JP7189033B2 - 半導体装置及び音出力装置 - Google Patents

Description

本発明は、半導体装置及び音出力装置に関するものである。

一般に、いわゆる、「機能安全」という考え方が知られている。この機能安全という考え方では、リスクを許容可能な範囲にまで低減するために、例えば、装置や装置に含まれる各部に入力される入力信号と、当該装置や当該各部から出力される出力信号とに基づいて、当該装置の故障の検出が行われる。

機能安全に関する技術の一つとして、音源から出力された音声信号をスピーカにより再生する音出力装置において、音源から出力された音声信号と、スピーカに入力される信号とに基づいて音出力装置の故障を検出する、いわゆる再生音チェックという技術が知られている。

例えば、特許文献１には、警報音を発生する警報音発生手段と、警報音を発生させるための警報信号を警報音発生手段に送信する警報信号送信手段と、警報信号を増幅するアンプと、を備えた警報器におけるアンプの異常を検出する故障検出装置であって、アンプのプラス側出力端子から出力された第一検出信号の波形と、アンプのマイナス側出力端子から出力された第二検出信号の波形とに基づいて、アンプの異常を判定する故障検出装置が開示されている。

特開２０１４－２３００１６号公報

上述のように信号の波形に基づいて故障の検出を行う技術として、入力信号及び出力信号等、信号同士についてＤＣオフセット及び振幅を揃えた状態で波形のずれを比較し、比較結果に基づいて、故障の有無を判定する技術がある。一方、昨今では、故障のより詳細な検出が望まれている。

本開示は、より詳細な故障の検出が可能な半導体装置及び音出力装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本開示の半導体装置は、入力信号を増幅する増幅部から出力された出力信号と前記入力信号との各々に含まれるＤＣオフセット成分の除去を行う除去部、及び前記ＤＣオフセット成分が除去された前記入力信号及び前記出力信号の位相を合わせ、前記入力信号と前記出力信号とのゲインを合わせる補正を行う補正部を含み、前記入力信号の波形と前記出力信号の波形とを比較する第１検出部と、前記除去部に入力される前記入力信号に含まれるＤＣオフセット成分と、前記除去部に入力される前記出力信号に含まれるＤＣオフセット成分とのずれを検出する第２検出部と、を備える。

また、上記目的を達成するために、本開示の半導体装置は、入力信号を増幅する増幅部から出力された出力信号と前記入力信号との各々に含まれるＤＣオフセット成分の除去を行う除去部、及び前記ＤＣオフセット成分が除去された前記入力信号及び前記出力信号の位相を合わせ、前記入力信号と前記出力信号とのゲインを合わせる補正を行う補正部を含み、前記入力信号の波形と前記出力信号の波形とを比較する第１検出部と、前記補正部に入力される前記入力信号のゲインと、前記補正部に入力される前記出力信号のゲインとのずれを検出する第２検出部と、を備える。

また、上記目的を達成するために、本開示の音出力装置は、 音信号を出力する音源と、前記音信号が入力信号として入力される、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の半導体装置と、前記半導体装置から出力された出力信号に応じた音を出力するスピーカと、を備える。

本開示によれば、より詳細な故障の検出が可能となるという効果を奏する。

第１実施形態の音出力装置の構成の一例を表すブロック図である。 第１実施形態の波形ずれ検出部の構成の一例を表すブロック図である。 第１実施形態のＤＣオフセット除去部及びＤＣオフセットずれ検出部の構成の一例を表すブロック図である。 第１実施形態のゲイン補正部及びゲインずれ検出部の構成の一例を表すブロック図である。 第１実施形態の半導体装置において実行されるずれ情報の検出処理の一例を表すフローチャートである。 第２実施形態の音出力装置の構成の一例を表すブロック図である。 第２実施形態の波形ずれ検出部、ＤＣオフセットずれ検出部、及びゲインずれ検出部の構成の一例を表すブロック図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、以下の実施形態は、本発明を限定するものではない。なお、以下の実施形態では、一例として本開示の技術を、音源から入力された音声信号をアンプにより増幅した音声信号をスピーカに出力する音声出力装置に適用した形態について説明する。

［第１実施形態］
まず、本実施形態の音出力装置の構成の一例について説明する。図１には、本実施形態の音出力装置１０の構成の一例を表すブロック図が示されている。

図１に示すように本実施形態の音出力装置１０は、音声信号を出力する音源１２、音源１２から出力された音声信号を増幅する半導体装置１８、及び増幅された音声信号に応じた音声を出力するスピーカ１６を備える。なお、本実施形態の音声信号が、本開示の音信号の一例である。

音源１２は、音声信号を半導体装置１８に出力する機能を有すればよく、特に限定されない。例えば、音源１２は、外部から入力された音声信号を記憶する記憶部を備え、記憶部に備えられた音声を出力する形態のものであってもよいし、音声信号を生成して出力する形態のものであってもよい。また、本実施形態では、音源１２が出力する音について、「音声」としているが、音源１２が出力する音は、人が発生した音声に限定されず、その他の「音」であってもよいことは言うまでもない。

音源１２から出力された音声信号は、図示を省略したインタフェースを介して半導体装置１８に入力される。半導体装置１８は、ＡＭＰ（Amplifier）１４及び故障検出部２０を備える。ＡＭＰ１４は、音源１２から入力された音声信号を増幅し、増幅した音声信号を、スピーカ１６に出力する機能を有する。以下では、音源１２から入力された音声信号を「基準値信号」（基準値信号１３）といい、ＡＭＰ１４により増幅された基準値信号１３を、「出力信号」（出力信号１５）という。なお、本実施形態の基準値信号１３が、本開示の入力信号の一例であり、本実施形態のＡＭＰ１４が、本開示の増幅部の一例である。

故障検出部２０は、基準値信号１３と出力信号１５とのずれ、例えば基準値信号１３と出力信号１５との差分を検出する機能を有する。図１に示すように本実施形態の故障検出部２０は、波形ずれ検出部２０Ａ、ＤＣ（Direct Current）オフセットずれ検出部４０、及びゲインずれ検出部６０を備える。一例として、本実施形態の故障検出部２０では、波形ずれ検出部２０Ａに、ＤＣオフセットずれ検出部４０及びゲインずれ検出部６０が含まれている（図２等参照、詳細後述）。

いずれも詳細は後述するが、波形ずれ検出部２０Ａは、基準値信号１３の波形と、出力信号１５の波形との位相差や、出力信号１５の歪み等を波形のずれとして検出し、波形同士のずれを表す情報を波形ずれ情報２９として出力する機能を有する。また、ＤＣオフセットずれ検出部４０は、基準値信号１３に含まれるＤＣオフセット成分と、出力信号１５に含まれるＤＣオフセット成分との差分を表す情報をＤＣオフセットずれ情報２３として出力する機能を有する。また、ゲインずれ検出部６０は、基準値信号１３（１３Ｂ）と出力信号１５（１５Ｂ）とのゲイン（振幅）の差分を表す情報をゲインずれ情報２７として出力する機能を有する。

ＤＣオフセットずれ情報２３、ゲインずれ情報２７、及び波形ずれ情報２９は、ずれ情報２１として、半導体装置１８の外部の制御装置１に図示を省略したインタフェースを介して出力される。制御装置１では、入力されたずれ情報２１に基づいて、半導体装置１８が故障しているか否かを判定する機能を有する。具体的には、制御装置１は、音源１２から出力された音声信号である基準値信号１３と、スピーカ１６に入力される信号である出力信号１５との差異が比較的大きい場合、半導体装置１８が故障していると判定する機能を有する。このような制御装置１としては、例えば、ＭＣＵ（Micro Controller Unit）等が挙げられる。

図２を参照して、波形ずれ検出部２０Ａの詳細を説明する。図２には、波形ずれ検出部２０Ａの構成の一例を表すブロック図が示されている。図２に示すように本実施形態の波形ずれ検出部２０Ａは、ＤＣオフセット除去部２２、タイミング調整部２４、ゲイン補正部２６、及び波形比較部２８を備える。なお、本実施形態の波形ずれ検出部２０Ａが、本開示の第１検出部の一例である。

ＤＣオフセット除去部２２には、音源１２から入力された基準値信号１３が入力される。また、ＤＣオフセット除去部２２には、ＡＭＰ１４から出力されてフィードバックされた出力信号１５が入力される。本実施形態のＤＣオフセット除去部２２は、ＤＣオフセットずれ検出部４０を含む。

図３には、本実施形態のＤＣオフセット除去部２２及びＤＣオフセットずれ検出部４０の構成の一例を表すブロック図が示されている。図３に示すように、本実施形態のＤＣオフセット除去部２２は、ＤＣオフセット検出部３２、差分回路３４、ＤＣオフセット検出部３６、及び差分回路３８を含む。なお、本実施形態のＤＣオフセットずれ検出部４０が、本開示の第２検出部の一例であり、また、第３検出部の一例である。

ＤＣオフセット検出部３２には、基準値信号１３が入力される。ＤＣオフセット検出部３２は、基準値信号１３に含まれるＤＣオフセット成分を検出し、検出したＤＣオフセット成分を表すＤＣオフセット成分信号３３を出力する。差分回路３４には、基準値信号１３と、ＤＣオフセット成分信号３３とが入力される。差分回路３４は、基準値信号１３と、ＤＣオフセット成分信号３３との差分である基準値信号１３Ａを出力する。換言すると、差分回路３４は、基準値信号１３からＤＣオフセット成分が除去された基準値信号１３Ａを出力する。

一方、ＤＣオフセット検出部３６には、出力信号１５が入力される。ＤＣオフセット検出部３６は、出力信号１５に含まれるＤＣオフセット成分を検出し、検出したＤＣオフセット成分を表すＤＣオフセット成分信号３７を出力する。差分回路３８には、出力信号１５と、ＤＣオフセット成分信号３７とが入力される。差分回路３８は、出力信号１５と、ＤＣオフセット成分信号３７との差分である出力信号１５Ａを出力する。換言すると、差分回路３８は、出力信号１５からＤＣオフセット成分が除去された出力信号１５Ａを出力する。

一方、ＤＣオフセットずれ検出部４０は、差分回路４２を含む。差分回路４２には、ＤＣオフセット検出部３２から出力されたＤＣオフセット成分信号３３と、ＤＣオフセット検出部３６から出力されたＤＣオフセット成分信号３７とが入力される。差分回路４２は、ＤＣオフセット成分信号３３と、ＤＣオフセット成分信号３７との差をＤＣオフセットずれ情報２３として出力する。

半導体装置１８に故障等が生じたことにより、基準値信号１３には含まれていないＤＣオフセットが、何かしらの影響により出力信号１５に余分に重畳される場合がある。ＤＣオフセットずれ情報２３が入力される制御装置１では、ＤＣオフセットずれ情報２３により出力信号１５における余分なＤＣオフセットの重畳量を把握することができる。一例として本実施形態の制御装置１では、ＤＣオフセットずれ情報２３に基づき、出力信号１５に余分に重畳されたＤＣオフセットの量が大きい場合、換言すると、出力信号１５に含まれるＤＣオフセット成分の量と、基準値信号１３に含まれるＤＣオフセット成分の量とが大幅に異なる場合、故障（エラー）が生じていると判定する。

また、タイミング調整部２４には、ＤＣオフセット除去部２２から出力された基準値信号１３Ａ及び出力信号１５Ａが入力される。タイミング調整部２４は、基準値信号１３Ａと出力信号１５Ａとのタイミングを調整し、タイミングが調整された基準値信号１３Ｂ及び出力信号１５Ｂを出力する。具体的には、タイミング調整部２４は、基準値信号１３Ａと出力信号１５Ａとの位相を合わせることでタイミングを調整する。

また、ゲイン補正部２６には、タイミング調整部２４から出力された基準値信号１３Ｂ及び出力信号１５Ｂが入力される。本実施形態のゲイン補正部２６は、ゲインずれ検出部６０を含む。

図４には、本実施形態のゲイン補正部２６及びゲインずれ検出部６０の構成の一例を表すブロック図が示されている。図４に示すように、本実施形態のゲイン補正部２６は、差分回路５２、ＬＰＦ（Low Pass Filter）５４、及び積分器５６を含む。なお、本実施形態のゲインずれ検出部６０が、本開示の第３検出部の一例であり、また、第２検出部の一例である。

差分回路５２には、タイミング調整部２４から出力された基準値信号１３Ｂと、出力信号１５Ｂとが入力される。差分回路５２は、基準値信号１３Ｂと出力信号１５Ｂとの差分を表す差分信号５３を出力する。具体的には、差分回路５２は、基準値信号１３Ｂと出力信号１５Ｂとの振幅の差を差分信号５３として出力する。ＬＰＦ５４には、差分信号５３が入力される。ＬＰＦ５４は、差分信号５３を平滑化した差分平滑化信号５５を出力する。ＬＰＦ５４により差分信号５３を平滑化することにより、差分平滑化信号５５からノイズが除去される。

積分器５６には、差分平滑化信号５５が入力される。積分器５６は、入力された差分平滑化信号５５を積分する。換言すると積分器５６は、差分平滑化信号５５をフィードバックして加算することにより、基準値信号１３Ｂと出力信号１５Ｂとの振幅を合わせるための補正量を表すゲイン補正信号５７を出力する。

ゲイン補正部２６は、積分器５６から出力されたゲイン補正信号５７により、出力信号１５Ｂのゲインを、図示を省略した補正回路により補正することにより、基準値信号１３Ｂの振幅と出力信号１５Ｂの振幅とを合わせる。ゲイン補正部２６は、振幅が一致した状態の基準値信号１３Ｃと、出力信号１５Ｃとを出力する。

一方、ゲインずれ検出部６０は、差分平滑化信号５５を、ゲインずれ情報２７として出力する。半導体装置１８に故障等が生じたことにより、基準値信号１３（１３Ｂ）のゲインと、出力信号１５（１５Ｂ）のゲインとが、何かしらの影響により大幅に異なる（ずれる）場合がある。ゲインずれ情報２７が入力される制御装置１では、ゲインずれ情報２７により、基準値信号１３のゲインと出力信号１５のゲインとのずれ量を把握することができる。一例として本実施形態の制御装置１では、ゲインずれ情報２７に基づき、基準値信号１３のゲインと出力信号１５のゲインとの間でゲインのずれ量が大きい場合、故障（エラー）が生じていると判定する。

また、波形比較部２８には、ゲイン補正部２６から出力された基準値信号１３Ｃ及び出力信号１５Ｃが入力される。波形比較部２８は、基準値信号１３Ｃの波形と出力信号１５Ｃの波形とを比較し、比較結果として、出力信号１５Ｃの波形の歪み等を、基準値信号１３Ｃの波形に対する出力信号１５Ｃの波形のずれとして表す波形ずれ情報２９を出力する。

このように本実施形態の波形ずれ検出部２０Ａでは、基準値信号１３及び出力信号１５各々のＤＣオフセットずれを除去し、さらにタイミングと振幅とを合わせた状態で、基準値信号１３（１３Ｃ）の波形と、出力信号１５（１５Ｃ）の波形とのずれを検出する。

半導体装置１８に故障等が生じたことにより、出力信号１５の波形が歪む等により、出力信号１５の波形が基準値信号１３の波形とずれる場合がある。波形ずれ情報２９が入力される制御装置１では、波形ずれ情報２９により出力信号１５の波形と基準値信号１３の波形とのずれを把握することができる。一例として本実施形態の制御装置１では、波形ずれ情報２９に基づき、出力信号１５の波形と基準値信号１３の波形とのずれが大きい場合、故障（エラー）が生じていると判定する。

次に、本実施形態の半導体装置１８の作用について説明する。図５には、半導体装置１８において実行されるずれ情報２１の検出処理の一例を表すフローチャートが示されている。なお本実施形態では一例として、図５に示した検出処理は、半導体装置１８に電源が投入されると実行される。

ステップＳ１００で故障検出部２０は、ずれ情報２１を検出するタイミングであるか否かを判断する。ずれ情報２１を検出するタイミングは特に限定されず、例えば、予め定められた間隔毎であってもよいし、随時であってもよいし、また、音源１２から音声信号（基準値信号１３）が入力されるタイミングに応じたタイミングであってもよい。

ずれ情報２１を検出するタイミングになるまでステップＳ１００の判定が否定判定となる。一方、ずれ情報２１を検出するタイミングの場合、ステップＳ１００の判定が肯定判定となり、ステップＳ１０２へ移行する。

ステップＳ１０２でＤＣオフセットずれ検出部４０は、上述したように、ＤＣオフセットずれ情報２３を出力する。ＤＣオフセットずれ検出部４０から出力されたＤＣオフセットずれ情報２３は、ずれ情報２１として制御装置１に出力される。

次のステップＳ１０４でゲインずれ検出部６０は、上述したように、ゲインずれ情報２７を出力する。ゲインずれ検出部６０から出力されたゲインずれ情報２７は、ずれ情報２１として制御装置１に出力される。

次のステップＳ１０６で波形ずれ検出部２０Ａは、上述したように、波形ずれ情報２９を出力する。波形ずれ検出部２０Ａから出力された波形ずれ情報２９は、ずれ情報２１として制御装置１に出力される。

次のステップＳ１０８で故障検出部２０は、検出処理を終了するか否か判定する。一例として本実施形態の半導体装置１８では、電源が落とされるまでステップＳ１０８の判定が否定判定となり、ステップＳ１００に戻り、検出処理を繰り返す。一方、半導体装置１８の電源が落とされた場合、ステップＳ１０８の判定が肯定判定となり、本検出処理を終了する。

このように、本実施形態の音出力装置１０の故障検出部２０では、ＤＣオフセットずれ情報２３、ゲインずれ情報２７、及び波形ずれ情報２９が、この順で順次出力され、制御装置１に順次入力される。従って、制御装置１によれば、順次、ＤＣオフセットについて故障（エラー）が生じているか否か、ゲインについて故障（エラー）が生じているか否か、及び波形について故障（エラー）が生じているか否かを判定することができる。

［第２実施形態］
図面を参照して、本実施形態の音出力装置１０について説明する。なお、本実施形態の音出力装置１０は、第１実施形態の音出力装置１０（図１参照）と同様の構成を含むため、同様の構成についてはその旨を記載し、詳細な説明を省略する。

図６には、本実施形態の音出力装置１０の構成の一例を表すブロック図が示されている。図６に示すように、音出力装置１０全体の構成、半導体装置１８における故障検出部２０以外の構成については、第１実施形態と同様である。

また、図６に示すように、本実施形態の故障検出部２０の波形ずれ検出部２０Ａからは、第１実施形態の波形ずれ検出部２０Ａと同様に、波形ずれ情報２９が出力され、図示を省略したインタフェースを介して制御装置１に入力される。

一方、図６に示すように、本実施形態のＤＣオフセットずれ検出部４０には、制御装置１から出力された故障検出用閾値３が図示を省略したインタフェースを介して入力される点で第１実施形態のＤＣオフセットずれ検出部４０と異なっている。また、ＤＣオフセットずれ検出部４０からは、ＤＣオフセットずれ情報２３に代わり、ＤＣオフセットについて故障（エラー）が生じていることを表す故障情報４５が出力され、図示を省略したインタフェースを介して制御装置１に入力される点で、第１実施形態のＤＣオフセットずれ検出部４０と異なっている。ＤＣオフセットずれ検出部４０は、故障検出用閾値３を用いてＤＣオフセットについて故障の有無を判定し、その判定結果を故障情報４５として出力する。

また、図６に示すように、本実施形態のゲインずれ検出部６０には、制御装置１から出力された故障検出用閾値５が図示を省略したインタフェースを介して入力される点で第１実施形態のゲインずれ検出部６０と異なっている。また、ゲインずれ検出部６０からは、ゲインずれ情報２７に代わり、ゲインについて故障（エラー）が生じていることを表す故障情報６３が出力され、図示を省略したインタフェースを介して制御装置１に入力される点で、第１実施形態のゲインずれ検出部６０と異なっている。ゲインずれ検出部６０は、故障検出用閾値５を用いてＤＣゲインについて故障の有無を判定し、その判定結果を故障情報６３として出力する。

図７には、波形ずれ検出部２０Ａ、ＤＣオフセットずれ検出部４０、及びゲインずれ検出部６０の構成の一例を表すブロック図が示されている。

図７に示すように、本実施形態のＤＣオフセットずれ検出部４０は、比較部４４を備えている。本実施形態の比較部４４が、本開示の第２検出部用の比較部の一例であり、また、第３検出部用の比較部の一例である。なお、図７では、ＤＣオフセットずれ検出部４０の構成のうち、上述したＤＣオフセット除去部２２に含まれる、ＤＣオフセットずれ情報２３を出力するための構成については記載を省略している。

比較部４４には、ＤＣオフセットずれ情報２３及び故障検出用閾値３が入力される。基準値信号１３によるＤＣオフセット成分信号３３と、出力信号１５によるＤＣオフセット成分信号３７とに差分が生じていても、音出力装置１０として許容範囲内である場合がある。そのため、本実施形態の音出力装置１０では、音出力装置１０として許容できない差分の値を、故障検出用閾値３として設定しておく。そして、ＤＣオフセット成分信号３３と、ＤＣオフセット成分信号３７との差分が、故障検出用閾値３を越えた場合に、ＤＣオフセットについて故障（エラー）が生じているとしている。

比較部４４は、ＤＣオフセットずれ情報２３によって表されるＤＣオフセットのずれ量が、故障検出用閾値３を越えた場合、故障情報４５を出力する。従って、制御装置１では、故障情報４５が入力された場合、ＤＣオフセットについて故障（エラー）が生じていると判定することができる。

また、図７に示すように、本実施形態のゲインずれ検出部６０は、比較部６２を備えている。本実施形態の比較部６２が、本開示の第３検出部用の比較部の一例であり、また、第２検出部用の比較部の一例である。なお、図７では、ゲインずれ検出部６０の構成のうち、上述したゲイン補正部２６に含まれる、ゲインずれ情報２７を出力するための構成については記載を省略している。

比較部６２には、ゲインずれ情報２７及び故障検出用閾値５が入力される。基準値信号１３Ｂのゲインと、出力信号１５Ｂのゲインとに差分が生じていても、音出力装置１０として許容範囲内である場合がある。そのため、本実施形態の音出力装置１０では、音出力装置１０として許容できない差分の値を、故障検出用閾値５として設定しておく。そして、基準値信号１３Ｂのゲインと、出力信号１５Ｂのゲインとの差分が、故障検出用閾値５を越えた場合に、ゲインについて故障（エラー）が生じているとしている。

比較部６２は、ゲインずれ情報２７によって表されるゲインの差分量が、故障検出用閾値５を越えた場合、故障情報６３を出力する。従って、制御装置１では、故障情報６３が入力された場合、ゲインについて故障（エラー）が生じていると判定することができる。

このように本実施形態の半導体装置１８では、ＤＣオフセットずれ情報２３に代えて、故障情報４５を出力するため、ＤＣオフセットのずれ量（差分）ではなく、ＤＣオフセットについて故障（エラー）が生じているか否かを制御装置１に通知することが可能となる。また、本実施形態の半導体装置１８では、ゲインずれ情報２７に代えて、故障情報６３を出力するため、ゲインのずれ量（差分）ではなく、ゲインについて故障（エラー）が生じているか否かを制御装置１に通知することが可能となる。

以上説明したように、上記各実施形態の半導体装置１８は、基準値信号１３を増幅するＡＭＰ１４から出力された出力信号１５と基準値信号１３との各々に含まれるＤＣオフセット成分の除去を行うＤＣオフセット除去部２２、ＤＣオフセット成分が除去された基準値信号１３Ａ及び出力信号１５Ａの位相をタイミング調整部２４により合わせ、基準値信号３Ｂと出力信号１５Ｂとのゲインを合わせる補正を行うゲイン補正部２６を含み、基準値信号１３Ｃの波形と出力信号１５Ｃの波形とを波形比較部２８により比較する波形ずれ検出部２０Ａを備える。また、上記各実施形態の半導体装置１８は、ＤＣオフセット除去部２２に入力される基準値信号１３に含まれるＤＣオフセット成分と、ＤＣオフセット除去部２２に入力される出力信号１５に含まれるＤＣオフセット成分とのずれを検出するＤＣオフセットずれ検出部４０を備える。また、上記各実施形態の半導体装置１８は、ゲイン補正部２６に入力される基準値信号１３Ｂのゲインと、ゲイン補正部２６に入力される出力信号１５Ｂのゲインとのずれを検出するゲインずれ検出部６０を備える。

このように上記各実施形態の半導体装置１８では、基準値信号１３の波形と出力信号１５の波形とのずれに加えて、ＤＣオフセットずれ検出部４０が基準値信号１３に含まれるＤＣオフセット成分と出力信号１５に含まれるＤＣオフセット成分との差分を検出する。そのため、本実施形態の半導体装置１８によれば、検出されたＤＣオフセットの差分を表すＤＣオフセットずれ情報２３により、ＤＣオフセットに故障（エラー）が生じているか否かがわかる。制御装置１は、波形ずれ情報２９よりも先に出力されるＤＣオフセットずれ情報２３により、故障（エラー）の有無の判定を行うことができるため、波形ずれ情報２９により故障（エラー）の有無を判定する場合に比べて、より早く故障（エラー）の有無を判定することができる。

また、上記各実施形態の半導体装置１８では、基準値信号１３の波形と出力信号１５の波形とのずれに加えて、ゲインずれ検出部６０が基準値信号１３のゲインと出力信号１５のゲインとの差分を検出する。そのため、本実施形態の半導体装置１８によれば、検出されたゲインの差分を表すゲインずれ情報２７により、ゲインに故障（エラー）が生じているか否かがわかる。制御装置１は、波形ずれ情報２９よりも先に出力されるゲインずれ情報２７により、故障（エラー）の有無の判定を行うことができるため、波形ずれ情報２９により故障（エラー）の有無を判定する場合に比べて、より早く故障（エラー）の有無を判定することができる。

従って上記各実施形態の半導体装置１８によれば、より詳細な故障の検出が可能となる。

なお、上記各実施形態では、本開示の技術を再生音チェック、すなわち音出力装置１０に適用した例について説明したが、本開示の技術は、音出力装置１０に限定されず、２つの信号の差異を検出するシステムであれば適用可能である。

なお、波形ずれ検出部２０Ａは、基準値信号１３を増幅するＡＭＰ１４から出力された出力信号１５と基準値信号１３との各々に含まれるＤＣオフセット成分を除去し、位相を合わせ、さらにゲインを合わせた状態で波形を比較する機能を有していればよい。上記各実施形態では、半導体装置１８の波形ずれ検出部２０Ａが、ＤＣオフセット除去部２２、タイミング調整部２４、ゲイン補正部２６、及び波形比較部２８の各々を回路ブロックとして備える形態について説明したが、各部の機能は回路ブロックとして実現されていなくてもよい。

なお、上記各実施形態では、制御装置１が、半導体装置１８が故障しているか否かを判定する機能を有する形態について説明したが、当該機能の一部または全部を音出力装置１０が備える形態としてもよい。また、上記各実施形態では、音出力装置１０がＤＣオフセットずれ検出部４０及びゲインずれ検出部６０を備える形態について説明したが、いずれか一方を備える形態であってもよいことはいうまでもない。

また、上記各実施形態における半導体装置１８の具体的なハードウエア構成は特に限定されない。例えば、故障検出部２０を１つのチップで構成する形態としてもよいし、複数のチップを組み合わせて形成する形態としてもよい。

また、上記各実施形態で説明した音出力装置１０及び半導体装置１８等の構成及び動作等は一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において状況に応じて変更可能であることはいうまでもない。

１ 制御装置
１０ 音出力装置
１２ 音源
１３、１３Ａ，１３Ｂ、１３Ｃ 基準値信号
１４ ＡＭＰ
１５、１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃ 出力信号
１６ スピーカ
１８ 半導体装置
２０ 故障検出部
２０Ａ 波形ずれ検出部
２４ タイミング調整部
２６ ゲイン補正部
２８ 波形比較部
４０ ＤＣオフセットずれ検出部
４４、６２ 比較部
６０ ゲインずれ検出部

Claims (7)

1. 入力信号を増幅する増幅部から出力された出力信号と前記入力信号との各々に含まれるＤＣオフセット成分の除去を行う除去部、及び前記ＤＣオフセット成分が除去された前記入力信号及び前記出力信号の位相を合わせ、前記入力信号と前記出力信号とのゲインを合わせる補正を行う補正部を含み、前記入力信号の波形と前記出力信号の波形とを比較する第１検出部と、
   前記除去部に入力される前記入力信号に含まれるＤＣオフセット成分と、前記除去部に入力される前記出力信号に含まれるＤＣオフセット成分とのずれを検出する第２検出部と、
   を備えた半導体装置。
2. 前記補正部に入力される前記入力信号のゲインと、前記補正部に入力される前記出力信号のゲインとのずれを検出する第３検出部をさらに備えた、
   請求項１に記載の半導体装置。
3. 入力信号を増幅する増幅部から出力された出力信号と前記入力信号との各々に含まれるＤＣオフセット成分の除去を行う除去部、及び前記ＤＣオフセット成分が除去された前記入力信号及び前記出力信号の位相を合わせ、前記入力信号と前記出力信号とのゲインを合わせる補正を行う補正部を含み、前記入力信号の波形と前記出力信号の波形とを比較する第１検出部と、
   前記補正部に入力される前記入力信号のゲインと、前記補正部に入力される前記出力信号のゲインとのずれを検出する第２検出部と、
   を備えた半導体装置。
4. 前記除去部に入力される前記入力信号に含まれるＤＣオフセット成分と、前記除去部に入力される前記出力信号に含まれるＤＣオフセット成分とのずれを検出する第３検出部をさらに備えた、
   請求項３に記載の半導体装置。
5. 前記第３検出部により検出された前記ずれの量と、予め定められた故障検出用閾値とを比較する第３検出部用比較部をさらに備えた、
   請求項２または請求項４に記載の半導体装置。
6. 前記第２検出部により検出された前記ずれの量と、予め定められた故障検出用閾値とを比較する第２検出部用比較部をさらに備えた、
   請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の半導体装置。
7. 音信号を出力する音源と、
   前記音信号が入力信号として入力される、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の半導体装置と、
   前記半導体装置から出力された出力信号に応じた音を出力するスピーカと、
   を備えた音出力装置。

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