特許 7151472 オーディオ信号制御回路、音響システム、および、オーディオ信号制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-10-03

(45)【発行日】2022-10-12

(54)【発明の名称】オーディオ信号制御回路、音響システム、および、オーディオ信号制御方法

(51)【国際特許分類】

   H04R 3/00 20060101AFI20221004BHJP

【ＦＩ】

H04R3/00 101Z

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2018244328

(22)【出願日】2018-12-27

(65)【公開番号】P2020107988

(43)【公開日】2020-07-09

【審査請求日】2021-10-21

(73)【特許権者】

【識別番号】000004075

【氏名又は名称】ヤマハ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000970

【氏名又は名称】弁理士法人 楓国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】五藤 三貴

【審査官】辻 勇貴

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１８／１１６８６１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１７－０５９８７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１７／１６４３８０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特表２０１５－５０６１５７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０４Ｒ ３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

スピーカに出力するオーディオ信号の電圧と電流とから、前記スピーカのインピーダンスを算出するインピーダンス算出部と、
前記インピーダンスを用いて、前記オーディオ信号の抑圧値を設定する抑圧値設定部と、
前記インピーダンスが切り替え用閾値以上であれば前記電圧を用いたレベル検出を行い、前記インピーダンスが前記切り替え用閾値未満であれば前記電流を用いたレベル検出を行うレベル検出部と、
前記レベル検出部で検出した検出信号のレベルと前記抑圧値とを用いて、前記オーディオ信号のレベル制御を行うレベル制御部と、
を備える、オーディオ信号制御回路。

【請求項2】

前記抑圧値設定部は、
前記スピーカの定格で定義されているインピーダンスよりも高い特定インピーダンス未満の場合に、前記インピーダンスが大きくなるほど前記抑圧値が小さくなるように設定する、
請求項１に記載のオーディオ信号制御回路。

【請求項3】

前記レベル検出部は、
前記電圧を電流に変換する変換部を備え、
前記変換部にて前記電圧から変換された電流を用いて、前記電圧を用いたレベル検出を実行する、
請求項１または請求項２に記載のオーディオ信号制御回路。

【請求項4】

前記電流の平均値を算出する電流平均値算出部と、
前記電圧の平均値を算出する電圧平均値算出部と、を備え、
前記インピーダンス算出部は、前記電流の平均値と前記電圧の平均値とを用いて、前記インピーダンスを算出し、
前記レベル検出部は、前記電圧の平均値を用いて、前記電圧を用いたレベル検出を行い、前記電流の平均値を用いて、前記電流を用いたレベル検出を行う、
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のオーディオ信号制御回路。

【請求項5】

請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のオーディオ信号制御回路の各構成と、
前記レベル制御部の後段に接続されたアンプと、
前記アンプの後段に接続された前記スピーカと、を備え、
前記スピーカは、ハイインピーダンススピーカである、
音響システム。

【請求項6】

スピーカに出力するオーディオ信号の電圧と電流とから、前記スピーカのインピーダンスを算出し、
前記インピーダンスを用いて、前記オーディオ信号の抑圧値を設定し、
前記インピーダンスが切り替え用閾値以上であれば前記電圧を用いたレベル検出を行い、
前記インピーダンスが前記切り替え用閾値未満であれば前記電流を用いたレベル検出を行い、
前記レベル検出した信号のレベルと前記抑圧値とを用いて、前記オーディオ信号のレベル制御を行う、
オーディオ信号制御方法。

【請求項7】

前記スピーカの定格で定義されているインピーダンスよりも高い特定インピーダンス未満の場合に、前記インピーダンスが大きくなるほど前記抑圧値が小さくなるように設定する、
請求項６に記載のオーディオ信号制御方法。

【請求項8】

前記電圧を電流に変換し、
前記電圧から変換された電流を用いて、前記電圧を用いたレベル検出を実行する、
請求項６または請求項７に記載のオーディオ信号制御方法。

【請求項9】

前記電流の平均値を算出し、
前記電圧の平均値を算出し、
前記電流の平均値と前記電圧の平均値とを用いて、前記インピーダンスを算出し、
前記電圧の平均値を用いて、前記電圧を用いたレベル検出を行い、前記電流の平均値を用いて、前記電流を用いたレベル検出を行う、
請求項６乃至請求項８のいずれかに記載のオーディオ信号制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明の一実施形態は、アンプに出力するオーディオ信号の抑圧処理を行うオーディオ信号制御回路、音響システム、および、オーディオ信号制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１、２に記載の音響パワー管理システムは、リミッタを備える。音響パワー管理システムは、リミッタの後段に接続されるＤＡＣの出力を検出する。

【0003】

音響パワー管理システムは、出力と閾値とを比較する。音響パワー管理システムは、出力と閾値との比較結果をリミッタにフィードバックする。リミッタは、この比較結果を用いて、オーディオ信号のパワーを制御して、増幅器に出力する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１１－１９９８６６号公報

【文献】特開２０１３－０５５６７６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上述の従来技術のようなシステムは、一般的に、電流によって出力を計測する。

【0006】

しかしながら、スピーカのインピーダンスが高い場合、検出される電流値は小さくなり、電流の検出精度は低下する。この場合、リミッタは、オーディオ信号を適正に抑圧できないことがあり、後段の増幅器（アンプ）を確実に保護することが難しくなる。

【0007】

そこで、この発明の一実施形態は、スピーカのインピーダンスに応じて、オーディオ信号を適正に抑圧できるオーディオ信号制御回路およびオーディオ信号制御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】

【0008】

オーディオ信号制御回路は、スピーカに出力するオーディオ信号の電圧と電流とから、スピーカのインピーダンスを算出するインピーダンス算出部と、インピーダンスを用いて、オーディオ信号の抑圧値を設定する抑圧値設定部と、インピーダンスが切り替え用閾値以上であれば電圧を用いたレベル検出を行い、インピーダンスが切り替え用閾値未満であれば電流を用いたレベル検出を行うレベル検出部と、検出した検出信号のレベルと抑圧値とを用いてオーディオ信号のレベル制御を行うレベル制御部と、を備える。

【発明の効果】

【0009】

この発明の一実施形態は、スピーカのインピーダンスに応じて、オーディオ信号を適正に抑圧できる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】音響システム１のハードウェア構成を示す図である。

【図2】音響システム１の構成を示すブロック図である。

【図3】オーディオ信号制御回路１０の構成を示すブロック図である。

【図4】インピーダンスＺと抑圧値ＧＲとの関係を示すグラフである。

【図5】レベル検出部１４の構成を示すブロック図である。

【図6】オーディオ信号制御方法の第１の処理フローを示すフローチャートである。

【図7】音響システム１Ａの構成を示すブロック図である

【図8】オーディオ信号制御回路１０Ａの構成を示すブロック図である。

【図9】オーディオ信号制御方法の第２の処理フローを示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0011】

（音響システム１のハードウェア構成）
図１は、音響システム１のハードウェア構成を示す図である。図１に示すように、音響システム１は、プロセッサ９０、アンプ２０、電流センサ３０、電圧センサ４０、および、スピーカＳＰを備える。プロセッサ９０は、バス９００、ＣＰＵ９１、ＤＳＰ９２、メモリ９３、および、Ｉ／Ｏ９４を備える。バス９００は、ＣＰＵ９１、ＤＳＰ９２、メモリ９３、および、Ｉ／Ｏ９４を相互に接続する。

【0012】

メモリ９３は、オーディオ信号制御回路１０の各部の動作を行うためのプログラムを含む各種プログラムを記憶する。ＣＰＵ９１は、メモリ９３に記憶された各種プログラムを実行することで、オーディオ信号制御回路１０を実現する。また、メモリ９３は、抑圧値設定部１３で使われるインピーダンスに応じた抑圧値（リミッタテーブル）等を記憶する。メモリ９３が、各種のプログラムやデータを予め記憶することに限らず、外部記憶装置やネットワークにつながれているサーバ等が、各種のプログラムやデータを記憶してもよい。この場合、ＣＰＵ９１は、サーバ等から各種のプログラムやデータを読み出す。

【0013】

アンプ２０の入力端は、プロセッサ９０に接続する。アンプ２０は、スピーカＳＰの入力端にオーディオ信号を出力する。また、電流センサ３０および電圧センサ４０は、アンプ２０からの出力信号を入力し、各センサは、検出した信号を、プロセッサ９０のＩ／Ｏ９４に出力する。

【0014】

（音響システム１の構成）
図２は、音響システム１の全体構成を示すブロック図である。図２に示すように、音響システム１は、音響機器２、および、スピーカＳＰを備える。音響機器２は、後段のスピーカＳＰに接続する。音響機器２は、オーディオ信号をスピーカＳＰに出力する。

【0015】

スピーカＳＰは、例えば、ハイインピーダンススピーカである。ハイインピーダンススピーカは、例えば、オーディオ信号の入力段にトランスを備える。ハイインピーダンススピーカのインピーダンスは、このトランスを制御することによって調整する。そして、ハイインピーダンススピーカのインピーダンスは、単体で、数十Ωから数百Ω程度である。このように、ハイインピーダンススピーカは、インピーダンスが高いことから、音響機器２との間の伝送ケーブルの長さに影響なく、所望の音質の音を再生できる。なお、ハイインピーダンススピーカの定格インピーダンス（定格の抵抗値）は、８Ω、および、８Ωよりも大きな特定の抵抗値であって動作を保証するインピーダンスである。

【0016】

また、音響システム１は、用途に応じて、１台のアンプに複数のスピーカを並列に接続することがある。この場合、接続するスピーカの合計電力量とアンプの定格出力との関係から、アンプに対するスピーカのインピーダンス値は、変動する。例えば、ハイインピーダンススピーカ単体を接続した場合のインピーダンス値に比べて、複数のスピーカを接続した場合のインピーダンス値は、低くなる。

【0017】

音響機器２は、オーディオ信号制御回路１０、アンプ２０、電流センサ３０、および、電圧センサ４０を備える。

【0018】

オーディオ信号制御回路１０は、アンプ２０に接続する。アンプ２０は、スピーカＳＰに接続する。電流センサ３０および電圧センサ４０は、アンプ２０の出力端、言い換えれば、スピーカＳＰの入力端に接続する。電流センサ３０および電圧センサ４０は、オーディオ信号制御回路１０に接続する。

【0019】

概略的には、音響機器２の各部は、次の動作を行う。電流センサ３０は、アンプ２０が出力したオーディオ信号の電流を計測する。電流センサ３０は、計測した電流ｉｓを、オーディオ信号制御回路１０に出力（フィードバック）する。電圧センサ４０は、アンプ２０が出力したオーディオ信号の電圧を計測する。電圧センサ４０は、計測した電圧ｖｓを、オーディオ信号制御回路１０に出力（フィードバック）する。

【0020】

オーディオ信号制御回路１０は、電流ｉｓと電圧ｖｓとから、スピーカＳＰのインピーダンスＺを算出する。オーディオ信号制御回路１０は、スピーカＳＰのインピーダンスＺに基づいて、電流ｉｓを用いたレベル検出と、電圧ｖｓを用いたレベル検出とを切り替える。

【0021】

これは、次の理由による。例えば、供給電力が一定の場合、スピーカＳＰへの出力負荷（電圧）を１００Ｖに保証する。この場合、スピーカＳＰのインピーダンスＺが大きくなるほど、電流ｉｓは、小さくなる。そして、電流センサ３０の計測精度の問題から、例えば、電流ｉｓが１Ａ未満になると、電流ｉｓの計測精度は、低くなる。一方、スピーカＳＰのインピーダンスＺが大きくても、電圧ｖｓの計測精度は、低くならない。また、インピーダンスが小さい場合には、電流ｉｓの計測精度は、低くならない。このため、インピーダンスが小さい場合には、電流ｉｓを用いることが好ましい。一方、インピーダンスが大きい場合には、電圧ｖｓを用いることが好ましい。

【0022】

オーディオ信号制御回路１０は、電流ｉｓを用いたレベル検出と、電圧ｖｓを用いたレベル検出とを切り替えるための切り替え用閾値Ｚｒを、予め記憶する。オーディオ信号制御回路１０は、インピーダンスＺが切り替え用閾値Ｚｒ以上であれば、電圧ｖｓを用いたレベル検出を行う。オーディオ信号制御回路１０は、インピーダンスＺが切り替え用閾値Ｚｒ未満であれば、電流ｉｓを用いたレベル検出を行う。これにより、オーディオ信号制御回路１０は、スピーカＳＰのインピーダンスＺに依らず、アンプ２０から出力されるオーディオ信号のレベルを精度良く検出できる。

【0023】

また、オーディオ信号制御回路１０は、インピーダンスＺの大きさに応じた抑圧値ＧＲを設定する。

【0024】

オーディオ信号制御回路１０は、オーディオ信号のレベルと抑圧値ＧＲとを用いて、オーディオ信号Ｓａのレベルを調整して、アンプ２０に出力する。オーディオ信号のレベルは、上述のように精度良く検出する。抑圧値ＧＲは、インピーダンスＺによって設定する。これにより、オーディオ信号制御回路１０は、スピーカＳＰのインピーダンスＺに応じて、オーディオ信号のレベルを適正に抑圧できる。したがって、過剰なレベルのオーディオ信号がアンプ２０に入力されることは、抑制される。この結果、オーディオ信号制御回路１０は、アンプ２０の電気回路の各構成素子をより確実に保護できる。

【0025】

アンプ２０は、オーディオ信号制御回路１０でレベルを抑圧したオーディオ信号Ｓａｃを増幅して、スピーカＳＰに出力する。

【0026】

（オーディオ信号制御回路１０の構成）
図３は、オーディオ信号制御回路１０の構成を示すブロック図である。図３に示すように、オーディオ信号制御回路１０は、レベル制御部１１、インピーダンス算出部１２、抑圧値設定部１３、および、レベル検出部１４を備える。

【0027】

インピーダンス算出部１２は、電圧センサ４０で計測した電圧ｖｓを、電流センサ３０で計測した電流ｉｓで除算することで、スピーカＳＰのインピーダンスＺを算出する。インピーダンス算出部１２は、算出されたインピーダンスＺを、抑圧値設定部１３に出力する。

【0028】

抑圧値設定部１３は、インピーダンスＺに基づいて、抑圧値ＧＲを設定する。図４は、インピーダンスＺと抑圧値ＧＲとの関係を示すグラフである。図４において、縦軸は、抑圧値ＧＲであり、横軸は、スピーカＳＰのインピーダンスＺである。

【0029】

図４の実線に示すように、抑圧値ＧＲは、インピーダンスＺに応じて設定する。より具体的には、インピーダンスＺが特定インピーダンスＺｔｈ未満の範囲では、図４の実線に示すように、インピーダンスＺが特定インピーダンスＺｔｈに近づくほど（インピーダンスＺが大きくなるほど）、抑圧値ＧＲは０［ｄＢ］に近づく。一方、図４の実線に示すように、インピーダンスＺが特定インピーダンスＺｔｈから遠ざかるほど（インピーダンスＺが小さくなるほど）、抑圧値ＧＲは、絶対値の大きな負値となる。すなわち、インピーダンスＺが特定インピーダンスＺｔｈ未満の範囲では、インピーダンスＺが大きくなるほど、抑圧値ＧＲは小さくなる。例えば、図４に示すように、インピーダンスＺが８Ω（＝Ｚｒ）の場合の抑圧値ＧＲは、インピーダンスＺが２Ωの場合の抑圧値ＧＲと比較して、０［ｄＢ］に近く、絶対値は小さい。したがって、インピーダンスＺが８Ω（＝Ｚｒ）の場合の抑圧値ＧＲは、インピーダンスＺが２Ωの場合の抑圧値ＧＲと比較して小さくなる。

【0030】

スピーカＳＰのインピーダンスＺが小さい場合、スピーカＳＰのインピーダンスＺが大きい場合と比較して、スピーカＳＰに入力される電流値は、大きくなる。このため、スピーカＳＰのインピーダンスＺが小さい場合、スピーカＳＰのインピーダンスＺが大きい場合と比較して、抑圧値ＧＲは、大きく設定することが好ましい。したがって、図４に示すように、インピーダンスＺが大きくなるほど、抑圧値ＧＲが小さくなることによって、抑圧値設定部１３は、適正な抑圧値ＧＲを設定できる。抑圧値設定部１３は、設定した抑圧値ＧＲを、レベル制御部１１に出力する。

【0031】

なお、抑圧値設定部１３は、インピーダンスＺが特定インピーダンスＺｔｈ以上の場合、抑圧値ＧＲを一定（例えば、０ｄＢ）に設定する。インピーダンスＺが特定インピーダンスＺｔｈ以上の場合、スピーカＳＰに入力される電流値は、極小さくなる。このため、オーディオ信号の抑圧を殆ど行わなくても、アンプ２０に過剰なレベルのオーディオ信号が入力されることは無い。

【0032】

逆に、インピーダンスＺが特定インピーダンスＺｔｈ以上の場合にオーディオ信号の抑圧を行うと、オーディオ信号のレベルは、低くなりすぎる。このようなオーディオ信号のレベルの過剰な低下は、音質の低下の要因になる。したがって、インピーダンスＺが特定インピーダンスＺｔｈ以上の場合には、オーディオ信号の抑圧は、行わないことが好ましい。

【0033】

なお、特定インピーダンスＺｔｈは、定格インピーダンスの最低値である８Ω（＝Ｚｒ）よりも大きな特定値であり、例えば、８０Ω等である。特定インピーダンスＺｔｈは、８Ωよりも大きければ、８０Ωに限るものではなく、例えば、アンプ２０やスピーカＳＰの仕様等に応じて設定する。

【0034】

図５は、レベル検出部１４の構成を示すブロック図である。図５に示すように、レベル検出部１４は、変換部１４１、選択部１４２、および、積算検波部１４３を備える。

【0035】

変換部１４１は、電圧ｖｓを、電流値への変換用の抵抗値で除算することによって、電流ｉｖｓを算出する。変換部１４１は、電圧ｖｓから変換された電流ｉｖｓを、選択部１４２に出力する。なお、変換用の抵抗値は、例えば、定格インピーダンスの最低値の８Ωである。

【0036】

選択部１４２は、インピーダンスＺが切り替え用閾値Ｚｒ（抵抗値）未満であれば、電流ｉｓを選択して、積算検波部１４３に出力する。選択部１４２は、例えば、インピーダンスＺを、インピーダンス算出部１２の算出結果から得ることができる。インピーダンスＺが切り替え用閾値Ｚｒ以上であれば、選択部１４２は、電圧ｖｓから変換された電流ｉｖｓを選択して、積算検波部１４３に出力する。

【0037】

切り替え用閾値Ｚｒは、例えば、ハイインピーダンススピーカの定格インピーダンスの最低値の８Ωである。インピーダンスＺが８Ω以上の場合、仕様上、スピーカＳＰは、ハイインピーダンススピーカとしてみなせる。

【0038】

上述のように、供給電力が一定の場合、スピーカＳＰへの出力負荷（電圧）を１００Ｖに保証すると、スピーカＳＰのインピーダンスＺが大きくなるほど、電流ｉｓは、小さくなる。そして、電流センサ３０の計測精度の問題から、例えば、電流ｉｓが１Ａ未満になると、電流ｉｓの計測精度は、低くなる。一方、スピーカＳＰのインピーダンスＺが大きくても、電圧ｖｓの計測精度は、低くならない。

【0039】

具体的には、例えば、インピーダンスＺが８Ω以上では、電流ｉｓは小さくなる。そして、電流ｉｓは、インピーダンスＺが大きくなるほど、より小さくなる。このため、インピーダンスＺが８Ω以上では、電流ｉｓを用いたレベル検出の精度は、低くなり、電圧ｖｓを用いたレベル検出の方が、高精度になる。

【0040】

このため、ハイインピーダンススピーカの定格インピーダンスの最低値の８Ωは、切り替え用閾値Ｚｒである。そして、レベル検出部１４は、インピーダンスＺが切り替え用の閾値Ｚｒ以上であれば、電流ｉｓを用いたレベル検出から、電圧ｖｓを用いたレベル検出に切り替える。これにより、レベル検出部１４は、オーディオ信号のレベルを高精度に検出できる。

【0041】

そして、インピーダンスＺが８Ω以上の場合において、このようにレベルが高精度に検出されたオーディオ信号に対して、レベル制御部１１は、上述のようにインピーダンスＺに応じた抑圧値ＧＲを用いる。これにより、インピーダンスＺが８Ω以上の場合であっても、レベル制御部１１は、オーディオ信号を適正に抑圧できる。

【0042】

積算検波部１４３は、電流ｉｓが入力されれば、電流ｉｓを積算検波することによってレベル検出を行う。積算検波部１４３は、レベル検出された検出信号ｉｄを出力する。積算検波部１４３は、電圧ｖｓから変換された電流ｉｖｓが入力されれば、この電流ｉｖｓを積算検波することによってレベル検出を行う。積算検波部１４３は、レベル検出された検出信号ｉｄを出力する。検出信号ｉｄのレベルは、電流ｉｓ、または、電圧ｖｓから変換された電流ｉｖｓの強度（振幅）に比例して大きくなる。積算検波部１４３は、検出信号ｉｄを、レベル制御部１１に出力する。

【0043】

なお、変換部１４１は、インピーダンス算出部１２で算出されたインピーダンスＺを、変換用の抵抗値に用いることも可能である。しかしながら、変換用の抵抗値は、定格インピーダンスの最低値の８Ωであるとよい。

【0044】

上述のように、スピーカＳＰの定格インピーダンス（定格として定義されているインピーダンス）の最低値は８Ωである。このため、スピーカＳＰのインピーダンスは、通常、８Ωよりも大きなことが多い。この場合、インピーダンス算出部１２で算出されたインピーダンスＺを変換用の抵抗値に用いると、電流ｉｖｓの値は、定格インピーダンスの最低値の８Ωを変換用の抵抗値に用いる場合よりも、小さくなる。したがって、インピーダンス算出部１２で算出されたインピーダンスＺを変換用の抵抗値に用いると、レベル検出の感度は低くなってしまう。逆に、定格インピーダンスの最低値の８Ωを変換用の抵抗値に用いると、レベル検出の感度は向上する。よって、変換用の抵抗値は、定格インピーダンスの最低値の８Ωであるとよい。

【0045】

レベル制御部１１は、オーディオ信号Ｓａ、検出信号ｉｄ、および、抑圧値ＧＲを入力する。レベル制御部１１は、所謂、コンプレッサやリミッタである。レベル制御部１１は、検出信号ｉｄのレベルが抑圧用の閾値以上であるか否かを検出する。レベル制御部１１は、検出信号ｉｄのレベルが抑圧用の閾値以上であれば、抑圧値ＧＲを用いてオーディオ信号Ｓａのレベルを抑圧する。レベル制御部１１は、抑圧後のオーディオ信号Ｓａｃを、アンプ２０に出力する。

【0046】

そして、上述のように、インピーダンスＺが８Ω以上であって特定インピーダンスＺｔｈ未満の場合に、抑圧値ＧＲは、インピーダンスＺの大きさに応じて設定される。これにより、オーディオ信号制御回路１０は、インピーダンスＺに応じた抑圧値ＧＲを用いて、オーディオ信号を抑圧できる。したがって、オーディオ信号制御回路１０は、インピーダンスＺに応じて、アンプ２０をより確実に保護できる。

【0047】

また、上述のように、オーディオ信号制御回路１０は、インピーダンスＺが大きくても、オーディオ信号のレベルを高精度に検出できる。したがって、オーディオ信号制御回路１０は、オーディオ信号Ｓａのレベルを高精度に抑圧できる。これにより、オーディオ信号制御回路１０は、アンプ２０をより確実に保護できる。

【0048】

また、インピーダンスＺが特定インピーダンスＺｔｈ以上の場合には、電流は特に小さくなる。したがって、オーディオ信号を抑圧しなくても、アンプ２０の破損は、生じ難い。一方、電流が小さいため、抑圧値ＧＲが小さくても、オーディオ信号のレベルは、過剰に低下する。したがって、特定インピーダンスＺｔｈ以上の場合に抑圧値ＧＲを”０”に設定することで、オーディオ信号制御回路１０は、オーディオ信号の過剰な抑圧を抑制できる。

【0049】

また、インピーダンスＺが８Ω未満の場合には、抑圧値ＧＲは、インピーダンスＺが小さくなるほど大きくなる。これにより、過剰なレベルのオーディオ信号がアンプ２０に出力されることは、抑制でき、オーディオ信号制御回路１０は、アンプ２０をより確実に保護できる。

【0050】

（オーディオ信号制御方法の第１の処理）
図６は、オーディオ信号制御方法の第１の処理フローを示すフローチャートである。なお、図６の各処理の具体的な説明は、上述の構成の説明と同様であり、同様の箇所の説明は省略する。

【0051】

図６に示すように、演算装置は、スピーカＳＰに入力されるオーディオ信号の電流ｉｓおよび電圧ｖｓから、スピーカＳＰのインピーダンスＺを算出する（Ｓ１１）。

【0052】

演算装置は、インピーダンスＺが切り替え用閾値Ｚｒ以上であれば（Ｓ１２：ＹＥＳ）、電圧ｖｓを用いたレベル検出（電圧ｖｓから変換された電流ｉｖｓを用いたレベル検出）を行う（Ｓ１３）。演算装置は、インピーダンスＺが切り替え用閾値Ｚｒ未満であれば（Ｓ１２：ＮＯ）、電流ｉｓを用いたレベル検出を行う（Ｓ１４）。

【0053】

また、演算装置は、レベル検出とは別の処理として、インピーダンスＺに応じた抑圧値ＧＲを設定する（Ｓ１５）。例えば、演算装置は、レベル検出と抑圧値ＧＲの設定とを並行に行う。

【0054】

演算装置は、ステップＳ１３またはステップＳ１４で行った検出信号ｉｄのレベルと、ステップＳ１５で行った抑圧値ＧＲとの２つの結果を用いて、オーディオ信号の抑圧処理を行う（Ｓ１６）。

【0055】

（音響システム１Ａの構成）
図７は、音響システム１Ａの構成を示すブロック図である。音響システム１Ａは、上述の音響システム１に対して、複数のスピーカ、例えば、ｍ（ｍは２以上の整数）個のスピーカＳＰ１、スピーカＳＰ２、・・・、スピーカＳＰｍを備える点で異なる。音響システム１Ａの他の構成は、音響システム１と同様であり、同様の箇所の説明は省略する。

【0056】

図７に示すように、スピーカＳＰ１、スピーカＳＰ２、・・・、スピーカＳＰｍは、アンプ２０の出力端に対して、並列に接続する。電流センサ３０は、アンプ２０の出力端の電流ｉｓを計測する。電圧センサ４０は、アンプ２０の出力端の電圧ｖｓを計測する。アンプ２０の出力端は、言い換えれば、並列接続されるスピーカＳＰ１、スピーカＳＰ２、・・・、スピーカＳＰｍからなるスピーカシステムの入力端である。

【0057】

このような構成では、並列接続されるスピーカの個数によって、スピーカシステムのインピーダンスＺは、変化する。しかしながら、上述の構成を用いることによって、インピーダンスＺが変化しても、音響機器２のオーディオ信号制御回路１０は、インピーダンスＺに応じて、オーディオ信号のレベルを高精度に検出できる。また、オーディオ信号制御回路１０は、インピーダンスＺに応じた抑圧値ＧＲを設定できる。これにより、スピーカシステムの態様に応じて、オーディオ信号を適正なレベルに抑圧でき、アンプ２０をより確実に保護できる。

【0058】

（オーディオ信号制御回路１０Ａの構成）
図８は、オーディオ信号制御回路１０Ａの構成を示すブロック図である。図８に示すように、オーディオ信号制御回路１０Ａは、オーディオ信号制御回路１０に対して、電流平均値算出部１５１、および、電圧平均値算出部１５２を備える点で異なる。オーディオ信号制御回路１０Ａの他の構成は、オーディオ信号制御回路１０と同様であり、同様の箇所の説明は省略する。

【0059】

電流平均値算出部１５１は、入力された電流ｉｓの二乗平均値を算出する。この際、二乗平均値は、移動平均値である。電流平均値算出部１５１は、電流ｉｓの二乗平均値を、インピーダンス算出部１２およびレベル検出部１４に出力する。

【0060】

電圧平均値算出部１５２は、入力された電圧ｖｓの二乗平均値を算出する。この際、二乗平均値は、移動平均値である。電圧平均値算出部１５２は、電圧ｖｓの二乗平均値を、インピーダンス算出部１２およびレベル検出部１４に出力する。

【0061】

このような構成によって、電流平均値算出部１５１は、電流ｉｓに重畳するノイズの影響を抑圧できる。また、電圧平均値算出部１５２は、電圧ｖｓに重畳するノイズの影響を抑圧できる。

【0062】

インピーダンス算出部１２は、電圧ｖｓの二乗平均値を、電流ｉｓの二乗平均値で除算することによって、インピーダンスＺを算出する。これにより、インピーダンス算出部１２は、インピーダンスＺを高精度に算出できる。

【0063】

レベル検出部１４は、電圧ｖｓの二乗平均値または電流ｉｓの二乗平均値を用いることで、オーディオ信号のレベルを高精度に検出できる。

【0064】

オーディオ信号は、レベルがクリップする等によって、正弦波の波形でなく、略方形波等になることもある。しかしながら、このような構成によって、インピーダンス算出部１２は、このような波形のオーディオ信号のインピーダンスＺを高精度に算出できる。同様に、レベル検出部１４は、オーディオ信号のレベルを高精度に検出できる。

【0065】

（オーディオ信号制御方法の第２の処理）
図８の構成に対して、オーディオ信号制御方法は、図９に示すようなフローとなる。図９は、オーディオ信号制御方法の第２の処理フローを示すフローチャートである。

【0066】

図９に示すように、オーディオ信号制御方法の第２の処理は、図６に示した第１の処理に対して、電流平均値の算出処理および電圧平均値の算出処理を追加したものである。図９に示す第２の処理における他の処理は、図６に示す第１の処理と同様であり、同様の箇所の説明は省略する。

【0067】

演算装置は、電流ｉｓの二乗平均値を算出する（Ｓ１１１）。演算装置は、電圧ｖｓの二乗平均値を算出する（Ｓ１２１）。演算装置は、電圧ｖｓの二乗平均値を電流ｉｓの二乗平均値で除算することによって、インピーダンスＺを算出する（Ｓ１１）。以下、演算装置は、ステップＳ１２からステップＳ１６の処理を実行することによって、オーディオ信号を適正なレベルに抑圧する。

【0068】

本実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0069】

１、１Ａ：音響システム
２：音響機器
１０、１０Ａ：オーディオ信号制御回路
１１：レベル制御部
１２：インピーダンス算出部
１３：抑圧値設定部
１４：レベル検出部
２０：アンプ
３０：電流センサ
４０：電圧センサ
９０：プロセッサ
９１：ＣＰＵ
９２：ＤＳＰ
９３：メモリ
９５：Ｉ／Ｏ
１４１：変換部
１４２：選択部
１４３：積算検波部
１５１：電流平均値算出部
１５２：電圧平均値算出部
９００：バス

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】