JP2009268013A - Amplifier for audio - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、オーディオ信号を増幅してスピーカに供給するオーディオ用増幅装置の改良に関する。 The present invention relates to an audio amplifying apparatus that amplifies an audio signal and supplies the amplified audio signal to a speaker.
オーディオ用増幅装置と複数のスピーカとが伝送ラインを介して接続されて構成される音声放送システムとして、拡声システムが知られている。この拡声システムが、空港、学校、ショッピングモールなどの大規模施設に適用される場合、伝送ラインの長さが数kmに達することもある。このため、この様な拡声システムでは、伝送効率の良いハイインピーダンス伝送が採用されている。 A sound expansion system is known as an audio broadcasting system configured by connecting an audio amplifying device and a plurality of speakers via a transmission line. When this loudspeaker system is applied to a large-scale facility such as an airport, a school, or a shopping mall, the length of the transmission line may reach several kilometers. For this reason, such a loudspeaker system employs high-impedance transmission with good transmission efficiency.
構内放送などの業務用の拡声システムでは、稼働中に配線工事を行うことがあり、その際に、誤って伝送ラインを短絡させてしまう場合がある。この様な場合に過電流が流れ、オーディオ用増幅装置を破損してしまうという問題があった。 In a commercial loudspeaker system such as private broadcasting, wiring work may be performed during operation, and in that case, a transmission line may be accidentally short-circuited. In such a case, there is a problem that overcurrent flows and the audio amplifying device is damaged.
そこで、デジタルアンプを過電流から保護する保護装置を備えたオーディオ用増幅装置が提案されている(例えば、特許文献1)。この特許文献1に記載のオーディオ用増幅装置では、デジタルアンプの出力電圧に基づいて過電流を検知し、デジタルアンプの出力をリレー回路で遮断し、或いは、デジタルアンプへの信号入力を遮断する動作が行われる。
上述した様な従来のオーディオ用増幅装置では、過電流を検知してアンプ出力などが遮断された場合に、遮断状態が保持されるようになっているものもある。この様な仕様の増幅装置の場合、放送を再開させるためには、一旦、電源をオフするなどの増幅装置のリセット操作を行わなければならず、不便であるという問題があった。 Some of the conventional audio amplifying devices as described above are configured such that when the overcurrent is detected and the amplifier output is cut off, the cut-off state is maintained. In the case of the amplification device having such a specification, in order to restart broadcasting, there is a problem that it is inconvenient because the amplification device must be reset once the power is turned off.
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、利便性を低下させることなく、オーディオアンプを過電流から保護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を目的とする。特に、オーディオアンプから増幅後のオーディオ信号が供給される伝送ラインに短絡が生じた場合に、オーディオアンプを過電流から保護するとともに、過電流の保護状態から自動復帰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を目的とする。また、安価な回路構成によって、オーディオアンプを過電流から保護し、過電流保護状態から自動復帰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を目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide an audio amplifying device that can protect an audio amplifier from an overcurrent without reducing convenience. In particular, when a short circuit occurs in a transmission line to which an amplified audio signal is supplied from an audio amplifier, the audio amplifier can protect the audio amplifier from overcurrent and can automatically recover from the overcurrent protection state. The purpose is to provide. It is another object of the present invention to provide an audio amplifying apparatus that can protect an audio amplifier from overcurrent and automatically recover from the overcurrent protection state with an inexpensive circuit configuration.
また、本発明の他の目的は、オーディオ信号を増幅して伝送ラインに供給するオーディオアンプに不具合が生じた場合に、伝送ラインを介してスピーカに過電流が流れるのを防止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にある。 Another object of the present invention is to provide an audio that can prevent overcurrent from flowing to a speaker via a transmission line when a problem occurs in an audio amplifier that amplifies an audio signal and supplies the amplified signal to the transmission line. An object of the present invention is to provide an amplifying device.
第1の本発明によるオーディオ用増幅装置は、オーディオ信号を増幅してスピーカに供給するオーディオ用増幅装置であって、上記オーディオ信号を増幅し、上記スピーカが接続された伝送ラインに供給するオーディオアンプと、上記伝送ラインの短絡を検出する短絡検出手段と、上記オーディオ信号を上記オーディオアンプに入力する入力手段であって、上記短絡検出手段による検出結果に基づいて当該オーディオアンプへのオーディオ信号の入力をミュートさせる入力制御手段と、上記伝送ラインの短絡が検出されてから経過した経過時間を計測する経過時間計測手段とを備え、上記入力制御手段が、上記経過時間に基づいて、オーディオ信号の入力ミュート処理を終了するように構成される。 An audio amplifying device according to a first aspect of the present invention is an audio amplifying device that amplifies an audio signal and supplies the amplified audio signal to a speaker, and amplifies the audio signal and supplies the amplified audio signal to a transmission line connected to the speaker. Short-circuit detecting means for detecting a short-circuit in the transmission line; and input means for inputting the audio signal to the audio amplifier, the input of the audio signal to the audio amplifier based on the detection result by the short-circuit detecting means Input control means for muting the transmission line, and elapsed time measurement means for measuring an elapsed time since the short circuit of the transmission line was detected, and the input control means inputs an audio signal based on the elapsed time. The mute process is configured to end.
このオーディオ用増幅装置では、短絡検出手段による検出結果に基づいてオーディオアンプへのオーディオ信号の入力がミュートされるので、オーディオアンプから増幅後のオーディオ信号が供給される伝送ラインに短絡が生じた場合に、オーディオアンプを過電流から保護することができる。しかも、この様なオーディオ信号の入力ミュート処理は、短絡が検出されてから経過した経過時間に基づいて終了されるので、過電流の保護状態から自動復帰することができる。 In this audio amplifying device, the input of the audio signal to the audio amplifier is muted based on the detection result by the short-circuit detecting means, so that a short circuit occurs in the transmission line to which the amplified audio signal is supplied from the audio amplifier In addition, the audio amplifier can be protected from overcurrent. Moreover, such audio signal input mute processing is terminated based on the elapsed time since the short circuit was detected, so that it is possible to automatically recover from the overcurrent protection state.
第2の本発明によるオーディオ用増幅装置は、上記構成に加えて、上記経過時間計測手段が、電源投入及び上記短絡検出手段による検出結果に基づいて充放電されるタイマー用のコンデンサーからなり、上記入力制御手段が、上記コンデンサーの電荷蓄積量に基づいて、上記入力ミュート処理を終了するように構成される。この様な構成によれば、コンデンサーの充放電を利用して経過時間が計測されるので、ソフトウェアで処理するのに比べて、安価な回路構成によって、オーディオアンプを過電流から保護し、過電流保護状態から自動復帰することができるオーディオ用増幅装置を実現することができる。 In addition to the above configuration, the audio amplifying device according to the second aspect of the present invention includes a timer capacitor that is charged and discharged on the basis of a result of detection by the power-on and the short-circuit detecting unit. The input control means is configured to end the input mute processing based on the charge accumulation amount of the capacitor. According to such a configuration, since the elapsed time is measured by using the charging / discharging of the capacitor, the audio amplifier is protected from overcurrent by an inexpensive circuit configuration compared to processing by software. An audio amplifying apparatus that can automatically recover from the protected state can be realized.
第3の本発明によるオーディオ用増幅装置は、上記構成に加えて、上記オーディオアンプの出力を遮断するためのリレー回路を備え、上記短絡検出手段が、上記伝送ライン上の電流に基づいて上記伝送ラインの短絡を検出し、上記リレー回路が、上記短絡検出手段による検出結果に基づいて上記オーディオアンプの出力を遮断し、上記経過時間に基づいて上記オーディオアンプの出力を導通させるように構成される。 According to a third aspect of the present invention, there is provided an audio amplifying apparatus including a relay circuit for cutting off the output of the audio amplifier in addition to the above-described configuration, wherein the short-circuit detecting means is configured to transmit the transmission signal based on a current on the transmission line. A short circuit of the line is detected, and the relay circuit is configured to shut off the output of the audio amplifier based on the detection result by the short circuit detecting means and to conduct the output of the audio amplifier based on the elapsed time. .
この様な構成によれば、短絡検出手段による検出結果に基づいてオーディオアンプの出力が遮断されるので、オーディオ信号を増幅して伝送ラインに供給するオーディオアンプに不具合が生じた場合に、伝送ラインを介してスピーカに過電流が流れるのを防止することができる。しかも、リレー回路によるオーディオアンプの出力遮断は、短絡が検出されてから経過した経過時間に基づいて解除されるので、リレー回路も過電流の保護状態から自動復帰させることができる。 According to such a configuration, since the output of the audio amplifier is cut off based on the detection result by the short-circuit detection means, if a failure occurs in the audio amplifier that amplifies the audio signal and supplies it to the transmission line, the transmission line It is possible to prevent an overcurrent from flowing to the speaker via the. In addition, since the output cutoff of the audio amplifier by the relay circuit is released based on the elapsed time after the short circuit is detected, the relay circuit can also be automatically recovered from the overcurrent protection state.
第4の本発明によるオーディオ用増幅装置は、上記構成に加えて、上記経過時間計測手段が、電源投入及び上記短絡検出手段による検出結果に基づいて充放電されるタイマー用のコンデンサーからなり、上記入力制御手段が、上記コンデンサーの電荷蓄積量に基づいて、上記入力ミュート処理を終了し、上記リレー回路が、上記コンデンサーの電荷蓄積量に基づいて、上記オーディオアンプの出力を導通させるように構成される。この様な構成によれば、入力ミュート処理の終了とリレー回路による出力遮断の解除とが共通のコンデンサーの充放電を利用して行われるので、製造コストの増大を抑制することができる。 In addition to the above configuration, the audio amplifying device according to the fourth aspect of the present invention includes a timer capacitor in which the elapsed time measuring means is charged and discharged based on a result of detection by the power-on and the short-circuit detecting means. An input control means is configured to end the input mute processing based on the charge accumulation amount of the capacitor, and the relay circuit is configured to conduct the output of the audio amplifier based on the charge accumulation amount of the capacitor. The According to such a configuration, the end of the input mute process and the release of the output cutoff by the relay circuit are performed using the charge / discharge of the common capacitor, so that an increase in manufacturing cost can be suppressed.
本発明によるオーディオ用増幅装置によれば、短絡検出手段による検出結果に基づいてオーディオアンプへのオーディオ信号の入力がミュートされるので、オーディオアンプから増幅後のオーディオ信号が供給される伝送ラインに短絡が生じた場合に、オーディオアンプを過電流から保護することができる。しかも、この様なオーディオ信号の入力ミュート処理は、短絡が検出されてから経過した経過時間に基づいて終了されるので、過電流の保護状態から自動復帰することができる。従って、利便性を低下させることなく、オーディオアンプを過電流から保護することができるオーディオ用増幅装置を実現することができる。また、コンデンサーの充放電を利用して経過時間が計測されるので、ソフトウェアで処理するのに比べて、安価な回路構成によって、オーディオアンプを過電流から保護し、過電流保護状態から自動復帰することができるオーディオ用増幅装置を実現することができる。 According to the audio amplifying device of the present invention, since the input of the audio signal to the audio amplifier is muted based on the detection result by the short-circuit detection means, the audio amplifier is short-circuited to the transmission line to which the amplified audio signal is supplied. If this occurs, the audio amplifier can be protected from overcurrent. Moreover, such audio signal input mute processing is terminated based on the elapsed time since the short circuit was detected, so that it is possible to automatically recover from the overcurrent protection state. Therefore, it is possible to realize an audio amplifying apparatus that can protect the audio amplifier from overcurrent without reducing convenience. In addition, since the elapsed time is measured by using capacitor charging / discharging, the audio amplifier is protected from overcurrent and automatically recovered from the overcurrent protection state by an inexpensive circuit configuration compared to processing by software. It is possible to realize an audio amplifying device that can be used.
さらに、短絡検出手段による検出結果に基づいてオーディオアンプの出力が遮断されるので、オーディオ信号を増幅して伝送ラインに供給するオーディアンプに不具合が生じた場合に、伝送ラインを介してスピーカに過電流が流れるのを防止することができる。しかも、リレー回路によるオーディオアンプの出力遮断は、短絡が検出されてから経過した経過時間に基づいて解除されるので、リレー回路も過電流の保護状態から自動復帰させることができる。 Furthermore, since the output of the audio amplifier is cut off based on the detection result by the short-circuit detection means, if a problem occurs in the audio amplifier that amplifies the audio signal and supplies it to the transmission line, the audio amplifier passes through the transmission line to the speaker. It is possible to prevent a current from flowing. In addition, since the output cutoff of the audio amplifier by the relay circuit is released based on the elapsed time after the short circuit is detected, the relay circuit can also be automatically recovered from the overcurrent protection state.
実施の形態1.
<拡声システム>
図1は、本発明の実施の形態1によるオーディオ用増幅装置2aを含む拡声システム100の概略構成の一例を示したシステム図である。この拡声システム100は、音源装置1、オーディオ用増幅装置2a、出力トランス3、伝送ライン4及びスピーカ5によって構成される。
<Sound system>
FIG. 1 is a system diagram showing an example of a schematic configuration of a loudspeaker system 100 including an audio amplifying
音源装置1は、可聴周波数からなるオーディオ信号を生成する装置、例えば、20Hz〜20kHzの周波数成分を含むアナログオーディオ信号を生成するマイクロホンや録音再生装置である。この音源装置1で生成されたオーディオ信号は、オーディオ用増幅装置2aにおいて増幅された後、出力トランス3において昇圧され、伝送ライン4へ送出される。
The
伝送ライン4は、2本の配線ケーブルからなる伝送線路であり、複数のスピーカ5が並列に接続されている。伝送ライン4に送出されたオーディオ信号は、伝送ライン4上のスピーカ5に供給され、各スピーカ5から同一音声が出力される。
The transmission line 4 is a transmission line composed of two wiring cables, and a plurality of
出力トランス3は、1次側にオーディオ用増幅装置2aが接続され、2次側に伝送ライン4が接続された絶縁トランスである。オーディオ用増幅装置2aにおいて増幅されたオーディオ増幅信号は、出力トランス3において、例えば、昇圧され、高電圧のオーディオ伝送信号として伝送ライン4へ送出される。オーディオ伝送信号としては、実効電圧100Vの信号を用いることができる。
The output transformer 3 is an insulating transformer in which the audio amplifying
スピーカ5は、マッチングトランスと呼ばれる絶縁トランスを内蔵し、一般的なスピーカよりも入力インピーダンスが高くなっている。一般的なスピーカは、入力インピーダンスが4〜8Ω程度であるのに対し、スピーカ5は、例えば、1kΩ以上の入力インピーダンスを有する場合もある。
The
この拡声システム100では、オーディオ用増幅装置2aから出力されるオーディオ増幅信号をより高電圧の信号に変換して伝送している。このような伝送方式は、ハイインピーダンス伝送と呼ばれている。ハイインピーダンス伝送では、一般的なローインピーダンスのオーディオ信号をそのまま伝送する場合に比べて、同じ電力であっても電流を減らすことができるため、伝送損失を小さくすることができる。例えば、空港、学校、ショッピングモールなどの大規模施設の構内放送システムの場合、伝送ライン4の長さが数kmにも達し、その伝送損失を無視することができない。ハイインピーダンス伝送は、このような大規模施設の拡声システムの伝送方式として好適である。
In this loudspeaker system 100, the audio amplified signal output from the audio amplifying
また、ハイインピーダンス伝送で用いられるスピーカ5は、その入力インピーダンスが高いため、同一の伝送ライン4に多くのスピーカ5を並列接続することができる。また、出力トランス3を設けることによって、伝送ライン4から見た音源側の出力インピーダンスが高くなっており、インピーダンスマッチングを考慮することなく、スピーカ5を接続することができる。
Further, since the
さらに、出力トランス3として絶縁トランスを用いれば、オーディオ用増幅装置2a及び伝送ライン4を電気的に絶縁することができる。このため、伝送ライン4の地絡や、伝送ライン4への落雷などが発生しても、オーディオ用増幅装置2aはその影響を受けにくく、伝送ライン4が屋外に敷設される拡声システムに好適である。
Furthermore, if an insulating transformer is used as the output transformer 3, the audio amplifying
<オーディオ用増幅装置>
図2は、図1の拡声システム100におけるオーディオ用増幅装置2aの一構成例を示したブロック図である。このオーディオ用増幅装置2aは、入力端子10、VCA11、デジタルアンプ12、電流検出器13、出力端子14及び過電流保護回路15aにより構成される。
<Amplifier for audio>
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example of the
音源装置1で生成されたオーディオ信号は、入力端子10を介して入力され、VCA(電圧制御増幅器)11及びデジタルアンプ12によって増幅された後、出力端子14から出力トランス3へ出力される。オーディオ増幅信号は、出力トランス3を介して伝送ライン4に供給される。
The audio signal generated by the
VCA11は、入力端子10からのオーディオ信号を増幅するアナログ増幅回路であり、その増幅率は過電流保護回路15aによって可変制御されている。ここでは、伝送ライン4の短絡が検出された場合に、過電流保護回路15aがVCA11の増幅率を低下させることによってデジタルアンプ12へのオーディオ信号の入力をミュートさせ、この入力ミュート処理によって伝送ライン4に過電流が流れるのを防止している。なお、増幅率の低下には、増幅率をゼロにして、出力を遮断する場合も含まれる。
The VCA 11 is an analog amplifier circuit that amplifies the audio signal from the
デジタルアンプ12は、VCA11から供給されるオーディオ信号を更に増幅し、オーディオ増幅信号として出力端子14へ出力するオーディオアンプである。例えば、図示しないパルス幅変調回路、D級増幅器及びローパスフィルタを有し、入力されたオーディオ信号をPWM(Pulse Width Modulation:パルス幅変調)信号に変換し、このPWM信号をD級増幅した後に、高周波成分を除去して出力している。
The
D級増幅では、オーディオ信号に基づいて変調されたパルス信号がMOS−FETなどの半導体スイッチング素子のスイッチング動作によって電力増幅される。 In class D amplification, a pulse signal modulated based on an audio signal is amplified by a switching operation of a semiconductor switching element such as a MOS-FET.
電流検出器13は、出力端子14から出力されるオーディオ増幅信号の電流を検出し、電流検出信号を生成する電流検出手段である。ここでは、一対の出力端子14のいずれか一方と、デジタルアンプ12との間にカレントトランスが接続され、オーディオ増幅信号の電流波形を検出している。上記電流検出信号は、オーディオ増幅信号の電流波形を示す電圧信号であり、この電流検出信号が過電流保護回路15aへ入力される。
The
<過電流保護回路>
過電流保護回路15aは、電流検出器13からの電流検出信号に基づいて、増幅率制御信号を生成し、VCA11の増幅率を制御している。すなわち、電流検出信号に基づいて伝送ライン4における負荷状態を監視し、伝送ライン4に短絡が生じたことを検出すれば、VCA11の増幅率を低下させ、過電流の発生を防止している。
<Overcurrent protection circuit>
The
この過電流保護回路15aは、全波整流器21、短絡検出部22、VCA駆動部23及び経過時間計測部24により構成される。
The
全波整流器21は、電流検出信号を整流する整流回路であり、整流後の電流検出信号は、短絡検出部22へ出力される。なお、全波整流器21に代えて半波整流器を用いることもできるが、負荷状態を迅速に検出するためには、全波整流を用いる方が望ましい。
The full-
短絡検出部22は、全波整流器21から入力される全波整流後の電流検出信号に基づいて、伝送ライン4の短絡を検出する負荷状態監視手段である。
The short
VCA11及びVCA駆動部23は、オーディオ信号をデジタルアンプ12に入力する入力手段であって、短絡検出部22による検出結果に基づいて当該デジタルアンプ12へのオーディオ信号の入力をミュートさせる入力制御手段である。VCA駆動部23では、例えば、短絡状態と非短絡状態とで電圧レベルの異なる制御信号が生成され、VCA11では、この制御信号に基づいて、デジタルアンプ12に対するオーディオ信号の入力をミュートさせたミュート状態と非ミュート状態とを切り替える動作が行われる。
The VCA 11 and the
経過時間計測部24は、伝送ライン4の短絡が検出されてから経過した経過時間を計測するタイマーであり、例えば、電源投入及び短絡検出部22による検出結果に基づいて充放電されるタイマー用コンデンサーからなる。つまり、このタイマー用コンデンサーの電荷蓄積量に基づいて、経過時間が計測される。
The elapsed
VCA駆動部23では、経過時間計測部24によって計測された経過時間、すなわち、タイマー用コンデンサーの電荷蓄積量に基づいて、入力ミュート処理を終了する動作が行われ、ミュート状態から非ミュート状態に切り替えられる。
In the
<過電流保護回路の動作>
次に、過電流保護回路15aの動作について説明する。例えば、伝送ライン4が短絡された場合や、伝送ライン4にローインピーダンスのスピーカが接続された場合、負荷のインピーダンスが低下する。このとき、オーディオ用増幅装置2aから出力されるオーディオ増幅信号は、電流が増大し、電圧は低下する。つまり、電流検出信号のレベルが増大する。
<Operation of overcurrent protection circuit>
Next, the operation of the
短絡検出部22は、電流検出信号が一定レベルを越えたことによって、伝送ライン4の短絡を検出する。
The
VCA駆動部23は、短絡検出部22による短絡検知によってVCA11の増幅率を低下させている。このようにして、負荷のインピーダンスが低下した場合に、オーディオ用増幅装置2aの増幅率を自動的に低下させることができる。従って、負荷のインピーダンス低下によって過電流が流れ、オーディオ用増幅装置2aが破壊されるのを防止することができる。しかも、過電流保護回路15aを構成している各回路は、比較的安価なアナログ回路として実現することができる。このため、過電流保護のための顕著なコスト増大を抑制しつつ、オーディオ用増幅装置2aを過電流から保護することができる。
The
<過電流保護回路の回路構成>
図3は、図2のオーディオ用増幅装置2aの要部における構成例を示した回路図であり、入力端子A1に入力された全波整流後の電流検出信号に基づいてVCA11の制御信号を出力端子A2から出力する過電流保護回路が示されている。
<Circuit configuration of overcurrent protection circuit>
FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration example of a main part of the
この過電流保護回路は、短絡検出部22、ホールド回路、経過時間計測部24及びVCA駆動部23からなる。
The overcurrent protection circuit includes a short-
短絡検出部22は、抵抗R1,R2,R3と、ダーリントン接続されたトランジスタT1,T2とによって構成されている。この短絡検出部22は、入力端子A1に入力された電流検出信号が、抵抗R1及びR2によって分圧され、抵抗R2に印加される電圧が一定レベルを越えると、トランジスタT1及びT2がオンし、直流電源Vccから抵抗R3を介して供給された電流が、T1,T2を流れるようになっている。つまり、短絡検出部22では、トランジスタT1及びT2がオンすることによって、伝送ライン4の短絡が検出される。
The short
ホールド回路は、抵抗R5,R7,R8と、トランジスタT3と、ダーリントン接続されたトランジスタT4,T5と、ホールド用コンデンサーC1と、抵抗及びコンデンサーからなるインピーダンスマッチング回路とによって構成されている。 The hold circuit includes resistors R5, R7, and R8, a transistor T3, Darlington-connected transistors T4 and T5, a hold capacitor C1, and an impedance matching circuit including a resistor and a capacitor.
ホールド用コンデンサーC1は、タイマー用コンデンサーC4の放電状態を保持するためのコンデンサーであり、電源投入時などの通常時(非短絡状態)には、直流電源Vccから抵抗R3を介して供給される電流によって飽和している。このホールド用コンデンサーC1は、短絡検出時にトランジスタT1,T2がオンすると、T1,T2を介して放電され、インピーダンスマッチング回路(抵抗R4及びコンデンサーC2からなる)を介してトランジスタT3がオンする。T3がオンすると、直流電源Vccから供給された電流が流れ、抵抗R5へ供給される。 The hold capacitor C1 is a capacitor for holding the discharge state of the timer capacitor C4, and is supplied from the DC power source Vcc via the resistor R3 in a normal time (non-short-circuited state) such as when the power is turned on. Is saturated by. The holding capacitor C1 is discharged through T1 and T2 when the transistors T1 and T2 are turned on when a short circuit is detected, and the transistor T3 is turned on through an impedance matching circuit (consisting of a resistor R4 and a capacitor C2). When T3 is turned on, a current supplied from the DC power supply Vcc flows and is supplied to the resistor R5.
このとき、抵抗R5に印加された電圧が、インピーダンスマッチング回路(抵抗R6及びコンデンサーC3からなる)を介してトランジスタT4,T5に印加され、T4及びT5がオンし、直流電源Vccから抵抗R8,R7を介して供給された電流が、T4,T5を流れるようになっている。 At this time, the voltage applied to the resistor R5 is applied to the transistors T4 and T5 via the impedance matching circuit (consisting of the resistor R6 and the capacitor C3), the T4 and T5 are turned on, and the resistors R8 and R7 from the DC power supply Vcc. The current supplied via the current flows through T4 and T5.
このホールド回路では、ホールド用コンデンサーC1が放電することによってトランジスタT3〜T5がオンし、充電が完了してコンデンサーC1が飽和するまでオン状態が保持される。 In this hold circuit, when the hold capacitor C1 is discharged, the transistors T3 to T5 are turned on, and the on state is maintained until charging is completed and the capacitor C1 is saturated.
経過時間計測部24は、タイマー用コンデンサーC4と、ツェナーダイオードD1とによって構成されている。タイマー用コンデンサーC4は、短絡が検出されてから経過した経過時間を計測するためのコンデンサーであり、電源投入時などの通常時(非短絡状態)には、直流電源Vccから抵抗R8を介して供給される電流によって飽和している。このタイマー用コンデンサーC4は、短絡時にトランジスタT4,T5がオンすると、抵抗R7、T4,T5を介して放電され、ホールド用コンデンサーC1が飽和するまで放電状態が保持される。つまり、タイマー用コンデンサーC4は、電源投入によって充電され、短絡検出によって放電され、その後、再充電されるコンデンサーとなっている。
The elapsed
コンデンサーC1が飽和すると、トランジスタT3〜T5がオフし、タイマー用コンデンサーC4の充電が開始される。充電が完了してコンデンサーC4が飽和すると、ツェナーダイオードD1を逆電流が流れ、VCA駆動部23のトランジスタT6がオンするようになっている。
When the capacitor C1 is saturated, the transistors T3 to T5 are turned off, and charging of the timer capacitor C4 is started. When charging is completed and the capacitor C4 is saturated, a reverse current flows through the Zener diode D1, and the transistor T6 of the
VCA駆動部23は、抵抗R9〜R11と、トランジスタT6とによって構成されている。トランジスタT6は、タイマー用コンデンサーC4の飽和時にツェナーダイオードD1、抵抗R9を介して印加される電圧によってオンし、コンデンサーC4の放電時にオフするトランジスタである。
The
トランジスタT6のオン時には、直流電源Vccから抵抗R10を介して供給される電流が流れ、出力端子A2からハイレベルの制御信号が出力される。一方、オフ時には、ローレベルの制御信号が出力される。 When the transistor T6 is turned on, a current supplied from the DC power source Vcc through the resistor R10 flows, and a high-level control signal is output from the output terminal A2. On the other hand, when it is off, a low level control signal is output.
本実施の形態によれば、短絡検出部22による検出結果に基づいてデジタルアンプ12へのオーディオ信号の入力がミュートされるので、デジタルアンプ12からオーディオ増幅信号が供給される伝送ライン4に短絡が生じた場合に、デジタルアンプ12を過電流から保護することができる。しかも、この様なオーディオ信号の入力ミュート処理は、短絡が検出されてから経過した経過時間に基づいて終了されるので、過電流の保護状態から自動復帰することができる。
According to the present embodiment, since the input of the audio signal to the
また、コンデンサーC4の充放電を利用して経過時間が計測されるので、CPUなどを用いてソフトウェアで処理するのに比べて、安価な回路構成によって、デジタルアンプ12を過電流から保護し、過電流保護状態から自動復帰することができるオーディオ用増幅装置2aを実現することができる。
In addition, since the elapsed time is measured by using the charging / discharging of the capacitor C4, the
実施の形態2.
実施の形態1では、伝送ライン4の短絡が検出された際に、デジタルアンプ12に対するオーディオ信号の入力をミュートさせることにとって過電流の発生を防止する場合の例について説明した。これに対し、本実施の形態では、デジタルアンプ12の不具合によって伝送ライン4に過電流又は過電圧が供給されるのを防止するという観点から、デジタルアンプ12の出力側にリレー回路を設ける場合について説明する。
In the first embodiment, an example has been described in which the occurrence of an overcurrent is prevented by muting the input of an audio signal to the
図4は、本発明の実施の形態2によるオーディオ用増幅装置2bの一構成例を示したブロック図である。このオーディオ用増幅装置2bは、図2の増幅装置2aと比較すれば、リレー回路31を備えている点で異なる。
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration example of the
リレー回路31は、デジタルアンプ12及び出力トランス3間に配置され、当該デジタルアンプ12の出力を遮断するための接点式リレーからなる。ここでは、リレー回路31が、電流検出器13と出力端子14との間に配置されている。
The
このリレー回路31は、過電流保護回路15bの短絡検出部22による検出結果に基づいてオフし、デジタルアンプ12及び出力トランス3間の接続を遮断する。一方、経過時間計測部24によって計測された経過時間、すなわち、タイマー用コンデンサーC4の電荷蓄積量に基づいてオンし、デジタルアンプ12及び出力トランス3間を導通させる動作が行われる。
The
図5は、図4のオーディオ用増幅装置2bにおける短絡検出時の動作の一例を示した図である。この図には、電流検出器13によって検出される電流検出値に対して、トランジスタT1〜T5、コンデンサーC1,C4、デジタルアンプ12への信号入力及びリレー回路の状態が変化する様子が示されている。
FIG. 5 is a diagram showing an example of an operation when a short circuit is detected in the
伝送ライン4に短絡が生じると、デジタルアンプ12から送出される電流は、急激に増大し、電流検出値は、短絡検知のための閾値Thを越えることとなる。過電流保護回路15bにおけるトランジスタT1,T2は、電流検出値が閾値Thを越えたことによってオンし、ホールド用コンデンサーC1が放電を開始する。この例では、時刻t1に電流検出値が閾値Thを越え、T1,T2がオフ状態からオン状態に遷移している。
When a short circuit occurs in the transmission line 4, the current sent from the
トランジスタT3〜T5は、コンデンサーC1が放電することによってオンし、タイマー用コンデンサーC4が放電を開始する。デジタルアンプ12に対する信号入力は、コンデンサーC4が放電することによってミュート状態となる。
The transistors T3 to T5 are turned on when the capacitor C1 is discharged, and the timer capacitor C4 starts discharging. The signal input to the
デジタルアンプ12に対する信号入力のミュート処理は、トランジスタT1〜T5のスイッチング動作に利用して行われることから、電流検出値が閾値Thを越えてからアンプ入力がミュートされるまでの時間TAは、極めて短くなっている。例えば、リレー回路31の応答時間が数msであるのに対して、TA=40μs程度となっている。
Since the mute processing of the signal input to the
このミュート処理によるアンプ入力の絞り込みによって、電流検出値が閾値Th以下となると、トランジスタT1,T2は、オフし、コンデンサーC1の充電が開始される。この例では、時刻t2に電流検出値が閾値Th以下となり、T1,T2がオン状態からオフ状態に遷移している。 When the current detection value becomes equal to or less than the threshold Th by narrowing down the amplifier input by the mute processing, the transistors T1 and T2 are turned off and charging of the capacitor C1 is started. In this example, the current detection value at time t 2 is equal to or less than the threshold value Th, T1, T2 is shifted from the ON state to the OFF state.
トランジスタT3〜T5は、コンデンサーC1の充電が完了して、コンデンサーC1が飽和すると、オフし、コンデンサーC4の充電が開始される。つまり、コンデンサーC1の充電期間TB中は、コンデンサーC4の放電状態が保持されることとなる。 The transistors T3 to T5 are turned off when the charging of the capacitor C1 is completed and the capacitor C1 is saturated, and charging of the capacitor C4 is started. That is, the discharge state of the capacitor C4 is maintained during the charging period TB of the capacitor C1.
リレー回路31は、コンデンサーC4の放電に同期した制御信号に基づいて、時刻t3にオン状態からオフ状態に遷移している。その後、時刻t4にコンデンサーC4が飽和し、コンデンサーC4の飽和によってミュート状態が終了し、リレー回路31もオフ状態からオン状態に遷移している。信号入力のミュート処理が開始されてから時刻t4にミュート処理が自動終了されるまでの時間は、コンデンサーC4の電気容量に応じた時定数を調整することによって、例えば、数秒程度とすることができる。
本実施の形態によれば、短絡検出部22による検出結果に基づいてデジタルアンプ12の出力が遮断されるので、デジタルアンプ12に不具合が生じた場合に、伝送ライン4を介してスピーカ5に過電流が流れるのを防止することができる。しかも、リレー回路31によるデジタルアンプ12の出力遮断は、短絡が検出されてから経過した経過時間に基づいて解除されるので、入力ミュート処理と同様に、リレー回路31も過電流の保護状態から自動復帰させることができる。
According to the present embodiment, since the output of the
なお、本実施の形態では、リレー回路31がデジタルアンプ12及び出力トランス3間に配置される場合の例について説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、リレー回路31を出力トランス3及びスピーカ5間に配置するものであっても良い。
In this embodiment, the example in which the
また、実施の形態1及び2では、オーディオ信号を増幅するオーディオアンプとして、D級増幅を行うデジタルアンプ12が用いられる場合の例について説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、オーディオ信号を増幅して伝送ライン4に供給するオーディオアンプであれば他のもの、例えば、A級又はAB級アンプであっても良い。
In the first and second embodiments, an example in which the
また、実施の形態1及び2では、過電流保護回路からの制御信号によってデジタルアンプ12に対するオーディオ信号の入力をミュートさせるデバイスとして、VCA11が用いられる場合の例について説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、デジタルアンプ12に対する信号入力を必要に応じて絞り込めるものであれば、他のデバイスであっても良い。
In the first and second embodiments, the example in which the VCA 11 is used as a device for muting the audio signal input to the
1 音源装置
2a,2b オーディオ用増幅装置
3 出力トランス
4 伝送ライン
5 スピーカ
10 入力端子
11 VCA
12 デジタルアンプ
13 電流検出器
14 出力端子
15a,15b 過電流保護回路
21 全波整流器
22 短絡検出部
23 VCA駆動部
24 経過時間計測部
31 リレー回路
100 拡声システム
DESCRIPTION OF
12
Claims (4)
上記オーディオ信号を増幅し、上記スピーカが接続された伝送ラインに供給するオーディオアンプと、
上記伝送ラインの短絡を検出する短絡検出手段と、
上記オーディオ信号を上記オーディオアンプに入力する入力手段であって、上記短絡検出手段による検出結果に基づいて当該オーディオアンプへのオーディオ信号の入力をミュートさせる入力制御手段と、
上記伝送ラインの短絡が検出されてから経過した経過時間を計測する経過時間計測手段とを備え、
上記入力制御手段が、上記経過時間に基づいて、オーディオ信号の入力ミュート処理を終了することを特徴とするオーディオ用増幅装置。 In an audio amplifying apparatus that amplifies an audio signal and supplies it to a speaker,
An audio amplifier that amplifies the audio signal and supplies the amplified audio signal to a transmission line connected to the speaker;
A short circuit detecting means for detecting a short circuit of the transmission line;
Input means for inputting the audio signal to the audio amplifier, input control means for muting the input of the audio signal to the audio amplifier based on a detection result by the short-circuit detection means;
Elapsed time measuring means for measuring the elapsed time since the transmission line short circuit was detected,
The audio amplifying apparatus, wherein the input control means ends the input mute processing of the audio signal based on the elapsed time.
上記入力制御手段が、上記コンデンサーの電荷蓄積量に基づいて、上記入力ミュート処理を終了す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。 The elapsed time measuring means is composed of a capacitor for a timer that is charged and discharged based on a detection result by power-on and the short-circuit detecting means,
2. The audio amplifying apparatus according to claim 1, wherein the input control means ends the input mute processing based on a charge accumulation amount of the capacitor.
上記短絡検出手段が、上記伝送ライン上の電流に基づいて上記伝送ラインの短絡を検出し、
上記リレー回路が、上記短絡検出手段による検出結果に基づいて上記オーディオアンプの出力を遮断し、上記経過時間に基づいて上記オーディオアンプの出力を導通させ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。 Provided with a relay circuit to cut off the output of the audio amplifier,
The short circuit detection means detects a short circuit of the transmission line based on the current on the transmission line,
2. The audio according to claim 1, wherein the relay circuit cuts off an output of the audio amplifier based on a detection result by the short-circuit detecting unit and makes an output of the audio amplifier conductive based on the elapsed time. Amplification device.
上記入力制御手段が、上記コンデンサーの電荷蓄積量に基づいて、上記入力ミュート処理を終了し、
上記リレー回路が、上記コンデンサーの電荷蓄積量に基づいて、上記オーディオアンプの出力を導通させることを特徴とする請求項3に記載のオーディオ用増幅装置。 The elapsed time measuring means is composed of a capacitor for a timer that is charged and discharged based on a detection result by power-on and the short-circuit detecting means,
The input control means ends the input mute processing based on the charge accumulation amount of the capacitor,
The audio amplifying apparatus according to claim 3, wherein the relay circuit conducts the output of the audio amplifier based on a charge accumulation amount of the capacitor.
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