JP5635191B2 - オーディオパワーアンプ - Google Patents

Description

本発明は、オーディオパワーアンプに関し、特に、ハイ・インピーダンス方式のアンプに関する。

この種のパワーアンプで、複数台の増幅器出力を合成する技術として、特許文献１に開示されたものがある。
特許文献１に開示されたオーディオパワーアンプでは、複数の増幅器とそれぞれに対応して複数の変圧器が設けられている。各変圧器の二次側には、中間タップが設けられている。そして、それぞれの増幅器の出力を合成する場合には、その増幅器の台数に応じて中間タップを切り替えることで、所望の電圧で出力できるようにしている。

ＷＯ２００９／０５４２６５

特許文献１に開示されている技術を利用して、複数台、例えば４台までカスケード接続して出力合成できるようにした場合、それぞれのオーディオパワーアンプに備わる変圧器の二次側が例えば１００Ｖの出力を発生する場合、これら変圧器の二次側に、２台接続時の５０Ｖ出力の中間タップ、３台接続時の３３Ｖ出力の中間タップ、４台接続時の２５Ｖ出力の中間タップを設けて、接続台数に応じて、それぞれのオーディオパワーアンプの中間タップを切り替えることになる。これを手動で行うと、例えば、４台接続されているのに、２台接続用の中間タップに誤って切り替えたり、４台接続しているつもりが、きっちりとカスケード接続されていなかったため、３台しか接続されていない状態で、４台接続用の中間タップに切り替えたりといった、誤操作が発生し、オーディオパワーアンプを故障させてしまうことが考えられる。また、誤って４台以上接続してしまうことも考えられる。

そこで、本発明は、カスケード接続されている台数を自動的に検出することができるオーディオパワーアンプを提供することを目的とする。

本発明の一態様のオーディオパワーアンプは、複数台をカスケード接続することで出力合成することが可能なものである。このオーディオパワーアンプは、出力変圧器を有している。この出力変圧器は、１次巻線と２次巻線とを有している。前記１次巻線が電力増幅手段に接続され、前記２次巻線が中途に少なくとも１つの中間タップを有している。出力変圧器は、この中間タップ及び前記２次巻線の一端を含む複数の端子から１つを選択することによって、選択された前記端子と前記２次巻線の他端との間の電圧を、出力電圧として出力する。オーディオパワーアンプは、この他に、出力端子と、入力端子とを、備えている。前記複数台のオーディオパワーアンプの前記入力端子が後段の前記オーディオパワーアンプの出力端子にケーブルによって接続されることによって、前記複数台のオーディオパワーアンプの前記出力変圧器の前記２次巻線の他端と前記選択された端子とがカスケード接続されるように、前記出力変圧器の前記２次巻線の他端と前記端子とが、前記入力端子及び前記出力端子に接続されている。前記複数台のオーディオパワーアンプそれぞれが、抵抗器を備え、これら抵抗器は、前記複数台のオーディオパワーアンプが前記ケーブルによってカスケード接続されたとき、前記ケーブルを介して互いに接続される。互いに接続された抵抗値の値に基づいて、カスケード接続されているオーディオパワーアンプのアンプの台数を表す出力信号を、出力手段が出力する。なお、前記出力手段は、前記ケーブルを介して互いに接続された前記抵抗器に、互いに接続された前記抵抗器の数に応じて値が変化する接続台数検出信号を前記ケーブルを介して供給する接続台数検出信号源を有するものとできる。この場合、前記出力手段は、前記接続台数検出信号の値に基づいて前記出力信号を出力する。

このように構成されているので、ケーブルによって接続されているオーディオパワーアンプの台数を検出することができる。

更に、表示手段が、前記出力信号に基づいて、ケーブルによって接続されているオーディオパワーアンプの台数を表示することができる。

更に、制御手段が、前記出力信号に基づいて、前記出力変圧器の前記端子を選択することができる。このように構成されているので、複数台のオーディオパワーアンプを入力端子と出力端子とをケーブルを利用して接続すると、各オーディオパワーアンプの出力変圧器の２次巻線の複数の端子のうち、ケーブルで接続されているオーディオパワーアンプの台数に対応したものが自動的に選択され、各オーディオパワーアンプの選択された端子と２次変圧器の他端とが自動的にカスケード接続される。

前記制御手段は、他のオーディオパワーアンプが非接続であることを前記出力手段の出力信号が表しているとき、前記２次巻線の一端を選択することができる。このように構成すると、オーディオパワーアンプが１台のみで使用されることも可能となる。

或いは、前記出力手段は、予め定めた基準信号と前記接続台数検出信号とを比較する比較手段を有するものとすることができる。

本発明の一実施形態のオーディオパワーアンプを２台ケーブルによって接続した状態を表す回路図である。 本発明の一実施形態のオーディオパワーアンプを３台ケーブルによって接続した状態を表すブロックダイアグラムである。 図１の２台のオーディオパワーアンプの出力変圧器の２次巻線と入力端子及び出力端子との接続関係を示す図である。 図２の３台のオーディオパワーアンプの出力変圧器の２次巻線と入力端子及び出力端子との接続関係を示す図である。 本発明の一実施形態のオーディオパワーアンプがケーブルによって接続されている場合における台数の検出原理の説明図である。 本発明の一実施形態のオーディオパワーアンプを２台ケーブルによって接続した状態での台数検出信号発生の説明用回路図である。

本発明の一実施形態のオーディオパワーアンプは、複数台、例えば図１及び図２に示すように、２台のオーディオパワーアンプ２ａ及び２ｂまたは３台のオーディオパワーアンプ２ａ、２ｂ及び２ｃをカスケード接続して使用することが可能なものである。

図１及び図２に示すオーディオパワーアンプ２ａ、２ｂ及び２ｃはいずれも同一の構成である。従って、オーディオパワーアンプ２ａの構成について詳細に説明し、他のオーディオパワーアンプ２ｂ及び２ｃの構成の詳細な説明は、省略することもある。オーディオパワーアンプ２ａ、２ｂ及び２ｃの共通の構成要素には、符号として共通の数字を使用し、オーディオパワーアンプ２ａの構成要素には共通の数字の添え字としてアルファベットａを付し、オーディオパワーアンプ２ｂの構成要素には共通の数字の添え字としてアルファベットｂを付し、オーディオパワーアンプ２ｃの構成要素には共通の数字の添え字としてアルファベットｃを付す。

オーディオパワーアンプ２ａは、ハイ・インピーダンス方式のもので、出力変圧器４ａを有している。出力変圧器４ａは、１次巻線６ａと、２次巻線８ａとを有している。１次巻線６ａには、電力増幅器１０ａの出力が供給されている。電力増幅器１０ａは、図示していないオーディオ信号源からのオーディオ信号を電力増幅して、出力変圧器４ａの一次巻線に供給する。２次巻線８ａは、一端１２ａと他端１４ａとを有している。オーディオパワーアンプ２ａは、ハイ・インピーダンス方式のものであるので、２次巻線８ａの両端１２ａ及び１４ａ間に出力されるオーディオ信号の最大出力電圧は、実効値で表して１００Ｖまたは７０Ｖである。

２次巻線８ａは、更に２つの中間タップ１６ａ及び１８ａを有している。中間タップ１６ａは、２台のオーディオパワーアンプ、例えばオーディオパワーアンプ２ａ及び２ｂをカスケード接続するときに使用されるものである。この中間タップ１６ａは、出力変圧器４ａの他端１４ａに対して一端１２ａが発生している電圧の１／２の電圧が、他端１４ａに対して発生している２次巻線８ａ中の位置に形成されている。中間タップ１８ａは、３台のオーディオアンプ、例えばオーディオパワーアンプ２ａ、２ｂ及び２ｃがカスケード接続される際に使用されるもので、出力変圧器４ａの他端１４ａに対して一端１２ａが発生している電圧の１／３の電圧が、他端１４ａに対して発生している２次巻線８ａ中の位置に形成されている。

オーディオパワーアンプ２ａ及び２ｂまたは２ａ、２ｂ及び２ｃをカスケード接続するために、図２に示すようにオーディオパワーアンプ２ａ、２ｂ及び２ｃは、出力端子２２ａ、２２ｂ及び２２ｃ、入力端子２４ａ、２４ｂ及び２４ｃを有している。また、オーディオパワーアンプ２ａ及び２ｂまたは２ａ、２ｂ及び２ｃへスピーカ２０を接続するために、スピーカ側装置、例えばスピーカ接続装置２６がオーディオパワーアンプ２ａに対して設けられている。スピーカ接続装置２６は、接続端子２８を有している。

図４に示すように、出力端子２２ａ、２２ｂ及び２２ｃは、共通端子３０ａ、３０ｂ及び３０ｃと、通常端子３２ａ、３２ｂ及び３２ｃとを、それぞれ有している。入力端子２４ａ、２４ｂ及び２４ｃも、共通端子３４ａ、３４ｂ及び３４ｃと、通常端子３６ａ、３６ｂ及び３６ｃとをそれぞれ有している。同様に、図１に示すように、スピーカ接続装置２６の接続端子２８も共通端子３８と通常端子４０とを有している。共通端子３８はスピーカ２０の他端に、通常端子４０はスピーカ２０の一端に接続されている。図１では、スピーカ２０は１台のみ示しているが、オーディオパワーアンプ２ａ、２ｂ及び２ｃがハイ・インピーダンス方式のものであるので、実際には複数台のスピーカ２０が並列に接続されている。

出力変圧器４ａ、４ｂ及び４ｃの他方の端１４ａ、１４ｂ及び１４ｃは、出力端子２２ａ、２２ｂ及び２２ｃの共通端子３０ａ、３０ｂ及び３０ｃにそれぞれ接続されている。また、中間タップ１６ａ、１６ｂ及び１６ｃと１８ａ、１８ｂ及び１８ｃとのうち、切換手段、例えばリレー接点４２ａ、４２ｂ及び４２ｃによって選択されたものが、入力端子２４ａ、２４ｂ及び２４ｃの共通端子３４ａ、３４ｂ及び３４ｃにそれぞれ接続されている。また、出力変圧器４ａ、４ｂ及び４ｃの一端１２ａ、１２ｂ及び１２ｃと、入力端子２４ａ、２４ｂ及び２４ｃの通常端子３６ａ、３６ｂ及び３６ｃとのうち、切換手段、例えばリレー接点４４ａ、４４ｂ及び４４ｃによってそれぞれ選択されたものが、出力端子２２ａ、２２ｂ及び２２ｃの通常端子３２ａ、３２ｂ及び３２ｃにそれぞれ接続されている。

オーディオパワーアンプ２ａ及び２ｂをカスケード接続しようとする場合、図１に示すように、オーディオパワーアンプ２ａの出力端子２２ａの共通端子３０ａがスピーカ接続装置２６の共通端子３８に接続され、出力端子２２ａの通常端子３２ａがスピーカ接続装置２６の通常端子４０に接続される。この接続は、出力端子２２ａ用のコネクタ４６と、接続端子２８用のコネクタ４８を両端に備えるケーブル５０によって行われる。ケーブル５０は、共通端子３０ａ及び３８の接続用のラインと、通常端子３２ａ及び４０接続用のラインとを有している。

図１及び図３に示すように、オーディオパワーアンプ２ａの入力端子２４ａの共通端子３４ａがオーディオパワーアンプ２ｂの出力端子２２ｂの共通端子３０ｂに接続され、オーディオパワーアンプ２ａの入力端子２４ａの通常端子３６ａがオーディオパワーアンプ２ｂの出力端子２２ｂの通常端子３２ｂに接続される。この接続は、入力端子２４ａ用のコネクタ５２と、出力端子２２ｂ用のコネクタ５４を両端に備えるケーブル５６によって行われる。ケーブル５６も、ケーブル５０と同様に２つのラインを有している。

オーディオパワーアンプ２ｂの入力端子２４ｂの共通端子３４ｂと通常端子３６ｂとは、入力端子２４ｂに接続されたコネクタ５８によって接続されている。

このようにケーブル５０及び５６でオーディオアンプ２ａ、２ｂが接続された状態（以下、この状態を２台のケーブルカスケード接続状態と称する）で、リレー接点４２ａ及び４２ｂが中間タップ１６ａ及び１６ｂ側にそれぞれ切り換えられ、リレー接点４４ａ及び４４ｂが入力端子２４ａ及び２４ｂの通常端子３６ａ及び３６ｂ側にそれぞれ切り換えられる。

これによって、オーディオパワーアンプ２ｂの出力変圧器４ｂの他端１４ｂがオーディオパワーアンプ２ａの出力変圧器４ａの中間タップ１６ａに接続され、出力変圧器４ａの他端１４ａがスピーカ２０の他端に接続され、オーディオパワーアンプ２ｂの出力変圧器４ｂの中間タップ１６ｂがスピーカ２０の一端に接続され、オーディオパワーアンプ２ａ及び２ｂをカスケード接続することができる。

なお、オーディオパワーアンプ２ａ及び２ｂをカスケード接続する場合、電力増幅器１０ａ及び１０ｂには同一のオーディオ信号源からオーディオ信号が供給されている。オーディオパワーアンプ２ａ、２ｂ及び２ｃをカスケード接続する場合も同様である。

オーディオパワーアンプ２ａ、２ｂ及び２ｃをカスケード接続しようとする場合、図２に示すようにオーディオパワーアンプ２ａ、２ｂ及び２ｃ並びに接続装置２６がケーブル５０、５６及び６４によって接続される。即ち、図１に示すのと同様に、オーディオパワーアンプ２ａの出力端子２２ａの共通端子３０ａがスピーカ接続装置２６の共通端子３８に接続され、出力端子２２ａの通常端子３２ａがスピーカ接続装置２６の通常端子４０に接続される。この接続はケーブル５０によって行われる。

また、図４に示すようにオーディオパワーアンプ２ａの入力端子２４ａの共通端子３４ａがオーディオパワーアンプ２ｂの出力端子２２ｂの共通端子３０ｂに接続され、オーディオパワーアンプ２ａの入力端子２４ａの通常端子３６ａがオーディオパワーアンプ２ｂの出力端子２２ｂの通常端子３２ｂに接続される。この接続は、ケーブル５６によって行われる。

また、オーディオパワーアンプ２ｂの入力端子２４ｂの共通端子３４ｂがオーディオパワーアンプ２ｃの出力端子２２ｃの共通端子３０ｃに接続され、オーディオパワーアンプ２ｂの入力端子２４ｂの通常端子３６ｂがオーディオパワーアンプ２ｃの出力端子２２ｃの通常端子３２ｃに接続される。この接続は、入力端子２４ｂ用のコネクタ６０と、出力端子２２ｃ用のコネクタ６２を両端に備えるケーブル６４によって行われる。オーディオパワーアンプ２ｃの入力端子２４ｃの共通端子３４ｃと通常端子３６ｃとは、入力端子２４ｃに接続されたコネクタ５８によって接続されている。

このように接続された状態（以下、このようにオーディオパワーアンプ２ａ、２ｂ及び２ｃが接続されている状態を３台ケーブルカスケード接続状態と称する）で、リレー接点４２ａ、４２ｂ及び４２ｃが中間タップ１８ａ、１８ｂ及び１８ｃ側にそれぞれ切り換えられ、リレー接点４４ａ、４４ｂ及び４４ｃが入力端子２４ａ、２４ｂ及び２４ｃの通常端子３６ａ、３６ｂ及び３６ｃ側にそれぞれ切り換えられる。

これによって、オーディオパワーアンプ２ｃの出力変圧器４ｃの他端１４ｃがオーディオパワーアンプ２ｂの出力変圧器４ｂの中間タップ１８ｂに接続され、出力変圧器４ｂの他端１４ｂが出力変圧器４ａの中間タップ１８ａに接続され、出力変圧器４ａの他端１４ａがスピーカ２０の他端に接続され、オーディオパワーアンプ２ｃの出力変圧器４ｃの中間タップ１８ｃがスピーカ２０の一端に接続され、オーディオパワーアンプ２ａ、２ｂ及び２ｃをカスケード接続することができる。

また、例えばオーディオパワーアンプ２ａを単独でスピーカ２０に接続しようとする場合、オーディオパワーアンプ２ａの出力端子２２ａの共通端子３０ａがスピーカ接続装置２６の共通端子３８に接続され、出力端子２２ａの通常端子３２ａがスピーカ接続装置２６の通常端子４０に接続される。この接続は、ケーブル５０によって行われる。この場合、リレー接点４４ａが出力変圧器４ａの一端１２ａに接続されている必要がある。

例えばオーディオパワーアンプ２ａ及び２ｂをカスケード接続しようとする場合、リレー接点４２ａ及び４２ｂやリレー接点４４ａ及び４４ｂに代えて、手動の切換スイッチが使用されていると、上述したように２台のケーブルカスケード接続状態とした後に、リレー接点４２ａ及び４２ｂ並びにリレー接点４４ａ及び４４ｂに相当する切換スイッチを手動で切り換えることになる。しかし、その作業が面倒である上に、誤った切換を行った場合には、オーディオパワーアンプ２ａ及び２ｂが損傷する可能性がある。これは、オーディオパワーアンプ２ａ、２ｂ及び２ｃが３台のケーブルカスケード接続状態にある場合でも同様である。

そこで、この実施形態では、上述したように２台のケーブルカスケード接続状態または３台のケーブルカスケード接続状態とされた後、接続指令を与えると、自動的に何台のオーディオパワーアンプがカスケード接続されようとしているのかが検出され、その検出結果を表示すると共に、リレー接点４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４４ａ、４４ｂ及び４４ｃのうち切り換える必要のあるものを、自動的に必要とされる状態に切り換えるように構成されている。

リレー接点４２ａは、図１に示すリレーコイル６０ａによって切り換えられる。リレーコイル６０ａに電流が流れていないとき、リレー接点４２ａは、入力端子２４ａの共通端子３４ａを中間タップ１８ａに接続し、リレーコイル６０ａに電流が流れているとき、リレー接点４２ａは、入力端子２４ａの共通端子３４ａを中間タップ１６ａに接続する。リレー接点４４ａは、リレーコイル６２ａによって切り換えられる。リレーコイル６２ａに電流が流れていないとき、リレー接点４４ａは、出力端子２２ａの通常端子３２ａを入力端子２４ａの通常端子３６ａに接続し、リレーコイル６２ａに電流が流れているとき、リレー接点４４ａは、出力端子２２ａの通常端子３２ａを２次巻線８ａの一端１２ａに接続する。

リレーコイル６０ａへ電流を供給したり、停止したりするために、電源端子、例えば正の電源端子６４ａと基準電位、例えば接地電位との間に、リレーコイル６０ａとスイッチング素子の直列回路が接続されている。スイッチング素子としては、例えばＰＮＰトランジスタ６６ａが使用されている。トランジスタ６６ａのエミッタが正の電源端子６４ａに接続され、コレクタがリレーコイル６０ａの一端に接続され、リレーコイル６０ａの他端が接地電位に接続されている。トランジスタ６６ａのエミッタとベースとの間には抵抗器６８ａが接続され、ベースは抵抗器７０ａを介して、出力手段の一部をなす比較手段、例えば比較器７２ａの出力側に接続されている。比較器７２ａの出力がトランジスタ６６ａのベースから電流を吸い込んだとき、トランジスタ６６ａが導通し、リレーコイル６０ａに電流が流れる。

同様に、リレーコイル６２ａへ電流を供給したり、停止したりするために、正の電源端子６４ａと接地電位との間に、リレーコイル６２ａとスイッチング素子の直列回路が接続されている。スイッチング素子としては、例えばＰＮＰトランジスタ７４ａが使用されている。トランジスタ７４ａのエミッタが正の電源端子６４ａに接続され、コレクタがリレーコイル６２ａの一端に接続され、リレーコイル６２ａの他端が接地電位に接続されている。トランジスタ７４ａのエミッタとベースとの間には抵抗器７６ａが接続され、ベースは抵抗器７８ａを介して、出力手段の一部をなす比較手段、例えば比較器８０ａの出力側に接続されている。比較器８０ａの出力がトランジスタ７４ａのベースから電流を吸い込んだとき、トランジスタ７４ａが導通し、リレーコイル６２ａに電流が流れる。比較器７２ａ及び８０ａは、いずれも反転入力端子に供給されている電圧が、非反転入力端子に供給されている電圧よりも大きいとき、出力側が電流を吸い込む。

従って、比較器８０ａの非反転入力端子に、オーディオパワーアンプ２ａが１台で使用されている否かを判定するための基準信号、例えば第１の基準電圧を供給しておき、オーディオパワーアンプ２ａが１台のみ使用されている場合には、比較器８０ａの反転入力端子の電圧が、第１の基準電圧より大きくなり、オーディオパワーアンプ２ａが他のオーディオパワーアンプとケーブルで接続されている場合には、比較器８０ａの反転入力端子の電圧が、第１の基準電圧以下となるように構成すれば、次の３つのことを行うことができる。

（１）オーディオパワーアンプ２ａが単独で使用されているか、２台のケーブルカスケード接続状態または３台のケーブルカスケード接続状態にあるのか検出することができる。（２）オーディオパワーアンプ２ａが単独で使用されている場合には、リレーコイル６２ａに電流を流して、２次巻線８ａの一端１２ａが出力端子２２ａの通常端子３２ａに接続されるようにすることができる。（３）オーディオパワーアンプ２ａが２台のケーブルカスケード接続状態または３台のケーブルカスケード接続状態にある場合には、リレーコイル６２ａに電流を流さずに、入力端子２４ａの通常端子３６ａが出力端子２２ａの通常端子３２ａに接続されるようにすることができる。

同様に、比較器７２ａの非反転入力端子に、オーディオパワーアンプ２ａが２台のケーブルカスケード接続状態にあるのか、３台のケーブルカスケード状態にあるのかを判定するための基準信号、例えば第２の基準電圧を供給し、オーディオパワーアンプ２ａの入力端子２４ａが２台のケーブルカスケード接続状態にある場合、比較器７２ａの反転入力端子の電圧が第２の基準電圧よりも大きくなり、オーディオパワーアンプ２ａが３台のケーブルカスケード接続状態の場合、比較器７２ａの反転入力端子の電圧が第２の基準電圧以下になるように構成すれば、次の３つのことができる。

（１）オーディオパワーアンプ２ａが２台のケーブルカスケード接続状態にあるのか、３台のケーブルカスケード接続状態にあるのかを検出することができる。（２）２台のケーブルカスケード接続状態にある場合には、リレーコイル６０ａに電流を流して、２次巻線８ａの中間タップ１６ａが入力端子２４ａの共通端子３４ａに接続されるようにすることができる。（３）オーディオパワーアンプ２ａが３台のケーブルカスケード接続状態にある場合には、リレーコイル６０ａに電流を流さずに、２次巻線８ａの中間タップ１８ａが入力端子２４ａの共通端子３４ａに接続されるようにすることができる。

このように第１及び第２の基準電圧を比較器７２ａ及び８０ａの非反転入力端子に供給するために、接続台数検出用信号源の一部をなす基準電圧発生器８２ａが、オーディオパワーアンプ２ａに設置されている。この基準電圧発生器８２ａは、正の電源端子６４ａと接地電位との間に４つの抵抗器８４ａ、８６ａ、８８ａ及び９０ａを、直列に接続したものである。正の電源端子６４ａ側に抵抗器８４ａが位置し、次に抵抗器８６ａが位置し、次に抵抗器８８ａが位置し、最後に接地電位側に抵抗器９０ａが位置している。従って、比較器８０ａの非反転入力端子には、直列関係にある抵抗器８６ａ、８８ａ及び９０ａの間に発生している電圧が第１の基準電圧として供給される。直列関係にある抵抗器８８ａ及び９０ａ間の電圧が第２の基準電圧として、比較器７２ａの非反転入力端子に供給される。第１の基準電圧の値が最も大きく設定され、第２の基準電圧の値は、第１の電圧よりも小さく設定されている。

そして、比較器８０ａ及び７２ａの反転入力端子には、一端が接地電位に接続された抵抗器９２ａの他端が接続されている。オーディオパワーアンプ２ａのみが使用されている場合、抵抗器９２ａの両端間電圧を第１の基準電圧よりも高い電圧にできれば、比較器８０ａの出力が電流を吸い込むので、オーディオパワーアンプ２ａのみが使用されていることを検出できる。オーディオパワーアンプ２ａが２台のケーブルカスケード接続状態にある場合、抵抗器９２ａの両端間電圧を、第１の基準電圧よりも低いが、第２の基準電圧よりも高い電圧にできれば、比較器７２ａが電流を吸い込むことによって、オーディオパワーアンプ２ａが２台のケーブルカスケード接続状態にあることを検出することができる。オーディオパワーアンプ２ａが３台のケーブルカスケード接続状態にある場合、抵抗器９２ａの両端間電圧が第２の基準電圧よりも低い電圧にできれば、比較器７２ａが電流を吸い込まないことによって、オーディオパワーアンプ２ａが３台のケーブルカスケード接続状態にあることを検出できる。

そこで、比較器７２ａ及び８０ａの反転入力端子に接続されている抵抗器９２ａの端を抵抗器９４ａと開閉手段、例えばリレー接点９６ａとを介して正の電源端子６４ａに接続し、オーディオパワーアンプ２ａが１台のみで使用されている場合、リレー接点９６ａの切り換えによって正の電源端子６４ａと接地電位との間に抵抗器９４ａ、９２ａの直列回路を接続させ、このとき抵抗器９２ａの両端間の電圧が上述したように第１の基準電圧よりも大きいように抵抗器９４ａ、９２ａの抵抗値を設定しておけば、オーディオパワーアンプ２ａが１台のみで使用されていることを検出できる。

ここで、例えば、オーディオパワーアンプ２ａが２台のケーブルカスケード接続状態の場合に、図５（ｂ）に示すように、抵抗器９２ａに対して並列に１つの抵抗器９８が接続されるように構成すると、同図（ａ）の抵抗器９２ａ単独の場合よりも抵抗器９２ａの両端間電圧は低下する。また、オーディオパワーアンプ２ａが３台のケーブルカスケード接続状態にある場合、同図（ｃ）に示すように、抵抗器９８に加えて抵抗器１００も並列に接続されるように構成すると、抵抗器９２ａの両端間に発生する電圧を、同図（ｂ）に示す場合に抵抗器９２ａの両端間に発生する電圧よりも低くすることができる。従って、抵抗器９８及び１００の抵抗値を適切に選択すると、同図（ｂ）の場合に、比較器７２ａの出力が電流を吸い込み、同図（ｃ）の場合に、比較器７２ａの出力が電流を吸い込まないようにすることができる。これによって、オーディオパワーアンプ２ａが２台のケーブルカスケード接続状態にあるか３台のケーブルカスケード接続状態にあるかを検出することができる。

実際には、各オーディオパワーアンプ２ａ、２ｂ及び２ｃは、同一構成であるので、オーディオパワーアンプ２ｂ及び２ｃは、抵抗器９２ａに相当する抵抗器９２ｂ及び９２ｃを有している。これら抵抗器９２ｂ及び９２ｃが抵抗器９２ａと並列に接続されるようにする。そのため、図１に示すように、オーディオパワーアンプ２ａでは、抵抗器９２ａと抵抗器９４ａとの接続点が出力端子２２ａに設けた接続台数検出用端子１０２ａと、入力端子２４ａに設けた接続台数検出用端子１０４ａとに接続されている。オーディオパワーアンプ２ｂ及び２ｃでも、抵抗器９２ｂ及び９２ｃと抵抗器９４ｂ及び９４ｃとのそれぞれの接続点が出力端子２２ｂ及び２２ｃの接続台数検出用端子１０２ｂ及び１０２ｃと、入力端子２４ｂ及び２４ｃの接続台数検出用端子１０４ｂ及び１０４ｃとにそれぞれ接続されている。そして、ケーブル５６には、接続台数検出用端子１０４ａと接続台数検出用端子１０２ｂとを接続するラインが含まれている。ケーブル６４には、接続台数検出用端子１０４ｂと接続台数検出用端子１０２ｃとを接続するラインが含まれている。

オーディオパワーアンプ２ａ及び２ｂをカスケード接続しようとする場合、オーディオパワーアンプ２ａの入力端子２４ａは、オーディオパワーアンプ２ｂの出力端子２２ｂに、ケーブル５６によって接続されるので、抵抗器９２ａ及び９２ｂが並列に接続される。オーディオパワーアンプ２ａ、２ｂ及び２ｃをカスケード接続する場合、図２に示すように、オーディオパワーアンプ２ａの入力端子２４ａは、オーディオパワーアンプ２ｂの出力端子２２ｂに、ケーブル５６によって接続され、オーディオパワーアンプ２ｂの入力端子２４ｂは、オーディオパワーアンプ２ｃの出力端子２２ｃにケーブル６４によって接続されるので、抵抗器９２ａ、９２ｂ及び９２ｃが並列に接続される。

図６は、オーディオパワーアンプ２ａが２台のケーブルカスケード接続状態にある場合での、抵抗器９２ａ、９２ｂ及びこれらに関連する回路を示したものである。リレー接点９６ａ及び９６ｂが共に開放されていると、抵抗器９２ａ及び９２ｂの並列回路に電圧が発生せず、リレー接点９６ａ及び９６ｂが共に閉成されていると、図５（ｂ）に示すような回路とはならず、リレー接点９６ａ及び９６ｂのいずれか一方のみが閉成されるようにする必要がある。オーディオパワーアンプ２ａが３台のケーブルカスケード接続状態にある場合も、同様にリレー接点９６ａ、９６ｂ及び９６ｃのいずれか１つのみが閉成されるようにする必要がある。そこで、この実施形態では、スピーカ接続装置２６が接続されているオーディオパワーアンプ２ａから最も遠いオーディオパワーアンプ、２台のケーブルカスケード接続状態の場合、オーディオパワーアンプ２ｂのリレー接点９６ｂを閉成し、３台のケーブルカスケード接続状態の場合、オーディオパワーアンプ２ｃのリレー接点９６ｃを閉成する。

このため、図１に示すように、スピーカ接続装置２６は、接続台数検出信号源の一部をなす接続検出信号源１０６を有している。接続検出信号源１０６は、正の電源端子１０８を有し、この電源端子１０８は、スイッチング素子、例えばＰＮＰトランジスタ１１０のコレクタ−エミッタ伝導路及びダイオード１１２を介して接続端子２８の接続検出端子１１４に接続されている。トランジスタ１１０のベースには、抵抗器１１５及びホトカプラー１１６のホトトランジスタ１１８のコレクタ−エミッタ伝導路を介して接地電位点に接続されている。ホトカプラー１１８のホトダイオード１２０のアノードは正の電源端子１２２に接続され、カソードは抵抗器１２４及び開閉スイッチ１２６を介して接地電位点に接続されている。従って、開閉スイッチ１２６を閉じたとき、ホトダイオード１２０が導通して発光し、トランジスタ１１０も導通して接続端子の２８の接続検出端子１１４に正の電源端子１０８の電圧が印加される。

この接続端子１１４は、ケーブル５０を介してオーディオパワーアンプ２ａの出力端子２２ａの接続検出端子１２８ａに接続されている。接続端子１２８ａは、接続検出を報知するためのホトカプラー１３０ａのホトダイオード１３２ａ、リレー接点切換用のホトカプラー１３４ａのホトダイオード１３６ａ及び抵抗器１３８ａを介して接地電位に接続されている。従って、接続検出端子１２８ａにケーブル５０を介して供給されている正の電源端子１２２から電流が流れる。

ホトカプラー１３０ａは、ホトトランジスタ１４０ａを有し、そのコレクタは正の電源端子１４２ａに接続され、エミッタは、図示していない報知手段、例えば接続検出表示手段に接続されている。従って、ホトダイオード１３２ａに上記のように電流が流れたとき、接続検出が行われていることが表示される。

ホトカプラー１３４ａは、ホトトランジスタ１４３ａを有し、そのエミッタは接地電位に接続され、コレクタは抵抗器１４４ａを介してスイッチング素子、例えばＰＮＰトランジスタ１４６ａのベースに接続されている。トランジスタ１４６ａのエミッタは正の電源端子６４ａに接続され、そのコレクタは、抵抗器１４８ａを介してスイッチング素子、例えばＮＰＮトランジスタ１５０ａのベースに接続されている。このトランジスタ１５０ａのコレクタは、リレー接点９６ａのリレーコイル１５２ａを介して正の電源端子６４ａに接続され、エミッタは接地電位に接続されている。

従って、ホトカプラー１３４ａのホトダイオード１３６ａに上述したように電流が流れたとき、ホトトランジスタ１４３ａ、１４６ａ及び１５０ａが導通して、リレーコイル１５２ａに電流が流れる。その結果、リレー接点９６ａが閉成状態に切り換えられ、正の電源端子６４ａから抵抗器９４ａ及び９２ａの直列回路に電圧が供給される。

トランジスタ１５０ａのベースには、ホトカプラー１５４ａのホトトランジスタ１５６ａのコレクタが接続され、そのエミッタは接地電位に接続されている。ホトカプラー１５４ａはホトダイオード１５８ａも有し、そのアノードは、出力端子２２ａの接続検出端子１２８ａに接続され、カソードは入力端子２４ａの接続検出端子１６０ａに接続されている。従って、後述するようにして、ホトダイオード１５８ａに電流が流れると、ホトトランジスタ１５６ａが導通し、その結果、トランジスタ１５０ａが非導通となって、リレーコイル１５２ａには、電流が流れず、リレー接点９６ａは開放され、抵抗器９４ａ及び９２ａの直列回路には正の電源端子６４ａから電圧は供給されない状態になる。

上述したようにオーディオパワーアンプ２ｂは、オーディオパワーアンプ２ａと同一の構成であるので、入力端子２４ａの接続検出端子１６０ａは、ケーブル５６を介してオーディオパワーアンプ２ｂの出力端子２２ｂの接続検出端子１２８ｂに接続されていると、ホトダイオード１３２ａ、１３６ａに電流が流れる。その結果、オーディオパワーアンプ２ａでは、ホトダイオード１５８ａに電流が流れ、リレー接点９６ａは開放される。一方、オーディオパワーアンプ２ｂでは、上述したのと同様にして、トランジスタ１５０ｂが導通して、リレーコイル１５４ｂに電流が流れ、リレー接点９６ｂが閉成される。その結果、抵抗器９４ｂ、９２ｂの直列回路には正の電源端子６４ｂから正の電圧が供給される。このとき、オーディオパワーアンプ２ｂの入力端子２４ｂが、図１に示すようにオーディオパワーアンプ２ｃの出力端子に接続されていなければ、ホトダイオード１５８ｂには電流が流れず、ホトトランジスタ１５６ｂが導通せず、リレー接点９６ｂは、閉成状態を維持する。

ここで、オーディオパワーアンプ２ａの入力端子２４ａとオーディオパワーアンプ２ｂの出力端子が接続されているので、入力端子２４ａの接続台数検出端子１０４ａとオーディオパワーアンプ２ｂの出力端子２２ｂの接続台数検出端子１０２ｂとが接続されている。従って、オーディオパワーアンプ２ａの抵抗器９２ａと抵抗器９４ａとの接続点が、オーディオパワーアンプ２ｂの抵抗器９２ｂと抵抗器９４ｂとの接続点に接続される。このとき、上述したように、抵抗器９２ａと９４ａとの直列回路には正の電源端子６４ａから電圧は供給されていないので、抵抗器９２ｂに対して抵抗器９２ａが並列に接続された状態となり、抵抗器９２ａ及び９２ｂの並列回路と抵抗器９４ｂとの直列回路に対して正の電源端子６４ｂから電圧が印加される。この並列回路に発生している電圧が、オーディオパワーアンプ２ａの比較器７２ａ及び８０ａの反転入力端子に供給されると共に、オーディオパワーアンプ２ｂの比較器７２ｂ及び８０ｂの反転入力端子に供給される。

その結果、上述したようにオーディオパワーアンプ２ａ及び２ｂでは、比較器７２ａ及び７２ｂの出力が電流を吸い込み、トランジスタ６６ａ及び６６ｂが導通して、リレーコイル６０ａ及び６０ｂに電流が流れ、リレー接点４２ａが中間タップ１６ａを共通端子３４ａに接続し、リレー接点４２ｂが中間タップ１６ｂを共通端子３４ｂに接続する。また、比較器８０ａ及び８０ｂの出力は電流を吸い込まないので、トランジスタ７４ａ及び７４ｂは非導通であり、リレーコイル６２ａ及び６２ｂには電流が流れず、リレー接点４４ａが通常端子３６ａを通常端子３２ａに接続し、リレー接点４４ｂが通常端子３６ｂを通常端子３２ｂに接続する。従って、図３に示したように出力変圧器４ａ、４ｂの２次側巻線８ａ、８ｂが接続される。

もし、図２に示すようにオーディオパワーアンプ２ｂの入力端子２４ｂがオーディオパワーアンプ２ｃの出力端子２２ｃにケーブル接続されている場合、詳細な説明は省略するが、図４に示すようにリレー接点４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４４ａ、４４ｂ、４４ｃが切り換えられ、出力変圧器４ａ、４ｂ、４ｃの２次側巻線８ａ、８ｂ、８ｃがカスケード接続される。ホトカプラー１３４ａ、トランジスタ１４６ａ、１５０ａ、リレーコイル１５２ａ、ホトカプラー１５４ａ、リレー接点９６ａも、接続台数検出信号源の一部をなす。

なお、図１に示すように、比較器８０ａの出力には、オーディパワーアンプ２ａが単体使用されているかカスケード接続されて使用されているかを表示する単体／カスケード表示手段用の表示駆動手段、例えばホトカプラー１６０ａが設けられている。ホトカプラー１６０ａはホトダイオード１６２ａを有し、そのアノードが正の電源端子１６４ａに接続され、カソードが比較器８０ａの出力に接続されている。ホトカプラー１６０ａは、ホトトランジスタ１６６ａも有し、そのコレクタは正の電源端子１６８ａに接続され、そのエミッタは、図示していない単体／カスケード表示手段に接続されている。

従って、オーディオパワーアンプ２ａが単体で使用されている場合、上述したように抵抗器９２ａの両端間電圧が抵抗器８６ａ、８８ａ及び９０ａによる第１の電圧よりも大きく、比較器８０ａの出力が電流を吸い込むので、ホトダイオード１６２ａが発光し、ホトトランジスタ１６６ａを介して単体／カスケード表示手段に電流が流れる。これによって、単体でオーディオパワーアンプ２ａが使用されていることを報知できる。また、オーディオパワーアンプ２ａがカスケード接続されている場合には、抵抗器９２ａの両端間電圧が第１の電圧以下で、ホトトランジスタ１６６ａには電流が流れず、カスケード接続で使用されていることを報知できる。

同様に比較器７２ａの出力には、オーディパワーアンプ２ａが２台のケーブルカスケード接続状態にあるのか、３台のケーブルカスケード接続状態にあるのかを表示するカスケード台数表示手段用の表示駆動手段、例えばホトカプラー１７０ａが設けられている。このホトカプラー１７０ａも、ホトダイオード１７２ａとホトトランジスタ１７４ａとを有し、これらはホトダイオード１６２ａ、ホトトランジスタ１６６ａと同様にカスケード台数表示手段（図示せず）に接続されている。

抵抗器９２ａ間の電圧が、抵抗器８８ａ及び９０ａによる第２の基準電圧よりも大きく、比較器７２ａが電流を吸い込んで、ホトトランジスタ１７４ａに電流が流れているとき、オーディオパワーアンプ２ａが２台のケーブルカスケード接続状態にあることをカスケード台数表示手段が表す。抵抗器９２ａ間の電圧が第２の基準電圧以下で、比較器７２ａが電流を吸い込まず、ホトトランジスタ１７４ａに電流が流れていないとき、オーディオパワーアンプ２ａが３台のケーブルカスケード接続状態にあることをカスケード台数表示手段が表す。

なお、オーディオパワーアンプ２ａが２台または３台のケーブルカスケード接続状態でなく、オーディオパワーアンプ２ａが単体使用されていないにも拘わらず、なんらかの原因で抵抗器９２ａ間の電圧が第２の電圧以下となると、比較器７２ａの出力が電流を吸い込まず、オーディオパワーアンプ２ａが３台のケーブルカスケード接続状態にあると誤表示する可能性がある。そこで、抵抗器９０ａの両端間電圧が比較器１７６ａの非反転入力端子に供給され、抵抗器９２ａの両端間電圧が比較器１７６ａの反転入力端子に供給され、比較器１７６ａの出力にホトカプラー１７８ａが接続されている。このホトカプラー１７８ａは、ホトダイオード１８０ａとホトトランジスタ１８２ａとを有し、これらは、ホトトランジスタ１８２ａのエミッタが、正常／異常表示手段（図示せず）に接続されている以外、ホトダイオード１６２ａ及びホトトランジスタ１６６ａと同様に接続されている。

従って、オーディオパワーアンプ２ａが単体で使用されている場合、またはオーディオパワーアンプ２ａが２台または３台のケーブルカスケード接続状態の場合には、抵抗器９２ａの両端間電圧は、抵抗器９０ａの両端間電圧よりも大きく、比較器１７６ａの出力は電流を吸い込み、ホトトランジスタ１８２ａに電流が流れ、正常に動作していることが正常／異常表示手段で表示される。異常があって抵抗器９２ａの両端間電圧が抵抗器９０ａの両端間電圧よりも低いと、比較器１７６ａの出力は電流を吸い込まず、ホトトランジスタ１８２ａに電流が流れず、異常があることが正常／異常表示手段で表示される。

このようにオーディオパワーアンプ２ａ、２ｂ及び２ｃが構成されているので、オーディオパワーアンプ２ａが単体で使用されている場合、即ち出力端子２２ａがケーブル５０によってスピーカ接続装置２６の接続端子２８に接続され、入力端子２４ａには何も接続されていない状態では、出力変圧器４ａの２次巻線８ａの両端間にスピーカ２０が接続され、正常／異常表示手段が正常の表示を行い、かつ単体／カスケード表示手段が単体表示を行う。

オーディオパワーアンプ２ａの出力端子２２ａがケーブル５０によってスピーカ接続装置２６の接続端子２８に接続され、入力端子２４ａがケーブル５６によってオーディオパワーアンプ２ｂの出力端子２２ｂに接続され、入力端子２４ｂにコネクタ５８が接続され、スピーカ接続装置２６の開閉スイッチ１２６が操作されると、オーディオパワーアンプ２ａ、２ｂの出力変圧器４ａ、４ｂの２次巻線８ａ、８ｂはリレー接点４２ａ、４２ｂ、４４ａ、４４ｂの切換によって図３に示すように接続され、スピーカ２０と接続される。そして、オーディオパワーアンプ２ａ、２ｂの正常／異常表示手段が正常の表示を行い、かつ、オーディオパワーアンプ２ａ、２ｂのカスケード台数表示手段によってオーディオパワーアンプ２ａ、２ｂがカスケード接続されていることが表示される。

図２に示すように、オーディオパワーアンプ２ａの出力端子２２ａがケーブル５０によってスピーカ接続装置２６の接続端子２８に接続され、入力端子２４ａがケーブル５６によってオーディオパワーアンプ２ｂの出力端子２２ｂに接続され、入力端子２４ｂがオーディオパワーアンプ２ｃの出力端子２２ｃに接続され、入力端子２４ｃにコネクタ５８が接続され、スピーカ接続装置２６の開閉スイッチ１２６が操作されると、オーディオパワーアンプ２ａ、２ｂ及び２ｃの出力変圧器４ａ、４ｂ及び４ｃの２次巻線８ａ、８ｂ及び８ｃはリレー接点４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４４ａ、４４ｂ及び４４ｃの切換によって図４に示すように接続され、スピーカ２０と接続される。そして、オーディオパワーアンプ２ａ、２ｂ及び２ｃの正常／異常表示手段が正常の表示を行い、かつ、オーディオパワーアンプ２ａ、２ｂ及び２ｃのカスケード台数表示手段によってオーディオパワーアンプ２ａ、２ｂ及び２ｃがカスケード接続されていることが表示される。

上記の実施形態では、オーディオパワーアンプが２台または３台カスケード接続される場合について説明したが、これに限ったものではなく、更に多くの台数のオーディオパワーアンプがカスケード接続されるように構成することもできる。その場合、各出力変圧器の２次巻線の中間タップの数は、カスケード接続しようとするオーディオパワーアンプの台数に応じて増加させる必要がある。また、上記の実施形態では、２台のケーブルカスケード接続状態または３台のケーブルカスケード接続状態であることを検出すると、自動的にリレー接点４２ａ及び４４ａ等が切り換えられるように構成したが、これらの構成を除去して、ホトカプラー１６０ａ及び１７０ａの出力に基づいて表示のみを行うように構成することもできる。この場合、リレー接点４２ａ及び４４ａ等に代えて手動の切換スイッチを使用することができる。

Claims (6)

1. 複数台をカスケード接続することで出力合成することが可能なオーディオパワーアンプであって、
   １次巻線と２次巻線とを有し、前記１次巻線が電力増幅手段に接続され、前記２次巻線が中途に少なくとも１つの中間タップを有し、この中間タップ及び前記２次巻線の一端を含む複数の端子から１つを選択することによって、選択された前記端子と前記２次巻線の他端との間の電圧を、出力電圧として出力する出力変圧器と、
   出力端子と、
   入力端子とを、
   有し、前記複数台のオーディオパワーアンプの前記入力端子が後段の前記オーディオパワーアンプの出力端子にケーブルによって接続されることによって、前記複数台のオーディオパワーアンプの前記出力変圧器の前記２次巻線の他端と前記選択された端子とがカスケード接続されるように、前記出力変圧器の前記２次巻線の他端と前記端子とが、前記入力端子及び前記出力端子に接続され、更に、
   前記複数台のオーディオパワーアンプそれぞれは、抵抗器を備え、これら抵抗器は、前記複数台のオーディオパワーアンプが前記ケーブルによってカスケード接続されたとき、前記ケーブルを介して互いに接続され、
   互いに接続された抵抗値の値に基づいて、カスケード接続されているオーディオパワーアンプのアンプの台数を表す出力信号を、出力手段が出力するオーディオパワーアンプ。
2. 請求項１記載のオーディオパワーアンプにおいて、前記出力手段は、前記ケーブルを介して互いに接続された前記抵抗器に、互いに接続された前記抵抗器の数に応じて値が変化する接続台数検出信号を前記ケーブルを介して供給する接続台数検出信号源を有し、前記出力手段は、前記接続台数検出信号の値に基づいて前記出力信号を出力するオーディオパワーアンプ。
3. 請求項１記載のオーディオパワーアンプにおいて、前記出力手段の出力信号に応じて、前記ケーブルによってカスケード接続されているオーディオパワーアンプの台数を表示する表示手段を有するオーディオパワーアンプ。
4. 請求項１記載のオーディオパワーアンプにおいて、更に、前記出力手段の出力信号に基づいて、前記出力変圧器の前記端子を選択する制御手段を有するオーディオパワーアンプ。
5. 請求項４記載のオーディオパワーアンプにおいて、前記制御手段は、他のオーディオパワーアンプが非接続であることを、前記出力手段の出力信号が表しているとき、前記２次巻線の一端を選択するオーディオパワーアンプ。
6. 請求項２記載のオーディオパワーアンプにおいて、前記出力手段は、予め定めた基準信号と、前記接続台数検出信号とを比較する比較手段を有するオーディオパワーアンプ。

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