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JP2013219709A - Voice signal amplification device and television set - Google Patents

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JP2013219709A
JP2013219709A JP2012090911A JP2012090911A JP2013219709A JP 2013219709 A JP2013219709 A JP 2013219709A JP 2012090911 A JP2012090911 A JP 2012090911A JP 2012090911 A JP2012090911 A JP 2012090911A JP 2013219709 A JP2013219709 A JP 2013219709A
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audio signal
power supply
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audio
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JP2012090911A
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Hisaichi Shima
寿一 島
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Mitsubishi Electric Corp
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Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

【課題】本発明は、増幅器の温度上昇を抑えつつ大音量の音声信号に対応可能な音声信号増幅装置の提供を目的とする。
【解決手段】本発明の音声信号増幅装置は、音声信号の振幅のピーク値を検出するピーク振幅レベル検出部6と、音声信号の平均電力を検出する平均電力レベル検出部7と、音声信号を増幅する音声出力アンプ3と、音声出力アンプ3に電源電圧を印加する電圧可変電源回路5と、ピーク振幅レベル検出部6から取得したピーク値と平均電力レベル検出部7から取得した平均電力とに基づき電源電圧を制御するマイコン8とを備える。
【選択図】図1
An object of the present invention is to provide an audio signal amplifying apparatus capable of dealing with a loud audio signal while suppressing an increase in temperature of an amplifier.
An audio signal amplifying apparatus according to the present invention includes a peak amplitude level detecting unit for detecting a peak value of an amplitude of an audio signal, an average power level detecting unit for detecting an average power of the audio signal, and an audio signal. The sound output amplifier 3 to be amplified, the voltage variable power supply circuit 5 that applies a power supply voltage to the sound output amplifier 3, the peak value acquired from the peak amplitude level detection unit 6 and the average power acquired from the average power level detection unit 7 And a microcomputer 8 for controlling the power supply voltage.
[Selection] Figure 1

Description

この発明は、音声信号増幅装置及びこれを備えたテレビジョン受信機に関する。   The present invention relates to an audio signal amplifying device and a television receiver including the same.

昨今の音声信号増幅装置は、回路構成がアナログICからデジタルICになって電力効率が大幅に改善された。しかし、製品の小型化や部品の実装密度の高集積化により、大音量出力時の電力ロスによる発熱は依然として無視できない問題となっている。   In recent audio signal amplifying devices, the circuit configuration is changed from an analog IC to a digital IC, and the power efficiency is greatly improved. However, due to miniaturization of products and high integration of component mounting density, heat generation due to power loss at the time of large volume output is still a problem that cannot be ignored.

これに対し、特許文献1は、PWM変調方式で動作するデジタルアンプIC(音声信号増幅装置)において、スイッチング回数を減らすことにより電力効率を改善することを提案している。   On the other hand, Patent Document 1 proposes to improve power efficiency by reducing the number of switching times in a digital amplifier IC (audio signal amplifying apparatus) operating in a PWM modulation method.

また、特許文献2には、過剰温度を検出すると音声増幅器に対する入力信号の振幅を小さくすることにより、温度上昇を少なくする技術が開示されている。   Patent Document 2 discloses a technique for reducing the temperature rise by reducing the amplitude of the input signal to the audio amplifier when an excessive temperature is detected.

また、特許文献3の音声信号増幅装置は、過剰温度を検出するとゲインを連続的に低下させることによって、違和感無く温度上昇を抑制している。   The audio signal amplifying device of Patent Document 3 suppresses a temperature rise without a sense of incongruity by continuously reducing the gain when an excessive temperature is detected.

これらの音声信号増幅装置は、製品として規定された定格音声出力電力を得るために、常に一定の電源電圧の下で駆動するものであった。しかし、小音量出力時にも大音量出力時と同じ高い電圧で電源供給を行うと、電力効率が悪くなり無駄な消費電力が発生する。   These audio signal amplifying devices are always driven under a constant power supply voltage in order to obtain rated audio output power defined as a product. However, if power is supplied at the same high voltage as when outputting a large volume even when a small volume is output, the power efficiency deteriorates and wasteful power consumption occurs.

これに対して特許文献4では、入力音声信号の振幅を検出し、その検出レベルや音量操作に応じ、デジタルアンプのスイッチング素子のデッドタイムおよび電源電圧を調整して、貫通電流による発熱を改善する技術を開示している。   On the other hand, in Patent Document 4, the amplitude of the input audio signal is detected, and the dead time and power supply voltage of the switching element of the digital amplifier are adjusted according to the detection level and volume operation, thereby improving the heat generation due to the through current. The technology is disclosed.

特許第4818900号公報Japanese Patent No. 4818900 特開平1−54802号公報JP-A-1-54802 特開2008−236621号公報JP 2008-236621 A 国際公開第2011−001591号公報International Publication No. 2011-001591

信頼性や製品寿命を考慮すると、音声信号増幅装置は発熱を抑えて低い温度で使用することが望ましいのは言うまでも無い。しかし、音声アンプのデバイスの小型化や製品の小型化による部品配置上の制約によって、音声アンプに放熱板を取り付けることが困難になっている。   In view of reliability and product life, it is needless to say that the audio signal amplifying apparatus is desirably used at a low temperature while suppressing heat generation. However, it is difficult to attach a heat sink to the audio amplifier due to restrictions on component placement due to miniaturization of audio amplifier devices and miniaturization of products.

テレビ受像機におけるスピーカー音声出力の定格は、正弦波の連続音で歪率が10%になるときの実効値電力により規定される。連続音による基板や部品の温度上昇は大きく、音声信号増幅装置の電力効率を一般的に90%程度とすると、放熱板を使用しない基板放熱のみでは、定格電力として10W+10W程度が限界である。   The rating of speaker audio output in a television receiver is defined by the effective value power when the distortion rate is 10% with a continuous sine wave. The temperature rise of the board and components due to the continuous sound is large, and if the power efficiency of the audio signal amplifying device is generally about 90%, the rated power is about 10 W + 10 W only by the board heat radiation without using the heat sink.

しかし、音楽のような間欠的な音を出力する場合には、温度上昇は連続音より低くなるため、電源電圧を更に高くして瞬間的に大きな音を出力しても、基板や部品の温度には余裕がある。発熱を抑えるためには電源電圧を下げて電力効率を良くし消費電力を抑えるようにすることが理想的であるが、音楽のような間欠的な音で大きなミュージックパワーで臨場感が必要なときには、電源電圧を上げて必要な音声出力電力が得られるようにする必要がある。   However, when intermittent sounds such as music are output, the temperature rise is lower than the continuous sound, so even if the power supply voltage is further increased and a loud sound is output instantaneously, Can afford. In order to suppress heat generation, it is ideal to lower the power supply voltage to improve power efficiency and reduce power consumption, but when you need a sense of realism with intermittent music and large music power. Therefore, it is necessary to increase the power supply voltage so that the necessary audio output power can be obtained.

本発明は上述の問題点に鑑みてなされたものであり、増幅器の温度上昇を抑えつつ大音量の音声信号に対応する音声信号増幅装置の提供を目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an audio signal amplifying apparatus that can respond to a loud audio signal while suppressing an increase in the temperature of the amplifier.

本発明の音声信号増幅装置は、音声信号の振幅のピーク値を検出するピーク振幅レベル検出部と、音声信号の平均電力を検出する平均電力レベル検出部と、音声信号を増幅する増幅回路と、増幅回路に電源電圧を印加する電源回路と、ピーク振幅レベル検出部から取得したピーク値と平均電力レベル検出部から取得した平均電力とに基づき電源電圧を制御する電源電圧制御部とを備える。   An audio signal amplification device of the present invention includes a peak amplitude level detection unit that detects a peak value of an amplitude of an audio signal, an average power level detection unit that detects an average power of the audio signal, an amplification circuit that amplifies the audio signal, A power supply circuit that applies a power supply voltage to the amplifier circuit, and a power supply voltage control unit that controls the power supply voltage based on the peak value acquired from the peak amplitude level detection unit and the average power acquired from the average power level detection unit.

本発明の音声信号増幅装置は、音声信号の振幅のピーク値を検出するピーク振幅レベル検出部と、音声信号の平均電力を検出する平均電力レベル検出部と、音声信号を増幅する増幅回路と、増幅回路に電源電圧を印加する電源回路と、ピーク振幅レベル検出部から取得したピーク値と平均電力レベル検出部から取得した平均電力とに基づき電源電圧を制御する電源電圧制御部とを備える。音声信号の平均電力が定格電力未満の場合には、ピーク振幅レベルに応じて定格電圧を超える電源電圧を許容することにより、増幅器の温度上昇を抑えつつ大音量の音声信号に対応することができる。   An audio signal amplification device of the present invention includes a peak amplitude level detection unit that detects a peak value of an amplitude of an audio signal, an average power level detection unit that detects an average power of the audio signal, an amplification circuit that amplifies the audio signal, A power supply circuit that applies a power supply voltage to the amplifier circuit, and a power supply voltage control unit that controls the power supply voltage based on the peak value acquired from the peak amplitude level detection unit and the average power acquired from the average power level detection unit. When the average power of the audio signal is less than the rated power, by allowing a power supply voltage exceeding the rated voltage according to the peak amplitude level, it is possible to cope with a loud audio signal while suppressing an increase in the temperature of the amplifier. .

実施の形態1に係る音声出力装置の構成を示すブロック図である。1 is a block diagram illustrating a configuration of an audio output device according to Embodiment 1. FIG. 音量コントロール部の音量コントロール量と音声出力アンプの出力を対比して示す図である。It is a figure which compares and shows the volume control amount of a volume control part, and the output of an audio | voice output amplifier. 音声出力アンプの電源電圧と電力効率を示す図である。It is a figure which shows the power supply voltage and power efficiency of an audio | voice output amplifier. マイコンの動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of a microcomputer. 実施の形態2に係るテレビジョン受信機の構成を示すブロック図である。10 is a block diagram illustrating a configuration of a television receiver according to Embodiment 2. FIG.

<A.実施の形態1>
<A−1.構成>
図1は、実施の形態1に係る音声信号増幅装置10の構成を示すブロック図である。音声信号増幅装置10は、音声信号を増幅してラウドスピーカー4に出力する装置である。音声信号増幅装置10は、音声信号が入力される音声入力部1の他、音量コントロール部2と、遅延回路9と、音声出力アンプ3と、マイコン8を備えている。音量コントロール部2は、音声入力部1に入力された音声信号の音量を調整する。ここでは、ユーザーが設定した音量設定量をマイコン8から取得し、当該音量設定量に基づき音量を調整する。遅延回路9は、音量コントロール部2で音量調整された音声信号を所定の時間だけ遅延させる。遅延回路9で遅延された音声信号は音声出力アンプ3で増幅され、ラウドスピーカー4から音声として出力される。
<A. Embodiment 1>
<A-1. Configuration>
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an audio signal amplifying apparatus 10 according to the first embodiment. The audio signal amplifying apparatus 10 is an apparatus that amplifies an audio signal and outputs it to the loudspeaker 4. The audio signal amplifying apparatus 10 includes a volume control unit 2, a delay circuit 9, an audio output amplifier 3, and a microcomputer 8 in addition to the audio input unit 1 to which an audio signal is input. The volume control unit 2 adjusts the volume of the audio signal input to the audio input unit 1. Here, the volume setting amount set by the user is acquired from the microcomputer 8, and the volume is adjusted based on the volume setting amount. The delay circuit 9 delays the audio signal whose volume has been adjusted by the volume control unit 2 by a predetermined time. The audio signal delayed by the delay circuit 9 is amplified by the audio output amplifier 3 and output from the loudspeaker 4 as audio.

さらに、音声信号増幅装置10は、音声出力アンプに電源を供給する電圧可変電源回路5と、ピーク振幅レベル検出部6と、平均電力レベル検出部7を備える。ピーク振幅レベル検出部6は、音量コントロール部2で音量調整された音声信号のピーク振幅レベルを検出する。平均電力レベル検出部7は、音量コントロール部2で音量調整された音声信号の所定時間の平均電力を検出する。マイコン8は、ピーク振幅レベル検出部6と平均電力レベル検出部7から夫々の検出結果を取得し、これらに基づき電圧可変電源回路5の出力電圧を制御する。   The audio signal amplifying apparatus 10 further includes a voltage variable power supply circuit 5 that supplies power to the audio output amplifier, a peak amplitude level detection unit 6, and an average power level detection unit 7. The peak amplitude level detector 6 detects the peak amplitude level of the audio signal whose volume has been adjusted by the volume controller 2. The average power level detector 7 detects the average power of the audio signal whose volume has been adjusted by the volume controller 2 for a predetermined time. The microcomputer 8 acquires respective detection results from the peak amplitude level detection unit 6 and the average power level detection unit 7, and controls the output voltage of the voltage variable power supply circuit 5 based on these detection results.

音声入力部1、音量コントロール部2、遅延回路9、ピーク振幅レベル検出部6、平均電力レベル検出部7は、音声DSPにより実現される。   The voice input unit 1, the volume control unit 2, the delay circuit 9, the peak amplitude level detection unit 6, and the average power level detection unit 7 are realized by a voice DSP.

<A−2.動作>
音声入力部1には、例えばテレビチューナーや録画再生装置等からの音声信号が入力される。音声信号の最大振幅は、アナログ信号2Vrmsでデジタル信号0dBFS(フルスケール)とする。音声入力部1でフィルタリングなど所定の信号処理を行った音声信号は、音量コントロール部2に送出される。
<A-2. Operation>
For example, an audio signal from a TV tuner or a recording / playback apparatus is input to the audio input unit 1. The maximum amplitude of the audio signal is an analog signal 2 Vrms and a digital signal 0 dBFS (full scale). An audio signal that has undergone predetermined signal processing such as filtering in the audio input unit 1 is sent to the volume control unit 2.

音量コントロール部2では、入力された音声信号の音量をマイコン8から取得した音量設定値に従い調整する。音量設定値は、図示しない操作手段によりユーザーが入力した音量調整情報により設定された値である。音量コントロール部2は、音量を最大に設定したときに内部の増幅度が0dBで、音量を下げるに従い減衰量が大きくなるようにして音量調整を行う。   The volume control unit 2 adjusts the volume of the input audio signal according to the volume setting value acquired from the microcomputer 8. The volume setting value is a value set by volume adjustment information input by the user using an operating means (not shown). The volume control unit 2 adjusts the volume so that the internal amplification degree is 0 dB when the volume is set to the maximum, and the attenuation amount increases as the volume is lowered.

音量コントロール部2で音量を調整された音声信号は、遅延回路9で所定の時間だけ遅延させられる。その後、音声信号は音声出力アンプ3により一定の増幅率で増幅され、ラウドスピーカー4から音声として外部に出力される。ここで音声出力アンプ3は、ゲインが24dB(振幅16倍)と増幅率が固定である。最近の一般的なデジタルアンプは電力効率が最大90%程度であり、こうしたデジタルアンプを音声出力アンプ3として用いるが、電源電圧を最適にして電力効率を最も良くした場合であっても、1対のラウドスピーカー4から10W+10Wのステレオ出力を行うと、2W程度が音声出力アンプ3で電力ロスとなって発熱する。   The audio signal whose volume is adjusted by the volume control unit 2 is delayed by a predetermined time by the delay circuit 9. Thereafter, the audio signal is amplified at a constant amplification factor by the audio output amplifier 3 and is output to the outside from the loudspeaker 4 as audio. Here, the audio output amplifier 3 has a gain of 24 dB (amplitude 16 times) and a fixed amplification factor. A recent general digital amplifier has a power efficiency of about 90% at maximum, and such a digital amplifier is used as the audio output amplifier 3. Even when the power efficiency is optimized by optimizing the power supply voltage, a pair of digital amplifiers is used. When 10 W + 10 W stereo output is performed from the loudspeaker 4, about 2 W is generated by the audio output amplifier 3 as a power loss and generates heat.

図2は、音量コントロール部2における音量コントロール量と音声出力アンプ3の出力を対比して示す図である。この図には、音声入力部1に2Vrms=0dBFSの音声信号を入力したときの、音量コントロール部2の減衰量Gc(dB)と、音声出力アンプ3における出力信号の利得(dBFS)、出力電圧の実効値(Vrms)、ピーク値(Vpp)、ラウドスピーカー4の出力電力(W)を示している。また、所望の出力電力を得るために必要な、音声出力アンプ3の電源電圧の一例を併せて示している。なお、ラウドスピーカー4の入力インピーダンスは8Ωとする。音量コントロール部2の減衰量Gcを−11dBとしたときにラウドスピーカー4の出力電力が約10W+10Wとなり、同様に−8dBとしたときに約20W+20Wが得られ、−21dBとしたときに1W+1Wが得られることが分かる。なお、音声出力波形は電源電圧でクリップされて歪むため、図2中、斜体で示している数値は実際の出力ではない。   FIG. 2 is a diagram showing the volume control amount in the volume control unit 2 and the output of the audio output amplifier 3 in comparison. In this figure, when an audio signal of 2 Vrms = 0 dBFS is input to the audio input unit 1, the attenuation Gc (dB) of the volume control unit 2, the gain (dBFS) of the output signal in the audio output amplifier 3, and the output voltage The effective value (Vrms), peak value (Vpp), and output power (W) of the loudspeaker 4 are shown. In addition, an example of the power supply voltage of the audio output amplifier 3 necessary for obtaining desired output power is also shown. The input impedance of the loudspeaker 4 is 8Ω. When the amount of attenuation Gc of the volume control unit 2 is set to -11 dB, the output power of the loudspeaker 4 is about 10 W + 10 W. Similarly, about 20 W + 20 W is obtained when set to -8 dB, and 1 W + 1 W is obtained when set to -21 dB. I understand that. Since the audio output waveform is clipped and distorted by the power supply voltage, the numerical values shown in italics in FIG. 2 are not actual outputs.

図3は、横軸がラウドスピーカー4の出力電力(W)、縦軸が電力効率(%)を示しており、音声出力アンプの電源電圧VDD=13Vのときと、VDD=20Vのときの特性を示している。10Wの出力をラウドスピーカー4から得る場合、電源電圧VDDを20Vよりも13Vとする方が電力効率を良くすることができる。ラウドスピーカー4の音声出力が同じであれば、電源電圧VDDを低くする方が電力効率を良くすることができる。   In FIG. 3, the horizontal axis indicates the output power (W) of the loudspeaker 4, and the vertical axis indicates the power efficiency (%). The characteristics when the power supply voltage VDD = 13V and VDD = 20V of the audio output amplifier are shown. Is shown. When obtaining an output of 10 W from the loudspeaker 4, the power efficiency can be improved by setting the power supply voltage VDD to 13V rather than 20V. If the audio output of the loudspeaker 4 is the same, the power efficiency can be improved by lowering the power supply voltage VDD.

ピーク振幅レベル検出部6は、音量コントロール部2で音量調整された音声信号のピーク振幅レベルを常に検出している。ピーク振幅レベル検出値はマイコン8に送信され、マイコン8は内部に保持する図示しない対比表に基づいて、ピーク振幅レベル検出値に対応する第2の電圧V2を取得する。ここでV2は、ピーク振幅レベルが小さいほど小さく、ピーク振幅レベルが大きいほど大きくなるように設定される。   The peak amplitude level detection unit 6 always detects the peak amplitude level of the audio signal whose volume has been adjusted by the volume control unit 2. The peak amplitude level detection value is transmitted to the microcomputer 8, and the microcomputer 8 acquires the second voltage V2 corresponding to the peak amplitude level detection value based on a comparison table (not shown) held inside. Here, V2 is set to be smaller as the peak amplitude level is smaller and larger as the peak amplitude level is larger.

音声DSPは数msの期間のピーク値を保持し、その値を数ms間隔でマイコン8に出力し、マイコン8でピーク値を第2の電圧V2に変換する。あるいは、音声DSPで第2の電圧V2に変換するまでの処理を行い、V2をマイコン8に出力しても良い。また、音声DSPとマイコン8でやり取りするデータは、ピーク値や第2の電圧V2以外の相対的なデータであっても良い。   The voice DSP holds a peak value for a period of several ms, outputs the value to the microcomputer 8 at intervals of several ms, and the microcomputer 8 converts the peak value into the second voltage V2. Alternatively, processing up to conversion to the second voltage V <b> 2 by the voice DSP may be performed, and V <b> 2 may be output to the microcomputer 8. The data exchanged between the voice DSP and the microcomputer 8 may be relative data other than the peak value and the second voltage V2.

平均電力レベル検出部7は、音量コントロール部2で音量調整された音声信号の振幅を2乗して、一定時間の平均電力を演算する。平均電力の演算結果はマイコン8に送信される。マイコン8は内部に保持する図示しない対比表に基づいて、平均電力レベル検出部7から入力された平均電力の演算結果に対応する第1の電圧V1を取得する。なお、平均電力量の演算値から第1の電圧V1に変換する処理は、音声DSPとマイコン8のいずれが行っても良い。   The average power level detection unit 7 squares the amplitude of the audio signal whose volume is adjusted by the volume control unit 2 and calculates the average power for a certain time. The calculation result of the average power is transmitted to the microcomputer 8. The microcomputer 8 acquires a first voltage V1 corresponding to the calculation result of the average power input from the average power level detection unit 7 based on a comparison table (not shown) held inside. Note that the process of converting the calculated value of the average electric energy into the first voltage V1 may be performed by either the voice DSP or the microcomputer 8.

マイコン8は、音声信号の平均電力に基づき定められた第1の電圧V1と、ピーク値に基づき定められた第2の電圧V2から、制御信号を生成して電圧可変電源回路5に出力し、電圧可変電源回路5の出力電圧を制御する。   The microcomputer 8 generates a control signal from the first voltage V1 determined based on the average power of the audio signal and the second voltage V2 determined based on the peak value, and outputs the control signal to the voltage variable power supply circuit 5, The output voltage of the voltage variable power supply circuit 5 is controlled.

以上のマイコン8の動作を、図4にフローチャートで示す。まず、平均電力レベル検出部7から、入力音声信号の時間平均電力Paveを読み込み(ステップS1)、Paveに応じた第1の電圧V1を設定する(ステップS2)。次に、Paveを定格出力電力Ptyp=10(W)と比較する(ステップS3)。Pave>Ptypであるときは、Paveに対応して求められる第1の電圧V1をVtypと比較する(ステップS4)。ここでVtypは、定格音声出力が得られる電源電圧である。V1>Vtypであるときは、V1を時間をかけて電圧可変量ΔVだけ下げ(V1=V1−ΔV、ステップS5)、ステップS8へ進む。V1≦Vtypの場合は、V1を変更せずステップS8へ進む。   The operation of the microcomputer 8 is shown in a flowchart in FIG. First, the average power level detection unit 7 reads the time average power Pave of the input audio signal (step S1), and sets the first voltage V1 corresponding to the Pave (step S2). Next, Pave is compared with the rated output power Ptyp = 10 (W) (step S3). When Pave> Ptyp, the first voltage V1 obtained corresponding to Pave is compared with Vtyp (step S4). Here, Vtyp is a power supply voltage at which a rated audio output is obtained. When V1> Vtyp, V1 is decreased by the voltage variable amount ΔV over time (V1 = V1−ΔV, step S5), and the process proceeds to step S8. If V1 ≦ Vtyp, the process proceeds to step S8 without changing V1.

ステップS3で時間平均電力Paveが定格出力電力Ptyp以下である場合は、Paveに対応して求められる第1の電圧V1をVmaxと比較する(ステップS6)。ここでVmaxは、音声出力アンプ3の最大定格電圧またはラウドスピーカー4の最大定格を超えない電源電圧である。V1<Vmaxであれば、V1を時間をかけて電圧可変量ΔVだけ増加させ(V1=V1+ΔV、ステップS7)、ステップS8へ進む。V1≧Vmaxの場合は、V1を変更せずステップS8へ進む。こうして第1の電圧V1はステップS5,7により、定格出力電力10(W)が得られる定格電圧13Vから、音声出力アンプ3の最大電圧またはラウドスピーカー4の最大定格を超えない電源電圧20Vの間の電圧になる。   When the time average power Pave is equal to or less than the rated output power Ptyp in step S3, the first voltage V1 obtained corresponding to Pave is compared with Vmax (step S6). Here, Vmax is a power supply voltage that does not exceed the maximum rated voltage of the audio output amplifier 3 or the maximum rating of the loudspeaker 4. If V1 <Vmax, V1 is increased by the voltage variable amount ΔV over time (V1 = V1 + ΔV, step S7), and the process proceeds to step S8. If V1 ≧ Vmax, V1 is not changed and the process proceeds to step S8. Thus, the first voltage V1 is between the rated voltage 13V at which the rated output power 10 (W) is obtained in steps S5 and S7, and the power supply voltage 20V that does not exceed the maximum voltage of the audio output amplifier 3 or the maximum rating of the loudspeaker 4. Voltage.

次に、マイコン8はピーク振幅レベル検出部6から入力音声信号のピーク振幅レベルVpeakを読み込む(ステップS8)。そして、Vpeakに応じて第2の電圧V2を設定する(ステップS9)。ここでV2は、音声出力アンプ3の定格電源の下限5Vから上限20Vの間の電圧となる。その後、第1の電圧V1と第2の電圧V2を比較する(ステップS10)。V1>V2であれば、電源電圧VoutをV1と決定とし(ステップS11)、V1≦V2であれば、電源電圧VoutをV2と決定する(ステップS12)。   Next, the microcomputer 8 reads the peak amplitude level Vpeak of the input audio signal from the peak amplitude level detector 6 (step S8). Then, the second voltage V2 is set according to Vpeak (step S9). Here, V2 is a voltage between the lower limit 5V and the upper limit 20V of the rated power supply of the audio output amplifier 3. Thereafter, the first voltage V1 and the second voltage V2 are compared (step S10). If V1> V2, the power supply voltage Vout is determined as V1 (step S11), and if V1 ≦ V2, the power supply voltage Vout is determined as V2 (step S12).

マイコン8は、電圧可変電源回路5に制御信号を出力して、電圧可変電源回路5の出力電圧が、ステップS11,12で決定した電源電圧V1,V2となるようにするが、その間の時間差を考慮して、遅延回路9は音量コントロール部2からの音声信号を数ms遅延させて、音声出力アンプ3に出力する(ステップS13)。   The microcomputer 8 outputs a control signal to the voltage variable power supply circuit 5 so that the output voltage of the voltage variable power supply circuit 5 becomes the power supply voltages V1 and V2 determined in steps S11 and S12. Considering this, the delay circuit 9 delays the audio signal from the volume control unit 2 by several ms and outputs it to the audio output amplifier 3 (step S13).

<A−3.効果>
本実施の形態に係る音声信号増幅装置10は、音声信号の振幅のピーク値を検出するピーク振幅レベル検出部6と、音声信号の平均電力を検出する平均電力レベル検出部7と、音声信号を増幅する音声出力アンプ3(増幅回路)と、増幅回路に電源電圧を印加する電源回路5と、ピーク振幅レベル検出部から取得したピーク値と平均電力レベル検出部から取得した平均電力とに基づき電源電圧を制御するマイコン8(電源電圧制御部)とを備える。音声信号のピーク値が小さいときには電源電圧を高く、ピーク値が大きいときには電源電圧を低く変化させることにより、電力効率を高めることができる。また、平均電力が定格電力以下である場合には、定格電圧以上の電源電圧を許容することにより、増幅回路の温度上昇を抑えながら、大音量の音声信号にも対応することができる。
<A-3. Effect>
The audio signal amplifying apparatus 10 according to the present embodiment includes a peak amplitude level detection unit 6 that detects a peak value of the amplitude of the audio signal, an average power level detection unit 7 that detects the average power of the audio signal, and an audio signal. A power supply based on the audio output amplifier 3 (amplifier circuit) to be amplified, the power supply circuit 5 for applying the power supply voltage to the amplifier circuit, the peak value acquired from the peak amplitude level detector and the average power acquired from the average power level detector And a microcomputer 8 (power supply voltage control unit) for controlling the voltage. When the peak value of the audio signal is small, the power supply voltage is increased, and when the peak value is large, the power supply voltage is decreased to increase the power efficiency. Further, when the average power is equal to or lower than the rated power, by allowing a power supply voltage higher than the rated voltage, it is possible to cope with a loud sound signal while suppressing a temperature rise of the amplifier circuit.

また、マイコン8(電源電圧制御部)は、平均電力レベル検出部7から取得した平均電力レベルに基づく第1の電圧V1と、ピーク振幅レベル検出部6から取得したピーク値に基づく第2の電圧V2のうち、低い方を電源電圧とするので、音声信号のピーク値が小さいときには電源電圧を高く、ピーク値が大きいときには電源電圧を低く変化させることにより、電力効率を高めることができる。また、平均電力が定格電力以下である場合には、定格電圧以上の電源電圧を許容することにより、増幅回路の温度上昇を抑えながら、大音量の音声信号に対応することができる。   Further, the microcomputer 8 (power supply voltage control unit) includes a first voltage V1 based on the average power level acquired from the average power level detection unit 7 and a second voltage based on the peak value acquired from the peak amplitude level detection unit 6. Since the lower one of V2 is used as the power supply voltage, the power efficiency can be increased by changing the power supply voltage higher when the peak value of the audio signal is smaller and lowering the power supply voltage when the peak value is larger. In addition, when the average power is less than or equal to the rated power, by allowing a power supply voltage that is higher than the rated voltage, it is possible to deal with a loud sound signal while suppressing an increase in the temperature of the amplifier circuit.

また、マイコン8(電源電圧制御部)は、平均電力Paveが定格音声出力電力Ptyp未満である場合に、音声出力アンプ3(増幅回路)の最大定格電圧または増幅回路の出力を受けるラウドスピーカー4の最大定格を超えない範囲で、第1の電圧V1を高く設定するので、音声信号のピーク値が小さいときには電源電圧を高く、ピーク値が大きいときには電源電圧を低く変化させることにより、電力効率を高めることができる。また、平均電力が定格電力以下である場合には、定格電圧以上の電源電圧を許容することにより、増幅回路の温度上昇を抑えながら、大音量の音声信号に対応することができる。   In addition, the microcomputer 8 (power supply voltage control unit), when the average power Pave is less than the rated audio output power Ptyp, the loudspeaker 4 that receives the maximum rated voltage of the audio output amplifier 3 (amplifier circuit) or the output of the amplifier circuit. Since the first voltage V1 is set high within a range not exceeding the maximum rating, the power supply voltage is increased when the peak value of the audio signal is small, and the power supply voltage is decreased when the peak value is large, thereby increasing the power efficiency. be able to. In addition, when the average power is less than or equal to the rated power, by allowing a power supply voltage that is higher than the rated voltage, it is possible to deal with a loud sound signal while suppressing an increase in the temperature of the amplifier circuit.

<B.実施の形態2>
<B−1.構成、動作>
図5は、実施の形態1に係る音声信号増幅装置10を内蔵する、実施の形態2に係るテレビジョン受信機20の構成を示すブロック図である。テレビジョン受信機20は、外部入力部11、チューナー部12、映像音声入力切替部13、映像信号処理部14、ディスプレイ部15、音声DSP/音声出力アンプ部16、ラウドスピーカー4、及び電源部18を備えている。
<B. Second Embodiment>
<B-1. Configuration, operation>
FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration of the television receiver 20 according to the second embodiment, in which the audio signal amplifying device 10 according to the first embodiment is incorporated. The television receiver 20 includes an external input unit 11, a tuner unit 12, a video / audio input switching unit 13, a video signal processing unit 14, a display unit 15, an audio DSP / audio output amplifier unit 16, a loudspeaker 4, and a power supply unit 18. It has.

音声DSP/音声出力アンプ部16と、マイコン8と、電圧可変電源回路5により音声信号増幅装置10が構成されている。図1における音声入力部1、音声コントロール部2、遅延回路9、ピーク振幅レベル検出部6、平均電力レベル検出部7、及び音声出力アンプ3を、図2ではまとめて音声DSP/音声出力アンプ部16として示している。   An audio signal amplifying apparatus 10 is configured by the audio DSP / audio output amplifier unit 16, the microcomputer 8, and the voltage variable power supply circuit 5. The audio input unit 1, audio control unit 2, delay circuit 9, peak amplitude level detection unit 6, average power level detection unit 7 and audio output amplifier 3 in FIG. 1 are collectively shown in FIG. 2 as an audio DSP / audio output amplifier unit. 16.

外部入力部11は、HDMI入力やネットワーク入力、アナログ入力などの入力インタフェースである。チューナー部12は、テレビ放送の受信部である。映像音声入力切替部13は、外部入力部11とチューナー部12からの入力信号のいずれかを選択する。映像信号は映像信号処理部14で所定の映像処理を施されて、ディスプレイ部15で映像として表示される。   The external input unit 11 is an input interface such as an HDMI input, a network input, or an analog input. The tuner unit 12 is a television broadcast receiving unit. The video / audio input switching unit 13 selects one of the input signals from the external input unit 11 and the tuner unit 12. The video signal is subjected to predetermined video processing by the video signal processing unit 14 and displayed as a video on the display unit 15.

一方、映像音声入力切替部13で選択した入力信号のうち音声信号は、音声信号増幅装置10で増幅されて、ラウドスピーカー4から音声として出力される。音声信号増幅装置10の動作は実施の形態1と同様であるので、説明を省略する。   On the other hand, the audio signal among the input signals selected by the video / audio input switching unit 13 is amplified by the audio signal amplifying apparatus 10 and output as audio from the loudspeaker 4. Since the operation of the audio signal amplifying apparatus 10 is the same as that of the first embodiment, the description thereof is omitted.

操作部17は、リモコンからの遠隔操作の受付部やテレビジョン受信機20本体の操作キー等であり、操作部17に入力された操作に基づき、マイコン8がテレビジョン受信機20の各構成要素を制御している。   The operation unit 17 is a remote operation reception unit from the remote controller, an operation key of the television receiver 20 main body, and the like, and the microcomputer 8 is configured by each component of the television receiver 20 based on the operation input to the operation unit 17. Is controlling.

<B−2.効果>
本実施の形態のテレビジョン受信機20は、実施の形態1に係る音声信号増幅装置10を備える。音声信号のピーク値が小さいときには音声出力アンプ3の電源電圧を高く、ピーク値が大きいときには音声出力アンプ3の電源電圧を低く変化させることにより、電力効率を高めることができる。また、音声信号の平均電力が定格電力以下である場合には、定格電圧以上の電源電圧を音声出力アンプ3に許容することにより、音声出力アンプ3の温度上昇を抑えながら、大音量の音声信号にも対応することができる。
<B-2. Effect>
The television receiver 20 according to the present embodiment includes the audio signal amplifying device 10 according to the first embodiment. When the peak value of the audio signal is small, the power supply voltage of the audio output amplifier 3 is increased, and when the peak value is large, the power supply voltage of the audio output amplifier 3 is changed to be low. When the average power of the audio signal is less than or equal to the rated power, the audio output amplifier 3 is allowed to have a power supply voltage higher than the rated voltage, thereby suppressing a rise in the temperature of the audio output amplifier 3 and a high volume audio signal. Can also respond.

なお、本発明は、その発明の範囲内において、実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。   In the present invention, the embodiments can be appropriately modified and omitted within the scope of the invention.

1 音声入力部、2 音量コントロール部、3 音声出力アンプ、4 ラウドスピーカー、5 電圧可変電源回路、6 ピーク振幅レベル検出部、7 平均電力レベル検出部、8 マイコン、10 音声信号増幅装置、11 外部入力部、12 チューナー部、13 映像音声入力切替部、14 映像信号処理部、15 ディスプレイ部、16 音声DSP/音声出力アンプ部、17 操作部、18 電源部、20 テレビジョン受信機。   1 audio input unit, 2 volume control unit, 3 audio output amplifier, 4 loudspeaker, 5 voltage variable power supply circuit, 6 peak amplitude level detection unit, 7 average power level detection unit, 8 microcomputer, 10 audio signal amplification device, 11 external Input unit, 12 tuner unit, 13 video / audio input switching unit, 14 video signal processing unit, 15 display unit, 16 audio DSP / audio output amplifier unit, 17 operation unit, 18 power supply unit, 20 television receiver.

Claims (4)

音声信号の振幅のピーク値を検出するピーク振幅レベル検出部と、
前記音声信号の平均電力を検出する平均電力レベル検出部と、
前記音声信号を増幅する増幅回路と、
前記増幅回路に電源電圧を印加する電源回路と、
前記ピーク振幅レベル検出部から取得した前記ピーク値と前記平均電力レベル検出部から取得した前記平均電力とに基づき前記電源電圧を制御する電源電圧制御部とを備える、
音声信号増幅装置。
A peak amplitude level detector for detecting the peak value of the amplitude of the audio signal;
An average power level detector for detecting an average power of the audio signal;
An amplifier circuit for amplifying the audio signal;
A power supply circuit for applying a power supply voltage to the amplifier circuit;
A power supply voltage control unit that controls the power supply voltage based on the peak value acquired from the peak amplitude level detection unit and the average power acquired from the average power level detection unit;
Audio signal amplifier.
前記電源電圧制御部は、前記平均電力レベル検出部から取得した前記平均電力レベルに基づく第1の電圧と、前記ピーク振幅レベル検出部から取得した前記ピーク値に基づく第2の電圧のうち、低い方を前記電源電圧とする、
請求項1に記載の音声信号増幅装置。
The power supply voltage control unit is a lower one of the first voltage based on the average power level acquired from the average power level detection unit and the second voltage based on the peak value acquired from the peak amplitude level detection unit. The power supply voltage is
The audio signal amplification device according to claim 1.
前記電源電圧制御部は、前記平均電力が定格音声出力電力未満である場合に、前記増幅回路の最大定格電圧または前記増幅回路の出力を受けるスピーカーの最大定格を超えない範囲で、前記第1の電圧を高く設定する、
請求項2に記載の音声信号増幅装置。
When the average power is less than the rated audio output power, the power supply voltage control unit is configured so as not to exceed a maximum rated voltage of the amplifier circuit or a maximum rating of a speaker receiving the output of the amplifier circuit. Set the voltage higher,
The audio signal amplification device according to claim 2.
請求項1〜3のいずれかに記載の音声信号増幅装置を備える、
テレビジョン受信機。
The audio signal amplification device according to any one of claims 1 to 3,
Television receiver.
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