JP2014204296A - 信号増幅装置及び信号供給制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】スピーカを破損する可能性がある信号増幅装置の出力信号の直流オフセット電圧値の異常を検出し、迅速に、信号出力動作を停止させる。【解決手段】閾値超検出部１４０Ａが、増幅部１１０から出力された差動信号の一方側及び他方側の電圧値のそれぞれが、直流オフセット電圧に関する所定の許容範囲外にあることを検出する。また、基準値交差検出部１５０Ａが、当該差動信号の一方側及び他方側の電圧値のそれぞれが、基準値を経由して変化したことを検出する。そして、供給制御部１６０Ａが、当該差動信号の一方側及び他方側の電圧値のいずれかが、当該許容範囲外であることが検出された後、所定の判定時間以上にわたって基準値を経由して変化しなかった場合に、スイッチ部１２０1，１２０2におけるスイッチ素子を開放状態とさせ、当該差動信号がスピーカ２２０に供給されなくする。【選択図】 図１

Description

本発明は、信号増幅装置、信号供給制御方法及び信号供給制御プログラム、並びに、当該信号供給制御プログラムが記録された記録媒体に関する。

従来から、スピーカからの音出力に際して、入力信号をパワー増幅して、増幅された出力信号をスピーカに供給する信号増幅装置が用いられている。例えば、車両に搭載される音響装置は、ＢＴＬ（Balanced Transformer Less）増幅方式を採用した信号増幅装置を備え、電源電圧の中点電圧を基準電圧とする差動信号の形態で出力信号をスピーカへ供給する構成が、一般的となっている。

こうした信号増幅装置の出力信号における直流成分の電圧値（直流（ＤＣ）オフセット電圧値）が許容範囲を超えると、スピーカが損傷してしまう。かかるスピーカの損傷という事態を回避するために、信号増幅装置の出力信号の直流オフセット電圧値を検出し、信号増幅装置の信号出力動作を制御することが一般的に行われている。

こうした信号増幅装置の信号出力動作の制御に関する技術として、入力信号が無信号状態（ミュート状態）のときの出力信号の電圧値を検出することにより、直流オフセット電圧値を検出し、検出された直流オフセット電圧値が許容範囲を超えた場合には、信号増幅装置の信号出力動作を停止させる技術がある（特許文献１参照：以下、「従来例」という）。この従来例の技術では、入力信号の無信号状態を生成するために、当該入力信号を出力する電子ボリュームを制御して、当該入力信号の無信号状態化を実現するようにしている。

特開２０００−１７４５７１号公報

上述した従来例の技術では、信号増幅装置の前段の電子ボリュームを制御して、信号増幅装置への入力信号の無信号状態化を実現するようになっている。しかしながら、例えば、楽曲音の再生中に当該無信号状態化を実行すると、楽曲音が途切れることになり、聴取者に違和感を与えることになってしまう。

そこで、入力信号を監視し、無信号状態となったことを確認したうえで、信号増幅装置の出力信号の直流オフセット電圧値を検出することが考えられる。しかし、この場合には、長時間にわたって当該直流オフセット電圧値を検出できない事態が発生すると、スピーカの損傷を深刻なものとしてしまいかねない。

そこで、通常の音出力動作を確保しつつ、スピーカを破損する可能性がある信号増幅装置の出力信号の直流オフセット電圧値の異常を検出し、迅速に、信号増幅装置の信号出力動作を停止させることができる技術が望まれている。かかる要請に応えることが、本発明が解決すべき課題の一つとして挙げられる。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、スピーカを破損する可能性がある出力信号の直流オフセット電圧値の異常を検出し、迅速に、信号出力動作を停止させることができる信号増幅装置及び信号供給制御方法を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、入力信号を増幅して、増幅された出力信号をスピーカに供給する信号増幅装置であって、前記出力信号の電圧値が所定閾値を超えたことを検出する第１検出部と；前記出力信号の電圧値が、基準値を経由して変化したことを検出する第２検出部と；前記第１検出部による検出結果及び前記第２検出部による検出結果に基づいて、前記スピーカへの前記出力信号の供給を制御する制御部と；を備えることを特徴とする信号増幅装置である。

請求項６に記載の発明は、入力信号を増幅して、増幅された出力信号をスピーカに供給する信号増幅装置において使用される信号供給制御方法であって、前記出力信号の電圧値が所定閾値を超えたことを検出する第１検出工程と；前記出力信号電圧値が、基準値を経由して変化したことを検出する第２検出工程と；前記第１検出工程における検出結果及び前記第２検出工程における検出結果に基づいて、前記スピーカへの前記出力信号の供給を制御する制御工程と；を備えることを特徴とする信号供給制御方法である。

請求項７に記載の発明は、入力信号を増幅して、増幅された出力信号をスピーカに供給する信号増幅装置が有するコンピュータに、請求項６に記載の信号供給制御方法を実行させる、ことを特徴とする信号供給制御プログラムである。

請求項８に記載の発明は、入力信号を増幅して、増幅された出力信号をスピーカに供給する信号増幅装置が有するコンピュータにより読み取り可能に、請求項７に記載の信号供給制御プログラムが記録されている、ことを特徴とする記録媒体である。

本発明の第１実施形態の信号増幅装置の構成を概略的に示すブロック図である。 正常直流オフセット及び無信号状態の場合における図１の装置内の信号及び内部フラグの変化例を説明するためのタイミングチャートである。 異常直流オフセット及び無信号状態の場合における図１の装置内の信号及び内部フラグの変化例を説明するためのタイミングチャートである。 正常直流オフセット及び小信号入力の場合における図１の装置内の信号及び内部フラグの変化例を説明するためのタイミングチャートである。 異常直流オフセット及び小信入力号の場合における図１の装置内の信号及び内部フラグの変化例を説明するためのタイミングチャートである。 正常直流オフセット及び大信号入力の場合における図１の装置内の信号及び内部フラグの変化例を説明するためのタイミングチャートである。 異常直流オフセット及び大信号入力の場合における図１の装置内の信号及び内部フラグの変化例を説明するためのタイミングチャートである（その１）。 異常直流オフセット及び大信号入力の場合における図１の装置内の信号及び内部フラグの変化例を説明するためのタイミングチャートである（その２）。 図１の供給制御部による供給制御処理を説明するためのフローチャートである。 本発明の第２実施形態の信号増幅装置の構成を概略的に示すブロック図である。 図１０の装置内の信号及び内部フラグの変化例を説明するためのタイミングチャートである。 図１０の供給制御部による供給制御処理を説明するためのフローチャートである。

以下、本発明の実施形態を、添付図面を参照して説明する。なお、以下の説明及び図面においては、同一又は同等の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

［第１実施形態］
まず、本発明の第１実施形態を、図１〜図９を参照して説明する。

＜構成＞
図１には、第１実施形態に係る信号増幅装置１００Ａの概略的な構成がブロック図にて示されている。この図１に示されるように、信号増幅装置１００Ａは、信号源２１０から送られた信号（以下、「入力信号」）ＩＰＳを受ける。そして、信号増幅装置１００Ａは、入力信号ＩＰＳをパワー増幅し、増幅結果を、差動信号である出力信号として、スピーカ２２０へ供給する。

第１実施形態では、信号増幅装置１００ＡはＢＴＬ方式を採用している。このため、出力信号の一方側の電圧値は、理想的には、信号増幅装置１００Ａに供給される電源電圧値Ｖ_DDの（１／２）の基準値Ｖ_ST（＝Ｖ_DD／２）を対称中心として、出力信号の他方側の電圧値と対称な値となるようになっている。

なお、信号源２１０としては、例えば、音響装置における音量調整された音響信号、音声放送受信装置における音量調整された音声信号等が挙げられる。

図１に示されるように、信号増幅装置１００Ａは、増幅部１１０と、スイッチ部１２０₁，１２０₂と、電圧検出部１３０Ａとを備えている。また、信号増幅装置１００Ａは、閾値超検出部１４０Ａと、基準値交差検出部１５０Ａと、供給制御部１６０Ａとを備えている。

上記の増幅部１１０は、信号源２１０から送られた入力信号ＩＰＳを受ける。そして、増幅部１１０は、入力信号ＩＰＳをパワー増幅し、差動信号を生成する。この差動信号の一方側がスイッチ部１２０₁及び電圧検出部１３０Ａへ送られるともに、他方側がスイッチ部１２０₂及び電圧検出部１３０Ａへ送られる。

上記のスイッチ部１２０₁は、開閉型のスイッチ素子を備えて構成されている。このスイッチ部１２０₁は、一方側端子で増幅部１１０から送られた差動信号の一方側を受ける。また、スイッチ部１２０₁の他方側端子が、配線部材を介してスピーカ２２０と接続されている。そして、スイッチ部１２０₁は、供給制御部１６０Ａから送られた供給制御指定ＯＳＣに従って、スイッチ素子の開閉を行う。

スイッチ部１２０₁では、供給制御指定ＯＳＣが「ＯＮ」である場合には、スイッチ素子を閉塞状態にする。この結果、差動信号の一方側が、スピーカ２２０へ供給される。

また、スイッチ部１２０₁では、供給制御指定ＯＳＣが「ＯＦＦ」である場合には、スイッチ素子を開放状態とする。この結果、差動信号の一方側が、スピーカ２２０へ供給されなくなる。

上記のスイッチ部１２０₂は、開閉型のスイッチ素子を備えて構成されている。このスイッチ部１２０₂は、一方側端子で増幅部１１０から送られた差動信号の他方側を受ける。また、スイッチ部１２０₂の他方側端子が、配線部材を介してスピーカ２２０と接続されている。そして、スイッチ部１２０₂は、供給制御部１６０Ａから送られた供給制御指定ＯＳＣに従って、スイッチ素子の開閉を行う。

スイッチ部１２０₂では、供給制御指定ＯＳＣが「ＯＮ」である場合には、スイッチ素子を閉塞状態にする。この結果、差動信号の他方側が、スピーカ２２０へ供給される。

また、スイッチ部１２０₂では、供給制御指定ＯＳＣが「ＯＦＦ」である場合には、スイッチ素子を開放状態とする。この結果、差動信号の他方側が、スピーカ２２０へ供給されなくなる。

以上のように、供給制御部１６０Ａが、供給制御指定ＯＳＣを「ＯＮ」に設定したり、「ＯＦＦ」に設定したりすることにより、差動信号をスピーカ２２０へ供給するか否かを制御できるようになっている。

上記の電圧検出部１３０Ａは、増幅部１１０から送られた差動信号の一方側及び他方側を受ける。そして、電圧検出部１３０Ａは、差動信号の一方側の電圧値を検出する。この検出結果が、検出電圧値ＶＤ₁として、閾値超検出部１４０Ａ及び基準値交差検出部１５０Ａへ送られる。

また、電圧検出部１３０Ａは、差動信号の他方側の電圧値を検出する。この検出結果が、検出電圧値ＶＤ₂として、閾値超検出部１４０Ａ及び基準値交差検出部１５０Ａへ送られる。

上記の閾値超検出部１４０Ａは、電圧検出部１３０Ａから送られた検出電圧値ＶＤ₁，ＶＤ₂を受ける。そして、閾値超検出部１４０Ａは、検出電圧値ＶＤ₁が所定閾値を超え、直流オフセット電圧の許容範囲外となっているか否かを検出する。すなわち、閾値超検出部１４０Ａは、第１検出部としての機能を果たすようになっている。

ここで、「許容範囲」は、所定の上限閾値Ｖ_THを上限値とし、所定の下限閾値Ｖ_TL（＝Ｖ_ST−Ｖ_TH）を下限値とする範囲となっている。なお、上限閾値Ｖ_TH及び下限閾値Ｖ_TLは、差電圧値（Ｖ_TH−Ｖ_TL）の差動信号が継続してスピーカ２２０に供給されてもスピーカ２２０を破損させないとの観点、及び、差電圧値（Ｖ_TH−Ｖ_TL）を極力大きくするとの観点から、スピーカ２２０の仕様等に基づいて予め定められる。

閾値超検出部１４０Ａは、検出電圧値ＶＤ₁が許容範囲外となっている場合には、「ＯＮ」に設定された閾値超検出結果ＯＴ₁を供給制御部１６０Ａへ送る。一方、検出電圧値ＶＤ₁が許容範囲外とはなっていない場合には、「ＯＦＦ」に設定された閾値超検出結果ＯＴ₁を供給制御部１６０Ａへ送る。

また、閾値超検出部１４０Ａは、検出電圧値ＶＤ₂が所定閾値（所定の上限閾値Ｖ_TH、又は、所定の下限閾値Ｖ_TL）を超え、直流オフセット電圧の許容範囲外となっているか否かを検出する。そして、閾値超検出部１４０Ａは、検出電圧値ＶＤ₂が許容範囲外となっている場合には、「ＯＮ」に設定された閾値超検出結果ＯＴ₂を供給制御部１６０Ａへ送る。一方、検出電圧値ＶＤ₂が許容範囲外とはなっていない場合には、「ＯＦＦ」に設定された閾値超検出結果ＯＴ₂を供給制御部１６０Ａへ送る。

こうして閾値超検出部１４０Ａから供給制御部１６０Ａへ送られる閾値超検出結果ＯＴ₁，ＯＴ₂は、入力信号ＩＰＳが無信号状態であるか、有信号状態であるかにかかわらず得られるものとなっている。

上記の基準値交差検出部１５０Ａは、電圧検出部１３０Ａから送られた検出電圧値ＶＤ₁，ＶＤ₂を受ける。そして、基準値交差検出部１５０Ａは、検出電圧値ＶＤ₁が基準値Ｖ_STを経由して変化したことを検出する。すなわち、基準値交差検出部１５０Ａは、第２検出部としての機能を果たすようになっている。

検出電圧値ＶＤ₁が基準値Ｖ_STを経由する変化をしたことを検出すると、基準値交差検出部１５０Ａは、交差通知ＣＲ₁を一時的に「ＯＮ」として、供給制御部１６０Ａへ送る。また、基準値交差検出部１５０Ａは、検出電圧値ＶＤ₂が基準値Ｖ_STを経由して変化したことを検出する。検出電圧値ＶＤ₂が基準値Ｖ_STを経由する変化をしたことを検出すると、基準値交差検出部１５０Ａは、交差通知ＣＲ₂を一時的に「ＯＮ」として、供給制御部１６０Ａへ送る。

こうして、基準値交差検出部１５０Ａから供給制御部１６０Ａへ送られる交差通知ＣＲ₁，ＣＲ₂は、入力信号ＩＰＳが無信号状態であるか、有信号状態であるかにかかわらず生成できるものとなっている。

なお、以下の説明においては、交差通知ＣＲ_j（ｊ＝１，２）が一時的に「ＯＮ」となることを、単に「交差通知ＣＲ_j」ともいう。

上記の供給制御部１６０Ａは、監視タイマを備えて構成されている。この供給制御部１６０Ａは、閾値超検出部１４０Ａから送られた閾値超検出結果ＯＴ₁，ＯＴ₂、及び、基準値交差検出部１５０Ａから送られた交差通知ＣＲ₁，ＣＲ₂を受ける。そして、供給制御部１６０Ａは、閾値超検出結果ＯＴ₁，ＯＴ₂、及び、交差通知ＣＲ₁，ＣＲ₂に基づいて、供給制御指定ＯＳＣを生成し、生成された供給制御指定ＯＳＣをスイッチ部１２０₁，１２０₂へ送る。すなわち、供給制御部１６０Ａは、制御部としての機能を果たすようになっている。

かかる供給制御指定ＯＳＣの生成に際して、供給制御部１６０Ａは、内部フラグＦＬ₁が「ＯＦＦ」である場合に閾値超検出結果ＯＴ₁が「ＯＮ」となると、内部フラグＦＬ₁を「ＯＮ」とする。また、供給制御部１６０Ａは、内部フラグＦＬ₁が「ＯＮ」である場合に交差通知ＣＲ₁を受けると、内部フラグＦＬ₁を「ＯＦＦ」とする。そして、供給制御部１６０Ａは、内部フラグＦＬ₁が「ＯＮ」である状態が、所定の判定時間以上にわたって継続すると、供給制御指定ＯＳＣを「ＯＦＦ」に設定し、供給制御指定ＯＳＣをスイッチ部１２０₁，１２０₂へ送る。

一方、供給制御部１６０Ａは、内部フラグＦＬ₂が「ＯＦＦ」である場合に閾値超検出結果ＯＴ₂が「ＯＮ」となると、内部フラグＦＬ₂を「ＯＮ」とする。また、供給制御部１６０Ａは、内部フラグＦＬ₂が「ＯＮ」である場合に交差通知ＣＲ₂を受けると、内部フラグＦＬ₂を「ＯＦＦ」とする。そして、供給制御部１６０Ａは、内部フラグＦＬ₂が「ＯＮ」である状態が、所定の判定時間以上にわたって継続すると、供給制御指定ＯＳＣを「ＯＦＦ」に設定し、供給制御指定ＯＳＣをスイッチ部１２０₁，１２０₂へ送る。

なお、「所定の判定時間」は、スピーカを破損させないとの観点から、スピーカ２２０の仕様、実験、経験等により予め定められる。

すなわち、供給制御部１６０Ａは、閾値超検出結果ＯＴ₁及び交差通知ＣＲ₁の変化に応じて、内部フラグＦＬ₁の値を更新するとともに、閾値超検出結果ＯＴ₂及び交差通知ＣＲ₂の変化に応じて、内部フラグＦＬ₂の値を更新する。そして、供給制御部１６０Ａは、内部フラグＦＬ₁又は内部フラグＦＬ₂が「ＯＮ」となっている状態が所定の判定時間以上にわたって継続すると、供給制御指定ＯＳＣを「ＯＦＦ」とし、増幅部１１０により生成された差動信号がスピーカ２２０に供給されなくする。

以上のようにして各構成要素が機能する信号増幅装置１００Ａにおける検出電圧値ＶＤ_jの変化態様に応じた、閾値超検出結果ＯＴ_j、交差通知ＣＲ_j及び内部フラグＦＬ_jの変化の様子の例が、図２〜図８に示されている。なお、図２〜図８には、増幅部１１０から出力される差動信号の片側の検出電圧値の変化態様に応じた、閾値超検出結果、交差通知及び内部フラグ（すなわち、添字「ｊ」の値が「１」又は「２」）の変化の様子の例が、示されている。

図２〜図８では、検出電圧値ＶＤ_jが取り得る最大値が、「Ｖ_MAX」として示されている。なお、第１実施形態においては、最大値Ｖ_MAXは、上述した電源電圧値Ｖ_DDとほぼ同一の値となっている。

図２には、増幅部１１０が、直流オフセット電圧の観点から正常であり、かつ、入力信号ＩＰＳが無信号状態にある場合の例が示されている。この場合には、検出電圧値ＶＤ_jが、継続して許容範囲内にあり、かつ、基準値Ｖ_STを経由して変化することがない。このため、閾値超検出結果ＯＴ_jが「ＯＦＦ」、内部フラグＦＬ_jが「ＯＦＦ」、かつ、交差通知ＣＲ_jが発行されない状態が継続する。

図３には、増幅部１１０が、直流オフセット電圧の観点から異常であり、かつ、入力信号ＩＰＳが無信号状態にある場合の例が示されている。この場合には、検出電圧値ＶＤ_jが、継続して許容範囲外にあり、かつ、基準値Ｖ_STを経由して変化することのない。このため、閾値超検出結果ＯＴ_jが「ＯＮ」、内部フラグＦＬ_jが「ＯＮ」、かつ、交差通知ＣＲ_jが発行されない状態が継続する。

図４には、増幅部１１０が、直流オフセット電圧の観点から正常であり、かつ、入力信号ＩＰＳが小信号状態にある場合の例が示されている。この場合には、検出電圧値ＶＤ_jが、継続して許容範囲内にあり、かつ、ときおり基準値Ｖ_STを経由して変化する。このため、閾値超検出結果ＯＴ_jが「ＯＦＦ」、かつ、内部フラグＦＬ_jが「ＯＦＦ」の状態が継続するとともに、交差通知ＣＲ_jがときおり発行される。

図５には、増幅部１１０が、直流オフセット電圧の観点から異常であり、かつ、入力信号ＩＰＳが小信号状態にある場合の例が示されている。この場合には、検出電圧値ＶＤ_jが、ときおり許容範囲内となるが、基準値Ｖ_STを経由して変化することがない。このため、閾値超検出結果ＯＴ_jが「ＯＮ」、内部フラグＦＬ_jが「ＯＮ」の状態が長期間にわたって継続するとともに、交差通知ＣＲ_jが発行されない状態が継続する。

図６には、増幅部１１０が、直流オフセット電圧の観点から正常であり、かつ、入力信号ＩＰＳが大信号状態にある場合の例が示されている。この場合には、検出電圧値ＶＤ_jが、許容範囲内にある期間と許容範囲内にある期間とが繰り返されるとともに、基準値Ｖ_STを経由する変化が比較的短期間のうちに発生する。このため、閾値超検出結果ＯＴ_jが「ＯＮ」と「ＯＦＦ」とを頻繁に繰り返すが、交差通知ＣＲ_jが比較的短期間のうちに発行されるので、内部フラグＦＬ_jが「ＯＮ」の状態が長期間にわたって継続することはない。

図７には、増幅部１１０が、直流オフセット電圧の観点から比較的軽度の異常であり、かつ、入力信号ＩＰＳが大信号状態にある場合の例が示されている。この場合には、図６の場合と同様に、検出電圧値ＶＤ_jが、許容範囲内にある期間と許容範囲外にある期間とが繰り返されるとともに、基準値Ｖ_STを経由する変化が比較的短期間のうちに発生する。このため、閾値超検出結果ＯＴ_jが「ＯＮ」と「ＯＦＦ」とを頻繁に繰り返すが、交差通知ＣＲ_jが比較的短期間のうちに発行されるので、内部フラグＦＬ_jが「ＯＮ」の状態が長期間にわたって継続することはない。

図８には、増幅部１１０が、直流オフセット電圧の観点からの異常が進行し、検出電圧値ＶＤ_jが、基準値Ｖ_STを経由して変化することがなくなってしまった場合の例が示されている。この場合には、検出電圧値ＶＤ_jが、許容範囲内にある期間と許容範囲外にある期間とが発生するとともに、基準値Ｖ_STを経由する変化が発生しない。このため、閾値超検出結果ＯＴ_jが「ＯＮ」と「ＯＦＦ」とを頻繁に繰り返す一方で、交差通知ＣＲ_jが発行されないので、内部フラグＦＬ_jが「ＯＮ」の状態が長期間にわたって継続する。

増幅部１１０が直流オフセット電圧の観点から正常である図２，４，６に示されるような場合には、供給制御部１６０Ａは、供給制御指定ＯＳＣを「ＯＮ」とし、増幅部１１０により生成された差動信号がスピーカ２２０に供給されるようにする。また、増幅部１１０が直流オフセット電圧の観点から異常であって、図３，５，８に示されるような場合には、供給制御部１６０Ａは、供給制御指定ＯＳＣを「ＯＦＦ」とし、増幅部１１０により生成された差動信号がスピーカ２２０に供給されないようにする。

なお、増幅部１１０が直流オフセット電圧の観点から異常ではあるが、図７に示されるような場合には、供給制御部１６０Ａは、供給制御指定ＯＳＣを「ＯＦＦ」とし、増幅部１１０により生成された差動信号がスピーカ２２０に供給されないようにすることはできない。しかしながら、図７に示されるような状況では、スピーカ２２０を流れる電流は交流状態になっているので、スピーカ２２０が破損されることはない。また、図７に示されるような状況は永続するものではなく、いずれは、図３、図５又は図８に示されるような状況に移る。こうした遷移が発生した時点で、供給制御部１６０Ａは、供給制御指定ＯＳＣを「ＯＦＦ」とし、増幅部１１０により生成された差動信号がスピーカ２２０に供給されないようにする。

＜動作＞
次に、上記のように構成された信号増幅装置１００Ａの動作について、供給制御部１６０Ａによる差動信号（出力信号）の供給制御処理に主に着目して説明する。

なお、増幅部１１０、電圧検出部１３０Ａは、既に動作を開始しており、検出電圧値ＶＤ₁，ＶＤ₂は、閾値超検出部１４０Ａ及び基準値交差検出部１５０Ａへ逐次送られているものとする。また、閾値超検出部１４０Ａ及び基準値交差検出部１５０Ａは、既に動作を開始しており、閾値超検出結果ＯＴ₁，ＯＴ₂、及び、交差通知ＣＲ₁，ＣＲ₂が、供給制御部１６０Ａへ逐次送られているものとする。

また、当初においては、供給制御部１６０Ａは、供給制御指定ＯＳＣを「ＯＮ」としているものとする。すなわち、当初においては、スイッチ部１２０₁，１２０₂におけるスイッチ素子が閉塞状態となり、増幅部１１０により生成された差動信号がスピーカ２２０に供給されているものする。

なお、供給制御部１６０Ａは、閾値超検出結果ＯＴ₁及び交差通知ＣＲ₁の変化に対応した処理と、閾値超検出結果ＯＴ₂及び交差通知ＣＲ₂の変化に対応した処理とを並行して実行するが、これらの処理は同様の処理となっている。そこで、以下においては、一方の処理を、閾値超検出結果ＯＴ_j（ｊ＝１又２）及び交差通知ＣＲ_jの変化に応じた対応した処理として説明する。

供給制御処理に際しては、図９に示されるように、まず、ステップＳ１１において、供給制御部１６０Ａが、内部フラグＦＬ_jを「ＯＦＦ」とするとともに、監視タイマをクリアする。引き続き、ステップＳ１２において、供給制御部１６０Ａが、閾値超検出結果ＯＴ_jが「ＯＮ」となったか否かを判定する。ステップＳ１２における判定の結果が否定的であった場合（ステップＳ１２：Ｎ）には、ステップＳ１２の処理が繰り返される。

閾値超検出結果ＯＴ_jが「ＯＮ」となり、ステップＳ１２における判定の結果が肯定的となると（ステップＳ１２：Ｎ）、処理はステップＳ１３へ進む。このステップＳ１３では、供給制御部１６０Ａが、内部フラグＦＬ_jを「ＯＮ」とするとともに、監視タイマをスタートさせる。

次に、ステップＳ１４において、供給制御部１６０Ａが、交差通知ＣＲ_jを受けたか否かを判定する。ステップＳ１４における判定の結果が否定的であった場合（ステップＳ１４：Ｎ）には、処理はステップＳ１５へ進む。

ステップＳ１５では、供給制御部１６０Ａが、ステップＳ１３において監視タイマをスタートさせてから所定の判定時間が経過したか否かを判定する。ステップＳ１５における判定の結果が否定的であった場合（ステップＳ１５：Ｎ）には、処理はステップＳ１４へ戻る。この後、ステップＳ１４又はステップＳ１５における判定の結果が肯定的となるまで、ステップＳ１４，Ｓ１５の処理が繰り返される。

監視タイマをスタートさせてから、所定の判定時間が経過する前に交差通知ＣＲ_jを受け、ステップＳ１４における判定の結果が肯定的となると（ステップＳ１４：Ｙ）、処理はステップＳ１１へ戻る。この後、ステップＳ１５における判定の結果が肯定的となるまで、ステップＳ１１〜Ｓ１５の処理が繰り返される。

監視タイマをスタートさせてから、交差通知ＣＲ_jを受けることなく、所定の判定時間が経過し、ステップＳ１５における判定の結果が肯定的となると（ステップＳ１５：Ｙ）、処理はステップＳ１６へ進む。このステップＳ１６では、供給制御部１６０Ａが、供給制御指定ＯＳＣを「ＯＦＦ」とし、スイッチ部１２０₁，１２０₂へ送る。この結果、スイッチ部１２０₁，１２０₂におけるスイッチ素子が開放状態となり、増幅部１１０により生成された差動信号がスピーカ２２０に供給されなくする。

ステップＳ１６の処理が終了すると、供給制御部１６０Ａが、直流オフセット電圧に異常があることを、発光素子等により利用者に提示する。そして、供給制御部１６０Ａによる供給制御処理が終了する。

以上説明したように、第１実施形態では、閾値超検出部１４０Ａが、増幅部１１０から出力された差動信号の一方側及び他方側の電圧値のそれぞれが、直流オフセット電圧に関する所定閾値を超え、所定の許容範囲外にあることを検出する。また、基準値交差検出部１５０Ａが、当該差動信号の一方側及び他方側の電圧値のそれぞれが、基準値を経由して変化したことを検出する。こうした閾値超検出部１４０Ａ及び基準値交差検出部１５０Ａによる検出は、入力信号ＩＰＳが無信号状態であるか、有信号状態であるかにかかわらず、有効に行うことができる。

そして、供給制御部１６０Ａが、当該差動信号の一方側及び他方側の電圧値のいずれかが、当該許容範囲外であることが検出された後、所定の判定時間以上にわたって基準値を経由して変化しなかった場合に、スイッチ部１２０₁，１２０₂におけるスイッチ素子を開放状態とさせ、当該差動信号がスピーカ２２０に供給されなくする。

したがって、第１実施形態によれば、スピーカへ供給される差動信号の一方側及び他方側のそれぞれについて、スピーカの破損の原因となり得る直流オフセット電圧の異常を検出し、迅速に、信号増幅装置としての信号出力動作を停止させることができる。

［第２実施形態］
まず、本発明の第２実施形態を、図１０〜１２を主に参照して説明する。

＜構成＞
図１０には、第２実施形態に係る信号増幅装置１００Ｂの概略的な構成がブロック図にて示されている。この図１０に示されるように、信号増幅装置１００Ｂは、上述した信号増幅装置１００Ａと同様に、信号源２１０から送られた入力信号ＩＰＳを受け、差動信号である出力信号をスピーカ２２０へ供給する。

図１０に示されるように、信号増幅装置１００Ｂは、上述した信号増幅装置１００Ａと比べて、電圧検出部１３０Ａ、閾値超検出部１４０Ａ、基準値交差検出部１５０Ａ及び供給制御部１６０Ａに代えて、差電圧検出部１３０Ｂ、閾値超検出部１４０Ｂ、基準値交差検出部１５０Ｂ及び供給制御部１６０Ｂを備える点が異なっている。以下、この相違点に主に着目して説明する。

上記の差電圧検出部１３０Ｂは、増幅部１１０から送られた差動信号の一方側及び他方側を受ける。そして、差電圧検出部１３０Ｂは、差動信号の一方側の電圧値と他方側の電圧値との差である差電圧を検出する。この検出結果が、検出差電圧値ＶＳＤとして、閾値超検出部１４０Ｂ及び基準値交差検出部１５０Ｂへ送られる。

上記の閾値超検出部１４０Ｂは、差電圧検出部１３０Ｂから送られた検出差電圧値ＶＳＤを受ける。そして、閾値超検出部１４０Ｂは、検出差電圧値ＶＳＤが所定閾値を超え、直流オフセット電圧の許容範囲外となっているか否かを検出する。

ここで、「許容範囲」は、所定の上限閾値Ｖ_SHを上限値とし、所定の下限閾値Ｖ_SL（＝−Ｖ_SH）を下限値とする範囲となっている。なお、上限閾値Ｖ_SH及び下限閾値Ｖ_SLは、継続してスピーカ２２０に供給されてもスピーカ２２０を破損させないとの観点、及び、上限閾値Ｖ_SHを極力大きくするとの観点から、スピーカ２２０の仕様等に基づいて予め定められる。すなわち、上限閾値Ｖ_SHとしては、上述した上限閾値Ｖ_THと下限閾値Ｖ_TLとの差電圧値（Ｖ_TH−Ｖ_TL）に相当する値が採用される。

閾値超検出部１４０Ｂは、検出差電圧値ＶＳＤが許容範囲外となっている場合には、「ＯＮ」に設定された閾値超検出結果ＯＴＳを供給制御部１６０Ｂへ送る。一方、検出電圧差値ＶＳＤが許容範囲外とはなっていない場合には、「ＯＦＦ」に設定された閾値超検出結果ＯＴＳを供給制御部１６０Ｂへ送る。

こうして閾値超検出部１４０Ｂから供給制御部１６０Ｂへ送られる閾値超検出結果ＯＴＳは、入力信号ＩＰＳが無信号状態であるか、有信号状態であるかにかかわらず得られるものとなっている。

上記の基準値交差検出部１５０Ｂは、差電圧検出部１３０Ｂから送られた検出差電圧値ＶＳＤを受ける。そして、基準値交差検出部１５０Ｂは、検出差電圧値ＶＳＤが基準値Ｖ_SS（＝０［Ｖ］））経由して変化したことを検出する。検出差電圧値ＶＳＤが０［Ｖ］を経由する変化をしたことを検出すると、基準値交差検出部１５０Ｂは、交差通知ＣＲＳを一時的に「ＯＮ」として、供給制御部１６０Ｂへ送る。

こうして、基準値交差検出部１５０Ｂから供給制御部１６０Ｂへ送られる交差通知ＣＲＳは、入力信号ＩＰＳが無信号状態であるか、有信号状態であるかにかかわらず生成できるものとなっている。

なお、以下の説明においては、交差通知ＣＲＳが一時的に「ＯＮ」となることを、単に「交差通知ＣＲＳ」ともいう。

上記の供給制御部１６０Ｂは、上述した供給制御部１６０Ａと同様に、監視タイマを備えて構成されている。この供給制御部１６０Ｂは、閾値超検出部１４０Ｂから送られた閾値超検出結果ＯＴＳ、及び、基準値交差検出部１５０Ｂから送られた交差通知ＣＲＳを受ける。そして、供給制御部１６０Ｂは、閾値超検出結果ＯＴＳ及び交差通知ＣＲＳに基づいて、供給制御指定ＯＳＣを生成し、生成された供給制御指定ＯＳＣをスイッチ部１２０₁，１２０₂へ送る。

かかる供給制御指定ＯＳＣの生成に際して、供給制御部１６０Ｂは、内部フラグＦＬＧが「ＯＦＦ」である場合に閾値超検出結果ＯＴＳが「ＯＮ」となると、内部フラグＦＬＧを「ＯＮ」とする。また、供給制御部１６０Ｂは、内部フラグＦＬＧが「ＯＮ」である場合に交差通知ＣＲＳを受けると、内部フラグＦＬＧを「ＯＦＦ」とする。そして、供給制御部１６０Ｂは、内部フラグＦＬＧが「ＯＮ」である状態が、所定の判定時間以上にわたって継続すると、供給制御指定ＯＳＣを「ＯＦＦ」に設定し、供給制御指定ＯＳＣをスイッチ部１２０₁，１２０₂へ送る。

すなわち、供給制御部１６０Ｂは、閾値超検出結果ＯＴＳ及び交差通知ＣＲＳの変化に応じて、内部フラグＦＬＧの値を更新する。そして、供給制御部１６０Ｂは、内部フラグＦＬＧが「ＯＮ」となっている状態が所定の判定時間以上にわたって継続すると、供給制御指定ＯＳＣを「ＯＦＦ」とし、増幅部１１０により生成された差動信号がスピーカ２２０に供給されなくする。

なお、図１１には、上記の信号増幅装置１００Ｂにおける検出差電圧値ＶＳＤの変化態様に応じた、閾値超検出結果ＯＴＳ、交差通知ＣＲＳ及び内部フラグＦＬＳの変化の様子の例が、上述した図６に対応する場合を代表的に示されている。なお、上述した図２〜図５、図７及び図８に相当する場合については、図１１と図６との相違点が異なるのみなので、図示を省略する。

図１１では、検出差電圧値ＶＳＤが取り得る最大値が、「Ｖ_MAX（＞０）」として示されるとともに、検出差電圧値ＶＳＤが取り得る最小値が、「Ｖ_MIN」として示される。なお、第２実施形態においては、最大値Ｖ_MAXは、上述した電源電圧値Ｖ_DDのほぼ２倍の値となっている。また、最小値Ｖ_MINの絶対値は、最大値Ｖ_MAXと一致している。

＜動作＞
次に、上記のように構成された信号増幅装置１００Ｂの動作について、供給制御部１６０Ｂによる差動信号（出力信号）の供給制御処理に主に着目して説明する。

供給制御処理に際して、信号増幅装置１００Ｂは、図１２に示されるように、上述した図９に示したステップＳ１１〜Ｓ１６における処理と同様の処理が、ステップＳ２１〜Ｓ２６において実行する。

以上説明したように、第２実施形態では、閾値超検出部１４０Ｂが、増幅部１１０から出力された差動信号の一方側の電圧値と他方側の電圧値との差電圧が、所定閾値を超え、直流オフセット電圧に関する所定の許容範囲外にあることを検出する。また、基準値交差検出部１５０Ｂは、当該差電圧が基準値（＝０［Ｖ］）を経由して変化したことを検出する。こうした閾値超検出部１４０Ｂ及び基準値交差検出部１５０Ｂによる検出は、入力信号ＩＰＳが無信号状態であるか、有信号状態であるかにかかわらず、有効に行うことができる。

そして、供給制御部１６０Ｂが、当該差電圧が、当該許容範囲外であることが検出された後、所定の判定時間以上にわたって基準値を経由して変化しなかった場合に、スイッチ部１２０₁，１２０₂におけるスイッチ素子を開放状態とさせ、当該差動信号がスピーカ２２０に供給されなくする。

したがって、第２実施形態によれば、スピーカへ供給される差動信号の一方側の電圧値と他方側の電圧値との差電圧について、スピーカの破損の原因となり得る直流オフセット電圧の異常を検出し、迅速に、信号増幅装置としての信号出力動作を停止させることができる。

［実施形態の変形］
本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。

例えば、上記の第１実施形態では、出力信号である差動信号の両側のそれぞれについて、スピーカの破損の原因となり得る直流オフセット電圧の異常を検出するようにした。これに対し、差動信号の一方側が、差動信号の他方側に基づいて生成されるような場合には、差動信号の一方側のみについて、スピーカの破損の原因となり得る直流オフセット電圧の異常を検出するようにしてもよい。

また、家庭用音響装置のように、出力信号が単一信号である場合には、当該単一信号について、第１実施形態における差動信号の片側で行ったスピーカの破損の原因となり得る直流オフセット電圧の異常を検出するようにしてもよい。

また、上記の第２実施形態では、出力信号である差動信号の一方側の電圧値と他方側の電圧値との差電圧について、スピーカの破損の原因となり得る直流オフセット電圧の異常を検出するようにした。これに対し、当該差電圧に対する直流オフセット電圧の異常を検出とともに、差動信号の片側についても、直流オフセット電圧の異常を検出するようにしてもよい。この場合には、スピーカの破損の原因とはならない増幅部の異常を併せて検出することができる。

なお、上記の第１及び第２実施形態における供給制御部を、中央処理装置（ＣＰＵ：Central Processing Unit）等を備えた演算手段としてのコンピュータとして構成し、予め用意されたプログラムを当該コンピュータで実行することにより、供給制御部における処理の一部又は全部を実行するようにしてもよい。このプログラムはハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、当該コンピュータによって記録媒体からロードされて実行される。また、このプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ等の可搬型記録媒体に記録された形態で取得されるようにしてもよいし、インターネットなどのネットワークを介した配信の形態で取得されるようにしてもよい。

１００Ａ，１００Ｂ … 信号増幅装置
１４０Ａ，１４０Ｂ … 閾値超検出部（第１検出部）
１５０Ａ，１５０Ｂ … 基準値交差検出部（第２検出部）
１６０Ａ，１６０Ｂ … 供給制御部（制御部）

Claims (8)

1. 入力信号を増幅して、増幅された出力信号をスピーカに供給する信号増幅装置であって、
   前記出力信号の電圧値が所定閾値を超えたことを検出する第１検出部と；
   前記出力信号の電圧値が、基準値を経由して変化したことを検出する第２検出部と；
   前記第１検出部による検出結果及び前記第２検出部による検出結果に基づいて、前記スピーカへの前記出力信号の供給を制御する制御部と；
   を備えることを特徴とする信号増幅装置。
2. 前記第１検出部によって前記出力信号の電圧値が前記所定閾値を超えたことが検出された後、前記第２検出部による検出がなされない状態が、予め定められた判定時間にわたって継続した場合に、前記制御部は、前記出力信号の供給を停止させる制御を行う、ことを特徴とする請求項１に記載の信号増幅装置。
3. 前記出力信号は、差動信号であり、
   前記出力信号の電圧値は、前記差動信号の少なくとも一方側の電圧値である、
   ことを特徴とする請求項２に記載の信号増幅装置。
4. 前記出力信号の電圧値は、前記差動信号の両方側の電圧値であり、
   前記制御部は、前記差動信号の少なくとも一方側の電圧値について、前記第１検出部によって前記所定閾値を超えたことが検出された後、前記第２検出部による検出がなされない状態が前記判定時間にわたって継続した場合に、前記制御部は、前記出力信号の供給を停止させる制御を行う、
   ことを特徴とする請求項３に記載の信号増幅装置。
5. 前記出力信号は、差動信号であり、
   前記出力信号の電圧値は、前記差動信号間の電圧値であり、
   前記基準値は０Ｖである、
   ことを特徴とする請求項２に記載の信号増幅装置。
6. 入力信号を増幅して、増幅された出力信号をスピーカに供給する信号増幅装置において使用される信号供給制御方法であって、
   前記出力信号の電圧値が所定閾値を超えたことを検出する第１検出工程と；
   前記出力信号電圧値が、基準値を経由して変化したことを検出する第２検出工程と；
   前記第１検出工程における検出結果及び前記第２検出工程における検出結果に基づいて、前記スピーカへの前記出力信号の供給を制御する制御工程と；
   を備えることを特徴とする信号供給制御方法。
7. 入力信号を増幅して、増幅された出力信号をスピーカに供給する信号増幅装置が有するコンピュータに、請求項６に記載の信号供給制御方法を実行させる、ことを特徴とする信号供給制御プログラム。
8. 入力信号を増幅して、増幅された出力信号をスピーカに供給する信号増幅装置が有するコンピュータにより読み取り可能に、請求項７に記載の信号供給制御プログラムが記録されている、ことを特徴とする記録媒体。

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