信号増幅装置、アンプシステムおよび信号増幅方法
【課題】パワーアンプを用いる必要が無いときに、簡易にパワーアンプの消費電力を低減することができる信号増幅装置、アンプシステムおよび信号増幅方法を提供すること。
【解決手段】本発明のアンプシステム１は、パワーアンプ部４を用いる必要が無い場合には、パワーアンプ部４における消費電力を低減させることができる。また、パワーアンプ部４における消費電力の減少は、電圧制御部１２によって電圧増幅段４１への給電を遮断することにより実現されるものであり、電力増幅段４２への電源部１０からの給電状態は変化させていない。このように、大きな電流が流れない回路である電圧増幅段４１の給電の制御だけでよく、また、別の用途にも用いられるリミッタ手段を用いた制御であるから、回路規模を大きくする必要が無く、省スペースでかつ簡易にパワーアンプ部４の消費電力を低減することができる。
【解決手段】本発明のアンプシステム１は、パワーアンプ部４を用いる必要が無い場合には、パワーアンプ部４における消費電力を低減させることができる。また、パワーアンプ部４における消費電力の減少は、電圧制御部１２によって電圧増幅段４１への給電を遮断することにより実現されるものであり、電力増幅段４２への電源部１０からの給電状態は変化させていない。このように、大きな電流が流れない回路である電圧増幅段４１の給電の制御だけでよく、また、別の用途にも用いられるリミッタ手段を用いた制御であるから、回路規模を大きくする必要が無く、省スペースでかつ簡易にパワーアンプ部４の消費電力を低減することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パワーアンプの消費電力を低減する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
オーディオ信号を増幅するアンプシステムにおいては、出力レベルが小さい信号をプリアンプにおいて増幅し、所定のレベルまで増幅した信号をパワーアンプにおいて増幅することにより大出力を得るようになっている。通常、パワーアンプは、大出力を得るために必要なレベルへの信号の増幅を主として行うものであり、プリアンプは、オーディオ信号をパワーアンプに必要な入力レベルまで増幅するとともに、音場付加、トーンコントロール、ボリューム調整などを行うものである。
【０００３】
一方、このようなアンプシステムを利用する利用者は、聴取する内容によっては、パワーアンプを用いた大出力を必要とせず、プリアンプからの出力を用いて別のスピーカから出力させるだけでも十分である場合もあるが、パワーアンプはその特性から消費電力が大きく、使用しないときにはパワーアンプの機能を停止させ消費電力を低減したいという要望がある。このようにパワーアンプの機能を停止させるために、パワーアンプに供給される電源をオフする技術がある（例えば、特許文献１）。
【特許文献１】特開２００４−１０４６４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に開示された技術のように、パワーアンプに供給される電源をオフする場合には、その供給電力の大きさから、リレーの接点に大きな負荷がかかるため、信頼性が低いものとなってしまう。一方、トランスより上流側でリレーを用いて供給電力が大きくなる前の段階で制御しようとすると、プリアンプ、パワーアンプのそれぞれについて、トランスを用いる必要があり、非常に大きなスペースが必要となっていた。
【０００５】
本発明は、上述の事情に鑑みてなされたものであり、パワーアンプを用いる必要が無いときに、簡易にパワーアンプの消費電力を低減することができる信号増幅装置、アンプシステムおよび信号増幅方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述の課題を解決するため、本発明は、入力されるオーディオ信号を電圧増幅して出力するとともに、出力信号の最大振幅が給電電圧によって制限される電圧増幅手段と、前記電圧増幅手段によって電圧増幅されたオーディオ信号の電力を増幅して出力する電力増幅手段と、前記電圧増幅手段と前記電力増幅手段とに給電する電源と、電圧の大きさを示す電圧制御信号を生成する制御信号生成手段と、前記制御信号生成手段によって生成された電圧制御信号に基づいて電圧値を決定し、当該電圧制御信号が所定値を示す場合には、当該電圧値を前記電圧増幅手段が非駆動状態となる非駆動値として決定する電圧値決定手段と、前記電源から前記電圧増幅手段への給電電圧を降圧して、前記電圧値決定手段が決定した電圧値になるように制御する電圧制御手段とを具備することを特徴とする信号増幅装置を提供する。
【０００７】
また、別の好ましい態様において、前記電力増幅手段によって電力を増幅されたオーディオ信号の出力レベルを検出する出力レベル検出手段と、待機状態か否かを示す待機信号を取得する待機信号取得手段とをさらに具備し、前記制御信号生成手段は、前記待機信号取得手段によって取得した待機信号が待機状態を示す場合には、前記所定値を示す電圧制御信号を生成し、それ以外の場合には、前記出力レベル検出手段によって検出した出力レベルに基づく値を示す電圧制御信号を生成してもよい。
【０００８】
また、別の好ましい態様において、外部機器から通信によって待機信号を受信する受信手段をさらに具備し、前記待機信号取得手段は、前記受信手段が受信した待機信号を取得してもよい。
【０００９】
また、別の好ましい態様において、前記制御信号生成手段によって生成された電圧制御信号が前記所定値を示す場合には、前記電源から前記電圧増幅手段への給電を遮断する遮断手段をさらに具備してもよい。
【００１０】
また、本発明は、上記記載の信号増幅装置と、入力されるオーディオ信号を増幅して出力するプリアンプ部と、前記電力増幅部の出力されるオーディオ信号をスピーカが接続される端子に出力する第１出力部と、前記プリアンプ部から出力されるオーディオ信号を外部出力する第２出力部とを具備し、前記電圧増幅手段に入力されるオーディオ信号は、前記プリアンプ部から出力されたオーディオ信号であることを特徴とするアンプシステムを提供する。
【００１１】
また、本発明は、上記記載の信号増幅装置と、オーディオ信号が入力される入力端子を複数有するオーディオ信号入力部と、前記制御信号生成手段によって生成された電圧制御信号が前記所定値を示す場合には、前記オーディオ信号入力部の入力端子のうち、予め設定された入力端子へ入力されたオーディオ信号を外部機器が接続される出力端子へ供給し、それ以外の場合には、前記オーディオ信号入力部の入力端子のいずれかに入力されるオーディオ信号を前記電圧増幅手段へ接続される経路に出力する出力選択部とを具備することを特徴とするアンプシステムを提供する。
【００１２】
また、本発明は、入力されるオーディオ信号を電圧増幅して出力するとともに、出力信号の最大振幅が給電電圧によって制限される電圧増幅手段と、前記電圧増幅手段によって電圧増幅されたオーディオ信号の電力を増幅して出力する電力増幅手段と、前記電圧増幅手段と前記電力増幅手段とに給電する電源とを具備する信号増幅装置に用いられる方法であって、電圧の大きさを示す電圧制御信号を生成する制御信号生成過程と、前記制御信号生成過程によって生成された電圧制御信号に基づいて電圧値を決定し、当該電圧値を前記電圧増幅手段が非駆動状態となる非駆動値として決定する電圧値決定過程と、前記電源から前記電圧増幅手段への給電電圧を降圧して、前記電圧値決定過程において決定した電圧値になるように制御する電圧制御過程とを備えることを特徴とする信号増幅方法を提供する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、パワーアンプを用いる必要が無いときに、簡易にパワーアンプの消費電力を低減することができる信号増幅装置、アンプシステムおよび信号増幅方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の一実施形態について説明する。
【００１５】
＜実施形態＞
本発明の実施形態に係るアンプシステム１は、入力されるオーディオ信号Ｓｉｎに対して、音場付加、トーンコントロール、ボリューム調整などの音響処理を行うとともに、増幅処理を行ったオーディオ信号Ｓｐａを、アンプシステム１の出力端子に接続されたスピーカ２に供給し、オーディオ信号Ｓｐｒをプリアンプ出力部１７から出力する。スピーカ２は、入力されたオーディオ信号Ｓｐａを放音する放音手段である。以下、アンプシステム１の構成ついて図１を用いて説明する。図１は、スピーカ２が接続されたアンプシステム１の構成を示すブロック図である。
【００１６】
プリアンプ部３は、入力されるオーディオ信号Ｓｉｎに対して、音場付加、トーンコントロール、ボリューム調整などの音響処理を行うＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）と、増幅処理を行う増幅回路とを有している。この増幅処理は、後述するパワーアンプ部４において必要な入力レベルを確保するために行われる。オーディオ信号Ｓｉｎは、プリアンプ部３によって、音響処理、増幅処理が行われ、オーディオ信号Ｓｐｒとして出力する。
【００１７】
また、プリアンプ部３は、電源部１０から電圧調整部１１を介して給電される。電圧調整部１１は、電源部１０からの給電に係る電圧値Ｖａを、プリアンプ部３の各部に対して必要な電圧値に降圧して給電する。
【００１８】
パワーアンプ部４は、電圧増幅段４１と電力増幅段４２を有する。電圧増幅段４１は、電源部１０から電圧制御部１２を介して給電され、電力増幅段４２は、電源部１０から給電される。電圧制御部１２は、電源部１０からの給電に係る電圧値Ｖａを、後述する電圧値決定部１６から指示される電圧値Ｖｂ（通常は、電圧値は０ＶからＶａの間となる）になるように降圧して電圧増幅段４１に給電するリミッタ制御手段となっている。
【００１９】
ここで、電圧制御部１２の構成について、図２を用いてその一例を説明する。電圧制御部１２は、電源１０からの給電に係る電圧値Ｖａについて、ｎｐｎトランジスタ１２１およびｐｎｐトランジスタ１２２によって電圧値を制御して、電圧増幅段４１に供給する。基準電圧入力回路１２３は、電圧値決定部１６から指示される電圧値Ｖｂに応じた基準電圧を比較器１２５に出力する。負帰還回路１２４は、ｎｐｎトランジスタ１２１のエミッタ側の出力、すなわち電圧増幅段４１に対する＋電圧印加の電圧値を比較器１２５に負帰還させて、電圧増幅段４１へ印加される＋電圧の電圧値に応じた電圧値を比較器１２５に入力するための回路である。比較器１２５は、基準電圧入力回路１２３から入力される電圧値と、負帰還回路１２４から入力される電圧値との比較に基づいて、双方の電圧値が一致するようにｎｐｎトランジスタのベース電流を制御する。なお、本実施形態においては、ｎｐｎトランジスタ１２１およびｐｎｐトランジスタ１２２を用いる構成であったが、電圧制御部１２を構成する回路に応じて、用いるトランジスタを変更することができる。
【００２０】
トラッキング回路１２６は、ｎｐｎトランジスタ１２１のエミッタ側の出力、すなわち電圧増幅段４１に対する＋電圧印加の電圧値を取得し、当該電圧値に基づいてトラッキング調整を行って、ｐｎｐトランジスタのベース電流を制御することにより、電圧増幅段４１に対して印加される電圧値がＶｂになるように、電圧増幅段４１に対して印加する電圧を制御する。
【００２１】
具体的には、電源部１０の＋端子には電圧値「＋Ｖａ／２」、−端子には電圧値「−Ｖａ／２」の電圧が印加されている場合には、電圧増幅段４１の＋端子には電圧値「＋Ｖｂ／２」、−端子には電圧値「−Ｖｂ／２」が印加される。この場合には、基準電圧入力回路１２３は、例えば、電圧値決定部１６からの指示値「Ｖｂ」を半分の電圧値である「＋Ｖｂ／２」に変換して、比較器１２５に入力する。一方、負帰還回路１２４についても、電圧増幅段４１に対する＋電圧印加の電圧値「＋Ｖｂ／２」をそのまま比較器１２５に入力する。そして、比較器１２５は、エミッタの出力電圧が基準電圧「＋Ｖｂ／２」になるように、ｎｐｎトランジスタのベース電流を制御する。トラッキング回路１２６は、ｐｎｐトランジスタ１２２のエミッタ側の出力電圧が、電圧増幅段４１に対する＋電圧印加の電圧値「＋Ｖｂ／２」の正負を反転した「−Ｖｂ／２」になるように、ベース電流を制御する。このようにして、電圧制御部１２は、電源部１０からの給電に係る電圧値Ｖａを、電圧値決定部１６から指示される電圧値Ｖｂになるように降圧して給電する。
【００２２】
図１の説明に戻る。電圧増幅段４１は、プリアンプ部３から出力されたオーディオ信号Ｓｐｒを電圧増幅して、電力増幅段４２へ出力するとともに、この出力信号の最大振幅を電圧値Ｖｂに応じて制限するリミッタ手段を有する増幅回路である。電圧増幅段４１は、入出力のインピーダンスが高く、通常、数百ミリＡ程度と大きな電流が流れない回路となっている。
【００２３】
電力増幅段４２は、電圧増幅段４１から出力されるオーディオ信号を電力増幅して、オーディオ信号Ｓｐａとしてスピーカ２が接続される出力端子に出力する増幅回路である。電力増幅段４２は、入力のインピーダンスが高く、出力のインピーダンスが低い。そして、電力増幅段４２は、入力されるオーディオ信号の電圧に応じた電流を消費し、入力されるオーディオ信号の電圧が大きい場合には、最大１０Ａ程度の大電流を消費する一方、入力されるオーディオ信号の電圧が小さくなれば、消費電流は小さくなる。このように、電圧増幅段４１から出力される信号の最大振幅が大きい場合、すなわちＶｂがＶａに近い場合には、アンプシステム１における消費電力の大部分は、電力増幅段４２において消費されていることになる。
【００２４】
さらに、入力されるオーディオ信号が無音の状態であっても、電圧増幅段４１と電力増幅段４２に流れるアイドリング電流が、数ミリＡから数百ミリＡ程度存在するため、消費電力が大きい。特に、出力チャンネル数が多いＡＶレシーバなどのアンプシステムの場合には、パワーアンプ部４も多く必要となり、その結果、無音時であっても消費電力が大きくなる。例えば、１チャンネルあたり電圧増幅段４１に１０ミリＡ、電力増幅段４２に５０ミリＡ、電源電圧がそれぞれ±６０Ｖである場合、１チャンネルあたり７．２Ｗの消費電力となり、１０チャンネルある場合には、無音時であっても７２Ｗもの消費電力となる。ここで、電圧増幅段４１への給電電圧が電圧制御部１２によって降圧されて、後述するように、非駆動状態となった場合には、電圧増幅段４１のアイドリング電流がなくなり、パワーアンプ部４全体の消費電力が低減される。
【００２５】
待機信号取得部１３は、待機状態か否かを示す待機信号を取得し、待機状態の期間を示す待機期間信号を制御信号出力部１５に出力する。待機状態の期間を示す待機期間信号は、例えば、「０」を待機状態、「１」をそれ以外の状態（以下、通常状態という）を示すようなステップ信号としたり、待機状態と通常状態とを切り換えるタイミングのみパルス信号としたりすればよく、待機状態の期間が特定できればどのような信号であってもよい。このような待機状態か通常状態かを示す待機信号は、利用者が図示しない操作手段を操作して待機状態か通常状態かを設定し、操作手段は、設定された状態を示す待機信号を出力するようにすればよい。
【００２６】
出力レベル検出部１４は、パワーアンプ部４から出力されたオーディオ信号Ｓｐａの出力レベルを検出し、検出した出力レベルの平均レベルを示すレベル信号を制御信号出力部１５に出力する。
【００２７】
制御信号出力部１５は、待機信号取得部１３から出力される待機期間信号と、出力レベル検出部１４から出力されるレベル信号とに基づいて、電圧の大きさを示す値である電圧制御信号を生成して電圧値決定部１６に出力する。具体的には、待機期間信号に基づいて特定される状態が待機状態である場合には、所定値（本実施形態においては「０」とする）を示す電圧制御信号を生成する。一方、通常状態である場合には、レベル信号が示す平均レベルに応じた値を示す電圧制御信号を生成する。ここで、平均レベルが一定レベル以上の大きさになると、電圧制御信号が示す値が小さくなる、すなわち電圧の大きさが小さくなるように設定されている。
【００２８】
電圧値決定部１６は、制御信号出力部１５から出力された電圧制御信号に基づいて、電圧値Ｖｂを決定し、上述したように電圧増幅段４１への給電電圧が、決定した電圧値Ｖｂになるように電圧制御部１２を制御する。このとき、電圧制御信号が所定値である「０」を示している場合には、電圧値決定部１６は、電圧値Ｖｂを０Ｖとして決定し、結果として電圧制御部１２に電圧増幅段４１への給電を遮断させる。なお、この電圧値Ｖｂは、電圧増幅段４１が非駆動状態となる電圧値（非駆動値）であれば、必ずしも０Ｖでなくてもよい。
【００２９】
一方、電圧値決定部１６は、制御信号出力部１５から出力された電圧制御信号が所定値「０」以外である場合には、その値に基づいて、電圧値Ｖｂを決定し、電圧増幅段４１へ電圧値Ｖｂを印加させる。例えば、電圧制御信号が示す値を電圧値Ｖｂとしてもよいし、電圧制御信号が示す値が「０」〜「１」の間を示している場合には、これを電圧値Ｖａに対する割合として算出される値を電圧値Ｖｂとしてもよい。このように、オーディオ信号Ｓｐａの出力レベルに応じたフィードバックをかけて、電圧値Ｖｂを制御することにより、当該出力レベルが大きくなりすぎて、パワーアンプ部４、スピーカ２などに与える負荷が大きくなりすぎることを防ぐことができ、電圧制御部１２は、電圧増幅段４１のリミッタ手段を制御するリミッタ制御手段としての機能を有することになる。
【００３０】
プリアンプ出力部１７は、プリアンプ部３から出力されるオーディオ信号Ｓｐｒを外部機器が接続されるプリアンプ出力端子に供給する。なお、プリアンプ出力部１７は、待機信号取得部１３から待機期間信号を取得し、待機期間信号が特定する状態が待機状態である場合に、オーディオ信号Ｓｐｒをプリアンプ出力端子に供給させ、通常状態である場合には、プリアンプ出力端子へのオーディオ信号Ｓｐｒの供給を停止するようにしてもよい。また、待機期間信号が特定する状態に応じて、接続される外部機器の電源を制御する制御信号を出力する制御信号出力端子を設けてもよい。
【００３１】
次に、アンプシステム１の動作について説明する。待機信号が示す状態は通常状態であるものとする。
【００３２】
通常状態においては、入力されたオーディオ信号Ｓｉｎは、プリアンプ部３における音響処理および増幅処理され、さらにパワーアンプ部４において増幅処理されたオーディオ信号Ｓｐａがスピーカ２に供給される。これにより利用者は、パワーアンプ部４において増幅された大出力の放音を聴取することができる。
【００３３】
そして、利用者は、パワーアンプ部４において増幅処理されたオーディオ信号Ｓｐａをスピーカ２から放音させる必要が無い場合には、操作手段を操作して待機状態へ切り換える。これにより、待機信号が示す状態が待機状態となり、電圧制御部１２は、電圧増幅段４１へ印加される給電電圧を電圧増幅段４１が非駆動状態とするように降圧し、電圧増幅段４１への給電が遮断される。これにより、増幅処理をする必要がないパワーアンプ部４における消費電力が低減することになる。一方、プリアンプ出力部１７は、オーディオ信号Ｓｐｒの外部機器への供給を通常状態、待機状態にかかわらず続けている。これにより、利用者は、プリアンプ部３における音響処理および増幅処理されて出力されたオーディオ信号Ｓｐｒの放音をプリアンプ出力部１７のプリアンプ出力端子に接続される外部機器から聴取することができる。
【００３４】
このように、アンプシステム１は、パワーアンプ部４において増幅処理されたオーディオ信号Ｓｐａをスピーカ２から放音させる必要が無い場合には、プリアンプ部３から出力される低出力ながら高品位なオーディオ信号Ｓｐｒを外部機器に供給できるとともに、増幅処理をする必要が無いパワーアンプ部４における消費電力を低減させることができる。また、パワーアンプ部４における消費電力の減少は、電圧制御部１２によって電圧増幅段４１への給電を遮断する、すなわちリミッタ手段を利用することにより実現されるものであり、電力増幅段４２への電源部１０からの給電状態は変化させていない。このように、大きな電流が流れない回路である電圧増幅段４１の給電の制御だけでよく、また、別の用途にも用いられるリミッタ手段を用いた制御であるから、回路規模を大きくする必要が無く、省スペースでかつ簡易にパワーアンプ部４の消費電力を低減することができる。
【００３５】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は以下のように、さまざまな態様で実施可能である。
【００３６】
＜変形例１＞
上述した実施形態における電圧制御部１２について、リミッタ手段としての機能に追加して、さらに電源部１０から電圧増幅段４１への給電を遮断する遮断手段を設けてもよい。この場合は、例えば、図３に示すような構成とすればよい。そして、制御信号出力部１５が生成する電圧制御信号が所定値である「０」であり、電圧値決定部１６からの指示値である電圧値Ｖｂが０Ｖとなる場合には、制御回路１２７は、スイッチ１２８、１２９をＯＦＦ状態に制御することにより電源部１０からの給電を遮断し、それ以外の場合には、スイッチ１２８、１２９をＯＮ状態に制御して電源部１０からの給電が可能な状態とすればよい。
【００３７】
このようなスイッチ１２８、１２９は、リレー、トランジスタなどを用いることができ、スイッチ１２８、１２９の種類に応じて、制御回路１２７は、スイッチ１２８、１２９をＯＮ状態、ＯＦＦ状態に切り換える処理を行うようにすればよい。このようにすると、電源部１０から電圧増幅段４１への給電を遮断することができるから、電圧増幅段４１へ印加される電圧を確実に０Ｖとすることができ、パワーアンプ部４の消費電力を低減することができる。なお、図３に示す構成においては、スイッチ１２８、１２９は、ｎｐｎトランジスタ１２１およびｐｎｐトランジスタ１２２の各々と電源部１０の端子との間に設けられていたが、ｎｐｎトランジスタ１２１およびｐｎｐトランジスタ１２２の各々と電圧増幅段４１の間に設けるようにしてもよい。
【００３８】
＜変形例２＞
上述した実施形態においては、電圧制御部１２は、パワーアンプ部４から出力されるオーディオ信号Ｓｐａの出力レベルに応じて電圧増幅段４１への給電に係る電圧値を変化させるリミッタ手段であったが、当該出力レベルとは関係なく電圧値を制御できる電圧制御手段としてもよい。この場合は、例えば電圧値を設定する操作手段を設け、操作手段は、制御信号出力部１５に代わって、利用者の操作によって設定される電圧値に応じて電圧制御信号を生成し、電圧値決定部１６に出力するようにすればよい。そして、電圧増幅段４１が非駆動状態となる電圧値になるように操作手段を操作することにより、実施形態における電圧制御部１２と同様に、電圧増幅段４１への給電に係る電圧値を制御してパワーアンプ部４の消費電力を抑えることができる。
【００３９】
＜変形例３＞
上述した実施形態においては、待機信号は、利用者が例えば操作手段を操作して待機状態か通常状態かを設定し、操作手段は、設定された状態を示す待機信号を出力するようにしていたが、アンプシステム１とネットワークなどを介して通信可能な通信装置から待機状態か通常状態かを設定できるようにしてもよい。この場合には、アンプシステム１は、通信装置とネットワークを介して通信可能な通信手段を設ければよい。そして、通信手段は、ネットワークを介して通信する通信装置から設定される待機状態または通常状態に応じた待機信号を生成し、待機信号取得部１３に取得させればよい。このように、パワーアンプ部４の消費電力を制御するための待機状態または通常状態の切り換えは、アンプシステム１と通信可能な通信装置によって行なわれてもよい。なお、ネットワーク以外の通信として、ＨＤＭＩＣＥＣ（Ｈｉｇｈ‐Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ Ｃｏｎｓｕｍｅｒ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）、ＲＳ−２３２Ｃなどを用いる方法がある。
【００４０】
＜変形例４＞
上述した実施形態においては、アンプシステム１は、パワーアンプ部４を１つ有している場合として説明したが、パワーアンプ部４とスピーカ２とを複数有し、各スピーカ２は、各パワーアンプ部４と対応し、各パワーアンプ部４の出力を対応するスピーカ２から放音する構成としてもよい。この場合は、電圧制御部１２は、各パワーアンプ部４の電圧増幅段４１への給電に係る電圧値を各々制御できるようにすればよい。そして、どのパワーアンプ部４の電圧増幅段４１を制御するかを識別するために、待機信号、待機期間信号、電圧制御信号に、複数のパワーアンプ部４の各々を特定する識別情報を重畳し、電圧値決定部１６は、当該識別情報に基づいて、電圧制御部１２を制御して、該当するパワーアンプ部４の電圧増幅段４１の電圧値を制御させるようにすればよい。このようにすれば、複数のパワーアンプ部４があっても、パワーアンプ部４ごとに消費電力を制御することができる。
【００４１】
＜変形例５＞
上述した実施形態においては、待機状態、すなわちパワーアンプ部４の消費電力が低減されている場合には、スピーカ２にはプリアンプ部３から出力されるオーディオ信号Ｓｐｒが供給されていたが、待機状態においてオーディオ信号を外部機器へ出力するようにしてもよい。この場合には、アンプシステム１は、図４に示すような構成とすればよい。以下、図４に示す構成について説明する。
【００４２】
図４に示す構成は、実施形態における構成からプリアンプ出力部１７を削除し、出力選択部２１、信号出力部２２を設けた構成であるから、出力選択部２１、信号出力部２２について説明し、その他の構成については説明を省略する。
【００４３】
出力選択部２１は、オーディオ信号が入力される入力端子を複数有し、利用者が入力端子のいずれかを操作手段の操作に応じて、いずれかの入力端子を選択して、選択した入力端子に入力されるオーディオ信号をプリアンプ部３または信号出力部２２にオーディオ信号Ｓｉｎとして出力する。ここで、出力選択部２１は、待機信号取得部１３が出力する待機期間信号を取得し、当該待機期間信号に基づいて特定される状態が待機状態である場合には、予め設定された入力端子を自動的に選択し、当該入力端子に入力されたオーディオ信号をオーディオ信号Ｓｉｎとして信号出力部２２に出力するようになっている。
【００４４】
信号出力部２２は、外部機器にオーディオ信号を供給する出力端子を有する。そして、出力選択部２１から入力されたオーディオ信号Ｓｉｎを、出力端子に接続された外部機器にオーディオ信号Ｓｏｕｔとして出力する。このようにすると、待機状態、すなわちパワーアンプ部４の消費電力を低減している場合には、自動的に予め設定した特定の入力端子に入力されるオーディオ信号を外部機器に出力することができる。例えば、出力選択部２１に入力されるＨＤＭＩ入力をそのまま信号出力部２２からＨＤＭＩ出力として出力することができる。
【００４５】
この予め設定する特定の入力端子については、プリアンプ部３、パワーアンプ部４において増幅処理をせず、外部機器から聴取する頻度が高いオーディオ信号が供給される入力端子として設定しておけば、利用者は、待機状態にする操作を行うだけで、パワーアンプ部４の消費電力を低減するとともに、外部機器にオーディオ信号を出力し、外部機器からの放音へ切り替えることができる。ここで、外部機器にオーディオ信号を出力している際には、オーディオ信号の経路とならないプリアンプ部３については、その機能が必要とならないから消費電力を低減するように電圧調整部１１に制御させてもよい。なお、本変形例の構成に実施形態におけるプリアンプ出力部１７を有する構成を適用してもよいが、この場合には、上述のように、プリアンプ部３の消費電力を低減するように電圧調整部１１に制御することなく、給電状態を変えることはない。このようにプリアンプ部３を適用するか否かについては、操作手段などを用いて利用者が操作することにより設定できるようにし、その設定内容を示す信号を電圧調整部１１に出力して、電圧調整部１１は、設定内容を示す信号に基づいて、プリアンプ部３への給電状態を制御するようにすればよい。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】実施形態に係るアンプシステムの構成を示すブロック図である。
【図２】実施形態に係る電圧制御部の構成を示すブロック図である。
【図３】変形例１に係る電圧制御部の構成を示すブロック図である。
【図４】変形例５に係るアンプシステムの構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００４７】
１…アンプシステム、２…スピーカ、３…プリアンプ部、４…パワーアンプ部、４１…電圧増幅段、４２…電力増幅段、１０…電源部、１１…電圧調整部、１２…電圧制御部、１２１…ｎｐｎトランジスタ、１２２…ｐｎｐトランジスタ、１２３…基準電圧入力回路、１２４…負帰還回路、１２５…比較器、１２６…トラッキング回路、１２７…制御回路、１２８，１２９…スイッチ、１３…待機信号取得部、１４…出力レベル検出部、１５…制御信号出力部、１６…電圧値決定部、１７…プリアンプ出力部、２１…出力選択部、２２…信号出力部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パワーアンプの消費電力を低減する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
オーディオ信号を増幅するアンプシステムにおいては、出力レベルが小さい信号をプリアンプにおいて増幅し、所定のレベルまで増幅した信号をパワーアンプにおいて増幅することにより大出力を得るようになっている。通常、パワーアンプは、大出力を得るために必要なレベルへの信号の増幅を主として行うものであり、プリアンプは、オーディオ信号をパワーアンプに必要な入力レベルまで増幅するとともに、音場付加、トーンコントロール、ボリューム調整などを行うものである。
【０００３】
一方、このようなアンプシステムを利用する利用者は、聴取する内容によっては、パワーアンプを用いた大出力を必要とせず、プリアンプからの出力を用いて別のスピーカから出力させるだけでも十分である場合もあるが、パワーアンプはその特性から消費電力が大きく、使用しないときにはパワーアンプの機能を停止させ消費電力を低減したいという要望がある。このようにパワーアンプの機能を停止させるために、パワーアンプに供給される電源をオフする技術がある（例えば、特許文献１）。
【特許文献１】特開２００４−１０４６４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に開示された技術のように、パワーアンプに供給される電源をオフする場合には、その供給電力の大きさから、リレーの接点に大きな負荷がかかるため、信頼性が低いものとなってしまう。一方、トランスより上流側でリレーを用いて供給電力が大きくなる前の段階で制御しようとすると、プリアンプ、パワーアンプのそれぞれについて、トランスを用いる必要があり、非常に大きなスペースが必要となっていた。
【０００５】
本発明は、上述の事情に鑑みてなされたものであり、パワーアンプを用いる必要が無いときに、簡易にパワーアンプの消費電力を低減することができる信号増幅装置、アンプシステムおよび信号増幅方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述の課題を解決するため、本発明は、入力されるオーディオ信号を電圧増幅して出力するとともに、出力信号の最大振幅が給電電圧によって制限される電圧増幅手段と、前記電圧増幅手段によって電圧増幅されたオーディオ信号の電力を増幅して出力する電力増幅手段と、前記電圧増幅手段と前記電力増幅手段とに給電する電源と、電圧の大きさを示す電圧制御信号を生成する制御信号生成手段と、前記制御信号生成手段によって生成された電圧制御信号に基づいて電圧値を決定し、当該電圧制御信号が所定値を示す場合には、当該電圧値を前記電圧増幅手段が非駆動状態となる非駆動値として決定する電圧値決定手段と、前記電源から前記電圧増幅手段への給電電圧を降圧して、前記電圧値決定手段が決定した電圧値になるように制御する電圧制御手段とを具備することを特徴とする信号増幅装置を提供する。
【０００７】
また、別の好ましい態様において、前記電力増幅手段によって電力を増幅されたオーディオ信号の出力レベルを検出する出力レベル検出手段と、待機状態か否かを示す待機信号を取得する待機信号取得手段とをさらに具備し、前記制御信号生成手段は、前記待機信号取得手段によって取得した待機信号が待機状態を示す場合には、前記所定値を示す電圧制御信号を生成し、それ以外の場合には、前記出力レベル検出手段によって検出した出力レベルに基づく値を示す電圧制御信号を生成してもよい。
【０００８】
また、別の好ましい態様において、外部機器から通信によって待機信号を受信する受信手段をさらに具備し、前記待機信号取得手段は、前記受信手段が受信した待機信号を取得してもよい。
【０００９】
また、別の好ましい態様において、前記制御信号生成手段によって生成された電圧制御信号が前記所定値を示す場合には、前記電源から前記電圧増幅手段への給電を遮断する遮断手段をさらに具備してもよい。
【００１０】
また、本発明は、上記記載の信号増幅装置と、入力されるオーディオ信号を増幅して出力するプリアンプ部と、前記電力増幅部の出力されるオーディオ信号をスピーカが接続される端子に出力する第１出力部と、前記プリアンプ部から出力されるオーディオ信号を外部出力する第２出力部とを具備し、前記電圧増幅手段に入力されるオーディオ信号は、前記プリアンプ部から出力されたオーディオ信号であることを特徴とするアンプシステムを提供する。
【００１１】
また、本発明は、上記記載の信号増幅装置と、オーディオ信号が入力される入力端子を複数有するオーディオ信号入力部と、前記制御信号生成手段によって生成された電圧制御信号が前記所定値を示す場合には、前記オーディオ信号入力部の入力端子のうち、予め設定された入力端子へ入力されたオーディオ信号を外部機器が接続される出力端子へ供給し、それ以外の場合には、前記オーディオ信号入力部の入力端子のいずれかに入力されるオーディオ信号を前記電圧増幅手段へ接続される経路に出力する出力選択部とを具備することを特徴とするアンプシステムを提供する。
【００１２】
また、本発明は、入力されるオーディオ信号を電圧増幅して出力するとともに、出力信号の最大振幅が給電電圧によって制限される電圧増幅手段と、前記電圧増幅手段によって電圧増幅されたオーディオ信号の電力を増幅して出力する電力増幅手段と、前記電圧増幅手段と前記電力増幅手段とに給電する電源とを具備する信号増幅装置に用いられる方法であって、電圧の大きさを示す電圧制御信号を生成する制御信号生成過程と、前記制御信号生成過程によって生成された電圧制御信号に基づいて電圧値を決定し、当該電圧値を前記電圧増幅手段が非駆動状態となる非駆動値として決定する電圧値決定過程と、前記電源から前記電圧増幅手段への給電電圧を降圧して、前記電圧値決定過程において決定した電圧値になるように制御する電圧制御過程とを備えることを特徴とする信号増幅方法を提供する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、パワーアンプを用いる必要が無いときに、簡易にパワーアンプの消費電力を低減することができる信号増幅装置、アンプシステムおよび信号増幅方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の一実施形態について説明する。
【００１５】
＜実施形態＞
本発明の実施形態に係るアンプシステム１は、入力されるオーディオ信号Ｓｉｎに対して、音場付加、トーンコントロール、ボリューム調整などの音響処理を行うとともに、増幅処理を行ったオーディオ信号Ｓｐａを、アンプシステム１の出力端子に接続されたスピーカ２に供給し、オーディオ信号Ｓｐｒをプリアンプ出力部１７から出力する。スピーカ２は、入力されたオーディオ信号Ｓｐａを放音する放音手段である。以下、アンプシステム１の構成ついて図１を用いて説明する。図１は、スピーカ２が接続されたアンプシステム１の構成を示すブロック図である。
【００１６】
プリアンプ部３は、入力されるオーディオ信号Ｓｉｎに対して、音場付加、トーンコントロール、ボリューム調整などの音響処理を行うＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）と、増幅処理を行う増幅回路とを有している。この増幅処理は、後述するパワーアンプ部４において必要な入力レベルを確保するために行われる。オーディオ信号Ｓｉｎは、プリアンプ部３によって、音響処理、増幅処理が行われ、オーディオ信号Ｓｐｒとして出力する。
【００１７】
また、プリアンプ部３は、電源部１０から電圧調整部１１を介して給電される。電圧調整部１１は、電源部１０からの給電に係る電圧値Ｖａを、プリアンプ部３の各部に対して必要な電圧値に降圧して給電する。
【００１８】
パワーアンプ部４は、電圧増幅段４１と電力増幅段４２を有する。電圧増幅段４１は、電源部１０から電圧制御部１２を介して給電され、電力増幅段４２は、電源部１０から給電される。電圧制御部１２は、電源部１０からの給電に係る電圧値Ｖａを、後述する電圧値決定部１６から指示される電圧値Ｖｂ（通常は、電圧値は０ＶからＶａの間となる）になるように降圧して電圧増幅段４１に給電するリミッタ制御手段となっている。
【００１９】
ここで、電圧制御部１２の構成について、図２を用いてその一例を説明する。電圧制御部１２は、電源１０からの給電に係る電圧値Ｖａについて、ｎｐｎトランジスタ１２１およびｐｎｐトランジスタ１２２によって電圧値を制御して、電圧増幅段４１に供給する。基準電圧入力回路１２３は、電圧値決定部１６から指示される電圧値Ｖｂに応じた基準電圧を比較器１２５に出力する。負帰還回路１２４は、ｎｐｎトランジスタ１２１のエミッタ側の出力、すなわち電圧増幅段４１に対する＋電圧印加の電圧値を比較器１２５に負帰還させて、電圧増幅段４１へ印加される＋電圧の電圧値に応じた電圧値を比較器１２５に入力するための回路である。比較器１２５は、基準電圧入力回路１２３から入力される電圧値と、負帰還回路１２４から入力される電圧値との比較に基づいて、双方の電圧値が一致するようにｎｐｎトランジスタのベース電流を制御する。なお、本実施形態においては、ｎｐｎトランジスタ１２１およびｐｎｐトランジスタ１２２を用いる構成であったが、電圧制御部１２を構成する回路に応じて、用いるトランジスタを変更することができる。
【００２０】
トラッキング回路１２６は、ｎｐｎトランジスタ１２１のエミッタ側の出力、すなわち電圧増幅段４１に対する＋電圧印加の電圧値を取得し、当該電圧値に基づいてトラッキング調整を行って、ｐｎｐトランジスタのベース電流を制御することにより、電圧増幅段４１に対して印加される電圧値がＶｂになるように、電圧増幅段４１に対して印加する電圧を制御する。
【００２１】
具体的には、電源部１０の＋端子には電圧値「＋Ｖａ／２」、−端子には電圧値「−Ｖａ／２」の電圧が印加されている場合には、電圧増幅段４１の＋端子には電圧値「＋Ｖｂ／２」、−端子には電圧値「−Ｖｂ／２」が印加される。この場合には、基準電圧入力回路１２３は、例えば、電圧値決定部１６からの指示値「Ｖｂ」を半分の電圧値である「＋Ｖｂ／２」に変換して、比較器１２５に入力する。一方、負帰還回路１２４についても、電圧増幅段４１に対する＋電圧印加の電圧値「＋Ｖｂ／２」をそのまま比較器１２５に入力する。そして、比較器１２５は、エミッタの出力電圧が基準電圧「＋Ｖｂ／２」になるように、ｎｐｎトランジスタのベース電流を制御する。トラッキング回路１２６は、ｐｎｐトランジスタ１２２のエミッタ側の出力電圧が、電圧増幅段４１に対する＋電圧印加の電圧値「＋Ｖｂ／２」の正負を反転した「−Ｖｂ／２」になるように、ベース電流を制御する。このようにして、電圧制御部１２は、電源部１０からの給電に係る電圧値Ｖａを、電圧値決定部１６から指示される電圧値Ｖｂになるように降圧して給電する。
【００２２】
図１の説明に戻る。電圧増幅段４１は、プリアンプ部３から出力されたオーディオ信号Ｓｐｒを電圧増幅して、電力増幅段４２へ出力するとともに、この出力信号の最大振幅を電圧値Ｖｂに応じて制限するリミッタ手段を有する増幅回路である。電圧増幅段４１は、入出力のインピーダンスが高く、通常、数百ミリＡ程度と大きな電流が流れない回路となっている。
【００２３】
電力増幅段４２は、電圧増幅段４１から出力されるオーディオ信号を電力増幅して、オーディオ信号Ｓｐａとしてスピーカ２が接続される出力端子に出力する増幅回路である。電力増幅段４２は、入力のインピーダンスが高く、出力のインピーダンスが低い。そして、電力増幅段４２は、入力されるオーディオ信号の電圧に応じた電流を消費し、入力されるオーディオ信号の電圧が大きい場合には、最大１０Ａ程度の大電流を消費する一方、入力されるオーディオ信号の電圧が小さくなれば、消費電流は小さくなる。このように、電圧増幅段４１から出力される信号の最大振幅が大きい場合、すなわちＶｂがＶａに近い場合には、アンプシステム１における消費電力の大部分は、電力増幅段４２において消費されていることになる。
【００２４】
さらに、入力されるオーディオ信号が無音の状態であっても、電圧増幅段４１と電力増幅段４２に流れるアイドリング電流が、数ミリＡから数百ミリＡ程度存在するため、消費電力が大きい。特に、出力チャンネル数が多いＡＶレシーバなどのアンプシステムの場合には、パワーアンプ部４も多く必要となり、その結果、無音時であっても消費電力が大きくなる。例えば、１チャンネルあたり電圧増幅段４１に１０ミリＡ、電力増幅段４２に５０ミリＡ、電源電圧がそれぞれ±６０Ｖである場合、１チャンネルあたり７．２Ｗの消費電力となり、１０チャンネルある場合には、無音時であっても７２Ｗもの消費電力となる。ここで、電圧増幅段４１への給電電圧が電圧制御部１２によって降圧されて、後述するように、非駆動状態となった場合には、電圧増幅段４１のアイドリング電流がなくなり、パワーアンプ部４全体の消費電力が低減される。
【００２５】
待機信号取得部１３は、待機状態か否かを示す待機信号を取得し、待機状態の期間を示す待機期間信号を制御信号出力部１５に出力する。待機状態の期間を示す待機期間信号は、例えば、「０」を待機状態、「１」をそれ以外の状態（以下、通常状態という）を示すようなステップ信号としたり、待機状態と通常状態とを切り換えるタイミングのみパルス信号としたりすればよく、待機状態の期間が特定できればどのような信号であってもよい。このような待機状態か通常状態かを示す待機信号は、利用者が図示しない操作手段を操作して待機状態か通常状態かを設定し、操作手段は、設定された状態を示す待機信号を出力するようにすればよい。
【００２６】
出力レベル検出部１４は、パワーアンプ部４から出力されたオーディオ信号Ｓｐａの出力レベルを検出し、検出した出力レベルの平均レベルを示すレベル信号を制御信号出力部１５に出力する。
【００２７】
制御信号出力部１５は、待機信号取得部１３から出力される待機期間信号と、出力レベル検出部１４から出力されるレベル信号とに基づいて、電圧の大きさを示す値である電圧制御信号を生成して電圧値決定部１６に出力する。具体的には、待機期間信号に基づいて特定される状態が待機状態である場合には、所定値（本実施形態においては「０」とする）を示す電圧制御信号を生成する。一方、通常状態である場合には、レベル信号が示す平均レベルに応じた値を示す電圧制御信号を生成する。ここで、平均レベルが一定レベル以上の大きさになると、電圧制御信号が示す値が小さくなる、すなわち電圧の大きさが小さくなるように設定されている。
【００２８】
電圧値決定部１６は、制御信号出力部１５から出力された電圧制御信号に基づいて、電圧値Ｖｂを決定し、上述したように電圧増幅段４１への給電電圧が、決定した電圧値Ｖｂになるように電圧制御部１２を制御する。このとき、電圧制御信号が所定値である「０」を示している場合には、電圧値決定部１６は、電圧値Ｖｂを０Ｖとして決定し、結果として電圧制御部１２に電圧増幅段４１への給電を遮断させる。なお、この電圧値Ｖｂは、電圧増幅段４１が非駆動状態となる電圧値（非駆動値）であれば、必ずしも０Ｖでなくてもよい。
【００２９】
一方、電圧値決定部１６は、制御信号出力部１５から出力された電圧制御信号が所定値「０」以外である場合には、その値に基づいて、電圧値Ｖｂを決定し、電圧増幅段４１へ電圧値Ｖｂを印加させる。例えば、電圧制御信号が示す値を電圧値Ｖｂとしてもよいし、電圧制御信号が示す値が「０」〜「１」の間を示している場合には、これを電圧値Ｖａに対する割合として算出される値を電圧値Ｖｂとしてもよい。このように、オーディオ信号Ｓｐａの出力レベルに応じたフィードバックをかけて、電圧値Ｖｂを制御することにより、当該出力レベルが大きくなりすぎて、パワーアンプ部４、スピーカ２などに与える負荷が大きくなりすぎることを防ぐことができ、電圧制御部１２は、電圧増幅段４１のリミッタ手段を制御するリミッタ制御手段としての機能を有することになる。
【００３０】
プリアンプ出力部１７は、プリアンプ部３から出力されるオーディオ信号Ｓｐｒを外部機器が接続されるプリアンプ出力端子に供給する。なお、プリアンプ出力部１７は、待機信号取得部１３から待機期間信号を取得し、待機期間信号が特定する状態が待機状態である場合に、オーディオ信号Ｓｐｒをプリアンプ出力端子に供給させ、通常状態である場合には、プリアンプ出力端子へのオーディオ信号Ｓｐｒの供給を停止するようにしてもよい。また、待機期間信号が特定する状態に応じて、接続される外部機器の電源を制御する制御信号を出力する制御信号出力端子を設けてもよい。
【００３１】
次に、アンプシステム１の動作について説明する。待機信号が示す状態は通常状態であるものとする。
【００３２】
通常状態においては、入力されたオーディオ信号Ｓｉｎは、プリアンプ部３における音響処理および増幅処理され、さらにパワーアンプ部４において増幅処理されたオーディオ信号Ｓｐａがスピーカ２に供給される。これにより利用者は、パワーアンプ部４において増幅された大出力の放音を聴取することができる。
【００３３】
そして、利用者は、パワーアンプ部４において増幅処理されたオーディオ信号Ｓｐａをスピーカ２から放音させる必要が無い場合には、操作手段を操作して待機状態へ切り換える。これにより、待機信号が示す状態が待機状態となり、電圧制御部１２は、電圧増幅段４１へ印加される給電電圧を電圧増幅段４１が非駆動状態とするように降圧し、電圧増幅段４１への給電が遮断される。これにより、増幅処理をする必要がないパワーアンプ部４における消費電力が低減することになる。一方、プリアンプ出力部１７は、オーディオ信号Ｓｐｒの外部機器への供給を通常状態、待機状態にかかわらず続けている。これにより、利用者は、プリアンプ部３における音響処理および増幅処理されて出力されたオーディオ信号Ｓｐｒの放音をプリアンプ出力部１７のプリアンプ出力端子に接続される外部機器から聴取することができる。
【００３４】
このように、アンプシステム１は、パワーアンプ部４において増幅処理されたオーディオ信号Ｓｐａをスピーカ２から放音させる必要が無い場合には、プリアンプ部３から出力される低出力ながら高品位なオーディオ信号Ｓｐｒを外部機器に供給できるとともに、増幅処理をする必要が無いパワーアンプ部４における消費電力を低減させることができる。また、パワーアンプ部４における消費電力の減少は、電圧制御部１２によって電圧増幅段４１への給電を遮断する、すなわちリミッタ手段を利用することにより実現されるものであり、電力増幅段４２への電源部１０からの給電状態は変化させていない。このように、大きな電流が流れない回路である電圧増幅段４１の給電の制御だけでよく、また、別の用途にも用いられるリミッタ手段を用いた制御であるから、回路規模を大きくする必要が無く、省スペースでかつ簡易にパワーアンプ部４の消費電力を低減することができる。
【００３５】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は以下のように、さまざまな態様で実施可能である。
【００３６】
＜変形例１＞
上述した実施形態における電圧制御部１２について、リミッタ手段としての機能に追加して、さらに電源部１０から電圧増幅段４１への給電を遮断する遮断手段を設けてもよい。この場合は、例えば、図３に示すような構成とすればよい。そして、制御信号出力部１５が生成する電圧制御信号が所定値である「０」であり、電圧値決定部１６からの指示値である電圧値Ｖｂが０Ｖとなる場合には、制御回路１２７は、スイッチ１２８、１２９をＯＦＦ状態に制御することにより電源部１０からの給電を遮断し、それ以外の場合には、スイッチ１２８、１２９をＯＮ状態に制御して電源部１０からの給電が可能な状態とすればよい。
【００３７】
このようなスイッチ１２８、１２９は、リレー、トランジスタなどを用いることができ、スイッチ１２８、１２９の種類に応じて、制御回路１２７は、スイッチ１２８、１２９をＯＮ状態、ＯＦＦ状態に切り換える処理を行うようにすればよい。このようにすると、電源部１０から電圧増幅段４１への給電を遮断することができるから、電圧増幅段４１へ印加される電圧を確実に０Ｖとすることができ、パワーアンプ部４の消費電力を低減することができる。なお、図３に示す構成においては、スイッチ１２８、１２９は、ｎｐｎトランジスタ１２１およびｐｎｐトランジスタ１２２の各々と電源部１０の端子との間に設けられていたが、ｎｐｎトランジスタ１２１およびｐｎｐトランジスタ１２２の各々と電圧増幅段４１の間に設けるようにしてもよい。
【００３８】
＜変形例２＞
上述した実施形態においては、電圧制御部１２は、パワーアンプ部４から出力されるオーディオ信号Ｓｐａの出力レベルに応じて電圧増幅段４１への給電に係る電圧値を変化させるリミッタ手段であったが、当該出力レベルとは関係なく電圧値を制御できる電圧制御手段としてもよい。この場合は、例えば電圧値を設定する操作手段を設け、操作手段は、制御信号出力部１５に代わって、利用者の操作によって設定される電圧値に応じて電圧制御信号を生成し、電圧値決定部１６に出力するようにすればよい。そして、電圧増幅段４１が非駆動状態となる電圧値になるように操作手段を操作することにより、実施形態における電圧制御部１２と同様に、電圧増幅段４１への給電に係る電圧値を制御してパワーアンプ部４の消費電力を抑えることができる。
【００３９】
＜変形例３＞
上述した実施形態においては、待機信号は、利用者が例えば操作手段を操作して待機状態か通常状態かを設定し、操作手段は、設定された状態を示す待機信号を出力するようにしていたが、アンプシステム１とネットワークなどを介して通信可能な通信装置から待機状態か通常状態かを設定できるようにしてもよい。この場合には、アンプシステム１は、通信装置とネットワークを介して通信可能な通信手段を設ければよい。そして、通信手段は、ネットワークを介して通信する通信装置から設定される待機状態または通常状態に応じた待機信号を生成し、待機信号取得部１３に取得させればよい。このように、パワーアンプ部４の消費電力を制御するための待機状態または通常状態の切り換えは、アンプシステム１と通信可能な通信装置によって行なわれてもよい。なお、ネットワーク以外の通信として、ＨＤＭＩＣＥＣ（Ｈｉｇｈ‐Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ Ｃｏｎｓｕｍｅｒ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）、ＲＳ−２３２Ｃなどを用いる方法がある。
【００４０】
＜変形例４＞
上述した実施形態においては、アンプシステム１は、パワーアンプ部４を１つ有している場合として説明したが、パワーアンプ部４とスピーカ２とを複数有し、各スピーカ２は、各パワーアンプ部４と対応し、各パワーアンプ部４の出力を対応するスピーカ２から放音する構成としてもよい。この場合は、電圧制御部１２は、各パワーアンプ部４の電圧増幅段４１への給電に係る電圧値を各々制御できるようにすればよい。そして、どのパワーアンプ部４の電圧増幅段４１を制御するかを識別するために、待機信号、待機期間信号、電圧制御信号に、複数のパワーアンプ部４の各々を特定する識別情報を重畳し、電圧値決定部１６は、当該識別情報に基づいて、電圧制御部１２を制御して、該当するパワーアンプ部４の電圧増幅段４１の電圧値を制御させるようにすればよい。このようにすれば、複数のパワーアンプ部４があっても、パワーアンプ部４ごとに消費電力を制御することができる。
【００４１】
＜変形例５＞
上述した実施形態においては、待機状態、すなわちパワーアンプ部４の消費電力が低減されている場合には、スピーカ２にはプリアンプ部３から出力されるオーディオ信号Ｓｐｒが供給されていたが、待機状態においてオーディオ信号を外部機器へ出力するようにしてもよい。この場合には、アンプシステム１は、図４に示すような構成とすればよい。以下、図４に示す構成について説明する。
【００４２】
図４に示す構成は、実施形態における構成からプリアンプ出力部１７を削除し、出力選択部２１、信号出力部２２を設けた構成であるから、出力選択部２１、信号出力部２２について説明し、その他の構成については説明を省略する。
【００４３】
出力選択部２１は、オーディオ信号が入力される入力端子を複数有し、利用者が入力端子のいずれかを操作手段の操作に応じて、いずれかの入力端子を選択して、選択した入力端子に入力されるオーディオ信号をプリアンプ部３または信号出力部２２にオーディオ信号Ｓｉｎとして出力する。ここで、出力選択部２１は、待機信号取得部１３が出力する待機期間信号を取得し、当該待機期間信号に基づいて特定される状態が待機状態である場合には、予め設定された入力端子を自動的に選択し、当該入力端子に入力されたオーディオ信号をオーディオ信号Ｓｉｎとして信号出力部２２に出力するようになっている。
【００４４】
信号出力部２２は、外部機器にオーディオ信号を供給する出力端子を有する。そして、出力選択部２１から入力されたオーディオ信号Ｓｉｎを、出力端子に接続された外部機器にオーディオ信号Ｓｏｕｔとして出力する。このようにすると、待機状態、すなわちパワーアンプ部４の消費電力を低減している場合には、自動的に予め設定した特定の入力端子に入力されるオーディオ信号を外部機器に出力することができる。例えば、出力選択部２１に入力されるＨＤＭＩ入力をそのまま信号出力部２２からＨＤＭＩ出力として出力することができる。
【００４５】
この予め設定する特定の入力端子については、プリアンプ部３、パワーアンプ部４において増幅処理をせず、外部機器から聴取する頻度が高いオーディオ信号が供給される入力端子として設定しておけば、利用者は、待機状態にする操作を行うだけで、パワーアンプ部４の消費電力を低減するとともに、外部機器にオーディオ信号を出力し、外部機器からの放音へ切り替えることができる。ここで、外部機器にオーディオ信号を出力している際には、オーディオ信号の経路とならないプリアンプ部３については、その機能が必要とならないから消費電力を低減するように電圧調整部１１に制御させてもよい。なお、本変形例の構成に実施形態におけるプリアンプ出力部１７を有する構成を適用してもよいが、この場合には、上述のように、プリアンプ部３の消費電力を低減するように電圧調整部１１に制御することなく、給電状態を変えることはない。このようにプリアンプ部３を適用するか否かについては、操作手段などを用いて利用者が操作することにより設定できるようにし、その設定内容を示す信号を電圧調整部１１に出力して、電圧調整部１１は、設定内容を示す信号に基づいて、プリアンプ部３への給電状態を制御するようにすればよい。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】実施形態に係るアンプシステムの構成を示すブロック図である。
【図２】実施形態に係る電圧制御部の構成を示すブロック図である。
【図３】変形例１に係る電圧制御部の構成を示すブロック図である。
【図４】変形例５に係るアンプシステムの構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００４７】
１…アンプシステム、２…スピーカ、３…プリアンプ部、４…パワーアンプ部、４１…電圧増幅段、４２…電力増幅段、１０…電源部、１１…電圧調整部、１２…電圧制御部、１２１…ｎｐｎトランジスタ、１２２…ｐｎｐトランジスタ、１２３…基準電圧入力回路、１２４…負帰還回路、１２５…比較器、１２６…トラッキング回路、１２７…制御回路、１２８，１２９…スイッチ、１３…待機信号取得部、１４…出力レベル検出部、１５…制御信号出力部、１６…電圧値決定部、１７…プリアンプ出力部、２１…出力選択部、２２…信号出力部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力されるオーディオ信号を電圧増幅して出力するとともに、出力信号の最大振幅が給電電圧によって制限される電圧増幅手段と、
前記電圧増幅手段によって電圧増幅されたオーディオ信号の電力を増幅して出力する電力増幅手段と、
前記電圧増幅手段と前記電力増幅手段とに給電する電源と、
電圧の大きさを示す電圧制御信号を生成する制御信号生成手段と、
前記制御信号生成手段によって生成された電圧制御信号に基づいて電圧値を決定し、当該電圧制御信号が所定値を示す場合には、当該電圧値を前記電圧増幅手段が非駆動状態となる非駆動値として決定する電圧値決定手段と、
前記電源から前記電圧増幅手段への給電電圧を降圧して、前記電圧値決定手段が決定した電圧値になるように制御する電圧制御手段と
を具備することを特徴とする信号増幅装置。
【請求項２】
前記電力増幅手段によって電力を増幅されたオーディオ信号の出力レベルを検出する出力レベル検出手段と、
待機状態か否かを示す待機信号を取得する待機信号取得手段と
をさらに具備し、
前記制御信号生成手段は、前記待機信号取得手段によって取得した待機信号が待機状態を示す場合には、前記所定値を示す電圧制御信号を生成し、それ以外の場合には、前記出力レベル検出手段によって検出した出力レベルに基づく値を示す電圧制御信号を生成する
ことを特徴とする請求項１に記載の信号増幅装置。
【請求項３】
外部機器から通信によって待機信号を受信する受信手段
をさらに具備し、
前記待機信号取得手段は、前記受信手段が受信した待機信号を取得する
ことを特徴とする請求項２に記載の信号増幅装置。
【請求項４】
前記制御信号生成手段によって生成された電圧制御信号が前記所定値を示す場合には、前記電源から前記電圧増幅手段への給電を遮断する遮断手段
をさらに具備する
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の信号増幅装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の信号増幅装置と、
入力されるオーディオ信号を増幅して出力するプリアンプ部と、
前記電力増幅部の出力されるオーディオ信号をスピーカが接続される端子に出力する第１出力部と、
前記プリアンプ部から出力されるオーディオ信号を外部出力する第２出力部と
を具備し、
前記電圧増幅手段に入力されるオーディオ信号は、前記プリアンプ部から出力されたオーディオ信号である
ことを特徴とするアンプシステム。
【請求項６】
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の信号増幅装置と、
オーディオ信号が入力される入力端子を複数有するオーディオ信号入力部と、
前記制御信号生成手段によって生成された電圧制御信号が前記所定値を示す場合には、前記オーディオ信号入力部の入力端子のうち、予め設定された入力端子へ入力されたオーディオ信号を外部機器が接続される出力端子へ供給し、それ以外の場合には、前記オーディオ信号入力部の入力端子のいずれかに入力されるオーディオ信号を前記電圧増幅手段へ接続される経路に出力する出力選択部と
を具備する
ことを特徴とするアンプシステム。
【請求項７】
入力されるオーディオ信号を電圧増幅して出力するとともに、出力信号の最大振幅が給電電圧によって制限される電圧増幅手段と、前記電圧増幅手段によって電圧増幅されたオーディオ信号の電力を増幅して出力する電力増幅手段と、前記電圧増幅手段と前記電力増幅手段とに給電する電源とを具備する信号増幅装置に用いられる方法であって、
電圧の大きさを示す電圧制御信号を生成する制御信号生成過程と、
前記制御信号生成過程によって生成された電圧制御信号に基づいて電圧値を決定し、当該電圧値を前記電圧増幅手段が非駆動状態となる非駆動値として決定する電圧値決定過程と、
前記電源から前記電圧増幅手段への給電電圧を降圧して、前記電圧値決定過程において決定した電圧値になるように制御する電圧制御過程と
を備えることを特徴とする信号増幅方法。
【請求項１】
入力されるオーディオ信号を電圧増幅して出力するとともに、出力信号の最大振幅が給電電圧によって制限される電圧増幅手段と、
前記電圧増幅手段によって電圧増幅されたオーディオ信号の電力を増幅して出力する電力増幅手段と、
前記電圧増幅手段と前記電力増幅手段とに給電する電源と、
電圧の大きさを示す電圧制御信号を生成する制御信号生成手段と、
前記制御信号生成手段によって生成された電圧制御信号に基づいて電圧値を決定し、当該電圧制御信号が所定値を示す場合には、当該電圧値を前記電圧増幅手段が非駆動状態となる非駆動値として決定する電圧値決定手段と、
前記電源から前記電圧増幅手段への給電電圧を降圧して、前記電圧値決定手段が決定した電圧値になるように制御する電圧制御手段と
を具備することを特徴とする信号増幅装置。
【請求項２】
前記電力増幅手段によって電力を増幅されたオーディオ信号の出力レベルを検出する出力レベル検出手段と、
待機状態か否かを示す待機信号を取得する待機信号取得手段と
をさらに具備し、
前記制御信号生成手段は、前記待機信号取得手段によって取得した待機信号が待機状態を示す場合には、前記所定値を示す電圧制御信号を生成し、それ以外の場合には、前記出力レベル検出手段によって検出した出力レベルに基づく値を示す電圧制御信号を生成する
ことを特徴とする請求項１に記載の信号増幅装置。
【請求項３】
外部機器から通信によって待機信号を受信する受信手段
をさらに具備し、
前記待機信号取得手段は、前記受信手段が受信した待機信号を取得する
ことを特徴とする請求項２に記載の信号増幅装置。
【請求項４】
前記制御信号生成手段によって生成された電圧制御信号が前記所定値を示す場合には、前記電源から前記電圧増幅手段への給電を遮断する遮断手段
をさらに具備する
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の信号増幅装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の信号増幅装置と、
入力されるオーディオ信号を増幅して出力するプリアンプ部と、
前記電力増幅部の出力されるオーディオ信号をスピーカが接続される端子に出力する第１出力部と、
前記プリアンプ部から出力されるオーディオ信号を外部出力する第２出力部と
を具備し、
前記電圧増幅手段に入力されるオーディオ信号は、前記プリアンプ部から出力されたオーディオ信号である
ことを特徴とするアンプシステム。
【請求項６】
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の信号増幅装置と、
オーディオ信号が入力される入力端子を複数有するオーディオ信号入力部と、
前記制御信号生成手段によって生成された電圧制御信号が前記所定値を示す場合には、前記オーディオ信号入力部の入力端子のうち、予め設定された入力端子へ入力されたオーディオ信号を外部機器が接続される出力端子へ供給し、それ以外の場合には、前記オーディオ信号入力部の入力端子のいずれかに入力されるオーディオ信号を前記電圧増幅手段へ接続される経路に出力する出力選択部と
を具備する
ことを特徴とするアンプシステム。
【請求項７】
入力されるオーディオ信号を電圧増幅して出力するとともに、出力信号の最大振幅が給電電圧によって制限される電圧増幅手段と、前記電圧増幅手段によって電圧増幅されたオーディオ信号の電力を増幅して出力する電力増幅手段と、前記電圧増幅手段と前記電力増幅手段とに給電する電源とを具備する信号増幅装置に用いられる方法であって、
電圧の大きさを示す電圧制御信号を生成する制御信号生成過程と、
前記制御信号生成過程によって生成された電圧制御信号に基づいて電圧値を決定し、当該電圧値を前記電圧増幅手段が非駆動状態となる非駆動値として決定する電圧値決定過程と、
前記電源から前記電圧増幅手段への給電電圧を降圧して、前記電圧値決定過程において決定した電圧値になるように制御する電圧制御過程と
を備えることを特徴とする信号増幅方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００９−４４５２９（Ｐ２００９−４４５２９Ａ）
【公開日】平成２１年２月２６日（２００９．２．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２０８１１１（Ｐ２００７−２０８１１１）
【出願日】平成１９年８月９日（２００７．８．９）
【出願人】（０００００４０７５）ヤマハ株式会社 (5,930)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年２月２６日（２００９．２．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年８月９日（２００７．８．９）
【出願人】（０００００４０７５）ヤマハ株式会社 (5,930)
【Ｆターム（参考）】
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