JP2014090284A - Audio reproduction device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、動電型スピーカーの非線形歪特性を反映した非線形歪補正信号を生成する信号処理回路を含む音声再生装置であって、動電型スピーカーの非線形モデルとして線形パラメータおよび非線形パラメータを推定したうえで、動電型スピーカーが再生する音声に含まれる非線形歪を低減させるように非線形歪補正信号を生成する音声再生装置に関する。 The present invention is an audio reproduction device including a signal processing circuit that generates a nonlinear distortion correction signal reflecting the nonlinear distortion characteristics of an electrodynamic speaker, and estimates a linear parameter and a nonlinear parameter as a nonlinear model of the electrodynamic speaker. In addition, the present invention relates to a sound reproducing device that generates a nonlinear distortion correction signal so as to reduce nonlinear distortion included in sound reproduced by an electrodynamic speaker.
可聴音域の音波を再生する動電型スピーカーの主流である直接放射型のスピーカーでは、振動板およびボイスコイルを含むスピーカー振動系を、エッジおよびダンパーの支持系により1自由度で振動可能に支持している。また、磁気回路の磁気空隙に配置されるスピーカー振動系のボイスコイルは、音声信号電流が流されると、磁気空隙の磁界により駆動力を受けるので、スピーカー振動系が音声信号に因って振動して空気の圧力変化を生じさせ、その結果、動電型スピーカーから音声が再生される。動電型スピーカーの音圧周波数特性は、ボイスコイル変位xが小さくなる最低共振周波数f0以上の周波数帯域で、入力電圧に略比例するようになる。動電型スピーカーの音圧周波数特性は、入力信号レベルに対して再生される音圧レベルが大きくなる能率が高いものが好ましく、また、最低共振周波数f0が低くて再生可能な周波数帯域が広いものが好ましい。 In direct radiation type speakers, which are the mainstream of electrodynamic speakers that reproduce sound waves in the audible sound range, the speaker vibration system including the diaphragm and voice coil is supported by the edge and damper support system so that it can vibrate in one degree of freedom. ing. In addition, the speaker vibration system voice coil arranged in the magnetic gap of the magnetic circuit receives a driving force by the magnetic field of the magnetic gap when an audio signal current is passed, so the speaker vibration system vibrates due to the audio signal. As a result, the air pressure changes, and as a result, sound is reproduced from the electrodynamic speaker. The sound pressure frequency characteristic of the electrodynamic loudspeaker is substantially proportional to the input voltage in a frequency band of the minimum resonance frequency f0 or more where the voice coil displacement x is small. The sound pressure frequency characteristic of the electrodynamic speaker preferably has a high efficiency with which the sound pressure level reproduced with respect to the input signal level is high, and has a wide frequency band that can be reproduced with a low minimum resonance frequency f0. Is preferred.
一方で、動電型スピーカーでは、音声信号成分には含まれていない非線形歪成分(高調波歪、混変調歪、等)の音圧レベルが低いことが好ましい。ボイスコイル変位xが大きい最低共振周波数f0以下の周波数帯域では、動電型スピーカーは、音声信号成分には含まれていない好ましくない非線形歪成分(高調波歪、混変調歪、等)を大きなレベルで再生してしまう場合がある。これは、磁気回路の磁気空隙における磁束密度が一定でなく、磁束密度とコイル長の積である力係数Blがボイスコイル変位xに伴って変化すること、および、支持系を構成するエッジおよびダンパーのスティフネスkが一定でなく、ボイスコイル変位xに伴って変化すること、が主な原因であることが知られている。同様に、動電型スピーカーでは、ボイスコイルのインダクタンスLがボイスコイル変位xに伴って変化することもよく知られている。したがって、振動板の表面積が小さくて低音域の再生能力が乏しい動電型スピーカーでは、最低共振周波数f0以下の周波数帯域の音声信号をブーストする(増幅率(ゲイン)を相対的に大きくする)ことで実質的に再生可能な周波数帯域を低く拡大しようとする場合に、線形成分である基本波に対して非線形歪成分である高調波歪または混変調歪が相対的に著しく大きくなるという問題がある。 On the other hand, in an electrodynamic speaker, it is preferable that the sound pressure level of nonlinear distortion components (harmonic distortion, intermodulation distortion, etc.) not included in the audio signal component is low. In the frequency band below the lowest resonance frequency f0 where the voice coil displacement x is large, the electrodynamic speaker has a large level of undesirable nonlinear distortion components (harmonic distortion, intermodulation distortion, etc.) not included in the audio signal component. May be played on. This is because the magnetic flux density in the magnetic air gap of the magnetic circuit is not constant, the force coefficient Bl, which is the product of the magnetic flux density and the coil length, changes with the voice coil displacement x, and the edges and dampers that constitute the support system It is known that the stiffness k is not constant and changes with the voice coil displacement x. Similarly, it is well known that in an electrodynamic speaker, the inductance L of the voice coil changes with the voice coil displacement x. Therefore, in an electrodynamic speaker with a small diaphragm surface area and poor low-frequency reproduction capability, boost the audio signal in the frequency band below the lowest resonance frequency f0 (relatively increase the gain (gain)). When trying to expand the frequency band that can be reproduced substantially at a low frequency, there is a problem that harmonic distortion or intermodulation distortion, which is a nonlinear distortion component, becomes relatively large relative to the fundamental wave, which is a linear component. .
動電型スピーカーにおいて非線形歪が増大すると、再生音質が低下するという問題がある。本願の出願人並びに発明者らは、スピーカーの評価を目的として基準音に対する倍音の検知閾を測定した結果について発表している(非特許文献1)。音声信号が純音であれば、非線形性により発生した基準音に対する倍音は、基本波に対する高調波歪成分に相当する。非特許文献1から、高調波歪成分が相対的に大きくなると検知可能になること、および、基準音の音圧レベルおよび周波数により倍音検知閾が変化すること、倍音次数が上がるほど検知閾が下がること、等が分かる。
When non-linear distortion increases in an electrodynamic speaker, there is a problem that reproduced sound quality is degraded. The applicant and the inventors of the present application have published the results of measuring the detection threshold of overtones relative to the reference sound for the purpose of speaker evaluation (Non-patent Document 1). If the audio signal is a pure tone, the harmonic over the reference tone generated by the non-linearity corresponds to a harmonic distortion component with respect to the fundamental wave. From
従来には、動電型スピーカーが再生する音声に含まれる非線形歪を低減させるように、非線形歪補正信号を生成する音声再生装置がある。例えば、動電型スピーカーの非線形歪をフィードフォワード方式で補正して歪を減少させる方法が開示されている(特許文献1)。本願の出願人は、2次以上の非線形IIRフィルタという構成で特許文献1と同等の非線形歪補正方法を実現した(特許文献2)。これらの方法は、動電型スピーカーをモデル化し、線形パラメータであるシールスモールパラメータと、ボイスコイル変位xに伴う非線形パラメータとを求めて、非線形歪補正信号を生成する方法を採っている。つまり、入力信号からボイスコイル変位xを予測して、変位xを非線形パラメータの引数にして、線形化に必要な補正信号を生成するという方法である。これらの非線形歪補正の方法は、動電型スピーカーの非線形モデルに基づいているのでモデルの理解が容易であり、ヴォルテラフィルタ(Volterra filter)を用いるような他の方法(特許文献3)に比較して、高次の非線形歪補正信号の生成も比較的に容易であるという利点がある。
2. Description of the Related Art Conventionally, there is an audio reproduction device that generates a nonlinear distortion correction signal so as to reduce nonlinear distortion included in audio reproduced by an electrodynamic speaker. For example, a method is disclosed in which nonlinear distortion of an electrodynamic speaker is corrected by a feedforward method to reduce the distortion (Patent Document 1). The applicant of the present application has realized a nonlinear distortion correction method equivalent to that of
しかしながら、特許文献1または2の従来技術では、非線形歪補正に必要な線形パラメータおよび非線形パラメータを求めることが、難しいという問題がある。具体的には、入力される音声信号の全てのレベルおよび全ての周波数において、一定以上の非線形歪低減効果が得られるような非線形パラメータを得ることは、現実的に難しい。ある方法で推定した非線形パラメータを用いると、特定の周波数帯域では非線形歪を低減することができても、他の周波数帯域では非線形歪が増大してしまうことがある。これは、特許文献1または2の従来技術が、動電型スピーカーを1自由度振動系の線形モデルを基礎に、一部の非線形パラメータをボイスコイル変位xを引数にして非線形モデル化しているにすぎず、この非線形モデルでは実際の動電型スピーカーの非線形の動作をカバーできない部分がある可能性があるからである。したがって、非線形歪補正に必要な線形パラメータおよび非線形パラメータを求める方法を改善する、あるいは、動電型スピーカーの非線形モデルを改善して非線形歪補正の方法を改善する、等が要望されている。
However, the conventional technique of
本発明は、上記の従来技術が有する問題を解決するためになされたものであり、その目的は、動電型スピーカーの非線形歪特性を反映した非線形歪補正信号を生成する信号処理回路を含む音声再生装置であって、動電型スピーカーが再生する音声に含まれる非線形歪を十分に低減させるように非線形歪補正信号を生成する音声再生装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a sound including a signal processing circuit that generates a nonlinear distortion correction signal reflecting the nonlinear distortion characteristics of an electrodynamic speaker. An object of the present invention is to provide a sound reproducing device that generates a non-linear distortion correction signal so as to sufficiently reduce non-linear distortion included in sound reproduced by an electrodynamic speaker.
本発明の音声再生装置は、動電型スピーカーと、動電型スピーカーの非線形歪特性を反映した非線形歪補正信号を生成する信号処理回路と、を含む音声再生装置であって、信号処理回路が、入力音声信号が入力される第1線形フィルタ部および第2線形フィルタ部と、第1線形フィルタ部の出力信号に基づいて非線形歪補正信号を生成する非線形歪補正信号生成部と、非線形歪補正信号生成部の出力信号と第2線形フィルタ部の出力信号とを加算して出力する加算部と、加算部からの出力信号を増幅して動電型スピーカーへ出力する増幅部と、を備え、第1線形フィルタ部が、動電型スピーカーから再生される非線形歪が最小になる所定のゲイン特性を有する線形フィルタであり、第2線形フィルタ部が、入力音声信号から第1線形フィルタ部の出力信号を引算した信号を出力する線形フィルタである。 An audio reproduction device of the present invention is an audio reproduction device including an electrodynamic speaker and a signal processing circuit that generates a nonlinear distortion correction signal that reflects the non-linear distortion characteristics of the electrodynamic speaker. A first linear filter unit and a second linear filter unit to which an input audio signal is input, a non-linear distortion correction signal generation unit that generates a non-linear distortion correction signal based on an output signal of the first linear filter unit, and non-linear distortion correction An adder that adds and outputs the output signal of the signal generator and the output signal of the second linear filter unit; and an amplifier that amplifies the output signal from the adder and outputs the amplified signal to the electrodynamic speaker. The first linear filter unit is a linear filter having a predetermined gain characteristic that minimizes the non-linear distortion reproduced from the electrodynamic speaker, and the second linear filter unit performs the first linear filter from the input audio signal. A linear filter for outputting a signal subtracting the output signal of the.
また、好ましくは、本発明の音声再生装置は、信号処理回路の非線形歪補正信号生成部が、第1線形フィルタ部の出力信号に基づく動電型スピーカーのボイスコイル変位xを算出する変位算出フィルタ部と、変位算出フィルタ部の出力信号を受けて非線形歪成分を生成して第1線形フィルタ部の出力信号に加えて出力する非線形歪成分出力部と、を含む。 Preferably, in the audio reproduction device of the present invention, the nonlinear distortion correction signal generation unit of the signal processing circuit calculates a voice coil displacement x of the electrodynamic speaker based on the output signal of the first linear filter unit. And a non-linear distortion component output unit that receives the output signal of the displacement calculation filter unit, generates a non-linear distortion component, and outputs the non-linear distortion component in addition to the output signal of the first linear filter unit.
また、好ましくは、本発明の音声再生装置は、信号処理回路のゲイン特性を有する第1線形フィルタ部が、非線形歪補正信号生成部の変位算出フィルタ部の低域通過特性hxにおける通過域の一部を少なくともその通過域として含む低域通過特性Hxを有する直線位相フィルタとして構成され、第2線形フィルタ部が、第1線形フィルタ部の低域通過特性Hxの阻止域を通過域とする高域通過特性(1−Hx)を有する直線位相フィルタとして構成される。 Preferably, in the audio reproduction device of the present invention, the first linear filter unit having the gain characteristic of the signal processing circuit is a pass band in the low-pass characteristic hx of the displacement calculation filter unit of the nonlinear distortion correction signal generation unit. Is configured as a linear phase filter having a low pass characteristic Hx including at least a pass part as its pass band, and the second linear filter unit has a pass band that is a stop band of the low pass characteristic Hx of the first linear filter unit. It is configured as a linear phase filter having a pass characteristic (1-Hx).
また、好ましくは、本発明の音声再生装置は、信号処理回路の第1線形フィルタ部のゲイン特性が、入力音声信号が正弦波信号である場合に発生する2次以上の高調波歪の音圧レベルに基づいて調整され、高調波歪の次数が高くなるほどその音圧レベルが低くなるように調整される、または、正弦波信号を基音とする際の倍音最小可聴閾値よりも低くなるように調整される。 Preferably, in the sound reproducing device according to the present invention, the gain characteristic of the first linear filter unit of the signal processing circuit is such that the sound pressure of the second or higher harmonic distortion generated when the input sound signal is a sine wave signal. It is adjusted based on the level and adjusted so that the sound pressure level becomes lower as the order of harmonic distortion becomes higher, or adjusted to be lower than the overtone minimum audible threshold when using a sine wave signal as the fundamental tone. Is done.
以下、本発明の作用について説明する。 The operation of the present invention will be described below.
本発明の音声再生装置は、動電型スピーカーと、動電型スピーカーの非線形歪特性を反映した非線形歪補正信号を生成する信号処理回路と、を含む音声再生装置である。信号処理回路は、動電型スピーカーが再生する音声に含まれる非線形歪を十分に低減させるように非線形歪補正信号を生成する。信号処理回路は、入力音声信号が入力される第1線形フィルタ部および第2線形フィルタ部と、第1線形フィルタ部の出力信号に基づいて非線形歪補正信号を生成する非線形歪補正信号生成部と、非線形歪補正信号生成部の出力信号と第2線形フィルタ部の出力信号とを加算して出力する加算部と、加算部からの出力信号を増幅して動電型スピーカーへ出力する増幅部と、を備える。 The audio reproduction device of the present invention is an audio reproduction device including an electrodynamic speaker and a signal processing circuit that generates a nonlinear distortion correction signal reflecting the nonlinear distortion characteristics of the electrodynamic speaker. The signal processing circuit generates a non-linear distortion correction signal so as to sufficiently reduce non-linear distortion included in the sound reproduced by the electrodynamic speaker. The signal processing circuit includes: a first linear filter unit and a second linear filter unit to which an input audio signal is input; a nonlinear distortion correction signal generation unit that generates a nonlinear distortion correction signal based on an output signal of the first linear filter unit; An adder that adds and outputs the output signal of the nonlinear distortion correction signal generator and the output signal of the second linear filter unit; an amplifier that amplifies the output signal from the adder and outputs the amplified signal to the electrodynamic speaker; .
ここで、音声再生装置の信号処理回路は、第1線形フィルタ部が、動電型スピーカーから再生される非線形歪が最小になる所定のゲイン特性を有する線形フィルタであり、第2線形フィルタ部が、入力音声信号から第1線形フィルタ部の出力信号を引算した信号を出力する線形フィルタである。信号処理回路の非線形歪補正信号生成部は、第1線形フィルタ部の出力信号に基づく動電型スピーカーのボイスコイル変位xを算出する変位算出フィルタ部と、変位算出フィルタ部の出力信号を受けて非線形歪成分を生成して第1線形フィルタ部の出力信号に加えて出力する非線形歪成分出力部と、を含むように構成するのが好ましい。動電型スピーカーのボイスコイル変位xに起因する非線形歪を、簡易に低減することができる非線形歪補正信号生成部を構成できる。 Here, in the signal processing circuit of the audio reproduction device, the first linear filter unit is a linear filter having a predetermined gain characteristic that minimizes the nonlinear distortion reproduced from the electrodynamic speaker, and the second linear filter unit The linear filter outputs a signal obtained by subtracting the output signal of the first linear filter unit from the input audio signal. The nonlinear distortion correction signal generation unit of the signal processing circuit receives a displacement calculation filter unit that calculates the voice coil displacement x of the electrodynamic speaker based on the output signal of the first linear filter unit, and an output signal of the displacement calculation filter unit It is preferable to include a nonlinear distortion component output unit that generates and outputs a nonlinear distortion component in addition to the output signal of the first linear filter unit. A non-linear distortion correction signal generation unit that can easily reduce non-linear distortion caused by the voice coil displacement x of the electrodynamic speaker can be configured.
信号処理回路の第1線形フィルタ部の所定のゲイン特性は、ある方法で推定した非線形パラメータを用いた場合に、動電型スピーカーの最低共振周波数f0付近以下の周波数帯域において、非線形歪を低減することができるようにゲイン(例えば、0以上1.0以下)を周波数毎に調整して得られる。例えば、信号処理回路の第1線形フィルタ部のゲイン特性は、入力音声信号が正弦波信号である場合に発生する2次以上の高調波歪の音圧レベルに基づいて調整され、高調波歪の次数が高くなるほどその音圧レベルが低くなるように調整される、または、正弦波信号を基音とする際の倍音最小可聴閾値よりも低くなるように調整される。つまり、この音声再生装置の信号処理回路では、第1線形フィルタ部の出力信号に基づいて最も非線形歪が低減するように非線形歪補正信号を生成することができる。一方で、第2線形フィルタ部は、入力音声信号から第1線形フィルタ部の出力信号を引算した信号を出力するので、加算部で非線形歪補正信号生成部の出力信号と第2線形フィルタ部の出力信号とを加算して出力すると、入力音声信号のレベルを基本的に変化することなく音声出力が可能になる。その結果、音声再生装置の信号処理回路は、非線形パラメータを用いるのみでは非線形歪が増大してしまうのを防止して、いずれの周波数及び信号レベルに於いても、非線形歪を低減する効果を得ることができる。 The predetermined gain characteristic of the first linear filter unit of the signal processing circuit reduces nonlinear distortion in a frequency band below the lowest resonance frequency f0 of the electrodynamic speaker when a nonlinear parameter estimated by a certain method is used. It is obtained by adjusting the gain (for example, 0 or more and 1.0 or less) for each frequency so that it is possible. For example, the gain characteristic of the first linear filter unit of the signal processing circuit is adjusted based on the sound pressure level of the second or higher order harmonic distortion generated when the input audio signal is a sine wave signal. The higher the order, the lower the sound pressure level, or the lower the overtone minimum audible threshold when the sine wave signal is used as the fundamental tone. That is, in the signal processing circuit of the audio reproduction device, the nonlinear distortion correction signal can be generated so that the nonlinear distortion is reduced most based on the output signal of the first linear filter unit. On the other hand, since the second linear filter unit outputs a signal obtained by subtracting the output signal of the first linear filter unit from the input audio signal, the output signal of the nonlinear distortion correction signal generation unit and the second linear filter unit are added by the adding unit. If the output signal is added to the output signal, the sound can be output without basically changing the level of the input sound signal. As a result, the signal processing circuit of the audio reproduction device prevents the increase of the nonlinear distortion only by using the nonlinear parameter, and obtains the effect of reducing the nonlinear distortion at any frequency and signal level. be able to.
信号処理回路のゲイン特性を有する第1線形フィルタ部は、非線形歪補正信号生成部の変位算出フィルタ部の低域通過特性hxにおける通過域の一部を少なくともその通過域として含む低域通過特性Hxを有する直線位相フィルタとして構成するのが好ましい。一方で、第2線形フィルタ部は、線形フィルタ部の低域通過特性Hxの阻止域を通過域とする高域通過特性(1−Hx)を有する直線位相フィルタとして構成するのが好ましい。第1線形フィルタ部のゲイン特性は、変位算出フィルタ部の低域通過特性hxと似た低域通過特性を有していれば、ボイスコイル変位xが大きな低域通過特性Hxの通過域に於いて非線形歪を低減する効果を得ることができ、一方で、非線形パラメータを用いるのみでは非線形歪が増大してしまうことがあるボイスコイル変位xが小さな低域通過特性Hxの阻止域に於いて非線形歪が増大するのを防止することができる。 The first linear filter unit having a gain characteristic of the signal processing circuit includes a low-pass characteristic Hx including at least a part of the pass band in the low-pass characteristic hx of the displacement calculation filter unit of the nonlinear distortion correction signal generation unit as the pass band. It is preferable to configure as a linear phase filter having On the other hand, it is preferable that the second linear filter unit is configured as a linear phase filter having a high-pass characteristic (1-Hx) whose pass band is the stop band of the low-pass characteristic Hx of the linear filter part. If the gain characteristic of the first linear filter unit has a low-pass characteristic similar to the low-pass characteristic hx of the displacement calculation filter unit, the gain characteristic of the low-pass characteristic Hx with a large voice coil displacement x is obtained. On the other hand, it is possible to obtain the effect of reducing the non-linear distortion. On the other hand, the non-linear parameter may be increased only by using the non-linear parameter. It is possible to prevent the distortion from increasing.
本発明の音声再生装置は、動電型スピーカーの非線形歪特性を反映した非線形歪補正信号を生成する信号処理回路を含む音声再生装置であって、動電型スピーカーが再生する音声に含まれる非線形歪を十分に低減させるように非線形歪補正信号を生成することができる。 An audio reproduction device according to the present invention is an audio reproduction device including a signal processing circuit that generates a nonlinear distortion correction signal reflecting the nonlinear distortion characteristics of an electrodynamic speaker, and is non-linear included in the audio reproduced by the electrodynamic speaker. The nonlinear distortion correction signal can be generated so as to sufficiently reduce the distortion.
以下、本発明の好ましい実施形態による音声再生装置について説明するが、本発明はこれらの実施形態には限定されない。 Hereinafter, although the audio | voice reproduction apparatus by preferable embodiment of this invention is demonstrated, this invention is not limited to these embodiment.
図1は、本発明の好ましい実施形態による音声再生装置1について説明する図である。具体的には、図1は、音声再生装置1の構成を示すブロック図である。また、図2は、音声再生装置1を構成する信号処理回路2のDSP5において、非線形歪補正信号生成部10の構成例を説明する図である。また、図3は、信号処理回路2の非線形歪補正信号生成部10の変位算出フィルタ部14の低域通過特性hxと、第1線形フィルタ部11の低域通過特性Hx並びに第2線形フィルタ部12の高域通過特性(1−Hx)について説明するグラフである。また、図4は、音声再生装置1のスピーカーシステム3からの再生音に含まれる非線形歪(3次)について説明するグラフである。なお、説明に不要な一部の構造や、内部構造等は、図示ならびに説明を省略している。
FIG. 1 is a diagram for explaining an
音声再生装置1は、信号処理回路2と、スピーカーシステム3と、から構成される。音声再生装置1は、入力端子Inputに入力されるデジタル音声信号を、内蔵するDSP5で信号処理し、D/A変換器6でアナログ信号に変換した後にアンプ回路7を介してスピーカーシステム3に出力する。スピーカーシステム3は、キャビネット30に動電型スピーカー31が取り付けられて構成されている。動電型スピーカー31の後述するボイスコイル33には、接続線32を介して信号処理回路2からの出力信号が供給される。したがって、動電型スピーカー31のボイスコイル33および振動板34が振動すると、音声再生装置1は、音声信号を音波に変換して音声を再生することができる。
The
信号処理回路2は、音声再生装置1の動作を制御する制御回路4と、デジタル音声信号を入力して信号処理するDSP(デジタルシグナルプロセッサ)5と、DSP5の出力を受けてアナログ信号に変換するD/A変換器6、および、これらのアナログ信号をそれぞれ増幅してスピーカーシステム3へ出力するアンプ回路7と、を少なくとも含む。DSP5を制御する制御回路4は、D/A変換器6およびアンプ回路7でのゲインA(増幅率)をDSP5に反映させるものであってもよい。本実施例の信号処理回路2は、モノラル信号を対象に説明しているが、ステレオ信号(左信号Lおよび右信号R)を対象としてDSP5に供給されてもよい。具体的には、信号処理回路2は、DSPおよびアンプ回路を内蔵するオーディオ製品(ステレオアンプ、AVレシーバー、等)により構成し得る。もちろん、信号処理回路2は、DSPと、D/A変換器と、アンプ回路と、を含む他の音声再生装置により構成してもよい。
The
スピーカーシステム3は、密閉型スピーカーの音響容量を規定するキャビネット30と、直接放射型の動電型スピーカー31とから構成される。図1において断面図で示す動電型スピーカー31では、ボイスコイル33および振動板34が、エッジ35およびダンパー36によって図示する矢印xの一軸方向に振動可能に支持されている。動電型スピーカー31のフレーム37は、動電型スピーカー31をキャビネット30に固定すると共に、磁気空隙を有する磁気回路38の位置を固定する。したがって、ボイスコイル34および振動板34は、音声信号電流が流されると、磁気回路38の磁気空隙の磁界により駆動力を受けて相対的に振動する。音声信号電流が流されていない場合のボイスコイル34の静止位置を変位x=0とする。
The
スピーカーシステム3の最低共振周波数f0は、動電型スピーカー31のボイスコイル33および振動板34に起因する重量m0と、エッジ35およびダンパー36ならびにキャビネット30の空気の音響容量に起因するスティフネスkと、により定まる。動電型スピーカー31のスティフネスkは、動電型スピーカー31のボイスコイル33および振動板34の重量m0を支持するバネの固さを意味する。動電型スピーカー31のスティフネスkは、ボイスコイル変位xの絶対値が小さい時に比較して、ボイスコイル変位xの絶対値が大きくなればバネとして固くなるといえるので、ボイスコイル変位xによって変化する非線形パラメータk(x)とみなすことができる。
The lowest resonance frequency f0 of the
スピーカーシステム3の音圧周波数特性は、動電型スピーカー31の能率が高いほど、音圧レベルが高くなる。動電型スピーカー31の能率は、磁束密度とコイル長の積である力係数Blと、ボイスコイル33および振動板34に起因する重量m0と、等より定まる。動電型スピーカー31の磁気回路38の磁気空隙は有限なので、磁束密度は、ボイスコイル変位xに対して一定にならずに変化する。一般的に、ボイスコイル変位xの絶対値が小さい時に比較して、ボイスコイル変位xの絶対値が大きくなれば、力係数Blは小さくなるので、ボイスコイル変位xによって変化する非線形パラメータBl(x)とみなすことができる。
As for the sound pressure frequency characteristic of the
動電型スピーカー31を含むスピーカーシステム3では、最低共振周波数f0以下の周波数帯域の音声信号をブーストすることで実質的に再生可能な周波数帯域を低く拡大しようとする場合に、線形成分である基本波に対して非線形歪成分である高調波歪または混変調歪が相対的に著しく大きくなる。つまり、ボイスコイル変位xの絶対値が大きくなると、非線形パラメータであるスティフネスk(x)および力係数Bl(x)がボイスコイル変位xに伴って変化するので、振幅変調が発生して非線形歪成分が音声信号に含まれることになる。したがって、この音声再生装置1の信号処理回路2は、非線形歪補正信号生成部10を構成するDSP5において、動電型スピーカー31の非線形歪特性を反映した非線形歪補正信号を生成し、動電型スピーカー31が再生する音声に含まれる非線形歪を低減させることができる。
In the
図1に図示するように、信号処理回路2のDSP5では、入力音声信号が第1線形フィルタ部11と第2線形フィルタ部12とに分岐されて入力される。第1線形フィルタ部11の出力信号は、非線形歪補正信号生成部10に入力される。非線形歪補正信号生成部10は、動電型スピーカー31の非線形歪特性(スティフネスk(x)、力係数Bl(x))を反映した非線形歪補正信号を生成する。非線形歪補正信号生成部10の出力信号と、第2線形フィルタ部12の出力信号とは、加算部13で加算されて、DSP5からの出力信号としてD/A変換器6に出力される。第1線形フィルタ部11および第2線形フィルタ部12については、後述する。
As shown in FIG. 1, in the
図2は、DSP5での非線形歪補正信号生成部10の構成例を示す図である。図2(a)は、特許文献1に記載の方法に類する構成であり、一方、図2(b)は、特許文献2に記載の方法に類する構成である。これらの非線形歪補正信号生成部10は、入力信号からボイスコイル変位xを予測して、ボイスコイル変位xを非線形パラメータの引数にして線形化に必要な非線形歪補正信号を生成するものであり、いずれの構成であっても採用可能である。
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of the nonlinear distortion correction
図2(a)の非線形歪補正信号生成部10では、入力音声信号を分岐して動電型スピーカー31のボイスコイル変位xを算出する変位算出フィルタ部14に入力する。具体的には、変位算出フィルタ部14は、動電型スピーカー31の線形パラメータから算出されるボイスコイル変位特性と相似の低域通過特性hxを有するフィルタ14aと、フィルタ14aの出力信号にD/A変換器6およびアンプ回路7でのゲインAを反映させた係数を乗算する乗算器14bと、を含む。したがって、変位算出フィルタ部14の出力信号は、ボイスコイル変位xの予測位置と等価になる。非線形歪成分出力部15は、変位算出フィルタ部14の出力信号であるボイスコイル変位xを受けて、非線形歪成分を生成する。具体的には、非線形歪成分出力部15は、ボイスコイル変位xを引数にして非線形パラメータであるスティフネスk(x)および力係数Bl(x)を線形化するように非線形歪成分を生成する非線形回路部15aを含み、加算器15bにおいて、分岐された入力音声信号と非線形回路部15aの出力信号とを加算して出力する。非線形回路部15aの構成については、特許文献1に詳細に記載されているので、図示及び説明を省略する。
In the nonlinear distortion correction
また、図2(b)の非線形歪補正信号生成部10では、非線形2次IIR(Infinite Impulse
Response:無限インパルス応答)フィルタにより非線形歪成分を生成する。この非線形2次IIRフィルタは、動電型スピーカー31のボイスコイル変位xを算出する変位算出フィルタ部14と、変位算出フィルタ部14の出力信号であるボイスコイル変位xを受けて非線形歪成分を生成する非線形歪成分出力部15と、を実質的に含む。図2(b)の非線形2次IIRフィルタでは、図2(a)の非線形歪補正信号生成部10とほぼ同じように非線形歪成分を生成することができる。非線形2次IIRフィルタの構成については、特許文献2に詳細に記載されているので、図示及び説明を省略する。
Further, in the nonlinear distortion correction
Response: An infinite impulse response) filter generates a nonlinear distortion component. This non-linear second-order IIR filter generates a non-linear distortion component by receiving a displacement calculating
非線形歪成分を生成する非線形歪補正信号生成部10は、動電型スピーカー31の予め測定された線形パラメータおよび非線形パラメータを、制御回路4から設定されている。例えば、図2(a)の非線形歪補正信号生成部10では、最低共振周波数f0、等価質量m0、等の線形パラメータと、スティフネスk(x)および力係数Bl(x)の非線形パラメータと、が与えられている。また、図2(b)の非線形歪補正信号生成部10では、上記のような線形パラメータから換算された線形フィルタ係数(B1、B2、h0〜h2、等)と、非線型パラメータから基準化された非線型フィルタ係数と、が与えられている。
The nonlinear distortion correction
動電型スピーカー31の線形パラメータおよび非線形パラメータを予め測定する方法は、様々な方法が存在する。本実施例の場合には、市販されている動電型スピーカーの測定器を使用して、動電型スピーカー31の線形パラメータおよび非線形パラメータを予め測定する。得られる線形パラメータおよび非線形パラメータは、直接に測定できる測定値の他に、換算等で得た計算値および所定の推定方法による推定値を含む。非線形歪補正信号生成部10は、これらの線形パラメータおよび非線形パラメータに基づいて非線形歪成分を生成するので、動電型スピーカー31の非線形歪を低減する非線形歪補正信号を生成することができる。ただし、非線形歪補正信号生成部10のみを用いる従来の構成では、ある特定の周波数帯域では非線形歪を低減することができても、他の周波数帯域では非線形歪が増大してしまうことがある。
There are various methods for measuring the linear parameters and nonlinear parameters of the
本実施例の信号処理回路2のDSP5では、第1線形フィルタ部11および第2線形フィルタ部12が、所定のtap数を有するFIR(Finite Impulse Response:有限インパルス応答)フィルタで構成される。第1線形フィルタ部11は、後述する所定のゲイン特性(=Hx)を有する直線位相フィルタであり、第2線形フィルタ部12は、ゲイン特性(=1−Hx)を有する直線位相フィルタで構成されている。つまり、第2線形フィルタ部12は、入力音声信号から第1線形フィルタ部11の出力信号を引算した信号を出力する線形フィルタである。したがって、同一の信号が入力された第1線形フィルタ部11および第2線形フィルタ部12のそれぞれの出力信号を仮に加算すると、入力信号が復元される。もちろん、第1線形フィルタ部11および第2線形フィルタ部12のいずれか一方は、入力信号から他方のフィルタ部の出力信号を引算することで構成しても良い。
In the
図3は、信号処理回路2の非線形歪補正信号生成部10の変位算出フィルタ部14の低域通過特性hxと、第1線形フィルタ部11の低域通過特性Hx並びに第2線形フィルタ部12の高域通過特性(1−Hx)について説明するグラフである。具体的には、図3(a)が変位算出フィルタ部14の低域通過特性hxを示し、図3(b)が第1線形フィルタ部11の低域通過特性Hxを示し、図3(c)が第2線形フィルタ部12の高域通過特性(1−Hx)を示すグラフである。
3 shows the low-pass characteristic hx of the displacement
動電型スピーカー31を含むスピーカーシステム3は密閉型であるので、そのボイスコイル変位xを算出する変位算出フィルタ部14のフィルタ特性hxは、最低共振周波数f0以下が略平坦で、最低共振周波数f0以上で−12dB/Octの減衰特性を示す低域通過特性である。したがって、低域通過特性hxは、最低共振周波数f0以下が通過域(Pass Band)になる。また、第1線形フィルタ部11の低域通過特性Hxは、変位算出フィルタ部14の低域通過特性hxにおける通過域の一部を少なくともその通過域(Pass Band)として含む。
Since the
ここで、「低域通過特性hxにおける通過域の一部を少なくともその通過域として含む」とは、低域通過特性Hxの最もゲインの高い周波数帯域が、平坦特性ではなくとも一定幅の周波数帯域を持ち、これが低域通過特性hxの通過域に重複することを意味する。第1線形フィルタ部11の低域通過特性Hxは、ボイスコイル変位xを意味する低域通過特性hxのような2次の低域通過フィルタ(LPF:Low Pass Filter)と相似である必要はないが、最低共振周波数f0以上の周波数において変位算出フィルタ部の14の低域通過特性hxよりも急激に減少し、出力がほとんど0になる広い阻止域(Stop Band)を有する。また、第2線形フィルタ部12の高域通過特性(1−Hx)は、最低共振周波数f0以下の周波数のほとんどが阻止域(Stop Band)であり、その通過域(Pass Band)は、低域通過特性hxの阻止域(Stop Band)にちょうど対応する。
Here, “including at least a part of the pass band in the low-pass characteristic hx as its pass band” means that the frequency band with the highest gain of the low-pass characteristic Hx is not a flat characteristic but a constant frequency band. This means that this overlaps the pass band of the low pass characteristic hx. The low-pass characteristic Hx of the first
ここで、第1線形フィルタ部11の低域通過特性Hxを調整する方法を説明する。上述のように動電型スピーカー31の線形パラメータおよび非線形パラメータを予め測定しておき、信号処理回路2の非線形歪補正信号生成部10にこれらを設定する。最初は、第1線形フィルタ部11の低域通過特性Hxを全ての周波数でゲイン1となるように仮に設定し、入力音声信号が正弦波信号である場合の高調波歪を測定する。ここで、制御回路4からは、DSP5の非線形歪補正信号生成部10の動作を制御し、非線形歪成分を生成しない非線形歪補正OFF状態と、非線形歪成分を生成する非線形歪補正ON状態と、を切り替えさせる。そして、正弦波信号の周波数を変更して高調波歪の周波数特性を、非線形歪補正OFF状態と、非線形歪補正ON状態とでそれぞれ測定する。
Here, a method for adjusting the low-pass characteristic Hx of the first
再生音が純音の場合には、動電型スピーカー31における非線形歪補正が適正な場合には、非線形歪補正OFF状態から非線形歪補正ON状態に切り換えると、非線形歪が低減して再生音から濁り感が少なくなる。一方で、非線形歪補正が不適当な場合には、非線形歪補正OFF状態から非線形歪補正ON状態に切り換えると、非線形歪が逆に増大して再生音の濁り感が増して、音量も大きくなるように聴き取れる場合がある。動電型スピーカー31の最低共振周波数f0付近以下の周波数帯域において、非線形歪補正OFF状態から非線形歪補正ON状態に切り換えると、非線形歪が低減することが多く、逆に、最低共振周波数f0付近以上の周波数帯域において、非線形歪が逆に増大することが多い。これは、動電型スピーカー31の線形パラメータは、動電型スピーカー31を1自由度振動系と仮定する線形モデルに基づき、さらに、その非線形パラメータは、ボイスコイル変位xに基づく非線形歪が発生するという非線形モデルに基づいているので、振動板34における分割振動が発生しにくい、等の理由により、最低共振周波数f0付近以下の周波数帯域でモデルがよく一致するからである。
When the reproduced sound is a pure tone, when the nonlinear distortion correction in the
次に、第1線形フィルタ部11を所定のゲイン値α(0以上1以下)を乗算する乗算器に変更し、第2線形フィルタ部12をゲイン値(1−α)を乗算する乗算器に変更する。そして、動電型スピーカー31の最低共振周波数f0付近以下の周波数帯域において、所定の周波数毎に2次以上の高調波歪の音圧レベルを測定し、非線形歪補正OFF状態から非線形歪補正ON状態に切り換えると、非線形歪がゲイン値α=1の場合よりも低減するゲイン値α(0以上1未満)を特定するように調整する。これを所定の周波数毎に繰り返してゲイン値α(0以上1以下)の周波数特性を得て、これを第1線形フィルタ部11のゲイン特性Hxとして設定する。第1線形フィルタ部11は、上記の通りFIRフィルタにより構成するので、ゲイン特性Hxのみを反映させて直線位相特性を実現できる。
Next, the first
上記のように、信号処理回路2の非線形歪補正信号生成部10は、最低共振周波数f0付近以下の周波数帯域で動電型スピーカー31とモデルがよく一致するので、その結果、ゲイン値αの周波数特性は、最低共振周波数f0付近以下の周波数帯域においてレベルが高い低域通過特性を示すことになる。つまり、第1線形フィルタ部11の低域通過特性Hxは、非線形歪補正信号生成部10の変位算出フィルタ部14の低域通過特性hxにおける通過域の一部を少なくともその通過域として含むようになる。したがって、ゲイン値αが大きい帯域は、非線形歪補正の効果が有効な帯域にすることができる。
As described above, the non-linear distortion correction
他方で、第1線形フィルタ部11の低域通過特性Hxにおけるゲイン値αが小さく0に近い帯域は、非線形歪補正の効果を期待しない帯域にすることができる。これらの帯域の音声信号は、専ら第2線形フィルタ部12を通過して、非線形歪補正信号生成部10の出力信号と、加算部13で加算される。したがって、入力音声信号のレベルを基本的に変化することなく音声出力が可能になるとともに、非線形歪補正ON状態に切り換えたとしても、非線形歪補正信号生成部10から非線形歪補正信号が生成されないので、非線形パラメータを用いるのみでは非線形歪が増大してしまうのを防止して、いずれの周波数及び信号レベルに於いても、非線形歪を低減する効果を得ることができる。
On the other hand, the band where the gain value α in the low-pass characteristic Hx of the first
第1線形フィルタ部11のゲイン特性Hxを設定する際には、様々な方法があり得る。例えば、動電型スピーカー31の高調波歪は、2次歪と3次歪がそれ以上の他の高調波歪よりも大きいのが一般的である。特に、奇数次歪である3次歪は動電型スピーカー31の再生音の音色に与える影響が大きい。一方で、偶数次歪である2次歪は、増減しても音量感が多少変化するのみである場合があり、非線形歪低減という物理的な効果が、聴感での補正効果として感じられないことがある。したがって、例えば、2次歪の増減には関係なく3次歪の低減のみを評価対象にして、第1線形フィルタ部11の低域通過特性Hxを設定してもよい。
There are various methods for setting the gain characteristic Hx of the first
図4は、動電型スピーカー31を含むスピーカーシステム3からの再生音に含まれる非線形歪(3次)について説明するグラフである。具体的には、入力正弦波信号の周波数を横軸にして、縦軸に3次歪成分の音圧レベルの相対値をプロットしている。図示するOFFは、非線形歪補正信号生成部10が、非線形歪成分を生成しない非線形歪補正OFF状態に設定された場合である。図示するON−0は、従来の方法であって、第1線形フィルタ部11のゲイン特性を全周波数においてα=1とし、かつ、第2線形フィルタ部12のゲイン特性を0にして、非線形歪補正信号生成部10が、非線形歪成分を生成する非線形歪補正ON状態に設定された場合である。さらに、図示するON−1は、本実施例の場合であって、第1線形フィルタ部11のゲイン特性Hxを設定し、かつ、第2線形フィルタ部12のゲイン特性(1−Hx)を設定して、非線形歪補正信号生成部10が、非線形歪成分を生成する非線形歪補正ON状態に設定された場合である。
FIG. 4 is a graph for explaining nonlinear distortion (third order) included in the reproduced sound from the
図4のグラフのOFFに示される様に、動電型スピーカー31を含むスピーカーシステム3の3次高調波歪は、約50〜約160Hzにおいて周波数が高くなるにつれて減少するが、−30dBよりも大きくなっている。ON−0に示される様に、非線形歪補正信号生成部10が、非線形歪成分を生成する非線形歪補正ON状態に設定されると、約80〜約150Hzにおいて約−5〜−12dBの3次歪が低減する効果が現れている。ただし、ON−0の非線形歪補正ON状態では、50〜70Hzでの3次歪低減効果が低く、約170〜約200Hzでは逆に3次歪は非線形歪補正OFF状態よりも僅かながら増えてしまっている。
As shown in the graph of FIG. 4, the third harmonic distortion of the
本実施例の場合には、第1線形フィルタ部11のゲイン特性Hxの通過域は、約50〜約160Hzである。図4のグラフのON−1に示される様に、動電型スピーカー31を含むスピーカーシステム3の3次高調波歪は、約80〜約150Hzにおいて非線形歪補正ON状態と同等の−5〜−12dBの3次歪が低減する効果になっている。しかも、約50〜約70Hzに於いても約−5〜約−12dBの3次歪が低減する効果が現れており、約170〜約200Hzにおいても3次歪が非線形歪補正OFF状態よりも増えていない。この様に、第1線形フィルタ部11のゲイン特性Hxを設定し、かつ、第2線形フィルタ部12のゲイン特性(1−Hx)を設定することで、動電型スピーカー31の再生音の音色に与える影響が大きい3次歪を低減することができる。
In the case of the present embodiment, the pass band of the gain characteristic Hx of the first
また、第1線形フィルタ部11のゲイン特性Hxを設定する際には、高調波歪の次数が高くなるほどその音圧レベルが低くなるように調整されるのが好ましい。または、第1線形フィルタ部11のゲイン特性Hxは、正弦波信号を基音とする際の倍音最小可聴閾値よりも低くなるように調整されるのが好ましい。非特許文献1の記載から分かるように、人間の聴覚は、高調波歪成分が相対的に大きくなると検知可能になりやすいものの、一般に動電型スピーカーの最低共振周波数f0は50Hz〜200Hzの音声帯域である場合が多いので、動電型スピーカーの高調波歪の次数が高くなるほど検知し易くなるように検知閾が変化するからである。
Further, when setting the gain characteristic Hx of the first
つまり、非線形歪補正OFF状態で複数の次数の高調波歪が存在する場合には、非線形歪補正ON状態に切り換えたときに、音圧レベルが、2次歪 > 3次歪 > 4次歪 > 5次歪 > ・・・n次歪 という関係になるように第1線形フィルタ部11のゲイン特性Hxを設定するのが好ましい。特定の次数の高調波歪成分が大きくならない方が、非線形歪成分が音色に与える影響を小さくすることができる。また、このようにゲイン特性Hxを設定すれば、非線形歪の音圧レベルが倍音最小可聴閾値よりも低くなり、実質的に検知できないまで非線形歪を低減できる場合もでてくるからである。再生音が純音の場合には、動電型スピーカー31における非線形歪補正が適正な場合には、非線形歪補正OFF状態から非線形歪補正ON状態に切り換えると、非線形歪が低減して再生音から濁り感を少なくすることができる。
That is, when there are multiple orders of harmonic distortion in the non-linear distortion correction OFF state, the sound pressure level when the non-linear distortion correction ON state is switched is second-order distortion> third-order distortion> fourth-order distortion> It is preferable to set the gain characteristic Hx of the first
なお、動電型スピーカー31の線形パラメータおよび非線形パラメータを予め測定する方法は、他のあらゆるパラメータ推定方法が採用し得る。正弦波の2信号を加えて混変調歪を測定し、これを低減する線形及び非線形パラメータを特定する方法であっても良い。また、第1線形フィルタ部11のゲイン特性Hx、および、第2線形フィルタ部12のゲイン特性(1−Hx)を設定する際にも、線形パラメータおよび非線形パラメータを推定する方法に基づいて、非線形歪が増大しないように設定すればよい。
It should be noted that any other parameter estimation method can be adopted as a method for measuring the linear parameter and the nonlinear parameter of the
本実施例の音声再生装置1では、動電型スピーカー31の非線形パラメータをスティフネスk(x)と、力係数Bl(x)と存在すると仮定したが、ボイスコイル変位に伴うインダクタンスの非線形パラメータL(x)を含む他の非線形モデルに基づいて非線形歪補正信号生成部10を構成しても良い。もちろん、他の非線形性を考慮した非線形モデルを採用してもよいが、実際の動電型スピーカーの動作と、その非線形モデルの動作と間では、少なからず誤差が存在することが推測される。本実施例のように、第1線形フィルタ部11および第2線形フィルタ部12を設定することで、非線形歪補正OFF状態から非線形歪補正ON状態に切り換えても、最低共振周波数f0付近以上の周波数帯域において非線形歪が逆に増大することを防止し、非線形歪を低減させる効果を得ることができる。
In the
もちろん、動電型スピーカー31を含むスピーカーシステム3は、密閉型に限らず、位相反転型(バスレフ型、パッシブラジエータ型)、ケルトン型、ダブルパスレフ型、等の他のキャビネット方式であってもよい。いずれのキャビネット方式であっても、非線形歪補正信号生成部10が、動電型スピーカー31ボイスコイル変位xを予測可能な線形及び非線形モデルを反映していればよい。非線形歪補正信号生成部10は、第1線形フィルタ部11のゲイン特性Hx、および、第2線形フィルタ部12のゲイン特性(1−Hx)を設定するので、非線形パラメータを用いるのみでは非線形歪が増大してしまうのを防止して、いずれの周波数及び信号レベルに於いても、非線形歪を低減する効果を得ることができる。
Of course, the
本発明の音声再生装置は、動電型スピーカーを内蔵して音声信号を再生するオーディオ装置、あるいは、ステレオ再生装置、マルチチャンネルサラウンド音声再生装置のみならず、ディスプレイ等の映像・音響機器、サブウーファー装置、または、音声を再生するスピーカーを内蔵するキャビネットを有するゲーム機、スロットマシン等の遊戯機にも適用が可能である。 The audio reproducing apparatus of the present invention includes not only an audio apparatus that incorporates an electrodynamic speaker and reproduces an audio signal, or a stereo reproducing apparatus or a multi-channel surround sound reproducing apparatus, but also a video / audio device such as a display, a subwoofer, and the like. The present invention can also be applied to game machines such as devices or cabinets with built-in speakers that reproduce sound, and slot machines.
1 音声再生装置
2 信号処理回路
3 スピーカーシステム
4 制御回路
5 DSP
6 D/A変換器
7 アンプ回路
10 非線形歪補正信号生成部
11 第1線形フィルタ部
12 第2線形フィルタ部
13 加算部
14 変位算出フィルタ部
15 非線形歪成分出力部
30 キャビネット
31 動電型スピーカー
32 接続線
33 ボイスコイル
34 振動板
35 エッジ
36 ダンパー
37 フレーム
38 磁気回路
DESCRIPTION OF
6 D / A converter 7
Claims (4)
該信号処理回路が、入力音声信号が入力される第1線形フィルタ部および第2線形フィルタ部と、該第1線形フィルタ部の出力信号に基づいて該非線形歪補正信号を生成する非線形歪補正信号生成部と、該非線形歪補正信号生成部の出力信号と該第2線形フィルタ部の出力信号とを加算して出力する加算部と、該加算部からの出力信号を増幅して該動電型スピーカーへ出力する増幅部と、を備え、
該第1線形フィルタ部が、該動電型スピーカーから再生される非線形歪が最小になる所定のゲイン特性を有する線形フィルタであり、該第2線形フィルタ部が、該入力音声信号から該第1線形フィルタ部の出力信号を引算した信号を出力する線形フィルタである、
音声再生装置。 An audio reproduction device including an electrodynamic speaker and a signal processing circuit that generates a nonlinear distortion correction signal reflecting the nonlinear distortion characteristic of the electrodynamic speaker,
The signal processing circuit includes a first linear filter unit and a second linear filter unit to which an input audio signal is input, and a nonlinear distortion correction signal that generates the nonlinear distortion correction signal based on an output signal of the first linear filter unit. A generator, an adder that adds and outputs the output signal of the nonlinear distortion correction signal generator and the output signal of the second linear filter unit, and amplifies the output signal from the adder to An amplifier for outputting to a speaker,
The first linear filter unit is a linear filter having a predetermined gain characteristic that minimizes non-linear distortion reproduced from the electrodynamic speaker, and the second linear filter unit receives the first sound from the input audio signal. A linear filter that outputs a signal obtained by subtracting the output signal of the linear filter unit.
Audio playback device.
請求項1に記載の音声再生装置。 A displacement calculation filter unit that calculates a voice coil displacement x of the electrodynamic speaker based on an output signal of the first linear filter unit; and a non-linear distortion correction signal generation unit of the signal processing circuit; A nonlinear distortion component output unit that receives the output signal to generate a nonlinear distortion component and outputs the nonlinear distortion component in addition to the output signal of the first linear filter unit,
The sound reproducing device according to claim 1.
請求項2に記載の音声再生装置。 The first linear filter unit having the gain characteristic of the signal processing circuit includes at least a part of a pass band in the low pass characteristic hx of the displacement calculation filter unit of the nonlinear distortion correction signal generation unit as the pass band. The linear filter is configured as a linear phase filter having a low-pass characteristic Hx, and the second linear filter unit has a high-pass characteristic (1--) whose pass band is a stop band of the low-pass characteristic Hx of the first linear filter unit. Configured as a linear phase filter with Hx),
The sound reproducing device according to claim 2.
請求項1から3のいずれかに記載の音声再生装置。
The gain characteristic of the first linear filter unit of the signal processing circuit is adjusted based on a sound pressure level of second or higher harmonic distortion generated when the input audio signal is a sine wave signal, The sound pressure level is adjusted to be lower as the order of wave distortion is higher, or adjusted to be lower than the overtone minimum audible threshold when using the sine wave signal as a fundamental tone,
The audio reproduction device according to claim 1.
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