JP2005333601A

JP2005333601A - スピーカー・ユニット駆動負帰還増幅器

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Publication number: JP2005333601A
Application number: JP2004177611A
Authority: JP
Inventors: Norimoto Sato; 紀元佐藤
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-05-20
Filing date: 2004-05-20
Publication date: 2005-12-02

Abstract

【課題】スピーカー・ユニットの駆動力は、そのユニットを流れる電流と位相に比例するので、位相と逆起電力の影響の少ない定位相、定電圧、定電流駆動するためのスピーカー・ユニット駆動負帰還増幅器である。
【解決手段】スピーカー・ユニット駆動負帰還増幅器において、スピーカー・ユニット２を負帰還回路網の一部として用い、負帰還量を十分にかけ、かつそれに直列につながるインピーダンス素子Ｚ１３を約スピーカー・ユニットと同じ値とすることによって解決した。
【選択図】図１

Description

この発明は、スピーカー・ユニット駆動負帰還増幅器に関するもので、負帰還回路網に、スピーカー・ユニットをインピーダンス素子として用い、スピーカー・ユニットを電流位相駆動し入力信号に応じ、忠実に効果的に音響エネルギーとして取り出すものである。

従来のスピーカー・ユニット駆動負帰還増幅器は、抵抗素子から構成される負帰還回路網と基本増幅器とから成り、その出力部からスピーカー・ユニットを駆動している。つまり増幅器単体として独立した負帰還増幅器になっており、スピーカー・ユニットは負帰還閉ループ回路外となっており、単なる負荷となっている。この回路方式は今日ほとんど一般的なスピーカー・ユニット電圧駆動負帰還増幅方式となっている。これはスピーカー・ユニットに電圧を加えるだけであり、流れる電流と位相に関しては、スピーカー・ユニットの持つインピーダンス次第で、それはリアクタンス負荷であり、駆動力を忠実に再現するのは難しい。又逆起電力の影響や、スピーカー・ユニットの共振点ｆ０で電力が入らない、位相ずれが生じやすいという問題点がある。一方、電流駆動するスピーカー駆動増幅器も一部見られるが実用上の問題があり、市場にはほとんど出ていない。これは出力インピーダンスが高すぎる事から由来する多くの問題と、スピーカー・ユニットのインピーダンスが変ること、負帰還量が十分かけられないなどの理由によるものである。
特開平５−２８２４６５

請求項１に関して説明すると、本発明は上記したスピーカー・ユニット駆動負帰還増幅器の駆動上の問題を解決するために、スピーカー・ユニットの駆動力が、これを流れる位相と電流に比例する点を考慮し、共振点ｆ０でも音響エネルギーを十分取り出せ、負帰還回路網を用いて位相特性を安定させ、定位をよくし、又電流駆動にもかかわらずスピーカー・ユニットに対する出力インピーダンスを低くとり、ダンピング効果を高め、かつ逆起電力の影響をなくすることを目的とする。

請求項２に関して説明すると、前記スピーカー・ユニット（２）は負帰還回路網を構成しているため、周波数によってそのインピーダンスが変化するので負帰還量が変化し、安定性と音質の歪みに悪い影響を与える。本発明は前記負帰還量の変化を抑えるものである。

請求項３に関して説明すると、従来は抵抗素子に放熱効果を高めるために、例えばホーロー抵抗やセメント抵抗のように大電流を流しても耐えられるように放熱材を用いて抵抗器を構成している。このため流れる信号電流とその発熱による抵抗素子の温度変化とは一致していないため発熱による抵抗値変化と信号電流との間に時間ずれが生じたり、無関係な抵抗値変化となり歪みが生じる。これが音質劣化の原因となっている。

請求項４に関して説明すると、スピーカー駆動増幅器の帰還閉ループ回路を構成している抵抗器は負帰還増幅器の性能上の基準となるので、ここで生じる外乱や発熱による抵抗値変化は歪みとなって生じ、音質上問題となる。スピーカー・ユニット駆動電流増幅器においては、スピーカーを流れる電流を検出するための抵抗器の音質が悪く実用化されていないのが現状である。本発明はこれらの問題を解決するために帰還閉ループ回路に用いる抵抗器に関してである。

本発明は、その問題点を解決するために、次のような手段を考え出した。
図１は負帰還回路網に前記スピーカー・ユニット（２）を使った本発明によるスピーカー・ユニット駆動負帰還増幅器の原理図である。

請求項１に関して、前記スピーカー・ユニット（２）をもって、負帰還回路網を構成し、前記直列につながるインピーダンス素子Ｚ１（３）は、前記スピーカー・ユニット（２）のインピーダンスと約、同じものとする。このようにして、負帰還のための誤差信号をＳ／Ｎよく、多量に取り込み、かつ負帰還をかけることによって前記スピーカー・ユニット（２）が音を発するときに発生する位相ひずみ、電流ひずみを抑え音圧リニアリティを伸ばし、かつ、逆起電力による音圧の悪影響を防止している。図１に基づいて説明すると、
１）スピーカー・ユニット（２）（図１）をもって、スピーカー・ユニット駆動負帰還増幅器の負帰還回路網を構成し、前記スピーカー・ユニット（２）の一方を、基本増幅器（１）の出力側につなぎ
２）前記スピーカー・ユニット２（図１）の他方と前記直列につながるインピーダンス素子Ｚ１（３）（図１）の一方をつなぐ。前記直列につながるインピーダンス素子Ｚ１（３）の他方はアースに落とす。
３）前記直列につながるインピーダンス素子Ｚ１（３）を前記スピーカー・ユニット（２）のもつインピーダンスと約、同じ値のインピーダンスをもたせる。
４）前記スピーカー・ユニット（２）と前記直列につながるインピーダンス素子Ｚ１（３）の接続点から前記基本増幅器（１）の比較器（２４）に入れる。
５）前記スピーカー・ユニット２を経路とする帰還量を６ｄｂ〜２００ｄｂとする。
スピーカー・ユニットは単体でも周波数によってインピーダンスが変化し又複数のユニットを直列、並列使用する場合でもインピーダンスが変化するので直列につながるインピーダンス素子Ｚ１（３）は目的に応じて選択する。これは使用するスピーカー・ユニットの公称インピーダンス値の１／１０から５０倍の値が機能として効果がある。

請求項２に関して図１に基づいて説明すると、前記スピーカー・ユニット駆動増幅器にブートストラップ回路（７）を設け、前記スピーカー・ユニット（２）の端子からブートストラップ信号を取り出し、ブートストラップをかけることにより、前記スピーカー・ユニット（２）のインピーダンス変化により負帰還量が変化するものを、裸利得の変化によって負帰還量の変化を抑えるものである。

請求項３に関して説明すると、本発明は音響用可聴周波数帯域増幅器の抵抗器による音質劣化を防ぐため、前記抵抗器の熱応答時定数特性による抵抗値変化とそれに用いる前記抵抗素子の熱応答時定数特性による抵抗値変化とを約同じ値にすることによって、これに由来する歪みや外乱音の発生を抑え、音質を良くするものである。前記抵抗素子（３４）からの放熱は主に輻射か対流による放熱効果によるものとする。前記抵抗素子の熱容量は小さい程効果的である。

請求項４に関して図１で説明すると、前記直列につながる抵抗Ｚ１（３）を前記スピーカー・ユニット（２）に接続し、一方Ｚ１（３）とＺ２（８）、Ｚ３（９）は負帰還回路の帰還量を決める抵抗となるがこれを請求項３で記載した抵抗器で前記負帰還回路を構成する。

請求項１について説明すると、上記の方法により前記スピーカー・ユニット（２）は、位相と電流に比例する駆動力が得られるので、前記スピーカー・ユニット（２）のインピーダンス変動に対応して、忠実に音響エネルギーを取り出せる。又スピーカー・ユニット（２）が負帰還回路網を構成しているので、十分な負帰還量が取れ、歪が少なく抑えられ、過渡特性が向上する。前記スピーカー・ユニット（２）の共振周波数近辺では特にパワーが入りかつ最も高効率な領域で高速応答性に秀れているのでこの共振周波数近辺を用いると、カーステレオや低音再生専用駆動増幅器（ウーファー用駆動増幅器）としても利用出来る。前記スピーカー・ユニット（２）と前記直列につながるインピーダンス素子Ｚ１（３）が前記スピーカー・ユニット（２）のもつインピーダンスと約同じ値なので位相ずれ成分を効率よく検出し、かつ負帰還量を多くとることで忠実に補正できる。つまりステレオ装置として用いる場合、定位が安定して、音像がシャープなものとなる。現状で５０°程度ばらついている位相差を±０．５°以下に抑える効果が可能で有る。
さらに本発明は位相と電流駆動しているので、入力信号に含まれていない逆起電力の影響を高出力インピーダンス動作しているため音エネルギーとはならずほとんどなくしている。従来の多くの電圧駆動方式のスピーカー・ユニット駆動増幅器では低出力インピーダンス出力ゆえに逆起電力による音質劣化は避けられないものである。前記スピーカー・ユニット（２）は負帰還ループ内にあり、かつ本発明による効果で前記スピーカー・ユニット（２）から生じる逆起電力は負帰還動作によって補正されほとんど低減され音として表われない効果がある。このように本発明による方式によって前記スピーカー・ユニット（２）を入力信号に対して位相と電流と電圧を一定に駆動し、制動の効くかつ逆起電力の悪影響のないものとなる。負帰還回路網に前記スピーカー・ユニット（２）を使っているので、他の一つの用い方として使用周波数帯域によって増幅器を別けて使ういわゆるマルチアンプ方式をとる必要がなく、１台の本発明による負帰還増幅器で同等の機能をはたすことが可能となる特徴もある。大電流で駆動する例えば公称インピーダンスが０．５Ωなどの低インピーダンス・スピーカー・ユニットではケーブルのインピーダンスの影響を無視出来なくなるが、本発明による負帰還回路網による前記低インピーダンス・スピーカー・ユニットの駆動と位相電流駆動との効果により前記ケーブルの影響を大幅に軽減する。又前記直列につながるインピーダンス素子Ｚ１（３）にボイスコイルと同じ温度係数をもつ抵抗を使うと発熱による非直線歪をなくし、音圧レスポンスが平坦になる。
又本発明による前記負帰還回路網を負帰還回路網器として分離独立した機器として用いることにより、マルチアンプ方式やウーファー用増幅器、又、スピーカー・ユニット電圧駆動負帰還増幅器、さらに本発明によるスピーカー・ユニット駆動負帰還増幅器として用い、多目的に応用することが出来る。

請求項２に関して説明すると、従来はスピーカー・ユニット（２）のインピーダンス変化に応じて負帰還量が変化し、音質に悪い影響を与えているが、本発明によるブートストラップ回路を設けることにより、そのブートストラップ効果によって、前記スピーカー・ユニット駆動増幅器の裸利得が変化し負帰還量の変化を抑えることが出来、位相と電流の安定性と歪みの低減効果が得られる。又負帰還量も多くかけられる。

請求項３について説明すると、帰還回路に本発明による抵抗器を用いることによって熱応答性に起因する歪みが減り、スピーカー・ユニット駆動増幅器のもつ優れた特性を実用上引き出すことが出来る。負帰還回路に用いる抵抗器は熱的歪みが生じても負帰還効果による低減は出来ず、負帰還量の基準となるものなので抵抗器自体から発生する歪みの影響は避けられないので本発明による抵抗器を使用することは特に有効なものとなる。又信号成分と無関係にかけ離れた発熱変化による抵抗値変化で発生する外乱雑音も抑えられるので効果的である。

請求項４について説明すると、前記スピーカー・ユニット駆動増幅器でのＺ１（３）に本発明による抵抗器を使用すると前記スピーカー・ユニット（２）と同じ電流が流れるので、低歪みに抑えられ位相検出能力も向上する。負帰還回路に用いる抵抗器は、それ自体の変化やそれ自体が発生する歪みは負帰還効果によっては低減出来ないので本発明による抵抗器は、位相を正確に検出し電流駆動する上で欠かせないものとなる。

発明をするための最良の形態

請求項１に関して、図１に基づいて説明すると
このようにすると前記スピーカー・ユニット（２）に流れる位相と電流は、インピーダンス素子Ｚ１（３）に流れる位相と電流と同じものになり、前記直列につながるインピーダンス素子Ｚ１（３）に流れる電流に比例した音響エネルギー（音圧）を、入力信号に対応して高精度に前記スピーカー・ユニット（２）から取り出せる。例えば、前記直列につながるインピーダンス素子Ｚ１（３）を純抵抗８Ωにすれば、スピーカー・ユニット（２）を流れる電流は、そのインピーダンスいかんに関わらず、この純抵抗８Ωに流れる無誘導電流で決まるのである。かつ負帰還量が６ｄｂ〜２００ｄｂと十分かけられるので位相や電流の歪も少なく抑えることが出来る。この負帰還量は６ｄｂ〜２８０ｄｂの値でも本発明と同等の効果をもつ。つまり入力信号に応じて、より精度よく忠実に音響エネルギー（音圧）に変換出来る。さらにここで前記スピーカー・ユニット（２）のインピーダンスと、直列につながるインピーダンス素子Ｚ１（３）とが約、同じインピーダンス値にすることにより、入力信号に対して位相と電流と電圧をｂ点（図１）において一定にし、かつ、位相ずれを効率よく検出し、位相補正を従来より数十倍以上良くするものである。さらに前記スピーカー・ユニット（２）の逆起電力による音圧の悪影響をほとんどなくする特徴を有するものである。

図１９と図２０は前記直列につながるインピーダンス素子Ｚ１（３）が前記スピーカー・ユニット（２）のインピーダンスと約同じ値にし、効率よく電流レベルと位相変化を検出し、高精度に目的を達する方法を表わしたものでこの図に基づいて説明すると、図１９は前記直列につながるインピーダンス素子Ｚ１（３）の値を純抵抗の８Ωとし図２０は直列につながるインピーダンス素子Ｚ１（３）の値を０．２Ωとし、スピーカーユニットのもつインピーダンスを８Ω＋ＪＷＬとした場合の検出レベルを表している。直列につながるインピーダンス素子Ｚ１（３）が０．２Ωの場合と８Ωの場合では検出レベルで４０倍の違いがあり検出位相差レベルも８Ωの場合の方がはるかに大きく得られ高精度かつ、Ｓ／Ｎがよく安定した負帰還動作がなされることになる。前記０．２Ωの場合はノイズなどはインピーダンススケーラーのように増大してしまうのである。本発明は上記のように十分な位相と電流レベル検出を行ない十分な負帰還効果をもたせるものである。この方式により位相と電流と電圧を入力信号に対応してｂ点（図１）で一定に駆動する特徴をもつ。

スピーカー・ユニットから発生する逆起電力は音質に大きく悪影響を与えるが、本発明は前記直列につながるインピーダンス素子Ｚ１（３）を前記スピーカー・ユニットと約、同じ値にすることにより前記スピーカー・ユニット（２）の等価入力インピーダンス（Ｌ，Ｃ，Ｒで表わされる）を低くし制動力をしっかり働かせてダンピング効果をあげるものである。

不規則に生じる、入力信号に含まれていない前記スピーカー・ユニット（２）から発生する逆起電力は、音質に大きな悪影響を与えるが本発明による前記スピーカー・ユニット駆動増幅器では前記不規則に生じる逆起電力はほとんど音圧エネルギーとならず音質に影響を与えない特徴を有する。これは前述した前記直列につながるインピーダンス素子Ｚ１（３）の効果と多量の負帰還をかけた本発明による方式のためである。

本発明によると低域共振周波数ｆ０近傍帯域で高効率なスピーカー・ユニット駆動が可能とする。
従来低域共振周波数ｆ０近傍は振動板が最も速く動く領域で音圧効率が最も高いが、従来は位相やひずみ、制動、逆起電力の問題で用いられていない。本発明によるとこの共振周波数ｆ０を中心に音を出すことによって効率の良いスピーカー・ユニット駆動負帰還増幅器となる特徴をもつ。これはデジタル増幅器に用いる場合さらに高効率なものとなる。

前記スピーカー・ユニット（２）に接続しているケーブルはホット側もコールド側も負帰還回路網内にあり、かつ本発明による条件で動作しているのでケーブルの長さやインピーダンス変化の影響を受けず安定且つ高精度な動作が保たれるものである。

ボイスコイルボビン巻きの例のように前記スピーカー・ユニット（２）と前記直列につながるインピーダンス素子Ｚ１（３）の温度／抵抗係数の同じか近い値のものを使うと発熱による非直線による音質劣化やＳ／Ｎ劣化をなくするのである。

請求項２に関して図１に基づいて説明すると、スピーカー・ユニット（２）のインピーダンスが増加すると負帰還量が減少する。一方前記ブートストラップの効果により、裸利得が増加する。この両方の動作が相まって負帰還量の変化を抑えるのである。負帰還量はＺ１（３）÷｛スピーカー・ユニットのインピーダンス＋Ｚ１（３）｝に比例しブートストラップ効果により裸利得は｛スピーカー・ユニットのインピーダンス＋Ｚ１（３）｝に比例するので両者を乗ずると一定となり負帰還量の変化は抑えられ、これにより位相と電流は安定となり、発振防止など音質向上がなされる。

請求項３に関して説明すると、抵抗素子と端子を備えた前記抵抗器の熱応答時定数特性による抵抗値変化と、前記抵抗素子自体の熱応答時定数特性による抵抗値変化を約同じ値にすることにより、熱応答性の速いものが得られ、信号エネルギーと比例する約同じ熱応答性が得られ、熱応答性の時間的、又は位相的ずれによる熱的に起因する歪みを抑える。ここで約同じ値とは本発明による効果が得られる範囲を示す。前記抵抗素子（３５）の放熱は主に輻射と対流による放熱効果によるものである。さらに前記抵抗素子（３５）の熱容量は損焼しない限りにおいて小さいものほど効果的である。

請求項４に関して図１に基づいて説明すると、負帰還回路を構成するＺ１（３）Ｚ２（８）Ｚ３（９）に本発明による請求項３に記載の前記抵抗器を使うことによって、負帰還回路で生じる外乱や歪みを抑えるものである。前記負帰還回路を構成している抵抗器は帰還量と利得を決定し、歪みを抑える基準となる要素をもつものでこれ自体から発生する外乱雑音や歪みは負帰還効果によっては低減出来ないし歪み増加や位相ずれ、発振の不安定性の原因となるので本発明による前記抵抗器を負帰還回路に使うことは増幅性能の実用性向上に役立つものである。特にＺ１（３）は前記スピーカー・ユニット（２）と同じ電流が流れるので電流を高精度に検出するため本発明による抵抗器の機能は効果がある。本発明による抵抗器で前記負帰還回路を構成すると抵抗器から発生する熱的に起因する位相ずれや信号と無関係な歪み、増幅器自体の不安性を抑えるものとなる。抵抗器に信号電流が流れると熱エネルギーによる発熱が生じる。抵抗素子のもつ熱応答時定数特性と抵抗器に放熱効果をもたせた熱応答時定数特性の異なる従来の抵抗器は発熱による抵抗値変化によって信号電流による熱エネルギーと時間的、位相的にずれが生じ歪みが生じ、或いは相関性のない外乱雑音となって前記スピーカー・ユニット駆動増幅器の性能劣化となってしまう。本発明による前記抵抗器は前記抵抗素子の熱応答時定数特性と前記抵抗器の熱応答時定数特性を約同じ値にすることによって負帰還回路を構成する前記抵抗器の発熱に起因する位相ずれや歪みを、熱応答性を速くすることによって抑える。

実施例のすべてに請求項２に記載のブートストラップ回路を取り入れ、請求項３に記載の抵抗器を使用する。これによる各々の機能と効果は前記機能と効果で説明した通りとする。

以下図面に基づいて実施例を説明する。
図２は前記スピーカー・ユニット（２）に直列につながるインピーダンス素子Ｚ１（３）＝８Ωの純抵抗を設けた、スピーカー・ユニット駆動負帰還増幅器で、１は基本増幅器でその出力に前記スピーカー・ユニット（２）の一方をつなぎ、他方を前記直列につながるインピーダンス素子Ｚ１（３）である８Ω（２３）につなぎさらにこの点から前記基本増幅器（１）のマイナス入力に負帰還をかける。入力信号に応じ、前記Ｚ１（３）の８Ωに流れる電流が前記スピーカー・ユニット（２）に流れ、位相電流駆動される。又前記スピーカー・ユニット（２）の共振点ｆ０では音圧が大きく増加するので、前記共振点ｆ０を中心とした低域、中域や高域のスピーカー・ユニットを用いて特定帯域の駆動や広帯域の再生駆動が出来る。これは高能率駆動となる。

図３は前記基本増幅器（１）の出力側に出力トランスの一次側の一方をつなぎ、他方を前記直列につながるインピーダンス素子Ｚ１（３）をつなぎ、この点から前記基本増幅器（１）のマイナス入力に負帰還をかける。Ｚ１（３）をコイル（５）とコンデンサー（６）を使用した実施例である。これによりフィルター効果をもたせるものである。低域と高域とでの直列につながるＲ３６（３６）とＲ３７（３７）を別々に分け、Ｒ３６（３６）とＲ３７（３７）の抵抗素子自体の熱容量はＲ３７（３７）に比較してＲ３６（３６）のそれを小さくとる。熱応答時定数はＲ３６（３６）の抵抗素子がＲ３７（３７）のそれより速いものとすると全体として熱応答の速いものとなる。発熱による低域と高域との相互干渉を無くするものである。

図４はスピーカー・ユニット駆動時の負帰還回路網、ボイスコイルの両端を基本増幅器（１）の＋側出力と−側出力に接続する。前記ボイスコイルのセンターから、前記直列につながるインピーダンス素子Ｚ１（３）につないでおり、この点から、前記基本増幅器（１）のマイナス入力側に負帰還をかける。アイドリング電流が少なくてすむものである。

図５はＢＴＬ駆動の実施例である。位相電流駆動であり、かつ４倍未満の電力が取れる。２組の基本増幅器（１）の各々の出力をボイスコイルの両端につなぎ、前記ボイスコイルの途中から、前記直列につながるインピーダンス素子Ｚ１（３）をつなぎ負帰還回路網を構成する。

図６は等価的なマルチアンプ方式の実施例を示す。１台の負帰還増幅器で、基本増幅器（１）の出力から複数のスピーカー・ユニット（９），（１０），（１１）を駆動している。（１２），（１３），（１４）は直列につながるインピーダンス素子Ｚ１（３）を含むそれぞれのフィルターである。前記フィルターにはレベル合せのための減衰機能を有する。前記減衰機能に用いる抵抗器は前記スピーカー・ユニット（９），（１０），（１１）に流れる電流に比べ少ない本発明による位相電流駆動の特徴をもち、かつ一台でマルチアンプ方式の動作をもたらすものである。

図７は複数のスピーカー・ユニット（２）を並列につなぎ、又この負帰還回路網内に増幅器（１５）を設けた実施例である。これはアクティブフィルターとして使う場合や、単に利得をとる増幅器として用いる。基本増幅器（１）の出力に４つのスピーカー・ユニットの一方を並列につなぎ、他方を直列につながるインピーダンス素子Ｚ１（３）として０．２Ω（２９）をつなぎここから前記基本増幅器（１）のマイナス側に負帰還入力部へつなぐ。前記０．２Ω（２９）の他方はアースに落とす。このようにスピーカー・ユニットが複数並列接続される場合は前記直列につながるインピーダンス素子Ｚ１（３）の値は小さいものとなる。

図８はスピーカー・ユニット（２８）を、前記直列につながるインピーダンス素子Ｚ１（３）としてつないだ実施例である。音圧周波数特性を平坦にしたり任意に変化させることが出来る。基本増幅器（１）の出力に前記スピーカー・ユニット（２）の一方をつなぎ、この他方をスピーカー・ユニット（２８）の一方につなぎ、この点から前記基本増幅器（１）のマイナス入力側に負帰還をかける。前記スピーカー・ユニット（２８）の他方を前記直列につながるインピーダンス素子Ｚ１（３）をつなぎこのＺ１（３）の他方をアースに落とす。

図９に基づいて説明すると、図９はスピーカー・ユニット（２５）の任意のところからタップをとり出し、それぞれのインピーダンスＺ１３（１６），Ｚ１４（１７）とインピーダンス素子Ｚ１５（１８）Ｚ１６（１９）とで本発明による負帰還回路網を構成したもので、音圧周波数特性を平坦に近づけるものである。
共振周波数ｆ０近傍での音圧の盛り上りや高域でのレベル上昇を防ぐものである。基本増幅器（１）の出力に前記スピーカー・ユニット（２５）の一方をつなぎ、他方をｉ点で直列につながるインピーダンス素子Ｚ１５（１８）の一方をつなぎ、前記スピーカー・ユニット（２５）の前記タップからｈ点で前記基本増幅器（１）のマイナス入力側に負帰還をかける。前記直列につながるインピーダンス素子Ｚ１５（１８）の他方はアースに落とす。

図１０はスピーカー・ユニット電圧駆動負帰還増幅器（２７）において、本発明によるスピーカー・ユニット駆動負帰還増幅器と同等の機能を有するものに変える実施例である。前記スピーカー・ユニット電圧駆動負帰還増幅器（２７）において基本増幅器（１）のマイナス入力部からとり出し負帰還端子（２３）を設け、負帰還信号を取り入れる。ここでＲ（２１）は帰還抵抗Ｒ（１９）、Ｒｓ（２０）に比較して小さい値のものとする。又は、Ｒｓに図１０のようにスイッチ（３０）を入れる。このようにして前記スピーカー・ユニット電圧駆動負帰還増幅器（２７）が本発明による電流駆動増幅器の特性を示すものとなる特徴を有する。
前記スピーカー・ユニット（２）は基本増幅器（１）の出力端子（２４）と負帰還端子（２３）とに接続し、直列につながるインピーダンス素子Ｚ１（３）は前記負帰還端子（２３）とアースの間につなぐ。

図１１は負帰還回路に電流を帰還する場合に本発明による負帰還回路網を用いた例である。前記スピーカー・ユニット（２）の一方は基本増幅器（１）の出力側につながり他方は直列につながるインピーダンス素子Ｚ１（３）につながりこの接続点からＩ−Ｖ変換増幅器（２６）を通して電流負帰還されている。前記直列につながるインピーダンス素子Ｚ１（３）の他方は電圧増幅器（３１）又は電流増幅器（３１）で駆動されている。前記直列につながるインピーダンス素子Ｚ１（３）は使わない場合もある。本発明による特徴が得られる実施例である。

図１２はスピーカー箱内に前記直列につながるインピーダンス素子Ｚ１（３）を含む負帰還回路網装置を備えた実施例である。前記スピーカー・ユニット（２）のＬ端子を基本増幅器（１）の出力に、他方のｍ端子を前記基本増幅器（１）の負帰還端子にそれぞれつなぐ。Ｅ端子はアースにつなぐ。スピーカーのインピーダンスにマッチした抵抗器をつけるので有効である。

図１３はケーブル間に前記直列につながるインピーダンス素子Ｚ１（３）を含む負帰還回路網（３３）を備えた実施例である。前記ケーブルの一方を増幅器（３４）の出力（Ｐ）とアース（Ｑ）につなぐ他方を前記スピーカー・ユニット（２）のｌ端子とｍ端子につなぐ。後面開放型の同じ箱に前記スピーカー・ユニット（２）を取り付け極性を逆にして並列接続し、前記２ヶの箱を後面部を向き合せて箱内の音圧を相殺し箱内の音が外部に出ないようにする。この並列につないだ端子をＬ端子とｍ端子とする。これにより本発明の特徴が効果的に発揮され、又共振点ｆ０で高能率をもって音圧を取り出せる。

図１４はスピーカー・ユニット電圧駆動負帰還増幅器内に、前記直列につながるインピーダンス素子Ｚ１（３）を負帰還回路網として備えた実施例である。
前記並列につながるインピーダンス素子Ｚ１（３）の一方は基本増幅器（１）の負帰還入力端子（２３）につながる。

図１５は負帰還回路網の動作例でトランスを介して２次側で本発明による負帰還をかけている。出力トランスの２次側のホット側にスピーカー・ユニット（２）をつなぎ、コールド側はアースに落とす。前記スピーカー・ユニット（２）の他方と直列につながるインピーダンス素子Ｚ１（３）をつなぎ、この点から基本増幅器（１）のマイナス入力側である負帰還入力側をつなぐ。トランジスター（３４）を介すると更に効果がある。これは出力トランスの磁気による電流位相ひずみを減らすものである。

図１６に基づいて説明すると、基本増幅器（１）の出力側にブリッジ回路を設け、スピーカー・ユニット（２）の両端と中間タップ端と抵抗Ｒ（２１）、Ｒ（２２）とでブリッジ回路を構成し、ａ端を基本増幅器（１）と、ｂ点を電圧増幅器（）と、ｃ端を直列につながるインピーダンス素子Ｚ１（３）と、ｄ端から基本増幅器（１）のマイナス側と接続する。入力信号電圧と前記スピーカー・ユニット（２）を流れる電流の位相は無関係で、かつ本発明による位相電流駆動の効果を有する特徴がある。又ａとｂ間で発生する逆起電力は低インピーダンス駆動のため吸収される。

図１７に基づいて説明すると、基本増幅器（１）に抵抗Ｒ（８）により負帰還をかける。基本増幅器（１）の出力側から前記基本増幅器（１）のプラス入力側に直列につながるインピーダンス素子Ｚ１（３）をつなぎこの点からスピーカー・ユニット（２）をつなぎ、前記スピーカー・ユニット（２）の他端をアースにつなぐ。前記基本増幅器（１）のマイナス入力側に定電流出力信号を入れる。これにより本発明による位相コントロール効果が得られるものである。

図１８に基づいて説明すると、デジタル増幅器に関して、アナログ増幅部（１１）の出力側にデジタル信号処理部（１２）をつなぎ、その出力をＬ（１３）とＣ（１４）から構成されるフィルター部を通し、スピーカー・ユニット（２）の一方につなぐ。前記スピーカー・ユニット（２）の他端は前記直列につながるインピーダンス素子Ｚ１（３）につなぎ、その同じ接続点から前記アナログ増幅部（１１）の負帰還入力部のマイナス側につなぐ。前記直列につながるインピーダンス素子Ｚ１（３）の他端はアースに落とす。これによりフィルター部のＬ（１３）とＣ（１４）が値は小さいもので済み、かつ本発明による効果をもたらす。ブートストラップ信号はＣ（１４）とスピーカーユニット（２）の接続点から取り出しブートストラップ回路内蔵のアナログ部（１１）に入れる。

請求項３に関した実施例で図２１に基づいて説明すると、端子（３６）に接続された抵抗素子（３４）が容器（３９）に内蔵されているもので、前記抵抗素子（３４）のもつ熱応答時定数特性は、前記抵抗器（３３）としての熱応答時定数特性と約同じ値をもつ。抵抗素子の材質はタングステン線や銅、ニクロムなどの金属抵抗素子や半導体素子を用いる。さらに抵抗素子としてカーボンナノチューブを用いると耐熱性があり、熱伝導性や電気抵抗性などが優れており熱容量も金属材に比較して小さくなり熱応答性の速い抵抗器となる。前記抵抗素子（３４）のもつ熱容量は小さい程よい。抵抗素子は安定させるために外気の温度変化や酸化の影響を受けないよう密封し、又真空状態にすることもある。

第２２図は本発明による抵抗器（３３）であり、抵抗素子（３５）をコイル状にし筒型の容器に入れ、その容器（４０）に放熱板（３８）をつけ放熱効果を持たせている。筒型容器の上と下は空いており対流による放熱効果をもつ。前記抵抗素子の放熱は輻射と対流によっている。前記抵抗素子（３５）と放熱版（３８）とのすき間はせまいけれど放熱効果がある。

図２３は音響可聴周波数帯域増幅器の出力段に用いる半導体において、前記半導体自体とそのベースやゲートの接続部とでの熱応答時定数特性が約，同じであることを特徴とする。半導体を抵抗体として用いる例を示している。ベースとエミッターを接続して等価抵抗体としている。これは半導体自体に放熱効果を持たせず、熱応答性を速くするものである。

は本発明による動作原理図は負帰還回路網を使った実施例１の動作説明図は負帰還回路網を使った実施例２の動作説明図は負帰還回路網を使った実施例３の動作説明図は負帰還回路網を使った実施例４の動作説明図は負帰還回路網を使った実施例５の動作説明図は負帰還回路網を使った実施例６の動作説明図は負帰還回路網を使った実施例７の動作説明図は負帰還回路網を使った実施例８の動作説明図は負帰還回路網を使った実施例９の動作説明図は負帰還回路網を使った実施例１０の動作説明図は負帰還回路網を使った実施例１１の動作説明図は負帰還回路網を使った実施例１２の動作説明図は負帰還回路網を使った実施例１３の動作説明図は負帰還回路網を使った実施例１４の動作説明図は負帰還回路網を使った実施例１５の動作説明図は負帰還回路網を使った実施例１６の動作説明図は負帰還回路網を使った実施例１７の動作説明図は検出位相と検出電流レベルの説明図は検出位相と検出電流レベルの説明図は負帰還回路網を使った実施例１８の動作説明図は負帰還回路網を使った実施例１９の動作説明図は負帰還回路網を使った実施例２０の動作説明図

符号の説明

１・・・基本増幅器２・・・スピーカー・ユニット
３・・・直列につながるインピーダンス素子Ｚ１
５・・・コイル６・・・コンデンサー
７・・・ブートストラップ回路８，９・・・負帰還抵抗
１９，２０・・・負帰還抵抗２３・・・負帰還端子
２４・・・比較器２５・・・負帰還入力部
２６・・・Ｉ−Ｖ変換増幅器３２・・・スピーカー箱
３３・・・抵抗器３４，３５・・・抵抗素子
３６，３７，・・・端子３９，４０・・・容器

Claims

スピーカー・ユニット駆動負帰還増幅器であって、（イ）スピーカー・ユニット（２）と直列につながるインピーダンス素子Ｚ１（３）とで負帰還回路網を構成し、前記スピーカー・ユニットを経路とする負帰還量が６ｄｂ〜２００ｄｂとすることを特徴とする。
（ロ）前記スピーカー・ユニット（２）と前記直列につながる単数もしくは複数のインピーダンス素子Ｚ１（３）は、前記スピーカー・ユニット（２）のもつインピーダンスと、約、同じ値のものとする。
以上の如く構成されるスピーカー・ユニット駆動負帰還増幅器。
請求項１に記載の前記スピーカー・ユニット駆動帰還増幅器にブートストランプ回路を設けて前記スピーカー・ユニット（２）の接続端子よりブートストラップ信号を取り出し、ブートストラップをかけ、前記スピーカー・ユニット（２）のインピーダンス変化による帰還量の変化を抑えることを特徴とするスピーカー・ユニット駆動負帰還増幅器。
音響用可聴周波数帯域増幅器に用いる，抵抗素子と端子とを備えた抵抗器において、前記抵抗素子そのもののもつ熱応答時定数特性による抵抗値変化と約、同じ熱応答時定数特性による抵抗値変化を前記抵抗器にもたせ、熱応答性に起因する歪みを抑えることを特徴とする抵抗器。
請求項１または請求項２に記載の前記スピーカー・ユニット駆動負帰還増幅器の帰還閉ループ回路に請求項３に記載の前記抵抗器を備えたスピーカー・ユニット駆動負帰還増幅器。