JP2004129018A - パワードスピーカー装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】パワーアンプ24と入力端子21側プリアンプ22とを絶縁する絶縁トランス23と、外部電力と絶縁しプリアンプ22に電力供給を行う副電源部26と、外部電力をトランスレスで直流に変換しパワーアンプ24に電力供給を行う主電源部27と、パワーアンプ24とスピーカー25とを絶縁し出力音声信号をスピーカー25の許容電圧以下に制限する出力トランス28とを備えることにより、重い電源トランスを用いることなく電源供給ができ、製品重量を軽量化することができるとともに、過大入力によるスピーカー破壊を防止することができる。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、スピーカーにパワーアンプを内蔵したパワードスピーカー装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、パワードスピーカー装置は、入力された音声信号を増幅するため、内部にアンプ部を備えている。このようなスピーカーシステムでは、例えば、プリアンプ部と、パワーアンプ部とを有し、入力された音声信号をプリアンプ部で増幅し、さらにパワーアンプ部で適切な電圧まで増幅し、スピーカーから拡声するようになっている(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
ここで、従来のパワードスピーカー装置を、図4に示し、説明する。従来のパワードスピーカー装置は、図4に示すように、入力端子11、プリアンプ12、パワーアンプ13、スピーカー14、電源部15を備えている。
【0004】
このような構成において、パワードスピーカー装置は、入力端子11から音声信号を入力し、プリアンプ12で増幅し、さらにパワーアンプ13により適切な電圧まで増幅して、スピーカー14より拡声する。
【0005】
電源部15は、電源トランスを含み、電圧調整、電気的絶縁の役割を担っており、スピーカー14を駆動するために必要な電力をパワーアンプ13へ供給するものである。
【0006】
【特許文献1】
特開2000−341058号公報
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のパワードスピーカー装置において、電源部は、スピーカーを駆動するために必要な電力をパワーアンプへ供給する必要から、大型で重い部品で構成され、製品としても重くなり取り扱い面で問題がある。
【0008】
また、パワーアンプの最大出力電圧は、パワーアンプの供給電源電圧により決まるため、パワーアンプの出力電圧がスピーカーの許容入力電圧を超える場合があり、スピーカー破損の原因となる。
【0009】
本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、パワードスピーカー装置を軽量化すると同時に、スピーカーへの過大入力を防止する優れたパワードスピーカー装置を提供するものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明のパワードスピーカー装置は、音声信号を入力する音声信号入力部と、前記音声信号入力部に入力された音声信号を増幅する音声信号補助増幅部と、前記音声信号補助増幅部に増幅された音声信号を制限内の大きさでさらに増幅する音声信号制限増幅部と、前記音声信号制限増幅部に増幅された音声信号を音波に変換して拡声するスピーカーと、1次側に交流の電力を入力し、前記1次側と絶縁された2次側に前記電力の電圧を変圧した交流の電力を発生し、この交流の電力を直流に変換して平滑し、前記音声信号補助増幅部に駆動電力として供給する補助増幅電力供給部と、1次側に交流の電力を入力し、この交流の電力を直流に変換して平滑し、前記音声信号制限増幅部に駆動電力として供給する制限増幅電力供給部と、前記音声信号補助増幅部と前記音声信号制限増幅部とを絶縁し、前記音声信号補助増幅部から入力された音声信号の電圧を変圧し、前記音声信号制限増幅部に出力する絶縁変圧部とを備え、前記音声信号制限増幅部は、前記音声信号補助増幅部に増幅された音声信号を、前記スピーカーの許容電圧以下で増幅することを特徴とした構成を有している。
【0011】
この構成により、前記音声信号補助増幅部に増幅された音声信号は、前記音声信号制限増幅部によって、前記スピーカーの許容電圧以下に増幅され、また、大きな電源電圧を必要とする前記音声信号制限増幅部が、前記絶縁変圧部によって音声信号を入力する前記音声信号入力部と絶縁されるので、音声信号制限増幅部によってスピーカーの最大供給電圧を自由に設定することができ、過大入力によるスピーカー破壊を防止することができるとともに、音声信号制限増幅部を外部電力と絶縁せずにすみ、外部と絶縁し大きな電力を供給するための重い電源トランスを用いることなく構成することができ、製品重量を軽量化することができることとなる。
【0012】
また、本発明のパワードスピーカー装置は、前記音声信号制限増幅部は、前記制限増幅電力供給部から入力される電力により駆動され、前記音声信号補助増幅部に増幅された音声信号をさらに増幅する音声信号増幅部と、前記音声信号増幅部と前記スピーカーとを絶縁し、前記音声信号増幅部から入力された音声信号の電圧を、前記スピーカーの許容電圧以下に変圧して前記スピーカーに出力する出力変圧部とを有することを特徴とした構成を有している。
【0013】
この構成により、前記出力変圧部は、前記音声信号増幅部と前記スピーカーとを絶縁し、音声信号の電圧を前記スピーカーの許容電圧以下に変圧するので、音声信号増幅部の出力電圧を、出力変圧部で降圧することができ、過大入力によるスピーカー破壊を防止することができるとともに、外部電源部とスピーカー部とが絶縁され、外部電力からの雑音を排除して良好な音声出力を行うことができることとなる。
【0014】
また、本発明のパワードスピーカー装置は、前記音声信号制限増幅部は、前記音声信号補助増幅部に増幅された音声信号を、前記スピーカーの許容電圧以下に制限する電圧クリップ部を有することを特徴とした構成を有している。
【0015】
この構成により、電圧クリップ部が音声信号をスピーカーの許容電圧以下に制限するので、音声信号制限増幅部の出力電圧を制御することができ、スピーカーへの過大入力を抑えることができ、スピーカー破壊を防止することができることとなる。
【0016】
また、本発明のパワードスピーカー装置は、前記音声信号制限増幅部は、前記音声信号補助増幅部に増幅された音声信号を、前記スピーカーに出力する音声信号の出力電圧を監視し、前記許容電圧を超えるとき、入力する前記音声信号の入力レベルを絞る入力電圧制限部を有することを特徴とした構成を有している。
【0017】
この構成により、入力電圧制限部により音声信号制限増幅部の出力電圧が監視され、設定した電圧を超えるとき、入力レベルが絞られるので、設定値以上の電圧がスピーカーに出力されず、過大入力によるスピーカー破壊を防止することができることとなる。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。
(第1の実施の形態)
【0019】
本発明の第1の実施の形態のパワードスピーカー装置の構成図を、図1に示す。
【0020】
図1に示すように、本発明の第1の実施の形態のパワードスピーカー装置20は、外部から音声信号を入力する入力端子21、入力した音声信号の電圧増幅を行うプリアンプ22、プリアンプ22とパワーアンプ24とを絶縁する絶縁トランス23、電圧増幅された音声信号にさらに電圧増幅を行うパワーアンプ24、パワーアンプ24で電圧増幅された音声信号を音波に変換して拡声するスピーカー25、プリアンプ22に電力供給を行う副電源部26、パワーアンプ24に電力供給を行う主電源部27、パワーアンプ24に増幅された音声信号をスピーカー25の許容電圧以下で変圧する出力トランス28を備えている。
【0021】
また、入力端子21は、外部の音声入力機器と接続され、この音声入力機器によって音声信号が入力されるものである。ここで、音声入力機器とは、マイクロホン等である。
【0022】
プリアンプ22は、入力端子21に接続され、副電源部26から駆動電力を供給されることにより、入力端子21に入力された音声信号を増幅するものである。絶縁トランス23は、1次側に接続されたプリアンプ22と2次側に接続されたパワーアンプ24とを絶縁し、1次側に接続されたプリアンプ22から入力された音声信号の電圧を変圧し、2次側に接続されたパワーアンプ24に出力するものである。
【0023】
パワーアンプ24は、主電源部27から駆動電力を供給されることにより、プリアンプ22に増幅された音声信号をさらに増幅するものである。スピーカー25は、パワーアンプ24に増幅された音声信号を音波に変換して拡声するものである。
【0024】
副電源部26は、1次側と2次側とを絶縁し、パワードスピーカー装置20の外部から1次側に交流の電力を入力し、1次側と絶縁された2次側に前記電力の電圧を変圧した交流の電力を生成し、この交流の電力を直流に変換して平滑し、プリアンプ22に駆動電力として供給するものである。主電源部27は、パワードスピーカー装置20の外部から、交流の電力を入力し、この交流の電力を直流に変換して平滑し、パワーアンプ24に駆動電力として供給するものである。
【0025】
出力トランス28は、1次側に接続されたパワーアンプ24と2次側に接続されたスピーカー25とを絶縁し、パワーアンプ24から入力された音声信号の電圧を、スピーカー25の許容電圧以下で変圧してスピーカー25に出力するものである。
【0026】
次に、本実施の形態に係るパワードスピーカー装置20の動作について説明する。
【0027】
まず、本パワードスピーカー装置20において、パワードスピーカー装置20の副電源部26に供給された交流の電力は、副電源部26によって外部と絶縁された交流の電力が発生され、この交流の電力が直流に変換されて平滑され、プリアンプ22に駆動電力として供給される。
【0028】
また、パワードスピーカー装置20の主電源部27に供給された交流の電力は、主電源部27によって交流の電力が直流に変換されて平滑され、パワーアンプ24に駆動電力として供給される。
【0029】
一方、パワードスピーカー装置20の入力端子21から入力された音声信号は、副電源部26によって供給された電力を駆動電力とするプリアンプ22によって増幅される。増幅された音声信号は、絶縁トランス23の1次側に入力され、絶縁トランス23により1次側と絶縁された2次側からパワーアンプ24に出力される。
【0030】
次に、絶縁トランス23から出力された音声信号は、主電源部27によって供給された電力を駆動電力とするパワーアンプ24によってさらに増幅される。増幅された音声信号は、出力トランス28の1次側に入力され、出力トランス28によりスピーカー25の許容電圧以下で変圧され、1次側と絶縁された2次側からスピーカー25に出力される。出力トランス28から出力された音声信号は、スピーカー25により拡声される。
【0031】
ここで、パワーアンプ24の電源は、AC100V電源を直接整流、平滑する主電源部27により±70Vが供給される。主電源部27は、AC100V側とは非絶縁であるが、絶縁トランス23により、入力端子21とは絶縁されている。また、副電源部26により、入力端子21は、プリアンプ22に供給する外部の電源とも絶縁されている。
【0032】
また、パワーアンプ24には、主電源部27により±70Vが供給されているため、実効値最大50Vの正弦波出力電圧が出る。さらに、パワーアンプ24とスピーカー25の間には、出力トランス28が挿入されており、スピーカー25を外部の電源と絶縁するとともに、出力トランス28の変成比によりスピーカー25への最大供給電圧を自由に設定することができるため、過大入力によるスピーカー破壊を防止することができる。
【0033】
また、パワーアンプ24を外部電力と絶縁せずにすみ、外部と絶縁し大きな電力を供給するための重い電源トランスを用いることなく構成することができ、製品重量を軽量化することができる。
(第2の実施の形態)
【0034】
次に、本発明の第2の実施の形態のパワードスピーカー装置を、図2に示し、説明する。
【0035】
図2に示すように、本発明の第2の実施の形態のパワードスピーカー装置30は、外部から音声信号を入力する入力端子31、入力した音声信号の電圧増幅を行うプリアンプ32、プリアンプ32とパワーアンプ34とを絶縁する絶縁トランス33、電圧増幅された音声信号にさらに電圧増幅を行うパワーアンプ34、パワーアンプ34で電圧増幅された音声信号を音波に変換して拡声するスピーカー35、プリアンプ32に電源を供給する副電源部36、パワーアンプ34に電源を供給する主電源部37を備えている。また、パワーアンプ34は、電圧クリップ回路38を内部に具備している。
【0036】
ここで、本発明の第2の実施の形態のパワードスピーカー装置30における入力端子31、プリアンプ32、絶縁トランス33、スピーカー35、副電源部36、主電源部37は、第1の実施の形態のパワードスピーカー装置20における入力端子21、プリアンプ22、絶縁トランス23、スピーカー25、副電源部26、主電源部27と同様のものであるので、説明を省略する。
【0037】
パワーアンプ34は、主電源部37から駆動電力を供給されることにより、プリアンプ32に増幅された音声信号をさらに増幅するものであり、内部の電圧クリップ回路38により、前記音声信号をスピーカー25の許容電圧以下にクリップするものである。
【0038】
次に、本実施の形態に係るパワードスピーカー装置30の動作について説明する。
【0039】
まず、本パワードスピーカー装置30において、上記第1の実施の形態と同様に、パワードスピーカー装置30の副電源部36に供給された交流の電力は、副電源部36によって外部と絶縁された交流の電力が生成され、この交流の電力が直流に変換されて平滑され、プリアンプ32に駆動電力として供給される。
【0040】
また、パワードスピーカー装置30の主電源部37に供給された交流の電力は、主電源部37によって交流の電力が直流に変換されて平滑され、パワーアンプ34に駆動電力として供給される。
【0041】
一方、パワードスピーカー装置30の入力端子31から入力された音声信号は、副電源部36によって供給された電力を駆動電力とするプリアンプ32によって増幅される。増幅された音声信号は、絶縁トランス33の1次側に入力され、絶縁トランス33により1次側と絶縁された2次側からパワーアンプ34に出力される。
【0042】
次に、絶縁トランス33から出力された音声信号は、主電源部37によって供給された電力を駆動電力とするパワーアンプ34によってさらに増幅される。このとき、電圧クリップ回路38により、音声信号がクリップされることにより、出力電圧が制限される。制限増幅された音声信号は、スピーカー35に出力される。パワーアンプ34から出力された音声信号は、スピーカー35により拡声される。
【0043】
また、上記第1の実施の形態と同様に、パワーアンプ34からは、実効値最大50Vの正弦波出力電圧が出ることとなる。しかしここで、電圧クリップ回路38で信号がクリップされることから、出力電圧が制限されることとなり、過大入力によるスピーカー破壊を防止することができる。
【0044】
また、パワーアンプ34を外部電力と絶縁せずにすみ、外部と絶縁し大きな電力を供給するための重い電源トランスを用いることなく構成することができ、製品重量を軽量化することができる。
(第3の実施の形態)
【0045】
次に、本発明の第3の実施の形態のパワードスピーカー装置を、図3に示し、説明する。
【0046】
図3に示すように、本発明の第3の実施の形態のパワードスピーカー装置40は、外部から音声信号を入力する入力端子41、入力した音声信号の電圧増幅を行うプリアンプ42、プリアンプ42とパワーアンプ44とを絶縁する絶縁トランス43、電圧増幅された音声信号にさらに電圧増幅を行うパワーアンプ44、パワーアンプ44で電圧増幅された音声信号を音波に変換して拡声するスピーカー45、プリアンプ42に電源を供給する副電源部46、パワーアンプ44に電源を供給する主電源部47を備えている。また、パワーアンプ44は、このパワーアンプ44の出力電圧を監視しつつ入力電圧を調整する電圧制限回路48を内部に具備している。
【0047】
ここで、本発明の第3の実施の形態のパワードスピーカー装置40における入力端子41、プリアンプ42、絶縁トランス43、スピーカー45、副電源部46、主電源部47は、第1の実施の形態のパワードスピーカー装置20における入力端子21、プリアンプ22、絶縁トランス23、スピーカー25、副電源部26、主電源部27と同様のものであるので、説明を省略する。
【0048】
パワーアンプ44は、主電源部47から駆動電力を供給されることにより、プリアンプ42に増幅された音声信号をさらに増幅するものであり、内部の電圧制限回路48により、このパワーアンプ44の出力電圧を監視しつつ入力電圧を調整するものである。
【0049】
次に、本実施の形態に係るパワードスピーカー装置40の動作について説明する。
【0050】
まず、本パワードスピーカー装置40において、上記第1の実施の形態と同様に、パワードスピーカー装置40の副電源部46に供給された交流の電力は、副電源部46によって外部と絶縁された交流の電力が生成され、この交流の電力が直流に変換されて平滑され、プリアンプ42に駆動電力として供給される。
【0051】
また、パワードスピーカー装置40の主電源部47に供給された交流の電力は、主電源部47によって交流の電力が直流に変換されて平滑され、パワーアンプ44に駆動電力として供給される。
【0052】
一方、パワードスピーカー装置40の入力端子41から入力された音声信号は、副電源部46によって供給された電力を駆動電力とするプリアンプ42によって増幅される。増幅された音声信号は、絶縁トランス43の1次側に入力され、絶縁トランス43により1次側と絶縁された2次側からパワーアンプ44に出力される。
【0053】
次に、絶縁トランス43から出力された音声信号は、主電源部47によって供給された電力を駆動電力とするパワーアンプ44によってさらに増幅され、スピーカー35に出力される。このとき、電圧制限回路48は、パワーアンプ44の出力電圧を監視して、設定した電圧になるとそれ以上の電圧にならないようにパワーアンプ44の入力レベルを絞る。パワーアンプ44から出力された音声信号は、スピーカー45より拡声される。
【0054】
また、上記第1の実施の形態と同様に、パワーアンプ44からは、実効値最大50Vの正弦波出力電圧が出ることとなる。ここで、電圧制限回路48は、パワーアンプ44の出力電圧を監視しており、設定した電圧になるとそれ以上の電圧にならないようにパワーアンプ44の入力レベルを絞る。つまり、設定値以上の電圧がパワーアンプ44から出力されないこととなり、過大入力によるスピーカー破壊を防止することができる。
【0055】
また、パワーアンプ44を外部電力と絶縁せずにすみ、外部と絶縁し大きな電力を供給するための重い電源トランスを用いることなく構成することができ、製品重量を軽量化することができる。
【0056】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、音声信号補助増幅部に増幅された音声信号は、音声信号制限増幅部によって、スピーカーの許容電圧以下に増幅され、また、大きな電源電圧を必要とする音声信号制限増幅部が、絶縁変圧部によって音声信号を入力する音声信号入力部と絶縁されることにより、音声信号制限増幅部によってスピーカーの最大供給電圧を自由に設定することができ、過大入力によるスピーカー破壊を防止することができるとともに、音声信号制限増幅部を外部電力と絶縁せずにすみ、外部と絶縁し大きな電力を供給するための重い電源トランスを用いることなく構成することができ、製品重量を軽量化することができるというすぐれた効果を有するパワードスピーカー装置を提供することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態におけるパワードスピーカー装置の構成を示すブロック図
【図2】本発明の第2の実施の形態におけるパワードスピーカー装置の構成を示すブロック図
【図3】本発明の第3の実施の形態におけるパワードスピーカー装置の構成を示すブロック図
【図4】従来のパワードスピーカー装置の構成を示すブロック図
【符号の説明】
11 入力端子
12 プリアンプ
13 パワーアンプ
14 スピーカー
15 電源部
20 パワードスピーカー装置
21 入力端子
22 プリアンプ
23 絶縁トランス
24 パワーアンプ
25 スピーカー
26 副電源部
27 主電源部
28 出力トランス
30 パワードスピーカー装置
31 入力端子
32 プリアンプ
33 絶縁トランス
34 パワーアンプ
35 スピーカー
36 副電源部
37 主電源部
38 電圧クリップ回路
40 パワードスピーカー装置
41 入力端子
42 プリアンプ
43 絶縁トランス
44 パワーアンプ
45 スピーカー
46 副電源部
47 主電源部
48 電圧制限回路
Claims (4)
- 音声信号を入力する音声信号入力部と、
前記音声信号入力部に入力された音声信号を増幅する音声信号補助増幅部と、
前記音声信号補助増幅部に増幅された音声信号を制限内の大きさでさらに増幅する音声信号制限増幅部と、
前記音声信号制限増幅部に増幅された音声信号を音波に変換して拡声するスピーカーと、
1次側に交流の電力を入力し、前記1次側と絶縁された2次側に前記電力の電圧を変圧した交流の電力を発生し、この交流の電力を直流に変換して平滑し、前記音声信号補助増幅部に駆動電力として供給する補助増幅電力供給部と、
交流の電力を入力し、この交流の電力を直流に変換して平滑し、前記音声信号制限増幅部に駆動電力として供給する制限増幅電力供給部と、
前記音声信号補助増幅部と前記音声信号制限増幅部とを絶縁し、前記音声信号補助増幅部から入力された音声信号の電圧を変圧し、前記音声信号制限増幅部に出力する絶縁変圧部とを備え、
前記音声信号制限増幅部は、前記音声信号補助増幅部に増幅された音声信号を、前記スピーカーの拡声に必要な電圧以上で許容電圧以下に増幅することを特徴とするパワードスピーカー装置。 - 前記音声信号制限増幅部は、前記制限増幅電力供給部から入力される電力により駆動され、前記音声信号補助増幅部に増幅された音声信号をさらに増幅する音声信号増幅部と、前記音声信号増幅部と前記スピーカーとを絶縁し、前記音声信号増幅部から入力された音声信号の電圧を、前記スピーカーの許容電圧以下に変圧して前記スピーカーに出力する出力変圧部とを有することを特徴とする請求項1記載のパワードスピーカー装置。
- 前記音声信号制限増幅部は、前記音声信号補助増幅部に増幅された音声信号を、前記スピーカーの許容電圧以下に制限する電圧クリップ部を有することを特徴とする請求項1記載のパワードスピーカー装置。
- 前記音声信号制限増幅部は、前記音声信号補助増幅部に増幅された音声信号を、前記スピーカーに出力する音声信号の出力電圧を監視し、前記許容電圧を超えるとき、入力する前記音声信号の入力レベルを絞る入力電圧制限部を有することを特徴とする請求項1記載のパワードスピーカー装置。
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