JP4542424B2 - 静電気対策回路及びアンプ装置 - Google Patents

Description

本発明は、信号グランドとシャーシグランドとの間に設けられた静電気対策回路、及びこれを有するアンプ装置に関する。

一般に、アンプ装置においては、外部入力端子を介して印加される静電気により、電子部品が破壊されたり、誤動作したりするおそれがある。ここで、かかる静電気に対する対策として、外部入力端子とシャーシとをコンデンサを介して接続し、該コンデンサを経てシャーシに静電気を逃がす方法が用いられている（たとえば特許文献１〜３参照）。

図３はこのような従来の静電気対策を施したアンプ装置の主要部を示す回路図である。同図において、３１は、オーディオ信号の入力を受け入れるためのオーディオ入力ジャック、３２はオーディオ入力ジャック３１の信号端子に接続された信号ライン、３３はオーディオ入力ジャック１１の信号グランド端子に接続されたグランドライン、３４は入力されたオーディオ信号を増幅して出力するパワーアンプ、３５はシャーシグランド、３６はグランドライン３３とシャーシグランド３５との間に設けられた静電気対策用のコンデンサ、３７はグランドライン３３をシャーシグランド３５に接続している接続線である。

この構成において、オーディオ入力ジャック３１を経て装置に入力されるオーディオ信号は、必要な処理を経た後、パワーアンプ３４を介して出力される。その際、オーディオ入力ジャック３１に対してオーディオ出力プラグを挿入するとき、人間の手やプラグから静電気がオーディオ入力ジャック３１に放電し、印加される場合がある。

印加された静電気は、矢印Ａ１及びＡ２で示されるようなグランドライン３３を流れるパルス状の放電電流を生じさせる。この放電電流は、各種電子部品の破壊や誤作動の原因となるおそれがある。しかし、放電電流の高周波成分は、コンデンサ３６を経て、シャーシグラウンド３６によって吸収される。これにより、静電気による悪影響からの高周波帯域での保護が図られている。

なお、端子から進入する静電気に対する対策として、特許文献１のものにおいては、コネクタに接続された各信号線に、ツェナーダイオードのアノードを接続し、ツェナーダイオードのカソード側を、電解コンデンサ及びコンデンサの並列回路を経てアース側に接続するようにしている。

また、特許文献２のものにおいては、コネクタに接続された導電線にコイル及び抵抗を介在させて、コネクタを介して進入する静電気パルスの電圧レベルを抑えるとともに、一定のレベルを超える静電気パルスについては、ツェナーダイオードを介してアース側に放流するとともに、コンデンサで吸収するようにしている。

また、特許文献３のものにおいては、入力端子とアースとの間に、Ｎ型及びＰ型のＭＯＳＦＥＴを介在させ、入力端子に所定レベル以上の正のサージ電圧が印加された場合にはＮ型ＭＯＳＦＥＴを介してサージ電圧を吸収し、負のサージ電圧が印加された場合にはＰ型ＭＯＳＦＥＴを介してサージ電圧吸収するようにしり、さらには、入力信号線上に、フィルタを介在させ、これにより、サージ等の周波数帯域を阻止し、信号のみを通過させるようにしている。

実用新案登録第３０８７１８０号公報 特開平７−３３５８２２号公報 特開２００３−２４３５１２号公報

しかしながら、上記図３のような従来技術によれば、矢印Ａ３で示されるように、グランドライン３３、接続線３７、シャーシグランド３５、及びコンデンサ３６を経由する、高周波帯域でのグランドループが形成されている。このため、装置の動作が不安定になったり、発振しやすくなったりするという問題がある。また、外来のノイズ磁束がグランドループを貫き、それによって生じる起電力により、ノイズを発生する場合もある。

本発明の目的は、このような従来技術の問題点に鑑み、静電気対策回路において、グランドループによる悪影響を防止することにある。

上記目的を達成するため、第１の発明に係る静電気対策回路は、信号グランドとシャーシグランドとの間に設けられた静電気対策用のコンデンサを備えた静電気対策回路において、前記コンデンサと信号グランド又はシャーシグランドとの間に、相互に順方向が逆向きとなるように並列に接続され、所定の静電容量を有する２つの整流素子を具備することを特徴とする。

この構成において、信号グランドには、外部端子等を介して静電気が印加される場合がある。その場合、印加された静電気パルスの高周波成分は、逆向きの２つの整流素子によって妨げられることなく、従来と同様に静電気対策用のコンデンサを経由して、シャーシグランドへ逃がすことができる。

一方、静電気対策回路を経由するグラウンドループが形成される場合、グランドループは、所定の容量を有する２つの整流素子を経由する。このため、各整流素子の容量を小さなものとすることにより、発生し得るグランドループ電流の周波数を、グラウンドループが静電気対策用コンデンサのみを経由する場合よりもかなり高い超高周波数のものに限定することができる。したがって、たとえば、オーディオ信号に影響を与えるような比較的低い周波数のグランドループ電流の発生を阻止し、グラウドループ電流の影響を事実上、排除することができる。

第２の発明に係る静電気対策回路は、第１発明において、整流素子は半導体ダイオードであることを特徴とする。

第３の発明に係る静電気対策回路は、第１又は第２発明において、静電気対策回路を経由する、所定の高い周波数帯域についてのグランドループが形成されていることを特徴とする。

第４の発明に係る静電気対策回路は、第１〜第３のいずれかの発明において、信号グランドはオーディオ信号についてのものであることを特徴とする。

第５の発明に係る静電気対策回路は、第４発明において、グランドループは、オーディオ信号に影響を与えるような周波数帯域のループ電流の発生が、前記２つの整流素子によって阻止されていることを特徴とする。

第６の発明に係るアンプ装置は、第１〜第５のいずれかの発明に係る静電気対策回路を、装置によって増幅される信号に係る信号グランドと、シャーシグランドとの間に具備することを特徴とする。

本発明によれば、グランドループをより高い周波数帯域についてのものとし、グラウンドループ電流による悪影響を防止することができる。

図１は本発明の一実施形態に係るアンプ装置の主要部を示す回路図である。同図に示すように、このアンプ装置は、オーディオ出力プラグが挿入されるオーディオ入力ジャック１１、オーディオ入力ジャック１１の信号端子に接続された信号ライン１２、オーディオ入力ジャック１１の信号グランド端子に接続されたグランドライン１３、入力されたオーディオ信号を増幅して出力するパワーアンプ１４、及び、グランドライン１３とシャーシグランド１５との間に介在する静電対策回路１６を備える。

グランドライン１３は、パワーアンプ１４側においてグランドをとるために、シャーシグランド１５に対し、接続ライン１７によって接続されている。静電対策回路１６は、オーディオ入力ジャック１１の近傍に設けられている。これにより、グランドライン１３、接続ライン１７、シャーシ、及び静電対策回路１６を廻るループ状の回路が形成されている。

静電対策回路１６は、シャーシグラド１５に一方が接続された静電気対策用のコンデンサＣ１、並びに、コンデンサＣ１の他方とジャック１１近傍のグランドライン１３部分との間に、相互に順方向が逆向きとなるように並列に接続された２つの半導体ダイオードＤ１及びＤ２を有する。ダイオードＤ１及びＤ２は、それぞれ１００［ｐＦ］以下の容量Ｃ２及びＣ３を有している。したがって、ダイオードＤ１及びＤ２をコンデンサＣ２及びＣ３として捉えると、静電対策回路１６は図２のように表すことができる。コンデンサＣ１は０．０１［μＦ］程度の容量を有する。

この構成において、オーディオ入力ジャック１１に対し、オーディオ信号を出力するプラグが挿入され、オーディオ信号がアンプ装置に入力されると、オーディオ信号は必要な処理が施され、さらにパワーアンプ１４によって十分増幅されて、スピーカを駆動するために出力される。

その際、人体等からの静電気放電が、オーディオ信号の信号源やオーディオ入力ジャック１１に対して生じると、静電パルスによる脈動した放電電流Ａ１，Ａ２がグランドライン１３に生じる。しかし、放電電流Ａ１，Ａ２の高周波成分は、相互に逆方向となっているダイオードＤ１及びＤ２の並列回路には妨げられることなく、コンデンサＣ１を経て、シャーシグランド１５に吸収される。これにより、グランドラインに接続された各種電子部品は、グランドライン１３を介して印加される静電気による破壊や悪影響から保護されることになる。

一方、グランドライン１３、接続ライン１７、シャーシグランド１５、及び静電対策回路１６を経由して形成されているループ状の回路に対し、外来の電磁波や内部の大電流に起因してそのループを貫く磁束が変動すると、ループ状回路に誘導起電力が発生し、アンプの動作が不安定となったり、誘導雑音を発生させたりするおそれがある。つまり、ループ状回路は、途中に静電対策回路１６のコンデンサＣ１が存在するものの、高周波成分についてのグランドループを形成する可能性がある。

しかしながら、ダイオードＤ１及びＤ２は、容量が１００［ｐＦ］以下であり、かつダイオードＤ１及びＤ２の並列回路はコンデンサＣ１に対し直列に接続されているため、静電対策回路１６は、コンデンサＣ１のみが通過させる高周波成分よりも周波数が高い超高周波成分のみを通過させる。このため、前記ループ状回路は、コンデンサＣ１より低い容量を介した、超高周波成分についてのみのグランドループとなる。したがって、前記ループ状回路に発生する可能性のあるループ電流を、オーディオ信号の周波数帯域については影響を及ぼすことのない、超高周波成分のみのものとすることができる。

なお、本発明は上述実施形態に限定されることなく、適宜変形して実施することができる。たとえば、上述においては、ダイオードＤ１及びＤ２を、コンデンサＣ１とグランドライン１３との間に設けているが、この代わりに、図４に示すように、コンデンサＣ１とシャーシグランド１５との間に設けるようにしてもよい。

本発明の一実施形態に係るアンプ装置の主要部を示す回路図である。 図１中の静電対策回路を、ダイオードをコンデンサとして捉えて表現した場合の回路図である。 従来の静電気対策を施したアンプ装置の主要部を示す回路図である。 本発明の変形例に係るアンプ装置の主要部を示す回路図である。

符号の説明

１１，３１：オーディオ入力プラグ、１２，３２：信号ライン、１３，３３：グランドライン、１４，３４：パワーアンプ、１５，３５：シャーシグランド、１６：静電対策回路、１７，３７：接続ライン、３６：コンデンサ、Ａ１，Ａ２：放電電流、Ｄ１，Ｄ２：ダイオード、Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３：コンデンサ。

Claims (6)

1. 信号グランドとシャーシグランドとの間に設けられた静電気対策用のコンデンサを備えた静電気対策回路において、所定の静電容量を有する２つの整流素子がお互いに順方向が異なる向きで並列に接続された回路を、前記コンデンサと信号グランドとの間又は前記コンデンサとシャーシグランドとの間において前記コンデンサに対して直列に接続したことを特徴とする静電気対策回路。
2. 前記整流素子は半導体ダイオードであることを特徴とする請求項１に記載の静電気対策回路。
3. 前記静電気対策回路を経由する、前記コンデンサのみが通過させる周波数より高い周波数帯域についてのグランドループが形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の静電気対策回路。
4. 前記信号グランドはオーディオ信号についてのものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の静電気対策回路。
5. 前記信号グランドはオーディオ信号についてのものであり、前記グランドループは、前記オーディオ信号に影響を与えるような周波数帯域のループ電流の発生が、前記２つの整流素子によって阻止されていることを特徴とする請求項３に記載の静電気対策回路。
6. 請求項１〜５のいずれかの静電気対策回路を、装置によって増幅される信号に係る信号グランドと、シャーシグランドとの間に具備することを特徴とするアンプ装置。
   

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