JP2006340121A - Amplifier for speaker and speaker system using the same - Google Patents
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Description
本発明は、車載用の音響再生のためのスピーカーを駆動するスピーカー用増幅器、および、これを用いて構成したスピーカーシステムに関する。 The present invention relates to a speaker amplifier for driving a speaker for in-vehicle sound reproduction, and a speaker system configured using the same.
車載用の音響再生システムにおいては、音響特性を改善するために増幅器を含むスピーカーシステムが付加されることがある。増幅器を含むスピーカーシステムとは、代表的には、低音域を再生するためのアンプ内蔵サブウーファーである。図3は、音響再生システム2を構成するヘッドユニット3およびスピーカー4と、従来のアンプ内蔵サブウーファー20との接続を説明する図である。アンプ内蔵サブウーファー20は、プリアンプ21と、メインアンプ22と、スピーカー23とを含む。アンプ内蔵サブウーファー20は音声信号を入力する入力端子を備え、ヘッドユニット3のディスクプレーヤー31等のライン出力信号端子33に対応するラインレベル入力端子25と、スピーカー4を駆動するヘッドユニット3のアンプ部32の出力信号端子34に対応するスピーカーレベル入力端子26とを備える。つまり、接続する機器の音声出力信号の信号レベルが大きく異なるため、アンプ内蔵サブウーファー20には、ラインレベル入力端子25とスピーカーレベル入力端子26という専用の2組の入力端子を用意し、プリアンプ21がそれぞれに対応した所定の増幅ゲインを与えるように設計される。
In an on-vehicle sound reproduction system, a speaker system including an amplifier may be added to improve acoustic characteristics. A speaker system including an amplifier is typically a subwoofer with a built-in amplifier for reproducing a low sound range. FIG. 3 is a diagram for explaining the connection between the
図4は、従来のアンプ内蔵サブウーファー20の入力端子25および26と、プリアンプ21と、を説明する図である。具体的には、入力端子25はピンプラグが接続可能な端子であり、入力端子26はスピーカー用電線が接続可能な端子である。このアンプ内蔵サブウーファー20は、ラインレベル入力端子25とスピーカーレベル入力端子26のどちらを選択するかを切り替える切替スイッチを備えず、プリアンプ21のそれぞれに対応したプリアンプ回路部分の出力を混合して、メインアンプ22へ出力する。ユーザーがこのアンプ内蔵サブウーファー20を音響再生システムに接続する際には、ラインレベル入力端子25かスピーカーレベル入力端子26かのいずれかに音声信号を入力するだけでよい、という利便性がある。
FIG. 4 is a diagram for explaining the
しかしながら、多くの場合使用されるスピーカーレベル入力端子26に接続がされたときには、増幅ゲインが大きく設定される他方のラインレベル入力端子25のプリアンプ出力にノイズが混入し、その結果、アンプ内蔵サブウーファー20のS/N特性が悪化する問題がある。この問題を回避するためには、ラインレベル入力端子25にショートピンを結合する、もしくは、ラインレベル入力端子25を、入力を切断するスイッチ付きの入力端子に変更する、等の対策が必要になる。これらの対策が行われないときには、ラインレベル入力端子25に異物が接触すると大きなポップ音が出る等の不具合を生じることがある。
However, when connected to the speaker
また、車載用の音響再生システムを構成する増幅器には、車両のバッテリーを電源とするBTL(Balanced Transformer Less)増幅器が使用される。BTL増幅器からスピーカーへ供給される音声信号には、直流電源に基づく直流電圧が重畳されるので、従来の車載用の音響再生システムに付加する機器には、BTL増幅器の動作オン/オフの検知をこの直流電圧を検知することにより行うものがある。例えば、BTL増幅器を含むヘッドアンプ出力に重畳する直流電圧を検知することにより、接続されるパワーアンプ装置の動作オン/オフが切り替わる(特許文献1)。また、BTL出力か非BTL出力かを判定して、判定に応じて増幅器の回路構成をBTL出力もしくは非BTL出力のいずれかに対応するように切り替えるものがある(特許文献2)。 In addition, a BTL (Balanced Transformer Less) amplifier that uses a vehicle battery as a power source is used as an amplifier constituting an on-vehicle sound reproduction system. Since a DC voltage based on a DC power supply is superimposed on the audio signal supplied from the BTL amplifier to the speaker, it is necessary to detect the on / off operation of the BTL amplifier in a device added to a conventional vehicle sound reproduction system. Some are performed by detecting this DC voltage. For example, by detecting a DC voltage superimposed on the output of a head amplifier including a BTL amplifier, operation on / off of the connected power amplifier device is switched (Patent Document 1). Also, there is one that determines whether the output is a BTL output or a non-BTL output, and switches the circuit configuration of the amplifier to correspond to either a BTL output or a non-BTL output according to the determination (Patent Document 2).
本発明は、上記の従来技術が有する問題を解決するためになされたものであり、その目的は、車載用の音響再生のためのスピーカーを駆動するスピーカー用増幅器、および、これを用いて構成したスピーカーシステムに関し、ユーザーの接続作業が容易で、ノイズや異音が生じることがなく良好な音声再生が可能なスピーカー用増幅器、およびこれを用いたスピーカーシステムを提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art, and an object of the present invention is to configure a speaker amplifier that drives a speaker for on-vehicle sound reproduction, and the same. An object of the present invention is to provide an amplifier for a speaker that can be easily connected by a user, can generate a good sound without causing noise or abnormal noise, and a speaker system using the same.
本発明のスピーカー用増幅器は、入力音声信号が入力される入力端子と、入力音声信号に重畳した直流電圧値を検出する検出回路と、入力端子および検出回路と接続し、入力音声信号を増幅するプリアンプ回路と、を備え、検出回路が、検出した直流電圧値に基づいてゲイン切替制御信号をプリアンプ回路へ与え、プリアンプ回路が、ゲイン切替制御信号を受けてプリアンプ回路の増幅ゲインを切り替える。 The speaker amplifier of the present invention is connected to an input terminal to which an input audio signal is input, a detection circuit for detecting a DC voltage value superimposed on the input audio signal, and the input terminal and the detection circuit, and amplifies the input audio signal. A preamplifier circuit, the detection circuit applies a gain switching control signal to the preamplifier circuit based on the detected DC voltage value, and the preamplifier circuit receives the gain switching control signal and switches the amplification gain of the preamplifier circuit.
好ましくは、本発明のスピーカー用増幅器は、検出回路は基準直流電圧値を有し、検出した直流電圧値が基準直流電圧値以上である場合に、基準直流電圧値未満である場合よりも、プリアンプ回路の増幅ゲインを低く設定するゲイン切替制御信号をプリアンプ回路へ与える。 Preferably, in the speaker amplifier according to the present invention, the detection circuit has a reference DC voltage value, and when the detected DC voltage value is greater than or equal to the reference DC voltage value, the preamplifier is less than the reference DC voltage value. A gain switching control signal for setting the amplification gain of the circuit low is applied to the preamplifier circuit.
さらに好ましくは、本発明のスピーカー用増幅器は、外部電源から直流電源電圧が供給される直流電源入力端子を備え、基準直流電圧値が、直流電源電圧の9/20以上、11/20以下の値に設定される。 More preferably, the speaker amplifier of the present invention includes a DC power supply input terminal to which a DC power supply voltage is supplied from an external power supply, and a reference DC voltage value is a value of 9/20 or more and 11/20 or less of the DC power supply voltage. Set to
さらに好ましくは、本発明のスピーカー用増幅器は、外部電源から直流電源電圧が供給される直流電源入力端子を備え、基準直流電圧値が、直流電源電圧の1/2の値に設定される。 More preferably, the speaker amplifier of the present invention includes a DC power supply input terminal to which a DC power supply voltage is supplied from an external power supply, and the reference DC voltage value is set to a value that is ½ of the DC power supply voltage.
また、本発明のスピーカーシステムは、上記のいずれかに記載のスピーカー用増幅器と、プリアンプ回路の出力信号を増幅するメインアンプ回路と、メインアンプ回路に接続するスピーカーと、を備える。 A speaker system according to the present invention includes any of the speaker amplifiers described above, a main amplifier circuit that amplifies an output signal of the preamplifier circuit, and a speaker connected to the main amplifier circuit.
以下、本発明の作用について説明する。 The operation of the present invention will be described below.
本発明のスピーカー用増幅器は、入力音声信号が入力される入力端子と、入力音声信号に重畳した直流電圧値を検出する検出回路と、入力端子および検出回路と接続し、入力音声信号を増幅するプリアンプ回路と、を備えている。このスピーカー用増幅器を備える本発明のスピーカーシステムは、プリアンプ回路の出力信号を増幅するメインアンプ回路と、スピーカー用増幅器のメインアンプ回路に接続するスピーカーを備えるので、このスピーカーからは音声信号が再生される。 The speaker amplifier of the present invention is connected to an input terminal to which an input audio signal is input, a detection circuit for detecting a DC voltage value superimposed on the input audio signal, and the input terminal and the detection circuit, and amplifies the input audio signal. And a preamplifier circuit. Since the speaker system of the present invention including the speaker amplifier includes a main amplifier circuit that amplifies the output signal of the preamplifier circuit and a speaker connected to the main amplifier circuit of the speaker amplifier, an audio signal is reproduced from the speaker. The
入力端子に入力される入力音声信号の信号レベルに対応して、プリアンプ回路は所定の増幅ゲインで入力音声信号を増幅し、メインアンプ回路へ出力する。入力音声信号の信号レベルは、ラインレベル入力時は約10〜200mVrms程度であり、一方で、スピーカーレベル入力時は約1〜20Vrms程度であるので、スピーカーレベル入力時には、ラインレベル入力時よりもプリアンプ回路の増幅ゲインを低く設定する。 Corresponding to the signal level of the input audio signal input to the input terminal, the preamplifier circuit amplifies the input audio signal with a predetermined amplification gain and outputs it to the main amplifier circuit. The signal level of the input audio signal is about 10 to 200 mVrms when the line level is input, and is about 1 to 20 Vrms when the speaker level is input. Therefore, the preamplifier is more input when the speaker level is input than when the line level is input. Set the gain of the circuit low.
ここで、入力端子に入力される入力音声信号が、ディスクプレーヤー等の車載用機器からの信号レベルが小さいラインレベル入力である場合には、入力音声信号は直流電圧が重畳されていない。一方で、入力端子に入力される入力音声信号が、車載用のBTL増幅器からスピーカーへ供給されるスピーカーレベル入力である場合には、信号レベルは大きく、入力音声信号には直流電圧が重畳されている。この直流電圧は、車載用のBTL増幅器へ供給されている外部直流電源に基づいているので、スピーカー用増幅器の検出回路は、検出した直流電圧値に基づいてゲイン切替制御信号をプリアンプ回路へ与え、プリアンプ回路が、ゲイン切替制御信号を受けてプリアンプ回路の増幅ゲインを切り替えることができる。 Here, when the input audio signal input to the input terminal is a line level input with a low signal level from a vehicle-mounted device such as a disc player, a DC voltage is not superimposed on the input audio signal. On the other hand, when the input audio signal input to the input terminal is a speaker level input supplied from the in-vehicle BTL amplifier to the speaker, the signal level is large and a DC voltage is superimposed on the input audio signal. Yes. Since this DC voltage is based on an external DC power supply supplied to the in-vehicle BTL amplifier, the speaker amplifier detection circuit provides a gain switching control signal to the preamplifier circuit based on the detected DC voltage value. The preamplifier circuit can switch the amplification gain of the preamplifier circuit in response to the gain switching control signal.
つまり、本発明のスピーカー用増幅器は、入力音声信号に重畳する直流電圧の検出により、プリアンプ回路の増幅ゲインを自動的に切り替えることができる。検出回路は基準直流電圧値を有し、検出した直流電圧値が基準直流電圧値以上である場合に、基準直流電圧値未満である場合よりも、プリアンプ回路の増幅ゲインを低く設定するゲイン切替制御信号をプリアンプ回路へ与える。例えば、ゲイン切替制御信号を受けたプリアンプ回路は、入力信号がスピーカーレベル入力であるとしてプリアンプ回路の増幅ゲインを低く設定し、ゲイン切替制御信号を受けなければ入力信号がラインレベル入力であるとしてプリアンプ回路の増幅ゲインを高く設定する。その結果、入力信号がラインレベル入力であろうと、スピーカーレベル入力であろうと、所定の増幅ゲインに設定されるので、適切な信号レベルに増幅されてメインアンプ回路へ出力され、良好な音声再生が可能となる。 That is, the speaker amplifier of the present invention can automatically switch the amplification gain of the preamplifier circuit by detecting the DC voltage superimposed on the input audio signal. The detection circuit has a reference DC voltage value, and when the detected DC voltage value is greater than or equal to the reference DC voltage value, gain switching control that sets the amplification gain of the preamplifier circuit lower than when the detected DC voltage value is less than the reference DC voltage value Apply the signal to the preamplifier circuit. For example, a preamplifier circuit that has received a gain switching control signal sets the amplification gain of the preamplifier circuit low assuming that the input signal is a speaker level input, and if it does not receive a gain switching control signal, the preamplifier assumes that the input signal is a line level input. Set the amplification gain of the circuit high. As a result, whether the input signal is a line level input or a speaker level input, it is set to a predetermined amplification gain, so that it is amplified to an appropriate signal level and output to the main amplifier circuit, and good sound reproduction is achieved. It becomes possible.
検出回路の基準直流電圧値は、外部電源から直流電源電圧が供給される直流電源入力端子を備える場合には、直流電源電圧の9/20以上、11/20以下の値に設定され、好ましくは、直流電源電圧の1/2の値に設定される。入力音声信号に重畳する直流電圧は、車載用のBTL増幅器へ供給されている外部電源の約1/2の値であり、本発明のスピーカー増幅回路にも同一の外部電源から電源が供給されているからである。したがって、基準直流電圧値がこの範囲であれば、ほぼ自動的に入力信号の信号レベルに応じたプリアンプ回路の増幅ゲインを設定できる。 The reference DC voltage value of the detection circuit is set to a value of 9/20 or more and 11/20 or less of the DC power supply voltage when a DC power supply input terminal to which a DC power supply voltage is supplied from an external power supply is provided. The value is set to ½ of the DC power supply voltage. The DC voltage superimposed on the input audio signal is about half the value of the external power supply supplied to the in-vehicle BTL amplifier, and the speaker amplifier circuit of the present invention is also supplied with power from the same external power supply. Because. Therefore, if the reference DC voltage value is within this range, the amplification gain of the preamplifier circuit can be set almost automatically according to the signal level of the input signal.
また、入力信号がラインレベル入力かスピーカーレベル入力かに関わらず、プリアンプ回路の増幅ゲインを自動的に切り替えることができるので、それぞれに対応した別個の入力端子を設ける必要が無くなり、ユーザーの接続作業が容易になる。加えて、プリアンプ回路が統一されるので、使用していないプリアンプ回路に起因する従来のようなノイズや異音が生じることがなく、良好な音声再生が可能になる。別個の入力端子を省略することができるので、端子に異物が接触することを原因とする大きなポップ音が出る等の不具合も生じず、またショートピン等の付属部品を設ける必要がない。 In addition, the amplification gain of the preamplifier circuit can be switched automatically regardless of whether the input signal is line level input or speaker level input, so there is no need to provide separate input terminals corresponding to each, and user connection work Becomes easier. In addition, since the preamplifier circuit is unified, the conventional noise and noise caused by the unused preamplifier circuit do not occur, and good sound reproduction is possible. Since a separate input terminal can be omitted, there is no problem such as a loud popping sound caused by a foreign object coming into contact with the terminal, and there is no need to provide an accessory such as a short pin.
本発明のスピーカー用増幅器は、ユーザーの接続作業が容易で、ノイズや異音が生じることがなく良好な音声再生が可能なスピーカーシステムを実現することができる。 The speaker amplifier according to the present invention can realize a speaker system that can be easily connected by a user and can reproduce sound without causing noise or abnormal noise.
本発明のスピーカー用増幅器は、ユーザーの接続作業が容易で、ノイズや異音が生じることがなく良好な音声再生が可能なスピーカーシステムを提供するという目的を、入力音声信号が入力される入力端子と、入力音声信号に重畳した直流電圧値を検出する検出回路と、入力端子および検出回路と接続し、入力音声信号を増幅するプリアンプ回路と、を備え、検出回路が、検出した直流電圧値に基づいてゲイン切替制御信号をプリアンプ回路へ与え、プリアンプ回路が、ゲイン切替制御信号を受けてプリアンプ回路の増幅ゲインを切り替えることにより、実現した。 The speaker amplifier of the present invention is an input terminal to which an input audio signal is input for the purpose of providing a speaker system that can be easily connected by a user and can reproduce sound without causing noise or abnormal noise. And a detection circuit that detects a DC voltage value superimposed on the input audio signal, and a preamplifier circuit that is connected to the input terminal and the detection circuit and amplifies the input audio signal. Based on this, the gain switching control signal is given to the preamplifier circuit, and the preamplifier circuit receives the gain switching control signal and switches the amplification gain of the preamplifier circuit.
以下、本発明の好ましい実施形態によるスピーカー用増幅器およびこれを用いたスピーカーシステムについて説明するが、本発明はこれらの実施形態には限定されない。 Hereinafter, a speaker amplifier and a speaker system using the same according to preferred embodiments of the present invention will be described, but the present invention is not limited to these embodiments.
図1は、本発明の好ましい実施形態によるスピーカー用増幅器を含むスピーカーシステムについて説明する図であり、本実施例では、スピーカーシステムはアンプ内蔵サブウーファー10である。アンプ内蔵サブウーファー10は、ヘッドユニット3およびスピーカー4とから構成される音響再生システム1に接続されて、音声信号の低域成分(例えば約300Hz以下)を再生する。この音響再生システム1は車載用のオーディオシステムであり、音響再生システム1を構成するヘッドユニット3およびアンプ内蔵サブウーファー10には、車両のバッテリーからなる直流電源5から直流電圧VCCがそれぞれ供給されている。直流電源5の直流電圧VCCは正の直流電圧であり、電源+12Vもしくは+24Vが多用される。なお、本実施例では、音声信号のチャンネルが一つのみ(つまり、モノラル信号)の場合が図示されているが、音声信号がモノラルの場合に限らず、左右信号を含むステレオ信号の場合には、音声信号チャンネル数に応じた再生チャンネルを設けてもよい。また、再生帯域が低音成分の場合には、アンプ内蔵サブウーファー10は、ステレオ信号を混合してモノラル信号としてもよい。
FIG. 1 is a diagram illustrating a speaker system including a speaker amplifier according to a preferred embodiment of the present invention. In this embodiment, the speaker system is an amplifier built-in
ヘッドユニット3は、ディスクプレーヤー31と、BTLアンプ32とを含み、ディスクプレーヤー31の出力信号VLを出力するライン出力信号端子33と、スピーカー4を駆動するBTLアンプ32の出力信号VHを出力するスピーカー出力信号端子34を備える。例えば、ライン出力信号端子33からの出力信号VLのレベルは、約10〜200mVrmsであり、一方で、スピーカー出力信号端子34からの出力信号のレベルは、約1〜20Vrmsである。ここで、ディスクプレーヤー31の出力信号VLは直流成分を含まないが、BTLアンプ32からの出力信号VHにはBTLアンプ32へ供給されている電源電圧VCCの約1/2の値の直流電圧が重畳されている。例えば、直流電源5からの直流電圧VCCが+12Vの場合には、約6Vの直流電圧がBTLアンプ32からの出力信号VHに含まれている。
The
アンプ内蔵サブウーファー10は、プリアンプ11と、メインアンプ12と、スピーカー13とを含み、直流電圧VCCが供給される直流電源入力端子14と、音声信号が入力される入力端子15を備える。プリアンプ11に接続する入力端子15には、ヘッドユニット3のディスクプレーヤー31等のライン出力信号端子33からの出力信号VL、もしくは、スピーカー4を駆動するヘッドユニット3のアンプ部32の出力信号34からの出力信号VHのいずれかが入力される。メインアンプ12には、プリアンプ11からの出力信号が接続され、音声信号の低域信号のみを通過させるローパスフィルター(図示しない)およびスピーカー13への出力電圧を制御するボリューム(図示しない)が含まれる。
The amplifier built-in
図2は、アンプ内蔵サブウーファー10の入力端子15と、プリアンプ11と、を説明する図である。プリアンプ11は、後述するプリアンプ回路Pと、検出回路Kを含む。入力端子15は、端子151と端子152との組から構成され、端子151と端子152は、それぞれコンデンサC1およびC2を介して、プリアンプ回路Pに接続する。コンデンサC1およびC2により入力信号の低域ノイズ成分は除去され、音声信号成分のみがプリアンプ回路Pに入力される。プリアンプ回路Pの出力は、プリアンプ11の出力としてメインアンプ12に接続される。なお、図2において、直流電源5からプリアンプ11へ供給される直流電圧VCCを入力する端子は、省略されている。
FIG. 2 is a diagram illustrating the
プリアンプ回路Pは、直流電圧VCCが供給されるオペアンプOP1と、FET1ならびにFET2を含む。プリアンプ回路Pは、コンデンサC1に接続する抵抗R11と、コンデンサC2に接続する抵抗R12と、抵抗R11およびオペアンプOP1の入力に接続する抵抗R21と、抵抗R12およびオペアンプOP1の他方の入力に接続する抵抗R22と、抵抗R21およびオペアンプOP1の出力に接続する抵抗R31と、抵抗R22および直流電圧VCCの2分の1の電圧が供給される端子に接続する抵抗R32と、オペアンプOP1の出力に接続する抵抗R41と、から構成される。抵抗R31にはFET1のドレインおよびソースが、抵抗R32にはFET2のドレインおよびソースが、並列に接続され、FET1およびFET2のそれぞれのゲートは、検出回路Kに接続される。つまり、プリアンプ回路Pは、入力信号の信号レベルに応じて所定のゲインで入力信号を増幅するゲイン切替手段を備え、FET1およびFET2のそれぞれのゲートには、検出回路Kからゲイン切替制御信号が与えられる。 The preamplifier circuit P includes an operational amplifier OP1 to which a DC voltage VCC is supplied, FET1 and FET2. The preamplifier circuit P includes a resistor R11 connected to the capacitor C1, a resistor R12 connected to the capacitor C2, a resistor R21 connected to the input of the resistor R11 and the operational amplifier OP1, and a resistor connected to the other input of the resistor R12 and the operational amplifier OP1. R22, a resistor R31 connected to the resistor R21 and the output of the operational amplifier OP1, a resistor R32 connected to the resistor R22 and a terminal to which half the DC voltage VCC is supplied, and a resistor connected to the output of the operational amplifier OP1 R41. The drain and source of FET1 are connected to the resistor R31, the drain and source of FET2 are connected in parallel to the resistor R32, and the gates of the FET1 and FET2 are connected to the detection circuit K. That is, the preamplifier circuit P includes gain switching means for amplifying the input signal with a predetermined gain according to the signal level of the input signal, and a gain switching control signal is given from the detection circuit K to each gate of the FET1 and FET2. It is done.
検出回路Kは、端子151と端子152のいずれかと接続する抵抗R51およびR52ならびにコンデンサC3およびC4から構成されるローパスフィルターと、このローパスフィルターにその入力が接続されるオペアンプOP2と、オペアンプOP2の他方の入力に接続する抵抗R61およびR62と、オペアンプOP2の出力に接続する抵抗R63およびR64と、R64に接続するダイオードD1およびD2と、コンデンサC5と、から構成される。抵抗R61ならびにR63は電源電圧VCCに接続され、コンデンサC4およびC5ならびに抵抗R62は、接地される。ダイオードD1ならびにD2は、プリアンプ回路PのFET1およびFET2のそれぞれのゲートに接続し、ゲイン切替制御信号をFET1およびFET2に与える。なお、抵抗R61およびR62は、抵抗値が等しく設定される。 The detection circuit K includes a low-pass filter composed of resistors R51 and R52 and capacitors C3 and C4 connected to either the terminal 151 or the terminal 152, an operational amplifier OP2 whose input is connected to the low-pass filter, and the other of the operational amplifier OP2. Resistors R61 and R62 connected to the input of the amplifier, resistors R63 and R64 connected to the output of the operational amplifier OP2, diodes D1 and D2 connected to R64, and a capacitor C5. Resistors R61 and R63 are connected to power supply voltage VCC, and capacitors C4 and C5 and resistor R62 are grounded. Diodes D1 and D2 are connected to respective gates of FET1 and FET2 of preamplifier circuit P, and provide a gain switching control signal to FET1 and FET2. The resistors R61 and R62 are set to have the same resistance value.
検出回路Kには、端子151と端子152のいずれか(図2の場合は端子152である。)から入力信号が入力される。検出回路Kのローパスフィルターは入力信号の直流電圧成分を出力し、オペアンプOP2に入力する。電源電圧VCC(+12V)は、抵抗値の等しい抵抗R61およびR62により等しく分圧されて、オペアンプOP2の他方の入力に入力される。したがって、オペアンプOP2は、外部からの電源電圧VCCの1/2の値である基準直流電圧(+6V)と、入力信号の直流電圧成分とを比較して、その出力からゲイン切替制御信号を出力する。例えば、検出回路Kは、入力信号が直流電圧を含まない出力信号VLの場合には、増幅ゲインを高く設定するゲイン切替制御信号:GHを出力し、直流電圧+6Vが重畳されている出力信号VHの場合には、増幅ゲインを低く設定するゲイン切替制御信号GLを出力する。ここで、ゲイン切替制御信号は、FET1およびFET2をONにするのに十分な電圧であればよく、例えば、GH:約5VもしくはGL:約0Vの直流電圧値を持つ直流電圧信号である。 An input signal is input to the detection circuit K from either the terminal 151 or the terminal 152 (in the case of FIG. 2, the terminal 152). The low-pass filter of the detection circuit K outputs a DC voltage component of the input signal and inputs it to the operational amplifier OP2. The power supply voltage VCC (+12 V) is equally divided by resistors R61 and R62 having the same resistance value, and is input to the other input of the operational amplifier OP2. Therefore, the operational amplifier OP2 compares the reference DC voltage (+ 6V), which is a half value of the external power supply voltage VCC, with the DC voltage component of the input signal, and outputs a gain switching control signal from the output. . For example, when the input signal is an output signal VL that does not include a DC voltage, the detection circuit K outputs a gain switching control signal: GH for setting the amplification gain high, and an output signal VH on which the DC voltage + 6V is superimposed. In this case, a gain switching control signal GL for setting the amplification gain low is output. Here, the gain switching control signal may be a voltage sufficient to turn on FET1 and FET2, and is, for example, a DC voltage signal having a DC voltage value of GH: about 5V or GL: about 0V.
プリアンプ回路Pは、FET1およびFET2のそれぞれのゲートに、検出回路Kからのゲイン切替制御信号:GHが与えられた場合には、FET1およびFET2が抵抗R31および抵抗R32をバイパスして、増幅ゲインを切り替える。つまり、プリアンプ回路Pのゲイン切替手段は、検出回路Kからのゲイン切替制御信号GHもしくはGLを受けて、ゲイン切替制御信号GHであれば(すなわち、入力信号がライン出力信号端子33からの出力信号VLであれば)増幅率の高いハイゲインで増幅し、ゲイン切替制御信号GLであれば(すなわち、入力信号がアンプ部32の出力信号34からの出力信号VHであれば)増幅率の低いローゲインで増幅するように、プリアンプ回路Pのゲインを切り替える。なお、プリアンプ回路Pの増幅ゲインは、ハイゲイン時は(R21+R31)/R11に比例し、ローゲイン時は(R21)/R11に比例する。
When the gain switching control signal GH from the detection circuit K is given to the respective gates of the FET1 and FET2, the preamplifier circuit P bypasses the resistor R31 and the resistor R32 so that the amplification gain is increased. Switch. That is, the gain switching means of the preamplifier circuit P receives the gain switching control signal GH or GL from the detection circuit K, and is the gain switching control signal GH (that is, the input signal is the output signal from the line output signal terminal 33). When the gain switching control signal GL is amplified (that is, when the input signal is the output signal VH from the
プリアンプ回路Pの増幅率は、抵抗R11、R12、R21、R22、R31、R32の値の組み合わせにより設定される。プリアンプ回路Pのハイゲイン時とローゲイン時のゲインの差は、入力される信号レベルの差により設定される。具体的には、例えば、直流電圧を含まない出力信号VLのレベルが約100mVrmsであり、一方で、電源電圧+12Vの約1/2の値の直流電圧+6Vが重畳されている出力信号VHのレベルが約1Vrmsである場合には、プリアンプ回路Pの増幅率は、入力される信号レベルの差に基づいて、ローゲインの場合(つまり出力信号VHのとき)よりもハイゲインの場合(つまり出力信号VLのとき)の方が約20dB高く設定される。また、例えば、R11=R12=33kΩ、R21=R22=5.1kΩ、R31=R32=100kΩのとき、ハイゲイン時とローゲイン時の増幅ゲインの差は、約26dBに設定される。 The amplification factor of the preamplifier circuit P is set by a combination of the values of the resistors R11, R12, R21, R22, R31, and R32. The difference in gain between the high gain and the low gain of the preamplifier circuit P is set by the difference in the input signal level. Specifically, for example, the level of the output signal VL that does not include the DC voltage is about 100 mVrms, while the level of the output signal VH on which the DC voltage + 6V, which is about ½ of the power supply voltage + 12V, is superimposed. Is about 1 Vrms, the amplification factor of the preamplifier circuit P is based on the difference between the input signal levels, and is higher than that of the low gain (that is, the output signal VH) (that is, the output signal VL). Is set higher by about 20 dB. Further, for example, when R11 = R12 = 33 kΩ, R21 = R22 = 5.1 kΩ, and R31 = R32 = 100 kΩ, the difference between the amplification gain at the high gain and the low gain is set to about 26 dB.
検出回路Kにおいて、基準直流電圧値が外部からの電源電圧VCCの1/2の値である場合には、検出回路Kのローパスフィルターから出力された入力信号の直流電圧の値が基準直流電圧値以上になれば、入力信号は直流電圧が重畳された信号VHであることを検出し、また、検出回路Kのローパスフィルターから出力された入力信号の直流電圧の値が基準直流電圧値未満になれば、入力信号は直流電圧が重畳されていない信号VLであることを検出する。電源電圧VCCの1/2の値とする基準直流電圧値は、電源電圧VCCが変動する場合に備えて幅を持たせ、直流電源電圧の9/20以上、11/20以下の値に設定してもよい。例えば、直流電源電圧が+12Vの場合、基準直流電圧値は+5.4V以上、+6.6V以下に設定してもよい。 In the detection circuit K, when the reference DC voltage value is ½ of the external power supply voltage VCC, the DC voltage value of the input signal output from the low-pass filter of the detection circuit K is the reference DC voltage value. If this is the case, it is detected that the input signal is a signal VH on which a DC voltage is superimposed, and the value of the DC voltage of the input signal output from the low-pass filter of the detection circuit K is less than the reference DC voltage value. For example, it is detected that the input signal is a signal VL on which no DC voltage is superimposed. The reference DC voltage value that is ½ of the power supply voltage VCC is set to a value that is not less than 9/20 and not more than 11/20 of the DC power supply voltage in preparation for a case where the power supply voltage VCC fluctuates. May be. For example, when the DC power supply voltage is + 12V, the reference DC voltage value may be set to + 5.4V or more and + 6.6V or less.
つまり、基準直流電圧値の±10%の範囲の直流電圧値以上の直流電圧値を入力信号から検出した場合には、入力信号がアンプ部32の出力信号34からの出力信号VHと判断し、基準電圧の±10%の範囲の直流電圧値未満の直流電圧値を入力信号から検出した場合には、入力信号がライン出力信号端子33からの出力信号VLと判断するように設定する。具体的には、検出回路Kの抵抗R61およびR62の値を設定することにより、基準直流電圧値を直流電源電圧の9/20以上、11/20以下の値に設定する。例えば、基準直流電圧値を直流電源電圧の9/20とする場合にはR61とR62との抵抗値の比を11:9に、基準直流電圧値を直流電源電圧の11/20とする場合にはR61とR62との抵抗値の比を9:11にすればよい。
That is, when a DC voltage value equal to or higher than a DC voltage value in a range of ± 10% of the reference DC voltage value is detected from the input signal, the input signal is determined as the output signal VH from the
例えば、アンプ内蔵サブウーファー10の入力端子15への接続がユーザーにより変更されて、プリアンプ11の検出回路Kがゲイン切替制御信号を出力した場合には、プリアンプ回路Pの増幅ゲインは大きく変化するので、抵抗R64およびコンデンサC5から構成されるローパスフィルターを、増幅ゲインが徐々に変化するように、又は増幅ゲインをしばらく保持するようにしてもよい。
For example, when the connection to the
実施例のアンプ内蔵サブウーファー10の場合には、入力端子15に、ヘッドユニット3のディスクプレーヤー31等のライン出力信号端子33からの出力信号VLが入力されても、スピーカー4を駆動するヘッドユニット3のアンプ部32の出力信号34からの出力信号VHが入力されても、パワーアンプ12およびスピーカー13へ供給される出力信号レベルは変わらない。したがって、アンプ内蔵サブウーファー10から再生される音声信号の信号レベルは、音響再生システム1との接続の違いによっても変わることがなく、ユーザーの接続作業が容易になる。また、それぞれに対応した別個の入力端子を設ける必要が無くなり、従来のようなノイズや異音が生じることがなく、ショートピン等の付属部品を設ける必要がない。
In the case of the amplifier built-in
本発明のアンプ内蔵サブウーファーに含まれるスピーカー用増幅器のプリアンプ11は、入力音声信号に重畳した直流電圧値を検出する検出回路Kと、検出回路Kから出力されたゲイン切替制御信号に基づいて増幅ゲインを切り替えて入力音声信号を増幅するプリアンプ回路Pを含んでいればよく、検出回路Kおよびプリアンプ回路Pは上記実施例に限定されない。ゲインの切替は、FETに限らず他のスイッチ素子を使用してもよい。本発明のスピーカー用増幅器の検出回路Kは、検出した直流電圧値が基準直流電圧値以上である場合に、基準直流電圧値未満である場合よりも、プリアンプ回路Pの増幅ゲインを低く設定するゲイン切替制御信号をプリアンプ回路Pへ与えるようにすればよい。 The preamplifier 11 of the speaker amplifier included in the subwoofer with built-in amplifier according to the present invention amplifies based on the detection circuit K that detects the DC voltage value superimposed on the input audio signal and the gain switching control signal output from the detection circuit K. The detection circuit K and the preamplifier circuit P are not limited to the above-described embodiment, as long as the preamplifier circuit P that amplifies the input audio signal by switching the gain is included. The switching of the gain is not limited to the FET, and other switch elements may be used. The detection circuit K for the speaker amplifier according to the present invention has a gain for setting the amplification gain of the preamplifier circuit P lower when the detected DC voltage value is equal to or higher than the reference DC voltage value than when the detected DC voltage value is lower than the reference DC voltage value. The switching control signal may be supplied to the preamplifier circuit P.
また、本発明の好ましい実施形態によるスピーカー用増幅器を含むスピーカーシステムは、アンプ内蔵サブウーファーに限られない。外部直流電源が供給される車載用のアンプ内蔵スピーカーであれば、音声信号の低域成分に限らず、ステレオ再生もしくはマルチチャンネルサラウンド再生に用いられる全帯域を再生するスピーカーシステムであってもよい。また、本発明によるスピーカー用増幅器は、スピーカーを含まないアンプ部分のみであってもよい。 Further, the speaker system including the speaker amplifier according to the preferred embodiment of the present invention is not limited to the subwoofer with built-in amplifier. As long as it is a vehicle-mounted amplifier built-in speaker to which external DC power is supplied, it may be a speaker system that reproduces not only the low frequency component of an audio signal but also all the bands used for stereo reproduction or multi-channel surround reproduction. Further, the speaker amplifier according to the present invention may be only an amplifier portion that does not include a speaker.
本発明のスピーカー用増幅器は、ACアダプタ等の外部直流電源が接続されて使用される携帯用電子機器にも適用が可能である。 The speaker amplifier of the present invention can also be applied to portable electronic devices that are used with an external DC power supply such as an AC adapter.
1、2 音響再生システム
3 ヘッドユニット
31 ディスクプレーヤー
32 BTLアンプ
33、34 信号出力端子
4 スピーカー
5 バッテリー
10、20 アンプ内蔵サブウーファー
11、21 プリアンプ
12、22 メインアンプ
13、23 スピーカー
14、24 直流電源入力端子
15、16、25 入力端子
DESCRIPTION OF
Claims (5)
該入力音声信号に重畳した直流電圧値を検出する検出回路と、
該入力端子および該検出回路と接続し、該入力音声信号を増幅するプリアンプ回路と、を備え、
該検出回路が、検出した直流電圧値に基づいてゲイン切替制御信号を該プリアンプ回路へ与え、
該プリアンプ回路が、該ゲイン切替制御信号を受けて該プリアンプ回路の増幅ゲインを切り替える、
スピーカー用増幅器。 An input terminal to which an input audio signal is input;
A detection circuit for detecting a DC voltage value superimposed on the input audio signal;
A preamplifier circuit connected to the input terminal and the detection circuit to amplify the input audio signal,
The detection circuit provides a gain switching control signal to the preamplifier circuit based on the detected DC voltage value,
The preamplifier circuit receives the gain switching control signal and switches the amplification gain of the preamplifier circuit;
Speaker amplifier.
請求項1に記載のスピーカー用増幅器。 The detection circuit has a reference DC voltage value, and when the detected DC voltage value is greater than or equal to the reference DC voltage value, the amplification gain of the preamplifier circuit is lower than when the detected DC voltage value is less than the reference DC voltage value. A gain switching control signal to be set is given to the preamplifier circuit.
The speaker amplifier according to claim 1.
前記基準直流電圧値が、該直流電源電圧の9/20以上、11/20以下の値に設定される、
請求項2に記載のスピーカー用増幅器。 A DC power supply input terminal to which a DC power supply voltage is supplied from an external power supply
The reference DC voltage value is set to a value of 9/20 or more and 11/20 or less of the DC power supply voltage.
The speaker amplifier according to claim 2.
前記基準直流電圧値が、該直流電源電圧の1/2の値に設定される、
請求項3に記載のスピーカー用増幅器。 A DC power supply input terminal to which a DC power supply voltage is supplied from an external power supply
The reference DC voltage value is set to a value that is 1/2 of the DC power supply voltage.
The speaker amplifier according to claim 3.
前記プリアンプ部の出力信号を増幅するメインアンプ回路と、該メインアンプ回路に接続するスピーカーと、を備える、
スピーカーシステム。
A speaker amplifier according to any one of claims 1 to 4,
A main amplifier circuit that amplifies the output signal of the preamplifier unit, and a speaker connected to the main amplifier circuit,
Speaker system.
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