JP2007282151A - オーディオ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、同一のトランスからメイン電源電圧と共に取り出されるサブ電源電圧を安定化させることなく、サブスピーカから出力するサブチャンネル信号の増幅を行うサブアンプに用いても、サブスピーカの出力が最大出力を超えてしまうことを防止することができるオーディオ装置を提供することを課題とする。
【解決手段】安定化させたメイン電源電圧をメインアンプに供給すると共に、メイン電源電圧と同一のトランスから取り出したサブ電源電圧をサブアンプに供給する電源回路８を有し、ＡＬＣ回路７によってサブアンプ６に入力されるサブチャンネル信号の最大電圧値を制限する。サブアンプ６のゲインがＡ倍であり、サブスピーカの最大出力がＢワット、インピーダンスがＣオームである場合には、サブチャンネル信号のレベルを±√ＢＣ＊１／Ａの範囲に制限させる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、メインチャンネル信号と共に、サブチャンネル信号を出力するオーディオ装置に関し、特に同一トランスから複数の出力を取り出すマルチ出力スイッチング電源回路から供給されるメイン電源電圧によって駆動されるメインアンプでメインチャンネル信号を、サブ電源電圧によって駆動されるサブアンプでサブチャンネル信号をそれぞれ増幅して出力するオーディオ装置に関する。

図６は、従来のオーディオ装置の構成を示すブロック図であり、図７は、図６に示す電源回路の構成例を示す回路図である。
左右フロントスピーカやセンタスピーカ等のメインスピーカ１に対し、左右チャンネル信号、センタチャンネル信号等のメインチャンネル信号を出力すると共に、サブウーハ等のサブスピーカ２にサブチャンネル信号を出力する一般的なオーディオ装置は、図６に示すように、入力されたオーディオ信号からメインチャンネル信号およびサブチャンネル信号を生成するオーディオ信号生成部３と、メインチャンネル信号を増幅するメインアンプ４と、サブチャンネル信号を増幅するサブアンプ６とを備えており、サブアンプ６は、メインアンプ４を駆動するメイン電源電圧によって駆動されるように構成され、メイン電源電圧を出力する電源回路５としては、スイッチング電源回路が用いられている。

電源回路５は、図７を参照すると、商用交流電源等の交流入力電圧Ｖ１に対してフィルタコンデンサＣ１〜Ｃ４と、コイルＬ１、Ｌ２とからなるノイズフィルタ５１が接続され、商用交流電源Ｖ１から直流入力電圧を生成する整流回路５２として、ノイズフィルタ５１の後段に平滑コンデンサＣ５およびブリッジ整流回路Ｄ１とが設けられている。ブリッジ整流回路Ｄ１からの整流出力は、平滑コンデンサＣ５に充電され、平滑コンデンサＣ５の両端には、交流入力電圧Ｖ１の等倍のレベルに対応する直流入力電圧が得られる。

平滑コンデンサＣ５の一方端は、トランス５４の１次巻線Ｎ１を介してスイッチング制御ＩＣ５３のＤｒａｉｎ端子に接続され、平滑コンデンサＣ５の他方端は、スイッチング制御ＩＣ５３のＧＮＤ端子に接続されていると共に、スイッチング制御ＩＣ５３のＶｉｎ端子とＧＮＤ端子との間にトランス５４の１次巻線Ｎ２が介装されている。

スイッチング制御ＩＣ５３は、内蔵された複数のＭＯＳＦＥＴを所要のスイッチング周波数によりオン／オフするスイッチング制御を行い、トランス５４の１次巻線Ｎ１、Ｎ２に蓄積された励磁エネルギーを２次巻線Ｎ３、Ｎ４に伝送させる。励磁エネルギーは、２次巻線Ｎ３から整流ダイオードＤ２を介して取り出され、平滑コンデンサＣ６で平滑化されることで直流電源であるメイン電源電圧が出力されると共に、２次巻線Ｎ４から整流ダイオードＤ３を介して取り出され、平滑コンデンサＣ７で平滑化されることで直流電源である補助回路電圧が出力される。

メイン電源電圧は、電圧検出ＩＣ５５によって検出され、１次側のスイッチング制御ＩＣ５３のＳｙｎｃ端子に絶縁を目的としたフォトカプラ５６を介してフィードバックされ、メイン電源電圧の大小に応じたスイッチング制御をスイッチング制御ＩＣ５３が行うことによって、メイン電源電圧が安定化される。なお、補助回路電圧は、相対的に低電圧・低消費電力の負荷（各種制御回路等）に対する直流電源であり、クロスレギュレーションによって電圧が変動するが、図示しないシリーズレギュレータによって降圧することで、安定化されるようになっている（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、従来技術では、サブスピーカ２の最大出力がメインスピーカ１の最大出力に比べて比較的大きく設定されている場合には、サブスピーカ２のインピーダンスによって調整することができず、サブアンプ６に同一のメイン電源電圧を使用することができない場合があり、メイン電源電圧よりも出力が大きいサブ電源電圧をサブアンプ６に供給する２次側回路（２次巻線、整流ダイオードおよび平滑コンデンサ）を電源回路５に新たに追加することで対応する必要がある。

サブ電源電圧は、同一のトランス５４からメイン電源電圧と共に取り出されるため、クロスレギュレーションによって電圧が変動し、サブ電源電圧が変動すると、サブスピーカからの出力が、設定した最大出力を得られなかったり、設定した最大出力を超えてしまったりする。そこで、メイン電源電圧と同様にフィードバック制御を行ったり、補助回路電圧と同様にシリーズレギュレータによって降圧したりすることで、安定化することが考えられるが、フィードバック制御を行うためには、新たなＩＣの追加や複雑な制御を必要とするため、コストアップになってしまうと共に、シリーズレギュレータによって降圧する場合には、サブ電源電圧の最大出力が大きいため、エネルギーロスが大きくなってしまい、シリーズレギュレータの発熱や消費電力の増大が問題になってしまう。
特開２００４−１８０４３３号公報

本発明は斯かる問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、同一のトランスからメイン電源電圧と共に取り出されるサブ電源電圧を安定化させることなく、サブスピーカから出力するサブチャンネル信号の増幅を行うサブアンプに用いても、サブスピーカの出力が最大出力を超えてしまうことを防止することができるオーディオ装置を提供する点にある。

本発明は上記課題を解決すべく、以下に掲げる構成とした。
本発明のオーディオ装置は、メインスピーカに出力するメインチャンネル信号を増幅するメインアンプと、前記メインスピーカよりも大出力のサブスピーカに出力するサブチャンネル信号を増幅するサブアンプとを有するオーディオ装置であって、安定化させたメイン電源電圧を前記メインアンプに供給すると共に、前記メイン電源電圧と同一のトランスから取り出したサブ電源電圧を前記サブアンプに供給する電源回路と、前記サブアンプに入力される前記サブチャンネル信号の最大電圧値を制限する信号レベル制限手段とを具備することを特徴とする。

さらに、本発明のオーディオ装置は、
前記信号レベル制限手段は、前記サブアンプのゲインがＡ倍であり、前記サブスピーカの最大出力がＢワット、インピーダンスがＣオームである場合には、前記サブチャンネル信号のレベルを±√ＢＣ＊１／Ａの範囲に制限させることを特徴とする。

さらに、本発明のオーディオ装置は、
前記信号レベル制限手段は、前記サブチャンネル信号を増幅する増幅手段を有し、当該増幅手段のゲインを変化させることで前記サブチャンネル信号の最大電圧値を制限するオートレベルコントロール回路であることを特徴とする。

さらに、本発明のオーディオ装置は、
前記信号レベル制限手段は、前記サブチャンネル信号の所定レベル以上をカットすることで前記サブチャンネル信号の最大電圧値を制限するスライサ回路であることを特徴とする。

本発明のオーディオ装置は、安定化させたメイン電源電圧をメインアンプに供給すると共に、メイン電源電圧と同一のトランスから取り出したサブ電源電圧をサブアンプに供給する電源回路を有し、信号レベル制限手段によってサブアンプに入力されるサブチャンネル信号の最大電圧値を制限するように構成することにより、同一のトランスからメイン電源電圧と共に取り出されるサブ電源電圧を安定化させることなく、サブスピーカから出力するサブチャンネル信号の増幅を行うサブアンプに用いても、信号レベル制限手段によってサブアンプに入力されるサブチャンネル信号の最大電圧値が制限されているため、サブスピーカの出力が最大出力を超えてしまうことを防止することができるという効果を奏する。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、本発明に係るオーディオ装置の実施の形態の構成を示すブロック図であり、図２は、図１に示す電源回路の構成例を示す回路図であり、図３は、メイン電源の負荷に応じたメイン電源電圧の変動例を示す図であり、図４は、図１に示すＡＬＣ回路の構成例を示す回路図である。

本実施の形態は、図１を参照すると、左右フロントスピーカやセンタスピーカ等のメインスピーカ１に対し、左右チャンネル信号、センタチャンネル信号等のメインチャンネル信号を出力すると共に、メインスピーカ１よりも大出力のサブウーハ等のサブスピーカ２にサブチャンネル信号を出力するオーディオ装置であり、入力されたオーディオ信号からメインチャンネル信号およびサブチャンネル信号を生成するオーディオ信号生成部３と、メインチャンネル信号を増幅するメインアンプ４と、サブチャンネル信号を増幅するサブアンプ６と、サブアンプ６よって増幅されるサブチャンネル信号のレベルをコントロールするＡＬＣ（自動レベル制御）回路７と、メインアンプ４にメイン電源電圧を、サブアンプ６にサブ電源電圧を、ＡＬＣ回路７に補助回路電圧をそれぞれ供給する電源回路８とを備えている。

電源回路８は、１つのトランスから複数の出力を取り出すマルチ出力スイッチング電源回路であり、図２を参照すると、商用交流電源等の交流入力電圧Ｖ１に対してフィルタコンデンサＣ１〜Ｃ４と、コイルＬ１、Ｌ２とからなるノイズフィルタ５１が接続され、商用交流電源Ｖ１から直流入力電圧を生成する整流回路５２として、ノイズフィルタ５１の後段に平滑コンデンサＣ５およびブリッジ整流回路Ｄ１とが設けられている。ブリッジ整流回路Ｄ１からの整流出力は、平滑コンデンサＣ５に充電され、平滑コンデンサＣ５の両端には、交流入力電圧Ｖ１の等倍のレベルに対応する直流入力電圧が得られる。

平滑コンデンサＣ５の一方端は、トランス５４の１次巻線Ｎ１を介してスイッチング制御ＩＣ５３のＤｒａｉｎ端子に接続され、平滑コンデンサＣ５の他方端は、スイッチング制御ＩＣ５３のＧＮＤ端子に接続されていると共に、スイッチング制御ＩＣ５３のＶｉｎ端子とＧＮＤ端子との間にトランス５４の１次巻線Ｎ２が介装されている。

スイッチング制御ＩＣ５３は、内蔵された複数のＭＯＳＦＥＴを所要のスイッチング周波数によりオン／オフするスイッチング制御を行い、トランス５４の１次巻線Ｎ１、Ｎ２に蓄積された励磁エネルギーを２次巻線Ｎ３、Ｎ４に伝送させる。励磁エネルギーは、２次巻線Ｎ３から整流ダイオードＤ２を介して取り出され、平滑コンデンサＣ６で平滑化されることで直流電源であるメイン電源電圧が出力され。また、励磁エネルギーは、２次巻線Ｎ４から整流ダイオードＤ３を介して取り出され、平滑コンデンサＣ７で平滑化されることで直流電源である補助回路電圧が出力される。さらに、励磁エネルギーは、２次巻線Ｎ５から整流ダイオードＤ４を介して取り出され、平滑コンデンサＣ８で平滑化されることで直流電源であるサブ電源電圧が出力される。

メイン電源電圧は、電圧検出ＩＣ５５によって検出され、１次側のスイッチング制御ＩＣ５３のＳｙｎｃ端子に絶縁を目的としたフォトカプラ５６を介してフィードバックされ、メイン電源電圧の大小に応じたスイッチング制御をスイッチング制御ＩＣ５３が行うことによって、メイン電源電圧が安定化される。

補助回路電圧は、相対的に低出力の負荷（ＡＬＣ回路７）に対する直流電源であり、クロスレギュレーションによって電圧が変動するが、図示しないシリーズレギュレータによって降圧することで、安定化されるようになっている。

サブ電源電圧は、相対的に高出力の負荷（サブスピーカ２）に対する直流電源であり、メイン電源電圧のようにフィードバック制御を行うことなく、また補助回路電圧のようにシリーズレギュレータによって降圧されることなく出力される。従って、図３に示すように、メイン電源の負荷変動によってサブ電源電圧が変動してしまう。なお、図３には、メイン電源を２０Ｖ系電源とすると共に、サブ電源を３６Ｖ系電源とし、サブ電源の負荷（電流値）を１．５Ａとした例が示されている。

ＡＬＣ回路７は、サブアンプ６に入力されるサブチャンネル信号のレベルをコントロールする回路であり、図４を参照すると、オーディオ信号生成部３からのサブチャンネル信号が直列に接続された抵抗Ｒ１０および抵抗Ｒ１１を介してオペアンプＡＭＰ１の反転入力端子に入力されると共に、オペアンプＡＭＰ１の反転入力端子と出力端子との間に、フィードバック抵抗Ｒ１２とフィードバックコンデンサＣ１０とを並列接続した負帰還回路が形成されている。

オーディオ信号生成部３からのサブチャンネル信号は、オペアンプＡＭＰ１で数倍程度に増幅されて出力端子に導出され、予め定められた最大電圧値を超えると、逆方向に直列接続されたダイオードＤ１０およびダイオードＤ１１を介し、平滑コンデンサＣ１１で直流信号に変換されて制御トランジスタＴＲ１のベースに印加され、コレクタ電流を変化させる。そのため、オペアンプＡＭＰ１のゲインが変化され、一定レベルの出力信号が得られる。すなわち、サブチャンネル信号のレベルに応じてオペアンプＡＭＰ１のゲインが変化し、サブチャンネル信号のレベル、すなわち最大電圧値がコントロールされる。

ＡＬＣ回路７から出力されるサブチャンネル信号の最大電圧値は、サブアンプ５のゲインがＡ倍に設定され、サブスピーカ２の最大出力がＢ（ｗ）に、インピーダンスがＣ（Ω）である場合には、±√ＢＣ＊１／Ａに設定されている。従って、サブアンプ５からの最大出力は、±√ＢＣ（Ｖ）になるため、図３に示すように、サブ電源電圧がクロスレギュレーションによって変動した場合にも、サブスピーカ２の最大出力を超えることがなく、また、変動するサブ電源電圧の下限以下の動作電圧（図３では、例えば３２Ｖ）でゲインがＡ倍となるサブアンプ４を用いることで、設定した最大出力を得ることができる。

なお、ＡＬＣ回路７では、オペアンプＡＭＰ１のゲインを変化させることでサブチャンネル信号のレベルを制限するように構成したが、ＡＬＣ回路７に加えてサブチャンネル信号を所定のレベルでカットするスライサ回路９（図５）を用いると固定歪率（例えば10％歪）に制御できる。
図５は、図１に示すＡＬＣ回路に代えて用いることができるスライサ回路の構成例を示す回路図である。

スライサ回路９は、図５を参照すると、オーディオ信号生成部３からのサブチャンネル信号が直列に接続された抵抗Ｒ２０を介してオペアンプＡＭＰ２の反転入力端子に入力されると共に、オペアンプＡＭＰ２の反転入力端子と出力端子との間に、フィードバック抵抗Ｒ２１とフィードバックコンデンサＣ２０とを並列接続した負帰還回路が形成されている。

オペアンプＡＭＰ２の出力端子は、直列に接続された抵抗Ｒ２２と抵抗Ｒ２３との接続点にダイオードＤ２０を介して接続されていると共に、直列に接続された抵抗Ｒ２４と抵抗Ｒ２５との接続点にダイオードＤ２１を介して接続されている。また、抵抗Ｒ２２の他端はプラス側の補助電源電圧に接続され、抵抗Ｒ２３の他端は接地されている。抵抗Ｒ２４の他端はマイナス側の補助電源電圧に接続され、抵抗Ｒ２５の他端は接地されている。従って、オペアンプＡＭＰ２からの出力のプラス側は、抵抗Ｒ２２と抵抗Ｒ２３との接続点の電位にダイオードＤ２０の電圧降下分を加算した値でカットされ、オペアンプＡＭＰ２からの出力のマイナス側は、抵抗Ｒ２４と抵抗Ｒ２５との接続点の電位にダイオードＤ２０の電圧降下分を減算した値でカットされることになり、カットする値を、±√ＢＣ＊１／Ａに設定することにより、ＡＬＣ回路７と同様の効果を得ることが可能になる。

以上説明したように、本実施の形態によれば、安定化させたメイン電源電圧をメインアンプに供給すると共に、メイン電源電圧と同一のトランス５４から取り出したサブ電源電圧をサブアンプに供給する電源回路８を有し、ＡＬＣ回路７によってサブアンプ６に入力されるサブチャンネル信号の最大電圧値を制限するように構成することにより、同一のトランス５４からメイン電源電圧と共に取り出されるサブ電源電圧を安定化させることなく、サブスピーカ２から出力するサブチャンネル信号の増幅を行うサブアンプ６に用いても、ＡＬＣ回路７によってサブアンプ６に入力されるサブチャンネル信号の最大電圧値が制限されているため、サブスピーカ２の出力が最大出力を超えてしまうことを防止することができるという効果を奏する。

なお、本発明が上記各実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、各実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、上記構成部材の数、位置、形状等は上記実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。なお、各図において、同一構成要素には同一符号を付している。

本発明に係るオーディオ装置の実施の形態の構成を示すブロック図である。 図１に示す電源回路の構成例を示す回路図である。 メイン電源の負荷に応じたメイン電源電圧の変動例を示す図である。 図１に示すＡＬＣ回路の構成例を示す回路図である。 図１に示すＡＬＣ回路に代えて用いることができるスライサ回路の構成例を示す回路図である。 従来のオーディオ装置の構成を示すブロック図である。 図６に示す電源回路の構成例を示す回路図である。

符号の説明

１ メインスピーカ
２ サブスピーカ
３ オーディオ信号生成部
４ メインアンプ
５ 電源回路
６ サブアンプ
７ ＡＬＣ回路
８ 電源回路
９ スライサ回路
５１ ノイズフィルタ
５２ 整流回路
５３ スイッチング制御ＩＣ
５４ トランス
５５ 電圧検出ＩＣ
５６ フォトカプラ

Claims (4)

1. メインスピーカに出力するメインチャンネル信号を増幅するメインアンプと、前記メインスピーカよりも大出力のサブスピーカに出力するサブチャンネル信号を増幅するサブアンプとを有するオーディオ装置であって、
   安定化させたメイン電源電圧を前記メインアンプに供給すると共に、前記メイン電源電圧と同一のトランスから取り出したサブ電源電圧を前記サブアンプに供給する電源回路と、
   前記サブアンプに入力される前記サブチャンネル信号の最大電圧値を制限する信号レベル制限手段とを具備することを特徴とするオーディオ装置。
2. 前記信号レベル制限手段は、前記サブアンプのゲインがＡ倍であり、前記サブスピーカの最大出力がＢワット、インピーダンスがＣオームである場合には、前記サブチャンネル信号のレベルを±√ＢＣ＊１／Ａの範囲に制限させることを特徴とする請求項１記載のオーディオ装置。
3. 前記信号レベル制限手段は、前記サブチャンネル信号を増幅する増幅手段を有し、当該増幅手段のゲインを変化させることで前記サブチャンネル信号の最大電圧値を制限するオートレベルコントロール回路であることを特徴とする請求項１又は２記載のオーディオ装置。
4. 前記信号レベル制限手段は、前記サブチャンネル信号の所定レベル以上をカットすることで前記サブチャンネル信号の最大電圧値を制限するスライサ回路であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のオーディオ装置。

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