスタＴ２は、正の電圧範囲における入力レベルを制御電圧＋ダイオード区間のレベルにクランプする。同様に、トランジスタＴ１は負の電圧範囲における入力信号をクランプする。このようにして制御電圧の選択により、後続のオーディオ増幅段６の駆動制御信号の対称的な信号制限が行われる。トランジスタＴ３とＴ４の双方は、リミッタユニット８が設けられている場合のみ必要とされる。これらのトランジスタＴ３およびＴ４は、アナライザユニット７において信号制限が行われる場合、リミッタユニット８に駆動制御信号を供給する。この駆動制御信号は静止状態において０Ｖであり、信号制限が行われる場合にはＴ４が導通状態になるため、＋Ｕｂになる。この閉ループ制御回路により、リミッタ装置４においてオーディオ信号のハードなクリップは行われず、前段に接続されたリミッタユニット８によって、アナライザユニット７が行う制限の限界に達するまで、相応に増幅率が低減される。
【００３９】
さらに別の機能ブロックとして、オーディオ増幅器１は以下のコンポーネントのオプションを有する。入力側増幅段９は、入力信号のインピーダンスとレベルをオーディオ増幅器１の後続の段に整合させる。この場合、本発明による増幅器にとって、入力側増幅器が対称な入力信号のために設計されているのか非対称な入力信号のために設計されているのかは重要ではない。レベル調整器１０は、音量と増幅率を整合させるために用いられる。このレベル調整器１０は、オーディオ増幅器１の機能にとって必須ではないので、オプションとして省略することもできる。リミッタユニット８は選択的な補足機能として、出力信号の歪みがどのような場合でも所定のパーセンテージ（たとえば１％）を下回らないようにする。オーディオ増幅器１が線形領域から出て動作しなければならない場合、たとえば動作電圧限界に達したとき、あるいはアナライザユニット７により制限が加わったとき、リミッタユニット８は増幅率を低減させ、出力信号において発生する歪みを制限された状態に保持する。択一的な動作モードにおいて、制御ユニット５が増幅器１全体の増幅率整合をリミッタユニット８において実行させるようにするのも有用である。
【００４０】
オーディオ増幅器１の構造に関して、制御ユニット５を別個に構成することもできるし、あるいはマイクロコントローラ回路のような集積回路により実現することもできる。さらに、制御ユニット５を外部の機器に収容し、ケーブルを介してまたはケーブルなしでリミッタ装置４のための駆動制御信号４を信号伝送することも考えられる。
【図１】
2012503913.tif 000004
【図２】
2012503913.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成23年4月22日(2011.4.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
出力側増幅段（６）が設けられており、該出力側増幅段（６）は、スイッチングモードで動作する増幅器として中間信号を増幅し出力信号を形成するように構成されている、
入力信号を増幅して出力信号を送出するためのオーディオ増幅器（１）において、
リミッタ装置（４）が設けられており、該リミッタ装置（４）は入力信号に基づき中間信号を発生し、
該中間信号のレベルは、前記入力信号とは無関係に前記出力信号が前記負荷インピーダンスにおける最大出力または等価のパラメータ限界値を超えないように、調整可能な最大出力と、前記オーディオ増幅器に結合される負荷インピーダンスまたは等価のパラメータ限界値とに依存して常に最大レベルによって制限されることを特徴とするオーディオ増幅器。
【請求項２】
前記等価のパラメータ限界値は、出力電圧と負荷インピーダンスまたは出力電圧と出力電力というパラメータセットとして構成されている、請求項１記載のオーディオ増幅器。
【請求項３】
制御ユニット（５）が設けられており、該制御ユニット（５）は、オーディオ増幅器（１）に結合される負荷インピーダンスまたはオーディオ増幅器（１）の最大出力電力または最大出力電圧の値を受け取る、請求項１または２記載のオーディオ増幅器。
【請求項４】
伝達装置が設けられており、該伝達装置は、オーディオ増幅器（１）に結合される負荷インピーダンスまたはオーディオ増幅器（１）の出力電力または出力電圧を測定により捕捉し、前記制御ユニット（５）へ伝達する、請求項３記載のオーディオ増幅器。
【請求項５】
前記制御ユニット（５）は、前記中間信号の最大レベルを調整するために前記リミッタ装置（４）を制御する、請求項３または４記載のオーディオ増幅器。
【請求項６】
前記出力側増幅段（６）は単一のバイポーラ電圧供給源により給電され、または前記出力側増幅段（６）はＤ級増幅器として構成されており、または前記出力側増幅段は一定の増幅率を有するように構成されている、請求項１から５のいずれか１項記載のオーディオ増幅器。
【請求項７】
前記リミッタ装置（４）はアナライザユニット（７）とリミッタユニット（８）を有しており、前記アナライザユニット（７）は供給されるオーディオ搬送波信号に基づき制限信号を前記リミッタユニット（８）へ送出またはフィードバックする、請求項１から６のいずれか１項記載のオーディオ増幅器。
【請求項８】
前記リミッタユニット（７）は前置増幅装置または減衰装置として構成されている、請求項６記載のオーディオ増幅器。
【請求項９】
入力信号を調整する入力側増幅装置（９）が設けられている、請求項１から８のいずれか１項記載のオーディオ増幅器。
【請求項１０】
オーディオ増幅器（１）の音量整合または増幅率整合を行うレベル調整装置（１０）が設けられている、請求項１から９のいずれか１項記載のオーディオ増幅器。
【請求項１１】
複数のチャネルが設けられており、各チャネルは出力側増幅段（６）とリミッタ装置（４）をそれぞれ有している、請求項１から９のいずれか１項記載のオーディオ増幅器。
【請求項１２】
請求項１から１１のいずれか１項記載のオーディオ増幅器（１）のコンフィギュレーションを変更する方法において、
第１の負荷インピーダンスをもつスピーカシステムをオーディオ増幅器（１）から分離するステップと、
前記オーディオ増幅器（１）の最大出力電力を第１の値から第２の値に設定しなおし、前記第１の負荷インピーダンスを第２の負荷インピーダンスに設定しなおすステップと、
第２の負荷インピーダンスをもつ第２のスピーカシステムを接続するステップが設けられており、前記第１の負荷インピーダンスと前記第２の負荷インピーダンスはそれぞれ異なることを特徴とする、
オーディオ増幅器（１）のコンフィギュレーションを変更する方法。
【国際調査報告】
2012503913.tif 000006
2012503913.tif 000007
2012503913.tif 000008
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