JPS583601B2 - スピ−カ保護回路 - Google Patents

スピ−カ保護回路

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JPS583601B2
JPS583601B2 JP51114762A JP11476276A JPS583601B2 JP S583601 B2 JPS583601 B2 JP S583601B2 JP 51114762 A JP51114762 A JP 51114762A JP 11476276 A JP11476276 A JP 11476276A JP S583601 B2 JPS583601 B2 JP S583601B2
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JP
Japan
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speaker
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low frequency
supplied
time constant
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大村義人
馬場達夫
福間英夫
福島広
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Hitachi Ltd
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H1/00—Details of emergency protective circuit arrangements
    • H02H1/0007—Details of emergency protective circuit arrangements concerning the detecting means
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R3/00—Circuits for transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R3/007—Protection circuits for transducers

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
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  • Amplifiers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、スピーカに低周波信号を供給する低周波電力
増幅器の低周波出力信号がスピーカの許容入力を越える
のを防止するスピーカ保護回路に関するものである。
スピーカには、公称インピーダンスおよび許容入力が規
定されている。
通常、公称インピーダンスとしては４Ωと８Ωのものが
一般的である。
許容入力としては、３０Ｗ〜１００Ｗ程度のものが一般
的である。
一方、低周波電力増幅器は最近大出力化の傾向にあり、
スピーカの許容入力より犬きい出力を持つ低周波電力増
幅器が現われている。
このため許容入力を越えることによるスピーカの破壊事
故が多くなっている。
これを防止するため低周波電力増幅器に電力制限器な装
備する方法がある。
電力を制限する方法としては、電圧歴幅を制限する方式
と電流を制限する方式がある。
第１図は、従来の電力制限器の回路図である。
同図において低周波信号１は低周波電力増幅器８で電力
増幅され、スピーカ１２に印加される。
ここで抵抗２およびツエナーダイオード４，４′，５，
５′，６，６′とスイッチ７は電圧振幅制限回路を構成
している。
ツェナーダイオード４，４′，５．５′、および６，６
′のツェナー電圧１／Ｚを３種類設けることによりスイ
ッチ７の位置により低周波電力増幅器８に供給される低
周波信号の電圧振幅を３段階に分けて振幅を制限する。
ここで、使用するスピーカの許容入力に合わせて上記電
力制限器のスイッチ７の位置を選択することにより、ス
ピーカの保護を行なわせようとするものである。
しかし、このような電力制限器は低周波電力増幅器８に
入る低周波信号の電圧振幅を制限しているのみであるた
めさらに過大信号が電力制限器に印加されると、増幅器
８０入力波形は振幅制限はされるものの、矩形波に近い
波形となるためスピーカ１２に印加される電力は、増加
するという難点がある。
一般的にスピーカはその許容入力を越える入力が瞬間的
に印加された場合でも破壊に至ることはない。
短時間のみ許容しうる入力を通常、スピーカの最大許容
入力と決めている。
したがって、前述した勧制限器では常時、一定振幅以上
の低周波信号のピーク値をクリップさせる為、必要以上
に再生音を歪ませることになり聴取者に不快感を与える
。
また、公称インピーダンス４Ωのスピーカと８Ωのスピ
ーカでは同一振幅の電圧波形の場合電力は倍も異ってし
まうため不都合であり、また聴取者も操作を誤るとスピ
ーカの破壊をまねくおそれがある。
本発明は上記した従来の技術の欠点をなくしスピーカに
供給される真の電力を検出し、この電力がスピーカの許
容入力横えた場合にスピーカを保護する保護回路を得る
ものである。
更に本発明はスピーカの許容入力を越える電力が一定期
間継続した場合のみスピーカの保護動作を行うスピーカ
保護回路を得るものである。
本発明は、電力増幅器からスピーカに印加された電力を
検出し、スピーカのボイスコイルの温度上昇の時定数と
ほぼ等価な時定数回路を介して、電力増幅器の入力信号
を制御しスピーカを保護するものである。
以下本発明になるスピーカ保護回路を第２図に示す一実
施例によって説明する。
第２図において低周波信号１は抵抗２とコンデンサ３，
２８を通して低周波電力増幅器８の入力端子に供給され
ている。
増幅器８の出力端子は寄生振動防止コイル８と、これと
並列に接続された抵抗１３を通してスピーカ１２に接続
され、更に抵抗３０と可変抵抗３１を通してホール素子
１５の一方の入力端子に接続されている。
また増幅器８はその出力端子との間にコンデンサ９と抵
抗１０，１１とで構成する帰還回路が接続され所定の利
得を得ている。
ホーノレ素子１５はその他方の入力端子が接地され、か
つコイル８の近傍に配置されてコイル８から発生する磁
界の影響を受けている。
またホール素子１５の一対の出力端子は抵抗１７を通し
て増幅器１８の入力端子に接続されている。
増幅器１８は帰還抵抗１９を備えた電圧増幅器で、その
出力端子は可変抵抗器２０とコンデンサ２１で構成する
時定数回路が接続されている。
時定数回路はまた抵抗２７を通してサイリスタ２４のゲ
ートに接続され、さらに抵抗２３で接地されている。
サイリスタ２４のカソードは接地され、アノードはリレ
ー２５に接続されている。
リレー２６はそのコイルが電源２７に接続され、コイル
の両端にはリレー保護用のダイオード２６が接続され、
またその接点は一方が接地され他方が抵抗３２を通して
コンデンサ３，２８の接続点に接続されている。
ここで、ホール素子１５による電力検出について説明す
る。
ホール素子１５０入力端子の一方は抵抗３０および可変
抵抗３１を介して増幅器８の出力端子に接続され、一方
は接地されている。
このためホール素子１５には増幅器８の出力電圧に比例
した電流が流れる。
また、このホール素子１５は増幅器８の出力端子に接続
された寄生振動防止コイル１４０近くに置かれているた
め、出力電流に比例した磁界の影響を受ける。
従って、ホール素子１５の出力端子には増幅器８の出力
電圧と出力電流の積に比例した電圧が発生する。
すなわち、ホール素子１５の出力端子には、スピーカ１
２に印加された電力に比例した電圧が発生する。
この電圧は、増幅器１８で電圧増幅され可変抵抗２０お
よび容量２１で構成される時定数回路に導かれる。
ここで抵抗１７，１９は増幅器１８の増幅度を決定して
いる抵抗である。
また、可変抵抗３１は、ホール素子１５の感度調整用の
抵抗である。
この可変抵抗３１は、スピーカ１２の許容入力に対応し
てホール素子１５の出力電圧を調整するもので、許容入
力の異ったスピーカに対応できるようにするものである
。
このような回路において低周波信号１は増幅器８を介し
てスピーカ１２に印加される。
ホール素子１５によって、スピーカ１２に印加された電
力を検出する。
ホール素子１５の出力端子には、スピーカ１２に印加さ
れた電力に比例した電圧が現われる。
この電圧は、増幅器１８により増幅され、可変抵抗２０
とコンデンサ２１で構成される時定数回路に印加される
。
この時定数回路は、スピーカ１２のボイスコイルの温度
上昇の時定数とほぼ等価な時定数回路を構成している。
時定数回路の出力電圧は、抵抗２２および２３で分圧さ
れてサイリスタ２４のゲートに印加される。
ここで、サイリスタ２４のゲートヵソード間電圧がある
一定値に達するとサイリスタが導通し、リレー２５のコ
イルに電流が流れ、リレー２５がオンの状態となる。
この状態になると増幅器８に供給される低周波信号は抵
抗２と抵抗３２の抵抗比に従って分圧されるため減少し
、スピーカ１２に印加される電力を低下させ、スピーカ
の破壊を防止する。
また、スピーカの破壊モードの１つに熱的破壊があり、
これはボイスコイルの温度上昇により、絶縁材あるいは
ボビンが焼損することによって生ずる。
第３図はスピーカにステップ的に入力を印加した時のボ
イスコイルの温度上昇の例を示したものである。
同図により熱時定数は約２秒である。よって第２図にお
ける抵抗２０とコンデンサ２１どの時定数をこの熱時定
数に合致させればサイリスタ２４に印加される電圧はボ
イスコイルの温度上昇に比例した値となり、サイリスタ
２４は、ボイスコイルの温度上昇が焼損温度に近づいた
時に導通状態となりリレー２５を制御する。
従って抵抗２０を可変抵抗とし、この抵抗２０とコンデ
ンサ２１で構成する時定数回路の時定数を可変できるよ
うにすれば、温度上昇特性が異なる種々のスピーカに対
応させることができる。
このように本発明になるスピーカの保護回路によれば
スピーカに供給される真の電力を検出して増幅器の入力
信号レベルを制御するためスピーカのインピーダンスが
周波数によって変化しても、正確な電力検出を行うこと
ができ、スピーカの保護を確実に行うことができる。
またスピーカが破壊する特性に応じた時定数を散せたた
め、瞬間的にスピーカの許容入力を越えても保護動作を
行なわず過剰保護をなくして再生音がとぎれるのを防止
することができる。
なおスピーカの破壊特性として温度上昇特性を例にして
説明したが、機械的に破壊する場合の特性に時定数回路
の時定数を合せても良い。
【図面の簡単な説明】
第１図は、従来の竺力制限器の回路図、第２図は本発明
によるスピーカ保護回路の一実施例を示す回路図、第３
図はスピーカのボイスコイルの温度上昇特性図である。 ８：低周波電力増幅器、１４：寄生振動防止コイル、１
５：ホール素子、１８：電圧増幅器、２４：サイリスタ
、２５：リレー、２０，２１：時定数回路用抵抗および
コンデンサ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 増幅器と、この増幅器の低周波出力信号が供給され
    るスピーカと、前記増幅器と前記スピーカの間に接続さ
    れ前記低周波出力信号が供給される寄生振動停止コイル
    と、一対の入力端子に前記低周波出力信号が供給され前
    記寄生振動防止コイルの磁界中に配置されたホール素子
    と、前記ホール素子の出力信号が供給されこの出力信号
    が所定のレベルを越えた場合に前記増幅器の入力信号を
    減衰させる減衰回路とからなるスピーカ保護回路。 ２ 増幅器と、この増幅器の低周波出力信号が供給され
    前記低周波出力信号の信号電流に応じた磁界を発生する
    寄生振動防止コイルと、寄生振動防止コイルを通して前
    記低周波出力信号が供給されるスピーカと、前記低周波
    出力信号が供給されかつ前記寄生眼動防止コイルの磁界
    中に配置されて前記低周波出力信号電流と前記磁界の積
    に応じた出力電圧を発生するホール素子と、前記ホール
    素子の出力電圧が供給される時定数回路と、前記時定数
    回路の出力信号が供給されこの出力信号の信号レベルが
    所定のレベルを越えだ鴨合に前記増幅器の入力信号を減
    衰させる減衰回路とからなるスピーカ保護回路。 ３ 前記時定数回路の時定数が前記スピーカのボイスコ
    イルの温度上昇の時定数に応じた時定数を持つことを特
    徴とする特許請求の範囲第２項に記載されたスピーカ保
    護回路。 ４ 前記時定数回路の時定数を前記スピーカの破壊時間
    特性に応じて可変できるようにした特布青求の範囲第２
    項に記載されたスピーカの保護回路。 ５ 前記ホール素子に供給される前記低周波出力信号電
    流を前記スピーカの許容入力に応じて変化させるように
    した特布青求の範囲第２項に記載されたスピーカ保護回
    路。
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