JP2008113223A - 増幅装置、車載用無線装置、および、増幅装置の増幅方法 - Google Patents

Abstract

【課題】通常のバッテリ電圧において最も効率が良く音声出力が得られ、バッテリ電圧が低い場合はその時の最大の音量出力が得られ、また、バッテリ電圧が高い場合はボリュームを最大設定値にしても、スピーカを毀損することのない増幅装置を提供すること。
【解決手段】信号を増幅して出力する増幅手段（可変減衰回路１６および増幅回路２１）と、増幅手段の増幅率を設定する設定値の入力を受け付ける設定値入力手段（ボリューム設定キー１２）と、増幅手段に供給される電源電圧を検出する電源電圧検出手段（Ａ／Ｄ変換回路１７）と、検出された電源電圧に応じて、設定値入力手段から入力された設定値と、増幅手段の増幅率との対応関係を決定する対応関係決定手段（メモリ１１）と、決定された対応関係に基づいて増幅手段の増幅率を設定する増幅率設定手段（ＣＰＵ１０）と、を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、増幅装置、車載用無線装置、および、増幅装置の増幅方法に関する。

特許文献１には、電源電圧が変動した場合であっても、スピーカから出力される音声がクリップしない音響装置に関する技術が開示されている。

当該音響装置では、スピーカ駆動用アンプに入力される音声信号の信号レベルを検波回路で検出し、検出された音声信号のレベルに基づいて可変減衰器の減衰率を調整し、スピーカから出力される音声がクリップしないように調整する。そして、電源電圧が変動した場合には、検波レベル調整用制御器が検波回路の検波レベルを調整する。これにより、電源電圧が変動した場合でも、スピーカから出力される音声がクリップすることを防止できる。

特開２００５−３５４４４３号公報（特許請求の範囲、要約書）

ところで、特許文献１に示す技術では、検波回路と可変減衰器はＡＧＣ（Automatic Gain Control）回路を構成している。当該ＡＧＣ回路は電源電圧に連動するが、電源電圧が低い場合は音声出力がクリップしないようＡＧＣ電圧を下げるため、音量が不足してしまう問題がある。

本発明は、上記の事情に基づきなされたもので、その目的とするところは、通常使用されるバッテリ電圧において、最も効率が良く音声出力が得られ、なおかつ、バッテリ電圧が低い場合は、その時の最大の音量出力が得られるとともに、バッテリ電圧が高い場合に音量をコントロールするボリュームを最大設定値にしても、音声出力がスピーカ最大定格を超過せず、スピーカを毀損することのない増幅装置、車載用無線装置、および、増幅装置の増幅方法を提供することを目的とする。

上述の目的を達成するため、本発明の増幅装置は、信号を増幅して出力する増幅手段と、増幅手段の増幅率を設定する設定値の入力を受け付ける設定値入力手段と、増幅手段に供給される電源電圧を検出する電源電圧検出手段と、電源電圧検出手段によって検出された電源電圧に応じて、設定値入力手段から入力された設定値と、増幅手段の増幅率との対応関係を決定する対応関係決定手段と、対応関係決定手段によって決定された対応関係に基づいて増幅手段の増幅率を設定する増幅率設定手段と、を有する。

また、他の発明の増幅装置は、上述の発明に加えて、増幅手段の出力信号はスピーカに供給されており、対応関係決定手段は、電源電圧が変動した場合であっても、出力信号がスピーカの最大定格を超過しないように、設定値入力手段から入力された設定値と、増幅手段の増幅率との対応関係を決定するようにしている。

また、他の発明の増幅装置は、上述の発明に加えて、対応関係決定手段は、設定値と増幅率との対応関係を電源電圧毎に格納したテーブルを有しており、当該テーブルに基づいて対応関係を決定するようにしている。

また、本発明の車載用無線装置は、上述したいずれかの増幅装置を有する。

また、本発明の増幅装置の増幅方法は、増幅装置の増幅率を設定する設定値の入力を受け付け、増幅装置に供給される電源電圧を検出し、検出された電源電圧に応じて、入力された設定値と、増幅装置の増幅率との対応関係を決定し、決定された対応関係に基づいて増幅装置の増幅率を設定する。

本発明によれば、回路の安定性が高いとともに、回路構成が単純である増幅装置、車載用無線装置、および、増幅装置の増幅方法を提供することができる。

以下、本発明の一実施の形態について図に基づいて説明する。なお、以下では、（Ａ）実施の形態の構成例、（Ｂ）実施の形態の動作の概要、（Ｃ）実施の形態の動作の詳細、（Ｄ）変形実施の態様の順に説明する。

（Ａ）実施の形態の構成例

図１は、本発明の実施の形態の増幅装置を有する車載用無線装置の構成例を示すブロック図である。この図に示すように、車載用無線装置は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０、メモリ１１、ボリューム設定キー１２、アンテナ１３、マイクロフォン１４、ＦＭ（Frequency Modulation）変復調回路１５、可変減衰回路１６、Ａ／Ｄ（Analog to Digital）変換回路１７、抵抗１８，１９、バッテリ２０、増幅回路２１、コンデンサ２２、および、スピーカ２３を有している。

増幅率設定手段としてのＣＰＵ１０は、ＦＭ変復調回路１５を制御するとともに、ボリューム設定キー１２およびＡ／Ｄ変換回路１７から供給される情報に基づいて、メモリ１１に格納されているテーブル１１ａ（詳細は後述する）を参照し、可変減衰回路１６を設定する。

対応関係決定手段としてのメモリ１１は、ボリューム設定キー１２の設定値（ボリューム設定値）と、可変減衰回路１６および増幅回路２１による増幅率との対応関係を、バッテリ２０から供給される電源電圧毎に格納するテーブル１１ａを有している。

設定値入力手段としてのボリューム設定キー１２は、スピーカ２３から出力される音声の音圧を調整するための操作部であり、例えば、円形形状を有するつまみまたは数字キー等によって構成される。ユーザがボリューム設定キー１２を操作すると、当該操作量に応じた情報（設定値）が生成されてＣＰＵ１０に供給される。

アンテナ１３は、ＦＭ変調された電波を受信してＦＭ変復調回路１５に供給するとともに、ＦＭ変復調回路１５から供給された高周波信号を電波として送信する。

マイクロフォン１４は、例えば、コンデンサマイクロフォンまたはダイナミックマイクロフォン等によって構成され、ユーザが発生した音声を音声信号に変換してＦＭ変復調回路１５に供給する。

ＦＭ変復調回路１５は、マイクロフォン１４から出力された音声信号をＦＭ変調してアンテナ１３から電波として出力するとともに、アンテナ１３によって受信された電波（通信相手からの電波）をＦＭ復調して音声信号を抽出し、可変減衰回路１６に出力する。なお、ＦＭ変復調回路１５の詳細については、図２を参照して後述する。

増幅手段の一部としての可変減衰回路１６は、ＣＰＵ１０によって制御され、ＦＭ変復調回路１５から出力される音声信号を所定の減衰率で減衰させて、増幅回路２１に供給する。なお、可変減衰回路１６は、例えば、複数の半導体スイッチと複数の抵抗素子を利用して実現することができる。すなわち、複数の抵抗素子を直列に接続し、抵抗素子群の一端をＦＭ変復調回路１５の出力に接続し、他端をグランドに接続する。また、抵抗素子同士の接続点に各半導体スイッチの一端をそれぞれ接続し、他端を増幅回路２１の入力端に接続する。そして、半導体スイッチのいずれかをオンの状態とし、他をオフの状態とすることで、入力信号を所定の減衰率で減衰させることができる。なお、これ以外の方法で減衰させることも可能である。

電源電圧検出手段としてのＡ／Ｄ変換回路１７は、抵抗１９に印加される電圧（バッテリ２０の電圧に対応する電圧（アナログ信号））を対応するディジタル信号に変換して出力する。

抵抗１８，１９は、バッテリ２０から出力される電圧（例えば、１０〜１８Ｖの範囲の電圧）を、所定の分圧比で分圧し、Ａ／Ｄ変換回路１７の許容入力範囲の電圧（例えば、０Ｖ〜２．５Ｖ）に変換する。

バッテリ２０は、図示せぬ自動車等の車両に設置された二次電池としての鉛蓄電池等によって構成される。なお、バッテリ２０には、エンジン始動用のセルモータ、前照灯、および、その他の電装品（いずれも不図示）が接続されており、これらに対して電源電力を供給する。また、バッテリ２０には、オルタネータ（発電機）が接続されており、当該発電機によって充電が行われる。したがって、セルモータその他の電装品が使用された場合には、バッテリ２０の電圧が低下する。一方、発電機はエンジンによって駆動されることから、エンジンの回転数が高い場合（例えば、高速走行している場合）には、バッテリ２０の電圧が高い状態となる。このように、バッテリ２０の電圧は、自動車の状況に応じて、広い範囲で変動する。

増幅手段の一部としての増幅回路２１は、例えば、差動増幅回路等によって構成され、可変減衰回路１６から出力される音声信号を所定のゲインで増幅して出力する。

コンデンサ２２は、例えば、電解コンデンサ等によって構成され、増幅回路２１から出力される音声信号に含まれる直流成分を遮断するカップリングコンデンサの役割を有している。

スピーカ２３は、コンデンサ２２を介して増幅回路２１から供給される音声信号に応じてボイスコイルを振動させ、コーン紙を駆動することで、音声信号に対応する音声を出力する。

つぎに、図２を参照して、図１に示すＦＭ変復調回路１５の詳細な構成例について説明する。なお、ＦＭ変復調回路１５それ自体は本発明の動作には直接的には関係しないので、簡単に説明する。

図２に示すように、ＦＭ変復調回路１５は、ＬＰＦ（Low Pass Filter）５０、切替スイッチ５１、ＢＰＦ（Band Pass Filter）５２〜５４、増幅回路５５〜６１、乗算回路６２，６３、受信用電圧制御発振回路（ＲＸ ＶＣＯ(Voltage Control Oscillator)）６４、送信用電圧制御発振回路（ＴＸ ＶＣＯ）６５、ＰＬＬ（Phase Locked Loop）６６、ループフィルタ６７、水晶発振回路６８、および、ディジタルブロック６９を主要な構成要素としている。

ここで、ＬＰＦ５０は、アンテナ１３によって捕捉された電波に対応する電気信号のうち、所定の周波数成分以下の信号成分を通過させ、それ以上の成分を減衰させる。また、ＬＰＦ５０は、切替スイッチ５１を介して増幅回路６１から供給された高周波信号のうち、所定の周波数成分以下の信号成分を通過させ、それ以上の成分を減衰させる。

切替スイッチ５１は、送信または受信の切り替えを行うためにスイッチである。すなわち、切替スイッチ５１は、他の無線装置に向けて電波を送信する場合には下側の接点を選択し、他の無線装置からの電波を受信する場合には上側の接点を選択する。

ＢＰＦ５２は、切替スイッチ５１を介して供給された受信信号に含まれる所定の帯域の信号を通過させ、それ以外の帯域の信号を減衰させる。ＢＰＦ５３は、増幅回路５５から出力された信号に含まれる所定の帯域の信号を通過させ、それ以外の帯域の信号を減衰させる。ＢＰＦ５４は、乗算回路６２から出力された信号に含まれる所定の帯域の信号を通過させ、それ以外の帯域の信号を減衰させる。

増幅回路５５〜６１は、前段の回路の出力信号を所定の増幅率で増幅して出力する。すなわち、増幅回路５５〜６１は、それぞれ、ＢＰＦ５２、ＢＰＦ５４、乗算回路６３、ディジタルブロック６９、マイクロフォン１４、送信用電圧制御発振回路６５、および、増幅回路６０の出力信号を増幅して出力する。

乗算回路６２は、ＢＰＦ５３の出力信号と、受信用電圧制御発振回路６４の出力信号とを乗算して出力する。乗算回路６３は、増幅回路５６の出力信号と、水晶発振回路６８の出力信号とを乗算して出力する。

受信用電圧制御発振回路６４、ＰＬＬ６６、および、ループフィルタ６７は、位相ロックループ回路を形成しており、所定の周波数で発振して受信用の正弦波信号を出力する。一方、送信用電圧制御発振回路６５、ＰＬＬ６６、および、ループフィルタ６７も同様に、位相ロックループ回路を形成しており、所定の周波数で発振して、送信用の正弦波信号を生成する。さらに、送信用電圧制御発振回路６５は、ディジタルブロック６９から供給される変調信号で送信用の正弦波信号を変調し、被変調信号を増幅回路６０に出力する。

水晶発振回路６８は、所定の周波数で発振して、正弦波信号を乗算回路６３に出力する。

ディジタルブロック６９は、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）によって構成される。増幅回路５７から供給される信号がディジタル信号の場合、ディジタル信号をＤ／Ａ（Digital to Analog）変換してもとのアナログ信号を生成したり、増幅回路５７から供給される信号がアナログ信号の場合、ディジタルブロック６９内で信号をディジタル信号に一旦変換し、波形整形等の処理をした後、アナログ信号に再度変換し、増幅回路５８に供給する。また、ディジタルブロック６９は、増幅回路５９から供給されるアナログ信号をＡ／Ｄ（Analog to Digital）変換してディジタル信号に変換したり、ディジタルブロック６９内で信号をディジタル信号に一旦変換し、波形整形等の処理をした後、アナログ信号に再度変換し、送信用電圧制御発振回路６５に供給する。

なお、図２の上側に示す回路（ＢＰＦ５２〜５４、増幅回路５５〜５８、乗算回路６２，６３、受信用電圧制御発振回路６４、ＰＬＬ６６、ループフィルタ６７、水晶発振回路６８、および、ディジタルブロック６９）は、受信回路を構成しており、他の無線装置から送信され、アンテナ１３によって捕捉された電波を、スーパヘテロダイン方式に基づいて復調し、もとの音声信号を出力する。一方、図２の下側に示す回路（増幅回路５９〜６１、ディジタルブロック６９、送信用電圧制御発振回路６５、ＰＬＬ６６、および、ループフィルタ６７）は送信回路を構成しており、マイクロフォン１４から出力された音声信号に対応する電波を生成し、アンテナ１３から他の無線装置に向けて送信する。

つぎに、本発明の実施の形態の動作について説明する。以下では、まず、本発明の実施の形態の動作の概要について説明した後、詳細な説明を行う。

（Ｂ）実施の形態の動作の概要

前述したように、バッテリ２０には、種々の電装品（セルモータ、前照灯、その他）が接続されているので、これらが動作した場合には、バッテリ２０の出力電圧が低下する。また、バッテリ２０には、オルタネータが接続されており、エンジン動作中は随時充電されている。このため、オルタネータの回転数が増加する高速走行時には、バッテリ２０の出力電圧が上昇する。一般的に、バッテリ２０の出力電圧は、１０Ｖ〜１８Ｖの範囲であり、平均出力電圧は１４Ｖである。

図３は、本発明を適用しない場合における、ボリューム設定キー１２の設定値と、スピーカ２３に印加される電力との関係を示す図である。この図において、横軸はボリューム設定キー１２の設定値を示し、縦軸はスピーカ２３に供給される電力を示す。

なお、図３のグラフのボリューム設定値とスピーカ電力が最小の地点からそれぞれの値が上がるにつれて、Ｖｃｃ＝１０，１４，１８Ｖ時のスピーカ電力の差が大きくなっているが、これはＶｃｃの値によって異なる波形歪みのポイントにおいて歪みが発生するため、スピーカ２３に供給される電力が歪まない時と比較して十分な電力が得られなくなるためである。

また、バッテリ２０の最大出力電圧である１８Ｖにおいて、スピーカ２３に供給される電力が最大定格内に収まるように、ボリューム設定キー１２の最大設定値の時にスピーカ２３に供給される電力がスピーカ最大定格となるように設定することが考えられる。このような方法によれば、自動車が高速走行して、バッテリ２０の出力電圧が１８Ｖになった場合に、ボリューム設定キー１２を最大設定値に設定したときでも、スピーカ２３に供給される電力は最大定格内であるので、スピーカ２３が毀損することはない。

しかしながら、そのような方法では、Ｖｃｃ＝１４Ｖである場合に、ボリューム設定キー１２を最大設定値に設定したとき、スピーカ２３に供給される電力は、最大定格よりも小さくなってしまう。すなわち、音量が不足してしまう。

そこで、本発明の実施の形態では、図４に示すように、バッテリ２０の電圧Ｖｃｃに応じて、ボリューム設定キー１２の設定値と、スピーカ２３に供給される電力との対応関係が変化するようにしている。具体的には、図３との比較から明らかなように、Ｖｃｃ＝１４Ｖの曲線については、ボリューム設定キー１２の最大値の時にスピーカ最大定格となるように設定されている。一方、Ｖｃｃ＝１８Ｖの曲線については、図４に示すように、ボリューム設定キー１２の設定値が“１４”の付近で、頭打ちの状態となり、それ以降は設定値が増加してもスピーカ２３に供給される電力は一定となる。ここで、スピーカ２３に供給される電力は、増幅回路の増幅率によって決定される。したがって、Ｖｃｃ＝１８Ｖの曲線では、設定値が“１４”となった後は、設定値が増加しても増幅率は一定の状態となる。なお、Ｖｃｃ＝１８Ｖ以外である場合も、図示はしていないが、最大定格付近で頭打ちとなって、それ以降は設定値が増加しても増幅率は一定の状態となる。

このような方法によれば、バッテリ２０の電圧によらず、最大音量を確保することができる。また、スピーカ２３に供給される電力は、最大定格を上回ることはないため、スピーカ２３が毀損することを防止できる。

（Ｃ）実施の形態の動作の詳細

つぎに、本発明の実施の形態の詳細な動作について説明する。図５は、図１に示す実施の形態において実行される処理の一例を説明するフローチャートである。このフローチャートは、例えば、図１に示す車載用無線装置の電源が投入された場合に開始される。このフローチャートが開始されると、以下のステップが実行される。

ステップＳ１０：ＣＰＵ１０は、Ａ／Ｄ変換回路１７の出力データを参照し、バッテリ２０の電圧Ｖｃｃを検出する。具体的には、バッテリ２０から出力される電圧Ｖｃｃは、抵抗１８，１９によって分圧される。ここで、これらの抵抗１８，１９の分圧比は、電圧Ｖｃｃの最大値である１８Ｖが、Ａ／Ｄ変換回路１７の最大入力電圧である２．５Ｖとなるように、例えば、１／７．２となるように設定されている。したがって、バッテリ２０の電圧Ｖｃｃが１８Ｖである場合には、Ａ／Ｄ変換回路１７の出力データは、２．５Ｖを示すので、ＣＰＵ１０は、バッテリ２０の電圧Ｖｃｃが１８Ｖであることを検出する。

なお、Ａ／Ｄ変換回路１７の最大入力電圧が１８Ｖである場合には、抵抗１８，１９は省略して、バッテリ２０の電圧ＶｃｃをそのままＡ／Ｄ変換回路１７に入力すればよい。また、最大入力電圧が２．５Ｖ以外である場合には、当該電圧に応じて分圧比を設定すればよい。

ステップＳ１１：ＣＰＵ１０は、ボリューム設定キー１２から出力される情報を参照し、ボリューム設定値Ｖｓを検出する。具体的には、ボリューム設定キー１２としては、例えば、つまみを有するロータリーエンコーダを使用することが可能であり、当該つまみを右または左にユーザが回転させることで、音量を設定することができる。より詳細には、右方向（時計方向）に回転させることで音量を増加させ、逆に、左方向（反時計方向）に回転させることで音量を減少させることができる。なお、ロータリーエンコーダではなく、数字キーを用いて音量を調整するようにしたり、それ以外の入力デバイスによって音量を調整したりするようにしてもよい。

ステップＳ１２：ＣＰＵ１０は、メモリ１１に格納されているテーブル１１ａから、バッテリ電圧Ｖｃｃおよびボリューム設定値Ｖｓに対応する増幅率を取得する。図６は、メモリ１１に格納されているテーブルの一例である。この図の例では、横軸（行方向）は、バッテリ２０の電圧Ｖｃｃを示す。この例では、電圧Ｖｃｃは、１０．０〜１８．０Ｖの範囲とされている。また、縦軸（列方向）は、ボリューム設定キー１２の設定値を示す。この例では、ボリューム設定値は、０〜１９の範囲とされている。また、列と行が交わるレコードには、可変減衰回路１６および増幅回路２１によって構成される回路の増幅率が格納されている。

なお、このテーブルにおいて、ハッチングが施されている部分は、増幅率に対して制限が施されていることを示している。図７は、図６に示すテーブルの設定値をグラフ化したものである。この図に示すように、バッテリ２０の電圧Ｖｃｃが１０Ｖおよび１４Ｖである場合には、ボリューム設定キー１２の設定値と、増幅率とは比例の関係となる（制限は施されていない）。また、バッテリ２０の電圧Ｖｃｃが１６Ｖである場合には、ボリューム設定キー１２の設定値が“１５”以降は頭打ちの状態となり、増幅率はそれ以降は１５ｄＢで一定となる（制限が施されている）。さらに、電圧Ｖｃｃが１８Ｖである場合には、ボリューム設定キー１２の設定値が“１１”以降は頭打ちの状態となり、増幅率はそれ以降は１１ｄＢで一定となる（制限が施されている）。

図７の例では、１０Ｖ，１４Ｖ，１６Ｖ，１８Ｖの場合を代表例として示しているが、実際には、図６に示すように、バッテリ２０の電圧Ｖｃｃが１０Ｖ〜１８Ｖの範囲で、０．５Ｖ単位でテーブルが準備されている。

なお、バッテリ２０の電圧が、テーブルに格納されている電圧のいずれにも属しない場合（例えば、１６．２Ｖの場合）には、より近い電圧の情報を取得する。例えば、１６．２Ｖの場合では、１６．５Ｖよりも１６．０Ｖに近いので、１６．０Ｖの情報を取得する。あるいは、スピーカ２３が毀損しないことを優先する場合には、高い電圧の情報を取得する。いまの例では、１６．０Ｖではなく１６．５Ｖの情報を取得する。これにより、より低い設定値から制限がかかるので、スピーカ２３の毀損を確実に防止できる。

ステップＳ１３：ＣＰＵ１０は、メモリ１１のテーブルから取得した増幅率に基づいて、可変減衰回路１６を設定する。なお、図６に示す増幅率は、可変減衰回路１６と増幅回路２１の双方を含めた増幅率である。したがって、ＣＰＵ１０は、可変減衰回路１６と増幅回路２１の双方を含めた増幅率がテーブルに示される増幅率となるように設定する。例えば、バッテリ２０の電圧Ｖｃｃが１８．０Ｖである場合に、ボリューム設定キー１２の設定値が“１１”である場合には、図６に示すテーブルから増幅率は１１ｄＢであるので、１１ｄＢとなるように可変減衰回路１６を設定する。また、Ｖｃｃが１８．０Ｖである場合に、ボリューム設定キー１２の設定値が“１７”である場合、図６に示すテーブルから増幅率は１１ｄＢであるので（増幅率の制限が施されているので）、１１ｄＢとなるように可変減衰回路１６を設定する。

ステップＳ１４：ＣＰＵ１０は、処理を終了するか否かを判定し、終了しない場合にはステップＳ１０に戻って前述の場合と同様の処理を繰り返し、それ以外の場合には処理を終了する。具体的には、図１に示す車載用無線装置の電源がオフの状態にされた場合には、処理を終了し、それ以外の場合にはステップＳ１０に戻って同様の処理を繰り返す。

以上の処理が実行された後に、ＦＭ変復調回路１５が受信状態となり、他の無線装置から受信した音声信号が供給されると、可変減衰回路１６は、所定の減衰率で音声信号を減衰し、増幅回路２１に供給する。増幅回路２１は、所定の増幅率で音声信号を増幅し、出力する。増幅回路２１から出力された音声信号は、コンデンサ２２によって直流成分が除去され、スピーカ２３に供給される。スピーカ２３は、供給された音声信号に応じてボイスコイルを振動させ、コーン紙を駆動することにより、音声を出力する。

前述したように、可変減衰回路１６と増幅回路２１を合わせた増幅率は、図６に示すテーブルに応じて設定されている。このため、ボリューム設定キー１２が最大に設定された場合には、スピーカ２３の最大定格ぎりぎりの音量（許容される最大の音量）の音声が出力されるため、音量が不足することはない。また、バッテリ２０の電圧Ｖｃｃが高い場合であっても、最大定格以上の電力がスピーカ２３に供給されることはないことから、スピーカ２３が毀損することはない。さらに、図５に示す処理は、一定の間隔で繰り返されているので、例えば、電装品が急に使用されたり、または、車速が急に変化したような場合であっても、バッテリ２０の電圧に応じた増幅率が直ちに設定されることから、音量が不足したり、スピーカ２３が毀損することはない。

以上に説明したように、本発明の実施の形態では、バッテリ２０の電圧Ｖｃｃを検出し、検出された電圧に基づいて、ボリューム設定キー１２の設定値と、増幅率との対応関係を決定するようにした。このため、バッテリ２０の電圧Ｖｃｃによらず、最大の音量を得ることができるとともに、スピーカ２３に過大な入力がなされて毀損することを防止できる。

また、増幅回路２１に供給される電源電圧を制限するためのレギュレータ等が不要になるので、回路を簡略化することができる。なお、レギュレータを利用する場合、バッテリ２０の電圧Ｖｃｃよりも低い電圧（例えば、平均電圧１４Ｖよりも低い１２Ｖ）をレギュレータの出力電圧として設定する必要がある。その場合、増幅回路２１の最大出力が、レギュレータを利用しない場合よりも低くなるが、本発明の実施の形態ではそのようなことは生じない。

また、本発明の実施の形態では、特許文献１に示す技術のように、検波回路またはＡＧＣのような回路を必要としないことから、回路構成を単純にできるとともに、ＡＧＣによって回路が不安定になることを防止できる。

（Ｄ）変形実施の態様

なお、上述の実施の形態は、本発明の好適な例であるが、本発明は、これらに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の変形、変更が可能である。

例えば、以上の実施の形態では、車載用無線装置を例に挙げて説明したが、本発明をこれ以外の装置に対して適用することも可能である。例えば、カーオーディオ装置や、乾電池等の一次電池またはニッケルカドミウム電池等の二次電池によって動作する音響装置（ラジオ、携帯用音楽再生装置等）に本発明を適用することも可能である。カーオーディオ装置の場合には、前述の場合と同様に、バッテリ電圧が電装品の使用の有無または車速に応じて変化するので、電圧が変化した場合でも最大音量を確保するとともに、スピーカが毀損することを防止できる。また、乾電池等によって動作する音響装置の場合には、使用に伴って乾電池の電圧が変化するが、その場合でも最大音量を確保するとともに、スピーカが毀損することを防止できる。

また、以上の実施の形態では、増幅回路２１の入力側に可変減衰回路１６を設けて、増幅率を調整するようにしたが、例えば、増幅回路２１の帰還抵抗の抵抗値を調整することで、増幅回路２１の増幅率を直接調整するようにしてもよい。あるいは、増幅回路２１の出力側に可変減衰回路を設けて、増幅率の調整を行うことも可能である。

また、以上の実施の形態では、バッテリ２０の電圧Ｖｃｃを抵抗１８，１９で分圧してからＡ／Ｄ変換回路１７によって検出するようにしたが、Ａ／Ｄ変換回路１７の入力耐圧によっては、分圧せずに直接検出するようにしてもよい。また、以上の実施の形態では、バッテリ２０は、１２Ｖのバッテリを例に挙げて説明したが、これ以外の電圧（例えば、６Ｖまたは２４Ｖ）のバッテリを使用することも可能である。

また、以上の実施の形態では、バッテリ２０の電圧とボリューム設定キー１２の設定値の関係を示すテーブル１１ａを用いて、増幅率を決定するようにしたが、例えば、数式によって増幅率を決定するようにしてもよい。例えば、バッテリ２０の電圧が１８．０Ｖである場合には、ボリューム設定値Ｖｓが０≦Ｖｓ≦１１の範囲では増幅率ＧはＧ＝Ｖｓであり、１２≦Ｖｓの範囲ではＧ＝１１（ｄＢ）とすればよい。

また、図６に示すテーブルは一例であって、本発明がこのような場合のみに限定されるものではない。例えば、ＦＭ変復調回路１５の出力電圧およびスピーカ２３の最大定格等に応じて格納される値、電圧範囲、および、設定値の範囲を決定すればよい。

また、本発明の実施の形態では、図７に示すように、バッテリ２０の電圧に応じて、所定の設定値に達した場合に、増幅率に制限を加えるようにした。しかしながら、例えば、バッテリ２０の電圧毎に独立の調整直線（または曲線）を設け、これに応じて調整するようにしてもよい。具体的には、１０Ｖおよび１４Ｖについては図７の場合と同様とし、１６Ｖおよび１８Ｖについては、原点と（１９，１５）および（１９，１１）をそれぞれ結ぶ直線に基づいて増幅率を設定するようにしてもよい。なお、直線ではなく、人間の聴覚の感度に対応した曲線とすることも可能である。

また、スピーカ２３の最大定格は、環境に応じて変化することも考えられる。例えば、環境温度が高い場合には、低い場合に比較して、最大定格が低下することが考えられるので、環境温度を検出し、当該温度に応じてテーブル１１ａに格納されている値を変更するようにしてもよい。

本発明は、例えば、自動車に搭載される車載用無線装置に適用することができる。

本発明の実施の形態に係る車載用無線装置の構成例を示すブロック図である。 図１に示すＦＭ変復調回路の詳細な構成例を示す図である。 本発明を適用しない場合におけるバッテリの電圧をパラメータとした際のボリューム設定値とスピーカに供給される電力との関係を示す図である。 本発明を適用した場合におけるバッテリの電圧をパラメータとした際のボリューム設定値とスピーカに供給される電力との関係を示す図である。 図１に示す実施の形態において実行される処理の一例を説明するためのフローチャートである。 図１に示すメモリに格納されているテーブルの一例を示す図である。 図６に示すテーブルに格納されている情報に対応するグラフである。

符号の説明

１０ ＣＰＵ（増幅率設定手段）
１１ メモリ（対応関係決定手段）
１２ ボリューム設定キー（設定値入力手段）
１６ 可変減衰回路（増幅手段の一部）
１７ Ａ／Ｄ変換回路（電源電圧検出手段）
２０ バッテリ
２１ 増幅回路（増幅手段の一部）
２３ スピーカ

Claims (5)

1. 信号を増幅して出力する増幅手段と、
   上記増幅手段の増幅率を設定する設定値の入力を受け付ける設定値入力手段と、
   上記増幅手段に供給される電源電圧を検出する電源電圧検出手段と、
   上記電源電圧検出手段によって検出された電源電圧に応じて、上記設定値入力手段から入力された設定値と、上記増幅手段の増幅率との対応関係を決定する対応関係決定手段と、
   上記対応関係決定手段によって決定された対応関係に基づいて上記増幅手段の増幅率を設定する増幅率設定手段と、
   を有することを特徴とする増幅装置。
2. 前記増幅手段の出力信号はスピーカに供給されており、
   前記対応関係決定手段は、前記電源電圧が変動した場合であっても、上記出力信号が上記スピーカの最大定格を超過しないように、前記設定値入力手段から入力された設定値と、前記増幅手段の増幅率との対応関係を決定する、
   ことを特徴とする請求項１記載の増幅装置。
3. 前記対応関係決定手段は、前記設定値と前記増幅率との対応関係を電源電圧毎に格納したテーブルを有しており、当該テーブルに基づいて対応関係を決定することを特徴とする請求項１記載の増幅装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の増幅装置を有する車載用無線装置。
5. 上記増幅装置の増幅率を設定する設定値の入力を受け付け、
   上記増幅装置に供給される電源電圧を検出し、
   検出された電源電圧に応じて、入力された設定値と、上記増幅装置の増幅率との対応関係を決定し、
   決定された対応関係に基づいて上記増幅装置の増幅率を設定する、
   ことを特徴とする増幅装置の増幅方法。

Images