JPH05160649A - オーディオ出力保護回路 - Google Patents
オーディオ出力保護回路Info
- Publication number
- JPH05160649A JPH05160649A JP3321626A JP32162691A JPH05160649A JP H05160649 A JPH05160649 A JP H05160649A JP 3321626 A JP3321626 A JP 3321626A JP 32162691 A JP32162691 A JP 32162691A JP H05160649 A JPH05160649 A JP H05160649A
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- Japan
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- output
- coil
- pass filter
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 出力短絡時の過電流を瞬時に検出し、構成部
品の破壊を保護するオーディオ出力保護回路を提供す
る。 【構成】 ２状態変調器２１は順次入力されるアナログ
信号を２状態変調信号に変換する。パルス増幅器１２は
２状態変調信号を電力増幅する。ローパスフィルタ（１
３，１４）はパルス増幅器の出力を入力とし、必要な周
波数帯域のみを通過させる。電流検出コイル１はローパ
スフィルタのコイル１３に流れる電流値を検出し、出力
端子１５の短絡による過電流を速やかに、かつ、出力電
力の損失を生じることなく検出する。
品の破壊を保護するオーディオ出力保護回路を提供す
る。 【構成】 ２状態変調器２１は順次入力されるアナログ
信号を２状態変調信号に変換する。パルス増幅器１２は
２状態変調信号を電力増幅する。ローパスフィルタ（１
３，１４）はパルス増幅器の出力を入力とし、必要な周
波数帯域のみを通過させる。電流検出コイル１はローパ
スフィルタのコイル１３に流れる電流値を検出し、出力
端子１５の短絡による過電流を速やかに、かつ、出力電
力の損失を生じることなく検出する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は音響信号の高効率電力増
幅を行うＤ級増幅器、特に出力短絡時の保護回路に関す
るものである。
幅を行うＤ級増幅器、特に出力短絡時の保護回路に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、音響信号の高効率電力増幅器の信
号処理法として２状態変調が用いられ、特に高レベルに
ある電力を高い効率で処理できるという利点を有してい
る。
号処理法として２状態変調が用いられ、特に高レベルに
ある電力を高い効率で処理できるという利点を有してい
る。
【０００３】従来の高効率電力増幅を目的とした２状態
変調増幅器の信号処理法は、例えばＰＷＭ（Pulse Widt
h Modulation）、或いはＰＤＭ（Pulse Density Modula
tion）等が知られており、ＰＷＭ方式の電力増幅器とし
て特開平２−１７７６０６号公報に示されている。
変調増幅器の信号処理法は、例えばＰＷＭ（Pulse Widt
h Modulation）、或いはＰＤＭ（Pulse Density Modula
tion）等が知られており、ＰＷＭ方式の電力増幅器とし
て特開平２−１７７６０６号公報に示されている。
【０００４】以下に、従来の２状態変調電力増幅器の信
号処理法について説明する。図２はこの従来の２状態変
調増幅器のブロック図を示すものである。図２におい
て、９はアナログ信号入力端子、１０はコンパレータ、
１１はドライブアンプ、１２はパルス増幅器、１３及び
１４はローパスフィルタを構成するコイル及びコンデン
サ、１５は出力端子、１６は負荷、１７は三角波信号発
生器、１８はＦＭ変調器、１９は基本信号発振器、２０
はランダム信号発振器である。
号処理法について説明する。図２はこの従来の２状態変
調増幅器のブロック図を示すものである。図２におい
て、９はアナログ信号入力端子、１０はコンパレータ、
１１はドライブアンプ、１２はパルス増幅器、１３及び
１４はローパスフィルタを構成するコイル及びコンデン
サ、１５は出力端子、１６は負荷、１７は三角波信号発
生器、１８はＦＭ変調器、１９は基本信号発振器、２０
はランダム信号発振器である。
【０００５】以上のように構成された２状態変調増幅器
について、以下その動作について説明する。
について、以下その動作について説明する。
【０００６】まず、コンパレータ１０の（−）入力端子
にはアナログ信号入力端子９に入力された音響信号が入
力され、コンパレータ１０の（＋）入力端子には三角波
信号発振器１７から三角波信号が入力される。この２種
の信号はコンパレータ１０により振幅が比較され、１ビ
ットのデジタル信号に変換される。すなわち、コンパレ
ータ１０の出力Ｃoutは、音響信号＞三角波信号のとき
Ｃout＝０、音響信号＜三角波信号のとき Ｃout＝１と
なる。このことから、Ｃoutは三角波信号の周波数をキ
ャリアとした２状態変調信号に変換されたことがわか
る。
にはアナログ信号入力端子９に入力された音響信号が入
力され、コンパレータ１０の（＋）入力端子には三角波
信号発振器１７から三角波信号が入力される。この２種
の信号はコンパレータ１０により振幅が比較され、１ビ
ットのデジタル信号に変換される。すなわち、コンパレ
ータ１０の出力Ｃoutは、音響信号＞三角波信号のとき
Ｃout＝０、音響信号＜三角波信号のとき Ｃout＝１と
なる。このことから、Ｃoutは三角波信号の周波数をキ
ャリアとした２状態変調信号に変換されたことがわか
る。
【０００７】コンパレータ１０の出力Ｃoutはドライブ
アンプ１１により増幅され、さらにパルス増幅器１２に
より電力増幅される。電力増幅された２状態変調信号は
コイル１３及びコンデンサ１４よりなるローパスフィル
タで不必要な成分が除去され、音響信号となって出力端
子１５から出力される。また、増幅器としての特性向上
のためパルス増幅器１２の出力からコンパレータ１０の
（−）入力端子に抵抗器を介して帰還が掛けられてい
る。
アンプ１１により増幅され、さらにパルス増幅器１２に
より電力増幅される。電力増幅された２状態変調信号は
コイル１３及びコンデンサ１４よりなるローパスフィル
タで不必要な成分が除去され、音響信号となって出力端
子１５から出力される。また、増幅器としての特性向上
のためパルス増幅器１２の出力からコンパレータ１０の
（−）入力端子に抵抗器を介して帰還が掛けられてい
る。
【０００８】一方、三角波信号の発生は、基本信号発振
器１９により発生した基本信号とランダム信号発振器２
０で発生したランダム信号をＦＭ変調器１８でＦＭ変調
し、ＦＭ変調器１８の出力信号を三角波発生器１７によ
り三角波信号に変換している。これにより、アナログ信
号入力端子９に入力された音響信号を２状態変調信号に
変換するためのキャリア信号をエネルギー拡散させるこ
とで、他の電子・電気機器への妨害の程度を低下させる
ことができる。
器１９により発生した基本信号とランダム信号発振器２
０で発生したランダム信号をＦＭ変調器１８でＦＭ変調
し、ＦＭ変調器１８の出力信号を三角波発生器１７によ
り三角波信号に変換している。これにより、アナログ信
号入力端子９に入力された音響信号を２状態変調信号に
変換するためのキャリア信号をエネルギー拡散させるこ
とで、他の電子・電気機器への妨害の程度を低下させる
ことができる。
【０００９】ところで、上記のような構成による２状態
変調電力増幅器の出力短絡時の保護回路としては、出力
短絡時の過電流によって生じるパルス増幅器１２の異常
温度上昇を温度センサ等によって検出する方法、あるい
はパルス増幅器１２とコイル１３との間に１Ω程度の微
小な抵抗を挿入し、その抵抗による電圧降下を利用して
電流を検出する方法が考えられる。
変調電力増幅器の出力短絡時の保護回路としては、出力
短絡時の過電流によって生じるパルス増幅器１２の異常
温度上昇を温度センサ等によって検出する方法、あるい
はパルス増幅器１２とコイル１３との間に１Ω程度の微
小な抵抗を挿入し、その抵抗による電圧降下を利用して
電流を検出する方法が考えられる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の保
護回路では、前者の場合は過電流が継続して発生した場
合のみ異常温度上昇を検出するために、反応時間が遅
く、異常を検出する前に構成部品を破壊する可能性があ
るばかりか、センサが高価である。また、後者の場合は
挿入する抵抗の絶対値が小さい場合、素子のばらつきに
よる検出電流値誤差が大きくなり、或いは大きな抵抗を
用いた場合は電圧降下による出力電力の損失を増やすと
いう問題点を有していた。
護回路では、前者の場合は過電流が継続して発生した場
合のみ異常温度上昇を検出するために、反応時間が遅
く、異常を検出する前に構成部品を破壊する可能性があ
るばかりか、センサが高価である。また、後者の場合は
挿入する抵抗の絶対値が小さい場合、素子のばらつきに
よる検出電流値誤差が大きくなり、或いは大きな抵抗を
用いた場合は電圧降下による出力電力の損失を増やすと
いう問題点を有していた。
【００１１】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、出力端子の短絡による過電流を敏速に、かつ、出力
電力の損失を生じることなく検出することのできる保護
回路を提供することを目的とする。
で、出力端子の短絡による過電流を敏速に、かつ、出力
電力の損失を生じることなく検出することのできる保護
回路を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の保護回路は、順次入力されるアナログ信号を
２状態変調信号に変換する２状態変調器と、前記２状態
変調信号を電力増幅するパルス増幅器と、前記パルス増
幅器の出力を入力とし必要な周波数帯域のみを通過させ
るローパスフィルタと、前記ローパスフィルタのコイル
に流れる電流値を検出する電流検出コイルとにより構成
されている。
に本発明の保護回路は、順次入力されるアナログ信号を
２状態変調信号に変換する２状態変調器と、前記２状態
変調信号を電力増幅するパルス増幅器と、前記パルス増
幅器の出力を入力とし必要な周波数帯域のみを通過させ
るローパスフィルタと、前記ローパスフィルタのコイル
に流れる電流値を検出する電流検出コイルとにより構成
されている。
【００１３】
【作用】本発明は上記した構成により、ローパスフィル
タは電力増幅されたデジタル信号のうち不要な周波数成
分を除去し、所望の音響信号として出力する。このロー
パスフィルタのコイルに巻き付けた電流検出用のコイル
は相互誘導作用によって出力信号の電流値を検出し、出
力短絡時の過電流を瞬時に検出する。
タは電力増幅されたデジタル信号のうち不要な周波数成
分を除去し、所望の音響信号として出力する。このロー
パスフィルタのコイルに巻き付けた電流検出用のコイル
は相互誘導作用によって出力信号の電流値を検出し、出
力短絡時の過電流を瞬時に検出する。
【００１４】
【実施例】以下、本発明の一実施例について、図面を参
照しながら説明する。
照しながら説明する。
【００１５】図１は本発明の実施例におけるオーディオ
出力保護回路のブロック図を示すものである。図１にお
いて、１は電流検出用コイル、２は整流器、３は減衰
器、４は電流検出コイル１から出力される検出信号を平
滑するためのコンデンサ、５はＲ／Ｓラッチ回路、６は
ラッチ出力端子であり、その他は従来の構成と同様であ
る。
出力保護回路のブロック図を示すものである。図１にお
いて、１は電流検出用コイル、２は整流器、３は減衰
器、４は電流検出コイル１から出力される検出信号を平
滑するためのコンデンサ、５はＲ／Ｓラッチ回路、６は
ラッチ出力端子であり、その他は従来の構成と同様であ
る。
【００１６】以上のように構成された本実施例のオーデ
ィオ出力保護回路について、以下その動作について説明
する。
ィオ出力保護回路について、以下その動作について説明
する。
【００１７】アナログ信号入力端子９に音響信号が入力
されると２状態変調器２１によって順次２状態変調信号
に変換される。次に、２状態変調信号はドライブアンプ
１１によって振幅が増幅され、更にパルス増幅器１２に
よって電力増幅される。
されると２状態変調器２１によって順次２状態変調信号
に変換される。次に、２状態変調信号はドライブアンプ
１１によって振幅が増幅され、更にパルス増幅器１２に
よって電力増幅される。
【００１８】パルス増幅器１２から出力される２状態変
調信号は三角波信号発生器１７から出力される三角波信
号の周波数をキャリアとした２状態変調信号であり、オ
ーディオ帯域、例えば２０〔ＫHz〕以上の周波数成分を
コイル１３及びコンデンサ１４によって除去した後の信
号が音響信号として出力端子１５から出力される。一
方、コイル１３に巻き付けた電流検出用コイル１は相互
誘導作用によってコイル１３を流れる電流を検出し、検
出信号として出力する。この場合、電流検出用コイル１
の巻き数は３回程度で十分である。次に、検出信号は整
流器２によって半波、または全波整流されたのち、減衰
器３によってレベルが減衰される。このレベル減衰量は
電流検出用コイル１のインダクタンスのばらつき、およ
びＲ／Ｓラッチ回路５の動作レベルに対応した値とす
る。Ｒ／Ｓラッチ回路５へ入力された検出信号のレベル
が予め定められた値以上となった場合、すなわち、出力
端子１５が短絡された場合に生じる過電流を検出して、
Ｒ／Ｓラッチ回路５はラッチ出力端子６からハイレベル
のラッチ信号を出力保持する。このラッチ信号に従っ
て、例えば電源オン／オフのためのリレーを制御する、
或いはドライバーアンプの動作／非動作端子を制御する
ことにより、出力端子１５の短絡時保護が行われる。
調信号は三角波信号発生器１７から出力される三角波信
号の周波数をキャリアとした２状態変調信号であり、オ
ーディオ帯域、例えば２０〔ＫHz〕以上の周波数成分を
コイル１３及びコンデンサ１４によって除去した後の信
号が音響信号として出力端子１５から出力される。一
方、コイル１３に巻き付けた電流検出用コイル１は相互
誘導作用によってコイル１３を流れる電流を検出し、検
出信号として出力する。この場合、電流検出用コイル１
の巻き数は３回程度で十分である。次に、検出信号は整
流器２によって半波、または全波整流されたのち、減衰
器３によってレベルが減衰される。このレベル減衰量は
電流検出用コイル１のインダクタンスのばらつき、およ
びＲ／Ｓラッチ回路５の動作レベルに対応した値とす
る。Ｒ／Ｓラッチ回路５へ入力された検出信号のレベル
が予め定められた値以上となった場合、すなわち、出力
端子１５が短絡された場合に生じる過電流を検出して、
Ｒ／Ｓラッチ回路５はラッチ出力端子６からハイレベル
のラッチ信号を出力保持する。このラッチ信号に従っ
て、例えば電源オン／オフのためのリレーを制御する、
或いはドライバーアンプの動作／非動作端子を制御する
ことにより、出力端子１５の短絡時保護が行われる。
【００１９】また、パルス変調信号を電力増幅するため
に、いわゆるスイッチングノイズが発生する可能性があ
り、そのため電流検出用コイル１から出力される検出信
号にもノイズが発生し、Ｒ／Ｓラッチ回路が誤動作する
場合がある。その場合、減衰器３の出力に平滑用コンデ
ンサ４を付加することで不要なノイズを軽減でき、従っ
てＲ／Ｓラッチ回路の誤動作を防止できる。
に、いわゆるスイッチングノイズが発生する可能性があ
り、そのため電流検出用コイル１から出力される検出信
号にもノイズが発生し、Ｒ／Ｓラッチ回路が誤動作する
場合がある。その場合、減衰器３の出力に平滑用コンデ
ンサ４を付加することで不要なノイズを軽減でき、従っ
てＲ／Ｓラッチ回路の誤動作を防止できる。
【００２０】なお、本実施例では２状態変調方式にＰＷ
Ｍを用いて説明したが、信号処理方法について何ら制約
するものではないことは言うまでもない。
Ｍを用いて説明したが、信号処理方法について何ら制約
するものではないことは言うまでもない。
【００２１】以上のように本実施例によれば、コイル
（１３）に巻き付けた電流検出用コイル（１）により出
力信号の電流値を検出した後、整流した検出信号をＲ／
Ｓラッチ回路（１５）に入力し、出力端子（１５）の短
絡によって一度発生した過電流を保持するようにしたの
で、短絡中の回路動作を完全に阻止できるため、構成回
路を破壊することなく動作を停止することができる。
（１３）に巻き付けた電流検出用コイル（１）により出
力信号の電流値を検出した後、整流した検出信号をＲ／
Ｓラッチ回路（１５）に入力し、出力端子（１５）の短
絡によって一度発生した過電流を保持するようにしたの
で、短絡中の回路動作を完全に阻止できるため、構成回
路を破壊することなく動作を停止することができる。
【００２２】
【発明の効果】以上のように本発明は、電力増幅された
パルス変調信号のうち不要な周波数成分を除去するため
のフィルタを利用し、フィルタを構成するコイルと電流
検出用コイルとの相互誘導作用によってパルス変調信号
の電流を検出し、その検出信号に基づいて動作停止の制
御を行うため、出力端子の短絡状態を敏速に検出するこ
とができ、さらに損失を増やすことなく精度の高い電流
検出を行うことができる。
パルス変調信号のうち不要な周波数成分を除去するため
のフィルタを利用し、フィルタを構成するコイルと電流
検出用コイルとの相互誘導作用によってパルス変調信号
の電流を検出し、その検出信号に基づいて動作停止の制
御を行うため、出力端子の短絡状態を敏速に検出するこ
とができ、さらに損失を増やすことなく精度の高い電流
検出を行うことができる。
【図１】本発明の一実施例におけるオーディオ出力保護
回路の構成を示すブロック図
回路の構成を示すブロック図
【図２】従来の２状態変調増幅器の構成を示すブロック
図
図
１ 電流検出用コイル ２ 整流器 ３ 減衰器 ４ 平滑用コンデンサ ５ Ｒ／Ｓラッチ回路 ６ ラッチ出力端子 ９ アナログ信号入力端子 １０ コンパレータ（１ビット量子化器） １１ ドライブアンプ １２ パルス増幅器 １３ コイル １４ コンデンサ １５ 出力端子 １６ 負荷 １７ 三角波信号発生器 １８ ＦＭ変調器 １９ 基本信号発振器 ２０ ランダム信号発振器 ２１ ２状態変調器
Claims (3)
- 【請求項１】 順次入力されるアナログ信号を２状態変
調信号に変換する２状態変調器と、 前記２状態変調信号を電力増幅するパルス増幅器と、 前記パルス増幅器の出力を入力とし必要な周波数帯域の
みを通過させるローパスフィルタと、 前記ローパスフィルタのコイルに流れる電流値を検出す
る電流検出コイルと、を備えたオーディオ出力保護回
路。 - 【請求項２】 電流検出コイルの出力レベルを減衰する
ための減衰器を備えたことを特徴とする請求項１に記載
のオーディオ出力保護回路。 - 【請求項３】 電流検出コイルの出力信号を平滑するた
めのコンデンサを備えたことを特徴とする請求項１に記
載のオーディオ出力保護回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3321626A JPH05160649A (ja) | 1991-12-05 | 1991-12-05 | オーディオ出力保護回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3321626A JPH05160649A (ja) | 1991-12-05 | 1991-12-05 | オーディオ出力保護回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05160649A true JPH05160649A (ja) | 1993-06-25 |
Family
ID=18134611
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3321626A Pending JPH05160649A (ja) | 1991-12-05 | 1991-12-05 | オーディオ出力保護回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05160649A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6028943A (en) * | 1998-04-30 | 2000-02-22 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Audio amplifier system using a class D amplifier |
| KR100542793B1 (ko) * | 2002-05-08 | 2006-01-20 | (주)펄서스 테크놀러지 | 디지털 오디오 증폭기의 복조장치 |
| US7362180B2 (en) | 2004-08-17 | 2008-04-22 | Yamaha Corporation | Protection circuit of digital amplifier |
| US7586369B2 (en) | 2006-03-01 | 2009-09-08 | Panasonic Corporation | Pulse modulation type electric power amplifier |
| JP2009253562A (ja) * | 2008-04-03 | 2009-10-29 | Kenwood Corp | 電力増幅装置 |
-
1991
- 1991-12-05 JP JP3321626A patent/JPH05160649A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6028943A (en) * | 1998-04-30 | 2000-02-22 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Audio amplifier system using a class D amplifier |
| KR100542793B1 (ko) * | 2002-05-08 | 2006-01-20 | (주)펄서스 테크놀러지 | 디지털 오디오 증폭기의 복조장치 |
| US7362180B2 (en) | 2004-08-17 | 2008-04-22 | Yamaha Corporation | Protection circuit of digital amplifier |
| US7586369B2 (en) | 2006-03-01 | 2009-09-08 | Panasonic Corporation | Pulse modulation type electric power amplifier |
| JP2009253562A (ja) * | 2008-04-03 | 2009-10-29 | Kenwood Corp | 電力増幅装置 |
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