JP2004040694A

JP2004040694A - 音声出力装置および音声出力装置における回路保護方法

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Publication number: JP2004040694A
Application number: JP2002198338A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Kashiwabara; 柏原　和男
Original assignee: Alpine Electronics Inc
Current assignee: Alpine Electronics Inc
Priority date: 2002-07-08
Filing date: 2002-07-08
Publication date: 2004-02-05

Abstract

【課題】ユーザのオーディオアンプ装置の利用を妨げないように装置内回路を保護する。
【解決手段】保護制御回路１５は、電流検知部１７が検知した電流や温度検知部１６が検知した温度が回路保護動作が必要なレベルに達していたならば、入力制限回路１２に音声信号の減衰処理を行わせる。減衰処理において、入力制限回路１２は、入力する音声信号の周波数領域の中域はほぼ減衰させずにアンプ回路１３に出力し、人間の聴覚上の感度が低い低域と高域は、低域については低周波数側ほど大きく減衰させ、高域については、高周波数側ほど大きく減衰させてアンプ回路１３に出力する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、オーディオアンプ装置などの音声出力装置において、装置内回路を過度の発熱などから保護する技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のオーディオアンプ装置において、装置内回路を過度の発熱から保護する技術としては、装置内部温度の所定温度以上への上昇を検知した場合に作動する保護回路を設け、保護回路によって、電源供給をオフして音声出力を停止したり、出力音声のレベルを抑制することにより、以降の装置内部での電流消費とこれによって生じる発熱を抑制する技術が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記オーディオアンプ装置における従来の装置内回路を発熱から保護する技術によれば、保護回路が作動すると、オーディオアンプ装置の動作は、出力音声が停止したり急に出力音声のレベルが変化するといった、ユーザから見て挙動不審なものとなる。また、保護回路が作動すると、保護回路によって出力音声を停止する場合には、それまでオーディオアンプ装置から出力させていた音楽などを聴くことができななくなる。また、保護回路によって出力音声のレベルを抑制する場合であっても、それまでオーディオアンプ装置から出力させていた音楽などを聞き取れなくなってしまうことがある。
【０００４】
そこで、本発明は、音声出力装置において、できるだけユーザの音声出力装置の利用を妨げないように、装置内回路を保護することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記課題達成のために、本発明は、供給された音声信号を増幅して出力する増幅回路を備えた音声出力装置に、前記増幅回路の出力が前記音声出力装置が正常状態を維持するには大きすぎることに起因する、前記音声出力装置の状態の異常状態への接近を検知する検知手段と、前記検知手段が前記音声出力装置の状態の異常状態への接近を検知した場合に、前記増幅回路に供給される前記音声信号の低域成分を、前記増幅回路に供給される前記音声信号の中域成分の減衰量より大きく、かつ、前記検知手段が前記音声出力装置の状態の異常状態への接近を検知していない場合に前記増幅回路に供給される前記音声信号の前記低域成分の減衰量より大きい減衰量減衰させる保護回路とを備えたものである。
【０００６】
ここで、前記保護回路は、前記検知手段が前記音声出力装置の状態の異常状態への接近を検知した場合に、前記増幅回路に供給される前記音声信号の高域成分を、前記増幅回路に供給される前記音声信号の中域成分の減衰量より大きく、かつ、前記検知手段が前記音声出力装置の状態の異常状態への接近を検知していない場合に前記増幅回路に供給される前記音声信号の前記高域成分の減衰量より大きい減衰量減衰させるようにしても良い。
【０００７】
このような音声出力装置によれば、音声出力装置の状態の異常状態への接近が検知された場合に、音声信号を減衰して、その減衰の程度に応じた程度、増幅回路の消費電流を抑制し、電源回路や増幅回路の発熱を抑制し、これら回路を保護することができる。また、さらに、人間の聴覚特性は、音声信号の可聴範囲において、中域に比べ、低域と高域において感度が低いという特性を有しているので、このような音声出力装置によれば、以上のような音声信号の低域と高域を減衰させることによる回路保護の開始の前後における、ユーザにとっての出力音声の聴感上の変化を小さく抑えることができる。したがって、ユーザは、従来のように音声信号の全域を減衰させる場合に比べ、回路保護の開始後も程度良く、音声出力装置の出力音声の利用を継続することができる。
【０００８】
また、前記保護回路は、人間の周波数に対する聴覚特性に準じた周波数特性で、人間にとってより感度が低い周波数成分は、より大きく減衰するように前記音声信号を減衰させることも好ましい。
このようにすることにより、音声信号を減衰させることによる回路保護の開始の前後における、ユーザにとっての出力音声の聴感上の変化をより抑制することができる。
なお、前記検知手段は、音声出力装置の状態の異常状態を、前記増幅回路の温度が所定の温度を超えた場合や、前記増幅回路へ供給される電流が所定の電流値を超えた場合や、前記電源回路の温度が所定の温度を超えた場合や、電源回路が出力する電流が所定の電流値を超えた場合などに検知するものであって良い。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態についてオーディオアンプ装置への適用を例にとり説明する。
図１に本実施形態に係るオーディオシステムの構成を示す。
図示するように、本オーディオシステムは、ＣＤ／ＭＤプレイヤやラジオなどの音源装置２と、音源装置２より入力する音声信号を増幅してスピーカ３から出力するオーディオアンプ装置１とを有する。
また、オーディオアンプ装置１は、音源装置２からの音声信号を受信する入力インタフェース１１、入力インタフェース１１が受信した音声信号の設定された減衰パターンに従った減衰処理を行う入力制限回路１２、入力制限回路１２で減衰処理された音声信号を増幅し、増幅した音声信号でスピーカ３を駆動するアンプ回路１３、各部に電力を供給する電源回路１４、入力制限回路１２に減衰パターンを設定することにより入力制限回路１２の減衰処理の制御を行う保護制御回路１５、アンプ回路１３および電源回路１４の温度を測定する温度検知部１６、電源回路１４からアンプ回路１３に供給される電流を検知する電流検知部１７とを有する。
【００１０】
ここで温度検知部１６は、たとえば、アンプ回路１３に通常含まれるオーディオ用パワーＦＥＴと回路基板とのジャンクションの温度と、電源回路１４に通常含まれるパワーレギュレーション用のパワーＦＥＴと回路基板とのジャンクションの温度とを検知するものである。
【００１１】
また、以上のような構成において、保護制御回路１５は、温度検知部１６と電流検知部１７の検知内容に応じて入力制限回路１２の減衰処理や電源回路１４の電力供給動作を制御することにより、電源回路１４やアンプ回路１３を過度の発熱より保護する。
【００１２】
以下、このような保護の動作について説明する。
ここで、保護制御回路１５には、予め、図２に示すような電流保護レベルテーブルと温度保護テーブルが設定されている。
電流保護テーブルは、電流検知部１７が検知した電流値Ｉの範囲と保護レベルＰ１の対応を記述したテーブルである。図示するように、本実施形態では保護レベルＰ１として０〜３までの４つの段階を設けており、電流値Ｉが大きくなるほど保護レベルも大きくなる。
【００１３】
次に、温度保護テーブルは、温度検知部１６が検知したアンプ回路１３の温度Ｔ１と電源回路１４の温度Ｔ２のうちのより高い方の温度Ｔと保護レベルＰ２の対応を記述したテーブルである。図示するように、本実施形態では保護レベルＰ２として０〜３までの４つの段階を設けており、温度Ｔが大きくなるほど保護レベルも大きくなる。
【００１４】
なお、後述するように保護レベルＰ１と保護レベルＰ２のうち、より大きな方のレベルが最終的な保護レベルＰとして保護動作が行われることになる。
次に、図３に、保護制御回路１５が行う回路保護処理の手順を示す。
図示するように、保護制御回路１５は、動作を開始すると、電流検知部１７から検知電流Ｉを読み込む（ステップ３０２）。また、温度検知部１６が検知したアンプ回路１３の温度Ｔ１（ステップ３０４）と電源回路１４の温度Ｔ２（ステップ３０６）とを読み込み、読み込んだアンプ回路１３の温度Ｔ１と電源回路１４の温度Ｔ２のうちより高い温度を温度Ｔとする（ステップ３０８）。そして、電流保護テーブルを参照して検知電流Ｉに対応する保護レベルＰ１を求める（ステップ３１０）と共に、温度保護テーブルを参照して温度Ｔに対応する保護レベルＰ２を求める（ステップ３１２）。
【００１５】
そして、保護レベルＰ１と保護レベルＰ２のうち、より大きな方のレベルを保護レベルＰに設定し（ステップ３１４）、設定した保護レベルＰが前回求めた保護レベルＰから変化しているかどうかを調べ（ステップ３１６）、変化していなければステップ３０２に戻り、以上の処理を繰り返す。
【００１６】
一方、ステップ３１６で保護レベルＰが変化していれば、保護レベルＰが３であるかどうかを調べ（ステップ３１８）、３であれば、電源回路１４を制御しアンプ回路１３への電力供給を停止させる（ステップ３２０）。一方、ステップ３１８で保護レベルが３でなければ、保護レベルに応じた減衰パターンを入力制限回路１２に設定する（ステップ３２２）。そして、電源回路１４のアンプ回路１３への電力供給が停止していれば（ステップ３１４）、電源回路１４にアンプ回路１３への電力供給を再開（ステップ３２６）させた後、ステップ３０２に戻り、以上の処理を繰り返す。また、電源回路１４のアンプ回路１３への電力供給が停止していなければ、そのままステップ３０２に戻り、以上の処理を繰り返す。
【００１７】
次に、ステップ３２２で入力制限回路１２に設定する保護回路に応じた減衰パターンについて説明する。
図４ａに、本実施形態で用いる減衰パターンを示す。
図示するように、保護レベル０に対応する減衰パターンは、入力制限回路１２が、入力する音声信号の周波数領域の全域に渡ってほぼ減衰させずにアンプ回路１３に出力するものとなっている。
一方、保護レベル１に対応する減衰パターンは、入力制限回路１２が、入力する音声信号の周波数領域の中域はほぼ減衰させずにアンプ回路１３に出力し、低域と高域は、低域については低周波数側ほど大きく減衰させ、高域については、高周波数側ほど大きく減衰させてアンプ回路１３に出力するものとなっている。ここで、図示した例では、保護レベル１に対応する減衰パターンは、低域側については、約５００Ｈｚ以下の範囲において低周波数側ほど大きく減衰が行われ、高域側では約１０ｋＨｚ弱超の範囲において高周波数側ほど大きく減衰が行われるものとなっている。ただし、高域側については、音源装置２から入力する音声信号の周波数帯域の上限などに合わせて、適宜、減衰を行う範囲を設定するようにするのが良い。
【００１８】
そして、保護レベル２に対応する減衰パターンは、保護レベル１に対応する減衰パターンによる減衰量を、音声信号の周波数領域の全域に渡って、より大きくしたものとなっている。
ここで、人間の聴覚特性は、音声信号の可聴範囲において、中域に比べ、低域と高域において感度が低いという特性を有している。
したがって、保護レベル１の中域をほぼ減衰せずに、人間にとって感度の低い低域と高域を減衰させる減衰パターンによれば、保護レベル０から保護レベル１に保護レベルが変化して回路保護動作が開始された場合に、ユーザにとっての出力音声の聴感上の変化を小さく抑えることができるので、オーディオアンプ装置１の動作がユーザから見て挙動不審なものとなる程度を軽減することができると共に、ユーザは、オーディオアンプ装置１から出力されている音楽などを、ある程度の聴感上の品質をもって継続して聴くことができるようになる。
【００１９】
一方で、保護レベル１の減衰パターンによるアンプ回路１３への入力音声信号の低域及び高域の減衰や、保護レベル２の減衰パターンによるアンプ回路１３への入力音声信号の減衰は、その減衰の程度に応じた程度、アンプ回路１３の消費電流を抑制し、電源回路１４やアンプ回路１３の発熱を抑制し、これら回路を保護するように作用する。また、このように電源回路１４やアンプ回路１３の発熱が抑制されるために、保護レベルが３となって電源をオフして、出力音声を完全に停止せぜるなくなる状況の発生が抑制される。
【００２０】
ここで、図４ａに示した減衰パターンは一例であり、この減衰パターンに代えて保護レベル１において低域と高域を中域より大きく減衰させる他の減衰パターンを用いることもできる。
たとえば、図４ａに示した減衰パターンに代えて、より人間の聴覚特性に整合する減衰パターンを用いるようにしてもよい。
すなわち、以上の実施形態においては図４ｂに示したような減衰パターンを用いるようにしてもよい。図４ｂに示した各保護レベルの減衰パターンは、保護レベル０の減衰パターンは図４ａと同様であるが、保護レベル１に対応する減衰パターンは、Ａ特性または４０ｄｂ特性などと呼ばれる人間の聴覚特性を減衰特性として用いたものである。すなわち、より正確に、人間にとってより感度が低い周波数成分はより減衰するものとなっている。そして、保護レベル２に対応する減衰パターンは、このような保護レベル１に対応する減衰パターンによる減衰量を音声信号の周波数領域の全域に渡って、より大きくしたものである。
【００２１】
このように、人間の聴覚特性を保護レベル１の減衰パターンの減衰特性として用いることにより、保護レベル０から保護レベル１に保護レベルが変化して回路保護動作が開始された場合の、ユーザにとっての出力音声の聴感上の変化を、図４ａに示した保護レベル１の減衰パターンよりも少なくすることができる。
【００２２】
なお、以上ではオーディオアンプ装置１への適用を例にとり本実施形態を説明したが、以上の回路保護の技術は、任意の音声出力装置に同様に適用可能である。
また、以上では、保護レベル１と保護レベル２における回路保護操作において、低域と高域の双方を減衰させたが、低域と高域の一方のみを減衰させるようにしても良い。ただし、低域と高域の一方のみを減衰させる場合には、低域を減衰させることが、回路発熱の抑制の観点からより好ましい。
【００２３】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、音声出力装置において、できるだけユーザの音声出力装置の利用を妨げないように、装置内回路を保護することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るオーディオシステムの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施形態に係る回路保護処理で用いるテーブルを示す図である。
【図３】本発明の実施形態に係る回路保護処理の手順を示すフローチャートである。
【図４】本発明の実施形態に係る回路保護に用いる減衰パターンを示す図である。
【符号の説明】
１：オーディオアンプ装置、２：音源装置、３：スピーカ、１１：入力インタフェース、１２：入力制限回路、１３：アンプ回路、１４：電源回路、１５：保護制御回路、１６：温度検知部、１７：電流検知部。

Claims

供給された音声信号を増幅して出力する増幅回路を備えた音声出力装置であって、
前記増幅回路の出力が前記音声出力装置が正常状態を維持するには大きすぎることに起因する、前記音声出力装置の状態の異常状態への接近を検知する検知手段と、
前記検知手段が前記音声出力装置の状態の異常状態への接近を検知した場合に、前記増幅回路に供給される前記音声信号の低域成分を、前記増幅回路に供給される前記音声信号の中域成分の減衰量より大きく、かつ、前記検知手段が前記音声出力装置の状態の異常状態への接近を検知していない場合に前記増幅回路に供給される前記音声信号の前記低域成分の減衰量より大きい減衰量減衰させる保護回路とを有することを特徴とする音声出力装置。
請求項１記載の音声出力装置であって、
前記検知手段は、前記増幅回路の温度が所定の温度を超えた場合と、前記増幅回路へ供給される電流が所定の電流値を超えた場合とのうちの、少なくとも一方の場合に、前記音声出力装置の状態の異常状態への接近を検知することを特徴とする音声出力装置。
請求項１または２記載の音声出力装置であって、
前記増幅回路に電力を供給する電源回路を有し、
前記検知手段は、前記電源回路の温度が所定の温度を超えた場合と、電源回路が出力する電流が所定の電流値を超えた場合とのうちの、少なくとも一方の場合に、前記音声出力装置の状態の異常状態への接近を検知することを特徴とする音声出力装置。
請求項１、２または３記載の音声出力装置であって、
前記低域は、５００ヘルツ以下の周波数領域を少なくとも含むことを特徴とする音声出力装置。
請求項１、２、３または４記載の音声出力装置であって、
前記保護回路は、前記検知手段が前記音声出力装置の状態の異常状態への接近を検知した場合に、前記増幅回路に供給される前記音声信号の高域成分を、前記増幅回路に供給される前記音声信号の中域成分の減衰量より大きく、かつ、前記検知手段が前記音声出力装置の状態の異常状態への接近を検知していない場合に前記増幅回路に供給される前記音声信号の前記高域成分の減衰量より大きい減衰量減衰させることを特徴とする音声出力装置。
請求項５記載の音声出力装置であって、
前記保護回路は、人間の周波数に対する聴覚特性に準じた周波数特性で、人間にとってより感度が低い周波数成分はより大きく減衰するように前記音声信号を減衰させることを特徴とする音声出力装置。
請求項１、２、３、４、５または６記載の音声出力装置であって、
前記検知手段は、前記音声出力装置の状態の異常状態への接近を、接近の度合いと共に検知し、
前記保護回路は、前記検知手段が前記音声出力装置の状態の異常状態への接近を検知した場合に、前記検知手段が検知した接近の度合いに応じて、前記増幅回路に供給する前記音声信号を、接近の度合いが大きい程大きく減衰させることを特徴とする音声出力装置。
供給された音声信号を増幅して出力する増幅回路を備えた音声出力装置において、当該音声出力装置内回路を保護する保護方法であって、
前記増幅回路の出力が前記音声出力装置が正常状態を維持するには大きすぎることに起因する、前記音声出力装置の状態の異常状態への接近を検知するステップと、
前記音声出力装置の状態の異常状態への接近が検知された場合に、前記増幅回路に供給される前記音声信号の低域成分を、前記増幅回路に供給される前記音声信号の中域成分の減衰量より大きく、かつ、前記検知手段が前記音声出力装置の状態の異常状態への接近を検知していない場合に前記増幅回路に供給される前記音声信号の前記低域成分の減衰量より大きい減衰量減衰させるステップとを有することを特徴とする音声出力装置における回路保護方法。