JP2004159244A - 再生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】小型で構造が簡単ながら重低音を再生できる再生装置を提供する。
【解決手段】少なくともスピーカユニット１、インピーダンス検出部５、アクティブフィードバック回路９、および主増幅器１０を同一筐体内に構成する。インピーダンス検出部５においてリアルタイムでスピーカユニット１における実際の周波数帯域に対するインピーダンスを検出する。そして、差動増幅器４によりスピーカユニットの共振点ｆ０１，ｆ０２、反共振点ｆａを判別し、共振点であれば負帰還、反共振点であれば正帰還をかけ、その後帯域通過フィルタ７により必要な周波数帯域を抽出し、保護回路８で異常電流の検出保護をかけながら主増幅器１０に対して帰還をかける。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内容積の小さい増幅器内蔵スピーカによって重低音を再生するための再生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）が開発され、映像にかかわる重低音が再生できるとともに家庭内で手軽にオーディオビジュアル環境が満足できる小型システムが求められ、小型軽量のスピーカや増幅器内蔵のスピーカが多く用いられている。周知のように一般にスピーカボックスの筐体が小さくなると低音の再生能力が不十分となり、力強い重低音が再生できない。そこでこのような小型で、かつ重低音を再生するための手段として、例えば、特許文献１に記載されたものが知られている。
【０００３】
この特許文献では、たとえばその第１図に示すように隔壁で仕切られ、電気的サーボを掛けられヘルムホルツ共鳴器からの大気反作用を打ち消すようにした振動器（スピーカ）を有する第１の室と、外部に向けた開口を有する第２の室との間を管ポートで連通し、第１の室と管ポートとでヘルムホルツ共鳴器を形成し、第２の室と開口とで低域通過型の音響フィルタを形成し、この低域通過型のフィルタの遮断周波数をヘルムホルツ共鳴器の共鳴周波数より高く、第１の室と第２の室の間を連通する管ポートの開管共鳴周波数より低く設定したもので、これにより第１の室の容積を小さくでき、ヘルムホルツ共鳴器のＱを高くでき、十分な共鳴音を発生できるとされている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平０１−２５４０９７号公報（第１図−第５図および実施例）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このような重低音を再生できる再生装置においては、スピーカ部と増幅器とが離れていると接続する線材の長さによるインピーダンスが加わって不安定要素が増えるので、この不安定要素を取り除くことと、実際のスピーカ筐体の共鳴を検知し、それに合致した音響フィルタを設定することが求められている。
【０００６】
本発明は、上記の従来の再生装置より構成が簡単であり、インピーダンス検出部と増幅器部とをスピーカキャビネットに内蔵することにより、接続する線材による不安定要素を取り除き、筐体に取り付けた実際のスピーカユニットの特性に応じて検出した共振点、反共振点に合せて負帰還、正帰還を切り替え、歪みを抑えつつ小型の筐体を持つスピーカでも重低音を得られる再生装置を提供することを目的としてなされたものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために本発明の再生装置は、筐体に納めたスピーカと、前記筐体内で前記スピーカ近辺に配置され前記スピーカと３個の抵抗器とでブリッジを形成するインピーダンス検出部と、前記筐体内にあり前記インピーダンス検出部の出力を加算端子と減算端子とに入力する差動増幅回路と、前記筐体内にあり前記差動増幅回路の出力を入力とする帯域通過フィルタと、前記筐体内にあり音声信号入力を加算入力端子に加え、前記帯域通過フィルタの出力を減算入力端子に加え、その出力で前記スピーカを駆動する主増幅器とを備えた構成となっている。
【０００８】
さらに具体的には、上記の構成において、前記主増幅器の減算端子に加わる入力信号は前記インピーダンス検出部においてスピーカのインピーダンスをＲＬ、スピーカの対辺の抵抗器のインピーダンスをＲ１、他の１組の互いに対辺をなす抵抗器のインピーダンスをそれぞれＲ０，Ｒ２とすると、前記主増幅器の加算端子入力信号に対して、
Ｒ０×Ｒ２＞ＲＬ×Ｒ１の場合正帰還、
Ｒ０×Ｒ２＝ＲＬ×Ｒ１の場合帰還なし、
Ｒ０×Ｒ２＜ＲＬ×Ｒ１の場合負帰還、
となることを特徴とするものである。
【０００９】
これにより、構造の簡単な容量の小さい増幅器内蔵スピーカにおいて歪みを抑えながら重低音を再生する再生装置が得られる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下本発明の一実施の形態について図面を用いて説明する。図１は本発明の一実施形態における再生装置のブロック図、図２は同じくその再生装置の動作原理説明図、図３は同じくその再生装置の効果を示す図、図４は同じく再生装置のスピーカ筐体の構造図である。
【００１１】
本実施形態の再生装置は、インピーダンスＲＬを持つスピーカユニット１と、抵抗値Ｒ０、Ｒ１、Ｒ２をそれぞれ持つ抵抗器２、３、４とをブリッジ接続にしてインピーダンス検出部５を構成している。差動増幅回路６、帯域通過フィルタ７、保護回路８でアクティブフィードバック回路９を構成する。インピーダンス検出部５と差動増幅回路６は極力スピーカ１の近辺に設けるのが特性上好ましい。
【００１２】
インピーダンス検出部５の抵抗器３と４の結合点は差動増幅回路６の加算端子に、スピーカ１と抵抗器２の接続点は差動増幅回路６の減算端子にそれぞれ接続され、抵抗器４の他端とスピーカ１の他端とは主増幅器１０の出力端子に接続され、抵抗器２と３のそれぞれの他端は接地されている。差動増幅回路６の出力は帯域通過フィルタ７の入力に接続され、帯域通過フィルタ７の出力は保護回路８の入力と、再生入力信号を加算入力端子に接続された主増幅器１０の減算入力回路とに接続されている。
【００１３】
帯域通過フィルタ７は共振点ｆ０１，ｆ０２、反共振点ｆａを含む周波数帯域のみ通過し、必要ない周波数範囲をカットすることによって安定な動作を目指すものであり、保護回路８は、主増幅器１０の消費電流を監視し、過大な電流となった場合に帰還回路の出力を制御して動作の安定化を図るものである。そして少なくともこれらの各部は同一筐体内に構成する。
【００１４】
図４において（ａ）は主増幅器を内蔵したスピーカ筐体の外観斜視図、図（ｂ）はその側断面図で、スピーカ筐体１１はスピーカ部１２と主増幅器部１３とに仕切１４で分離されており、スピーカ部１２にはスピーカ１が取り付けられており、主増幅器部には主増幅器１０はじめ各回路部が備えられている。
以上のように構成された再生装置について、以下その動作を説明する。まずインピーダンス検出部５においてリアルタイムでスピーカユニット１における実際の周波数帯域に対するインピーダンスを検出する。そして、差動増幅器４によりスピーカユニットの共振点ｆ０１，ｆ０２、反共振点ｆａを判別し、共振点であれば負帰還、反共振点であれば正帰還をかけ、その後帯域通過フィルタ７により必要な周波数帯域を抽出し、保護回路８で異常検出保護をかけながら主増幅器１０の減算入力端子に対して帰還をかける。
【００１５】
図２（ａ）の共振点ｆ０１，ｆ０２においては、
Ｒ０×Ｒ２＜ＲＬ×Ｒ１
となり、この場合主増幅器１０に対しては負帰還となる。一般に共振点においては図３（ｃ）のインピーダンスの増大とともに図３ｄのように歪みも増加するが、負帰還を掛けることによって歪みを低下させることができる。
図２（ａ）のスピーカユニットのインピーダンス特性において、反共振点ｆａにおいては、
Ｒ０×Ｒ２＞ＲＬ×Ｒ１
となり、この場合主増幅器１０に対しては正帰還となり、利得が上昇する。
【００１６】
共振点の前後では、
Ｒｒ＝Ｒ０×Ｒ２＝ＲＬ×Ｒ１
となり、正帰還と負帰還のしきい値となり、この場合差動増幅回路６の出力はなく、主増幅器１０に対する帰還はしない。
この結果、主増幅器１０の利得は図２（ｂ）のようになり、スピーカ１の音圧特性は図３の破線（ａ）の状態から実線（ｂ）のように改善される。
【００１７】
従来は重低音の再生のためには共振点、反共振点を検出せず、スピーカ側で不足する低域を増幅器の利得のみにて補正していたので、共振点での歪みを増やす原因となっていたが、本実施形態によれば、主増幅器をスピーカ筐体に内蔵したことにより、スピーカと主増幅器間の線材長さが短くでき、不安因子を除き実際のスピーカユニットの周波数帯域でのインピーダンス検出を容易にでき、インピーダンス検出部によってリアルタイムに容易に共振点、反共振点を検出し、差動増幅器によって自動的に負帰還と正帰還とを切り換えるので、容量の小さい主増幅器内蔵スピーカにおいて低音域の特性が改善されるとともに歪みの少ない重低音を再生する再生装置が得られることとなる。
【００１８】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、スピーカ近辺に設けたインピーダンス検出部によってリアルタイムに容易に共振点、反共振点を検出し、差動増幅器によって自動的に負帰還と正帰還とを切り換えるので、容量の小さい主増幅器内蔵スピーカにおいて低音域の特性が改善されるとともに歪みの少ない重低音再生を可能とするという有利な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態における再生装置のブロック図
【図２】同じくその再生装置の動作原理説明図
【図３】同じくその再生装置の効果を示す図
【図４】同じく再生装置のスピーカの構造図
【符号の説明】
１ スピーカユニット
２，３，４ 抵抗器
５ インピーダンス検出部
６ 差動増幅回路
７ 帯域通過フィルタ
８ 保護回路
９ アクティブフィードバック回路
１０ 主増幅器

Claims (2)

1. 筐体に納めたスピーカと、
   前記筐体内で前記スピーカ近辺に配置され前記スピーカと３個の抵抗器とでブリッジを形成するインピーダンス検出部と、
   前記筐体内にあり前記インピーダンス検出部の出力を加算端子と減算端子と、に入力する差動増幅回路と、
   前記筐体内にあり前記差動増幅回路の出力を入力とする帯域通過フィルタと、前記筐体内にあり音声信号入力を加算入力端子に加え、前記帯域通過フィルタの出力を減算入力端子に加え、その出力で前記スピーカを駆動する主増幅器とを備えた再生装置。
2. 前記主増幅器の減算端子に加わる入力信号は前記インピーダンス検出部においてスピーカのインピーダンスをＲＬ、スピーカの対辺の抵抗器のインピーダンスをＲ１、他の１組の互いに対辺をなす抵抗器のインピーダンスをそれぞれＲ０，Ｒ２とすると、前記主増幅器の加算端子入力信号に対して、
   Ｒ０×Ｒ２＞ＲＬ×Ｒ１の場合正帰還、
   Ｒ０×Ｒ２＝ＲＬ×Ｒ１の場合帰還なし、
   Ｒ０×Ｒ２＜ＲＬ×Ｒ１の場合負帰還、
   となることを特徴とする請求項１記載の再生装置。

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