特許 7425646 リミッタ回路

(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】2024-01-23

(45)【発行日】2024-01-31

(54)【発明の名称】リミッタ回路

(51)【国際特許分類】

   H03F 1/52 20060101AFI20240124BHJP

   H03G 11/00 20060101ALI20240124BHJP

   H03F 3/20 20060101ALI20240124BHJP

   H03F 3/181 20060101ALI20240124BHJP

   H04R 3/00 20060101ALI20240124BHJP

【ＦＩ】

H03F1/52

H03G11/00

H03F3/20

H03F3/181

H04R3/00 101Z

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2020056756

(22)【出願日】2020-03-26

(65)【公開番号】P2021158521

(43)【公開日】2021-10-07

【審査請求日】2022-12-23

(73)【特許権者】

【識別番号】000191238

【氏名又は名称】日清紡マイクロデバイス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】遠藤 康之

【審査官】竹内 亨

(56)【参考文献】

【文献】特開平０８－１７２６９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－１７４２６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６１－２８８６０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１０２２８３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０３Ｆ １／００－３／７２

Ｈ０３Ｇ １１／００

Ｈ０４Ｒ ３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電力増幅回路に供給される電圧をアッテネートするアッテネータ回路と、
前記電力増幅回路の出力電流が基準電流値に到達した時の前記出力電流に基づいて第１の基準電圧値を発生し、前記第１の基準電圧値に基づいて前記アッテネータ回路を制御するアッテネータ制御回路と、を備え、
前記アッテネータ制御回路は、
前記電力増幅回路の出力電流を電圧に変換し第１の電圧絶対値を出力する第１の絶対値回路と、
前記第１の電圧絶対値と第２の基準電圧値を比較する第１のコンパレータと、
前記電力増幅回路に供給される電圧に基づいて第２の電圧絶対値を出力する第２の絶対値回路と、
前記第１のコンパレータの出力信号に応答して、前記第２の電圧絶対値をラッチして前記第１の基準電圧値を出力する第１の電圧ラッチ回路と、
前記第２の電圧絶対値と、前記第１の電圧ラッチ回路からの前記第１の基準電圧値とを比較する第２のコンパレータを有し、
前記アッテネータ回路は、前記第２のコンパレータの出力信号に応答して、前記電力増幅回路に供給される前記電圧をアッテネートする、
リミッタ回路。

【請求項2】

前記第２のコンパレータは、前記第１の電圧絶対値が前記第２の基準電圧値より小さい場合には、前記第２の電圧絶対値と第３の基準電圧値とを比較し、前記第１の電圧絶対値が前記第２の基準電圧値より大きい場合には、前記第２の電圧絶対値と前記第１の電圧ラッチ回路からの前記第１の基準電圧値とを比較する、
請求項１に記載のリミッタ回路。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書等に開示の実施形態は、リミッタ回路に関する。

【背景技術】

【0002】

一般に、オーディオ向けパワーアンプＩＣは、スピーカ保護のため過大な出力電圧を抑える出力電圧リミッタ、またＩＣ自身を保護するため過大な出力電流を抑える出力電流リミッタを備えることが一般的である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特許第３５６２１４１号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

従来の電流リミッタはアッテネータを使わないため、電流リミッタ動作時のオーディオ信号はクリップした波形となり、オーディオ特性悪化が顕著である。また、電流リミッタ動作時のオーディオ特性を改善するため、アッテネータを有する電圧リミッタを用いる技術がある。しかしながら、従来の電圧リミッタを用いる場合、出力電力が犠牲になる、安定したリミット値を得るのが困難である等の問題がある。

【0005】

本明細書等に開示の実施形態が解決しようとする課題の一つは、上記に鑑みてなされたものであって、負荷インピーダンスや出力ＬＣフィルタの時定数によらず、過電流リミッタ動作時においても過度に音質を悪化させることなく再生を可能とするリミッタ回路を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の実施形態に係るリミッタ回路は、電力増幅回路に供給される電圧をアッテネートするアッテネータ回路と、前記電力増幅回路の出力電流が基準電流値に到達した時の前記出力電流に基づいて第１の基準電圧値を発生し、前記第１の基準電圧値に基づいて前記アッテネータ回路を制御するアッテネータ制御回路と、を備え、前記アッテネータ制御回路は、前記電力増幅回路の出力電流を電圧に変換し第１の電圧絶対値を出力する第１の絶対値回路と、前記第１の電圧絶対値と第２の基準電圧値を比較する第１のコンパレータと、前記電力増幅回路に供給される電圧に基づいて第２の電圧絶対値を出力する第２の絶対値回路と、前記第１のコンパレータの出力信号に応答して、前記第２の電圧絶対値をラッチして前記第１の基準電圧値を出力する第１の電圧ラッチ回路と、前記第２の電圧絶対値と、前記第１の電圧ラッチ回路からの前記第１の基準電圧値とを比較する第２のコンパレータを有し、前記アッテネータ回路は、前記第２のコンパレータの出力信号に応答して、前記電力増幅回路に供給される前記電圧をアッテネートする、ことを特徴とする。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、負荷インピーダンスや出力ＬＣフィルタの時定数によらず、過電流リミッタ動作時においても過度に音質を悪化させることなく再生を可能とするリミッタ回路を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、第１の実施形態に係るリミッタ回路を有するパワーアンプ回路の構成を示した図である。

【図2】図２は、重負荷に接続された場合のリミッタ回路の動作を説明するための図である。

【図3】図３は、比較例に係るリミッタ回路を有するパワーアンプ回路を説明するための図である。

【図4】図４は、図３に示したパワーアンプ回路が有する電流リミッタ回路の一例を示した図である。

【図5】図５は、重負荷を接続した場合の比較例に係るリミッタ回路の動作を説明するための図である。

【図6】図６は、第２の実施形態に係るリミッタ回路を有するパワーアンプ回路の構成を示した図である。

【図7】図７は、軽負荷を接続した場合のリミッタ回路７の動作を説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、図面を参照しながら、リミッタ回路の実施形態について詳細に説明する。以下の実施形態では、同一の参照符号を付した部分は同様の動作をおこなうものして、重複する説明は適宜省略する。

【0010】

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係るリミッタ回路１を有するパワーアンプ回路Ｄ１の構成を示した図である。図１に示した様に、パワーアンプ回路Ｄ１は、入力ノード３を介して入力電圧源２からの入力信号を入力する。パワーアンプ回路Ｄ１は、入力した信号を増幅してフィルタ４に出力する。パワーアンプ回路Ｄ１から出力された信号は、ＬＣフィルタ等のフィルタ４、出力ノード５を介して負荷としてのスピーカ６に出力される。

【0011】

パワーアンプ回路Ｄ１は、リミッタ回路１、第１の電力増幅回路２０を有する。リミッタ回路１は、アッテネータ回路１０、電流検出回路２１、アッテネータ制御回路３０を有する。以下、アッテネータ回路１０、第１の電力増幅回路２０、電流検出回路２１、アッテネータ制御回路３０の構成について詳しく説明する。

【0012】

アッテネータ回路１０は、第１の電力増幅回路２０に供給される電圧を減衰（アッテネート）させる。アッテネータ回路１０は、第１の抵抗１０１、第１のノード１０２、第１の電圧制御回路１０３を備える。第１の電圧制御回路１０３は、電圧に基づいて電圧制御抵抗の抵抗値を制御し、入力電圧信号を減衰させる。第１の電圧制御回路１０３は、減衰させた入力電圧信号を第１のノード１０２に出力し、第１のノード１０２が所定の基準電位より大きくならないように動作する。

【0013】

第１の電力増幅回路２０は、入力信号を増幅しフィルタ４へ出力するパワーアンプである。

【0014】

電流検出回路２１は、第１の電力増幅回路２０の出力電流を検出する。電流検出回路２１は、例えば、第１の電力増幅回路２０の出力電流の一部を入力とするカレントミラー回路である。電流検出回路２１は、検出した出力電流をアッテネータ制御回路３０へ出力する。

【0015】

アッテネータ制御回路３０は、第１の電力増幅回路２０の出力電流が基準電流値に到達した時の出力電流に基づいて第１の基準電圧値を発生し、第１の基準電圧値に基づいてアッテネータ回路１０を制御する。アッテネータ制御回路３０は、第１の絶対値回路３０１、第１の基準電圧源３０３、第２のノード３０５、第１のコンパレータ３０６、第３のノード３０７、第２の絶対値回路３１０、第４のノード３１１、電圧ラッチ回路３１３、第２のコンパレータ３１５、第５のノード３１７、キャパシタ３１９、第６のノード３２０を備える。

【0016】

第１の絶対値回路３０１は、電流検出回路２１によって検出された電流をＩ－Ｖ変換し、第１の電圧絶対値として第２のノード３０５を介して第１のコンパレータ３０６の一方の入力端子へ出力する。

【0017】

第１の基準電圧源３０３は、基準電圧Ｖ１（第２の基準電圧値の一例）を第１のコンパレータ３０６の他方の入力端子へ供給する。

【0018】

第１のコンパレータ３０６は、第１の絶対値回路３０１から出力される第１の電圧絶対値が基準電圧Ｖ１より大きくなるとハイレベル信号を出力する。第１のコンパレータ３０６から出力されたハイレベル信号は、第３のノード３０７を介して電圧ラッチ回路３１３へ出力される。

【0019】

なお、第１の基準電圧源３０３から供給される基準電圧Ｖ１は、第１の電力増幅回路２０の出力電流（すなわち、電流検出回路２１によって検出される出力電流）が目標とする出力電流リミット値に達した時に第３のノード３０７がハイレベルになるように（第１のコンパレータ３０６からハイレベル信号が出力されるように）設定される。

【0020】

第２の絶対値回路３１０は、第１の電力増幅回路２０に供給される電圧に基づく第２の電圧絶対値を、第４のノード３１１を介して第２のコンパレータ３１５の一方の入力端子に供給する。

【0021】

電圧ラッチ回路３１３は、第１のコンパレータ３０６の出力信号に応答して、第２の絶対値回路３１０が出力する第２の電圧絶対値をラッチする。電圧ラッチ回路３１３は、ラッチした第２の電圧絶対値を、第１の基準電圧値として第５のノード３１７を介して第２のコンパレータ３１５の他方の入力端子に供給する。

【0022】

第２のコンパレータ３１５は、第２の絶対値回路３１０からの第２の電圧絶対値と、電圧ラッチ回路３１３からの第１の基準電圧値とを比較する。第２のコンパレータ３１５は、第２の絶対値回路３１０からの第２の電圧絶対値が電圧ラッチ回路３１３からの第１の基準電圧値より大きくなると、ハイレベル信号を出力する。第２のコンパレータ３１５から出力されたハイレベル信号は、キャパシタ３１９による位相制御を受け、第６のノード３２０を介してアッテネータ回路１０の第１の電圧制御回路１０３に出力される。

【0023】

第１の電圧制御回路１０３は第２のコンパレータ３１５から出力されたハイレベル信号に応答して、電圧制御抵抗の抵抗値を制御し、入力電圧信号を減衰させる。すなわち、第２の絶対値回路３１０から出力される第２の電圧絶対値が電圧ラッチ回路３１３から出力される第１の基準電圧値よりも大きい場合、第２のコンパレータ３１５からの制御信号により第１の電圧制御回路１０３を制御する。第１の電圧制御回路１０３は、入力電圧信号を減衰させて第１のノード１０２に出力することで、第２の絶対値回路３１０から出力される第２の電圧絶対値が電圧ラッチ回路３１３から出力される第１の基準電圧値よりも大きくならないように制御する。

【0024】

電圧ラッチ回路３１３から出力される第１の基準電圧値は、第１の電力増幅回路２０の出力電流が目標とする出力電流リミット値に達したタイミングにおいて、電圧ラッチ回路３１３によりラッチされた第２の電圧絶対値である。従って、第１の電力増幅回路２０の出力電流を基準とする瞬間値であるため時定数の影響を受けにくいものなっている。

【0025】

次に、第１の実施形態に係るリミッタ回路の動作を説明する。

【0026】

図２は、重い負荷６（例えば２Ω等の低抵抗）に接続された場合のリミッタ回路１の動作を説明するための図である。すなわち、図２（ａ）は、入力ノード３における電圧波形（入力電圧波形）と、出力ノード５における電圧波形（出力電圧波形）とを、それぞれ実線と破線とで示している。図２（ｂ）は、第１の電力増幅回路２０の出力電流Ｉｏｕｔの電流波形を示している。図２（ｃ）は、第１の基準電圧源３０３の基準電圧Ｖ１（第２の基準電圧値）と、第２のノード３０５における電圧波形（第１の電圧絶対値の波形）とを示している。図２（ｄ）は、第５のノード３１７における電圧波形（第１の基準電圧）と、第４のノード３１１における電圧波形（第２の電圧絶対値の波形）とを示している。図２（ｅ）は、第６のノード３２０における電圧波形（第２のコンパレータ３１５の出力波形）を示している。

【0027】

図２（ｂ）に示した様に、第１の電力増幅回路２０の出力電流が時刻ｔ１において出力電流リミット値ＩＬに到達した場合を想定する。係る場合、図２（ｄ）に示した様に、時刻ｔ１において第２のコンパレータ３１５からの出力信号により第６のノード３２０の電圧が上昇する。第１の電圧制御回路１０３は、この第２のコンパレータ３１５からの出力信号に応答して動作し入力電圧を減衰させる。

【0028】

第１の電圧制御回路１０３の動作に連動して、図２（ａ）に示した様に、出力電圧波形は、時刻ｔ１以降において、入力電圧波形に比して減衰された波形となる。出力電圧波形の減衰に連動し、図２（ｃ）に示した様に、第１の絶対値回路３０１が出力する第１の電圧絶対値は第１の基準電圧源３０３の基準電圧Ｖ１よりも低くなる。また、第１の電圧絶対値の変化に連動して、時刻ｔ１以降において、第２の絶対値回路３１０が出力する第２の電圧絶対値は、電圧ラッチ回路３１３によってラッチされた第２の電圧絶対値よりも低くなる。

【0029】

以上の一連の動作は、第１の電力増幅回路２０の出力電流が時刻ｔ１において出力電流リミット値ＩＬに到達する都度実行される。

【0030】

図３は、比較例に係るリミッタ回路８を有するパワーアンプ回路Ｄ３を説明するための図である。図４は、図３に示したパワーアンプ回路Ｄ３が有する電流リミッタ回路９の一例を示した図である。

【0031】

また、図５は、重い負荷６（例えば２Ω等の低抵抗）を接続した場合のリミッタ回路８の動作を説明するための図である。すなわち、図５（ａ）は、入力ノード３における電圧波形（入力電圧波形）と、出力ノード５における電圧波形（出力電圧波形）とを、それぞれ実線と破線とで示している。図５（ｂ）は、第２の電力増幅回路２２の出力電流の電流波形を示している。図５（ｃ）は、第３の基準電圧源８０３の基準電圧Ｖ３と、ノード８０５における電圧波形とを示している。図５（ｄ）は、ノード８１１における電圧波形を示している。

【0032】

図３に示す様に、第２の電力増幅回路２２に供給される電圧は、第３の絶対値回路８０１により電圧絶対値としてコンパレータ８０７の一方の端子に入力される。また、第３の基準電圧源８０３の基準電圧Ｖ３は、コンパレータ８０７の他方の端子に入力される。コンパレータ８０７は、第３の絶対値回路８０１からの第３の電圧絶対値が基準電圧Ｖ３よりも大きい場合、図５（ｄ）に示した様に、第１の電圧制御回路１０３を制御する制御信号をノード８１１に出力する。第１の電圧制御回路１０３は、入力電圧信号を減衰させて第１のノード１０２に出力することで、図５（ｃ）に示した様に、第３の絶対値回路８０１から出力される電圧絶対値（ノード８０５の電圧）が基準電圧Ｖ３よりも大きくならないように制御する。

【0033】

この様な比較例に係るリミッタ回路８を用いた場合、使用上想定される一番重い負荷（例えば、２Ω等の低抵抗の場合）に流れる電流を基準として、電圧リミッタの閾値としての基準電圧Ｖ３を設定する。しかしながら、係る設定をした場合、当該設定の基準とした負荷よりも軽い負荷（例えば、１６Ω等の高抵抗の場合）をパワーアンプ回路Ｄ３に接続した場合には、必要以上に電圧が制御され出力電力が犠牲になる。

【0034】

また、図４に示した電流リミッタ回路９は、例えば電力増幅回路内に設けられ、入力回路９０１、出力トランジスタ９０２、ベース制御トランジスタ９０３、出力電流センス抵抗９０４、出力ノード９０５を有する。入力回路９０１を介して供給される制御信号に応答して出力トランジスタ９０２が動作し出力電流が流れる。出力電流が流れることにより、出力電流センス抵抗９０４にて発生する電圧が例えば０．７Ｖ以上に達すると、ベース制御トランジスタ９０３により出力トランジスタ９０２のベースエミッタ間電圧が制御され、出力電流が制限される。

【0035】

電流リミッタ回路９はアッテネータ回路１０を使わないため、図５（ａ）、（ｂ）に示した様に電流リミッタ動作時のオーディオ信号はクリップした波形となり、オーディオ特性悪化が顕著である。

【0036】

なお、例えば図３に示したリミッタ回路８において、第３の絶対値回路８０１においてモニタするノードを、出力電圧ではなく出力電流又は出力電流をＩ－Ｖ変換した信号をモニタする構成（アッテネータを用いた電流リミッタ構成）も想定される。しかしながら、出力電流波形は負荷インピーダンスや出力ＬＣフィルタの時定数の影響を受ける。このため、リミッタの過渡的な応答と出力電流の過渡的な応答の違いにより、安定したリミット値を得られる回路を実現するのは非常に難しい。

【0037】

これに対し、実施形態に係るリミッタ回路は、アッテネータ回路１０と、アッテネータ制御回路３０とを備える。アッテネータ回路１０は、第１の電力増幅回路２０に供給される電圧をアッテネートする。アッテネータ制御回路３０は、第１の電力増幅回路２０の出力電流が基準電流値に到達した時の前記出力電流に基づいて第１の基準電圧値を発生し、第１の基準電圧値に基づいてアッテネータ回路１０を制御する。

【0038】

より具体的には、アッテネータ制御回路３０は、第１の絶対値回路３０１、第１のコンパレータ３０６、第２の絶対値回路３１０、電圧ラッチ回路３１３、第２のコンパレータ３１５を有する。第１の絶対値回路３０１は、第１の電力増幅回路２０の出力電流を電圧に変換し第１の電圧絶対値を出力する。第１のコンパレータ３０６は、第１の電圧絶対値と第２の基準電圧値を比較する。第２の絶対値回路３１０は、電力増幅回路に供給される電圧に基づいて第２の電圧絶対値を出力する。電圧ラッチ回路３１３は、第１のコンパレータ３０６の出力信号に応答して、第２の電圧絶対値をラッチして第１の基準電圧値を出力する。第２のコンパレータ３１５は、第２の電圧絶対値と、電圧ラッチ回路３１３からの第１の基準電圧値とを比較する。アッテネータ回路１０は、第２のコンパレータ３１５の出力信号に応答して、第１の電力増幅回路２０に供給される電圧をアッテネートする。

【0039】

従って、第１の電力増幅回路２０の出力電流が出力電流リミット値ＩＬに到達したことをトリガとし、電流検出時の第１の電力増幅回路２０の出力電流に基づいて第１の基準電圧値を発生し、これに基づいてアッテネータ回路１０を制御することができる。より具体的には、アッテネータ制御回路３０は、第１の電力増幅回路２０の出力電流を電圧に変換して得られる第１の電圧絶対値と第２の基準電圧値を比較し、第１の電圧絶対値が第２の基準電圧値を超えたタイミングでラッチされた電力増幅回路への供給電圧を、第１の基準電圧値とすることができる。

【0040】

アッテネータ回路１０は、電流検出時の出力電流が基準値（出力電流リミット値）を超えたタイミングで発生された第１の基準電圧値（出力電圧リミット値）に基づいて、第１の電力増幅回路２０へ供給する電圧をアッテネートすることができ、安定して出力電流を制御することができる。言い換えれば、出力電流又は出力電流をＩ－Ｖ変換した信号を直接モニタする必要がないため、複雑な時定数を持つインピーダンスのスピーカやフィルタを接続されても安定して出力電流リミッタが動作する。また、増幅回路の入力から負荷までの経路は電圧リミッタと同じであるため、リミッタ動作時のオーディオ悪化を最小限することができる。

【0041】

その結果、負荷インピーダンスや出力ＬＣフィルタの時定数によらず、過電流リミッタ動作時においても過度に音質を悪化させることなく再生が可能となる。

【0042】

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態に係るリミッタ回路７について説明する。

【0043】

図６は、第２の実施形態に係るリミッタ回路７を有するパワーアンプ回路Ｄ２の構成を示した図である。図６に示した様に、パワーアンプ回路Ｄ２は、リミッタ回路７、第１の電力増幅回路２０を有する。リミッタ回路７は、アッテネータ回路１０、電流検出回路２１、アッテネータ制御回路３０を有する。以下、第１の実施形態において説明したアッテネータ制御回路３０と異なる構成について説明する。

【0044】

アッテネータ制御回路３０は、第１の絶対値回路３０１、第１の基準電圧源３０３、第２のノード３０５、第１のコンパレータ３０６、第３のノード３０７、第４のノード３１１、第２の絶対値回路３１０、第２の基準電圧源３１２、電圧ラッチ回路３１３、アナログスイッチ３１４、第２のコンパレータ３１５、第７のノード３１８、キャパシタ３１９、第６のノード３２０を備える。

【0045】

第１のコンパレータ３０６は、第１の絶対値回路３０１から出力される第１の電圧絶対値が基準電圧Ｖ１より大きくなると、ハイレベル信号を出力する。第１のコンパレータ３０６から出力されたハイレベル信号は、第３のノード３０７を介して電圧ラッチ回路３１３とアナログスイッチ３１４に出力される。

【0046】

第２の基準電圧源３１２は、基準電圧Ｖ２（第３の基準電圧値の一例）を、第７のノード３１８を介して第２のコンパレータ３１５の他方の入力端子に供給する。

【0047】

電圧ラッチ回路３１３は、第１のコンパレータ３０６の出力信号に応答して、第２の絶対値回路３１０が出力する第２の電圧絶対値をラッチする。電圧ラッチ回路３１３は、ラッチした第２の電圧絶対値を、第１の基準電圧値として第７のノード３１８を介して第２のコンパレータ３１５の他方の入力端子に出力する。

【0048】

アナログスイッチ３１４は、第１のコンパレータ３０６の出力信号に応答して、第７のノード３１８の接続を制御する。具体的には、アナログスイッチ３１４は、第１のコンパレータ３０６からのハイレベル信号に応答して、第７のノード３１８と電圧ラッチ回路３１３とを接続する。また、アナログスイッチ３１４は、第１のコンパレータ３０６からハイレベル信号が出力されない場合には、第７のノード３１８と第２の基準電圧源３１２とを接続する。例えば、負荷６が軽く、第１の電力増幅回路２０の出力電流が目標とする出力電流リミット値に達しない場合、アナログスイッチ３１４により、第７のノード３１８と第２の基準電圧源３１２とが接続される。

【0049】

ここで、基準電圧Ｖ２（第３の基準電圧値）は目標とする出力電圧リミット値に設定することで、通常の電圧リミッタと同等の制御を実現することができる。

【0050】

第２のコンパレータ３１５は、第２の絶対値回路３１０からの第２の電圧絶対値と、電圧ラッチ回路３１３からの第１の基準電圧値とを比較する。第２のコンパレータ３１５は、第２の絶対値回路３１０からの第２の電圧絶対値が電圧ラッチ回路３１３からの第１の基準電圧値より大きくなると、ハイレベル信号を出力する。第２のコンパレータ３１５から出力されたハイレベル信号は、キャパシタ３１９による位相制御を受け、第６のノード３２０を介してアッテネータ回路１０の第１の電圧制御回路１０３に出力される。

【0051】

また、第２のコンパレータ３１５は、第２の絶対値回路３１０からの第２の電圧絶対値と、第２の基準電圧源３１２からの基準電圧Ｖ２とを比較する。第２のコンパレータ３１５は、第２の絶対値回路３１０からの第２の電圧絶対値が第２の基準電圧源３１２からの基準電圧Ｖ２より大きくなると、ハイレベル信号を出力する。第２のコンパレータ３１５から出力されたハイレベル信号は、キャパシタ３１９による位相制御を受け、第６のノード３２０を介してアッテネータ回路１０の第１の電圧制御回路１０３に出力される。

【0052】

第１の電圧制御回路１０３は、第２のコンパレータ３１５から出力されたハイレベル信号に応答して、電圧制御抵抗の抵抗値を制御し、入力電圧信号を減衰させる。

【0053】

すなわち、第１の電圧制御回路１０３は、第２の絶対値回路３１０から出力される第２の電圧絶対値が電圧ラッチ回路３１３から出力される第１の基準電圧値よりも大きい場合、第２のコンパレータ３１５からの制御信号により第１の電圧制御回路１０３を制御する。また、第１の電圧制御回路１０３は、第２の絶対値回路３１０から出力される第２の電圧絶対値が第２の基準電圧源３１２からの基準電圧Ｖ２よりも大きい場合、第２のコンパレータ３１５からの制御信号により第１の電圧制御回路１０３を制御する。

【0054】

図７は、軽い負荷６（例えば１６Ω等の高抵抗）を接続した場合のリミッタ回路７の動作を説明するための図である。すなわち、すなわち、図７（ａ）は、入力ノード３における電圧波形（入力電圧波形）と、出力ノード５における電圧波形（出力電圧波形）とを、それぞれ実線と破線とで示している。図７（ｂ）は、第１の電力増幅回路２０の出力電流Ｉｏｕｔの電流波形を示している。図７（ｃ）は、第１の基準電圧源３０３の基準電圧Ｖ１（第２の基準電圧値）と、第２のノード３０５における電圧波形（第１の電圧絶対値の波形）とを示している。図７（ｄ）は、第７のノード３１８における電圧波形（ラッチされた第２の電圧絶対値又は基準電圧Ｖ２）と、第４のノード３１１における電圧波形（第２の電圧絶対値の波形）とを示している。図７（ｅ）は、第６のノード３２０における電圧波形（第２のコンパレータ３１５の出力波形）を示している。

【0055】

図７（ｂ）に示した様に、第１の電力増幅回路２０の出力電流は時刻ｔ１において出力電流リミット値ＩＬに到達していない。従って、図７（ｃ）に示した様に、第２のノード３０５の電圧は第１の基準電圧源３０３の基準電圧Ｖ１（第２の基準電圧値）に到達しない。

【0056】

一方、図７（ｄ）に示した様に、第４のノード３１１における電圧が第７のノード３１８における電圧より大きくなると、図７（ｅ）に示す様に、時刻ｔ１において第２のコンパレータ３１５からの出力信号により第６のノード３２０の電圧が上昇する。第１の電圧制御回路１０３は、第２のコンパレータ３１５からの出力信号に応答して動作し入力電圧を減衰させる。

【0057】

第１の電圧制御回路１０３の動作に連動して、図７（ａ）に示した様に、出力電圧波形は、時刻ｔ１以降において、入力電圧波形に比して減衰された波形となる。

【0058】

以上の一連の動作は、第１の電力増幅回路２０に入力される電圧が第２の基準電圧源３１２による基準電圧Ｖ２（第３の基準電圧値）に到達する都度実行される。また、重い負荷６が接続された場合には、リミッタ回路７は、第１の実施形態で説明したリミッタ回路１と同様の動作をすることができる。

【0059】

以上述べた様に、本実施形態に係るリミッタ回路７においては、第２のコンパレータ３１５は、第１の電圧絶対値が第１の基準電圧値より小さい場合（例えば、軽い負荷６が当該パワーアンプ回路Ｄ２に接続された場合）には、第２の電圧絶対値と第３の基準電圧値Ｖ３とを比較する。また、第２のコンパレータ３１５は、第１の電圧絶対値が前記第１の基準電圧値より大きい場合（例えば、重い負荷６が当該パワーアンプ回路Ｄ２に接続された場合）には、第２の電圧絶対値と第１の電圧ラッチ回路からの第１の基準電圧値とを比較する。従って、本実施形態に係るリミッタ回路７によれば、負荷インピーダンスや出力ＬＣフィルタの時定数によらず、過電流リミッタ動作時においても過度に音質を悪化させることなく再生が可能となる。

【0060】

以上、本発明の実施形態を説明したが、上記実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。上記新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0061】

１、７ リミッタ回路
３ 入力ノード
４ フィルタ
５ 出力ノード
６ 負荷（スピーカ）
１０ アッテネータ回路
２０ 第１の電力増幅回路
３０ アッテネータ制御回路
１０１ 第１の抵抗
１０２ 第１のノード
１０３ 第１の電圧制御回路
３０１ 第１の絶対値回路
３０３ 第１の基準電圧源
３０５ 第２のノード
３０６ 第１のコンパレータ
３０７ 第３のノード
３１０ 第２の絶対値回路
３１１ 第４のノード
３１３ 電圧ラッチ回路
３１５ 第２のコンパレータ
３１７ 第５のノード
３１８ 第７のノード
３１９ キャパシタ
３２０ 第６のノード
Ｄ１、Ｄ２ パワーアンプ回路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】