JP5049679B2

JP5049679B2 - Audio amplifying device and audio system provided with the same

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Publication number: JP5049679B2
Application number: JP2007183036A
Authority: JP
Inventors: 清志中村; 勝彦江上; 正明富樫
Original assignee: Alpine Electronics Inc
Current assignee: Alpine Electronics Inc
Priority date: 2007-07-12
Filing date: 2007-07-12
Publication date: 2012-10-17
Anticipated expiration: 2027-07-12
Also published as: JP2009021840A

Description

本発明は、オーディオ増幅装置およびこれを備えたオーディオシステムに係り、特に、電源に他の機器とともに並列接続された状態として使用するのに好適なオーディオ増幅装置およびこれを備えたオーディオシステムに関する。 The present invention relates to an audio amplifying device and an audio system including the same, and more particularly to an audio amplifying device suitable for use in a state of being connected in parallel to a power source together with other devices and an audio system including the same.

従来から、音楽等のオーディオ信号を再生するオーディオシステムにおいて、一般に低音域と呼ばれる周波数帯域は、聴感上の認識感度が低いことが知られていた。 Conventionally, in an audio system that reproduces an audio signal such as music, it has been known that a frequency band generally referred to as a low frequency range has low perceptual recognition sensitivity.

特に、車載用のオーディオシステムは、その取り付け位置やロードノイズなどによって、マスキング効果と呼ばれる現象が発生し、前述した低音域についての聴感上の認識感度の低下がさらに顕著なものとなっていた。 In particular, in an in-vehicle audio system, a phenomenon called a masking effect occurs due to the mounting position, road noise, and the like, and the above-described decrease in the perceived recognition sensitivity for the low sound range has become more prominent.

そこで、従来から、オーディオシステムでは、低音域をＤＳＰ(Digital Signal Processor)によって増強したり、別途低音域用にパワーアンプ（Power Amplifire）を追加する等の対処が行われていた。 Therefore, conventionally, in the audio system, measures such as enhancing the low frequency range by a DSP (Digital Signal Processor) or adding a power amplifier (Power Amplifire) for the low frequency range have been taken.

特開平９−１３０１６０号公報JP 9-130160 A 特開２００４−２１４７９３号公報JP 2004-214793 A

ところで、オーディオシステムは、電源に対して他の機器とともに並列接続された状態として他の機器と共通の電源を用いる場合があった。 By the way, the audio system may use a power source common to other devices as a state of being connected in parallel with other devices with respect to the power source.

図４は、この種のオーディオシステムの一例として、車載用オーディオシステム１を示したものであり、この車載用オーディオシステム１は、電源としてのバッテリ２およびオルターネータ３を有している。 FIG. 4 shows an in-vehicle audio system 1 as an example of this type of audio system. The in-vehicle audio system 1 includes a battery 2 and an alternator 3 as a power source.

これらバッテリ２とオルターネータ３とは、電源ライン４およびグラウンドライン５を介して互いに接続されており、オルターネータ３は、車両のエンジンの駆動にともなって発電を行うとともに、発電された電力をバッテリ２に供給してバッテリ２を充電するようになっている。 The battery 2 and the alternator 3 are connected to each other via a power line 4 and a ground line 5, and the alternator 3 generates power as the vehicle engine is driven, and the generated power is stored in the battery. 2 to charge the battery 2.

また、バッテリ２およびオルターネータ３には、電源ライン４およびグラウンドライン５を介して、オーディオ信号（音楽等）を再生するＣＤプレーヤ６と、このＣＤプレーヤ６によって再生されたオーディオ信号を電力増幅した上でスピーカ８に供給して音声出力するパワーアンプ７とが並列接続されている。 Further, the battery 2 and the alternator 3 are amplified through a power line 4 and a ground line 5 by a CD player 6 that reproduces an audio signal (music, etc.) and an audio signal reproduced by the CD player 6. A power amplifier 7 that supplies sound to the speaker 8 and outputs sound is connected in parallel.

この他にも、バッテリ２およびオルターネータ３には、電源ライン４およびグラウンドライン５を介して電装系９およびエアコン１０等の種々の機器が並列接続されている。 In addition, various devices such as an electrical system 9 and an air conditioner 10 are connected in parallel to the battery 2 and the alternator 3 via a power line 4 and a ground line 5.

このように、電源２，３に対して複数の機器が並列接続された状態において、ＣＤプレーヤ６によってオーディオ信号を再生すると、パワーアンプ７のゲイン倍した電力がスピーカ８に供給されることになり、消費電流が増えることになる。 As described above, when an audio signal is reproduced by the CD player 6 in a state where a plurality of devices are connected in parallel to the power sources 2 and 3, power multiplied by the gain of the power amplifier 7 is supplied to the speaker 8. , Current consumption will increase.

そして、このような消費電流の増加が原因となって、バッテリ２の内部抵抗や電源ライン４の配線抵抗による電圧降下が著しくなり、パワーアンプ７に印加されるバッテリ２の電圧がパワーアンプ７の動作保証電圧から外れてしまうことがある。 Due to such an increase in current consumption, a voltage drop due to the internal resistance of the battery 2 and the wiring resistance of the power supply line 4 becomes significant, and the voltage of the battery 2 applied to the power amplifier 7 It may deviate from the guaranteed operating voltage.

この結果、パワーアンプ７が正常に動作しないことや、パワーアンプ７の保護回路が働いてしまうことがあり、ひいては、スピーカ８から出力される音が途切れてしまう等の聴取品位の劣化を招く場合があった。 As a result, the power amplifier 7 may not operate normally, the protection circuit of the power amplifier 7 may be activated, and as a result, the listening quality such as the sound output from the speaker 8 being interrupted may be deteriorated. was there.

さらに、パワーアンプ７の消費電流の増加にともなうバッテリ２の内部抵抗による電圧降下は、バッテリ２に並列接続された他の機器に対する電力の供給にも悪影響を与えるため、パワーアンプ７のみならず、他の機器をも適切に動作させることができないといった不具合を招く虞もあった。 Furthermore, since the voltage drop due to the internal resistance of the battery 2 accompanying the increase in the current consumption of the power amplifier 7 adversely affects the supply of power to other devices connected in parallel to the battery 2, not only the power amplifier 7, There is also a risk that other devices may not operate properly.

そこで、本発明は、このような点に鑑みなされたものであり、オーディオ信号を増幅させる際における電源に掛かる負担を軽減させることができ、ひいては、オーディオ信号を適切に増幅させることができるとともに、電源に並列接続されている各種の機器を適切に動作させることができるオーディオ増幅装置およびオーディオシステムを提供することを目的とするものである。 Therefore, the present invention has been made in view of such points, and can reduce the burden on the power supply when amplifying the audio signal, and thus can appropriately amplify the audio signal, An object of the present invention is to provide an audio amplifying apparatus and an audio system capable of appropriately operating various devices connected in parallel to a power supply.

前述した目的を達成するため、本発明に係るオーディオ増幅装置は、電源に対してオーディオ再生装置を含む複数の機器とともに並列接続され、かつ、前記オーディオ再生装置から入力されたオーディオ信号を増幅させてスピーカに出力するように形成されたオーディオ増幅装置であって、前記電源によってオーディオ増幅装置本体の電源端子に印加される電圧および前記オーディオ増幅装置本体の消費電流を監視する監視手段と、前記オーディオ増幅装置本体の消費電力が互いに異なるような前記オーディオ増幅装置本体の２つの電力消費状態における前記監視手段の監視結果に基づいて、前記オーディオ増幅装置本体の動作保証電圧を確保することが可能な前記オーディオ増幅装置本体の消費電力の最大値を算出し、この算出された前記消費電力の最大値に基づいて、前記オーディオ信号を増幅させる際における前記オーディオ増幅装置本体の消費電力が前記最大値を超えないようにすることが可能な前記オーディオ信号の信号レベルの制限値を算出する信号レベル制限値算出手段と、この信号レベル制限値算出手段の算出結果にしたがって、前記オーディオ増幅装置本体に入力された前記オーディオ信号の信号レベルを、前記制限値を超えないように制限する信号レベル制限手段とを備えたことを特徴としている。 In order to achieve the above-described object, an audio amplifying apparatus according to the present invention is connected in parallel to a power source together with a plurality of devices including an audio reproducing apparatus, and amplifies an audio signal input from the audio reproducing apparatus. An audio amplifying device configured to output to a speaker, the monitoring means for monitoring a voltage applied to a power supply terminal of the audio amplifying device main body by the power source and a current consumption of the audio amplifying device main body, and the audio amplifying device The audio capable of ensuring an operation-guaranteed voltage of the audio amplifying device main body based on monitoring results of the monitoring means in two power consumption states of the audio amplifying device main body with different power consumptions of the device main body The maximum value of power consumption of the amplifying apparatus body is calculated, and the calculated Based on the maximum value of the power consumption, a limit value of the signal level of the audio signal that can prevent the power consumption of the audio amplifying apparatus body from amplifying the audio signal does not exceed the maximum value is calculated. And a signal for limiting the signal level of the audio signal input to the audio amplifier main body so as not to exceed the limit value according to the calculation result of the signal level limit value calculation means. And a level limiting means.

このような構成によれば、オーディオ増幅装置本体に入力されたオーディオ信号の信号レベルが制限値を超えないようにすることができるので、オーディオ信号を増幅させる際における動作保証電圧を確保してオーディオ信号を適切に増幅させることができるとともに、電源側の電圧降下を緩和して電源に並列接続された複数の機器を適切に動作させることができる。 According to such a configuration, it is possible to prevent the signal level of the audio signal input to the audio amplifying apparatus main body from exceeding the limit value. A signal can be appropriately amplified, and a plurality of devices connected in parallel to the power source can be appropriately operated by reducing the voltage drop on the power source side.

また、前記信号レベル制限値算出手段は、前記２つの電力消費状態における前記監視手段の監視結果に基づいて、前記電源の無負荷時電圧および前記電源と前記オーディオ増幅装置本体との間のインピーダンスにおける抵抗成分を算出し、これらの算出された前記無負荷時電圧および前記抵抗成分ならびに前記動作保証電圧の最小値に基づいて、前記オーディオ増幅装置本体の消費電力の最大値を算出し、この算出された前記消費電力の最大値、前記オーディオ増幅装置本体の電圧増幅率、前記スピーカのインピーダンスおよび前記オーディオ増幅装置本体の効率に基づいて、前記オーディオ信号の信号レベルの制限値を算出するように形成されていることが好ましい。 Further, the signal level limit value calculating means is based on the unloaded voltage of the power supply and the impedance between the power supply and the audio amplifying apparatus main body based on the monitoring result of the monitoring means in the two power consumption states. The resistance component is calculated, and based on the calculated no-load voltage, the resistance component, and the minimum value of the operation guarantee voltage, the maximum value of the power consumption of the audio amplifying apparatus body is calculated and calculated. Further, a limit value of the signal level of the audio signal is calculated based on the maximum value of the power consumption, the voltage amplification factor of the audio amplifier main body, the impedance of the speaker, and the efficiency of the audio amplifier main body. It is preferable.

このような構成によれば、電源の無負荷時電圧、抵抗成分、オーディオ増幅装置本体の電圧増幅率、スピーカのインピーダンスおよびオーディオ増幅装置本体の効率を加味してオーディオ信号の信号レベルの制限値を適切に算出することができるので、オーディオ信号の適切な増幅と、電源に並列接続された複数の機器の適切な動作とをさらに確実に実現することができる。 According to such a configuration, the limit value of the signal level of the audio signal is determined in consideration of the no-load voltage of the power supply, the resistance component, the voltage amplification factor of the audio amplifier main body, the impedance of the speaker, and the efficiency of the audio amplifier main body. Since the calculation can be appropriately performed, it is possible to more reliably realize appropriate amplification of the audio signal and appropriate operations of a plurality of devices connected in parallel to the power source.

さらに、本発明のオーディオ増幅装置は、前記スピーカのインピーダンスを算出するインピーダンス算出手段と、前記オーディオ増幅装置本体の効率を算出する効率算出手段とを備え、前記信号レベル制限値算出手段が、前記インピーダンス算出手段によって算出される前記スピーカのインピーダンスおよび前記効率算出手段によって算出される前記オーディオ増幅装置本体の効率の少なくとも一方の変動にともなって、前記制限値の算出結果を変動させることが可能に形成されていることが好ましい。 Furthermore, the audio amplifying device of the present invention includes impedance calculating means for calculating the impedance of the speaker, and efficiency calculating means for calculating the efficiency of the audio amplifying device main body, and the signal level limit value calculating means includes the impedance The calculation result of the limit value can be changed in accordance with the fluctuation of at least one of the impedance of the speaker calculated by the calculating means and the efficiency of the audio amplifier main body calculated by the efficiency calculating means. It is preferable.

このような構成によれば、スピーカのインピーダンスまたはオーディオ増幅装置本体の効率が変動した場合であっても、この変動に応じた適切な信号レベルの制限値を算出することができるので、オーディオ信号の適切な増幅と、電源に並列接続された複数の機器の適切な動作とをより確実に実現することができる。 According to such a configuration, even when the impedance of the speaker or the efficiency of the audio amplifying apparatus main body fluctuates, it is possible to calculate a limit value of an appropriate signal level according to the fluctuation. Appropriate amplification and proper operation of a plurality of devices connected in parallel to the power supply can be realized more reliably.

さらにまた、本発明のオーディオ増幅装置は、車両に搭載されることが好ましい。 Furthermore, the audio amplifying device of the present invention is preferably mounted on a vehicle.

このような構成によれば、車載用の用途においても、オーディオ信号を適切に増幅させることができるとともに、電源（バッテリおよびオルターネータ）に接続された電装系やエアコン等の複数の機器を適切に動作させることができる。 According to such a configuration, it is possible to appropriately amplify an audio signal even in a vehicle-mounted application, and to appropriately connect a plurality of devices such as an electrical system and an air conditioner connected to a power source (battery and alternator). It can be operated.

また、本発明に係るオーディオシステムは、電源と、この電源に対してオーディオ再生装置を含む複数の機器とともに並列接続され、かつ、前記オーディオ再生装置から入力されたオーディオ信号を増幅させてスピーカに出力するように形成されたオーディオ増幅装置とを備えたオーディオシステムであって、前記オーディオ増幅装置が、前記電源によってオーディオ増幅装置本体の電源端子に印加される電圧および前記オーディオ増幅装置本体の消費電流を監視する監視手段と、前記オーディオ増幅装置本体の消費電力が互いに異なるような前記オーディオ増幅装置本体の２つの電力消費状態における前記監視手段の監視結果に基づいて、前記オーディオ増幅装置本体の動作保証電圧を確保することが可能な前記オーディオ増幅装置本体の消費電力の最大値を算出し、この算出された前記消費電力の最大値に基づいて、前記オーディオ信号を増幅させる際における前記オーディオ増幅装置本体の消費電力が前記最大値を超えないようにすることが可能な前記オーディオ信号の信号レベルの制限値を算出する信号レベル制限値算出手段と、この信号レベル制限値算出手段の算出結果にしたがって、前記オーディオ増幅装置本体に入力された前記オーディオ信号の信号レベルを、前記制限値を超えないように制限する信号レベル制限手段とを備えたことを特徴としている。 The audio system according to the present invention is connected in parallel with a power source and a plurality of devices including an audio playback device to the power source, and amplifies an audio signal input from the audio playback device and outputs the amplified audio signal to a speaker. An audio system comprising an audio amplifying device formed so that the audio amplifying device determines a voltage applied to a power supply terminal of the audio amplifying device main body by the power supply and a current consumption of the audio amplifying device main body. Based on the monitoring results of the monitoring means in two power consumption states of the monitoring means for monitoring and the power consumption of the audio amplification apparatus main body such that the power consumption of the audio amplification apparatus main body is different from each other, the operation guarantee voltage of the audio amplification apparatus main body Of the audio amplifying apparatus main body capable of ensuring A maximum value of power consumption is calculated, and based on the calculated maximum value of power consumption, the power consumption of the audio amplifying apparatus main body when the audio signal is amplified does not exceed the maximum value. Signal level limit value calculating means for calculating a limit value of the signal level of the audio signal, and the signal of the audio signal input to the audio amplifying apparatus body according to the calculation result of the signal level limit value calculating means Signal level limiting means for limiting the level so as not to exceed the limit value is provided.

このような構成によれば、オーディオ増幅装置に入力されたオーディオ信号の信号レベルが制限値を超えないようにすることができるので、オーディオ信号を増幅させる際における動作保証電圧を確保してオーディオ信号を適切に増幅させることができるとともに、電源側の電圧降下を緩和して電源に並列接続された複数の機器を適切に動作させることができる。 According to such a configuration, it is possible to prevent the signal level of the audio signal input to the audio amplifying apparatus from exceeding the limit value, so that an operation guarantee voltage when amplifying the audio signal is secured and the audio signal is Can be appropriately amplified, and a plurality of devices connected in parallel to the power source can be appropriately operated by reducing the voltage drop on the power source side.

さらに、本発明のオーディオシステムは、前記信号レベル制限値算出手段が、前記２つの電力消費状態における前記監視手段の監視結果に基づいて、前記電源の無負荷時電圧および前記電源と前記オーディオ増幅装置本体との間のインピーダンスにおける抵抗成分を算出し、これらの算出された前記無負荷時電圧および前記抵抗成分ならびに前記動作保証電圧の最小値に基づいて、前記オーディオ増幅装置本体の消費電力の最大値を算出し、この算出された前記消費電力の最大値、前記オーディオ増幅装置本体の電圧増幅率、前記スピーカのインピーダンスおよび前記オーディオ増幅装置本体の効率に基づいて、前記オーディオ信号の信号レベルの制限値を算出するように形成されていることが好ましい。 Furthermore, in the audio system according to the present invention, the signal level limit value calculation means may determine the no-load voltage of the power supply and the power supply and the audio amplification device based on the monitoring results of the monitoring means in the two power consumption states. The resistance component in the impedance with the main body is calculated, and based on the calculated no-load voltage, the resistance component, and the minimum value of the operation guarantee voltage, the maximum value of the power consumption of the audio amplification device main body And the limit value of the signal level of the audio signal based on the calculated maximum value of the power consumption, the voltage amplification factor of the audio amplifier main body, the impedance of the speaker, and the efficiency of the audio amplifier main body. It is preferable that it is formed so as to calculate.

さらにまた、本発明のオーディオシステムは、前記オーディオ増幅装置が、前記スピーカのインピーダンスを算出するインピーダンス算出手段と、前記オーディオ増幅装置本体の効率を算出する効率算出手段とを備え、前記信号レベル制限値算出手段が、前記インピーダンス算出手段によって算出される前記スピーカのインピーダンスおよび前記効率算出手段によって算出される前記オーディオ増幅装置本体の効率の少なくとも一方の変動にともなって、前記制限値の算出結果を変動させることが可能に形成されていることが好ましい。 Furthermore, in the audio system of the present invention, the audio amplification device includes impedance calculation means for calculating impedance of the speaker, and efficiency calculation means for calculating efficiency of the audio amplification device body, and the signal level limit value The calculation means changes the calculation result of the limit value in accordance with a change in at least one of the impedance of the speaker calculated by the impedance calculation means and the efficiency of the audio amplifier main body calculated by the efficiency calculation means. It is preferable that it be formed.

また、本発明のオーディオシステムは、車両に搭載されることが好ましい。 The audio system of the present invention is preferably mounted on a vehicle.

本発明によれば、オーディオ信号を増幅させる際における電源に掛かる負担を軽減させることができ、ひいては、オーディオ信号を適切に増幅させることができるとともに、電源に並列接続されている各種の機器を適切に動作させることができる。 According to the present invention, it is possible to reduce a load applied to a power source when amplifying an audio signal, and accordingly, it is possible to appropriately amplify an audio signal and appropriately connect various devices connected in parallel to the power source. Can be operated.

（第１実施形態）
以下、本発明に係るオーディオ増幅装置およびこれを備えたオーディオシステムの第１実施形態について、図１を参照して説明する。 (First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of an audio amplifying apparatus and an audio system including the same according to the present invention will be described with reference to FIG.

なお、従来と基本的構成が同一もしくはこれに類する箇所については、同一の符号を用いて説明する。 Note that portions having the same or similar basic configuration as those in the related art will be described using the same reference numerals.

本実施形態におけるオーディオシステムは、図４に示したものと同様に、車両に搭載される車載用のオーディオシステムとされており、電源の１つとしてのバッテリ２と、もう１つの電源としてのオルターネータ３と、電源２，３に対して、電源ライン４およびグラウンドライン５を介して並列接続されたオーディオ再生装置としてのＣＤプレーヤ６、電装系９およびエアコン１０といった複数の機器とを有している。 The audio system in the present embodiment is an in-vehicle audio system mounted on a vehicle, similar to that shown in FIG. 4, and includes a battery 2 as one power source and an alternator as another power source. And a plurality of devices such as a CD player 6, an electrical system 9, and an air conditioner 10 as an audio reproduction device connected in parallel to the power source 2 and 3 via the power supply line 4 and the ground line 5. Yes.

さらに、本実施形態における車載用オーディオシステムは、これら複数の機器６，９，１０とともにバッテリ２に対して並列接続され、かつ、ＣＤプレーヤ６から入力されたオーディオ信号を増幅させてスピーカ８に出力するように形成されたオーディオ増幅装置としてのパワーアンプを備えている。 Further, the in-vehicle audio system according to the present embodiment is connected in parallel to the battery 2 together with the plurality of devices 6, 9, and 10, and amplifies the audio signal input from the CD player 6 and outputs it to the speaker 8. A power amplifier as an audio amplifying device formed in such a manner is provided.

図１は、本実施形態における車載用オーディオシステム１２に特有の構成として、パワーアンプ１４の詳細な構成を示したものであり、この図１に示すように、本実施形態におけるパワーアンプ１４は、監視手段としての電源端子電圧・入力電流検出回路１５を有しており、この電源端子電圧・入力電流検出回路１５の入力側には、図示しないパワーアンプ１４の電源端子を介してバッテリ２が接続されている。パワーアンプ１４には、図示はしないが、グラウンド端子も配設されている。 FIG. 1 shows a detailed configuration of a power amplifier 14 as a configuration unique to the in-vehicle audio system 12 in the present embodiment. As shown in FIG. 1, the power amplifier 14 in the present embodiment A power supply terminal voltage / input current detection circuit 15 is provided as monitoring means, and the battery 2 is connected to the input side of the power supply terminal voltage / input current detection circuit 15 via a power supply terminal of a power amplifier 14 (not shown). Has been. Although not shown, the power amplifier 14 is also provided with a ground terminal.

なお、図１には、電源としてバッテリ２のみが図示されているが、これは、オルタネータ３も含めたトータルの電源２，３としてバッテリ２が代表的に図示されているにすぎない（図３において同様）。したがって、以下の説明において、バッテリ２というときは、オルタネータ３も含めたひとまとまりの電源２，３と同義であるとする。 In FIG. 1, only the battery 2 is shown as a power source, but this is only a representative illustration of the battery 2 as the total power source 2 and 3 including the alternator 3 (FIG. 3). The same in). Therefore, in the following description, the battery 2 is synonymous with the group of power supplies 2 and 3 including the alternator 3.

電源端子電圧・入力電流検出回路１５は、パワーアンプ１４の前述した電源端子に印加されるバッテリ２の電圧（以下、電源端子電圧と称する）を検出することによって、電源端子電圧を監視（モニタ）するようになっている。また、電源端子電圧・入力電流検出回路１５は、パワーアンプ１４の消費電流、すなわち、バッテリ２から電源ライン４を介してパワーアンプ１４に入力される入力電流を検出することによって、パワーアンプ１４の消費電流を監視（モニタ）するようになっている。 The power supply terminal voltage / input current detection circuit 15 monitors the power supply terminal voltage by detecting the voltage of the battery 2 (hereinafter referred to as power supply terminal voltage) applied to the power supply terminal of the power amplifier 14 described above. It is supposed to be. The power supply terminal voltage / input current detection circuit 15 detects the consumption current of the power amplifier 14, that is, the input current input to the power amplifier 14 from the battery 2 through the power supply line 4. The current consumption is monitored.

また、パワーアンプ１４は、信号レベル制限値算出手段としての信号レベル制限値算出部１６を有しており、この信号レベル制限値算出部１６の入力側には、前述した電源端子電圧・入力電流検出回路１５が接続されている。 Further, the power amplifier 14 has a signal level limit value calculation unit 16 as signal level limit value calculation means, and the above-described power supply terminal voltage / input current is provided on the input side of the signal level limit value calculation unit 16. A detection circuit 15 is connected.

この信号レベル制限値算出部１６は、パワーアンプ１４の消費電力が互いに異なるようなパワーアンプ１４の２つの電力消費状態における電源端子電圧・入力電流検出回路１５の検出結果（監視結果）に基づいて、パワーアンプ１４の動作保証電圧を確保することが可能なパワーアンプ１４の消費電力の最大値（以下、動作保証最大消費電力と称する）を算出するようになっている。なお、この動作保証最大消費電力は、換言すれば、パワーアンプ１４の電源端子電圧がパワーアンプ１４の動作保証電圧の最小値（下限値）以上の値を確保することを前提としたパワーアンプ１４の消費電力の最大値を意味する。また、このパワーアンプ１４の動作保証電圧は既知とされている。さらに、前述したパワーアンプ１４の２つの電力消費状態は、インターフェースを介してユーザが信号レベル制限値算出部１６に対して前記２つの電力消費状態に相当する互いに異なる２つの電力値を入力することによって信号レベル制限値算出部１６に予め設定することができるものであってもよい。この場合には、オーディオ信号の再生の際におけるパワーアンプ１４の実際の消費電力が、前記設定された２つの電力消費状態に相当する前記２つの電力値の双方をとるような変化を示した場合に、信号レベル制限値算出部１６による動作保証最大消費電力の算出および後述する信号レベル制限値の算出が行われることになる。なお、パワーアンプ１４が、このような予め設定された２つの電力消費状態に実際になったことについては、電源端子電圧・入力電流検出回路１５の検出結果に基づいて判定することができる。 The signal level limit value calculation unit 16 is based on the detection result (monitoring result) of the power supply terminal voltage / input current detection circuit 15 in the two power consumption states of the power amplifier 14 such that the power consumption of the power amplifier 14 is different from each other. The maximum value of power consumption of the power amplifier 14 (hereinafter referred to as operation-guaranteed maximum power consumption) that can ensure the operation-guaranteed voltage of the power amplifier 14 is calculated. In other words, the maximum power consumption guaranteed for operation is, in other words, the power amplifier 14 on the premise that the power supply terminal voltage of the power amplifier 14 has a value equal to or higher than the minimum value (lower limit value) of the operation guaranteed voltage of the power amplifier 14. Means the maximum power consumption. Further, the operation guarantee voltage of the power amplifier 14 is known. Further, in the two power consumption states of the power amplifier 14 described above, the user inputs two different power values corresponding to the two power consumption states to the signal level limit value calculation unit 16 via the interface. May be preset in the signal level limit value calculation unit 16. In this case, when the actual power consumption of the power amplifier 14 during reproduction of the audio signal shows a change that takes both of the two power values corresponding to the two power consumption states that have been set. In addition, the operation level maximum power consumption calculated by the signal level limit value calculation unit 16 and the signal level limit value described later are calculated. Note that the fact that the power amplifier 14 has actually entered such two preset power consumption states can be determined based on the detection result of the power supply terminal voltage / input current detection circuit 15.

あるいは、前記パワーアンプ１４の２つの電力消費状態は、オーディオ信号の変化によってパワーアンプ１４の消費電流が時々刻々と変化する状況において、パワーアンプ１４の実際の消費電流が所定の電流値以上の変化を示した場合における当該変化前のパワーアンプ１４の消費電力の状態と当該変化後のパワーアンプ１４の消費電力の状態との任意の２つの状態であってもよい。 Alternatively, the two power consumption states of the power amplifier 14 are changes in which the actual current consumption of the power amplifier 14 is greater than or equal to a predetermined current value in a situation where the current consumption of the power amplifier 14 changes from moment to moment due to a change in audio signal. , The power consumption state of the power amplifier 14 before the change and the power consumption state of the power amplifier 14 after the change may be any two states.

信号レベル制限値算出部１６の動作についてより具体的に説明すると、信号レベル制限値算出部１６は、動作保証最大消費電力の算出のために、パワーアンプ１４の実際の前記２つの電力消費状態における電源端子電圧・入力電流検出回路１５の検出結果に基づいて、バッテリ２の無負荷時電圧、すなわち、内部抵抗を無視したバッテリ２の理想的な電圧を算出するようになっている。また、信号レベル制限値算出部１６は、動作保証最大消費電力の算出のために、前記パワーアンプ１４の実際の前記２つの電力消費状態における電源端子電圧・入力電流検出回路１５の検出結果に基づいて、バッテリ２とパワーアンプ１４との間のインピーダンスにおける抵抗成分を算出するようになっている。この抵抗成分は、具体的には、バッテリ２の内部抵抗および電源ライン４の配線抵抗等からなる。そして、信号レベル制限値算出部１６は、これらバッテリ２の無負荷時電圧および抵抗成分の算出結果に基づいて、動作保証最大消費電力を算出するようになっている。 The operation of the signal level limit value calculating unit 16 will be described in more detail. The signal level limit value calculating unit 16 calculates the operation-guaranteed maximum power consumption in the actual two power consumption states of the power amplifier 14. Based on the detection result of the power supply terminal voltage / input current detection circuit 15, the no-load voltage of the battery 2, that is, the ideal voltage of the battery 2 ignoring the internal resistance is calculated. Further, the signal level limit value calculation unit 16 is based on the detection result of the power supply terminal voltage / input current detection circuit 15 in the actual two power consumption states of the power amplifier 14 in order to calculate the operation-guaranteed maximum power consumption. Thus, the resistance component in the impedance between the battery 2 and the power amplifier 14 is calculated. Specifically, the resistance component includes an internal resistance of the battery 2 and a wiring resistance of the power supply line 4. Then, the signal level limit value calculation unit 16 calculates the operation-guaranteed maximum power consumption based on the calculation result of the no-load voltage and the resistance component of the battery 2.

このようにして算出されたパワーアンプ１４の動作保証最大消費電力に基づいて、信号レベル制限値算出部１６は、オーディオ信号を増幅させる際におけるパワーアンプ１４の消費電力が前記動作保証最大消費電力を超えないようにすることが可能なオーディオ信号の信号レベルの制限値（以下、信号レベル制限値と略称する）を算出するようになっている。 Based on the operation guaranteed maximum power consumption of the power amplifier 14 calculated in this way, the signal level limit value calculation unit 16 determines that the power consumption of the power amplifier 14 when amplifying the audio signal is the operation guaranteed maximum power consumption. A limit value of the signal level of the audio signal that can be prevented from exceeding (hereinafter abbreviated as a signal level limit value) is calculated.

より具体的には、信号レベル制限値算出部１６は、動作保証最大消費電力だけでなく、パワーアンプ１４の電圧増幅率（ゲイン）、スピーカ８のインピーダンス、および、パワーアンプ１４の効率にも基づいて、信号レベル制限値を算出するようになっている。ここで、パワーアンプ１４の効率は、パワーアンプ１４の消費電力に対するパワーアンプ１４の出力（出力電力）の比率を示している。また、本実施形態において、パワーアンプ１４の電圧増幅率、スピーカ８のインピーダンス、および、パワーアンプ１４の効率のそれぞれの値は、いずれも、一定とみなされた既知の値とされている。 More specifically, the signal level limit value calculation unit 16 is based on not only the guaranteed maximum power consumption but also the voltage amplification factor (gain) of the power amplifier 14, the impedance of the speaker 8, and the efficiency of the power amplifier 14. Thus, the signal level limit value is calculated. Here, the efficiency of the power amplifier 14 indicates the ratio of the output (output power) of the power amplifier 14 to the power consumption of the power amplifier 14. In the present embodiment, the voltage amplification factor of the power amplifier 14, the impedance of the speaker 8, and the efficiency of the power amplifier 14 are all known values that are considered constant.

さらに、パワーアンプ１４は、信号レベル制限手段としての信号レベル制御回路１７を有しており、この信号レベル制御回路１７の入力側には、前述した信号レベル制限値算出部１６およびＣＤプレイヤ６がそれぞれ接続されている。 Further, the power amplifier 14 has a signal level control circuit 17 as signal level limiting means. On the input side of the signal level control circuit 17, the signal level limit value calculation unit 16 and the CD player 6 described above are provided. Each is connected.

この信号レベル制御回路１７には、ＣＤプレイヤ６によって再生されたオーディオ信号および信号レベル制限値算出部１６による信号レベル制限値の算出結果がそれぞれ入力されるようになっている。 The signal level control circuit 17 is supplied with an audio signal reproduced by the CD player 6 and a signal level limit value calculation result by the signal level limit value calculation unit 16.

そして、信号レベル制御回路１７は、信号レベル制限値算出部１６側から入力された信号レベル制限値の算出結果にしたがって、ＣＤプレイヤ６側から入力されたオーディオ信号の信号レベルを、信号レベル制限値を超えないように制限するとともに、この信号レベルが信号レベル制限値を上限とする範囲に制限されたオーディオ信号を後段に出力するようになっている。 Then, the signal level control circuit 17 converts the signal level of the audio signal input from the CD player 6 side into the signal level limit value according to the calculation result of the signal level limit value input from the signal level limit value calculation unit 16 side. In addition, an audio signal is output to the subsequent stage in which the signal level is limited to a range in which the signal level limit value is the upper limit.

さらにまた、パワーアンプ１４は、電力増幅部１９を有しており、この電力増幅部１９の入力（前段）側には、前述した信号レベル制御回路１７が、出力側には、前述したスピーカ８が、それぞれ接続されている。 Furthermore, the power amplifier 14 has a power amplifying unit 19. The signal level control circuit 17 described above is provided on the input (previous stage) side of the power amplifying unit 19, and the speaker 8 described above is provided on the output side. Are connected to each other.

この電力増幅部１９には、信号レベル制御回路１７から出力されたオーディオ信号が入力されるようになっている。 An audio signal output from the signal level control circuit 17 is input to the power amplifier 19.

そして、電力増幅部１９は、信号レベル制御回路１７側から入力されたオーディオ信号に対して、パワーアンプ１４の電圧増幅率に応じた電力増幅を行い、増幅後のオーディオ信号を、スピーカ８に出力するようになっている。 The power amplifying unit 19 performs power amplification on the audio signal input from the signal level control circuit 17 side according to the voltage amplification factor of the power amplifier 14, and outputs the amplified audio signal to the speaker 8. It is supposed to be.

次に、本実施形態における信号レベル制限値のより具体的な算出方法について図２を新たに参照して説明する。 Next, a more specific calculation method of the signal level limit value in the present embodiment will be described with reference to FIG.

図２は、図１に示したオーディオシステム１２についてのバッテリ２からパワーアンプ１４に供給される電流および電圧の模様を模式的に示したものである。なお、図２には、図１に示したバッテリ２の代りに、バッテリ２から内部抵抗を除外した構成である理想バッテリ２’が示されており、この理想バッテリ２’は、内部抵抗を有しないため、負荷状態または無負荷状態のいずれの場合であっても、電圧値が無負荷時電圧Ｅ〔Ｖ〕の値をとる。 FIG. 2 schematically shows patterns of current and voltage supplied from the battery 2 to the power amplifier 14 for the audio system 12 shown in FIG. FIG. 2 shows an ideal battery 2 ′ having a configuration in which the internal resistance is excluded from the battery 2 instead of the battery 2 shown in FIG. 1, and the ideal battery 2 ′ has an internal resistance. Therefore, the voltage value takes the value of the no-load voltage E [V] regardless of whether the load state or the no-load state.

図２に示すように、理想バッテリ２’とパワーアンプ１４との間には、バッテリ２の内部抵抗および電源ライン４の配線抵抗等からなる抵抗成分Ｒ〔Ω〕が存在する。 As shown in FIG. 2, a resistance component R [Ω] including the internal resistance of the battery 2 and the wiring resistance of the power supply line 4 exists between the ideal battery 2 ′ and the power amplifier 14.

したがって、図２に示すように、理想バッテリ２’からパワーアンプ１４に電流としてパワーアンプ１４の消費電流Ｉ_ｉｎ〔Ａ〕が入力される負荷状態においては、抵抗成分Ｒによる電圧降下によって、パワーアンプ１４の電源端子には、無負荷時電圧Ｅよりも電圧値が小さい電源端子電圧Ｖ_ｉｎ〔Ｖ〕が印加（入力）されることになる。 Therefore, as shown in FIG. 2, in a load state where the consumption current I _in [A] of the power amplifier 14 is input as a current from the ideal battery 2 ′ to the power amplifier 14, the power amplifier is caused by a voltage drop due to the resistance component R. The power supply terminal voltage V _in [V] having a voltage value smaller than the no-load voltage E is applied (input) to the 14 power supply terminals.

また、図２においては、パワーアンプ１４の消費電力〔Ｗ〕が記号Ｐ_ｉｎによって表され、スピーカ８のインピーダンス〔Ω〕が記号Ｒ_ｓｐによって示され、スピーカ８の出力電力〔Ｗ〕が記号Ｐ_ｏｕｔによって表されている。 Further, in FIG. 2, the power consumption of the power amplifier 14 [W] is represented by the symbol P _in, the impedance of the speaker 8 [Ω] is indicated by the symbol R _sp, the output power of the speaker 8 [W] is the symbol P _It is represented by _out .

本実施形態においては、予め、インターフェース（タッチパネルやキーボード等）を介して信号レベル制限値算出部１６に対して、互いに異なる消費電力Ｐ_ｉｎの値を入力することによって２つの電力消費状態を設定しておく。 In the present embodiment, in advance, with respect to the signal level limit value calculation unit 16 through the interface (touch panel or a keyboard), to set the two power consumption state by entering different values of the power consumption P _in mutually Keep it.

以下、これらの２つの電力消費状態のうちの一方の状態を第１電力消費状態と称するとともに、他方の状態を第２電力消費状態と称することにする。 Hereinafter, one of these two power consumption states is referred to as a first power consumption state, and the other state is referred to as a second power consumption state.

そして、本実施形態においては、まず、オーディオ信号の再生により、パワーアンプ１４の実際の消費電力の状態が、前記予め設定された第１電力消費状態となった際に、信号レベル制限値算出部１６により、電源端子電圧・入力電流検出回路１５によって検出された第１電力消費状態における消費電流Ｉ_ｉｎおよび電源端子電圧Ｖ_ｉｎを保持（すなわち記憶）する。この第１電力消費状態における消費電流Ｉ_ｉｎをＩ_{ｉｎ（１）}〔Ａ〕とし、また、第１電力消費状態における電源端子電圧Ｖ_ｉｎをＶ_{ｉｎ（１）}〔Ｖ〕とすると、この第１電力消費状態においては、次の関係式が成立する。 In the present embodiment, first, when the actual power consumption state of the power amplifier 14 becomes the preset first power consumption state due to the reproduction of the audio signal, the signal level limit value calculation unit. 16 holds (that is, stores) the consumption current I _in and the power supply terminal voltage Vin _in the first power consumption state detected by the power supply terminal voltage / input current detection circuit 15. If the current consumption I _{in in} this first power consumption state is I _{in (1)} [A] and the power supply terminal voltage V _in in the first power consumption state is V _{in (1)} [V], then this first In the power consumption state, the following relational expression is established.

Ｅ＝Ｖ_{ｉｎ（１）}＋Ｉ_{ｉｎ（１）}×Ｒ（１）
但し、（１）式において、Ｖ_{ｉｎ（１）}およびＩ_{ｉｎ（１）}の値は、電源端子電圧・入力電流検出回路１５による検出によって既知であるが、ＥおよびＲの値は未知である。 E = V _{in (1)} + I _{in (1)} × R (1)
However, in the equation ₍₁₎ , the values of V _{in (1)} and I _{in (1)} are known by detection by the power supply terminal voltage / input current detection circuit 15, but the values of E and R are unknown.

次いで、パワーアンプ１４の実際の消費電力の状態が、前記予め設定された第２電力消費状態となった際に、信号レベル制限値算出部１６により、電源端子電圧・入力電流検出回路１５によって検出された第２電力消費状態における消費電流Ｉ_ｉｎおよび電源端子電圧Ｖ_ｉｎを保持（すなわち記憶）する。この第２電力消費状態における消費電流Ｉ_ｉｎをＩ_{ｉｎ（２）}〔Ａ〕とし、また、第２電力消費状態における電源端子電圧Ｖ_ｉｎをＶ_{ｉｎ（２）}〔Ｖ〕とすると、この第２電力消費状態においては、次の関係式が成立する。 Next, when the actual power consumption state of the power amplifier 14 becomes the preset second power consumption state, the signal level limit value calculation unit 16 detects the power supply terminal voltage / input current detection circuit 15. The current consumption I _in and the power supply terminal voltage V _in _in the second power consumption state are held (that is, stored). If the current consumption I _{in in} this second power consumption state is I _{in (2)} [A] and the power supply terminal voltage V _in in the second power consumption state is V _{in (2)} [V], then this second In the power consumption state, the following relational expression is established.

Ｅ＝Ｖ_{ｉｎ（２）}＋Ｉ_{ｉｎ（２）}×Ｒ（２）
但し、（２）式において、Ｖ_{ｉｎ（２）}およびＩ_{ｉｎ（２）}の値は、電源端子電圧・入力電流検出回路１５による検出によって既知であるが、ＥおよびＲの値は未知である。 E = V _{in (2)} + I _{in (2)} × R (2)
However, in equation ₍₂₎ , the values of V _{in (2)} and I _{in (2)} are known by detection by the power supply terminal voltage / input current detection circuit 15, but the values of E and R are unknown.

ここで、これら（１）式および（２）式から、抵抗成分Ｒについて、次の関係式が成立する。 Here, with respect to the resistance component R, the following relational expression is established from the expressions (1) and (2).

Ｒ＝（Ｖ_{ｉｎ（１）}−Ｖ_{ｉｎ（２）}）／（Ｉ_{ｉｎ（１）}−Ｉ_{ｉｎ（２）}）（３）
そして、本実施形態においては、信号レベル制限値算出部１６が保持した第１電力消費状態および第２電力消費状態の双方における電源端子電圧・入力電流検出回路１５の検出結果に基づいて、信号レベル制限値算出部１６により、（１）〜（３）式を用いることによって、未知の抵抗成分Ｒおよび無負荷時電圧Ｅを算出し、バッテリ２の性能を把握する。 R = (V _{in (1)} −V _{in (2)} ) / (I _{in (1)} −I _{in (2)} ) (3)
In this embodiment, the signal level is determined based on the detection result of the power supply terminal voltage / input current detection circuit 15 in both the first power consumption state and the second power consumption state held by the signal level limit value calculation unit 16. The limit value calculation unit 16 calculates the unknown resistance component R and the no-load voltage E by using the equations (1) to (3), and grasps the performance of the battery 2.

次いで、信号レベル制限値算出部１６により、次の（４）〜（８）式を用いることによって、パワーアンプ１４の動作保証最大消費電力Ｐ_ｍａｘ〔Ｗ〕を算出する。 Next, the signal level limit value calculation unit 16 calculates the guaranteed operation maximum power consumption P _max [W] of the power amplifier 14 by using the following equations (4) to (8).

すなわち、まず、パワーアンプ１４の消費電力Ｐ_ｉｎについては、図２に示した各記号を用いて次の関係式が成立する。 That is, first, the power consumption P _in the power amplifier 14, the following relationship is established with each symbol shown in FIG.

Ｐ_ｉｎ＝Ｖ_ｉｎ×Ｉ_ｉｎ＝（Ｅ−Ｉ_ｉｎ×Ｒ）×Ｉ_ｉｎ（４）
そして、動作保証最大消費電力Ｐ_ｍａｘは、（４）式の値Ｐ_ｉｎの極大値と考えることができる。 P _in = V _in × I _in = (E−I _in × R) × I _in (4)
The operation guaranteed maximum power consumption P _max can be considered as a local maximum value of the value Pin _in equation (4).

そこで、（４）式を次式のようにＩ_ｉｎによって微分する。 Therefore, the equation (4) is differentiated by I _in as the following equation.

ｄＰ_ｉｎ／ｄＩ_ｉｎ＝Ｅ−２Ｉ_ｉｎ×Ｒ（５）
次いで、（５）式の右辺を０と置くと、次式が算出される。 dP _in / dI _in = E-2I _in × R (5)
Next, when the right side of the equation (5) is set to 0, the following equation is calculated.

Ｉ_ｉｎ＝Ｅ／２Ｒ（６）
この（６）式の値を（４）式に代入すると、次式のように動作保証最大消費電力Ｐ_ｍａｘが算出される。 I _in = E / 2R (6)
When the value of the equation (6) is substituted into the equation (4), the guaranteed operation maximum power consumption P _max is calculated as in the following equation.

Ｐ_ｍａｘ＝｛Ｅ−（Ｅ／２Ｒ）×Ｒ｝×（Ｅ／２Ｒ）＝Ｅ ^２／４Ｒ（７）
但し、（６）式のＩ_ｉｎの値（Ｅ／２Ｒ）を（１）、（２）式と同様の関係式（Ｅ＝Ｖ_ｉｎ＋Ｉ_ｉｎ×Ｒ）に代入することによって求められたＶ_ｉｎの値（Ｅ／２）が、パワーアンプ１４に固有のパワーアンプ１４の動作保証電圧〔Ｖ〕の最小値Ｖ_ｍｉｎを下回る場合には、（７）式の値は、動作保証最大消費電力Ｐ_ｍａｘとしては不適切となる。 P _max = {E− (E / 2R) × R} × (E / 2R) = E ² / 4R (7)
However, (6) the value of the formula _{I in} the (E / 2R) (1), (2) expression similar relationship and _V obtained by substituting the _{_{(E = V in + I in}} × R) in When the value (E / 2) is lower than the minimum value V _min of the operation guarantee voltage [V] of the power amplifier 14 specific to the power amplifier 14, the value of the equation (7) is the operation guarantee maximum power consumption P It becomes inappropriate as _max .

そこで、このように、（７）式の値がパワーアンプ１４の動作保証電圧〔Ｖ〕の最小値Ｖ_ｍｉｎを下回る場合には、信号レベル制限値算出部１６により、動作保証電圧の最小値Ｖ_ｍｉｎと、消費電流Ｉ_ｉｎの最大値Ｉ_ｍａｘ＝（Ｅ−Ｖ_ｍｉｎ）／Ｒとを用いて、次式のように動作保証最大消費電力Ｐ_ｍａｘを算出する。 Thus, when the value of the expression (7) is below the minimum value V _min of the operation guarantee voltage [V] of the power amplifier 14 as described above, the signal level limit value calculation unit 16 causes the minimum value V of the operation guarantee voltage. _{Using min} and the maximum value I _max = (E−V _min ) / R of the current consumption I _in, the guaranteed operation maximum power consumption P _max is calculated as in the following equation.

Ｐ_ｍａｘ＝Ｖ_ｍｉｎ×Ｉ_ｍａｘ（８）
そして、（７）式または（８）式のように動作保証最大消費電力Ｐ_ｍａｘを算出した上で、信号レベル制限値算出部１６により、動作保証最大消費電力Ｐ_ｍａｘを含む次式を用いて信号レベル制限値〔Ｖ〕を算出する。 P _max = V _min × I _max (8)
Then, after calculating the guaranteed operation maximum power consumption P _max as in the expression (7) or (8), the signal level limit value calculation unit 16 uses the following expression including the guaranteed operation maximum power consumption P _max. A signal level limit value [V] is calculated.

ｖｉｎ_ｍａｘ＝（η×Ｐ_ｍａｘ×Ｒ_ＳＰ）^１／２／Ａ（９）
但し、（９）式におけるｖｉｎ_ｍａｘは、信号レベル制限値を示す。また、（９）式におけるηは、パワーアンプ１４の効率を、Ｒ_ｓｐは、スピーカ８のインピーダンスを、Ａは、パワーアンプ１４の電圧増幅率をそれぞれ示し、これらη、Ｒ_ｓｐおよびＡのそれぞれの値は、いずれも一定とみなされた既知の値とされている。 vin _max = (η × P _max × R _SP ) ^1/2 / A (9)
However, vin _max in the equation (9) indicates a signal level limit value. In the equation (9), η represents the efficiency of the power amplifier 14, R _sp represents the impedance of the speaker 8, and A represents the voltage amplification factor of the power amplifier 14, and each of these η, R _sp and A The values of are known values that are considered to be constant.

そして、このようにして算出された信号レベル制限値ｖｉｎ_ｍａｘの算出結果を、信号レベル制限値算出部１６から信号レベル制御回路１７に対して出力すると、信号レベル制御回路１７により、信号レベル制限値ｖｉｎ_ｍａｘを用いてパワーアンプ１４に入力されたオーディオ信号の信号レベルｖｉｎ〔Ｖ〕の制限が行われる。 When the calculation result of the signal level limit value vin _max calculated in this way is output from the signal level limit value calculation unit 16 to the signal level control circuit 17, the signal level control circuit 17 causes the signal level limit value vin _max to be output. The signal level vin [V] of the audio signal input to the power amplifier 14 is limited using vin _max .

したがって、本実施形態によれば、信号レベル制御回路１７により、パワーアンプ１４に入力されたオーディオ信号の信号レベルが信号レベル制限値算出部１６によって算出された信号レベル制限値を超えないように制限することができるので、オーディオ信号を増幅させる際におけるパワーアンプ１４の消費電力が動作保証最大消費電力を超えないようにすることができ、バッテリ２に掛かる負担を軽減させることができる。 Therefore, according to this embodiment, the signal level control circuit 17 limits the signal level of the audio signal input to the power amplifier 14 so as not to exceed the signal level limit value calculated by the signal level limit value calculation unit 16. Therefore, the power consumption of the power amplifier 14 when amplifying the audio signal can be prevented from exceeding the operation-guaranteed maximum power consumption, and the load on the battery 2 can be reduced.

これにより、パワーアンプ１４の誤動作、ひいては、バッテリ２を共用する他の機器９，１０の誤動作を防止することができる。
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について、図３を参照して説明する。なお、第１実施形態と基本的構成が同一もしくはこれに類する箇所については、同一の符号を用いて説明する。 Thereby, it is possible to prevent malfunction of the power amplifier 14 and consequently malfunction of the other devices 9 and 10 sharing the battery 2.
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Note that portions having the same or similar basic configuration as the first embodiment will be described using the same reference numerals.

図３に示すように、本実施形態における車載用オーディオシステム２１に用いられるパワーアンプ２２は、第１実施形態におけるパワーアンプ１４の各構成部に加えて、電力増幅部１９の出力側に接続された出力電圧・電流測定回路２３を有しており、この出力電圧・電流測定回路２３には、電力増幅部１９から出力された電力増幅後のオーディオ信号が入力されるようになっている。 As shown in FIG. 3, the power amplifier 22 used in the in-vehicle audio system 21 in the present embodiment is connected to the output side of the power amplifier 19 in addition to the components of the power amplifier 14 in the first embodiment. The output voltage / current measurement circuit 23 is supplied with the audio signal after power amplification output from the power amplifier 19.

そして、出力電圧・電流測定回路２３は、電力増幅部１９側から入力されたオーディオ信号に基づいて、パワーアンプ２２からの出力電圧および出力電流を測定するようになっている。 The output voltage / current measurement circuit 23 measures the output voltage and output current from the power amplifier 22 based on the audio signal input from the power amplifier 19 side.

さらに、本実施形態におけるパワーアンプ２２は、出力電圧・電流測定回路２３および電源端子電圧・入力電流検出回路１５の出力側であって、信号レベル制限値算出部１６の入力側に接続されたインピーダンス・効率算出回路２４を有している。 Furthermore, the power amplifier 22 in the present embodiment is an impedance connected to the output side of the output voltage / current measurement circuit 23 and the power supply terminal voltage / input current detection circuit 15 and to the input side of the signal level limit value calculation unit 16. An efficiency calculation circuit 24 is included.

このインピーダンス・効率算出回路２４には、出力電圧・電流測定回路２３の測定結果および電源端子電圧・入力電流検出回路１５の検出結果がそれぞれ入力されるようになっている。 The impedance / efficiency calculation circuit 24 receives the measurement result of the output voltage / current measurement circuit 23 and the detection result of the power supply terminal voltage / input current detection circuit 15.

そして、インピーダンス・効率算出回路２４は、出力電圧・電流測定回路２３側から入力された測定結果に基づいて、次式のようにスピーカ８のインピーダンス〔Ω〕を算出するようになっている。 The impedance / efficiency calculation circuit 24 calculates the impedance [Ω] of the speaker 8 based on the measurement result input from the output voltage / current measurement circuit 23 side as in the following equation.

Ｒ_ｓｐ＝Ｖ_ｏｕｔ ^２／Ｐ_ｏｕｔ＝Ｐ_ｏｕｔ／Ｉ_ｏｕｔ ^２＝Ｖ_ｏｕｔ／Ｉ_ｏｕｔ（１０）
但し、（１０）式におけるＲ_ｓｐは、スピーカ８のインピーダンスを、Ｖ_ｏｕｔは、出力電圧・電流測定回路２３の測定結果としての出力電圧〔Ｖ〕を、Ｉ_ｏｕｔは、出力電圧・電流測定回路２３の測定結果としての出力電流〔Ｖ〕を、Ｐ_ｏｕｔは、パワーアンプ２２の出力（出力電力）を、それぞれ示す。なお、Ｐ_ｏｕｔの値は、Ｖ_ｏｕｔにＩ_ｏｕｔを乗じた値Ｖ_ｏｕｔ×Ｉ_ｏｕｔである。 _{_{^{_{R sp = V out 2 / P}}}} out = P out / I out 2 = V out / I out (10)
Where R _sp in the equation (10) is the impedance of the speaker 8, V _out is the output voltage [V] as a measurement result of the output voltage / current measurement circuit 23, and I _out is the output voltage / current measurement circuit. 23 shows the output current [V] as a measurement result, and P _out shows the output (output power) of the power amplifier 22. Note _{that the} value of _{P out} _is the value _{V out} × _{I out} multiplied by _{I out} to _{V out.}

また、インピーダンス・効率算出回路２４は、電源端子電圧・入力電流検出回路１５側から入力された検出結果に基づいてパワーアンプ２２の消費電力Ｐ_ｉｎ
を（４）式のように算出した上で、この消費電力と、（１０）式に示したパワーアンプ２２の出力Ｐ_ｏｕｔとに基づいて、次式のようにパワーアンプ２２の効率を算出する。 The impedance-efficiency calculation circuit 24, the power consumption P _in the power amplifier 22 based on the power supply terminal voltage and the input current detecting circuit 15 side detection result input from the
Is calculated as shown in Equation (4), and the efficiency of the power amplifier 22 is calculated as shown in the following equation based on this power consumption and the output P _out of the power amplifier 22 shown in Equation (10). .

η＝Ｐ_ｏｕｔ／Ｐ_ｉｎ（１１）
さらに、インピーダンス・効率算出回路２４は、このようなスピーカ８のインピーダンスＲ_ｓｐおよびパワーアンプ２２の効率ηの算出結果を信号レベル制限値算出部１６に出力するようになっている。 η = P _out / P _in (11)
Further, the impedance / efficiency calculation circuit 24 outputs the calculation result of the impedance _{Rsp of the} speaker 8 and the efficiency η of the power amplifier 22 to the signal level limit value calculation unit 16.

そして、本実施形態において、信号レベル制限値算出部１６は、インピーダンス・効率算出回路２４から出力された算出結果を（９）式に代入することによって、信号レベル制限値を算出するようになっている。 In this embodiment, the signal level limit value calculation unit 16 calculates the signal level limit value by substituting the calculation result output from the impedance / efficiency calculation circuit 24 into the equation (9). Yes.

さらに、本実施形態においても、信号レベル制限値算出部１６による信号レベル制限値の算出は、第１実施形態と同様に、２つの電力消費状態における電源端子電圧・入力電流検出回路１５の検出結果によって算出されるバッテリ２の性能（Ｅ、Ｒ）にも基づいて行われることになる。ただし、本実施形態においては、２つの電力消費状態として、オーディオ信号の変化によってパワーアンプ２２の消費電流が時々刻々と変化する状況において、パワーアンプ２２の実際の消費電流が所定の電流値以上の変化を示した場合における当該変化前のパワーアンプ２２の消費電力の状態と当該変化後のパワーアンプ２２の消費電力の状態との２つの状態を用いる。すなわち、本実施形態においては、オーディオ信号の再生の進行にともなって前記２つの電力消費状態が連続的または断続的に発生可能とされているので、信号レベル制限値算出部１６による信号レベル制限値の算出結果が幾度も更新可能とされている。 Further, also in the present embodiment, the signal level limit value calculation unit 16 calculates the signal level limit value by the detection result of the power supply terminal voltage / input current detection circuit 15 in two power consumption states as in the first embodiment. This is also performed based on the performance (E, R) of the battery 2 calculated by the above. However, in the present embodiment, as the two power consumption states, in a situation where the current consumption of the power amplifier 22 changes from moment to moment due to a change in the audio signal, the actual current consumption of the power amplifier 22 is greater than or equal to a predetermined current value. Two states are used: a state of power consumption of the power amplifier 22 before the change when the change is shown, and a state of power consumption of the power amplifier 22 after the change. That is, in the present embodiment, the two power consumption states can be generated continuously or intermittently with the progress of the reproduction of the audio signal, so that the signal level limit value by the signal level limit value calculation unit 16 is determined. This calculation result can be updated several times.

したがって、本実施形態によれば、パワーアンプ２２の長期使用等によってスピーカ８のインピーダンスまたはパワーアンプ２２の効率が変動し、また、バッテリ２の長期使用等によってバッテリ２のインピーダンスが増加した場合であっても、信号レベル制限値算出部１６による信号レベル制限値の算出結果の更新によって、常に正確な信号レベル制限値をオーディオ信号に応じてリアルタイムに算出することができる。 Therefore, according to the present embodiment, the impedance of the speaker 8 or the efficiency of the power amplifier 22 fluctuates due to long-term use of the power amplifier 22 or the like, and the impedance of the battery 2 increases due to long-term use of the battery 2 or the like. However, by updating the calculation result of the signal level limit value by the signal level limit value calculation unit 16, it is possible to always calculate an accurate signal level limit value in real time according to the audio signal.

これにより、パワーアンプ２２の誤動作およびバッテリ２を共用する他の機器９，１０の誤動作をさらに確実に防止することができる。 Thereby, malfunction of power amplifier 22 and malfunction of other devices 9 and 10 sharing battery 2 can be prevented more reliably.

なお、本発明は、前述した実施の形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。 In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, A various change is possible as needed.

例えば、本発明は、車載用以外の用途（例えば、家庭用）に適用した場合であっても、本実施形態と同様の優れた効果を奏することができる。 For example, the present invention can provide the same excellent effects as those of the present embodiment even when applied to uses other than in-vehicle use (for example, home use).

また、前述のように、信号レベル制限値の算出結果を更新する場合には、これを直ちにオーディオ信号の信号レベルの制限に用いても良いが、複数の信号レベル制限値の更新結果を蓄積させておき、この蓄積された複数の更新結果の平均値を信号レベル制限値算出部１６によって算出するようにし、算出された当該平均値を信号レベル制限値として用いるようにすれば、オーディオ信号の信号レベルをより高精度に制限することができる。 Further, as described above, when updating the calculation result of the signal level limit value, it may be used immediately for limiting the signal level of the audio signal, but the update results of a plurality of signal level limit values are accumulated. If the average value of the accumulated update results is calculated by the signal level limit value calculation unit 16 and the calculated average value is used as the signal level limit value, the signal of the audio signal The level can be limited to higher accuracy.

また、このような複数の信号レベル制限値の更新結果を、バッテリ２の寿命の算出等に用いてもよい。 Further, the update results of the plurality of signal level limit values may be used for calculating the life of the battery 2 or the like.

本発明に係るオーディオ増幅装置およびオーディオシステムの第１実施形態を示すブロック図1 is a block diagram showing a first embodiment of an audio amplifying apparatus and an audio system according to the present invention. 本発明に係るオーディオ増幅装置およびオーディオシステムの第１実施形態において、信号レベル制限値の算出方法の説明に用いるための説明図Explanatory diagram for use in explaining a method for calculating a signal level limit value in the first embodiment of the audio amplifying apparatus and audio system according to the present invention. 本発明に係るオーディオ増幅装置およびオーディオシステムの第２実施形態を示すブロック図The block diagram which shows 2nd Embodiment of the audio amplification apparatus and audio system which concern on this invention 従来から採用されていた車載用のオーディオシステムを示すブロック図Block diagram showing an in-vehicle audio system that has been used in the past

Explanation of symbols

２バッテリ
６ＣＤプレーヤ
８スピーカ
９電装系
１０エアコン
１２車載用オーディオシステム
１４パワーアンプ
１５バッテリ電圧・入力電流検出回路
１６信号レベル制限値算出部
１７信号レベル制御回路 2 Battery 6 CD Player 8 Speaker 9 Electrical System 10 Air Conditioner 12 Car Audio System 14 Power Amplifier 15 Battery Voltage / Input Current Detection Circuit 16 Signal Level Limit Value Calculation Unit 17 Signal Level Control Circuit

Claims

An audio amplifying apparatus that is connected in parallel with a plurality of devices including an audio reproducing apparatus with respect to a power source, and is configured to amplify an audio signal input from the audio reproducing apparatus and output the amplified audio signal to a speaker,
Monitoring means for monitoring the voltage applied to the power supply terminal of the audio amplifier main body by the power source and the current consumption of the audio amplifier main body;
Based on the monitoring results of the monitoring means in the two power consumption states of the audio amplifying device main body in which the power consumption of the audio amplifying device main body is different from each other, it is possible to ensure the operation guarantee voltage of the audio amplifying device main body. A maximum value of power consumption of the audio amplifying apparatus main body is calculated, and based on the calculated maximum value of power consumption, the power consumption of the audio amplifying apparatus main body when amplifying the audio signal is the maximum value. Signal level limit value calculating means for calculating a limit value of the signal level of the audio signal capable of not exceeding
Signal level limiting means for limiting the signal level of the audio signal input to the audio amplifier main body so as not to exceed the limit value according to the calculation result of the signal level limit value calculating means. A characteristic audio amplifying apparatus.

The signal level limit value calculating means includes:
Based on the monitoring result of the monitoring means in the two power consumption states, calculate a no-load voltage of the power source and a resistance component in the impedance between the power source and the audio amplifier main body,
Based on the calculated no-load voltage and the resistance component and the minimum value of the operation guarantee voltage, the maximum value of power consumption of the audio amplification device body is calculated,
The limit value of the signal level of the audio signal is calculated based on the calculated maximum value of the power consumption, the voltage amplification factor of the audio amplifier main body, the impedance of the speaker, and the efficiency of the audio amplifier main body. The audio amplifying apparatus according to claim 1, wherein the audio amplifying apparatus is formed.

Impedance calculation means for calculating the impedance of the speaker;
An efficiency calculating means for calculating the efficiency of the audio amplifier main body,
The signal level limit value calculating means causes the limit value to vary with at least one of the impedance of the speaker calculated by the impedance calculating means and the efficiency of the audio amplifier main body calculated by the efficiency calculating means. The audio amplifying apparatus according to claim 2, wherein the audio amplifying apparatus is configured to be able to vary a calculation result.

The audio amplifying device according to any one of claims 1 to 3, wherein the audio amplifying device is mounted on a vehicle.

Power supply,
An audio amplifying apparatus connected in parallel to the power source together with a plurality of devices including an audio reproducing apparatus and configured to amplify an audio signal input from the audio reproducing apparatus and output the amplified audio signal to a speaker; An audio system,
The audio amplifying device is
Monitoring means for monitoring the voltage applied to the power supply terminal of the audio amplifier main body by the power source and the current consumption of the audio amplifier main body;
Based on the monitoring results of the monitoring means in the two power consumption states of the audio amplifying device main body in which the power consumption of the audio amplifying device main body is different from each other, it is possible to ensure the operation guarantee voltage of the audio amplifying device main body A maximum value of power consumption of the audio amplifying apparatus main body is calculated, and based on the calculated maximum value of power consumption, the power consumption of the audio amplifying apparatus main body when amplifying the audio signal is the maximum value. Signal level limit value calculating means for calculating a limit value of the signal level of the audio signal capable of not exceeding
Signal level limiting means for limiting the signal level of the audio signal input to the audio amplifier main body so as not to exceed the limit value according to the calculation result of the signal level limit value calculating means. A featured audio system.

The signal level limit value calculating means includes:
Based on the monitoring result of the monitoring means in the two power consumption states, calculate a no-load voltage of the power source and a resistance component in the impedance between the power source and the audio amplifier main body,
Based on the calculated no-load voltage and the resistance component and the minimum value of the operation guarantee voltage, the maximum value of power consumption of the audio amplification device body is calculated,
The limit value of the signal level of the audio signal is calculated based on the calculated maximum value of the power consumption, the voltage amplification factor of the audio amplifier main body, the impedance of the speaker, and the efficiency of the audio amplifier main body. The audio system according to claim 5, wherein the audio system is formed as follows.

The audio amplification device is
Impedance calculation means for calculating the impedance of the speaker;
An efficiency calculating means for calculating the efficiency of the audio amplifier main body,
The signal level limit value calculating means causes the limit value to vary with at least one of the impedance of the speaker calculated by the impedance calculating means and the efficiency of the audio amplifier main body calculated by the efficiency calculating means. The audio system according to claim 6, wherein the calculation result is configured to be variable.

The audio system according to claim 5, wherein the audio system is mounted on a vehicle.