JP2009232346A - Sound output system and audio amplifier used for the same - Google Patents
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Abstract
Description
本願発明は、平面型スピーカやこの平面型スピーカと駆動形態の異なる他の動電型スピーカから音声を出力させる音声出力システム、及びこの音声出力システムに用いられるオーディオアンプに関するものである。 The present invention relates to an audio output system for outputting audio from a flat speaker, another electrodynamic speaker having a different driving form from the flat speaker, and an audio amplifier used in the audio output system.
従来、オーディオ機器としてのスピーカには、例えば略円錐状の振動板を有し、この振動板に備えられたボイスコイルに駆動電流を流すことにより振動板が振動し、音声を出力させる、いわゆる動電型スピーカがある。 2. Description of the Related Art Conventionally, a speaker as an audio device has, for example, a substantially conical diaphragm, and the diaphragm vibrates by outputting a drive current to a voice coil provided in the diaphragm, and outputs a sound. There are electric speakers.
この動電型スピーカを駆動するためのオーディオアンプとしては、例えば元のオーディオ信号をパルス幅変調するスイッチングアンプが知られている。このスイッチングアンプでは、オーディオ信号が変調された変調信号とこの変調信号を反転させた反転変調信号とによってMOS−FET等のスイッチング素子を交互にオン、オフ動作させ、高調波成分をローパスフィルタで除去した後の駆動電流が動電型スピーカに供給される。 As an audio amplifier for driving this electrodynamic speaker, for example, a switching amplifier that performs pulse width modulation on the original audio signal is known. In this switching amplifier, switching elements such as MOS-FETs are alternately turned on and off by a modulation signal obtained by modulating an audio signal and an inverted modulation signal obtained by inverting the modulation signal, and harmonic components are removed by a low-pass filter. Then, the drive current is supplied to the electrodynamic speaker.
一方、近年では、例えば対向配置された一対の平面板を備え、一対の平面板にそれぞれに形成された導体線路に流れる駆動電流の向きによって生じる電磁力に基づいて、平面板を振動させて音声を出力させる平面型スピーカが提案されている(例えば特許文献1参照)。 On the other hand, in recent years, for example, a pair of plane plates arranged opposite to each other is provided, and the plane plates are vibrated based on electromagnetic force generated by the direction of the drive current flowing in the conductor lines formed on the pair of plane plates. Has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
また、本願出願人は、上記平面型スピーカとそれを駆動するためのスイッチングアンプとを備えたスピーカシステムを特願2006−284478号において提案している。図9及び図10は、平面型スピーカの概略構造図とこの平面型スピーカを駆動するためのパルス信号(制御パルス信号及び駆動パルス信号)とを表す図である。 The present applicant has proposed a speaker system including the above planar speaker and a switching amplifier for driving it in Japanese Patent Application No. 2006-284478. 9 and 10 are diagrams showing a schematic structural diagram of a planar speaker and pulse signals (control pulse signal and driving pulse signal) for driving the planar speaker.
これらの図によれば、平面型スピーカは、例えば導体線路22a,22bがそれぞれ形成された一対の振動板21a,21bを有し、各導体線路22a,22bに一定周期でハイレベル及びローレベルを交互に繰り返す制御パルス信号と、オーディオ信号の振幅に応じてデューティ比が変化する駆動パルス信号とを供給することにより、一対の振動板21a,21bの間に引力と斥力とを生じさせている。
According to these drawings, the flat speaker has a pair of
図9は、一対の振動板21a,21bの間に斥力が生じる場合を示す図であるが、制御パルス信号と駆動パルス信号とが互いに異なるレベルのとき(斜線部分参照)、一方の振動板21aの導体線路22aに流れる電流と他方の振動板21bの導体線路22bに流れる電流との向きが互いに逆方向となり、一対の振動板21a,21b間に斥力が生じる。
FIG. 9 is a diagram illustrating a case where repulsive force is generated between the pair of
一方、図10は、一対の振動板21a,21bの間に引力が生じる場合を示す図であるが、制御パルス信号と駆動パルス信号とが互いに同一のレベルのとき(斜線部分参照)、一方の振動板21aの導体線路22aに流れる電流と他方の振動板21bの導体線路22bに流れる電流との向きが同一方向となり、一対の振動板21a,21b間に引力が生じる。このように、一対の振動板21a,21b間に斥力及び引力が生じることにより、一対の振動板21a,21bのうちのいずれかの振動板が振動し、これにより音声が出力される。
On the other hand, FIG. 10 is a diagram showing a case where an attractive force is generated between the pair of
上記のように、平面型スピーカを駆動させる場合には、変調信号と反転変調信号とに基づく駆動電流によって駆動する例えば動電型スピーカとは異なる駆動信号を、平面型スピーカに供給する必要がある。そのため、平面型スピーカを接続して駆動させるオーディオアンプ(スイッチングアンプ)は、平面型スピーカ特有の回路を備えたものとなり、平面型スピーカ固有のものとなる。 As described above, when driving a planar speaker, it is necessary to supply a driving signal different from, for example, an electrodynamic speaker driven by a driving current based on a modulation signal and an inverted modulation signal to the planar speaker. . Therefore, an audio amplifier (switching amplifier) that connects and drives a planar speaker has a circuit unique to the planar speaker, and is unique to the planar speaker.
したがって、例えばユーザがそのオーディオアンプに平面型スピーカに代えて動電型スピーカを接続して当該スピーカから音声を出力させたい場合、当該オーディオアンプでは動電型スピーカを駆動させるための駆動信号が生成できないため、動電型スピーカを接続して駆動させることができないといった問題点があった。 Therefore, for example, when a user wants to output a sound from the speaker by connecting an electrodynamic speaker to the audio amplifier instead of a flat speaker, the audio amplifier generates a drive signal for driving the electrodynamic speaker. Therefore, there is a problem that an electrodynamic speaker cannot be connected and driven.
特に、近年になって平面型スピーカに関する提案はなされているものの、その需要はまだまだ動電型スピーカ等に比べて低いため、平面型スピーカを駆動させることができるオーディオアンプに、動電型スピーカ等の従来のスピーカを接続したいという要請がある。 In particular, although proposals related to planar speakers have been made in recent years, the demand is still lower than that of electrodynamic speakers, etc., so audio amplifiers that can drive planar speakers are used in electrodynamic speakers, etc. There is a request to connect a conventional speaker.
本願発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、平面型スピーカとそれと駆動形態が異なる他のスピーカとのいずれをも接続駆動することのできる音声出力システムを提供することを、その課題とする。また、この音声出力システムに用いられるオーディオアンプを提供することを、その課題とする。 The present invention has been conceived under the circumstances described above, and provides an audio output system capable of connecting and driving both a planar speaker and another speaker having a different driving form. Is the issue. It is another object of the present invention to provide an audio amplifier used in this audio output system.
上記の課題を解決するため、本願発明では、次の技術的手段を講じている。 In order to solve the above problems, the present invention takes the following technical means.
本願発明の第1の側面によって提供される音声出力システムは、入力信号としてのオーディオ信号を発生する信号源が接続可能であり、基準クロックを発生するクロック発生手段と、前記クロック発生手段からの基準クロックに基づいて前記信号源からの入力信号をパルス幅変調して変調信号を出力するパルス幅変調手段と、前記クロック発生手段からの基準クロックを分周するクロック分周手段と、前記パルス幅変調手段からの変調信号を分周する変調信号分周手段と、前記パルス幅変調手段からの変調信号を位相反転する位相反転手段と、供給される信号のレベルに基づいて正負の電源電圧をスイッチングして駆動電流として後段に供給する第1の電流供給手段と、供給される信号のレベルに基づいて正負の電源電圧をスイッチングして駆動電流として後段に供給する、前記第1の電流供給手段と別に設けられた第2の電流供給手段と、前記クロック分周手段によって分周された基準クロックと、前記位相反転手段によって位相反転された変調信号とを切り換えて前記第1の電流供給手段に供給する第1の切換手段と、前記第1の切換手段と連動し、前記変調信号分周手段によって分周された変調信号と、前記パルス幅変調手段によって変調された変調信号とを切り換えて前記第2の電流供給手段に供給する第2の切換手段と、対向する一対の平面板を有し、前記一対の平面板の各表面に形成された導体線路に流れる電流の向きによって生じる電磁力(電流間力ともいう。以下同様。)に基づいて、前記一対の平面板のうちいずれか一方もしくは双方の平面板を振動させて音声を出力する平面型スピーカと、前記パルス幅変調手段からの変調信号及び前記位相反転手段によって位相反転された変調信号に基づく駆動電流が供給されることにより音声を出力する他の動電型スピーカと、前記第1の切換手段と連動し、前記第1の電流供給手段からの駆動電流を前記平面型スピーカの一方端に供給するか又は前記他の動電型スピーカの一方端に供給するかを切り換える第3の切換手段と、前記第1の切換手段と連動し、前記第2の電流供給手段からの駆動電流を前記平面型スピーカの他方端に供給するか又は前記他の動電型スピーカの他方端に供給するかを切り換える第4の切換手段と、を備えることを特徴としている(請求項1)。 The audio output system provided by the first aspect of the present invention can be connected to a signal source that generates an audio signal as an input signal, and generates a reference clock and a reference from the clock generation unit Pulse width modulation means for pulse-modulating an input signal from the signal source based on a clock and outputting a modulated signal; clock frequency dividing means for dividing a reference clock from the clock generation means; and the pulse width modulation Modulation signal dividing means for dividing the modulation signal from the means, phase inversion means for inverting the phase of the modulation signal from the pulse width modulation means, and switching between positive and negative power supply voltages based on the level of the supplied signal First current supply means for supplying the drive current to the subsequent stage, and switching between positive and negative power supply voltages based on the level of the supplied signal The second current supply means provided separately from the first current supply means, which is supplied to the subsequent stage as a dynamic current, the reference clock divided by the clock frequency divider, and the phase inverted by the phase inverter. A first switching means for switching the modulated signal to be supplied to the first current supply means, a modulation signal that is frequency-divided by the modulation signal dividing means in conjunction with the first switching means, A second switching means for switching the modulation signal modulated by the pulse width modulation means to supply the second current supply means; and a pair of opposed flat plates, each surface of the pair of flat plates Based on the electromagnetic force (also referred to as current force, the same applies hereinafter) generated by the direction of the current flowing in the formed conductor line, one or both of the pair of plane plates is vibrated to generate sound. A planar speaker for output, and another electrodynamic speaker for outputting sound by supplying a driving current based on the modulation signal from the pulse width modulation means and the modulation signal phase-inverted by the phase inversion means; In conjunction with the first switching means, it is switched whether the drive current from the first current supply means is supplied to one end of the planar speaker or one end of the other electrodynamic speaker. In conjunction with the third switching means and the first switching means, the drive current from the second current supply means is supplied to the other end of the planar speaker or the other of the other electrodynamic speakers And a fourth switching means for switching whether to supply to the end (Claim 1).
この構成によれば、第1ないし第4の切換手段が一方側(例えば平面型スピーカ側)に切り換えられると、第1の切換手段によって、クロック分周手段によって分周された基準クロックが第1の電流供給手段に供給されるとともに、第2の切換手段によって、変調信号分周手段によって分周された変調信号が第2の電流供給手段に供給される。第1の電流供給手段では、供給される分周された基準クロックのレベルに基づいて正負の電源電圧がスイッチングされて駆動電流として第3の切換手段を介して平面型スピーカの一方端に供給される。第2の電流供給手段では、供給される分周された変調信号のレベルに基づいて正負の電源電圧がスイッチングされて駆動電流として第4の切換手段を介して平面型スピーカの他方端に供給される。 According to this configuration, when the first to fourth switching means are switched to one side (for example, the flat speaker side), the reference clock divided by the clock frequency dividing means by the first switching means is the first. Is supplied to the current supply means, and the second switching means supplies the modulation signal divided by the modulation signal dividing means to the second current supply means. In the first current supply means, positive and negative power supply voltages are switched based on the level of the supplied divided reference clock, and supplied as one drive current to one end of the planar speaker via the third switching means. The In the second current supply means, positive and negative power supply voltages are switched based on the level of the frequency-divided modulation signal supplied and supplied as the drive current to the other end of the flat speaker via the fourth switching means. The
一方、第1ないし第4の切換手段が他方側(例えば他の動電型スピーカ側)に切り換えられると、第1の切換手段によって、位相反転手段によって位相反転された変調信号が第1の電流供給手段に供給されるとともに、第2の切換手段によって、パルス幅変調手段によって変調された変調信号が第2の電流供給手段に供給される。第1の電流供給手段では、供給される位相反転された変調信号のレベルに基づいて正負の電源電圧がスイッチングされて駆動電流として第3の切換手段を介して他の動電型スピーカの一方端に供給される。第2の電流供給手段では、供給される変調信号のレベルに基づいて正負の電源電圧がスイッチングされて駆動電流として第4の切換手段を介して他の動電型スピーカの他方端に供給される。 On the other hand, when the first to fourth switching means are switched to the other side (for example, another electrodynamic speaker side), the modulated signal whose phase is inverted by the phase switching means by the first switching means is the first current. In addition to being supplied to the supply means, the second switching means supplies the modulation signal modulated by the pulse width modulation means to the second current supply means. In the first current supply means, positive and negative power supply voltages are switched based on the level of the phase-inverted modulation signal to be supplied, and one end of another electrodynamic speaker as a drive current via the third switching means. To be supplied. In the second current supply means, the positive and negative power supply voltages are switched based on the level of the supplied modulation signal and supplied as the drive current to the other end of the other electrodynamic speaker via the fourth switching means. .
このように、上記音声出力システムでは、平面型スピーカと他の動電型スピーカとをともに接続することができ、第1ないし第4の切換手段によって、平面型スピーカと他の動電型スピーカとを容易に切り換えて駆動させることができる。したがって、平面型スピーカ専用のアンプ装置や他の動電型スピーカ専用のアンプ装置を別途用意する必要がなく、汎用性のある音声出力システムを提供することができる。 Thus, in the audio output system, a planar speaker and another electrodynamic speaker can be connected together, and the planar speaker and the other electrodynamic speaker can be connected by the first to fourth switching means. Can be easily switched and driven. Therefore, it is not necessary to separately prepare an amplifier device dedicated to a planar speaker or another amplifier device dedicated to an electrodynamic speaker, and a versatile audio output system can be provided.
本願発明の音声出力システムにおいて、前記第3切換手段の一方の出力端と前記他の動電型スピーカとの間には、前記第3切換手段の一方の出力の高調波成分を除去するための第1のフィルタ手段が介在され、前記第4切換手段の一方の出力端と前記他の動電型スピーカとの間には、前記第4切換手段の一方の出力の高調波成分を除去するための第2のフィルタ手段が介在されているとよい(請求項2)。 In the audio output system of the present invention, a harmonic component of one output of the third switching means is removed between one output end of the third switching means and the other electrodynamic speaker. A first filter means is interposed between the one output end of the fourth switching means and the other electrodynamic loudspeaker to remove harmonic components of one output of the fourth switching means. The second filter means may be interposed (claim 2).
本願発明の第2の側面によって提供される音声出力システムは、入力信号としてのオーディオ信号を発生する信号源が接続可能であり、基準クロックを発生するクロック発生手段と、前記クロック発生手段からの基準クロックに基づいて前記信号源からの入力信号をパルス幅変調して変調信号を出力するパルス幅変調手段と、前記クロック発生手段からの基準クロックを分周するクロック分周手段と、前記パルス幅変調手段からの変調信号を分周する変調信号分周手段と、前記パルス幅変調手段からの変調信号を位相反転する位相反転手段と、対向する一対の平面板を有し、前記一対の平面板の各表面に形成された導体線路に流れる電流の向きによって生じる電磁力に基づいて、前記一対の平面板のうちいずれか一方もしくは双方の平面板を振動させて音声を出力する平面型スピーカと、前記クロック分周手段によって分周された基準クロックのレベルに基づいて正負の電源電圧をスイッチングして駆動電流として前記平面型スピーカの一方端に供給する第1の電流供給手段と、前記変調信号分周手段によって分周された変調信号のレベルに基づいて正負の電源電圧をスイッチングして駆動電流として前記平面型スピーカの他方端に供給する第2の電流供給手段と、前記パルス幅変調手段からの変調信号及び前記位相反転手段によって位相反転された変調信号に基づく駆動電流が供給されることにより音声を出力する他の動電型スピーカと、前記パルス幅変調手段によって変調された変調信号のレベルに基づいて正負の電源電圧をスイッチングして駆動電流として前記他の動電型スピーカの一方端に供給する第3の電流供給手段と、前記位相反転手段によって位相反転された変調信号のレベルに基づいて正負の電源電圧をスイッチングして駆動電流として前記他の動電型スピーカの他方端に供給する第4の電流供給手段と、を備えることを特徴としている(請求項3)。 The audio output system provided by the second aspect of the present invention can be connected to a signal source that generates an audio signal as an input signal, and generates a reference clock, and a reference from the clock generation unit Pulse width modulation means for pulse-modulating an input signal from the signal source based on a clock and outputting a modulated signal; clock frequency dividing means for dividing a reference clock from the clock generation means; and the pulse width modulation A modulation signal dividing means for dividing the modulation signal from the means, a phase inversion means for phase-inverting the modulation signal from the pulse width modulation means, and a pair of opposed plane plates, Based on the electromagnetic force generated by the direction of the current flowing in the conductor line formed on each surface, either one or both of the plane plates A planar speaker that outputs sound by being moved, and a positive / negative power supply voltage is switched based on the level of the reference clock frequency-divided by the clock frequency dividing means and supplied to one end of the planar speaker as a drive current A first current supply means and a second current supply means for switching the positive and negative power supply voltage based on the level of the modulation signal divided by the modulation signal dividing means to supply the drive current to the other end of the planar speaker. Current supply means, another electrodynamic loudspeaker that outputs sound when supplied with a drive current based on the modulation signal from the pulse width modulation means and the modulation signal phase-inverted by the phase inversion means, and the pulse The positive and negative power supply voltages are switched based on the level of the modulation signal modulated by the width modulation means, and the other electrodynamic type switches are used as drive currents. Third current supply means for supplying to one end of the speaker, and the other electrodynamic speaker as a drive current by switching positive and negative power supply voltages based on the level of the modulation signal phase-inverted by the phase inversion means And a fourth current supply means for supplying the other end of the first current supply means.
本願発明の第3の側面によって提供されるオーディオアンプは、入力信号としてのオーディオ信号を発生する信号源が接続可能であり、基準クロックを発生するクロック発生手段と、前記クロック発生手段からの基準クロックに基づいて前記信号源からの入力信号をパルス幅変調して変調信号を出力するパルス幅変調手段と、前記クロック発生手段からの基準クロックを分周するクロック分周手段と、前記パルス幅変調手段からの変調信号を分周する変調信号分周手段と、前記パルス幅変調手段からの変調信号を位相反転する位相反転手段と、供給される信号のレベルに基づいて正負の電源電圧をスイッチングして駆動電流として後段に供給する第1の電流供給手段と、供給される信号のレベルに基づいて正負の電源電圧をスイッチングして駆動電流として後段に供給する、前記第1の電流供給手段と別に設けられた第2の電流供給手段と、前記クロック分周手段によって分周された基準クロックと、前記位相反転手段によって位相反転された変調信号とを切り換えて前記第1の電流供給手段に供給する第1の切換手段と、前記第1の切換手段と連動し、前記変調信号分周手段によって分周された変調信号と、前記パルス幅変調手段によって変調された変調信号とを切り換えて前記第2の電流供給手段に供給する第2の切換手段と、前記第1の切換手段と連動し、前記第1の電流供給手段からの出力を、対向する一対の平面板を有し、前記一対の平面板の各表面に形成された導体線路に流れる電流の向きによって生じる電磁力に基づいて、前記一対の平面板のうちいずれか一方もしくは双方の平面板を振動させて音声を出力する平面型スピーカの一方端に供給するか、又は前記パルス幅変調手段からの変調信号及び前記位相反転手段によって位相反転された変調信号に基づく駆動電流が供給されることにより音声を出力する他の動電型スピーカの一方端に供給するかを切り換える第3の切換手段と、前記第1の切換手段と連動し、前記第2の電流供給手段からの出力を前記平面型スピーカの他方端に供給するか又は前記他の動電型スピーカの他方端に供給するかを切り換える第4の切換手段と、を備えることを特徴としている(請求項4)。 The audio amplifier provided by the third aspect of the present invention can be connected to a signal source that generates an audio signal as an input signal, and generates a reference clock, and a reference clock from the clock generation means A pulse width modulation means for pulse-modulating an input signal from the signal source and outputting a modulated signal, a clock frequency dividing means for dividing a reference clock from the clock generation means, and the pulse width modulation means Modulation signal dividing means for dividing the modulation signal from the signal, phase inversion means for inverting the phase of the modulation signal from the pulse width modulation means, and switching between positive and negative power supply voltages based on the level of the supplied signal First current supply means for supplying the drive current to the subsequent stage, and switching between positive and negative power supply voltages based on the level of the supplied signal The second current supply means provided separately from the first current supply means, which is supplied to the subsequent stage as a dynamic current, the reference clock divided by the clock frequency divider, and the phase inverted by the phase inverter. A first switching means for switching the modulated signal to be supplied to the first current supply means, a modulation signal that is frequency-divided by the modulation signal dividing means in conjunction with the first switching means, A second switching unit that switches the modulation signal modulated by the pulse width modulation unit and supplies the modulated signal to the second current supply unit; and, in conjunction with the first switching unit, from the first current supply unit One of the pair of plane plates based on the electromagnetic force generated by the direction of the current flowing through the conductor line formed on each surface of the pair of plane plates, the output having a pair of plane plates facing each other if Is supplied to one end of a flat speaker that vibrates both flat plates and outputs sound, or a driving current based on a modulation signal from the pulse width modulation means and a modulation signal phase-inverted by the phase inversion means Is supplied to one end of another electrodynamic speaker that outputs sound, and in conjunction with the first switching means, the second current supply means And a fourth switching means for switching whether to supply the output to the other end of the planar speaker or to the other end of the other electrodynamic speaker (Claim 4). .
本願発明のその他の特徴及び利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。 Other features and advantages of the present invention will become more apparent from the detailed description given below with reference to the accompanying drawings.
以下、本願発明の好ましい実施の形態を、添付図面を参照して具体的に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the accompanying drawings.
図1は、本願発明に係る音声出力システムを示すブロック構成図である。この音声出力システムは、大別してアンプ装置Aと、平面型スピーカ1と、動電型スピーカ2とによって構成されている。この音声出力システムでは、アンプ装置Aにスピーカとして平面型スピーカ1と動電型スピーカ2とが接続可能とされており、両者のうちいずれか一方のスピーカが選択されて使用することができるものである。 FIG. 1 is a block diagram showing an audio output system according to the present invention. This audio output system is roughly composed of an amplifier device A, a planar speaker 1 and an electrodynamic speaker 2. In this audio output system, a planar speaker 1 and an electrodynamic speaker 2 can be connected as speakers to the amplifier device A, and either one of the speakers can be selected and used. is there.
すなわち、アンプ装置Aには、ユーザによって操作可能な切換部10(後述)が設けられており、この切換部10による操作によって例えば平面型スピーカ1をユーザが選択した場合には、平面型スピーカ1が使用可能とされ、動電型スピーカ2をユーザが選択した場合には、動電型スピーカ2が使用可能とされている。
That is, the amplifier device A is provided with a switching unit 10 (described later) that can be operated by the user. When the user selects, for example, the planar speaker 1 by the operation of the
平面型スピーカ1は、図2に示すように、横長長方形の一対の平面板3a,3bが所定の間隔を隔てて対向配置されたものであり、一対の平面板3a,3bのいずれか一方又は両方の平面板3a,3bが振動することにより、周囲の空気が振動して音声が出力されるものである。
As shown in FIG. 2, the flat speaker 1 includes a pair of horizontally long rectangular
平面型スピーカ1は、図2には示していないが、一対の平面板3a,3bのうち一方の平面板は振動しない固定板とされ、他方の平面板は振動する振動板とされている。他方の平面板は、その表面に対して略法線方向に振動する。一方の平面板と他方の平面板との間には、それらの周囲に沿って枠体として配された図示しないスペーサが設けられている。なお、以下に述べる平面型スピーカ1の動作原理では、一対の平面板3a,3bはいずれも振動板として説明する。
The flat speaker 1 is not shown in FIG. 2, but one of the pair of
一対の平面板3a,3bは、例えばセラミックによって構成されており、その厚みが約1〜30μmとされている。一対の平面板3a,3bには、いずれかの表面にそれぞれメアンダライン形の導体線路4a,4bが形成されている。導体線路4aの一端は、例えば平面板3aの長手方向の一方端部に設けられた一対の端子の正端子に接続され、導体線路4aの他端は、平面板3aの長手方向の他方端部から一方端部に戻って正端子の近傍に設けられた負端子に接続されている。なお、導体線路4bの平面板3bに対する構成は、導体線路4aの平面板3aに対する構成と同様である。
The pair of
一対の平面板3a,3bに形成された各導体線路4a,4bは、導体線路4a,4b同士が互いに対向するように配置されている。なお、導体線路4a,4bは、平面板3a,3bに導体を貼付することにより形成されてもよく、エッチングにより形成されてもよい。また、導体線路4a,4bは、平面板3a,3bの振動を阻害しないような軽量のものがより望ましい。
The conductor lines 4a and 4b formed on the pair of
上記導体線路4a,4bのそれぞれには、アンプ装置Aから出力される駆動電流が流される。駆動電流は、図2に示す正極端子(+)から負極端子(−)に流れる向きと、負極端子(−)から正極端子(+)に流れる向きとがある。
A drive current output from the amplifier device A flows through each of the
一対の平面板3a,3bの各導体線路4a,4bに、図2に示すように、互いに逆向きの方向に駆動電流が流れたとき、図2及び図3に示すように、導体線路4a,4b間にローレンツ力による斥力F1,F2が作用する。より具体的には、一方の平面板3aの導体線路4aに流れる駆動電流I1と他方の平面板3bの導体線路4bに流れる駆動電流I2とが逆向きである場合、一方の導体線路4aの周囲には、他方の導体線路4bに流れる駆動電流I2によって反時計周りに磁力線E2が生じる。したがって、一方の導体線路4aには、駆動電流I1と磁力線E2とにより、図3における上向きの電磁力(斥力)F1が生じる。
As shown in FIG. 2, when a drive current flows through the
また、他方の導体線路4bの周囲には、一方の導体線路4aに流れる駆動電流I1によって時計周りに磁力線E1が生じる。したがって、他方の導体線路4bには、駆動電流I2と磁力線E1とにより、図3における下向きの電磁力(斥力)F2が生じる。
Further, around the
一方、図4に示すように、互いに同一方向に駆動電流が流れたとき、図4及び図5に示すように、導体線路4a,4b間にローレンツ力による引力F1’,F2’が作用する。すなわち、一方の平面板3aの導体線路4aに流れる駆動電流I1と他方の平面板3bの導体線路4bに流れる駆動電流I2とが互いに同一方向である場合、一方の導体線路4aには、駆動電流I1と磁力線E2とにより、図5における下向きの電磁力(引力)F1’が生じる。また、他方の導体線路4bには、駆動電流I2と磁力線E1とにより、図5における上向きの電磁力(引力)F2’が生じる。
On the other hand, when drive currents flow in the same direction as shown in FIG. 4, attractive forces F1 'and F2' due to Lorentz force act between the
上記電磁力F1,F2,F1’,F2’が生じる方向は、この平面スピーカ1における音声放射方向と両一致するようにされている。すなわち、いずれかの平面板3a,3bの導体線路4a,4bに対して駆動電流の流れる向きを交互に変化させて駆動電流を流すことにより、いずれかの平面板3a,3bが振動し、この振動により音声が出力される。なお、この平面スピーカ1では、双方の平面板3a,3bが振動されてもよい。
The directions in which the electromagnetic forces F 1, F 2, F 1 ′, and F 2 ′ are generated are made to coincide with the sound emission direction in the flat speaker 1. That is, by causing the drive current to flow by alternately changing the direction in which the drive current flows to the
動電型スピーカ2は、振動板としての略円錐状のコーン紙及びボイスコイル(ともに図示せず)を備え、ボイスコイルに駆動電流が流れることによりコーン紙が振動し、この振動により音声を出力するものである。なお、本実施形態に係る音声出力システムでは、平面型スピーカと切り換えられるスピーカとして、動電型スピーカに代えて静電型スピーカ等が用いられてもよい。すなわち、後述するように、パルス幅変調された変調信号とその反転された変調信号とに基づいて駆動するスピーカであればよい。 The electrodynamic speaker 2 is provided with a substantially cone-shaped cone paper and a voice coil (both not shown) as a diaphragm, and the cone paper vibrates when a drive current flows through the voice coil. To do. In the audio output system according to the present embodiment, an electrostatic speaker or the like may be used instead of the electrodynamic speaker as the speaker that can be switched to the planar speaker. That is, as will be described later, any speaker may be used as long as it is driven on the basis of a pulse width modulated modulation signal and its inverted modulation signal.
図1に戻り、アンプ装置Aは、オーディオ信号発生源5と、パルス幅変調(PWM)部6と、クロック発生部7と、第1及び第2エッジトリガ部8a,8bと、位相反転部9と、切換部10と、第1ないし第4レベルシフト部11a〜11dと、第1ないし第4駆動部12a〜12dと、第1ないし第4スイッチング素子13a〜13dと、第1及び第2フィルタ部14a,14bとによって概略構成されている。なお、オーディオ信号発生源5は、アンプ装置Aとは別途独立して設けられてもよい。
Returning to FIG. 1, the amplifier device A includes an audio signal generation source 5, a pulse width modulation (PWM) unit 6, a clock generation unit 7, first and second
本実施形態に係るアンプ装置Aでは、詳細は後述する切換部10における切換動作により、平面型スピーカ1と動電型スピーカ2との切換が行われるようになっている。より具体的には、平面型スピーカ1及び動電型スピーカ2は、ともにそれらに供給される駆動電流によって振動し音声を発生させるものであるが、供給される駆動電流の信号形態が異なる。しかしながら、その信号形態を生成する回路において一部を共用することが可能なため、本実施形態では、アンプ装置Aの構成において共用できる部分の共通化を図り、平面型スピーカ1と動電型スピーカ2とをともに接続しつつ切り換えて使用することを実現したものである。
In the amplifier device A according to the present embodiment, switching between the planar speaker 1 and the electrodynamic speaker 2 is performed by a switching operation in a
オーディオ信号発生源5は、入力信号としてのオーディオ信号を発生するものである。オーディオ信号発生源5から発生されたオーディオ信号は、パルス幅変調部6に入力される。 The audio signal generation source 5 generates an audio signal as an input signal. The audio signal generated from the audio signal generation source 5 is input to the pulse width modulation unit 6.
パルス幅変調部6は、オーディオ信号発生源5から出力されたオーディオ信号をパルス幅変調して変調信号(オーディオ信号の振幅に応じてデューティ比が変化する一定周期のパルス信号)を生成、出力するものである。パルス幅変調部6における変調方法としては、鋸波や三角波を用いる方法及びコンデンサの充放電を用いる方法あるいはその他の方法のいずれの方法であってもよい。パルス幅変調部6から出力される変調信号は、第2エッジトリガ部8b、切換部10の第2スイッチSW2(後述)、及び位相反転部9にそれぞれ入力される。
The pulse width modulation unit 6 performs pulse width modulation on the audio signal output from the audio signal generation source 5 to generate and output a modulation signal (a pulse signal having a constant cycle in which the duty ratio changes according to the amplitude of the audio signal). Is. The modulation method in the pulse width modulation unit 6 may be any one of a method using a sawtooth wave and a triangular wave, a method using charge / discharge of a capacitor, and other methods. The modulation signal output from the pulse width modulation unit 6 is input to the second
クロック発生部7は、デューティ比がほぼ50%のクロック信号である基準クロック信号を生成するものである。この基準クロック信号は、パルス幅変調部6において変調信号を生成するための基準クロックとして用いられるとともに、第1エッジトリガ部8aにおいて分周されるために用いられる。
The clock generator 7 generates a reference clock signal that is a clock signal having a duty ratio of approximately 50%. The reference clock signal is used as a reference clock for generating a modulation signal in the pulse width modulation unit 6 and is used for frequency division in the first
第1エッジトリガ部8aは、クロック発生部7からの基準クロック信号の立ち下がり又は立ち上がりを検出して、元の基準クロック信号の2倍の周波数を有するクロック信号を生成する、いわゆる2分周回路である。第1エッジトリガ部8aの出力は、切換部10の第1スイッチSW1(後述)に入力される。
The first
第2エッジトリガ部8bは、パルス幅変調部6からのパルス信号である変調信号の立ち下がり又は立ち上がりを検出して、元の変調信号の2倍の周波数を有する変調信号を生成する2分周回路である。第2エッジトリガ部8bの出力は、切換部10の第2スイッチSW2(後述)に入力される。第1エッジトリガ部8aから出力される2分周されたクロック信号及び第2エッジトリガ部8bから出力される2分周された変調信号は、平面型スピーカ1の駆動用として用いられる。
The second
位相反転部9は、パルス幅変調部6からのパルス信号を位相反転するものである。位相反転されたパルス信号は、切換部10の第1スイッチSW1(後述)に入力される。位相反転部9から出力される、反転された変調信号及びパルス幅変調部6から出力される変調信号は、動電型スピーカ2の駆動用として用いられる。
The phase inversion unit 9 inverts the phase of the pulse signal from the pulse width modulation unit 6. The pulse signal whose phase has been inverted is input to a first switch SW1 (described later) of the switching
切換部10は、平面型スピーカ1及び動電型スピーカ2に対して出力される信号を切り換えるためのものであり、図1に示すように、第1ないし第4スイッチSW1〜4により構成されている。第1ないし第4スイッチSW1〜4は、例えばユーザの操作により連動して切換動作され、例えば図1における上側に設定されると、平面型スピーカ1側に切り換わり、図1における下側に設定されると、動電型スピーカ2側に切り換わる。
The switching
すなわち、第1スイッチSW1は、第1エッジトリガ部8aからの2分周されたクロック信号と、位相反転された変調信号とを切り換えて第1及び第2レベルシフト部11a,11bに供給するためのものである。第2スイッチSW2は、第2エッジトリガ部8bからの2分周された変調信号と、分周されていない元の変調信号とを切り換えて第3及び第4レベルシフト部11c,11dに供給するためのものである。
That is, the first switch SW1 switches between the clock signal divided by two from the first
第3スイッチSW3は、第1及び第2スイッチング素子13a,13bからの信号を、平面型スピーカ1へ供給するか、又は第1フィルタ部14a(動電型スピーカ2)に供給するかを切り換えるためのものである。第4スイッチSW4は、第3及び第4スイッチング素子13c,13dからの信号を、平面型スピーカ1へ供給するか、又は第2フィルタ部14b(動電型スピーカ2)に供給するかを切り換えるためのものである。
The third switch SW3 is for switching whether the signals from the first and
第1ないし第4レベルシフト部11a〜11dは、パルス幅変調部6における基準電位を、第1ないし第4スイッチング素子13a〜13dを駆動させるための基準電位にシフトするためのものである。第1ないし第4レベルシフト部11a〜11bは、後述する第1ないし第4駆動部12a〜12dのそれぞれに、及び第1ないし第4スイッチング素子13a〜13dのそれぞれに対応している。
The first to fourth
第1ないし第4駆動部12a〜12dは、第1ないし第4スイッチング素子13a〜13dを駆動させるためのものである。第1ないし第4駆動部12a〜12dは、後述する第1ないし第4スイッチング素子13a〜13dのそれぞれに対応している。
The 1st thru | or
第1ないし第4スイッチング素子13a〜13dは、例えばMOS−FET等の電力増幅型電界効果トランジスタによって構成されている。第1及び第2スイッチング素子13a,13bは、正負の電源電圧+V,−V間に直列に接続されており、それらの中点がスピーカ側に接続され、いわゆるハーフブリッジ回路を構成している。第1及び第2スイッチング素子13a,13bは、第1エッジトリガ部8aからの2分周されたクロック信号又は位相反転された変調信号に基づいて交互にオン、オフ動作される。
The first to
より詳細には、第1スイッチング素子13aはp型とされ、2分周されたクロック信号がハイレベルのとき、オン動作し、スピーカ側に正の電源電圧+Vを供給する(スピーカ側に「吐き出し電流」を供給する)。第2スイッチング素子13bはn型とされ、2分周されたクロック信号がローレベルのとき、オン動作し、スピーカ側に負の電源電圧−Vを供給する(スピーカ側に「吸い込み電流」を供給する)。
More specifically, the
また、第3及び第4スイッチング素子13c,13dは、第1及び第2スイッチング素子13a,13bと同様に、正負の電源電圧+V,−V間に直列に接続されており、それらの中点がスピーカ側に接続され、ハーフブリッジ回路を構成している。第3及び第4スイッチング素子13c,13dは、第2エッジトリガ部8bからの2分周された変調信号又は元の変調信号に基づいて交互にオン、オフ動作される。
Similarly to the first and
より詳細には、第3スイッチング素子13cはp型とされ、2分周された変調信号がハイレベルのとき、オン動作し、スピーカ側に正の電源電圧+Vを供給する(スピーカ側に「吐き出し電流」を供給する)。第4スイッチング素子13dはn型とされ、元の変調信号がローレベルのとき、オン動作し、スピーカ側に負の電源電圧−Vを供給する(スピーカ側に「吸い込み電流」を供給する)。
More specifically, the
第1及び第2フィルタ部14a,14bは、例えばコイル及びコンデンサ(ともに図示せず)によるLC回路によって構成される。第1及び第2フィルタ部14a,14bは、例えば60kHzのカットオフ周波数を有するローパスフィルタである。第1フィルタ部14aは、第1及び第2スイッチング素子13a,13bによってスイッチングされた正負の電源電圧+V,−Vの高調波成分を除去し、その出力を動電型スピーカ2に供給する。第2フィルタ部14bは、第3及び第4スイッチング素子13c,13dによってスイッチングされた正負の電源電圧+V,−Vの高調波成分を除去し、その出力を動電型スピーカ2に供給する。
The first and
次に、上記構成による作用について説明する。まず、例えば切換部10が平面型スピーカ1側に切換操作された場合について、図6に示すタイミングチャートを参照して説明する。切換部10が平面型スピーカ1側に切換操作された場合、第1ないし第4スイッチSW1〜SW4は、図1における上側に切り換わる。
Next, the effect | action by the said structure is demonstrated. First, for example, a case where the switching
クロック発生部7から出力される基準クロック信号(図6(b)参照)は、第1エッジトリガ部8aにおいて2分周されたクロック信号(図6(d)参照)として生成される。この2分周されたクロック信号は、第1スイッチSW1を介して第1及び第2レベルシフト部11a,11bに供給される。
The reference clock signal (see FIG. 6B) output from the clock generator 7 is generated as a clock signal (see FIG. 6D) divided by 2 in the first
第1及び第2レベルシフト部11a,11bに供給された2分周クロック信号は、第1及び第2スイッチング素子13a,13bの基準電位にシフトされ、第1及び第2駆動部12a,12bにおいて第1及び第2スイッチング素子13a,13bを駆動するための信号に変換される。そして、所定のタイミングで第1及び第2スイッチング素子13a,13bにそれぞれ出力される。
The half-divided clock signal supplied to the first and second
第1及び第2スイッチング素子13a,13bは、第1及び第2駆動部12a,12bから出力される駆動信号に基づいてオン、オフ動作される。すなわち、図6(d)に示すように、2分周クロック信号のハイレベルの期間T1においては、第1スイッチング素子13aがオン動作する一方、第2スイッチング素子13bがオフ動作する。これにより、正の電源電圧+Vが第3スイッチSW3を介して平面型スピーカ1の一方の平面板3aに供給される。
The first and
また、2分周クロック信号のローレベルの期間T2においては、第1スイッチング素子13aがオフ動作する一方、第2スイッチング素子13bがオン動作する。これにより、負の電源電圧−Vが第3スイッチSW3を介して平面型スピーカ1に供給される。すなわち、2分周クロック信号がハイレベルの期間T1とは、逆方向の駆動電流が平面型スピーカ1の一方の平面板3aに流れることになる。
In the low-level period T2 of the frequency-divided clock signal by 2, the
一方、オーディオ信号発生源5から出力されるアナログ信号としてのオーディオ信号(図6(a)参照)は、パルス幅変調部6においてパルス幅変調されて、ディジタル信号としての変調信号(図6(c)参照)に変換される。パルス幅変調部6から出力される変調信号は、第2エッジトリガ部8bにおいて2分周された変調信号(図6(e)参照)として生成される。この2分周変調信号は、第2スイッチSW2を介して第3及び第4レベルシフト部11c,11dに供給される。
On the other hand, an audio signal (see FIG. 6 (a)) as an analog signal output from the audio signal generation source 5 is subjected to pulse width modulation in the pulse width modulation section 6 to be a modulated signal (FIG. 6 (c) ))). The modulation signal output from the pulse width modulation unit 6 is generated as a modulation signal (see FIG. 6E) divided by two in the second
第3及び第4レベルシフト部11c,11dに供給された2分周変調信号は、第3及び第4スイッチング素子13c,13dの基準電位にシフトされ、第3及び第4駆動部12c,12dにおいて第3及び第4スイッチング素子13c,13dを駆動するための信号に変換される。そして、所定のタイミングで第3及び第4スイッチング素子13c,13dにそれぞれ出力される。
The divide-by-two modulation signals supplied to the third and fourth
第3及び第4スイッチング素子13c,13dは、第3及び第4駆動部12c,12dから出力される駆動信号に基づいてオン、オフ動作される。すなわち、図6(e)に示すように、2分周変調信号のハイレベルの期間T3においては、第3スイッチング素子13cがオン動作する一方、第4スイッチング素子13dがオフ動作する。これにより、正の電源電圧+Vが第4スイッチSW4を介して平面型スピーカ1の他方の平面板3bに供給される。
The third and
また、2分周変調信号のローレベルの期間T4においては、第3スイッチング素子13cがオフ動作する一方、第4スイッチング素子13dがオン動作する。これにより、負の電源電圧−Vが第4スイッチSW4を介して平面型スピーカ1に供給される。すなわち、2分周変調信号がハイレベルの期間T3とは、逆方向の駆動電流が平面型スピーカ1の他方の平面板3bに流れることになる。
In the low-level period T4 of the divide-by-2 modulation signal, the
すなわち、図6(f)を参照すると、期間t1においては、2分周クロック信号がハイレベルである一方、2分周変調信号がローレベルであるので、平面型スピーカ1の平面板3a,3bの各導体線路4a,4bには、逆方向の駆動電流が流れる。また、期間t2においては、2分周クロック信号及び2分周変調信号ともハイレベルであるので、各導体線路4a,4bには、同一方向の駆動電流が流れる。
That is, referring to FIG. 6 (f), in the period t1, the divided-by-2 clock signal is at a high level, while the divided-by-2 divided signal is at a low level, so that the
また、期間t3においては、2分周クロック信号はローレベルである一方、2分周変調信号はハイレベルであるので、各導体線路4a,4bには、逆方向の駆動電流が流れる。そして、期間t4においては、2分周クロック信号及び2分周変調信号ともローレベルであるので、各導体線路4a,4bには、同一方向の駆動電流が流れる。
Further, in the period t3, since the divided-by-2 clock signal is at a low level, the divided-by-2 modulation signal is at a high level, a reverse drive current flows through each
図2ないし図5で示したように、各導体線路4a,4bに流れる駆動電流同士が同一方向のときには、一対の平面板3a,3bには引力F1’,F2’が生じ、駆動電流同士が逆方向のときには、一対の平面板3a,3bには斥力F1,F2が生じる。これらの引力F1’,F2’及び斥力F1,F2により、一対の平面板3a,3bが振動され、この振動により平面型スピーカ1から音声が出力される。
As shown in FIGS. 2 to 5, when the drive currents flowing through the
次に、例えば切換部10が動電型スピーカ2側に切換操作された場合について、図7に示すタイミングチャートを参照して説明する。切換部10が動電型スピーカ2側に切換操作された場合、第1ないし第4スイッチSW1〜SW1は、図1における下側に切り換わる。
Next, for example, a case where the switching
オーディオ信号発生源5から出力されるアナログ信号としてのオーディオ信号(図7(a)参照)は、パルス幅変調部6においてクロック発生部7からの基準クロック信号に基づいてパルス幅変調されて、ディジタル信号としての変調信号(図7(c)参照)に変換される。パルス幅変調部6から出力される変調信号は、第2スイッチSW2を介して第3及び第4レベルシフト部11c,11dに供給される。また、パルス幅変調部6から出力される変調信号は、位相反転部9によって位相反転され、第1スイッチSW1を介して第1及び第2レベルシフト部11a,11bに供給される。
An audio signal (see FIG. 7A) output as an analog signal output from the audio signal generation source 5 is subjected to pulse width modulation in the pulse width modulation unit 6 based on the reference clock signal from the clock generation unit 7 and is digitally converted. It is converted into a modulated signal (see FIG. 7C) as a signal. The modulation signal output from the pulse width modulation unit 6 is supplied to the third and fourth
第1及び第2レベルシフト部11a,11bに供給された、位相反転部9によって位相反転された反転変調信号(図7(d)参照)は、第1及び第2スイッチング素子13a,13bの基準電位にシフトされ、第1及び第2駆動部12a,12bにおいて第1及び第2スイッチング素子13a,13bを駆動するための信号に変換される。そして、所定のタイミングで第1及び第2スイッチング素子13a,13bにそれぞれ出力される。
The inverted modulation signal (see FIG. 7D) that has been phase-inverted by the phase inverter 9 and supplied to the first and
第1及び第2スイッチング素子13a,13bは、第1及び第2駆動部12a,12bから出力される駆動信号に基づいてオン、オフ動作される。すなわち、図7(d)に示すように、反転変調信号のハイレベルの期間T5においては、第1スイッチング素子13aがオン動作する一方、第2スイッチング素子13bがオフ動作する。これにより、正の電源電圧+Vが第3スイッチSW3を介して第1フィルタ部14aに出力される。第1フィルタ部14aでは、高調波成分が除去された後、動電型スピーカ2の一方端子に供給される。
The first and
また、反転変調信号のローレベルの期間T6においては、第1スイッチング素子13aがオフ動作する一方、第2スイッチング素子13bがオン動作する。これにより、負の電源電圧−Vが第3スイッチSW3を介して第1フィルタ部14aに出力され、高調波成分が除去された後、動電型スピーカ2の一方端子に供給される。
In the low-level period T6 of the inverted modulation signal, the
一方、第3及び第4レベルシフト部11c,11dに供給された変調信号は、第3及び第4スイッチング素子13c,13dの基準電位にシフトされ、第3及び第4駆動部12c,12dにおいて第3及び第4スイッチング素子13c,13dを駆動するための信号に変換される。そして、所定のタイミングで第3及び第4スイッチング素子13c,13dにそれぞれ出力される。
On the other hand, the modulation signals supplied to the third and fourth
第3及び第4スイッチング素子13c,13dは、第3及び第4駆動部12c,12dから出力される駆動信号に基づいてオン、オフ動作される。すなわち、図7(c)に示すように、変調信号のローレベルの期間T7においては、第3スイッチング素子13cがオフ動作する一方、第4スイッチング素子13dがオン動作する。これにより、負の電源電圧−Vが第4スイッチSW4を介して第2フィルタ部14bに出力される。第2フィルタ部14bでは、負の電源電圧−Vは高調波成分が除去された後、動電型スピーカ2の他方端子に供給される。
The third and
また、変調信号のハイレベルの期間T8においては、第3スイッチング素子13cがオン動作する一方、第4スイッチング素子13dがオフ動作する。これにより、正の電源電圧+Vが第4スイッチSW4を介して第2フィルタ部14bに出力され、高調波成分が除去された後、動電型スピーカ2の他方端子に供給される。
Further, in the high-level period T8 of the modulation signal, the
動電型スピーカ2においては、図示しないボイスコイルに流れる駆動電流が変調信号及び反転変調信号に基づいて交互に反転されるので、その反転動作に基づいて振動板としてのコーン紙が振動される。この振動により、動電型スピーカ2から音声が出力される。 In the electrodynamic loudspeaker 2, the drive current flowing in a voice coil (not shown) is alternately inverted based on the modulation signal and the inverted modulation signal, so that the cone paper as the diaphragm is vibrated based on the inversion operation. Due to this vibration, sound is output from the electrodynamic speaker 2.
このように、本実施形態に係る音声出力システムにおいては、平面型スピーカ1と動電型スピーカ2とをともに接続することができ、切換部10で切換操作が行われることにより、平面型スピーカ1と動電型スピーカ2とを容易に切り換えて駆動させることができる。したがって、平面型スピーカ1専用のアンプ装置や動電型スピーカ2専用のアンプ装置を別途用意する必要がなく、汎用性のある音声出力システムを提供することができる。
Thus, in the audio output system according to the present embodiment, the planar speaker 1 and the electrodynamic speaker 2 can be connected together, and the switching operation is performed by the switching
また、平面型スピーカ1と動電型スピーカ2とは、駆動するための信号形態が異なるものであるが、本実施形態のアンプ装置Aでは、上記駆動信号を生成する回路を部分的に共用化することができるので、部品点数の低減化、装置の小型化を図ることができる。具体的には、オーディオ信号発生源5、パルス幅変調部6、クロック発生部7、第1ないし第4レベルシフト部11a〜11d、第1ないし第4駆動部12a〜12d及び第1ないし第4スイッチング素子13a〜13dを共用することができる。
The planar speaker 1 and the electrodynamic speaker 2 are different in signal form for driving, but in the amplifier device A of this embodiment, the circuit for generating the drive signal is partially shared. Therefore, the number of parts can be reduced and the apparatus can be downsized. Specifically, the audio signal generation source 5, the pulse width modulation unit 6, the clock generation unit 7, the first to fourth
図8は、音声出力システムの変形例を示すブロック図である。この変形例の構成は、レベルシフト部、駆動部及びスイッチング素子からなる電力増幅部が平面型スピーカ1及び動電型スピーカ2でそれぞれ独立に設けられ、切換部10が省略されている点で上記した実施形態と異なる。
FIG. 8 is a block diagram showing a modification of the audio output system. The configuration of this modified example is that the power amplifying unit including the level shift unit, the driving unit, and the switching element is provided independently for each of the planar speaker 1 and the electrodynamic speaker 2, and the switching
より詳細には、第1エッジトリガ部8aの出力段に、第1及び第2レベルシフト部11a,11b、第1及び第2駆動部12a,12b、並びに第1及び第2スイッチング素子13a,13bが接続され、第2エッジトリガ部8bの出力に、第3及び第4レベルシフト部11c,11d、第3及び第4駆動部12c,12d、並びに第3及び第4スイッチング素子13c,13dが接続されている。そして、第1及び第2スイッチング素子13a,13bの中点と、第3及び第4スイッチング素子13c,13dの中点とに、平面型スピーカ1が接続されている。
More specifically, the output stage of the first
また、パルス幅変調部6の出力段に、第5及び第6レベルシフト部11e,11f、第5及び第6駆動部12e,12f、並びに第5及び第6スイッチング素子13e,13fが接続され、位相反転部9の出力段に、第7及び第8レベルシフト部11g,11h、第7及び第8駆動部12g,12h、並びに第7及び第8スイッチング素子13g,13hが接続されている。そして、第5及び第6スイッチング素子13e,13fの中点と、第7及び第8スイッチング素子13g,13hの中点とに、第1及び第2フィルタ部14a,14bを介して動電型スピーカ2が接続されている。その他の構成については、上記した実施形態と略同様である。
Further, the fifth and sixth
この構成においても、アンプ装置A’に平面型スピーカ1及び動電型スピーカ2を接続することができ、パルス幅変調部6等の平面型スピーカ1及び動電型スピーカ2を駆動するための信号を生成する回路を部分的に共用することができる。また、この変形例の音声出力システムでは、切換部10が省略されているので、ユーザは使用に応じて平面型スピーカ1及び動電型スピーカ2を切り換える必要がなく、切換の手間を省くことができる。
Also in this configuration, the planar speaker 1 and the electrodynamic speaker 2 can be connected to the amplifier device A ′, and a signal for driving the planar speaker 1 and the electrodynamic speaker 2 such as the pulse width modulation unit 6 or the like. Can be partially shared. Further, in the audio output system of this modification, the switching
もちろん、この発明の範囲は上述した実施の形態に限定されるものではなく、上記実施形態に示した回路構成は一例であり、同等の機能を有するものであれば、種々の回路を適用することができる。例えば図1及び図8に、本願発明に係る音声出力システムのブロック構成図を示したが、本願発明はこのブロックに限るものではない。 Of course, the scope of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and the circuit configuration shown in the above embodiment is an example, and various circuits can be applied as long as they have equivalent functions. Can do. For example, FIG. 1 and FIG. 8 show block configuration diagrams of an audio output system according to the present invention, but the present invention is not limited to this block.
1 平面型スピーカ
2 動電型スピーカ
3a,3b 平面板
4a,3b 導体線路
5 オーディオ信号発生源
6 パルス幅変調部
7 クロック発生部
8a 第1エッジトリガ部
8b 第2エッジトリガ部
9 位相反転部
10 切換部
11a 第1レベルシフト部
11b 第2レベルシフト部
11c 第3レベルシフト部
11d 第4レベルシフト部
12a 第1駆動部
12b 第2駆動部
12c 第3駆動部
12d 第4駆動部
13a 第1スイッチング素子
13b 第2スイッチング素子
13c 第3スイッチング素子
13d 第4スイッチング素子
14a 第1フィルタ部
14b 第2フィルタ部
SW1 第1スイッチ
SW2 第2スイッチ
SW3 第3スイッチ
SW4 第4スイッチ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Planar speaker 2
Claims (4)
基準クロックを発生するクロック発生手段と、
前記クロック発生手段からの基準クロックに基づいて前記信号源からの入力信号をパルス幅変調して変調信号を出力するパルス幅変調手段と、
前記クロック発生手段からの基準クロックを分周するクロック分周手段と、
前記パルス幅変調手段からの変調信号を分周する変調信号分周手段と、
前記パルス幅変調手段からの変調信号を位相反転する位相反転手段と、
供給される信号のレベルに基づいて正負の電源電圧をスイッチングして駆動電流として後段に供給する第1の電流供給手段と、
供給される信号のレベルに基づいて正負の電源電圧をスイッチングして駆動電流として後段に供給する、前記第1の電流供給手段と別に設けられた第2の電流供給手段と、
前記クロック分周手段によって分周された基準クロックと、前記位相反転手段によって位相反転された変調信号とを切り換えて前記第1の電流供給手段に供給する第1の切換手段と、
前記第1の切換手段と連動し、前記変調信号分周手段によって分周された変調信号と、前記パルス幅変調手段によって変調された変調信号とを切り換えて前記第2の電流供給手段に供給する第2の切換手段と、
対向する一対の平面板を有し、前記一対の平面板の各表面に形成された導体線路に流れる電流の向きによって生じる電磁力に基づいて、前記一対の平面板のうちいずれか一方もしくは双方の平面板を振動させて音声を出力する平面型スピーカと、
前記パルス幅変調手段からの変調信号及び前記位相反転手段によって位相反転された変調信号に基づく駆動電流が供給されることにより音声を出力する他の動電型スピーカと、
前記第1の切換手段と連動し、前記第1の電流供給手段からの駆動電流を前記平面型スピーカの一方端に供給するか又は前記他の動電型スピーカの一方端に供給するかを切り換える第3の切換手段と、
前記第1の切換手段と連動し、前記第2の電流供給手段からの駆動電流を前記平面型スピーカの他方端に供給するか又は前記他の動電型スピーカの他方端に供給するかを切り換える第4の切換手段と、
を備えることを特徴とする、音声出力システム。 A signal source that generates an audio signal as an input signal can be connected,
Clock generating means for generating a reference clock; and
Pulse width modulation means for pulse-modulating an input signal from the signal source based on a reference clock from the clock generation means and outputting a modulation signal;
Clock dividing means for dividing a reference clock from the clock generating means;
Modulation signal dividing means for dividing the modulation signal from the pulse width modulation means;
Phase inversion means for inverting the phase of the modulation signal from the pulse width modulation means;
First current supply means for switching a positive and negative power supply voltage based on the level of a supplied signal and supplying it as a drive current to a subsequent stage;
A second current supply means provided separately from the first current supply means, which switches positive and negative power supply voltages based on the level of the supplied signal and supplies them as a drive current to the subsequent stage;
First switching means for switching the reference clock frequency-divided by the clock frequency dividing means and the modulation signal phase-inverted by the phase inversion means to be supplied to the first current supply means;
In conjunction with the first switching means, the modulation signal divided by the modulation signal dividing means and the modulation signal modulated by the pulse width modulation means are switched and supplied to the second current supply means. A second switching means;
One or both of the pair of flat plates based on the electromagnetic force generated by the direction of the current flowing in the conductor line formed on each surface of the pair of flat plates A flat speaker that outputs sound by vibrating a flat plate;
Another electrodynamic speaker that outputs sound by being supplied with a drive current based on the modulation signal from the pulse width modulation means and the modulation signal phase-inverted by the phase inversion means;
In conjunction with the first switching means, it is switched whether the drive current from the first current supply means is supplied to one end of the planar speaker or one end of the other electrodynamic speaker. Third switching means;
In conjunction with the first switching means, switching between supplying the drive current from the second current supply means to the other end of the planar speaker or the other end of the other electrodynamic speaker is switched. A fourth switching means;
An audio output system comprising:
前記第4切換手段の一方の出力端と前記他のスピーカとの間には、前記第4切換手段の一方の出力の高調波成分を除去するための第2の低域通過フィルタ手段が介在されている、請求項1に記載の音声出力システム。 A first low-pass filter means for removing a harmonic component of one output of the third switching means between one output end of the third switching means and the other electrodynamic speaker. Intervened,
Between the one output end of the fourth switching means and the other speaker, a second low-pass filter means for removing harmonic components of one output of the fourth switching means is interposed. The audio output system according to claim 1.
基準クロックを発生するクロック発生手段と、
前記クロック発生手段からの基準クロックに基づいて前記信号源からの入力信号をパルス幅変調して変調信号を出力するパルス幅変調手段と、
前記クロック発生手段からの基準クロックを分周するクロック分周手段と、
前記パルス幅変調手段からの変調信号を分周する変調信号分周手段と、
前記パルス幅変調手段からの変調信号を位相反転する位相反転手段と、
対向する一対の平面板を有し、前記一対の平面板の各表面に形成された導体線路に流れる電流の向きによって生じる電磁力に基づいて、前記一対の平面板のうちいずれか一方の平面板を振動させて音声を出力する平面型スピーカと、
前記クロック分周手段によって分周された基準クロックのレベルに基づいて正負の電源電圧をスイッチングして駆動電流として前記平面型スピーカの一方端に供給する第1の電流供給手段と、
前記変調信号分周手段によって分周された変調信号のレベルに基づいて正負の電源電圧をスイッチングして駆動電流として前記平面型スピーカの他方端に供給する第2の電流供給手段と、
前記パルス幅変調手段からの変調信号及び前記位相反転手段によって位相反転された変調信号に基づく駆動電流が供給されることにより音声を出力する他の動電型スピーカと、
前記パルス幅変調手段によって変調された変調信号のレベルに基づいて正負の電源電圧をスイッチングして駆動電流として前記他の動電型スピーカの一方端に供給する第3の電流供給手段と、
前記位相反転手段によって位相反転された変調信号のレベルに基づいて正負の電源電圧をスイッチングして駆動電流として前記他の動電型スピーカの他方端に供給する第4の電流供給手段と、
を備えることを特徴とする、音声出力システム。 A signal source that generates an audio signal as an input signal can be connected,
Clock generating means for generating a reference clock; and
Pulse width modulation means for pulse-modulating an input signal from the signal source based on a reference clock from the clock generation means and outputting a modulation signal;
Clock dividing means for dividing a reference clock from the clock generating means;
Modulation signal dividing means for dividing the modulation signal from the pulse width modulation means;
Phase inversion means for inverting the phase of the modulation signal from the pulse width modulation means;
One of the pair of flat plates based on the electromagnetic force generated by the direction of the current flowing through the conductor line formed on each surface of the pair of flat plates, having a pair of opposed flat plates A flat speaker that vibrates and outputs sound;
First current supply means for switching positive and negative power supply voltages based on the level of the reference clock frequency-divided by the clock frequency dividing means and supplying the drive current to one end of the planar speaker;
Second current supply means for switching a positive and negative power supply voltage based on the level of the modulation signal divided by the modulation signal frequency dividing means and supplying it as a drive current to the other end of the planar speaker;
Another electrodynamic speaker that outputs sound by being supplied with a drive current based on the modulation signal from the pulse width modulation means and the modulation signal phase-inverted by the phase inversion means;
Third current supply means for switching positive and negative power supply voltages based on the level of the modulation signal modulated by the pulse width modulation means to supply one end of the other electrodynamic speaker as a drive current;
Fourth current supply means for switching positive and negative power supply voltages based on the level of the modulation signal phase-inverted by the phase inversion means to supply the other end of the other electrodynamic speaker as a drive current;
An audio output system comprising:
基準クロックを発生するクロック発生手段と、
前記クロック発生手段からの基準クロックに基づいて前記信号源からの入力信号をパルス幅変調して変調信号を出力するパルス幅変調手段と、
前記クロック発生手段からの基準クロックを分周するクロック分周手段と、
前記パルス幅変調手段からの変調信号を分周する変調信号分周手段と、
前記パルス幅変調手段からの変調信号を位相反転する位相反転手段と、
供給される信号のレベルに基づいて正負の電源電圧をスイッチングして駆動電流として後段に供給する第1の電流供給手段と、
供給される信号のレベルに基づいて正負の電源電圧をスイッチングして駆動電流として後段に供給する、前記第1の電流供給手段と別に設けられた第2の電流供給手段と、
前記クロック分周手段によって分周された基準クロックと、前記位相反転手段によって位相反転された変調信号とを切り換えて前記第1の電流供給手段に供給する第1の切換手段と、
前記第1の切換手段と連動し、前記変調信号分周手段によって分周された変調信号と、前記パルス幅変調手段によって変調された変調信号とを切り換えて前記第2の電流供給手段に供給する第2の切換手段と、
前記第1の切換手段と連動し、前記第1の電流供給手段からの出力を、対向する一対の平面板を有し、前記一対の平面板の各表面に形成された導体線路に流れる電流の向きによって生じる電磁力に基づいて、前記一対の平面板のうちいずれか一方もしくは双方の平面板を振動させて音声を出力する平面型スピーカの一方端に供給するか、又は前記パルス幅変調手段からの変調信号及び前記位相反転手段によって位相反転された変調信号に基づく駆動電流が供給されることにより音声を出力する他の動電型スピーカの一方端に供給するかを切り換える第3の切換手段と、
前記第1の切換手段と連動し、前記第2の電流供給手段からの出力を前記平面型スピーカの他方端に供給するか又は前記他の動電型スピーカの他方端に供給するかを切り換える第4の切換手段と、
を備えることを特徴とする、オーディオアンプ。 A signal source that generates an audio signal as an input signal can be connected,
Clock generating means for generating a reference clock; and
Pulse width modulation means for pulse-modulating an input signal from the signal source based on a reference clock from the clock generation means and outputting a modulation signal;
Clock dividing means for dividing a reference clock from the clock generating means;
Modulation signal dividing means for dividing the modulation signal from the pulse width modulation means;
Phase inversion means for inverting the phase of the modulation signal from the pulse width modulation means;
First current supply means for switching a positive and negative power supply voltage based on the level of a supplied signal and supplying it as a drive current to a subsequent stage;
A second current supply means provided separately from the first current supply means, which switches positive and negative power supply voltages based on the level of the supplied signal and supplies them as a drive current to the subsequent stage;
First switching means for switching the reference clock frequency-divided by the clock frequency dividing means and the modulation signal phase-inverted by the phase inversion means to be supplied to the first current supply means;
In conjunction with the first switching means, the modulation signal divided by the modulation signal dividing means and the modulation signal modulated by the pulse width modulation means are switched and supplied to the second current supply means. A second switching means;
In conjunction with the first switching means, the output from the first current supply means has a pair of opposing flat plates, and the current flowing through the conductor lines formed on the respective surfaces of the pair of flat plates Based on the electromagnetic force generated by the direction, either one or both of the pair of flat plates is vibrated and supplied to one end of a flat speaker that outputs sound, or from the pulse width modulation means And a third switching means for switching whether to supply to one end of another electrodynamic speaker that outputs sound by being supplied with a drive current based on the modulation signal and the modulation signal phase-inverted by the phase inversion means. ,
In conjunction with the first switching means, a second switch is made to switch whether the output from the second current supply means is supplied to the other end of the planar speaker or the other end of the other electrodynamic speaker. 4 switching means;
An audio amplifier comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008077494A JP2009232346A (en) | 2008-03-25 | 2008-03-25 | Sound output system and audio amplifier used for the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008077494A JP2009232346A (en) | 2008-03-25 | 2008-03-25 | Sound output system and audio amplifier used for the same |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009232346A true JP2009232346A (en) | 2009-10-08 |
Family
ID=41247199
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008077494A Pending JP2009232346A (en) | 2008-03-25 | 2008-03-25 | Sound output system and audio amplifier used for the same |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2009232346A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014050021A (en) * | 2012-09-03 | 2014-03-17 | Beat Sonic:Kk | Adapter with low pass filter or speaker amplifier with low pass filter |
-
2008
- 2008-03-25 JP JP2008077494A patent/JP2009232346A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2014050021A (en) * | 2012-09-03 | 2014-03-17 | Beat Sonic:Kk | Adapter with low pass filter or speaker amplifier with low pass filter |
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