JP4476158B2 - Audio signal level control device and level control method - Google Patents
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Description
本発明はオーディオ信号レベル制御装置およびレベル制御方法に係わり、特にスピーカボックス内の温度が設定温度以上になったとき、スピーカに入力するオーディオ信号レベルを低下するオーディオ信号レベル制御装置およびレベル制御方法に関する。 The present invention relates to an audio signal level control device and a level control method, and more particularly to an audio signal level control device and a level control method for reducing the level of an audio signal input to a speaker when the temperature in a speaker box becomes a set temperature or higher. .
一部の車載オーディオ機器はスピーカとアンプが1つの筐体(ボックス)内に収容されており、オーディオ信号の強入力が連続するとスピーカーとアンプの発熱によりスピーカボックス内の温度が上昇し、スピーカの性能を劣化させ、あるいはスピーカを破壊する。このため、車載オーディオ機器にはスピーカを温度上昇から保護する温度保護回路が設けられている。この温度保護回路は、スピーカボックス内の温度をサーミスタなどの温度検出センサーで検出し、該温度が設定温度以上になったときにアンプから出力するオーディオ信号レベルを低下して温度上昇を抑えてスピーカを破壊から保護するものである。
ところで、従来はオーディオ信号のアンプ入力レベルが設定レベル以上になってアンプ出力信号が図6のAに示すように歪んだ状態で使用されているときに、スピーカボックス内の温度が設定温度以上になると、Bに示すようにアンプ出力信号レベルを低下すると同時に歪のない信号にする。しかし、かかる温度制御では、温度上昇を抑えることができるが、歪が有する音量感がなくなってしまう問題が発生する。
従来技術として、過大入力に起因するクリップ発生を検出してクリップの発生を防止する音声電力増幅器が提案されている(特許文献1参照)。しかし、かかる従来技術は、音量感を維持しつつ温度上昇を抑えるものではない。
By the way, conventionally, when the amplifier input level of the audio signal exceeds the set level and the amplifier output signal is used in a distorted state as shown in FIG. 6A, the temperature in the speaker box exceeds the set temperature. Then, as shown in B, the amplifier output signal level is lowered and at the same time a signal without distortion. However, such temperature control can suppress an increase in temperature, but causes a problem that the volume feeling of distortion is lost.
As a conventional technique, there has been proposed an audio power amplifier that detects the occurrence of a clip due to an excessive input and prevents the occurrence of a clip (see Patent Document 1). However, this conventional technique does not suppress the temperature rise while maintaining a sense of volume.
本発明の目的は、アンプ出力信号が歪んだ状態で使用されているときにスピーカボックス内の温度が設定温度以上なったとき、音量感を維持しつつ温度上昇を抑えるようにすることである。 An object of the present invention is to suppress an increase in temperature while maintaining a feeling of volume when the temperature in a speaker box becomes equal to or higher than a set temperature when the amplifier output signal is used in a distorted state.
上記課題は本発明によれば、スピーカボックス内の温度が設定温度以上になったとき、スピーカに入力するオーディオ信号レベルを低下するオーディオ信号レベル制御装置において、スピーカボックス内の温度を検出する温度検出部、アンプから出力するオーディオ信号が歪んでいるか判定する歪発生判定部、スピーカボックス内の温度が設定温度以上になったとき、前記アンプから出力するオーディオ信号が歪んでいれば、アンプに入力するオーディオ信号を歪ませ、かつ該オーディオ信号のレベルを低下するレベル制御部を備えたオーディオ信号レベル制御装置により達成される。
前記オーディオ信号レベル制御装置において、レベル制御部はアンプに入力するオーディオ信号のスライスレベルを低下してオーディオ信号を歪ませ、かつ、該オーディオ信号のゲインを減少することにより、オーディオ信号を歪んだままそのレベルを低下する。このレベル制御部は、オーディオ信号を低域成分と高域成分に分離する分離部、低域成分のスライスレベルを低下するスライス回路、スライス回路から出力する低域成分と前記高域成分を合成する合成部、合成されたオーディオ信号のゲインを制御するゲイン制御部を備えている。
また、上記課題は本発明によれば、スピーカボックス内の温度が設定温度以上になったとき、スピーカに入力するオーディオ信号レベルを低下するオーディオ信号レベル制御方法において、スピーカボックス内の温度を検出し、スピーカボックス内の温度が設定温度以上になったとき、スピーカに入力するオーディオ信号が歪んでいるか判定し、歪んでいれば歪んだまま該オーディオ信号レベルを低下するオーディオ信号レベル制御方法により達成される。
前記オーディオ信号レベル制御方法において、前記オーディオ信号レベルを低下するステップは、オーディオ信号のスライスレベルを低下してオーディオ信号を歪ませ、かつ、該オーディオ信号のゲインを減少するステップを有している。また、オーディオ信号レベルを低下するステップは、オーディオ信号の低域成分のみスライスレベルを低下する。また、前記オーディオ信号レベル制御方法は更に、前記オーディオ信号レベルを制御しても、所定時間経過後においてスピーカボックス内の温度が依然として設定温度以上であれば、前記ゲインあるいはスライスレベルを更に低下するステップを有している。
According to the present invention, in the audio signal level control device for reducing the audio signal level input to the speaker when the temperature in the speaker box becomes equal to or higher than the set temperature, the temperature detection for detecting the temperature in the speaker box is achieved. A distortion determination unit that determines whether or not the audio signal output from the amplifier is distorted. When the temperature in the speaker box exceeds a set temperature, if the audio signal output from the amplifier is distorted, the audio signal is input to the amplifier. This is achieved by an audio signal level control device including a level control unit that distorts an audio signal and lowers the level of the audio signal.
In the audio signal level control apparatus, the level control unit distorts the audio signal by reducing the slice level of the audio signal input to the amplifier, and reduces the gain of the audio signal, thereby distorting the audio signal. Reduce that level. The level control unit separates the audio signal into a low frequency component and a high frequency component, a slice circuit that reduces the slice level of the low frequency component, and combines the low frequency component output from the slice circuit and the high frequency component. A synthesis unit and a gain control unit for controlling the gain of the synthesized audio signal are provided.
Further, according to the present invention, in the audio signal level control method for lowering the audio signal level input to the speaker when the temperature in the speaker box becomes equal to or higher than the set temperature, the temperature in the speaker box is detected. This is achieved by an audio signal level control method for determining whether or not an audio signal input to the speaker is distorted when the temperature in the speaker box becomes equal to or higher than a set temperature, and if it is distorted, the audio signal level is lowered while being distorted. The
In the audio signal level control method, the step of reducing the audio signal level includes a step of reducing the slice level of the audio signal to distort the audio signal and reducing the gain of the audio signal. In the step of reducing the audio signal level, only the low frequency component of the audio signal is reduced in slice level. Further, the audio signal level control method further includes a step of further reducing the gain or slice level if the temperature in the speaker box is still equal to or higher than a set temperature after a predetermined time has elapsed even if the audio signal level is controlled. have.
本発明によれば、スピーカボックス内の温度が設定温度以上になったとき、スピーカに入力するオーディオ信号が歪んでいるか判定し、歪んでいれば歪んだまま該オーディオ信号レベルを低下するように構成したから、音量感を維持しつつ温度上昇を抑えることができる。
また、本発明によれば、オーディオ信号のスライスレベルを低下することにより簡単にオーディオ信号を歪んだままそのレベルを低下することができる。
また、本発明によれば、オーディオ信号の低域成分のみのスライスレベルを低下するようにしたから、音量感を維持しつつ、高域成分の歪をなくしてクリーンな高域音を出力することができる。
また、本発明によれば、オーディオ信号のレベル低下制御をしても、所定時間経過後においてスピーカボックス内の温度が依然として設定温度以上であれば、ゲインあるいはスライスレベルを更に低下することにより、音量感を維持しつつ温度上昇を抑えることができる。
According to the present invention, when the temperature in the speaker box becomes equal to or higher than the set temperature, it is determined whether the audio signal input to the speaker is distorted, and if it is distorted, the audio signal level is lowered while being distorted. Therefore, temperature rise can be suppressed while maintaining a sense of volume.
Also, according to the present invention, by reducing the slice level of the audio signal, it is possible to easily reduce the level of the audio signal while distorting it.
In addition, according to the present invention, since the slice level of only the low frequency component of the audio signal is lowered, the high frequency component distortion is eliminated and the clean high frequency sound is output while maintaining the volume feeling. Can do.
In addition, according to the present invention, even if the level reduction control of the audio signal is performed, if the temperature in the speaker box is still equal to or higher than the set temperature after a predetermined time has elapsed, the gain or slice level is further reduced, thereby reducing the volume. The temperature rise can be suppressed while maintaining the feeling.
スピーカボックス内の温度が設定温度以上になったとき、スピーカに入力するオーディオ信号レベルを低下するオーディオ信号レベル制御において、スピーカボックス内の温度を検出し、スピーカボックス内の温度が設定温度以上になったとき、スピーカに入力するオーディオ信号が歪んでいるか判定し、歪んでいれば歪んだまま該オーディオ信号レベルを低下する。すなわち、スピーカに入力するオーディオ信号が図1のAに示すように歪んでいれば、Bに示すようにオーディオ信号を歪んだままそのレベルを低下する。具体的には、オーディオ信号のスライスレベルを低下してオーディオ信号を歪ませ、かつ、該オーディオ信号のゲインを減少して該オーディオ信号のレベルを低下する。また、オーディオ信号の低域成分のみ歪んだままそのレベルを低下し、高域成分は歪ませずに信号レベルを低下する。更に、オーディオ信号レベルを制御しても、所定時間経過後においてスピーカボックス内の温度が設定温度以上であれば更にCに示すようにオーディオ信号のレベルを低下する。 When the temperature inside the speaker box exceeds the set temperature, audio signal level control that lowers the audio signal level input to the speaker detects the temperature inside the speaker box, and the temperature inside the speaker box exceeds the set temperature. When the audio signal input to the speaker is distorted, it is determined whether the audio signal level is distorted. That is, if the audio signal input to the speaker is distorted as shown in FIG. 1A, the level is lowered while the audio signal is distorted as shown in B. Specifically, the audio signal slice level is lowered to distort the audio signal, and the gain of the audio signal is reduced to lower the level of the audio signal. Further, the level of the audio signal is lowered while being distorted, and the signal level is lowered without distorting the high-frequency component. Furthermore, even if the audio signal level is controlled, if the temperature in the speaker box is equal to or higher than the set temperature after a predetermined time has elapsed, the level of the audio signal is further reduced as indicated by C.
図2は本発明のオーディオ信号レベル制御装置の構成図である。図示しないオーディオソースから出力されたオーディオ信号SAはディジタル信号プロセッサDSP(Digital Signal Processor) 1において、イコライザ処理、ボリューム処理などの、音質、音量その他のディジタル信号処理を施されてアンプ2に入力する。アンプ2は入力されたオーディオ信号を増幅してスピーカ3より音響空間に音を出力する。
アンプ2とスピーカ3は図3に示すようにスピーカボックス4内に収納されており、ボックス内の温度はアンプ2の発熱により上昇する。特に、長時間連続して強入力がアンプ2に印加するとアンプの発熱が大きくなりボックス内は高温になる。ボックス内に設けられた温度検出部(サーミスタ)5はボックス内の温度を検出し、AD変換部6は検出温度をディジタルに変換してマイコン7に入力する。
歪発生判定部8はアンプ2から出力するオーディオ信号を入力され、該オーディオ信号が歪んでいるか判定し、判定結果をマイコン7に入力する。マイコン7はスピーカボックス内の温度が設定温度以上になったとき、アンプ2から出力するオーディオ信号が歪んでいるか調べ、歪んでいる場合にはアンプ2に入力するオーディオ信号を歪ませると共に、該オーディオ信号レベルが低くなるようにDSP 1を制御する。また、マイコン7は所定時間毎の検出温度が連続して設定温度以上となった検出回数Nをカウントして検出回数保存部8に保存する。なお、歪発生の有無検出は周知であり、例えば、アンプ出力レベルあるいは入力レベルが設定レベル以上になっているかにより検出できる。
FIG. 2 is a block diagram of the audio signal level control apparatus of the present invention. In the audio signal S A outputted from the audio source (not shown) the digital signal processor DSP (Digital Signal Processor) 1, equalizer processing, such as volume processing, is subjected tone, volume and other digital signal processing for input to the
As shown in FIG. 3, the
The distortion
DSP 1は、通常のDSP処理に加えて、マイコン7からの制御信号に基づいて信号切り換えC1、スライスレベル切り換えC2、信号選択C3、ゲイン切り換えC4を行う。出力切換部11は、スピーカボックス内の温度が設定温度以上であり、かつ、アンプ2から出力するオーディオ信号が歪んでいればオーディオ信号SAを出力端子OUT1に出力し、上記以外であればオーディオ信号SAを出力端子OUT2に出力する。スピーカボックス内の温度および歪の発生状況に応じてDSP 1は以下の(1)〜(3)の制御を行う。
(1)スピーカボックス内の温度が設定温度以下であれば、出力切換部11はオーディオ信号SAを出力端子OUT2に出力し、セレクタ12は該オーディオ信号を選択してオーディオ信号処理部13に入力する。オーディオ信号処理部13は、ボックス内温度が設定温度以下であるためオーディオ信号レベルを低下するゲイン制御を行わず、通常のDSP処理(イコライザ処理、ボリューム処理などの音質、音量処理)を行って得られたオーディオ信号をアンプ2に入力する。
(2)また、スピーカボックス内の温度が設定温度以上で、アンプ2から出力するオーディオ信号が歪んでいなければ、出力切換部11はオーディオ信号SAを出力端子OUT2に出力し、セレクタ12は該オーディオ信号を選択してオーディオ信号処理部13に入力する。オーディオ信号処理部13は、ボックス内温度が設定温度以上であるから、通常のDSP処理に加えてマイコン7からの指示に従ってゲインを下げてオーディオ信号レベルを減少してアンプ2に入力する。
(3)一方、スピーカボックス内の温度が設定温度以上で、アンプ2から出力するオーディオ信号が歪んでいれば、出力切換部11はオーディオ信号SAを、出力端子OUT1を介してハイパスフィルタ14及びローパスフィルタ15に入力する。ハイパスフィルタ14は例えば周波数100Hz以上の高域成分を抽出して出力し、ローパスフィルタ15は周波数100Hz以下の低域成分を抽出してスライス回路16に入力する。スライス回路16はマイコン7からの指示に従ってスライスレベルを下げてオーディオ信号の低域成分をクリップし、低域成分に歪を持たせる。スライスレベルは実際の歪程度に応じたレベルに設定することが好ましい。
In addition to normal DSP processing, the DSP 1 performs signal switching C1, slice level switching C2, signal selection C3, and gain switching C4 based on a control signal from the microcomputer 7. The
(1) If the temperature in the speaker box is equal to or lower than the set temperature, the
(2) If the temperature in the speaker box is equal to or higher than the set temperature and the audio signal output from the
(3) On the other hand, if the temperature in the speaker box is equal to or higher than the set temperature and the audio signal output from the
合成部17はハイパスフィルタ14から出力する高域成分とスライス回路16から出力する歪を持った低域成分を合成し、セレクタ12は合成されたオーディオ信号をオーディオ信号処理部13に入力する。オーディオ信号処理部13は通常のDSP処理に加えて、ボックス内温度が設定温度以上であるから、マイコン7からの指示に従ってゲインを下げてオーディオ信号レベルを減少してアンプ2に入力する。この結果、低域成分が歪を有する低レベルのオーディオ信号がアンプ2に入力するから、アンプの発熱が抑えられると共に、低音の歪を含んだ音がスピーカから出力して音量感が保持される。なお、高域成分は歪まないからクリーンな高温が得られる。
オーディオ信号レベルを下げても、所定時間経過後においてスピーカボックス内の温度が設定温度以上であれば、オーディオ信号処理部13はマイコン7からの指示に従ってゲインを更に1ランク下げ(図1のB,C参照)、ボックス内の温度が設定温度以下になるまで上記制御を繰り返す。なお、ゲインを制御する代わりに、所定時間毎の検出温度が連続して設定温度以上となった検出回数Nに応じてスライス回路のスライスレベルを図4に示すように制御することもできる。
The
Even if the audio signal level is lowered, if the temperature in the speaker box is equal to or higher than the set temperature after a predetermined time has elapsed, the audio
図5はマイコン7の制御フローである。スピーカボックス内の温度が設定温度以上(過温度)になったか監視し(ステップ101)、設定温度以上になれば、アンプから出力するオーディオ信号が歪んでいるか調べ(ステップ102)、歪んでいれば、スライスレベルを所定量下げて低域成分を歪ませる(ステップ103)。ステップ102においてオーディオ信号が歪んでいなければ、あるいは、ステップ103の処理が終了すれば、DSP 1に指示してゲインを所定dB下げる(ステップ104)。設定時間経過後、例えば1分経過後、ボックス内の温度が設定温度以下になったかチェックし(ステップ105,106)、設定温度以上であればステップ104に戻りゲインを所定dB下げて以降の処理を繰り返す。一方、ステップ106において設定温度以下になれば、ゲインの減少制御を停止し、ゲイン及びスライスレベルの復元制御を行う(ステップ107)。なお、ゲインは一度に元に戻すのでなく、少しずつ戻すようにするのがよい。
以上、本発明によれば、スピーカボックス内の温度が設定温度以上であり、スピーカに入力するオーディオ信号が歪んでいれば、歪んだまま該オーディオ信号レベルを低下するように構成したから、音量感を維持しつつ温度上昇を抑えることができる。
FIG. 5 is a control flow of the microcomputer 7. It is monitored whether the temperature in the speaker box has exceeded the set temperature (over temperature) (step 101). If the temperature has exceeded the set temperature, it is checked whether the audio signal output from the amplifier is distorted (step 102). The slice level is lowered by a predetermined amount to distort the low frequency component (step 103). If the audio signal is not distorted in
As described above, according to the present invention, when the temperature in the speaker box is equal to or higher than the set temperature and the audio signal input to the speaker is distorted, the audio signal level is lowered while being distorted. Temperature rise can be suppressed while maintaining
1 DSP(Digital Signal Processor)
2 アンプ
3 スピーカ
4 スピーカボックス
5 温度検出部(サーミスタ)
7 マイコン
11 出力切換部
12 セレクタ
13 オーディオ信号処理部
14 ハイパスフィルタ
15 ローパスフィルタ
16 スライス回路
17 合成部
1 DSP (Digital Signal Processor)
2
7
Claims (7)
スピーカボックス内の温度を検出する温度検出部、
アンプから出力するオーディオ信号が歪んでいるか判定する歪発生判定部、
スピーカボックス内の温度が設定温度以上になったとき、前記アンプから出力するオーディオ信号が歪んでいれば、アンプに入力するオーディオ信号を歪ませ、かつ該オーディオ信号のレベルを低下するレベル制御部、
を備えたことを特徴とするオーディオ信号レベル制御装置。 In the audio signal level control device for lowering the level of the audio signal input to the amplifier when the temperature in the speaker box becomes equal to or higher than the set temperature,
A temperature detector for detecting the temperature in the speaker box,
A distortion occurrence determination unit that determines whether the audio signal output from the amplifier is distorted;
A level control unit that distorts the audio signal input to the amplifier and lowers the level of the audio signal if the audio signal output from the amplifier is distorted when the temperature in the speaker box is equal to or higher than a set temperature;
An audio signal level control device comprising:
ことを特徴とする請求項1記載のオーディオ信号レベル制御装置。 The level control unit lowers the slice level of the audio signal input to the amplifier to distort the audio signal, and reduces the gain of the audio signal.
2. The audio signal level control apparatus according to claim 1, wherein:
オーディオ信号を低域成分と高域成分に分離する分離部、
低域成分のスライスレベルを低下するスライス回路、
スライス回路から出力する低域成分と前記高域成分を合成する合成部、
合成されたオーディオ信号のゲインを制御するゲイン制御部、
を備えたことを特徴とする請求項2記載のオーディオ信号レベル制御装置。 The level controller is
A separation unit that separates the audio signal into a low frequency component and a high frequency component,
Slice circuit that lowers the slice level of the low frequency component,
A synthesis unit for synthesizing the low frequency component output from the slice circuit and the high frequency component;
A gain control unit for controlling the gain of the synthesized audio signal;
The audio signal level control apparatus according to claim 2, further comprising:
スピーカボックス内の温度を検出し、
スピーカボックス内の温度が設定温度以上になったとき、アンプから出力するオーディオ信号が歪んでいるか判定し、
アンプから出力するオーディオ信号が歪んでいれば、アンプに入力するオーディオ信号を歪ませ、かつ該オーディオ信号のレベルを低下する、
ことを特徴とするオーディオ信号レベル制御方法。 In the audio signal level control method for lowering the level of the audio signal input to the amplifier when the temperature in the speaker box exceeds the set temperature,
Detect the temperature inside the speaker box,
When the temperature inside the speaker box exceeds the set temperature, determine if the audio signal output from the amplifier is distorted,
If the audio signal output from the amplifier is distorted, the audio signal input to the amplifier is distorted and the level of the audio signal is reduced.
An audio signal level control method.
オーディオ信号のスライスレベルを低下してオーディオ信号を歪ませ、かつ、該オーディオ信号のゲインを減少する、
ことを特徴とする請求項4記載のオーディオ信号レベル制御方法。 Reducing the audio signal level comprises:
Lowering the slice level of the audio signal to distort the audio signal and reducing the gain of the audio signal;
5. The audio signal level control method according to claim 4, wherein:
ことを特徴とする請求項5記載のオーディオ信号レベル制御方法。 The step of lowering the audio signal level lowers the slice level only for the low frequency component of the audio signal.
6. The audio signal level control method according to claim 5, wherein:
ことを特徴とする請求項6記載のオーディオ信号レベル制御方法。 Even if the audio signal level is controlled, if the temperature in the speaker box is equal to or higher than a set temperature after a predetermined time has elapsed, the gain or slice level is further reduced.
The audio signal level control method according to claim 6.
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