JP2007312163A

JP2007312163A - オーディオ用増幅装置

Info

Publication number: JP2007312163A
Application number: JP2006139871A
Authority: JP
Inventors: Yusuke Shimada; 裕介島田
Original assignee: Aruze Corp
Current assignee: Universal Entertainment Corp
Priority date: 2006-05-19
Filing date: 2006-05-19
Publication date: 2007-11-29

Abstract

【課題】オーディオ信号を効率的に伝送し、オーディオの音質を向上する。
【解決手段】供給される電源電圧に基づきオーディオ信号を増幅して出力する増幅器２と、増幅器２の出力側に設けられた出力トランス３とを備えた構成にする。
【選択図】図１

Description

本発明は、オーディオ用増幅装置に関するものである。

オーディオ用の増幅器は、忠実な再生音質の向上のため、従来から回路構成、回路素子、使用部品の材質等について様々な改良が進められてきた。真空管を回路素子に用いたオーディオ用低周波増幅器は、トランジスタ、ＩＣ等の半導体素子が主流の現在においても、聴感上優れた再生音質が得られるためハイレベルなオーディオアンプなどに用いられている。例えば、特許文献１には、安定した入力インピーダンスをもつ増幅器システムおよびパワー効率のよい低ノイズ増幅器を実現することができる電圧増幅器が開示されている。

特開２００１―２０３５４４号公報（図３）

ところで、電気信号の伝送路において、送り出し側回路の出力インピーダンスと、受け側回路の入力インピーダンスを等しくすることにより、受け側回路において得られる電力が最大となる。即ち、スピーカ側の負荷抵抗と信号源の負荷抵抗とを等しくすれば、ダイナミックレンジ（最大出力レベルと雑音レベルの比）を大きくすることができ、その結果、音質を上げることができるようになる。ところが、特許文献１の回路において、他の素子との相互関係等により、出力インピーダンスを大きくできない場合がある。このような場合、インピーダンス整合ができなくなり、電力の損失が起こり希望する出力が取り出せないだけでなく、高周波回路では伝送路に定在波が発生し、感電や電波障害などの不都合が生ずることもある。これにより、オーディオの音質低下の原因となっていた。

そこで、本発明の目的は、オーディオ信号を効率的に伝送し、オーディオの音質を向上することができるオーディオ用増幅装置を提供することである。

課題を解決するための手段及び効果

上記目的を達成するために、本発明は、供給される電源電圧に基づきオーディオ信号を増幅して出力する増幅器と、増幅器の出力側に設けられた出力トランスとを備えていることを特徴とする。

この構成により、出力トランスを設けることで、例えば、オーディオ用増幅装置の出力側にスピーカを接続した場合、スピーカ側のインピーダンスと増幅器側とのインピーダンス整合を行うことができるようになる。これにより、スピーカへの電圧伝送効率をよくすることができ、その結果、オーディオ装置のダイナミックレンジ（最大出力レベルと雑音レベルの比）を改善することができ、音質を上げることできる。

また、本発明は、増幅器の入力側に設けられた高域通過フィルタと、オーディオ信号に含まれる低域周波数成分を抽出し、その抽出された低域周波数成分に応じて高域通過フィルタの遮断周波数を制御するフィルタ制御手段とを備えていることを特徴とする。

この構成によると、低域周波数成分のレベルに応じて高域通過フィルタの遮断周波数を動的に変化させることができる。そして、例えば、低域周波数成分のレベルが大きい場合には、遮断周波数を高くして、低域成分を大幅に制限することで磁気飽和を防止できる。

本発明の実施の形態を図１及び図２に基づいて以下に説明する。

図２は、一般的なオーディオ装置に用いる、本実施の形態に係る信号増幅装置の機能ブロック図である。信号増幅装置は、ＣＤやＤＶＤメディアを再生する再生装置（図示せず）から出力される音声信号等をスピーカ（図示せず）等に出力可能な大きさに増幅させる装置である。そして、オーディオ信号を増幅する増幅器２と、増幅器２の出力側に設けられた出力トランス３と、増幅器２の入力側に設けられた高域通過フィルタ４と、高域通過フィルタ４を制御する遮断周波数制御部５とを備えている。なお、高域通過フィルタ４には、再生装置に接続され、出力トランス５は、スピーカ６（図１参照）に接続されている。

高域通過フィルタ４は、例えば、抵抗とコンデンサとからなるＲＣフィルタであって、増幅器２の入力側に接続されている。そして、図示しない再生装置から入力されるオーディオ信号に含まれる特定の周波数を遮断し、特定の周波数を遮断したオーディオ信号を増幅器２に入力する。

高域通過フィルタ４には、遮断周波数制御部５が接続されており、遮断する特定の周波数が調整可能となっている。遮断周波数制御部５は、出力トランス３の１次側、即ち、増幅器２から出力されたオーディオ信号を取り込み、取り込んだオーディオ信号から低域周波数成分を抽出する低域通過フィルタを有している。そして、低域通過フィルタにより抽出された低域周波数成分のレベルに応じて高域通過フィルタ４の遮断周波数を制御する。具体的には、抽出した低域周波数成分のレベルが大きい場合、高域通過フィルタ４の遮断周波数を大きくする。また、低域周波数成分のレベルが小さい場合、高域通過フィルタ４の遮断周波数を小さくする。

増幅器２は、高域通過フィルタ４で特定の周波数が遮断されたオーディオ信号を増幅する一般的な電圧増幅器である。また、出力トランス３は、インピーダンス整合に使われ、交流電力の電圧の高さを、電磁誘導を利用して変換する所謂変成器である。増幅器２とスピーカ６との間に出力トランス３を配置することで、スピーカ６への電圧伝送効率をよくすることができ、その結果、オーディオ装置のダイナミックレンジ（最大出力レベルと雑音レベルの比）を改善することができる。

具体的に説明すると、出力トランス３は、増幅器２側に接続される巻線と、スピーカ６に接続される巻線の二巻線を持ち、それぞれ、一次巻線、二次巻線として、一次巻線をｎ回巻、二次巻線をｍ回巻とする。また、図２の増幅器２と出力トランス３の簡単な回路図である図１に示すように、増幅器２内の内部インピーダンスをＲ０、電圧をＶとし、スピーカ６のインピーダンスをＲＬとした場合、トランスの原理からＲＬ＝Ｒ０（ｍ／ｎ）^２とした場合に電圧の伝送率を最大とすることができる。即ち、ＲＬにかかる電圧を最大とすることができる。

従って、出力トランス３を配置することで、スピーカ６側のインピーダンスと増幅器２側とのインピーダンス整合を行うことができるようになり、スピーカ６への電圧伝送効率をよくすることができ、その結果、オーディオ装置のダイナミックレンジ（最大出力レベルと雑音レベルの比）を改善することができるようになる。

次に、上記のオーディオ用増幅装置１の動作について説明する。まず、図２において、オーディオ信号は、高域通過フィルタ４に入力される。高域通過フィルタ４ではオーディオ信号の低域周波数成分がカットされる。高域通過フィルタ４を通過したオーディオ信号は、増幅器２に供給される。増幅器２はオーディオ信号を増幅する。そして、オーディオ信号は出力トランス３に供給され、出力トランス３で昇圧が行われる。出力トランス３を通ったオーディオ信号は、出力端子に接続されたスピーカ６へと供給される。

また、オーディオ信号は、増幅器２から遮断周波数制御部５へ供給される。遮断周波数制御部５の低域通過フィルタでは、フィルタ特性に従ってオーディオ信号から低周波数成分が抽出される。そして、抽出した低域周波数成分のレベルに応じて、高域通過フィルタ４の遮断周波数が制御される。

例えば、低域周波数成分のレベルが大きいとき、高域通過フィルタ４の遮断周波数が大きくなる。したがって、高域通過フィルタ４にて、低域成分の通過が大幅に制限され、これにより、磁気飽和が防止される。また、一方、低域周波数成分のレベルが小さいとき、高域通過フィルタ４の遮断周波数が小さくなる。これにより、低い周波数までの広範囲の信号が、高域通過フィルタ４を通過し、増幅および出力される。

このようにして、磁気飽和の要因になる低周波数信号の過大入力を抑えることができ、これにより出力トランスを小型化できる。しかも、低周波数信号のレベルが小さいときは、低域までの広範囲の信号を増幅および出力できる。また、高域成分と低域成分が混在している場合でも、高域成分には影響を与えずに、低域成分のみを好適に除去できる。増幅装置を小型化できることで、例えば、各機器の配置スペースに制限があるパチンコ機やパチスロ機等の遊技機等にも用いることができるようになる。

（本実施形態の概要）
以上、説明したように、本実施の形態は、供給される電源電圧に基づきオーディオ信号を増幅して出力する増幅器（増幅器２）と、増幅器の出力側に設けられた出力トランス（出力トランス３）とを備えた構成にされている。

この構成により、出力トランスを設けることで、例えば、オーディオ用増幅装置の出力側にスピーカを接続した場合、スピーカ側のインピーダンスと増幅器側とのインピーダンス整合を行うことができるようになる。これにより、スピーカへの電圧伝送効率をよくすることができ、その結果、オーディオ装置のダイナミックレンジ（最大出力レベルと雑音レベルの比）を改善することができる。

また、本実施の形態は、増幅器の入力側に設けられた高域通過フィルタ（高域通過フィルタ４）と、オーディオ信号に含まれる低域周波数成分を抽出し、その抽出された低域周波数成分に応じて高域通過フィルタの遮断周波数を制御するフィルタ制御手段（遮断周波数制御部５）とを備えた構成にされている。

（本実施の形態の変形例）
以上、本発明の実施例を説明したが、具体例を例示したに過ぎず、特に本発明を限定するものではなく、具体的構成などは、適宜設計変更可能である。例えば、本実施の形態では、高域通過フィルタ４を、出力トランス３の１次側の信号に基づいて制御するようにしているが、出力トランス３の２次側の信号に基づいて制御するようにしてもよい。

また、本実施の形態では、１つの出力トランス３を配置しているが、図３に示すように、出力トランスの２次側に別の出力トランスをさらに設ける、即ち、スピーカ６と増幅器２との間に第１トランス７及び第２トランス８を設ける構成にしてもよい。これにより、第１トランス７の等価抵抗を第２トランス８の等価抵抗より低くなるように設定すると、第２トランス８に流れる電流を抑制し、トランスに発生しやすい磁気歪を低減できるようになる。即ち、よりクリアな音質とすることができる。

また、発明の実施の形態に記載された、作用及び効果は、本発明から生じる最も好適な作用及び効果を列挙したに過ぎず、本発明による作用及び効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。

本発明の実施形態に係る信号増幅装置の回路の概略図。本発明の実施形態に係る信号増幅装置の機能ブロック図。実施の形態の変形例である信号増幅装置における出力トランスの接続方法を示す図。

符号の説明

１信号増幅装置
２増幅器
３出力トランス
４高域通過フィルタ
５遮断周波数制御部
６スピーカ
７・８出力トランス（変形例）
Ｒ０増幅器の内部インピーダンス
ＲＬスピーカの内部インピーダンス
Ｖ増幅器からの出力電力

Claims

供給される電源電圧に基づきオーディオ信号を増幅して出力する増幅器と、
前記増幅器の出力側に設けられた出力トランスと
を備えていることを特徴とするオーディオ用増幅装置。
前記増幅器の入力側に設けられた高域通過フィルタと、
前記オーディオ信号に含まれる低域周波数成分を抽出し、その抽出された低域周波数成分に応じて前記高域通過フィルタの遮断周波数を制御するフィルタ制御手段と
を備えていることを特徴とする請求項１に記載のオーディオ用増幅装置。