JP2024047869A - 半導体装置及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】音再生装置の故障を検出するために必要な信号を小規模の回路で生成可能な半導体装置を提供すること。
【解決手段】第１動作モードにおいて、第１増幅回路が有する複数のインバーター回路に前記第１変調信号が入力され、第２増幅回路が有する複数のインバーター回路に前記第２変調信号が入力され、第２動作モードにおいて、テスト信号生成回路がテスト信号を変調して第３変調信号及び第４変調信号を生成し、前記第１増幅回路が有する前記複数のインバーター回路の一部に前記第３変調信号が入力され、他の一部の出力がハイインピーダンスとなり、前記第２増幅回路が有する前記複数のインバーター回路の一部に前記第４変調信号が入力され、他の一部の出力がハイインピーダンスとなり、ピーク周波数検出回路が、音再生装置のインピーダンスがピークとなる前記テスト信号の周波数が含まれる周波数範囲を検出する、半導体装置。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体装置及び電子機器に関する。

特許文献１には、制御部により、スピーカーの構造的な変化に伴って変化するインピーダンスを測定し、測定したインピーダンスが所定の範囲内にあるか否かを判別し、インピーダンスがその範囲内にないと判別した場合に、スピーカーが故障している旨を報知するスピーカー故障報知装置が記載されている。

特開２０１２－１９９８５４号公報

特許文献１に記載のスピーカー故障報知装置では、スピーカーのインピーダンスを測定する際に、制御部は、アナログ音声信号のレベルを増減させてスピーカーへ出力するアンプを用いずに、専用の物理量測定器を介して所定の周波数の交流電圧をスピーカーに印加すると共にスピーカーを流れる電流を測定し、電圧／電流によりインピーダンスを求める。そのため、特許文献１に記載のスピーカー故障報知装置では、所定の周波数の交流電圧をスピーカーに印加して電流を測定するために専用の物理量測定器が必要であり、スピーカーのインピーダンスを測定するための回路が大きくなる。

本発明に係る半導体装置の一態様は、
音再生装置の第１端子と接続される第１出力端子と、
前記音再生装置の第２端子と接続される第２出力端子と、
音源信号に基づく信号を変調して第１変調信号及び第２変調信号を出力する変調回路と、
第１動作モードにおいて、前記第１変調信号を増幅した第１増幅信号を前記第１出力端子に出力する第１増幅回路と、
前記第１動作モードにおいて、前記第２変調信号を増幅した第２増幅信号を前記第２出力端子に出力する第２増幅回路と、
第２動作モードにおいて、予め設定された周波数帯域で周波数を変化させたテスト信号を変調して第３変調信号及び第４変調信号を生成するテスト信号生成回路と、
前記第２動作モードにおいて、前記第１出力端子と前記第２出力端子との電位差を測定し、前記音再生装置のインピーダンスがピークとなる前記テスト信号の周波数であるピーク周波数が含まれる周波数範囲を検出するピーク周波数検出回路と、
を備え、
前記第１増幅回路は、前記第２動作モードにおいて、前記第３変調信号を増幅した第３増幅信号を前記第２出力端子に出力し、
前記第２増幅回路は、前記第２動作モードにおいて、前記第４変調信号を増幅した第４増幅信号を前記第２出力端子に出力し、
前記第１増幅回路は、各出力端子が前記第１出力端子と接続される複数のインバーター回路を有し、
前記第２増幅回路は、各出力端子が前記第２出力端子と接続される複数のインバーター回路を有し、
前記第１動作モードにおいて、
前記第１増幅回路が有する前記複数のインバーター回路の各入力端子に前記第１変調信号が入力され、前記第２増幅回路が有する前記複数のインバーター回路の各入力端子に前記第２変調信号が入力され、
前記第２動作モードにおいて、
前記第１増幅回路が有する前記複数のインバーター回路の一部のインバーター回路の各入力端子に前記第３変調信号が入力され、前記第１増幅回路が有する前記複数のインバーター回路の他の一部のインバーター回路の各出力端子がハイインピーダンスとなり、前記第２増幅回路が有する前記複数のインバーター回路の一部のインバーター回路の各入力端子に前記第４変調信号が入力され、前記第２増幅回路が有する前記複数のインバーター回路の他の一部のインバーター回路の各出力端子がハイインピーダンスとなる。

本発明に係る電子機器の一態様は、
前記半導体装置の一態様と、
前記音再生装置と、
を備える。

第１実施形態の半導体装置の構成例を示す図。 パルス幅変調信号ＤＯＰを生成するためのパルス幅変調の一例を示す図。 パルス幅変調信号ＤＯＮを生成するためのパルス幅変調の一例を示す図。 パルス幅変調信号ＤＯＰとパルス幅変調信号ＤＯＮとの差分の一例を示す図。 スピーカーの状態とインピーダンス特性との関係の一例を示す図。 Ｄ級アンプ、ピーク周波数検出回路及びその周辺回路の構成例を示す図。 Ｄ級アンプ、ピーク周波数検出回路及びその周辺回路の構成例を示す図。 差動ローパスフィルター及び比較器の構成例を示す図。 エンコーダーの出力信号の真理値表を示す図。 ピーク周波数を含む周波数範囲の開始時刻及び終了時刻を測定する手順の一例を示すフローチャート図。 第１実施形態におけるテスト信号の生成並びに開始時刻及び終了時刻の測定の一例を示す図。 第１実施形態におけるテスト信号の生成並びに開始時刻及び終了時刻の測定の一例を示す図。 第１実施形態におけるテスト信号の生成並びに開始時刻及び終了時刻の測定の一例を示す図。 第２実施形態におけるテスト信号の生成並びに開始時刻及び終了時刻の測定の一例を示す図。 第３実施形態におけるテスト信号の生成並びに開始時刻及び終了時刻の測定の一例を示す図。 第４実施形態の半導体装置の構成例を示す図。 故障検出回路による処理の手順の一例を示すフローチャート図。 パルス幅変調信号ＤＯＮを生成するためのパルス幅変調の他の一例を示す図。 パルス幅変調信号ＤＯＰとパルス幅変調信号ＤＯＮとの差分の他の一例を示す図。 本実施形態の電子機器の機能ブロック図。 電子機器の一例である警告装置の構成例を示す図。

以下、本発明の好適な実施形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。

１．半導体装置
１－１．第１実施形態
図１は、第１実施形態の半導体装置の構成例を示す図である。図１に示すように、第１実施形態の半導体装置１は、通信インターフェース回路１０、メモリー２０、スイッチ８１，８２、音源再生回路１００及び検査回路１１０を備える。半導体装置１は、１チップの半導体集積回路装置であってもよいし、複数チップの半導体集積回路装置で構成されてもよいし、少なくとも一部が半導体集積回路装置以外の電子部品で構成されてもよい。

メモリー２０には、ｎ個の音源データ２１－１～２１－ｎが記憶されている。ｎは１以上の整数である。メモリー２０は、例えば、フラッシュメモリーであってもよい。音源データ２１－１～２１－ｎは、それぞれ、例えば、パルス符号変調された音声データであってもよいし、適応的差分パルス符号変調された音声データであってもよい。音源データ２１－１～２１－ｎは、例えば、人が発話する際の声を模した音声、機械的な警告音や効果音等の各種の音の基となるデータであってもよい。

通信インターフェース回路１０は、マイクロコントロールユニット２とデータ通信を行う回路である。通信インターフェース回路１０は、例えば、ＳＰＩインターフェース回路であってもよいし、Ｉ２Ｃインターフェース回路であってもよい。ＳＰＩはSerial Peripheral Interfaceの略であり、Ｉ２ＣはInter-Integrated Circuitの略である。

通信インターフェース回路１０は、マイクロコントロールユニット２から送信された各種のコマンドを受信し、受信したコマンドに応じた各種の制御信号を生成する。例えば、通信インターフェース回路１０は、半導体装置１の動作モードを通常動作モード又は検査モードに切り替えるコマンドを受信した場合、動作モードに応じてスイッチ４１，４２の接続を切り替えるための制御信号を生成する。また、通信インターフェース回路１０は、メモリー２０に記憶されている音源データ２１－１～２１－ｎのうちのいずれか１つである音源データ２１－ｉに対する音源再生コマンドを受信した場合、メモリー２０から音源データ２１－ｉを読み出して音源信号ＤＩとして音源再生回路１００に入力するとともに、音源再生回路１００に再生を指示する。また、例えば、通信インターフェース回路１０は、再生中の音源データ２１－ｉに対する音源停止コマンドを受信した場合、音源再生回路１００に再生の停止を指示する。また、例えば、通信インターフェース回路１０は、音源再生に関する各種の設定コマンドを受信した場合、音源再生回路１００に対して各種の設定を行う。

本実施形態では、音源再生回路１００に入力される音源信号ＤＩはパルス符号変調信号である。音源データ２１－１～２１－ｎが圧縮された音声データである場合や適応的差分パルス符号変調された音声データである場合は、再生対象の音源データ２１－ｉは不図示のデコーダーによってパルス符号変調信号である音源信号ＤＩに変換される。

音源再生回路１００は、音源信号ＤＩを音信号である増幅信号ＤＯＸＰ，ＤＯＸＮに変換し、半導体装置１と接続される音再生装置３に出力する。これにより、音再生装置３から、増幅信号ＤＯＸＰ，ＤＯＸＮに応じた音が出力される。例えば、音再生装置３は、スピーカーであってもよいし、ブザーであってもよい。なお、音再生装置３から出力される音は、例えば、人が発話する際の声を模した音声であってもよいし、機械的な警告音や効果音等の各種の音であってもよい。

図１に示すように、本実施形態では、音源再生回路１００は、変調回路３０、スイッチ４１，４２及び増幅回路５０を含む。

変調回路３０は、音源信号ＤＩが入力され、音源信号ＤＩに基づく信号を変調してパルス幅変調信号ＤＯＰ，ＤＯＮを出力する。音源信号ＤＩに基づく信号は、音源信号ＤＩそのものであってもよいし、音源信号ＤＩに何らかの処理が施された信号であってもよい。本実施形態では、変調回路３０は、デジタルフィルター３１、シグマデルタ変調回路３２及びパルス幅変調回路３３を含む。

デジタルフィルター３１は、音源信号ＤＩが入力され、音源信号ＤＩに含まれる高周波ノイズを低減させた信号ＤＦを出力するローパスフィルターである。シグマデルタ変調回路３２は、デジタルフィルター３１から信号ＤＦが入力され、信号ＤＦをｎ倍のサンプリング比でオーバーサンプリングしてシグマデルタ変調することにより、高周波数帯にノイズが偏ったシグマデルタ変調信号ＤＳを出力する。ｎは２以上の整数である。したがって、音源信号ＤＩのサンプリング周波数をｆｓとすると、デジタルフィルター３１から出力される信号ＤＦのサンプリング周波数はｆｓであり、シグマデルタ変調信号ＤＳのサンプリング周波数はｎ×ｆｓである。デジタルフィルター３１は、シグマデルタ変調回路３２のオーバーサンプリングによって信号帯域に折り返される高周波ノイズを低減させるアンチエイリアスフィルターとして機能する。

パルス幅変調回路３３は、シグマデルタ変調信号ＤＳをパルス幅変調してパルス幅変調信号ＤＯＰ，ＤＯＮを出力する。パルス幅変調信号ＤＯＰ，ＤＯＮは、それぞれ１ビットのデジタル信号である。シグマデルタ変調信号ＤＳのサンプリング周波数をｎ×ｆｓとすると、パルス幅変調信号ＤＯＰ，ＤＯＮのサンプリング周波数はｎ×ｍ×ｆｓである。ここで、シグマデルタ変調信号ＤＳのビット数をＭとするとｍ＝２^Ｍである。

このように、変調回路３０は、音源信号ＤＩをデジタルフィルター処理した信号をシグマデルタ変調し、さらにパルス幅変調してパルス幅変調信号ＤＯＰ，ＤＯＮを出力する。

パルス幅変調信号ＤＯＰを生成するためのパルス幅変調とパルス幅変調信号ＤＯＮを生成するためのパルス幅変調とは、方式が異なる。図２は、パルス幅変調信号ＤＯＰを生成するためのパルス幅変調の一例を示す図である。また、図３は、パルス幅変調信号ＤＯＮを生成するためのパルス幅変調の一例を示す図である。図２及び図３は、シグマデルタ変調信号ＤＳのビット数Ｍが４の場合の例である。図２及び図３において、シグマデルタ変調信号ＤＳは期間Ｔを周期として更新され、パルス幅変調信号ＤＯＰ，ＤＯＮは、期間Ｔが分割された１６個の区間Ｔ１～Ｔ１６の各々においてハイレベル又はローレベルとなる。すなわち、期間Ｔの長さは１／（ｎ×ｆｓ）であり、区間Ｔ１～Ｔ１６の各々の長さは１／（ｎ×ｍ×ｆｓ）である。

図２に示すように、パルス幅変調信号ＤＯＰは、シグマデルタ変調信号ＤＳの値が大きいほどハイレベルの時間が長くなる。例えば、シグマデルタ変調信号ＤＳが１０進数の「－７」、すなわち２進数の「１００１」であるときは、パルス幅変調信号ＤＯＰは、１つの区間Ｔ１がハイレベルであり、１５個の区間Ｔ２～Ｔ１６がローレベルである。また、例えば、シグマデルタ変調信号ＤＳが１０進数の「０」、すなわち２進数の「００００」であるときは、パルス幅変調信号ＤＯＰは、８個の区間Ｔ１～Ｔ８がハイレベルであり、８個の区間Ｔ９～Ｔ１６がローレベルである。また、例えば、シグマデルタ変調信号ＤＳが１０進数の「７」、すなわち２進数の「０１１１」であるときは、パルス幅変調信号ＤＯＰは、１５個の区間Ｔ１～Ｔ１５がハイレベルであり、１つの区間Ｔ１６がローレベルである。

図３に示すように、パルス幅変調信号ＤＯＮは、シグマデルタ変調信号ＤＳの値が大きいほどハイレベルの時間が短くなる。例えば、シグマデルタ変調信号ＤＳが１０進数の「－７」、すなわち２進数の「１００１」であるときは、パルス幅変調信号ＤＯＮは、１５個の区間Ｔ１～Ｔ１５がハイレベルであり、１つの区間Ｔ１６がローレベルである。また、例えば、シグマデルタ変調信号ＤＳが１０進数の「０」、すなわち２進数の「００００」であるときは、パルス幅変調信号ＤＯＮは、８個の区間Ｔ１～Ｔ８がハイレベルであり、８個の区間Ｔ９～Ｔ１６がローレベルである。また、例えば、シグマデルタ変調信号ＤＳが１０進数の「７」、すなわち２進数の「０１１１」であるときは、パルス幅変調信号ＤＯＮは、１つの区間Ｔ１がハイレベルであり、１５個の区間Ｔ２～Ｔ１６がローレベルである。

したがって、例えば、シグマデルタ変調信号ＤＳが１０進数の「－７」、「０」、「７」であるときのパルス幅変調信号ＤＯＰとパルス幅変調信号ＤＯＮとの差分は図４に示すようになる。

図１の説明に戻り、スイッチ４１は、通信インターフェース回路１０から出力される制御信号に応じて、パルス幅変調信号ＤＯＰ及びパルス幅変調信号ＴＰのいずれか一方を増幅回路５０のＤ級アンプ５１Ｐに出力する。具体的には、スイッチ４１は、半導体装置１の動作モードが通常動作モードであるときはＤ級アンプ５１Ｐにパルス幅変調信号ＤＯＰを出力し、半導体装置１の動作モードが検査モードであるときはＤ級アンプ５１Ｐにパルス幅変調信号ＴＰを出力する。

また、スイッチ４２は、通信インターフェース回路１０から出力される制御信号に応じて、パルス幅変調信号ＤＯＮ及びパルス幅変調信号ＴＮのいずれか一方を増幅回路５０のＤ級アンプ５１Ｎに出力する。具体的には、スイッチ４２は、半導体装置１の動作モードが通常動作モードであるときはＤ級アンプ５１Ｎにパルス幅変調信号ＤＯＮを出力し、半導体装置１の動作モードが検査モードであるときはＤ級アンプ５１Ｎにパルス幅変調信号ＴＮを出力する。

増幅回路５０は、通常動作モードにおいて、パルス幅変調信号ＤＯＰ，ＤＯＮが入力され、パルス幅変調信号ＤＯＰ，ＤＯＮを増幅した増幅信号ＤＯＸＰ，ＤＯＸＮを半導体装置１の出力端子９１，９２に出力する。また、増幅回路５０は、検査モードにおいて、パルス幅変調信号ＴＰ，ＴＮが入力され、パルス幅変調信号ＴＰ，ＴＮを増幅した増幅信号ＤＯＸＰ，ＤＯＸＮを半導体装置１の出力端子９１，９２に出力する。

本実施形態では、増幅回路５０は、２つのＤ級アンプ５１Ｐ，５１Ｎを含む。Ｄ級アンプ５１Ｐは、通常動作モードにおいて、パルス幅変調信号ＤＯＰを増幅した増幅信号ＤＯＸＰを出力端子９１に出力し、検査モードにおいて、パルス幅変調信号ＴＰを増幅した増幅信号ＤＯＸＰを出力端子９１に出力する。Ｄ級アンプ５１Ｎは、通常動作モードにおいて、パルス幅変調信号ＤＯＮを増幅した増幅信号ＤＯＸＮを出力端子９２に出力し、検査モードにおいて、パルス幅変調信号ＴＮを増幅した増幅信号ＤＯＸＮを出力端子９２に出力する。出力端子９１は音再生装置３の端子Ｐ１と接続され、出力端子９２は音再生装置３の端子Ｐ２と接続されている。そして、音再生装置３は、増幅信号ＤＯＸＰと増幅信号ＤＯＸＮとの電圧差に応じた大きさの音を再生する。

検査回路１１０は、音再生装置３を検査する回路である。

図５は、スピーカーの状態とインピーダンス特性との関係の一例を示す図である。図５において、横軸はスピーカーの入力信号の周波数であり、縦軸はスピーカーのインピーダンス値である。Ｇ１は、スピーカーが正常であるときのインピーダンス特性の一例である
。スピーカーのインピーダンスがピークとなる入力信号の周波数であるピーク周波数ｆ０は、スピーカーの種類によって変わるが、スピーカーが正常であるときは、少なくとも、人の可聴域下限である２０Ｈｚ以上であってブザー警告音で使われる周波数である３ｋＨｚ以下の周波数帯域に含まれる。Ｇ２は、スピーカーのマグネットが破損して取れた状態のときのインピーダンス特性の一例である。スピーカーはマグネットが取れるとコイルだけになってしまうので高域になるにつれてゆっくりインピーダンス値が上昇し、ピーク周波数ｆ０が消え去る。Ｇ３は、スピーカーのコーン紙が破れた状態のときのインピーダンス特性の一例である。スピーカーの振動面であるコーン紙が破れると低音が出なくなり、ピーク周波数ｆ０が高域側にシフトする。

このように、ピーク周波数ｆ０はスピーカーの状態によって変化する。そこで、本実施形態では、検査回路１１０は、検査モードにおいて、ピーク周波数ｆ０が含まれる周波数範囲Ｆ０を検出する。本実施形態では、検査回路１１０は、テスト信号生成回路６０及びピーク周波数検出回路７０を含む。

テスト信号生成回路６０は、検査モードにおいて、予め設定された周波数帯域で周波数を変化させたテスト信号を変調して変調信号ＴＰ，ＴＮを生成する。テスト信号生成回路６０がテスト信号の周波数を変化させる周波数帯域は、マイクロコントロールユニット２によって任意に設定可能であり、例えば、１０Ｈｚ以上３ｋＨｚ以下の周波数帯域であってもよい。本実施形態では、テスト信号生成回路６０は、テスト信号をパルス幅変調してパルス幅変調信号ＴＰ，ＴＮを生成する。テスト信号生成回路６０によるパルス幅変調の方式は、パルス幅変調回路３３によるパルス幅変調の方式と同じである。

ピーク周波数検出回路７０は、検査モードにおいて、出力端子９１と出力端子９２との電位差を測定し、音再生装置３のインピーダンスがピークとなるテスト信号の周波数であるピーク周波数ｆ０が含まれる周波数範囲Ｆ０を検出する。

スイッチ８１は、通信インターフェース回路１０から出力される制御信号に応じて、半導体装置１の出力端子９１とピーク周波数検出回路７０とを電気的に接続するか遮断するかを切り替える。具体的には、スイッチ８１は、半導体装置１の動作モードが通常動作モードであるときは出力端子９１とピーク周波数検出回路７０とを電気的に遮断し、半導体装置１の動作モードが検査モードであるときは出力端子９１とピーク周波数検出回路７０とを電気的に接続する。

また、スイッチ８２は、通信インターフェース回路１０から出力される制御信号に応じて、半導体装置１の出力端子９２とピーク周波数検出回路７０とを電気的に接続するか遮断するかを切り替える。具体的には、スイッチ８２は、半導体装置１の動作モードが通常動作モードであるときは出力端子９２とピーク周波数検出回路７０とを電気的に遮断し、半導体装置１の動作モードが検査モードであるときは出力端子９２とピーク周波数検出回路７０とを電気的に接続する。

このように、ピーク周波数検出回路７０は、スイッチ８１，８２により、通常動作モードでは出力端子９１，９１と電気的に遮断され、検査モードでは出力端子９１，９１と電気的に接続されて出力端子９１と出力端子９２との電位差を測定し、ピーク周波数ｆ０が含まれる周波数範囲Ｆ０を検出する。

通信インターフェース回路１０は、マイクロコントロールユニット２からピーク周波数ｆ０が含まれる周波数範囲Ｆ０を読み出すコマンドを受信すると、ピーク周波数検出回路７０から周波数範囲Ｆ０を取得してマイクロコントロールユニット２に送信する。例えば、マイクロコントロールユニット２は、周波数範囲Ｆ０に基づいて、音再生装置３の故障
の有無や故障モードを判定することができる。

図６及び図７は、Ｄ級アンプ５１Ｐ，５１Ｎ、ピーク周波数検出回路７０及びその周辺回路の構成例を示す図である。図６は通常動作モードにおける構成を示し、図７は検査モードにおける構成を示す。

図６及び図７に示すように、Ｄ級アンプ５１Ｐは、複数のインバーター回路２０１－１～２０１－ｎを有し、Ｄ級アンプ５１Ｎは、複数のインバーター回路２０２－１～２０２－ｎを有する。ｎは２以上の整数であり、例えば、１０～１００程度であってもよい。インバーター回路２０１－１～２０１－ｎの各々は、１対のＰＭＯＳトランジスターとＮＭＯＳトランジスターによって構成されており、ＰＭＯＳトランジスターのドレインとＮＭＯＳトランジスターのドレインとが接続されたノードである出力端子が出力端子９１と接続されている。同様に、インバーター回路２０２－１～２０２－ｎの各々は、１対のＰＭＯＳトランジスターとＮＭＯＳトランジスターによって構成されており、ＰＭＯＳトランジスターのドレインとＮＭＯＳトランジスターのドレインとが接続されたノードである出力端子が出力端子９２と接続されている。

図６に示すように、通常動作モードにおいて、Ｄ級アンプ５１Ｐが有するインバーター回路２０１－１～２０１－ｎの各入力端子に、スイッチ４１を介して変調信号ＤＯＰが入力され、Ｄ級アンプ５１Ｎが有するインバーター回路２０２－１～２０２－ｎの各入力端子に、スイッチ４２を介して変調信号ＤＯＮが入力される。すなわち、通常動作モードにおいて、Ｄ級アンプ５１Ｐが有するインバーター回路２０１－１～２０１－ｎは、変調回路３０と半導体装置１の出力端子９１との間に並列に接続され、Ｄ級アンプ５１Ｎが有するインバーター回路２０２－１～２０２－ｎは、変調回路３０と半導体装置１の出力端子９２との間に並列に接続される。これにより、Ｄ級アンプ５１Ｐのオン抵抗Ｒ_ｏｎＰはインバーター回路２０１－１のオン抵抗の１／ｎとなり、Ｄ級アンプ５１Ｎのオン抵抗Ｒ_ｏｎＮはインバーター回路２０２－１のオン抵抗の１／ｎとなる。

そして、増幅回路５０は、変調信号ＤＯＰを増幅した増幅信号ＤＯＸＰを出力端子９１に出力し、変調信号ＤＯＮを増幅した増幅信号ＤＯＸＮを出力端子９２に出力する。出力端子９１，９２は、それぞれ音再生装置３の端子Ｐ１，Ｐ２と接続されている。端子Ｐ１と端子Ｐ２との間のインピーダンスＲ_ｓｐは、例えば４Ω～１２８Ωであり、通常動作モードでは、Ｄ級アンプ５１Ｐのオン抵抗Ｒ_ｏｎＰ及びＤ級アンプ５１Ｎのオン抵抗Ｒ_ｏｎＮは、音再生装置３のインピーダンスＲ_ｓｐの１／１０～１／１００程度である。

また、図６に示すように、検査モードにおいて、スイッチ８１，８２は非導通であり、ピーク周波数検出回路７０は、半導体装置１の出力端子９１，９２と電気的に遮断される。

一方、図７に示すように、検査モードにおいて、Ｄ級アンプ５１Ｐが有するインバーター回路２０１－１～２０１－ｎの一部のインバーター回路の各入力端子に、スイッチ４１を介して変調信号ＴＰが入力され、インバーター回路２０１－１～２０１－ｎの他の一部のインバーター回路の各出力端子がハイインピーダンスとなる。例えば、検査モードにおいて、インバーター回路２０１－１の入力端子に変調信号ＴＰが入力され、インバーター回路２０１－２～２０１－ｎの各出力端子がハイインピーダンスとなる。同様に、Ｄ級アンプ５１Ｎが有するインバーター回路２０２－１～２０２－ｎの一部のインバーター回路の各入力端子に、スイッチ４２を介して変調信号ＴＮが入力され、インバーター回路２０２－１～２０２－ｎの他の一部のインバーター回路の各出力端子がハイインピーダンスとなる。例えば、検査モードにおいて、インバーター回路２０２－１の入力端子に変調信号ＴＮが入力され、インバーター回路２０２－２～２０２－ｎの各出力端子がハイインピー
ダンスとなる。これにより、例えば、Ｄ級アンプ５１Ｐのオン抵抗Ｒ_ｏｎＰ及びＤ級アンプ５１Ｎのオン抵抗Ｒ_ｏｎＮは、インピーダンスＲ_ｓｐと同程度となる。

また、図７に示すように、検査モードにおいて、スイッチ８１，８２が導通し、ピーク周波数検出回路７０は、半導体装置１の出力端子９１，９２と電気的に接続される。

ピーク周波数検出回路７０は、差動ローパスフィルター７１と、比較器７２と、ピーク時間測定回路７３と、を含む。

差動ローパスフィルター７１は、検査モードにおいて、スイッチ８１，８２を介して出力端子９１の電圧と出力端子９２の電圧とが入力される。すなわち、差動ローパスフィルター７１は、増幅信号ＤＯＸＰ，ＤＯＸＮが入力され、パルス幅変調によって増幅信号ＤＯＸＰ，ＤＯＸＮに重畳される高域のノイズ成分を低減させるとともに、増幅信号ＤＯＸＰ，ＤＯＸＮの電位差に応じた電圧Ｖ’を出力する。差動ローパスフィルター７１のカットオフ周波数は、テスト信号生成回路６０がテスト信号の周波数を変化させる周波数帯域の最大周波数よりも高い。例えば、テスト信号生成回路６０が１０Ｈｚ以上３ｋＨｚ以下の周波数帯域でテスト信号の周波数を変化させる場合、差動ローパスフィルター７１のカットオフ周波数は、３ｋＨｚよりも高い。差動ローパスフィルター７１のカットオフ周波数がテスト信号の周波数を変化させる周波数帯域の最大周波数よりも高いので、差動ローパスフィルター７１によって当該周波数帯域に含まれる周波数成分が減衰しない。

比較器７２は、差動ローパスフィルター７１の出力電圧を少なくとも１つの閾値電圧と比較し、比較結果を示すデータＤＴを出力する。比較器７２は、例えば、２^ｍ－１個の閾値電圧と比較してｍビットのデジタル信号を出力するアナログ／デジタル変換回路であってもよい。ｍは１以上の整数である。

ピーク時間測定回路７３は、比較器７２の出力信号であるデータＤＴに基づいて、出力端子９１と出力端子９２との電位差が最大となる時間を含む範囲を測定する。例えば、ピーク時間測定回路７３は、出力端子９１と出力端子９２との電位差が最大となる時間を含む範囲として、当該範囲の開始時刻ｔ_{ｓｔａｒｔ}及び終了時刻ｔ_ｓｔｏｐを測定してもよい。テスト信号の周波数が１０Ｈｚ以上３ｋＨｚ以下の周波数帯域で時間とともに増加する場合、開始時刻ｔ_{ｓｔａｒｔ}におけるテスト信号の周波数が周波数範囲Ｆ０の下限に相当し、終了時刻ｔ_ｓｔｏｐにおけるテスト信号の周波数が周波数範囲Ｆ０の上限に相当する。

このように、ピーク周波数検出回路７０は、検査モードにおいて、出力端子９１と出力端子９２との電位差が最大となる時間を含む範囲を測定することにより、ピーク周波数ｆ０が含まれる周波数範囲Ｆ０を検出する。ピーク周波数検出回路７０が検出する周波数範囲Ｆ０は、出力端子９１と出力端子９２との電位差が最大となる時間を含む範囲の開始時刻ｔ_{ｓｔａｒｔ}及び終了時刻ｔ_ｓｔｏｐであってもよい。あるいは、ピーク周波数検出回路７０は、周波数範囲Ｆ０として、開始時刻ｔ_{ｓｔａｒｔ}及び終了時刻ｔ_ｓｔｏｐに対応するテスト信号の周波数範囲を算出してもよい。

図８は、差動ローパスフィルター７１及び比較器７２の構成例を示す図である。図８に示すように、差動ローパスフィルター７１は、演算増幅器２１１、５個の抵抗２１２，２１３，２１４，２１６，２１８及び３個のコンデンサー２１５，２１７，２１９を含む。

検査モードにおいて、抵抗２１２の一端には、半導体装置１の出力端子９１に出力される増幅信号ＤＯＸＰが入力される。また、抵抗２１３の一端には、半導体装置１の出力端子９２に出力される増幅信号ＤＯＸＮが入力される。抵抗２１２の他端、抵抗２１４の一
端及びコンデンサー２１５の一端は、演算増幅器２１１の非反転入力端子と接続されている。抵抗２１３の他端、抵抗２１６の一端、コンデンサー２１７の一端、抵抗２１８の一端及びコンデンサー２１９の一端は、演算増幅器２１１の反転入力端子と接続されている。

抵抗２１４の他端及びコンデンサー２１５の他端は、演算増幅器２１１の出力端子と接続されている。抵抗２１６の他端及びコンデンサー２１７の他端は接地され、抵抗２１８の他端及びコンデンサー２１９の他端には電源電圧が供給される。

このように構成されている差動ローパスフィルター７１は、パルス幅変調によって増幅信号ＤＯＸＰ，ＤＯＸＮに重畳される高域のノイズ成分を低減させるとともに、演算増幅器２１１の出力端子から、増幅信号ＤＯＸＰ，ＤＯＸＮの電位差、すなわち、出力端子９１と出力端子９２との電位差に応じた電圧Ｖ’を出力する。電源電圧をＶＤＤとし、グラウンド電圧を０Ｖとしたとき、高域のノイズ成分を低減された出力端子９１と出力端子９２との電位差が正のときは、電圧Ｖ’がＶＤＤ×１／２よりも高くなり、高域のノイズ成分を低減された出力端子９１と出力端子９２との電位差が負のときは、電圧Ｖ’がＶＤＤ×１／２よりも低くなる。

そして、電圧Ｖ’の振幅電圧Ｖ’（ｐ－ｐ）と、音再生装置３のインピーダンスＲ_ｓｐ、Ｄ級アンプ５１Ｐのオン抵抗Ｒ_ｏｎＰ及びＤ級アンプ５１Ｎのオン抵抗Ｒ_ｏｎＮとの間には、式（１）の関係がある。式（１）より、インピーダンスＲ_ｓｐが大きいほど電圧Ｖ’の振幅が大きくなるので、インピーダンスＲ_ｓｐがピークとなるときに電圧Ｖ’の振幅が最大となる。

比較器７２は、８個の抵抗２２１～２２８、７個のコンパレーター２３１～２３７、６個の論理素子２４１～２４７及びエンコーダー２５０を含む。

抵抗２２１～２２８は、電源とグラウンドとの間に直列に接続されている。抵抗２２２～２２７の抵抗値は同じである。抵抗２２１，２２８は、電圧Ｖ’の振幅電圧Ｖ’（ｐ－ｐ）の設定最大値に合わせて調整される。ここでは、説明を単純化するために抵抗２２１～２２８の抵抗値がすべて同じであるものとする。電源電圧をＶＤＤ、グラウンド電圧を０Ｖとすると、抵抗２２１と抵抗２２２との接続ノードの電圧はＶＤＤ×７／８であり、抵抗２２２と抵抗２２３との接続ノードの電圧はＶＤＤ×６／８であり、抵抗２２３と抵抗２２４との接続ノードの電圧はＶＤＤ×５／８であり、抵抗２２４と抵抗２２５との接続ノードの電圧はＶＤＤ×４／８であり、抵抗２２５と抵抗２２６との接続ノードの電圧はＶＤＤ×３／８であり、抵抗２２６と抵抗２２７との接続ノードの電圧はＶＤＤ×２／８であり、抵抗２２７と抵抗２２８との接続ノードの電圧はＶＤＤ×１／８である。

コンパレーター２３１の出力信号は、電圧Ｖ’が抵抗２２１と抵抗２２２との接続ノードの電圧であるＶＤＤ×７／８よりも高いときにローレベルとなり、そうでなければハイレベルとなる。コンパレーター２３２の出力信号は、電圧Ｖ’が抵抗２２２と抵抗２２３との接続ノードの電圧であるＶＤＤ×６／８よりも高いときにローレベルとなり、そうでなければハイレベルとなる。コンパレーター２３３の出力信号は、電圧Ｖ’が抵抗２２３と抵抗２２４との接続ノードの電圧であるＶＤＤ×５／８よりも高いときにローレベルとなり、そうでなければハイレベルとなる。コンパレーター２３４の出力信号は、電圧Ｖ’
が抵抗２２４と抵抗２２５との接続ノードの電圧であるＶＤＤ×４／８よりも高いときにローレベルとなり、そうでなければハイレベルとなる。コンパレーター２３５の出力信号は、電圧Ｖ’が抵抗２２５と抵抗２２６との接続ノードの電圧であるＶＤＤ×３／８よりも高いときにローレベルとなり、そうでなければハイレベルとなる。コンパレーター２３６の出力信号は、電圧Ｖ’が抵抗２２６と抵抗２２７との接続ノードの電圧であるＶＤＤ×２／８よりも高いときにローレベルとなり、そうでなければハイレベルとなる。コンパレーター２３７の出力信号は、電圧Ｖ’が抵抗２２７と抵抗２２８との接続ノードの電圧であるＶＤＤ×１／８よりも高いときにローレベルとなり、そうでなければハイレベルとなる。

論理素子２４１は、コンパレーター２３１の出力信号がハイレベルであって、かつ、コンパレーター２３２の出力信号がローレベルの場合にローレベルとなり、その他の場合はハイレベルとなる信号を出力する。論理素子２４２は、コンパレーター２３２の出力信号がハイレベルであって、かつ、コンパレーター２３３の出力信号がローレベルの場合にローレベルとなり、その他の場合はハイレベルとなる信号を出力する。論理素子２４３は、コンパレーター２３３の出力信号がハイレベルであって、かつ、コンパレーター２３４の出力信号がローレベルの場合にローレベルとなり、その他の場合はハイレベルとなる信号を出力する。論理素子２４４は、コンパレーター２３４の出力信号がハイレベルであって、かつ、コンパレーター２３５の出力信号がローレベルの場合にローレベルとなり、その他の場合はハイレベルとなる信号を出力する。論理素子２４５は、コンパレーター２３５の出力信号がハイレベルであって、かつ、コンパレーター２３６の出力信号がローレベルの場合にローレベルとなり、その他の場合はハイレベルとなる信号を出力する。論理素子２４６は、コンパレーター２３６の出力信号がハイレベルであって、かつ、コンパレーター２３７の出力信号がローレベルの場合にローレベルとなり、その他の場合はハイレベルとなる信号を出力する。

したがって、電圧Ｖ’がＶＤＤ×７／８よりも高いときは、論理素子２４１～２４７の各出力信号がハイレベルとなる。また、電圧Ｖ’がＶＤＤ×６／８よりも高く、かつ、ＶＤＤ×７／８よりも低いときは、論理素子２４１の出力信号がローレベルとなり、論理素子２４２～２４７の各出力信号がハイレベルとなる。また、電圧Ｖ’がＶＤＤ×５／８よりも高く、かつ、ＶＤＤ×６／８よりも低いときは、論理素子２４１，２４２の各出力信号がローレベルとなり、論理素子２４３～２４７の各出力信号がハイレベルとなる。また、電圧Ｖ’がＶＤＤ×４／８よりも高く、かつ、ＶＤＤ×５／８よりも低いときは、論理素子２４１～２４３の各出力信号がローレベルとなり、論理素子２４４～２４７の各出力信号がハイレベルとなる。また、電圧Ｖ’がＶＤＤ×３／８よりも高く、かつ、ＶＤＤ×４／８よりも低いときは、論理素子２４１～２４４の各出力信号がローレベルとなり、論理素子２４５～２４７の各出力信号がハイレベルとなる。また、電圧Ｖ’がＶＤＤ×２／８よりも高く、かつ、ＶＤＤ×３／８よりも低いときは、論理素子２４１～２４５の各出力信号がローレベルとなり、論理素子２４６，２４７の出力信号がハイレベルとなる。また、電圧Ｖ’がＶＤＤ×１／８よりも高いときは、論理素子２４１～２４６の各出力信号がローレベルとなり、論理素子２４７の出力信号のみがハイレベルとなる。

論理素子２４１～２４７の出力信号をそれぞれ信号Ｄ１～Ｄ７とし、エンコーダー２５０は、図９のテーブルに従って、信号Ｄ１～Ｄ７を３ビットのデータＤＴ［２：０］にエンコードする。

図９に示すように、信号Ｄ１～Ｄ７がハイレベルのとき、データＤＴ［２：０］は０１１である。また、信号Ｄ１がローレベルであって、かつ信号Ｄ２～Ｄ７がハイレベルのとき、データＤＴ［２：０］は０１０である。また、信号Ｄ１，Ｄ２がローレベルであって、かつ信号Ｄ３～Ｄ７がハイレベルのとき、データＤＴ［２：０］は００１である。また
、信号Ｄ１～Ｄ３がローレベルであって、かつ信号Ｄ４～Ｄ７がハイレベルのとき、データＤＴ［２：０］は０００である。また、信号Ｄ１～Ｄ４がローレベルであって、かつ信号Ｄ５～Ｄ７がハイレベルのとき、データＤＴ［２：０］は１００である。また、信号Ｄ１～Ｄ５がローレベルであって、かつ信号Ｄ６，Ｄ７がハイレベルのとき、データＤＴ［２：０］は１０１である。また、信号Ｄ１～Ｄ６がローレベルであって、かつ信号Ｄ７がハイレベルのとき、データＤＴ［２：０］は１１０である。また、信号Ｄ１～Ｄ７がローレベルのとき、データＤＴ［２：０］は１１１である。

ＤＴ［２］は、電圧Ｖ’の符号を表し、電圧Ｖ’がＶＤＤ×１／２よりも高いときはローレベルであり、電圧Ｖ’がＶＤＤ×１／２よりも低いときはハイレベルである。ＤＴ［１：０］は、電圧Ｖ’の振幅の大きさを表し、００，０１，１０，１１の４値を取り得る。

ピーク時間測定回路７３は、例えば、２ビットのデータＤＴ［１：０］に基づいて、出力端子９１と出力端子９２との電位差が最大となる時間含む範囲の開始時刻ｔ_{ｓｔａｒｔ}及び終了時刻ｔ_ｓｔｏｐを測定することができる。

図１０は、ピーク時間測定回路７３が開始時刻ｔ_{ｓｔａｒｔ}及び終了時刻ｔ_ｓｔｏｐを測定する手順の一例を示すフローチャート図である。図１０の例では、ピーク時間測定回路７３にＮ個のデータＤＴ［１：０］であるデータＤＴ（０）［１：０］～データＤＴ（Ｎ－１）［１：０］が入力されるものとする。

図１０に示すように、まず、工程Ｓ１において、ピーク時間測定回路７３は、データＤＴ［１：０］の番号を示す変数ｉを０に初期化し、データＤＴ［１：０］の最大値を示す変数ＤＴ［１：０］_ｍａｘを００に初期化し、開始時刻ｔ_{ｓｔａｒｔ}及び終了時刻ｔ_ｓｔｏｐをともに０に初期化する。

次に、工程Ｓ２において、ピーク時間測定回路７３は、データＤＴ（ｉ）［１：０］が変数ＤＴ［１：０］_ｍａｘよりも大きいか否かを判定する。そして、工程Ｓ２において、データＤＴ（ｉ）［１：０］が変数ＤＴ［１：０］_ｍａｘよりも大きい場合、工程Ｓ３において、ピーク時間測定回路７３は、変数ＤＴ［１：０］_ｍａｘをデータＤＴ（ｉ）［１：０］に更新し、開始時刻ｔ_{ｓｔａｒｔ}及び終了時刻ｔ_ｓｔｏｐをともにｉに更新する。

一方、工程Ｓ２において、データＤＴ（ｉ）［１：０］が変数ＤＴ［１：０］_ｍａｘと等しい場合、工程Ｓ４において、ピーク時間測定回路７３は、データＤＴ（ｉ）［１：０］が変数ＤＴ［１：０］_ｍａｘと等しいか否かを判定する。そして、工程Ｓ４において、データＤＴ（ｉ）［１：０］が変数ＤＴ［１：０］_ｍａｘと等しい場合、工程Ｓ５において、ピーク時間測定回路７３は、終了時刻ｔ_ｓｔｏｐをｉに更新する。

次に、工程Ｓ６において、ピーク時間測定回路７３は、変数ｉがＮ－１よりも小さいか否かを判定する。そして、工程Ｓ６において、変数ｉがＮ－１よりも小さい場合、工程Ｓ７において、ピーク時間測定回路７３は、変数ｉをｉ＋１に更新し、変数ｉがＮ－１に達するまで工程Ｓ２以降の処理を繰り返す。変数ｉがＮ－１に達すると、ピーク時間測定回路７３は、処理を終了する。

図１１～図１３は、検査回路１１０によるテスト信号の生成並びに開始時刻ｔ_{ｓｔａｒｔ}及び終了時刻ｔ_ｓｔｏｐの測定の一例を示す図である。図１１は、音再生装置３のインピーダンス特性が図５のＧ１である場合の例である。図１２は、音再生装置３のインピーダンス特性が図５のＧ２である場合の例である。図１３は、音再生装置３のインピーダンス特性が図５のＧ３である場合の例である。図１１～図１３の例では、テスト信号生成回
路６０は、テスト信号の振幅を一定電圧Ｖ１に維持したままテスト信号の周波数を１０Ｈｚ以上３ｋＨｚ以下の周波数帯域で連続的に変化させている。

図１１の例では、テスト信号のピーク周波数ｆ０において差動ローパスフィルター７１の出力電圧Ｖ’の振幅が最大となる。比較器７２が出力するデータＤＴ［１：０］の最大値は１０であり、ピーク時間測定回路７３は、データＤＴ［１：０］が最初に１０となるときの変数ｉを開始時刻ｔ_{ｓｔａｒｔ}として測定し、データＤＴ［１：０］が最後に１０となるときの変数ｉを終了時刻ｔ_ｓｔｏｐとして測定する。

図１２の例では、比較器７２が出力するデータＤＴ［１：０］は常に００であり、その最大値も００である。したがって、ピーク時間測定回路７３は、データＤＴ［１：０］が最初に１０となるときの変数ｉ＝０を開始時刻ｔ_{ｓｔａｒｔ}として測定し、データＤＴ［１：０］が最後に１０となるときの変数ｉ＝Ｎ－１を終了時刻ｔ_ｓｔｏｐとして測定する。ピーク周波数検出回路７０は、開始時刻ｔ_{ｓｔａｒｔ}から終了時刻ｔ_ｓｔｏｐまでの時間に対応するテスト信号の周波数範囲Ｆ０として１０Ｈｚ以上３ｋＨｚ以下の周波数帯域の全範囲を検出する。

図１３の例では、比較器７２が出力するデータＤＴ［１：０］の最大値は０１であり、ピーク時間測定回路７３は、データＤＴ［１：０］が最初に０１となるときの変数ｉを開始時刻ｔ_{ｓｔａｒｔ}として測定し、データＤＴ［１：０］が最後に１０となるときの変数ｉ＝Ｎ－１を終了時刻ｔ_ｓｔｏｐとして測定する。ピーク周波数検出回路７０は、開始時刻ｔ_{ｓｔａｒｔ}から終了時刻ｔ_ｓｔｏｐまでの時間に対応するテスト信号の周波数範囲Ｆ０を検出する。

通信インターフェース回路１０は、マイクロコントロールユニット２からピーク周波数ｆ０が含まれる周波数範囲Ｆ０を読み出すコマンドを受信すると、ピーク周波数検出回路７０から周波数範囲Ｆ０として開始時刻ｔ_{ｓｔａｒｔ}及び終了時刻ｔ_ｓｔｏｐを取得してマイクロコントロールユニット２に送信する。あるいは、ピーク周波数検出回路７０は、開始時刻ｔ_{ｓｔａｒｔ}から終了時刻ｔ_ｓｔｏｐまでの時間に対応するテスト信号の周波数範囲Ｆ０を算出し、通信インターフェース回路１０は、この周波数範囲Ｆ０を取得してマイクロコントロールユニット２に送信してもよい。マイクロコントロールユニット２は、通信インターフェース回路１０を介して周波数範囲Ｆ０を取得し、周波数範囲Ｆ０に基づいて、音再生装置３の故障の有無や故障モードを判定することができる。マイクロコントロールユニット２は、周波数範囲Ｆ０の下限及び上限がそれぞれ所定の範囲に含まれていれば、音再生装置３が正常であると判定し、そうでなければ故障していると判定する。また、マイクロコントロールユニット２は、音再生装置３が故障している場合は、周波数範囲Ｆ０の下限及び上限に基づいて、故障モードを判定する。

例えば、図１１の例では、マイクロコントロールユニット２は、周波数範囲Ｆ０の下限に対応する開始時刻ｔ_{ｓｔａｒｔ}が第１基準範囲に含まれ、かつ、周波数範囲Ｆ０の上限に対応する終了時刻ｔ_ｓｔｏｐが第２基準範囲に含まれるため、音再生装置３が正常であると判定する。また、図１２の例や図１３の例では、マイクロコントロールユニット２は、周波数範囲Ｆ０の下限に対応する開始時刻ｔ_{ｓｔａｒｔ}が第１基準範囲に含まれず、あるいは、周波数範囲Ｆ０の上限に対応する終了時刻ｔ_ｓｔｏｐが第２基準範囲に含まれないため、音再生装置３が故障していると判定することができる。また、図１２の例では、マイクロコントロールユニット２は、開始時刻ｔ_{ｓｔａｒｔ}が０であり、かつ、終了時刻ｔ_ｓｔｏｐがＮ－１であるので、テスト信号が１０Ｈｚ以上３ｋＨｚの周波数帯域で変化しても電圧Ｖ’が徐々に変化する故障モード、すなわち、インピーダンス特性が図５のＧ２のようになる、音再生装置３のスピーカーのマグネットが破損して取れた故障モードであると判定することができる。また、図１３の例では、マイクロコントロールユニット２
は、開始時刻ｔ_{ｓｔａｒｔ}がＮ－１に近く、かつ、終了時刻ｔ_ｓｔｏｐがＮ－１であるので、ピーク周波数ｆ０が３ｋＨｚよりも高い周波数にシフトする故障モード、すなわち、インピーダンス特性が図５のＧ３のようになる、音再生装置３のコーン紙が破れた故障モードであると判定することができる。

なお、第１実施形態において、音再生装置３の端子Ｐ１は「第１端子」の一例であり、音再生装置３の端子Ｐ２は「第２端子」の一例である。また、半導体装置１の出力端子９１は「第１出力端子」の一例であり、半導体装置１の出力端子９２は「第２出力端子」の一例である。また、パルス幅変調信号ＤＯＰは「第１変調信号」の一例であり、パルス幅変調信号ＤＯＮは「第２変調信号」の一例である。また、パルス幅変調信号ＴＰは「第３変調信号」の一例であり、パルス幅変調信号ＴＮは「第４変調信号」の一例である。また、パルス幅変調信号ＤＯＰが増幅された増幅信号ＤＯＸＰは「第１増幅信号」の一例であり、パルス幅変調信号ＤＯＮが増幅された増幅信号ＤＯＸＮは「第２増幅信号」の一例である。また、パルス幅変調信号ＴＰが増幅された増幅信号ＤＯＸＰは「第３増幅信号」の一例であり、パルス幅変調信号ＴＮが増幅された増幅信号ＤＯＸＮは「第４増幅信号」の一例である。また、Ｄ級アンプ５１Ｐは「第１増幅回路」の一例であり、Ｄ級アンプ５１Ｎは「第２増幅回路」の一例である。また、通常動作モードは「第１動作モード」の一例であり、検査モードは「第２動作モード」の一例である。

第１実施形態の半導体装置１は、１つの音再生装置３に音を出力させることが可能な構成であるが、複数の音再生装置に音を出力させることが可能な構成であってもよい。

以上に説明したように、第１実施形態の半導体装置１によれば、通常動作モードでは、Ｄ級アンプ５１Ｐが音源信号ＤＩに基づくパルス幅変調信号ＤＯＰを増幅した増幅信号ＤＯＸＰを出力端子９１に出力するとともに、Ｄ級アンプ５１Ｎが音源信号ＤＩに基づくパルス幅変調信号ＤＯＮを増幅した増幅信号ＤＯＸＮを出力端子９２に出力することにより、音再生装置３が音を再生することができる。具体的には、通常動作モードでは、Ｄ級アンプ５１Ｐが有するインバーター回路２０１－１～２０１－ｎが並列に接続されるともにＤ級アンプ５１Ｎが有するインバーター回路２０２－１～２０２－ｎが並列に接続される。そのため、Ｄ級アンプ５１Ｐのオン抵抗Ｒ_ｏｎＰ及びＤ級アンプ５１Ｎのオン抵抗Ｒ_ｏｎＮが音再生装置３のインピーダンスＲ_ｓｐよりも十分に小さくなり、音再生装置３が適切に音を再生することができる。

一方、検査モードでは、Ｄ級アンプ５１Ｐがテスト信号に基づくパルス幅変調信号ＴＰを増幅した増幅信号ＤＯＸＰを出力端子９１に出力するとともに、Ｄ級アンプ５１Ｎがテスト信号に基づくパルス幅変調信号ＴＮを増幅した増幅信号ＤＯＸＮを出力端子９２に出力することにより、ピーク周波数検出回路７０が、出力端子９１と出力端子９２との電位差を測定し、音再生装置３のインピーダンスがピークとなるピーク周波数ｆ０が含まれる周波数範囲Ｆ０を検出することができる。具体的には、検査モードでは、Ｄ級アンプ５１Ｐが有するインバーター回路２０１－１～２０１－ｎの一部の出力がハイインピーダンスとなるとともにＤ級アンプ５１Ｎが有するインバーター回路２０２－１～２０２－ｎの一部の出力がハイインピーダンスとなる。そのため、Ｄ級アンプ５１Ｐのオン抵抗Ｒ_ｏｎＰ及びＤ級アンプ５１Ｎのオン抵抗Ｒ_ｏｎＮが増加し、前出の式（１）より、音再生装置３のインピーダンスＲ_ｓｐの変化による出力端子９１と出力端子９２との電位差の変化量が大きくなる。特に、オン抵抗Ｒ_ｏｎＰ，Ｒ_ｏｎＮがインピーダンスＲ_ｓｐと同程度になるようにすれば、インピーダンスＲ_ｓｐの変化に対して出力端子９１と出力端子９２との電位差の変化が最も敏感になるので、ピーク周波数検出回路７０が、ピーク周波数ｆ０が含まれる周波数範囲Ｆ０を精度良く検出することができる。したがって、マイクロコントロールユニット２が、ピーク周波数ｆ０が含まれる周波数範囲Ｆ０に基づいて音再生装置３のインピーダンス特性を推定し、音再生装置３の故障の有無や故障モードを判定すること
ができる。

すなわち、第１実施形態の半導体装置１では、Ｄ級アンプ５１Ｐ及びＤ級アンプ５１Ｎが、通常動作モードにおいて音再生装置３に音を再生させるための増幅信号ＤＯＸＰ，ＤＯＸＮの生成と、検査モードにおいてピーク周波数ｆ０が含まれる周波数範囲Ｆ０の検出に必要な増幅信号ＤＯＸＰ，ＤＯＸＮの生成とに兼用される。さらに、検査モードにおいて、音再生装置３のインピーダンスＲ_ｓｐの変化による出力端子９１と出力端子９２との電位差の変化量が大きいので、ピーク周波数検出回路７０のサイズが低減される。したがって、第１実施形態の半導体装置１によれば、音再生装置３の故障を検出するために必要な信号を小規模の回路で生成することができる。

また、第１実施形態の半導体装置１によれば、音再生装置３のインピーダンスＲ_ｓｐがピークとなるときに出力端子９１と出力端子９２との電位差もピークとなるので、出力端子９１と出力端子９２との電位差が最大となる時間を含む範囲を測定することにより、ピーク周波数ｆ０が含まれる周波数範囲Ｆ０を検出することができる。

また、第１実施形態の半導体装置１によれば、ピーク周波数検出回路７０において、差動ローパスフィルター７１が、テスト信号を変調することによって増幅信号ＤＯＸＰ，ＤＯＸＮに重畳される高域のノイズ成分を低減させ、比較器７２が差動ローパスフィルター７１の出力電圧をデータＤＴに変換し、ピーク時間測定回路７３が、容易に高精度の測定を行うことができる。

また、第１実施形態の半導体装置１によれば、音再生装置３のインピーダンスＲ_ｓｐは増幅信号ＤＯＸＰ，ＤＯＸＮの電圧の大小に依存しないので、検査モードにおいて、音再生装置３が人の耳に聞こえない微小な音を再生しながら、ピーク周波数ｆ０が含まれる周波数範囲Ｆ０を検出することができる。

１－２．第２実施形態
以下、第２実施形態の半導体装置１について、第１実施形態と同様の構成については同じ符号を付し、第１実施形態と同様の説明は省略又は簡略し、主として第１実施形態と異なる内容について説明する。

第２実施形態の半導体装置１の構成は、図１と同様であるため、その図示を省略する。第２実施形態の半導体装置１では、テスト信号生成回路６０が生成するテスト信号が第１実施形態と異なる。

本実施形態では、テスト信号生成回路６０は、検査モードにおいて、あらかじめ設定された周波数帯域に含まれる第１周波数帯域Ｆ１で周波数を変化させた後に当該設定された周波数帯域に含まれる第１周波数帯域Ｆ１以外の第２周波数帯域Ｆ２で周波数を変化させたテスト信号を変調して変調信号ＴＰ，ＴＮを生成する。第１周波数帯域Ｆ１には、音再生装置３が正常であるときのピーク周波数ｆ０が含まれる。第１周波数帯域Ｆ１及び第２周波数帯域Ｆ２は、マイクロコントロールユニット２によって任意に設定可能であってもよい。第１実施形態と同様、テスト信号生成回路６０は、テスト信号をパルス幅変調してパルス幅変調信号ＴＰ，ＴＮを生成する。テスト信号生成回路６０によるパルス幅変調の方式は、パルス幅変調回路３３によるパルス幅変調の方式と同じである。

第２実施形態の半導体装置１のその他の構成及び機能は、第１実施形態と同様であるため、その説明を省略する。

図１４は、第２実施形態における検査回路１１０によるテスト信号の生成及び開始時刻
ｔ_{ｓｔａｒｔ}及び終了時刻ｔ_ｓｔｏｐの測定の一例を示す図である。図１４は、音再生装置３のインピーダンス特性が図５のＧ１である場合の例である。図１４の例では、テスト信号生成回路６０は、テスト信号の振幅を一定電圧Ｖ１に維持したまま、テスト信号の周波数を、１０Ｈｚ以上３ｋＨｚ以下の周波数帯域に含まれる７種類の周波数で段階的に変化させている。具体的には、テスト信号生成回路６０は、テスト信号の周波数を、第１周波数帯域Ｆ１に含まれる４種類の周波数で段階的に変化させた後に、第１周波数帯域Ｆ１以外の第２周波数帯域Ｆ２に含まれる３種類の周波数で段階的に変化させている。このように、テスト信号の周波数を段階的に変化させることにより、テスト信号生成回路６０及びピーク周波数検出回路７０の回路規模を小さくすることができる。

図１４の例では、第１周波数帯域Ｆ１に含まれるピーク周波数ｆ０において差動ローパスフィルター７１の出力電圧Ｖ’の振幅が最大となる。比較器７２が出力するデータＤＴ［１：０］の最大値は１０であり、ピーク時間測定回路７３は、データＤＴ［１：０］が最初に１０となるときの変数ｉを開始時刻ｔ_{ｓｔａｒｔ}として測定し、データＤＴ［１：０］が最後に１０となるときの変数ｉを終了時刻ｔ_ｓｔｏｐとして測定する。

図１４の例における開始時刻ｔ_{ｓｔａｒｔ}及び終了時刻ｔ_ｓｔｏｐは、を図１１における開始時刻ｔ_{ｓｔａｒｔ}及び終了時刻ｔ_ｓｔｏｐよりも早い時刻である。すなわち、第２実施形態におけるピーク周波数検出回路７０は、第１実施形態よりも短い時間で周波数範囲Ｆ０を検出することができる。なお、図１４の例では、テスト信号生成回路６０は、テスト信号の周波数を段階的に変化させているので、周波数範囲Ｆ０にはピーク周波数ｆ０のみが含まれている。

ピーク周波数検出回路７０が第１周波数帯域Ｆ１において周波数範囲Ｆ０を検出した場合、テスト信号生成回路６０及びピーク周波数検出回路７０は動作を停止し、検査完了割り込み信号をマイクロコントロールユニット２に出力してもよい。その場合、マイクロコントロールユニット２は、検査完了割り込み信号を受けて通信インターフェース回路１０を介して周波数範囲Ｆ０を取得し、周波数範囲Ｆ０に基づいて、音再生装置３の故障の有無や故障モードを判定することができる。

なお、第２実施形態において、音再生装置３の端子Ｐ１は「第１端子」の一例であり、音再生装置３の端子Ｐ２は「第２端子」の一例である。また、半導体装置１の出力端子９１は「第１出力端子」の一例であり、半導体装置１の出力端子９２は「第２出力端子」の一例である。また、パルス幅変調信号ＤＯＰは「第１変調信号」の一例であり、パルス幅変調信号ＤＯＮは「第２変調信号」の一例である。また、パルス幅変調信号ＴＰは「第３変調信号」の一例であり、パルス幅変調信号ＴＮは「第４変調信号」の一例である。また、パルス幅変調信号ＤＯＰが増幅された増幅信号ＤＯＸＰは「第１増幅信号」の一例であり、パルス幅変調信号ＤＯＮが増幅された増幅信号ＤＯＸＮは「第２増幅信号」の一例である。また、パルス幅変調信号ＴＰが増幅された増幅信号ＤＯＸＰは「第３増幅信号」の一例であり、パルス幅変調信号ＴＮが増幅された増幅信号ＤＯＸＮは「第４増幅信号」の一例である。また、Ｄ級アンプ５１Ｐは「第１増幅回路」の一例であり、Ｄ級アンプ５１Ｎは「第２増幅回路」の一例である。また、通常動作モードは「第１動作モード」の一例であり、検査モードは「第２動作モード」の一例である。

第２実施形態の半導体装置１は、１つの音再生装置３に音を出力させることが可能な構成であるが、複数の音再生装置に音を出力させることが可能な構成であってもよい。

以上に説明した第２実施形態の半導体装置１によれば、第１実施形態の半導体装置１と同様の効果を奏する。さらに、第２実施形態の半導体装置１によれば、音再生装置３が正常であるときのピーク周波数ｆ０が含まれる第１周波数帯域Ｆ１を優先してテスト信号の
周波数を変化させるので、ピーク周波数ｆ０が含まれる周波数範囲Ｆ０を短い時間で検出することができる。

１－３．第３実施形態
以下、第３実施形態の半導体装置１について、第１実施形態又は第２実施形態と同様の構成については同じ符号を付し、第１実施形態又は第２実施形態と同様の説明は省略又は簡略し、主として第１実施形態及び第２実施形態と異なる内容について説明する。

第３実施形態の半導体装置１の構成は、図１と同様であるため、その図示を省略する。第３実施形態の半導体装置１では、テスト信号生成回路６０が生成するテスト信号が第１実施形態及び第２実施形態と異なる。

本実施形態では、テスト信号生成回路６０は、検査モードにおいて、あらかじめ設定された周波数帯域に含まれる互いに異なる第１周波数帯域Ｆ１及び第２周波数帯域Ｆ２で同時に周波数を変化させたテスト信号を変調して変調信号ＴＰ，ＴＮを生成する。第１周波数帯域Ｆ１には、音再生装置３が正常であるときのピーク周波数ｆ０が含まれてもよい。第１周波数帯域Ｆ１及び第２周波数帯域Ｆ２は、マイクロコントロールユニット２によって任意に設定可能であってもよい。第１実施形態と同様、テスト信号生成回路６０は、テスト信号をパルス幅変調してパルス幅変調信号ＴＰ，ＴＮを生成する。テスト信号生成回路６０によるパルス幅変調の方式は、パルス幅変調回路３３によるパルス幅変調の方式と同じである。

第３実施形態の半導体装置１のその他の構成及び機能は、第１実施形態と同様であるため、その説明を省略する。

図１５は、第３実施形態における検査回路１１０によるテスト信号の生成及び開始時刻ｔ_{ｓｔａｒｔ}及び終了時刻ｔ_ｓｔｏｐの測定の一例を示す図である。図１５は、音再生装置３のインピーダンス特性が図５のＧ１である場合の例である。図１５の例では、テスト信号生成回路６０は、テスト信号の振幅を一定電圧Ｖ１に維持したまま、テスト信号の周波数を、１０Ｈｚ以上３ｋＨｚ以下の周波数帯域に含まれる第１周波数帯域Ｆ１及び第２周波数帯域Ｆ２で同時に段階的に変化させている。具体的には、テスト信号生成回路６０は、テスト信号の周波数を、第１周波数帯域Ｆ１に含まれる４種類の周波数で段階的に変化させるのと並行して、第１周波数帯域Ｆ１以外の第２周波数帯域Ｆ２に含まれる３種類の周波数で段階的に変化させている。このように、テスト信号の周波数を段階的に変化させることにより、テスト信号生成回路６０及びピーク周波数検出回路７０の回路規模を小さくすることができる。

図１５の例では、第１周波数帯域Ｆ１に含まれるピーク周波数ｆ０において差動ローパスフィルター７１の出力電圧Ｖ’の振幅が最大となる。比較器７２が出力するデータＤＴ［１：０］の最大値は１０であり、ピーク時間測定回路７３は、データＤＴ［１：０］が最初に１０となるときの変数ｉを開始時刻ｔ_{ｓｔａｒｔ}として測定し、データＤＴ［１：０
］が最後に１０となるときの変数ｉを終了時刻ｔ_ｓｔｏｐとして測定する。

図１５の例における開始時刻ｔ_{ｓｔａｒｔ}及び終了時刻ｔ_ｓｔｏｐは、図１１における開始時刻ｔ_{ｓｔａｒｔ}及び終了時刻ｔ_ｓｔｏｐよりも早い時刻である。すなわち、第３実施形態におけるピーク周波数検出回路７０は、第１実施形態と比較して、テスト信号の周波数を変化させる時間が短くなり、周波数範囲Ｆ０の検出時間が短縮される。なお、図１５の例では、テスト信号生成回路６０は、テスト信号の周波数を段階的に変化させているので、周波数範囲Ｆ０にはピーク周波数ｆ０のみが含まれている。

マイクロコントロールユニット２は、通信インターフェース回路１０を介して周波数範囲Ｆ０を取得し、周波数範囲Ｆ０に基づいて、音再生装置３の故障の有無や故障モードを判定することができる。

なお、第３実施形態において、音再生装置３の端子Ｐ１は「第１端子」の一例であり、音再生装置３の端子Ｐ２は「第２端子」の一例である。また、半導体装置１の出力端子９１は「第１出力端子」の一例であり、半導体装置１の出力端子９２は「第２出力端子」の一例である。また、パルス幅変調信号ＤＯＰは「第１変調信号」の一例であり、パルス幅変調信号ＤＯＮは「第２変調信号」の一例である。また、パルス幅変調信号ＴＰは「第３変調信号」の一例であり、パルス幅変調信号ＴＮは「第４変調信号」の一例である。また、パルス幅変調信号ＤＯＰが増幅された増幅信号ＤＯＸＰは「第１増幅信号」の一例であり、パルス幅変調信号ＤＯＮが増幅された増幅信号ＤＯＸＮは「第２増幅信号」の一例である。また、パルス幅変調信号ＴＰが増幅された増幅信号ＤＯＸＰは「第３増幅信号」の一例であり、パルス幅変調信号ＴＮが増幅された増幅信号ＤＯＸＮは「第４増幅信号」の一例である。また、Ｄ級アンプ５１Ｐは「第１増幅回路」の一例であり、Ｄ級アンプ５１Ｎは「第２増幅回路」の一例である。また、通常動作モードは「第１動作モード」の一例であり、検査モードは「第２動作モード」の一例である。

第３実施形態の半導体装置１は、１つの音再生装置３に音を出力させることが可能な構成であるが、複数の音再生装置に音を出力させることが可能な構成であってもよい。

以上に説明した第３実施形態の半導体装置１によれば、第１実施形態又は第２実施形態の半導体装置１と同様の効果を奏する。さらに、第３実施形態の半導体装置１によれば、同時に複数の周波数を有するテスト信号を生成することによってテスト信号の周波数を変化させる時間が短くなるので、ピーク周波数ｆ０が含まれる周波数範囲Ｆ０を短い時間で検出することができる。

１－４．第４実施形態
以下、第４実施形態の半導体装置１について、第１実施形態～第３実施形態のいずれかと同様の構成については同じ符号を付し、第１実施形態～第３実施形態のいずれかと同様の説明は省略又は簡略し、主として第１実施形態～第３実施形態のいずれとも異なる内容について説明する。

図１６は、第４実施形態の半導体装置１の構成例を示す図である。図１６に示すように、第４実施形態の半導体装置１は、図１に示した第１実施形態の半導体装置１と比較して、増幅回路５０ａ、故障検出回路１２０及び６個のスイッチ４１ａ，４２ａ，４３，４４，１２１，１２２を備える点が異なる。

スイッチ４３は、故障検出回路１２０から出力される制御信号に応じて、パルス幅変調信号ＤＯＰをスイッチ４１及びスイッチ４１ａのいずれか一方に出力する。また、スイッチ４４は、故障検出回路１２０から出力される制御信号に応じて、パルス幅変調信号ＤＯＮをスイッチ４２及びスイッチ４２ａのいずれか一方に出力する。

スイッチ４１ａは、通信インターフェース回路１０から出力される制御信号に応じて、スイッチ４３からの信号及びパルス幅変調信号ＴＰのいずれか一方を増幅回路５０ａのＤ級アンプ５１Ｐａに出力する。具体的には、スイッチ４３がパルス幅変調信号ＤＯＰをスイッチ４１ａに出力しているとき、スイッチ４１ａは、半導体装置１の動作モードが通常動作モードであるときはＤ級アンプ５１Ｐａにパルス幅変調信号ＤＯＰを出力する。またし、スイッチ４１ａは、半導体装置１の動作モードが検査モードであるときはＤ級アンプ
５１Ｐａにパルス幅変調信号ＴＰを出力する。

また、スイッチ４２ａは、通信インターフェース回路１０から出力される制御信号に応じて、スイッチ４４からの信号及びパルス幅変調信号ＴＮのいずれか一方を増幅回路５０ａのＤ級アンプ５１Ｎａに出力する。具体的には、スイッチ４４がパルス幅変調信号ＤＯＮをスイッチ４２ａに出力しているとき、スイッチ４２ａは、半導体装置１の動作モードが通常動作モードであるときはＤ級アンプ５１Ｎａにパルス幅変調信号ＤＯＮを出力する。また、スイッチ４２ａは、半導体装置１の動作モードが検査モードであるときはＤ級アンプ５１Ｎａにパルス幅変調信号ＴＮを出力する。

スイッチ４３，４４がパルス幅変調信号ＤＯＰ，ＤＯＮをスイッチ４１ａ，４２ａに出力しているとき、増幅回路５０ａは、通常動作モードにおいて、パルス幅変調信号ＤＯＰ，ＤＯＮが入力され、パルス幅変調信号ＤＯＰ，ＤＯＮを増幅した増幅信号ＤＯＸＰａ，ＤＯＸＮａを半導体装置１の出力端子９３，９４に出力する。また、増幅回路５０ａは、検査モードにおいて、パルス幅変調信号ＴＰ，ＴＮが入力され、パルス幅変調信号ＴＰ，ＴＮを増幅した増幅信号ＤＯＸＰａ，ＤＯＸＮａを半導体装置１の出力端子９３，９４に出力する。

本実施形態では、増幅回路５０ａは、２つのＤ級アンプ５１Ｐａ，５１Ｎａを含む。Ｄ級アンプ５１Ｐａは、通常動作モードにおいて、パルス幅変調信号ＤＯＰを増幅した増幅信号ＤＯＸＰａを出力端子９３に出力し、検査モードにおいて、パルス幅変調信号ＴＰを増幅した増幅信号ＤＯＸＰａを出力端子９４に出力する。Ｄ級アンプ５１Ｎａは、通常動作モードにおいて、パルス幅変調信号ＤＯＮを増幅した増幅信号ＤＯＸＮａを出力端子９４に出力し、検査モードにおいて、パルス幅変調信号ＴＮを増幅した増幅信号ＤＯＸＮａを出力端子９４に出力する。出力端子９３は音再生装置３ａの端子Ｐ１ａと接続され、出力端子９４は音再生装置３ａの端子Ｐ２ａと接続されている。そして、音再生装置３ａは、増幅信号ＤＯＸＰと増幅信号ＤＯＸＮとの電圧差に応じた大きさの音を再生する。

故障検出回路１２０は、ピーク周波数検出回路７０が検出した周波数範囲Ｆ０に基づいて、音再生装置３の故障を検出する。具体的には、故障検出回路１２０は、周波数範囲Ｆ０の下限が第１基準範囲に含まれ、かつ、周波数範囲Ｆ０の上限が第２基準範囲に含まれている場合は、音再生装置３が正常であると判定し、そうでなければ故障していると判定する。例えば、通信インターフェース回路１０が、マイクロコントロールユニット２から送信されたコマンドを受信して第１基準範囲及び第２基準範囲を設定してもよい。

そして、故障検出回路１２０は、音再生装置３の故障を検出した場合に、増幅回路５０ａが変調信号ＤＯＰ，ＤＯＮをそれぞれ増幅した増幅信号ＤＯＰａ，ＤＯＮａを、音再生装置３とは異なる音再生装置３ａに出力させる。具体的には、故障検出回路１２０は、音再生装置３の故障を検出した場合、パルス変調信号ＤＯＰが増幅回路５０ａのＤ級アンプ５１ａに出力されるようにスイッチ４３を切り替えるとともに、パルス変調信号ＤＯＮが増幅回路５０ａのＤ級アンプ５２ａに出力されるようにスイッチ４４を切り替える。これにより、音再生装置３からの音の出力が停止するとともに、パルス変調信号ＤＯＮ，ＤＯＰが増幅された増幅信号ＤＯＸＰ，ＤＯＸＮが出力端子９３，９４に出力され、音再生装置３ａから音が出力される。例えば、音再生装置３ａは、スピーカーであってもよいし、ブザーであってもよい。なお、音再生装置３ａから出力される音は、例えば、人が発話する際の声を模した音声であってもよいし、機械的な警告音や効果音等の各種の音であってもよい。

スイッチ１２１は、故障検出回路１２０から出力される制御信号に応じて、スイッチ８１の一端を半導体装置１の出力端子９１と出力端子９３のいずれか一方と接続する。また
、スイッチ１２２は、故障検出回路１２０から出力される制御信号に応じて、スイッチ８２の一端を半導体装置１の出力端子９２と出力端子９４のいずれか一方と接続する。

スイッチ８１は、通信インターフェース回路１０から出力される制御信号に応じて、半導体装置１の出力端子９１，９３とピーク周波数検出回路７０とを電気的に接続するか遮断するかを切り替える。スイッチ８１は、半導体装置１の動作モードが通常動作モードであるときは出力端子９１，９３とピーク周波数検出回路７０とを電気的に遮断し、半導体装置１の動作モードが検査モードであるときは、スイッチ１２１を介して出力端子９１，９３のいずれか一方とピーク周波数検出回路７０とを電気的に接続する。

また、スイッチ８２は、通信インターフェース回路１０から出力される制御信号に応じて、半導体装置１の出力端子９２，９４のいずれか一方とピーク周波数検出回路７０とを電気的に接続するか、半導体装置１の出力端子９２，９４とピーク周波数検出回路７０とを遮断するかを切り替える。具体的には、スイッチ８２は、半導体装置１の動作モードが通常動作モードであるときは出力端子９２，９４とピーク周波数検出回路７０とを電気的に遮断し、半導体装置１の動作モードが検査モードであるときは、スイッチ１２２を介して出力端子９２，９４のいずれか一方とピーク周波数検出回路７０とを電気的に接続する。

故障検出回路１２０が音再生装置３の故障を検出するまでは、ピーク周波数検出回路７０は、検査モードにおいて、出力端子９１と出力端子９２との電位差を測定し、音再生装置３のインピーダンスがピークとなるテスト信号の周波数であるピーク周波数ｆ０が含まれる周波数範囲Ｆ０を検出する。また、故障検出回路１２０が音再生装置３の故障を検出した後は、ピーク周波数検出回路７０は、検査モードにおいて、出力端子９２と出力端子９４との電位差を測定し、音再生装置３ａのインピーダンスがピークとなるテスト信号の周波数であるピーク周波数ｆ０が含まれる周波数範囲Ｆ０を検出する。

図１７は、故障検出回路１２０による処理の手順の一例を示すフローチャート図である。

図１７に示すように、まず、工程Ｓ１１において、故障検出回路１２０は、ピーク時間測定回路７３が測定した開始時刻ｔ_{ｓｔａｒｔ}がｔ１以上ｔ２以下の第１基準範囲に含まれるか否かを判定する。また、工程Ｓ１２において、故障検出回路１２０は、ピーク時間測定回路７３が測定した終了時刻ｔ_ｓｔｏｐがｔ３以上ｔ４以下の第２基準範囲に含まれるか否かを判定する。前述の通り、例えば、開始時刻ｔ_{ｓｔａｒｔ}は周波数範囲Ｆ０の下限に対応し、終了時刻ｔ_ｓｔｏｐは周波数範囲Ｆ０の上限に対応する。

そして、開始時刻ｔ_{ｓｔａｒｔ}が第１基準範囲に含まれ、かつ、終了時刻ｔ_ｓｔｏｐが第２基準範囲に含まれる場合、工程Ｓ１３において、故障検出回路１２０は、スイッチ４３，４４を制御し、パルス幅変調信号ＤＯＰ，ＤＯＮが増幅された増幅信号ＤＯＸＰ，ＤＯＸＮを音再生装置３に出力させる。一方、開始時刻ｔ_{ｓｔａｒｔ}が第１基準範囲に含まれず、あるいは、終了時刻ｔ_ｓｔｏｐが第２基準範囲に含まれない場合、工程Ｓ１４において、故障検出回路１２０は、スイッチ４３，４４を制御し、パルス幅変調信号ＤＯＰ，ＤＯＮが増幅された増幅信号ＤＯＸＰａ，ＤＯＸＮａを音再生装置３ａに出力させる。

第４実施形態の半導体装置１のその他の構成は、図１と同様であるため、その説明を省略する。

なお、第４実施形態において、音再生装置３の端子Ｐ１は「第１端子」の一例であり、音再生装置３の端子Ｐ２は「第２端子」の一例である。また、半導体装置１の出力端子９
１は「第１出力端子」の一例であり、半導体装置１の出力端子９２は「第２出力端子」の一例である。また、パルス幅変調信号ＤＯＰは「第１変調信号」の一例であり、パルス幅変調信号ＤＯＮは「第２変調信号」の一例である。また、パルス幅変調信号ＴＰは「第３変調信号」の一例であり、パルス幅変調信号ＴＮは「第４変調信号」の一例である。また、パルス幅変調信号ＤＯＰが増幅された増幅信号ＤＯＸＰは「第１増幅信号」の一例であり、パルス幅変調信号ＤＯＮが増幅された増幅信号ＤＯＸＮは「第２増幅信号」の一例である。また、パルス幅変調信号ＴＰが増幅された増幅信号ＤＯＸＰは「第３増幅信号」の一例であり、パルス幅変調信号ＴＮが増幅された増幅信号ＤＯＸＮは「第４増幅信号」の一例である。また、Ｄ級アンプ５１Ｐは「第１増幅回路」の一例であり、Ｄ級アンプ５１Ｎは「第２増幅回路」の一例である。また、通常動作モードは「第１動作モード」の一例であり、検査モードは「第２動作モード」の一例である。

第４実施形態の半導体装置１は、２つの音再生装置３，３ａに音を出力させることが可能な構成であるが、３つ以上の音再生装置に音を出力させることが可能な構成であってもよい。

以上に説明した第４実施形態の半導体装置１によれば、第１実施形態～第３実施形態の半導体装置１のいずれかと同様の効果を奏する。さらに、第４実施形態の半導体装置１は、故障検出回路１２０が音再生装置３の故障検出を行い、音再生装置３が故障した場合でも音再生装置３ａから正常な音を発生させることができる。

１－５．変形例
本発明は本実施形態に限定されず、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。

例えば、上記の各実施形態では、半導体装置１と、マイクロコントロールユニット２と、音再生装置３を備えたシステムが稼働中に、マイクロコントロールユニット２が、半導体装置１が検出した周波数範囲Ｆ０に基づいて音再生装置３の故障の有無を判定する例を挙げたが、半導体装置１が周波数範囲Ｆ０を検出するケースはこれに限られない。例えば、当該システムの稼働前の検査工程において、半導体装置１が、検出した周波数範囲Ｆ０を検査装置に送信し、検査装置が、周波数範囲Ｆ０に基づいて音再生装置３が正常であるか否かを検査してもよい。

また、例えば、上記の各実施形態では、音源データ２１－１～２１－ｎが記憶されているメモリー２０が半導体装置１に内蔵されているが、メモリー２０に代えて、音源データ２１－１～２１－ｎが記憶されている外部メモリーが半導体装置１と接続され、半導体装置１が当該外部メモリーから音源信号ＤＩである音源データ２１－ｉを読み出してもよい。あるいは、メモリー２０に代えて、マイクロコントロールユニット２が音源データ２１－１～２１－ｎが記憶されているメモリーを内蔵し、マイクロコントロールユニット２が当該メモリーから音源データ２１－ｉを読み出して音源信号ＤＩとして半導体装置１に送信してもよい。

また、例えば、上記の各実施形態では、パルス幅変調回路３３による変調方式として図２～図４の例を挙げたが、他の変調方式であってもよい。例えば、パルス幅変調信号ＤＯＰを生成するためのパルス幅変調は図２と同じ方式であり、パルス幅変調信号ＤＯＮを生成するためのパルス幅変調は図１８に示す方式であってもよい。図１８の例では、パルス幅変調信号ＤＯＮは、図２に示したパルス幅変調信号ＤＯＰの論理レベルを反転した信号であり、シグマデルタ変調信号ＤＳの値が大きいほどハイレベルの時間が短くなる。例えば、シグマデルタ変調信号ＤＳが１０進数の「－７」、すなわち２進数の「１００１」であるときは、パルス幅変調信号ＤＯＮは、１つの区間Ｔ１１がローレベルであり、１５個
の区間Ｔ２～Ｔ１６がハイレベルである。また、例えば、シグマデルタ変調信号ＤＳが１０進数の「０」、すなわち２進数の「００００」であるときは、パルス幅変調信号ＤＯＮは、８個の区間Ｔ１～Ｔ８がローレベルであり、８個の区間Ｔ９～Ｔ１６がハイレベルである。また、例えば、シグマデルタ変調信号ＤＳが１０進数の「７」、すなわち２進数の「０１１１」であるときは、パルス幅変調信号ＤＯＮは、１５個の区間Ｔ１～Ｔ１５がローレベルであり、１つの区間Ｔ１６がハイレベルである。したがって、例えば、シグマデルタ変調信号ＤＳが１０進数の「－７」、「０」、「７」であるときのパルス幅変調信号ＤＯＰとパルス幅変調信号ＤＯＮとの差分は図１９に示すようになる。

２．電子機器
図２０は、本実施形態の半導体装置１を用いた本実施形態の電子機器の構成の一例を示す機能ブロック図である。

図２０に示すように、本実施形態の電子機器３００は、半導体装置１、ｍ個の音再生装置３－１～３－ｍ、処理部３１０、操作部３２０、記憶部３３０及び表示部３４０を備えている。なお、本実施形態の電子機器３００は、図２０の構成要素の一部を省略又は変更し、あるいは、他の構成要素を付加した構成としてもよい。

処理部３１０は、電子機器３００の各部の制御処理や種々のデータ処理を行う。例えば、処理部３１０は、半導体装置１に各種のコマンドを送信し、半導体装置１の動作を制御する。また、処理部３１０は、操作部３２０からの操作信号に応じた各種の処理、表示部３４０に各種の情報を表示させるための表示信号を送信する処理等を行う。例えば、処理部３１０は、前述のマイクロコントロールユニット２であってもよい。

操作部３２０は、操作キーやボタンスイッチ等により構成される入力装置であり、ユーザーによる操作に応じた操作信号を処理部３１０に出力する。

記憶部３３０は、処理部３１０が各種の計算処理や制御処理を行うためのプログラムやデータ等を記憶している。記憶部３３０は、例えば、ハードディスク、フレキシブルディスク、ＭＯ、ＭＴ、各種のメモリー、ＣＤ－ＲＯＭ、又は、ＤＶＤ－ＲＯＭ等によって実現される。

表示部３４０は、ＬＣＤ等により構成される表示装置であり、入力される表示信号に基づいて各種の情報を表示する。ＬＣＤは、Liquid Crystal Displayの略である。表示部３４０には操作部３２０として機能するタッチパネルが設けられていてもよい。

半導体装置１は、処理部３１０から送信される各種のコマンドに基づいて音信号を生成して音再生装置３－１に出力する。音再生装置３－１は、前述の音再生装置３に対応する。また、半導体装置１は、音再生装置３－１を検査して検査結果を処理部３１０に送信し、処理部３１０が音再生装置３－１の故障の有無や故障モードを判定してもよい。処理部３１０は、音再生装置３－１が故障している場合、例えば、音再生装置３－２～３－ｍのいずれかに音再生装置３－１が故障していることを通知する音声を再生させてもよいし、音信号の出力先を音再生装置３－１から音再生装置３－２～３－ｍのいずれかに切り替えてもよい。あるいは、半導体装置１は、音再生装置３－１の故障を検出した場合、音信号の出力先を音再生装置３－１から音再生装置３－２に切り替えてもよい。音再生装置３－２は、前述の音再生装置３ａに対応する。

半導体装置１は、音再生装置３－１の故障を検出するために必要な信号を生成することができるので、信頼性の高い電子機器３００を実現することができる。

このような電子機器３００としては種々の電子機器が考えられ、例えば、警告装置、炊飯器、ＩＨクッキングヒーター、掃除機、洗濯機等の各種の家庭用電気製品、電子時計、モバイル型、ラップトップ型、タブレット型などのパーソナルコンピューター、スマートフォンや携帯電話機などの移動体端末、ディジタルカメラ、インクジェットプリンターなどのインクジェット式吐出装置、ルーターやスイッチなどのストレージエリアネットワーク機器、ローカルエリアネットワーク機器、移動体端末基地局用機器、テレビ、ビデオカメラ、ビデオレコーダー、カーナビゲーション装置、リアルタイムクロック装置、ページャー、電子手帳、電子辞書、電卓、電子ゲーム機器、ゲーム用コントローラー、ワードプロセッサー、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニター、電子双眼鏡、ＰＯＳ端末、電子体温計、血圧計、血糖計、心電図計測装置、超音波診断装置、電子内視鏡等の医療機器、魚群探知機、各種測定機器、車両、航空機、船舶等の計器類、フライトシミュレーター、ヘッドマウントディスプレイ、モーショントレース、モーショントラッキング、モーションコントローラー、歩行者自律航法装置等が挙げられる。

図２１は、電子機器３００の一例である警告装置３００Ａの構成例を示す図である。図２１において、図２０と同じ構成要素には同じ符号が付されている。図２１に示す警告装置３００Ａは、車両４００に搭載されている。音再生装置３－１はスピーカーであり、音再生装置３－２～３－５はそれぞれブザーである。

処理部３１０は、不図示の各種センサーからの信号に基づいて、各種の音の再生コマンド等を半導体装置１に送信する。各種の音には、例えば、ブレーキ、エンジンオイル、パワーステアリング、ブレーキオーバーライドシステム等の異常、半ドアでの走行、ふらつき走行、パーキングブレーキの未解除での走行、シートベルトの未着用、先行車への接近等を通知するための人の声を模した音声や警告音、ウィンカー、ハザード、バック等を通知するための効果音等が含まれる。

半導体装置１は、処理部３１０からのコマンドに基づいて、各種の音に対応する複数の音源データの一部に基づいて音信号を生成して音再生装置３－１に出力する。また、半導体装置１は、音再生装置３－１を検査して検査結果を処理部３１０に送信し、処理部３１０が音再生装置３－１の故障の有無や故障モードを判定してもよい。処理部３１０は、音再生装置３－１が故障している場合、例えば、音再生装置３－２～３－５のいずれかに音再生装置３－１が故障していることを通知する音声を再生させてもよいし、音信号の出力先を音再生装置３－１から音再生装置３－２～３－５のいずれかに切り替えてもよい。あるいは、半導体装置１は、音再生装置３－１の故障を検出した場合、音信号の出力先を音再生装置３－１から音再生装置３－２に切り替えてもよい。

半導体装置１は、音再生装置３－１の故障を検出するために必要な信号を生成することができるので、信頼性の高い警告装置３００Ａを実現することができる。

本発明は本実施形態に限定されず、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。

上述した実施形態および変形例は一例であって、これらに限定されるわけではない。例えば、各実施形態および各変形例を適宜組み合わせることも可能である。

本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成、例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成
を含む。

上述した実施形態及び変形例から以下の内容が導き出される。

半導体装置の一態様は、
音再生装置の第１端子と接続される第１出力端子と、
前記音再生装置の第２端子と接続される第２出力端子と、
音源信号に基づく信号を変調して第１変調信号及び第２変調信号を出力する変調回路と、
第１動作モードにおいて、前記第１変調信号を増幅した第１増幅信号を前記第１出力端子に出力する第１増幅回路と、
前記第１動作モードにおいて、前記第２変調信号を増幅した第２増幅信号を前記第２出力端子に出力する第２増幅回路と、
第２動作モードにおいて、予め設定された周波数帯域で周波数を変化させたテスト信号を変調して第３変調信号及び第４変調信号を生成するテスト信号生成回路と、
前記第２動作モードにおいて、前記第１出力端子と前記第２出力端子との電位差を測定し、前記音再生装置のインピーダンスがピークとなる前記テスト信号の周波数であるピーク周波数が含まれる周波数範囲を検出するピーク周波数検出回路と、
を備え、
前記第１増幅回路は、前記第２動作モードにおいて、前記第３変調信号を増幅した第３増幅信号を前記第２出力端子に出力し、
前記第２増幅回路は、前記第２動作モードにおいて、前記第４変調信号を増幅した第４増幅信号を前記第２出力端子に出力し、
前記第１増幅回路は、各出力端子が前記第１出力端子と接続される複数のインバーター回路を有し、
前記第２増幅回路は、各出力端子が前記第２出力端子と接続される複数のインバーター回路を有し、
前記第１動作モードにおいて、
前記第１増幅回路が有する前記複数のインバーター回路の各入力端子に前記第１変調信号が入力され、前記第２増幅回路が有する前記複数のインバーター回路の各入力端子に前記第２変調信号が入力され、
前記第２動作モードにおいて、
前記第１増幅回路が有する前記複数のインバーター回路の一部のインバーター回路の各入力端子に前記第３変調信号が入力され、前記第１増幅回路が有する前記複数のインバーター回路の他の一部のインバーター回路の各出力端子がハイインピーダンスとなり、前記第２増幅回路が有する前記複数のインバーター回路の一部のインバーター回路の各入力端子に前記第４変調信号が入力され、前記第２増幅回路が有する前記複数のインバーター回路の他の一部のインバーター回路の各出力端子がハイインピーダンスとなる。

この半導体装置によれば、第１動作モードでは、第１増幅回路が音源信号に基づく第１変調信号を増幅した第１増幅信号を第１出力端子に出力するとともに、第２増幅回路が音源信号に基づく第２変調信号を増幅した第２増幅信号を第２出力端子に出力することにより、音再生装置が音を再生することができる。具体的には、第１動作モードでは、第１増幅回路が有する複数のインバーター回路が並列に接続されるともに第２増幅回路が有する複数のインバーター回路が並列に接続される。そのため、第１増幅回路のオン抵抗及び第２増幅回路のオン抵抗が音再生装置のインピーダンスよりも十分に小さくなり、音再生装置が適切に音を再生することができる。

一方、第２動作モードでは、第１増幅回路がテスト信号に基づく第３変調信号を増幅した第３増幅信号を第１出力端子に出力するとともに、第２増幅回路がテスト信号に基づく
第４変調信号を増幅した第４増幅信号を第２出力端子に出力することにより、ピーク周波数検出回路が、第１出力端子と第２出力端子との電位差を測定し、音再生装置のインピーダンスがピークとなるピーク周波数が含まれる周波数範囲を検出することができる。具体的には、第２動作モードでは、第１増幅回路が有する複数のインバーター回路の一部の出力がハイインピーダンスとなるとともに第２増幅回路が有する複数のインバーター回路の一部の出力がハイインピーダンスとなる。そのため、第１増幅回路のオン抵抗及び第２増幅回路のオン抵抗が増加し、音再生装置のインピーダンスの変化による第１出力端子と第２出力端子との電位差の変化量が大きくなるので、ピーク周波数検出回路が、ピーク周波数が含まれる周波数範囲を精度良く検出することができる。したがって、例えば、外部装置が、ピーク周波数が含まれる周波数範囲に基づいて音再生装置のインピーダンス特性を推定し、音再生装置の故障の有無や故障モードを判定することができる。

すなわち、この半導体装置では、第１増幅回路及び第２増幅回路が、第１動作モードにおいて音再生装置に音を再生させるための第１増幅信号及び第２増幅信号の生成と、第２動作モードにおいてピーク周波数が含まれる周波数範囲の検出に必要な第３増幅信号及び第４増幅信号の生成とに兼用される。さらに、第２動作モードにおいて、音再生装置のインピーダンスの変化による第１出力端子と第２出力端子との電位差の変化量が大きいので、ピーク周波数検出回路のサイズが低減される。したがって、この半導体装置によれば、音再生装置の故障を検出するために必要な信号を小規模の回路で生成することができる。

前記半導体装置の一態様において、
前記ピーク周波数検出回路は、前記第２動作モードにおいて、前記第１出力端子と前記第２出力端子との電位差が最大となる時間を含む範囲を測定することにより、前記周波数範囲を検出してもよい。

この半導体装置によれば、音再生装置のインピーダンスがピークとなるときに第１出力端子と前記第２出力端子との電位差もピークとなるので、第１出力端子と前記第２出力端子との電位差が最大となる時間を含む範囲を測定することにより、ピーク周波数が含まれる周波数範囲を検出することができる。

前記半導体装置の一態様において、
前記ピーク周波数検出回路は、
前記第１出力端子の電圧と前記第２出力端子の電圧とが入力される差動ローパスフィルターと、
前記差動ローパスフィルターの出力電圧を少なくとも１つの閾値電圧と比較する比較器と、
前記比較器の出力信号に基づいて、前記第１出力端子と前記第２出力端子との電位差が最大となる時間を含む範囲を測定するピーク時間測定回路と、
を含んでもよい。

この半導体装置によれば、差動ローパスフィルターが、テスト信号を変調することによって第３増幅信号及び第４増幅信号に重畳される高域のノイズ成分を低減させ、比較器が差動ローパスフィルターの出力電圧をデジタル値に変換し、ピーク時間測定回路が、容易に高精度の測定を行うことができる。

前記半導体装置の一態様において、
前記差動ローパスフィルターのカットオフ周波数は、前記周波数帯域の最大周波数よりも高くてもよい。

この半導体装置によれば、差動ローパスフィルターのカットオフ周波数がテスト信号の
周波数を変化させる周波数帯域の最大周波数よりも高いので、差動ローパスフィルターによって当該周波数帯域に含まれる周波数成分が減衰せず、ピーク時間測定回路が高精度の測定を行うことができる。

前記半導体装置の一態様において、
前記テスト信号生成回路は、前記第２動作モードにおいて、前記周波数帯域に含まれる第１周波数帯域で周波数を変化させた後に前記周波数帯域に含まれる前記第１周波数帯域以外の第２周波数帯域で周波数を変化させた前記テスト信号を変調して前記第３変調信号及び前記第４変調信号を生成し、
前記第１周波数帯域には、前記音再生装置が正常であるときの前記ピーク周波数が含まれてもよい。

この半導体装置によれば、音再生装置が正常であるときのピーク周波数が含まれる第１周波数帯域を優先してテスト信号の周波数を変化させるので、ピーク周波数が含まれる周波数範囲を短い時間で検出することができる。

前記半導体装置の一態様において、
前記テスト信号生成回路は、前記第２動作モードにおいて、前記周波数帯域に含まれる互いに異なる第１周波数帯域及び第２周波数帯域で同時に周波数を変化させた前記テスト信号を変調して前記第３変調信号及び前記第４変調信号を生成してもよい。

この半導体装置によれば、同時に複数の周波数を有するテスト信号を生成することによってテスト信号の周波数を変化させる時間が短くなるので、ピーク周波数が含まれる周波数範囲を短い時間で検出することができる。

前記半導体装置の一態様は、
前記ピーク周波数検出回路が検出した前記周波数範囲に基づいて、前記音再生装置の故障を検出する故障検出回路を備え、
前記故障検出回路は、前記音再生装置の故障を検出した場合に、前記第１変調信号を増幅した信号及び前記第２変調信号を増幅した信号を前記音再生装置とは異なる音再生装置に出力させてもよい。

この半導体装置によれば、音再生装置が故障した場合でも他の音再生装置から正常な音を発生させることができる。

電子機器の一態様は、
前記半導体装置の一態様と、
前記音再生装置と、
を備える。

この電子機器によれば、音再生装置の故障を検出するために必要な信号を生成することができる半導体装置を備えるので、信頼性を高めることができる。

１…半導体装置、２…マイクロコントロールユニット、３，３ａ，３－１～３－ｍ…音再生装置、１０…通信インターフェース回路、２０…メモリー、２１－１～２１－ｎ…音源データ、３０…変調回路、３１…デジタルフィルター、３２…シグマデルタ変調回路、３３…パルス幅変調回路、４１，４１ａ…スイッチ、４２，４２ａ…スイッチ、４３…スイッチ、４４…スイッチ、５０，５０ａ…増幅回路、５１Ｐ，５１Ｎ…Ｄ級アンプ、６０…テスト信号生成回路、７０…ピーク周波数検出回路、７１…差動ローパスフィルター、７
２…比較器、７３…ピーク時間測定回路、８１…スイッチ、８２…スイッチ、９１…出力端子、９２…出力端子、９３…出力端子、９４…出力端子、１００…音源再生回路、１１０…検査回路、１２０…故障検出回路、１２１…スイッチ、１２２…スイッチ、２０１－１～２０１－ｎ…インバーター回路、２０１－１～２０１－ｎ…インバーター回路、２０２－１～２０２－ｎ…インバーター回路、２１１…演算増幅器、２１２，２１３，２１４…抵抗、２１５…コンデンサー、２１６…抵抗、２１７…コンデンサー、２１８…抵抗、２１９…コンデンサー、２２１～２２８…抵抗、２３１～２３７…コンパレーター、２４１～２４６…論理素子、２５０…エンコーダー、３００…電子機器、３００Ａ…警告装置、３１０…処理部、３２０…操作部、３３０…記憶部、３４０…表示部、４００…車両

Claims (8)

1. 音再生装置の第１端子と接続される第１出力端子と、
   前記音再生装置の第２端子と接続される第２出力端子と、
   音源信号に基づく信号を変調して第１変調信号及び第２変調信号を出力する変調回路と、
   第１動作モードにおいて、前記第１変調信号を増幅した第１増幅信号を前記第１出力端子に出力する第１増幅回路と、
   前記第１動作モードにおいて、前記第２変調信号を増幅した第２増幅信号を前記第２出力端子に出力する第２増幅回路と、
   第２動作モードにおいて、予め設定された周波数帯域で周波数を変化させたテスト信号を変調して第３変調信号及び第４変調信号を生成するテスト信号生成回路と、
   前記第２動作モードにおいて、前記第１出力端子と前記第２出力端子との電位差を測定し、前記音再生装置のインピーダンスがピークとなる前記テスト信号の周波数であるピーク周波数が含まれる周波数範囲を検出するピーク周波数検出回路と、
   を備え、
   前記第１増幅回路は、前記第２動作モードにおいて、前記第３変調信号を増幅した第３増幅信号を前記第２出力端子に出力し、
   前記第２増幅回路は、前記第２動作モードにおいて、前記第４変調信号を増幅した第４増幅信号を前記第２出力端子に出力し、
   前記第１増幅回路は、各出力端子が前記第１出力端子と接続される複数のインバーター回路を有し、
   前記第２増幅回路は、各出力端子が前記第２出力端子と接続される複数のインバーター回路を有し、
   前記第１動作モードにおいて、
   前記第１増幅回路が有する前記複数のインバーター回路の各入力端子に前記第１変調信号が入力され、前記第２増幅回路が有する前記複数のインバーター回路の各入力端子に前記第２変調信号が入力され、
   前記第２動作モードにおいて、
   前記第１増幅回路が有する前記複数のインバーター回路の一部のインバーター回路の各入力端子に前記第３変調信号が入力され、前記第１増幅回路が有する前記複数のインバーター回路の他の一部のインバーター回路の各出力端子がハイインピーダンスとなり、前記第２増幅回路が有する前記複数のインバーター回路の一部のインバーター回路の各入力端子に前記第４変調信号が入力され、前記第２増幅回路が有する前記複数のインバーター回路の他の一部のインバーター回路の各出力端子がハイインピーダンスとなる、半導体装置。
2. 請求項１において、
   前記ピーク周波数検出回路は、前記第２動作モードにおいて、前記第１出力端子と前記第２出力端子との電位差が最大となる時間を含む範囲を測定することにより、前記周波数範囲を検出する、半導体装置。
3. 請求項２において、
   前記ピーク周波数検出回路は、
   前記第１出力端子の電圧と前記第２出力端子の電圧とが入力される差動ローパスフィルターと、
   前記差動ローパスフィルターの出力電圧を少なくとも１つの閾値電圧と比較する比較器と、
   前記比較器の出力信号に基づいて、前記第１出力端子と前記第２出力端子との電位差が最大となる時間を含む範囲を測定するピーク時間測定回路と、
   を含む、半導体装置。
4. 請求項３において、
   前記差動ローパスフィルターのカットオフ周波数は、前記周波数帯域の最大周波数よりも高い、半導体装置。
5. 請求項１において、
   前記テスト信号生成回路は、前記第２動作モードにおいて、前記周波数帯域に含まれる第１周波数帯域で周波数を変化させた後に前記周波数帯域に含まれる前記第１周波数帯域以外の第２周波数帯域で周波数を変化させた前記テスト信号を変調して前記第３変調信号及び前記第４変調信号を生成し、
   前記第１周波数帯域には、前記音再生装置が正常であるときの前記ピーク周波数が含まれる、半導体装置。
6. 請求項１において、
   前記テスト信号生成回路は、前記第２動作モードにおいて、前記周波数帯域に含まれる互いに異なる第１周波数帯域及び第２周波数帯域で同時に周波数を変化させた前記テスト信号を変調して前記第３変調信号及び前記第４変調信号を生成する、半導体装置。
7. 請求項１において、
   前記ピーク周波数検出回路が検出した前記周波数範囲に基づいて、前記音再生装置の故障を検出する故障検出回路を備え、
   前記故障検出回路は、前記音再生装置の故障を検出した場合に、前記第１変調信号を増幅した信号及び前記第２変調信号を増幅した信号を前記音再生装置とは異なる音再生装置に出力させる、半導体装置。
8. 請求項１乃至７のいずれか一項に記載の半導体装置と、
   前記音再生装置と、
   を備える、電子機器。

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