JP6349791B2 - 短絡判定装置及び短絡検出方法 - Google Patents

Description

本発明は、増幅回路の出力端子が短絡状態にあるか否かを判定する短絡判定装置及び短絡検出方法に関する。

増幅回路の出力端子が短絡状態にある場合に増幅回路の破壊を防止する保護回路の一例が特許文献１に開示されている。具体的には、特許文献１には、増幅回路（デジタルアンプ）の正の電源電圧と負の電源電圧との間の中点電位のずれが検出された場合に、増幅回路の破壊を防止する保護動作を行う保護回路が開示されている。

特開２００６−６０２７８号公報

特許文献１では、正の電源電圧と負の電源電圧との間の中点電位のずれを検出する間に、増幅回路の入力端子に具体的にどのような電流（言い換えれば、信号）が入力されているかが何ら開示されていない。このため、正の電源電圧と負の電源電圧との間の中点電位のずれを検出することで保護動作を行う場合であっても、増幅回路に入力される電流によっては、増幅回路が破壊されてしまいかねないという技術的問題点が生ずる。

例えば、増幅回路の入力端子には、通常、何らかの音声を示す音声信号が入力されている。ここで、特許文献１では、増幅回路の入力端子に通常入力される音声信号は、正の電源電圧と負の電源電圧との間の中点電位のずれを検出することで保護動作を行うために用意した特別な信号ではない。つまり、特許文献１では、正の電源電圧と負の電源電圧との間の中点電位のずれを検出する際には、正の電源電圧と負の電源電圧との間の中点電位のずれを検出するか否かに関わらず通常入力される音声信号が、増幅回路の入力端子に受動的に入力される。言い換えれば、特許文献１では、正の電源電圧と負の電源電圧との間の中点電位のずれを検出する際に、当該中点電位のずれを検出することで保護動作を行うために用いられる特別な信号が、増幅回路の入力端子に能動的に入力されることはない。このため、特許文献１では、入力される音声信号によっては、正の電源電圧と負の電源電圧との間の中点電位のずれを検出することで保護動作を行う場合であっても、増幅回路に入力される音声信号によっては、増幅回路が破壊されてしまいかねないという技術的問題点が生ずる。

本発明が解決しようとする課題には上記のようなものが一例として挙げられる。本発明は、増幅回路の破壊をより好適に防止しながら増幅回路の出力端子が短絡状態にあるか否かを判定することが可能な短絡判定装置及び短絡検出方法を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために本発明の短絡判定装置は、増幅回路の出力端子が短絡状態にあるか否かを判定するために用いられる所定の検査信号を生成する生成手段と、前記生成手段が生成した前記検査信号が前記増幅回路の入力端子に入力されている間に、前記増幅回路の電源の電圧値を検出する検出手段と、前記検出手段が検出した前記電圧値に基づいて、前記出力端子が前記短絡状態にあるか否かを判定する判定手段とを備え、前記増幅回路は、ハーフブリッジ型のＤ級アンプであり、前記検査信号は、前記増幅回路の前記電源に付随するコンデンサの容量に応じて定まる第１周波数以下の交流信号であり、前記検査信号は、前記出力端子に到達した時点での信号レベルが、（ｉ）前記検査信号が前記入力端子に入力されることで、前記出力端子が前記短絡状態にある状況下で前記増幅回路にパンピング現象を発生させることが可能な第２信号レベルであって且つ（ｉｉ）前記検査信号の前記入力端子への入力に起因した前記増幅回路の破壊を抑止することが可能な第２信号レベルであることを特徴とする。

上記課題を解決するために本発明の短絡判定方法は、増幅回路の出力端子が短絡状態にあるか否かを判定するために用いられる所定の検査信号を生成する生成工程と、前記生成工程において生成された前記検査信号が前記増幅回路の入力端子に入力されている間に、前記増幅回路の電源の電圧値を検出する検出工程と、前記検出工程において検出された前記電圧値に基づいて、前記出力端子が前記短絡状態にあるか否かを判定する判定工程とを備え、前記増幅回路は、ハーフブリッジ型のＤ級アンプであり、前記検査信号は、前記増幅回路の前記電源に付随するコンデンサの容量に応じて定まる第１周波数以下の交流信号であり、前記検査信号は、前記出力端子に到達した時点での信号レベルが、（ｉ）前記検査信号が前記入力端子に入力されることで、前記出力端子が前記短絡状態にある状況下で前記増幅回路にパンピング現象を発生させることが可能な第２信号レベルであって且つ（ｉｉ）前記検査信号の前記入力端子への入力に起因した前記増幅回路の破壊を抑止することが可能な第２信号レベルであることを特徴とする。

本発明のこのような作用及び利得は次に説明する実施の形態から明らかにされる。

本実施例の増幅システムの構成の一例を示すブロック図である。 ＳＰ出力が短絡状態にあるか否かを判定する動作（つまり、短絡判定動作）の流れを示すフローチャートである。

以下、発明を実施するための形態として、本発明の短絡判定装置及び短絡検出方法の実施形態について順に説明する。

（短絡判定装置の実施形態）
＜１＞
本実施形態の短絡判定装置は、増幅回路の出力端子が短絡状態にあるか否かを判定するために用いられる所定の検査信号を生成する生成手段と、前記生成手段が生成した前記検査信号が前記増幅回路の入力端子に入力されている間に、前記増幅回路の電源の電圧値を検出する検出手段と、前記検出手段が検出した前記電圧値に基づいて、前記出力端子が前記短絡状態にあるか否かを判定する判定手段とを備える。

本実施形態の短絡判定装置によれば、生成手段は、増幅回路の出力端子が短絡状態にあるか否かを判定するために用いられる所定の検査信号を生成する。つまり、本実施形態では、増幅回路の出力端子が短絡状態にあるか否かが判定される際には、増幅回路に通常入力される音声信号に代えて、増幅回路の出力端子が短絡状態にあるか否かを判定するために特別に用いられる検査信号が生成される。言い換えれば、本実施形態では、生成手段は、増幅回路の出力端子が短絡状態にあるか否かが判定される際には、特別な検査信号を能動的に生成する。

検出手段は、増幅回路の電源の電圧値（典型的には、端子間電圧の値）を検出する。特に、検出手段は、生成手段が生成した検査信号が増幅回路の入力端子に入力されている間に、増幅回路の電源の電圧値を検出する。

判定手段は、検出手段が検出した電圧値に基づいて、出力端子が短絡状態にあるか否かを判定する。例えば、判定手段は、検出手段が検出した電圧値が所定値となる場合には、出力端子が短絡状態にあると判定してもよい。一方で、例えば、判定手段は、検出手段が検出した電圧値が所定値とならない場合には、出力端子が短絡状態にないと判定してもよい。

ここで、増幅回路の電源の電圧値は、増幅回路に発生する「パンピング現象」に起因して変動する。このようなパンピング現象は、増幅回路の出力端子が短絡状態にある場合に特に顕著に発生する。従って、判定手段は、検出手段が検出した電圧値がパンピング現象の発生を直接的に又は間接的に示す所定値となる場合には、出力端子が短絡状態にあると判定することができる。一方で、例えば、判定手段は、検出手段が検出した電圧値がパンピング現象の発生を直接的に又は間接的に示す所定値とならない場合には、出力端子が短絡状態にないと判定することができる。このように、判定手段は、増幅回路の電源の電圧値を監視することで、増幅回路の出力端子が短絡状態にあるか否かを好適に判定することができる。

本実施形態では特に、増幅回路の出力端子が短絡状態にあるか否かが判定される際には、増幅回路の入力端子には、増幅回路の出力端子が短絡状態にあるか否かを検出するために用いられる特別な検査信号が能動的に入力される。このため、本実施形態では、増幅回路に通常入力される音声信号（つまり、その特性によっては増幅回路の破壊を引き起こしかねない音声信号）が増幅回路の入力端子に受動的に入力される場合と比較して、増幅回路の破壊（例えば、電気的な破壊）が好適に防止される。

このように、本実施形態の短絡判定装置は、増幅回路の破壊をより好適に防止しながら増幅回路の出力端子が短絡状態にあるか否かを判定することができる。

＜２＞
本実施形態の短絡判定装置の他の態様では、前記検査信号は、前記増幅回路の前記電源に付随するコンデンサの容量に応じて定まる第１周波数以下の交流信号、及び、直流信号のうちの少なくとも一方を含む。

この態様によれば、第１周波数以下の交流信号が入力端子に入力される場合には、第１周波数以下の交流信号とは異なる信号（但し、直流信号を除く）が入力端子に入力される場合と比較して、出力端子が短絡状態にある状況下でパンピング現象が相対的に発生し易くなる。このため、短絡判定装置は、このような検査信号が入力端子に入力されている間に増幅回路の電源の電圧値を監視することで、増幅回路の破壊をより好適に防止しながら出力端子が短絡状態にあるか否かを好適に判定することができる。

尚、上述したように、本実施形態では、検査信号が入力端子に入力されている間に増幅回路にパンピング現象が発生するか否かに応じて、出力端子が短絡状態にあるか否かが判定される。このことを考慮すれば、第１周波数以下の交流信号は、出力端子が短絡状態にある状況下で入力端子に入力されることで増幅回路にパンピング現象を発生させることが可能な交流信号であることが好ましい。ここで、本願発明者等の研究により、出力端子が短絡状態にある状況下で入力端子に入力されることで増幅回路にパンピング現象を発生させることが可能な交流信号の周波数は、増幅回路の電源に付随するコンデンサの容量に応じて変動し得ることが判明している。このため、増幅回路の電源に付随するコンデンサの容量に応じて定まる第１周波数以下の交流信号が入力端子に入力されることで、増幅回路の電源に付随するコンデンサの容量を考慮することなく定まる他の周波数の交流信号が入力端子に入力される場合と比較して、出力端子が短絡状態にある状況下で増幅回路にパンピング現象が相対的に発生し易くなる。従って、短絡判定装置は、増幅回路の電源に付随するコンデンサの容量に応じて定まる第１周波数以下の交流信号が入力端子に入力されている間に増幅回路の電源の電圧値を監視することで、増幅回路の破壊をより好適に防止しながら出力端子が短絡状態にあるか否かを好適に判定することができる。

＜３＞
本実施形態の短絡判定装置の他の態様では、前記検査信号は、前記出力端子が前記短絡状態にある状況下で前記検査信号が前記入力端子に入力されることで前記増幅回路にパンピング現象を発生させることが可能な第２周波数の交流信号、及び、直流信号のうちの少なくとも一方を含む。

この態様によれば、第２周波数の交流信号が入力端子に入力される場合には、第２周波数以下の交流信号とは異なる信号（但し、直流信号を除く）が入力端子に入力される場合と比較して、出力端子が短絡状態にある状況下でパンピング現象が相対的に発生し易くなる。このため、短絡判定装置は、このような検査信号が入力端子に入力されている間に増幅回路の電源の電圧値を監視することで、増幅回路の破壊をより好適に防止しながら出力端子が短絡状態にあるか否かを好適に判定することができる。

尚、第２周波数は、典型的には上述した第１周波数以下の周波数となる。

＜４＞
本実施形態の短絡判定装置の他の態様では、前記検査信号は、直流信号を含む。

この態様によれば、直流信号が入力端子に入力される場合には、直流信号とは異なる信号が入力端子に入力される場合と比較して、出力端子が短絡状態にある状況下でパンピング現象が相対的に発生し易くなる。このため、短絡判定装置は、このような検査信号が入力端子に入力されている間に増幅回路の電源の電圧値を監視することで、増幅回路の破壊をより好適に防止しながら出力端子が短絡状態にあるか否かを好適に判定することができる。

＜５＞
本実施形態の短絡判定装置の他の態様では、前記検査信号は、前記出力端子に到達した時点での信号レベルが、前記増幅回路の前記電源に付随するコンデンサの容量に応じて定まる第１信号レベル以下となる交流信号及び直流信号のうちの少なくとも一方を含む。

この態様によれば、出力端子に到達した時点での信号レベルが第１信号レベル以下となる交流信号が入力端子に入力される場合には、出力端子に到達した時点での信号レベルが第１信号レベルより大きい交流信号が入力端子に入力される場合と比較して、出力端子が短絡状態にある状況下でパンピング現象が相対的に発生し易くなり且つ増幅回路の破壊が好適に防止される。或いは、出力端子に到達した時点での信号レベルが第１信号レベル以下となる直流信号が入力端子に入力される場合には、出力端子に到達した時点での信号レベルが第１信号レベルより大きい直流信号が入力端子に入力される場合と比較して、出力端子が短絡状態にある状況下でパンピング現象が相対的に発生し易くなり且つ増幅回路の破壊が好適に防止される。このため、短絡判定装置は、このような検査信号が入力端子に入力されている間に増幅回路の電源の電圧値を監視することで、増幅回路の破壊をより好適に防止しながら出力端子が短絡状態にあるか否かを好適に判定することができる。

尚、上述したように、本実施形態では、検査信号が入力端子に入力されることで増幅回路にパンピング現象が発生するか否かに応じて、出力端子が短絡状態にあるか否かが判定される。このことを考慮すれば、出力端子に到達した時点での信号レベルが第１信号レベル以下となる信号（つまり、交流信号又は直流信号）は、出力端子が短絡状態にある状況下で入力端子に入力されることで増幅回路にパンピング現象を発生させることが可能な信号であることが好ましい。ここで、本願発明者等の研究により、出力端子が短絡状態にある状況下で入力端子に入力されることで増幅回路にパンピング現象を発生させることが可能な信号の信号レベルは、増幅回路の電源に付随するコンデンサの容量に応じて変動し得ることが判明している。このため、出力端子に到達した時点での信号レベルが増幅回路の電源に付随するコンデンサの容量に応じて定まる第１信号レベル以下となる信号が入力端子に入力されることで、出力端子に到達した時点での信号レベルが増幅回路の電源に付随するコンデンサの容量を考慮することなく定まる他の信号レベルの信号が入力端子に入力される場合と比較して、出力端子が短絡状態にある状況下で増幅回路にパンピング現象が相対的に発生し易くなる。従って、短絡判定装置は、出力端子に到達した時点での信号レベルが増幅回路の電源に付随するコンデンサの容量に応じて定まる第１信号レベル以下となる信号が入力端子に入力されている間に増幅回路の電源の電圧値を監視することで、増幅回路の破壊をより好適に防止しながら出力端子が短絡状態にあるか否かを好適に判定することができる。

＜６＞
本実施形態の短絡判定装置の他の態様では、前記検査信号は、前記出力端子に到達した時点での信号レベルが、（ｉ）前記検査信号が前記入力端子に入力されることで、前記出力端子が前記短絡状態にある状況下で前記増幅回路にパンピング現象を発生させることが可能な第２信号レベルであって且つ（ｉｉ）前記検査信号の前記入力端子への入力に起因した前記増幅回路の破壊を抑止することが可能な第２信号レベルとなる交流信号及び直流信号のうちの少なくとも一方を含む。

この態様によれば、出力端子に到達した時点での信号レベルが第２信号レベルとなる信号（つまり、交流信号又は直流信号）が入力端子に入力される場合には、出力端子に到達した時点での信号レベルが第２信号レベルとは異なる信号レベルの信号が入力端子に入力される場合と比較して、出力端子が短絡状態にある状況下でパンピング現象が相対的に発生し易くなる。このため、短絡判定装置は、このような検査信号が入力端子に入力されている間に増幅回路の電源の電圧値を監視することで、増幅回路の破壊をより好適に防止しながら出力端子が短絡状態にあるか否かを好適に判定することができる。

尚、第２信号レベルは、典型的には上述した第１信号レベル以下の信号レベルとなる。

＜７＞
本実施形態の短絡判定装置の他の態様では、前記増幅回路は、ハーフブリッジ型のＤ級アンプである。

この態様によれば、判定手段は、ハーフブリッジ型のＤ級アンプに発生し易いパンピング現象を利用して、出力端子が短絡状態にあるか否かを好適に判定することができる。

（短絡検出方法の実施形態）
＜８＞
本実施形態の短絡検出方法は、増幅回路の出力端子が短絡状態にあるか否かを判定するために用いられる所定の検査信号を生成する生成工程と、前記生成工程において生成された前記検査信号が前記増幅回路の入力端子に入力されている間に、前記増幅回路の電源の電圧値を検出する検出工程と、前記検出工程において検出された前記電圧値に基づいて、前記出力端子が前記短絡状態にあるか否かを判定する判定工程とを備える。

本実施形態の短絡検出方法によれば、上述した本実施形態の短絡判定装置が有する各種利益と同様の利益を享受することが可能となる。尚、上述した本実施形態の短絡判定装置における各種態様に対応して、本実施形態の短絡検出方法も各種態様を採ることが可能である。

本実施形態のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施例から更に明らかにされる。

以上説明したように、本実施形態の短絡判定装置は、生成手段、検出手段及び判定手段を備える。本実施形態の短絡検出方法は、生成工程、検出工程及び判定工程を備える。従って、増幅回路の破壊をより好適に防止しながら増幅回路の出力端子が短絡状態にあるか否かを判定することができる。

以下、図面を参照しながら、本発明の短絡判定装置及び短絡検出方法の実施例を説明する。

（１）増幅システムの構成
はじめに、図１を参照しながら、本実施例の増幅システム１００の構成について説明する。図１は、本実施例の増幅システム１００の構成の一例を示すブロック図である。

図１に示すように、増幅システム１００は、「増幅回路」の一具体例であるアンプ部１と、「短絡判定装置」の一具体例である短絡検出部３とを備えている。

アンプ部１は、ハーフブリッジ型のＤ級アンプである。但し、アンプ部１は、ハーフブリッジ型のＤ級アンプとは異なるアンプであってもよい。

アンプ部１は、「入力端子」の一具体例であるＳＧ入力１１と、プリアンプ１２と、コンパレータ１３と、パワーアンプ１４と、リレー１５と、「電源」の一具体例である第１電源１６ａと、「電源」の一具体例である第２電源１６ｂと、「コンデンサ」の一具体例である第１コンデンサ１７ａと、「コンデンサ」の一具体例である第２コンデンサ１７ｂと、「出力端子」の一具体例であるＳＰ出力１８とを備えている。

ＳＧ入力１１は、アンプ部１が増幅するべき音声信号が入力される入力端子である。本実施例では特に、ＳＧ入力１１には、音声信号に加えて又は代えて、後述する短絡判定装置３が生成した検査信号が入力される。尚、アンプ部１が複数のチャンネルを備えている場合には、アンプ部１は、複数のチャンネルに夫々対応する複数のＳＧ入力１１を備えていてもよい。

プリアンプ１２は、ＳＧ入力１１に入力された信号（つまり、音声信号又は検査信号）の信号レベルを調整する。

コンパレータ１３は、ＳＧ入力１１に入力された信号（つまり、音声信号又は検査信号）の信号レベルと所定のキャリア信号（例えば、三角波信号）の信号レベルとを比較することで、スイッチ制御信号（例えば、ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）信号）を生成する。尚、スイッチ制御信号は、パワーアンプ１４（特に、第１スイッチング素子１４ｂ及び第２スイッチング素子１４ｃ）の動作状態を制御するための制御信号である。コンパレータ１３は、生成したスイッチ制御信号を、パワーアンプ１４に出力する。

パワーアンプ１４は、ＳＧ入力１１に入力された信号（つまり、音声信号又は検査信号）の信号レベルを調整する（典型的には、増幅する）。このようなパワーアンプ１４は、反転器１４ａと、第１スイッチング素子１４ｂと、第２スイッチング素子１４ｃと、ＬＰＦ（Ｌｏｗ Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ）１４ｄとを備える。

反転器１４ａは、コンパレータ１３から出力されるスイッチ制御信号の信号レベルを反転させる。反転器１４ａは、信号レベルを反転させたスイッチ制御信号の信号レベルを、第２スイッチング素子１４ｃに出力する。

第１スイッチング素子１４ｂは、コンパレータ１３から出力されるスイッチ制御信号に基づいてスイッチング状態を切り替える。第２スイッチング素子１４ｃは、反転器１４から出力されるスイッチ制御信号に基づいてスイッチング状態を切り替える。つまり、第１スイッチング素子１４ｂ及び第２スイッチング素子１４ｃは、互いに相補的にスイッチング状態を切り替える。その結果、ＳＧ入力１１に入力された信号（つまり、音声信号又は検査信号）の信号レベルが増幅される。

ＬＰＦ１４ｄは、第１スイッチング素子１４ｂ及び第２スイッチング素子１４ｃのスイッチング状態の切り替えによって信号レベルが増幅された信号の高周波ノイズを除去するフィルタである。ＬＰＦ１４ｄは、コイル１４１ｄ及びコンデンサ１４２ｄを含む。ＬＰＦ１４ｄは、高周波ノイズを除去した信号を、リレー１５に出力する。

尚、パワーアンプ１４がプリアンプ１２の機能を有していてもよい。この場合、アンプ部１は、プリアンプ１２を備えていなくてもよい。

リレー１５は、パワーアンプ１４とＳＰ出力１８との間の電気的な接続状態を切り替えるための素子である。リレー１５が閉状態にある場合には、パワーアンプ１４とＳＰ出力１８との間の電気的な接続状態は、導通状態にある。従って、パワーアンプ１４から出力される信号は、ＳＰ出力１８を介して、ＳＰ出力１８に接続された外部負荷（例えば、スピーカ）ＳＰに出力される。一方で、リレー１５が開状態にある場合には、パワーアンプ１４とＳＰ出力１８との間の電気的な接続状態は、非導通状態にある。従って、パワーアンプ１４から出力される信号は、ＳＰ出力１８に到達することはない。

ＳＰ出力１８は、アンプ部１によって増幅された信号（典型的には、音声信号）を出力するための出力端子である。本実施例では、ＳＰ出力１８には、外部負荷（例えば、スピーカ）ＳＰが接続されているものとする。アンプ部１が複数のチャンネルを備えている場合には、アンプ部１は、複数のチャンネルに夫々対応する複数のＳＰ出力１８を備えていてもよい。

続いて、短絡判定装置３は、「生成手段」の一具体例である検査信号生成器３１と、「検出手段」の一具体例である第１電圧検出器３２ａと、「検出手段」の一具体例である第２電圧検出器３２ｂと、コントローラ３３と、リレー駆動回路３４とを備えている。

検査信号生成器３１は、後述するコントローラ３３が備える信号制御部３３１の制御下で、検査信号を生成する。ここで、検査信号は、ＳＰ出力１８が短絡状態にあるか否かを判定するために用いられる特別な信号（例えば、音声信号又は電気信号）である。検査信号生成器３１が生成した検査信号は、ＳＧ入力１１に入力される。

第１電圧検出器３２ａは、第１電源１６ａの端子間電圧Ｖ１を検出する。第２電圧検出器３２ｂは、第２電源１６ｂの端子間電圧Ｖ２を検出する。

コントローラ３３は、短絡判定装置３全体の動作を制御する制御部である。本実施例では、コントローラ３３は、コンピュータプログラムがコントローラ３３によって実行されることでコントローラ３３内部に論理的に実現される処理ブロック又はコントローラ３３内部の物理的な処理回路として、信号制御部３３１と、「判定手段」の一具体例である短絡判定部３３２とを備えている。

信号制御部３３１は、検査信号生成器３１が所望の検査信号を生成するように、検査信号生成器３１を制御する。尚、信号制御部３３１の制御の下に生成される検査信号については、後に詳述する。

短絡判定部３３２は、第１電圧検出器３２ａ及び第２電圧検出器３２ｂのうちの少なくとも一方の検出結果（つまり、端子間電圧Ｖ１及び端子間電圧Ｖ２のうちの少なくとも一方）に基づいて、ＳＰ出力１８が短絡状態にあるか否かを判定する。具体的には、ＳＰ出力１８が短絡状態にある場合には、アンプ部１にパンピング現象が発生し易くなる。パンピング現象が発生すると、パンピング現象が発生していない場合と比較して、端子間電圧Ｖ１及び端子間電圧Ｖ２のうちの少なくとも一方が大きく変動する。従って、端子間電圧Ｖ１及び端子間電圧Ｖ２のうちの少なくとも一方が異常値を示している場合には、パンピング現象が発生しており、結果として、ＳＰ出力２０が短絡状態にあると推定される。このように、短絡判定部３３２は、端子間電圧Ｖ１及び端子間電圧Ｖ２のうちの少なくとも一方に基づいて、ＳＰ出力１８が短絡状態にあるか否かを判定することができる。

本実施例では特に、短絡判定部３３２は、検査信号がＳＧ入力１１に入力されている間の第１電圧検出器３２ａ及び第２電圧検出器３２ｂのうち少なくとも一方の検出結果に基づいて、ＳＰ出力１８が短絡状態にあるか否かを判定する。

リレー駆動回路３４は、短絡判定部３３２の判定結果に基づいて、リレー１５を制御する。具体的には、リレー駆動回路３４は、短絡判定部３３２によってＳＰ出力１８が短絡状態にあると判定される場合には、リレー１５が開状態になるように、リレー１５を制御する。一方で、リレー駆動回路３４は、短絡判定部３３２によってＳＰ出力１８が短絡状態にないと判定される場合には、リレー１５が閉状態になるように、リレー１５を制御する。

以上説明した短絡判定装置３は、ＳＰ出力１８が短絡状態にあるか否かを判定することができる。以下、ＳＰ出力１８が短絡状態にあるか否かを判定する動作（以降、適宜“短絡検出動作”と称する）の流れについて更に説明を加える。

（２）短絡判定動作の流れ
続いて、図２を参照しながら、ＳＰ出力１８が短絡状態にあるか否かを判定する動作（つまり、短絡判定動作）の流れについて説明する。図２は、ＳＰ出力１８が短絡状態にあるか否かを判定する動作（つまり、短絡判定動作）の流れを示すフローチャートである。

尚、以下に示す短絡検出動作は、アンプ部１に通常の音声信号が入力される前に行われることが好ましい。例えば、短絡検出動作は、アンプ部１が動作を開始する際の初期動作の一部として行われることが好ましい。

図２に示すように、コントローラ３３は、ＳＧ入力１１に入力される検査信号がＳＰ出力１８まで到達することができるように、アンプ部１の動作パラメータを適宜設定する（ステップＳ１１）。例えば、コントローラ３３は、検査信号がＳＰ出力１８まで到達することができるように、アンプ部１内の信号経路の帯域を規定する動作パラメータを適宜設定してもよい。

尚、コントローラ３３は、検査信号生成器３１が生成する検査信号の特性（例えば、周波数や、信号レベル等）に基づいて、動作パラメータを設定することが好ましい。例えば、コントローラ３３は、検査信号生成器３１が生成する検査信号の周波数に基づいて、当該周波数の検査信号がＳＰ出力１８まで到達することができるように、アンプ部１の動作パラメータを適宜設定してもよい。

ステップＳ１１の動作に続いて、相前後して又は並行して、コントローラ３３は、ＳＧ入力１１に入力される検査信号がＳＰ出力１８まで到達した時点での当該検査信号の信号レベル（以降、適宜“出力信号レベル）と称する”が規定の信号レベルとなるように、プリアンプ１２（更には、必要に応じて更にパワーアンプ１４）の増幅率を適宜調整する（ステップＳ１２）。例えば、コントローラ３３は、検査信号の出力信号レベルが、ＳＰ出力１８が短絡状態にあるアンプ部１にパンピング現象を発生させることが可能な程度に大きい信号レベルとなるように、プリアンプ１２の増幅率を適宜調整してもよい。更には、例えば、コントローラ３３は、検査信号の出力信号レベルが、アンプ部１が備える各種素子の破壊を防止することが可能な（言い換えれば、破壊しない）程度に小さい信号レベルとなるように、プリアンプ１２の増幅率を適宜調整してもよい。本実施例では、例えば、コントローラ３３は、検査信号の出力信号レベルが１Ｖｐ−ｐ程度となる（つまり、出力信号レベルのピーク値とボトム値との差分が１Ｖ程度になる）ように、プリアンプ１２の増幅率を適宜調整してもよい。

尚、コントローラ３３は、検査信号生成器３１が生成する検査信号の特性（例えば、周波数や、信号レベル等）に基づいて、プリアンプ１２の増幅率を調整することが好ましい。例えば、コントローラ３３は、検査信号生成器３１が生成する検査信号の信号レベルに基づいて、検査信号の出力信号レベルが規定の信号レベルとなるように、プリアンプ１２の増幅率を適宜調整してもよい。

その後、信号制御部３３１は、検査信号を生成するように検査信号生成器３１を制御する（ステップＳ１３）。このとき、信号制御部３３１は、検査信号として、所定周波数以下の交流信号を生成するように検査信号生成器３１を制御することが好ましい。

所定周波数以下の交流信号が検査信号として生成される理由は、以下のとおりである。まず、本実施例では、上述したように、アンプ部１にパンピング現象が発生しているか否か（つまり、端子間電圧Ｖ１及び端子間電圧Ｖ２のうちの少なくとも一方が異常値を示すか否か）の判定結果に基づいて、ＳＰ出力１８が短絡状態にあるか否かが判定される。ここで、ＳＧ入力１１に入力される検査信号の周波数が小さければ小さいほど、ＳＰ出力１８が短絡状態にあるアンプ部１にパンピング現象が発生し易くなる。このため、ＳＰ出力１８が短絡状態にあるか否かを判定し易くするためには、アンプ部１にパンピング現象が発生し易くなればよい。アンプ部１にパンピング現象が発生し易くなるためには、できるだけ小さい周波数の交流信号が検査信号として生成されることが好ましい。このため、本実施例では、所定周波数以下の交流信号を検査信号として生成される。

このような所定周波数以下の交流信号を生成する理由を考慮すれば、信号制御部３３１は、ＳＧ入力１１に入力されることでＳＰ出力１８が短絡状態にあるアンプ部１にパンピング現象を発生させることが可能な程度の大きさの周波数の交流信号を検査信号として生成するように、検査信号生成器３１を制御してもよい。本実施例では、例えば、信号制御部３３１は、検査信号として、２Ｈｚ以下の（或いは、１Ｈｚから２Ｈｚの）周波数の交流信号を生成するように、検査信号生成器３１を制御してもよい。

ここで、ＳＧ入力１１に入力されることでＳＰ出力１８が短絡状態にあるアンプ部１にパンピング現象を発生させることが可能な交流信号の周波数は、第１電源１６ａに付随する第１コンデンサ１７ａ及び第２電源１６ｂに付随する第２コンデンサ１７ｂのうちの少なくとも一方の容量に応じて変動し得る。従って、信号制御部３３１は、第１コンデンサ１７ａ及び第２コンデンサ１７ｂのうちの少なくとも一方の容量に応じて定まる周波数の（又は、当該周波数以下の）検査信号を生成するように、検査信号生成器３１を制御することが好ましい。但し、信号制御部３３１は、第１コンデンサ１７ａ及び第２コンデンサ１７ｂのうちの少なくとも一方の容量を考慮することなく、上述した条件を満たす周波数としてとして予め定められている周波数の（又は、当該周波数以下の）検査信号を生成するように、検査信号生成器３１を制御してもよい。

尚、信号制御部３３１は、ステップＳ１２で設定したプリアンプ１２の増幅率を考慮した上で、検査信号生成器３１が生成する（言い換えれば、ＳＧ入力１１に入力される）検査信号の信号レベル（以降、適宜“入力信号レベル”と称する）が所望の信号レベルとなるように、検査信号生成器３１を制御してもよい。例えば、信号制御部３３１は、ステップＳ１２で設定したプリアンプ１２の増幅率を考慮した上で、検査信号の出力信号レベルが規定の信号レベルとすることが可能な入力信号レベルの検査信号を生成するように、検査信号生成器３１を制御してもよい。具体的には、例えば、信号制御部３３１は、ステップＳ１２で設定したプリアンプ１２の増幅率を考慮した上で、検査信号の出力信号レベルを、ＳＰ出力１８が短絡状態にあるアンプ部１にパンピング現象を発生させることが可能な程度に大きい信号レベルとすることが可能な入力信号レベルの検査信号を生成するように、検査信号生成器３１を制御してもよい。或いは、例えば、信号制御部３３１は、ステップＳ１２で設定したプリアンプ１２の増幅率を考慮した上で、検査信号の出力信号レベルを、アンプ部１が備える各種素子の破壊を防止することが可能な（言い換えれば、破壊しない）程度に小さい信号レベルとすることが可能な入力信号レベルの検査信号を生成するように、検査信号生成器３１を制御してもよい。

その後、検査信号生成器３１は、ステップＳ１３で生成した検査信号を、アンプ部１の検査対象チャンネルのＳＧ入力１１に入力する（ステップＳ１４）。

ＳＧ入力１１に検査信号が入力されている間に、短絡判定部３３２は、第１電圧検出器３２ａ及び第２電圧検出器３２ｂのうちの少なくとも一方の検出結果（つまり、端子間電圧Ｖ１及びＶ２のうちの少なくとも一方）を監視する。短絡判定部３３２は、監視結果に基づいて、ＳＰ出力１８が短絡状態にあるか否かを判定する。

より具体的には、短絡判定部３３２は、ＳＧ入力１１に検査信号が入力されている間に検出されている端子間電圧Ｖ１が異常値を示しているか否かを判定する（ステップＳ１５）。同様に、短絡判定部３３２は、ＳＧ入力１１に検査信号が入力されている間に検出されている端子間電圧Ｖ２が異常値を示しているか否かを判定する（ステップＳ１５）。ここで、「異常値」とは、アンプ部１にパンピング現象が発生している場合に検出される端子間電圧Ｖ１及びＶ２のうちの少なくとも一方の値に相当する。つまり、アンプ部１にパンピング現象が発生している場合には、端子間電圧Ｖ１及びＶ２のうちの少なくとも一方が異常値を示す。一方で、アンプ部１にパンピング現象が発生していない場合には、端子間電圧Ｖ１及びＶ２のうちの双方が異常値を示すことはない。

ステップＳ１５の判定の結果、端子間電圧Ｖ１及びＶ２のうちの少なくとも一方が異常値を示していると判定される場合には（ステップＳ１５：Ｙｅｓ）、短絡判定部３３２は、検査対象チャンネルのＳＰ出力１８が短絡状態にあると判定する（ステップＳ１６）。この場合、ＳＰ出力１８が短絡状態にあることに起因した過電流が短絡状態にあるＳＰ出力１８を介してアンプ部１内に流れることを防止するために、リレー駆動回路３４は、リレー１５が開状態になるように、リレー１５を制御する。その結果、リレー１５は開状態になる（ステップＳ１７）。その結果、ＳＰ出力１８が短絡状態にあることに起因した過電流がアンプ部１内に流れることが防止される。

一方で、ステップＳ１５の判定の結果、端子間電圧Ｖ１及びＶ２の双方が異常値を示していないと判定される場合には（ステップＳ１５：Ｎｏ）、短絡判定部３３２は、検査対象チャンネルのＳＰ出力１８が短絡状態にないと判定する（ステップＳ１８）。この場合、ＳＰ出力１８が短絡状態にあることに起因した過電流がアンプ部１内に流れることを防止する必要性が相対的に小さいために、リレー駆動回路３４は、リレー１５が閉状態になるように、リレー１５を制御する。その結果、リレー１５は閉状態になる（ステップＳ１９）。その結果、アンプ部１によって増幅された信号（典型的には、音声信号）が外部負荷ＳＰに出力される。

その後、短絡判定部３３２は、アンプ部１が備える全てのチャンネルを対象として、ＳＰ出力１８が短絡状態にあるか否かの判定が完了したか否かを判定する（ステップＳ２０）。

ステップＳ２０の判定の結果、全てのチャンネルを対象として、ＳＰ出力１８が短絡状態にあるか否かの判定が完了していないと判定される場合には（ステップＳ２０：Ｎｏ）、コントローラ３３は、ＳＰ出力１８が短絡状態にあるか否かの判定が完了していないチャンネルを、新たな検査対象チャンネルに設定する（ステップＳ２１）。その後、新たな検査対象チャンネルを対象として、ステップＳ１４以降の動作が行われる。つまり、新たな検査対象チャンネルのＳＧ入力１１に検査信号が入力されている間に検出される端子間電圧Ｖ１及びＶ２の少なくとも一方に基づいて、検査対象チャンネルのＳＰ出力１８が短絡状態にあるか否かが判定される。

一方で、ステップＳ２０の判定の結果、全てのチャンネルを対象として、ＳＰ出力１８が短絡状態にあるか否かの判定が完了していると判定される場合には（ステップＳ２０：Ｙｅｓ）、短絡判定装置３は、動作を終了する。

以上説明したように、本実施例の短絡判定装置３は、端子間電圧Ｖ１及びＶ２のうちの少なくとも一方が異常値を示しているか否かの判定結果に基づいて、ＳＰ出力１８が短絡状態にあるか否かを判定することができる。ここで、端子間電圧Ｖ１及びＶ２のうちの少なくとも一方が異常値を示すのは、アンプ部１にパンピング現象が発生している場合である。また、パンピング現象は、ＳＰ出力２０が短絡状態にある場合に特に顕著に発生する。従って、短絡判定装置３は、端子間電圧Ｖ１及びＶ２のうちの少なくとも一方が異常値を示しているか否かの判定結果に基づいて、アンプ部１にパンピング現象が発生するか否かを実質的に判定することができる。その結果、短絡判定装置３は、アンプ部１にパンピング現象が発生するか否かの判定結果に基づいて、ＳＰ出力１８が短絡状態にあるか否かを判定することができる。

本実施例では特に、ＳＰ出力１８が短絡状態にあるか否かを短絡判定装置３が判定する際には、ＳＧ入力１１には、短絡判定装置３が生成した検査信号が入力される。つまり、ＳＰ出力１８が短絡状態にあるか否かを短絡判定装置３が判定する際には、ＳＧ入力１１には、ＳＰ出力増２０が短絡状態にあるか否かを判定するために用いられる特別な検査信号が能動的に入力される。このため、本実施例では、アンプ部１に通常入力される音声信号（つまり、その特性によってはアンプ部１の破壊を引き起こしかねないおそれがある音声信号）がＳＧ入力１１に受動的に入力される場合と比較して、アンプ部１の破壊（例えば、電気的な破壊）が好適に防止される。

尚、上述の説明では、検査信号生成器３１は、検査信号として、所定周波数以下の交流信号を生成している。しかしながら、検査信号生成器３１は、検査信号として、所定周波数以下の交流信号に加えて又は代えて、直流信号を生成してもよい。この場合も、コントローラ３３は、検査信号の出力信号レベルが規定の信号レベルとなるように、プリアンプ１２の増幅率を適宜調整することが好ましい。更に、信号制御部３３１は、検査信号の出力信号レベルを規定の信号レベルとすることが可能な入力信号レベルの検査信号を生成するように、検査信号生成器３１を制御することが好ましい。直流信号が検査信号として入力される場合であっても、ＳＰ出力１８が短絡状態にある状況下であれば、アンプ部１にパンピング現象が発生する。従って、短絡判定装置３は、ＳＰ出力１８が短絡状態にあるか否かを好適に判定することができる。

本発明は、上述した実施例に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴なう短絡判定装置及び短絡検出方法もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。

１ アンプ部
１１ ＳＧ入力
１２ プリアンプ
１３ コンパレータ
１４ パワーアンプ
１５ リレー
１６ａ、１６ｂ 電源
１７ａ、１７ｂ コンデンサ
１８ ＳＰ出力
３ 短絡判定装置
３１ 検査信号生成器
３２ａ、３２ｂ 電圧検出器
３３ コントローラ
３３１ 信号制御部
３３２ 短絡判定部
３４ リレー駆動回路

Claims (4)

1. 増幅回路の出力端子が短絡状態にあるか否かを判定するために用いられる所定の検査信号を生成する生成手段と、
   前記生成手段が生成した前記検査信号が前記増幅回路の入力端子に入力されている間に、前記増幅回路の電源の電圧値を検出する検出手段と、
   前記検出手段が検出した前記電圧値に基づいて、前記出力端子が前記短絡状態にあるか否かを判定する判定手段と
   を備え、
   前記増幅回路は、ハーフブリッジ型のＤ級アンプであり、
   前記検査信号は、前記増幅回路の前記電源に付随するコンデンサの容量に応じて定まる第１周波数以下の交流信号であり、
   前記検査信号は、前記出力端子に到達した時点での信号レベルが、（ｉ）前記検査信号が前記入力端子に入力されることで、前記出力端子が前記短絡状態にある状況下で前記増幅回路にパンピング現象を発生させることが可能な第２信号レベルであって且つ（ｉｉ）前記検査信号の前記入力端子への入力に起因した前記増幅回路の破壊を抑止することが可能な第２信号レベルである
   ことを特徴とする短絡判定装置。
2. 前記検査信号は、前記出力端子が前記短絡状態にある状況下で前記検査信号が前記入力端子に入力されることで前記増幅回路にパンピング現象を発生させることが可能な第２周波数の交流信号である
   ことを特徴とする請求項１に記載の短絡判定装置。
3. 前記検査信号は、当該検査信号が前記出力端子に到達した時点での当該検査信号の信号レベルが、前記増幅回路の前記電源に付随するコンデンサの容量に応じて定まる第１信号レベル以下となる交流信号を含む
   ことを特徴とする請求項１及び２のいずれか一項に記載の短絡判定装置。
4. 増幅回路の出力端子が短絡状態にあるか否かを判定するために用いられる所定の検査信号を生成する生成工程と、
   前記生成工程において生成された前記検査信号が前記増幅回路の入力端子に入力されている間に、前記増幅回路の電源の電圧値を検出する検出工程と、
   前記検出工程において検出された前記電圧値に基づいて、前記出力端子が前記短絡状態にあるか否かを判定する判定工程と
   を備え、
   前記増幅回路は、ハーフブリッジ型のＤ級アンプであり、
   前記検査信号は、前記増幅回路の前記電源に付随するコンデンサの容量に応じて定まる第１周波数以下の交流信号であり、
   前記検査信号は、前記出力端子に到達した時点での信号レベルが、（ｉ）前記検査信号が前記入力端子に入力されることで、前記出力端子が前記短絡状態にある状況下で前記増幅回路にパンピング現象を発生させることが可能な第２信号レベルであって且つ（ｉｉ）前記検査信号の前記入力端子への入力に起因した前記増幅回路の破壊を抑止することが可能な第２信号レベルである
   ことを特徴とする短絡検出方法。

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