JP2511673Y2 - 周波数帯域分割スピ―カシステム - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、それぞれ分担する周波数帯域が異なる複数
のスピーカで各分担に応じた帯域の音声信号を拡声する
周波数帯域分割スピーカシステムに関する。

［従来の技術］ 従来、上記の周波数帯域分割スピーカシステムは、例
えば第６図に示すように、高音周波数帯域用のツィータ
２、中音周波数帯域用のスコーカ４、低音周波数帯域用
のウーハ６を用いる３ウエイ方式のものがあり、これら
各スピーカ２、４、６を同図に示すようにスピーカボッ
クス７の同一のバッフル板８に取付けた場合、各スピー
カ２、４、６の構成の相違に起因して、バッフル板８か
ら各スピーカ２、４、６の駆動ユニットまでの距離が異
なるので、ツィータ２ではスコーカ４よりもta時間だけ
速く、ウーハ４ではスコーカ４よりもtb時間だけ速く、
同じ音声信号が拡声される。これを防止するため、第７
図に示すように、音声信号をハイパスフィルタ、バンド
パスフィルタ及びローパスフィルタによって構成された
クロスオーバネットワーク10によって、ツィータ、スコ
ーカ、ウーハ周波数帯域に分割した後、ツィータ周波数
帯域の音声信号を遅延回路12によって、ウーハ周波数帯
域の音声信号を遅延回路14によって、それぞれスコーカ
４からの中音周波数帯域の音声信号の拡声と時間軸が一
致するように遅延させることが行なわれていた。なお、
16は、スコーカ周波数帯域の音声信号を増幅するための
増幅器、18は、遅延回路12によって遅延されたツィータ
周波数帯域の音声信号を増幅する増幅器、20は、遅延回
路14によって遅延されたウーハ周波数帯域の音声信号を
増幅する増幅器である。

このような装置では、ツィータ、スコーカ、ウーハ周
波数帯域の音声信号を増幅するために合計３台もの増幅
器16、18、20が必要であり、コストが増大する。そこ
で、第８図に示すように、ハイパスフィルタとローパス
フィルタとで構成されたクロスオーバネットワーク10a
で、ツィータ及びスコーカ周波数帯域とウーハ周波数帯
域との２つに音声信号を分割し、ウーハ周波数帯域の音
声信号については上記と同様に遅延回路14によって時間
軸の調整を行なってから増幅器20で増幅し、ウーハ６に
供給し、ツィータ及びスコーカ周波数帯域については増
幅器16aで増幅し、スピーカボックス７内においてスコ
ーカ周波数帯域とツィータ周波数帯域とに、ハイパスフ
ィルタとローパスフィルタとで構成されたクロスオーバ
ネットワーク22で分割し、ツィータ周波数帯域の音声信
号をツィータ２に、スコーカ周波数帯域の音声信号をス
コーカ４に供給することが行なわれている。

この装置では、増幅器を２台にできるので、コストの
低減が図れるが、ツィータ周波数帯域の音声信号につい
て時間軸の調整を行なうことができない。即ち、第９図
の音響エネルギ応対時間特性から明らかなように、スコ
ーカ４からの拡声がツイータ２からの拡声よりも遅れ
る。そこで、第10図に示すように、クロスオーバネット
ワーク10で音声信号をツィータ、スコーカ、ウーハの各
周波数帯域に分割し、ツィータ周波数帯域及びウーハ周
波数帯域については遅延回路12,14によって時間軸の調
整を行ない、遅延されたウーハ周波数帯域の音声信号は
増幅器20で増幅した後に、ウーハ６に供給するが、遅延
されたツィータ周波数帯域の音声信号は加算器24でスコ
ーカ周波数帯域の音声信号と加算してから、増幅器16a
で増幅し、スピーカボックス７内において、ハイパスフ
ィルタとローパスフィルタとから構成されたクロスオー
バネットワーク22によってツィータ周波数帯域とスコー
カ周波数帯域とに分割し、対応するツィータ２、スコー
カ４に供給することが行なわれていた。

［考案が解決しようとする課題］ しかし、このような装置では、遅延されたツィータ周
波数帯域の音声信号と、遅延されていないスコーカ周波
数帯域の音声信号とを加算器24によって加算しているの
で、次のような問題点が生じている。即ち、クロスオー
バーネットワーク10におけるスコーカ周波数帯域とツィ
ータ周波数帯域とのクロスオーバ周波数の近辺では、ク
ロスオーバネットワーク10のハイパスフィルタとバンド
パスフィルタ双方とも完全な阻止域に達していないの
で、両フィルタから出力されるクロスオーバ周波数近辺
の音声信号は充分に減衰されていない。従って、クロス
オーバ周波数近辺ではほぼ同じ周波数の信号でありなが
ら、バンドパスフィルタから出力された音声信号は遅延
されず、ハイパスフィルタから出力された音声信号は、
遅延回路12によって遅延され、両者が加算器24によって
加算されるので、あたかも、くし型フィルタを構成した
のと同様に、相互干渉を生じ、第11図に示すようにクロ
スオーバ周波数近辺でピークディップが生じる。なお、
第11図は、第10図に示すＡ点とＢ点との間の伝達関係の
振幅が周波数によってどのように変化するかを示したも
のである。

［課題を解決するための手段］ 上記の問題点を解決するために、本考案は、高音周波
数帯域を分担する第１のスピーカと、中音周波数帯域を
分担する第２のスピーカと、低音周波数帯域を分担する
第３のスピーカと、音声信号を上記各３周波数帯域にそ
れぞれ分割する第１の分波手段と、第１の分波手段から
中音周波数帯域の音声信号を受けて増幅し第２のスピー
カに供給する第１の増幅手段と、第１の分波手段から高
音周波数帯域の音声信号を受けてこれを第１のスピーカ
から拡声した際に第２のスピーカと時間軸が揃うように
時間軸を調整する第１の時間軸調整手段と、第１の分波
手段から低音周波数帯域の音声信号を受けてこれを第３
のスピーカから拡声した際に第２のスピーカと時間軸が
揃うように時間軸を調整する第２の時間軸調整手段と、
第１及び第２の時間軸調整手段の出力信号を合成する合
成手段と、この合成手段の出力信号を増幅する第２の増
幅手段と、この増幅手段の出力を高音周波数帯域と低音
周波数帯域とに分波しこれら分波された音声信号を対応
する第１及び第３のスピーカに供給する第２の分波手段
と、を有するものである。

［作用］ 本考案によれば、時間軸調整手段によって高音及び低
音周波数帯域の音声信号の時間軸を中音周波数帯域の音
声信号の時間軸と一致するように調整している。そし
て、これらを合成しているが、両周波数帯域は離れてい
るので、合成しても相互に干渉を生じることはない。そ
して、これらは第２の増幅手段で増幅された後に、第２
の分波手段によって再び高音周波数帯域と低音周波数帯
域とに分波され、対応する第１及び第３のスピーカに供
給される。

［実施例］ 第１図において、10はクロスオーバネットワークで、
ハイパスフィルタ、バンドパスフィルタ、ローパスフィ
ルタによって構成され、これら各フィルタは第２図
（ａ）に示すような周波数特性を有している。なお、同
図に示すf_c1,f_c2はクロスオーバ周波数である。このク
ロスオーバネットワーク10によって分波された中音周波
数帯域の音声信号は増幅器16で増幅され、スコーカ４に
供給される。

またクロスオーバネットワーク10によって分波された
ツィータ周波数帯域の音声信号は、これをツィータ２か
ら拡声しても、スコーカ４から拡声されるスコーカ周波
数帯域と時間軸が一致するように、遅延回路12によって
遅延される。同様にクロスオーバネットワーク10によっ
て分波されたウーハ周波数帯域の音声信号は、これをウ
ーハ６から拡声しても、スコーカ４から拡声されるスコ
ーカ周波数帯域と時間軸が一致するように、遅延回路14
によって遅延される。そして、それぞれ遅延されたツィ
ータ周波数帯域の音声信号とウーハ周波数帯域の音声信
号とは、加算器26によって加算される。このとき、第２
図（ｃ）に示すように、スコーカ周波数帯域と、ウーハ
周波数帯域とはかなり離れており、互いにクロスするこ
とはない。従って、第１図に示すＣ点とＤ点との伝達関
数を、第10図のＡ点とＢ点との間の伝達関数と同様に測
定しても、その振幅には第11図に示したようなピークデ
ィップは生じない。

この加算器26の出力は増幅器28で増幅され、スピーカ
ボックス７内のネットワーク30によって、ウーハ周波数
帯域とツィータ周波数帯域とに分波され、ウーハ周波数
帯域の音声信号はウーハ６に、ツィータ周波数帯域の音
声信号はツィータ２にそれぞれ供給される。

第３図は、第９図と同様にこの実施例の音響エネルギ
応答と時間との関係を示したもので、同図から明らかな
ように、この実施例では、ツィータ２、スコーカ４及び
ウーハ６の時間軸は完全に一致している。

第４図は、各増幅器16、28、ネットワーク30、ツィー
タ２、スコーカ４、ウーハ６の実際の接続を示したもの
で、ネットワーク30は、ハイパスフィルタ32とローパス
フィルタ34とからなり、ハイパスフィルタ32は、インダ
クタンス素子32aと容量素子32bとからなり、これはツィ
ータ２に縦続接続され、その一方の入力側が端子34に接
続され、他方の入力側は端子36に接続されている。ウー
ハ６の構造自体がツィータ周波数帯域の信号を除去させ
るインダクタンス素子34a、容量素子34bからなるローパ
スフィルタ34を備えているのと等価であるので、特別に
インダクタンス素子や容量素子を設けてなく、ウーハ６
の一方の入力側は端子36に接続され、他方の入力側は端
子38に接続されている。スコーカ４には、インダクタン
ス素子40aと容量素子40bとからなるローパスフィルタ40
が縦続接続され、その一方の入力側は端子34に接続さ
れ、他方の入力側は端子42に接続されている。

そして、端子36には増幅器28の正側出力が接続され、
端子38には増幅器28の負側出力が接続されている。ま
た、端子34には増幅器16の負側出力が接続され、端子42
には増幅器16の正側出力が接続されている。そして、増
幅器16、28の負側出力は共に接地されている。

従って、増幅器28の正側出力からの音声信号のうちウ
ーハ周波数帯域は端子36、ローパスフィルタ34、ウーハ
６、端子38を通って増幅器28の負側出力に戻り、増幅器
28の正側の出力からの音声信号のうちツィータ周波数帯
域は端子36、ハイパスフィルタ32、ツィータ２、端子3
4、増幅器16の負側出力を通って増幅器28の負側出力に
戻る。

また増幅器16の正側出力からのスコーカ周波数帯域の
音声信号は、端子42、ローパスフィルタ40、スコーカ
４、端子34を介して増幅器16の負側出力に戻る。

このようにスコーカ４側にローパスフィルタ40を設
け、ツィータ２からの音声信号が増幅器16の負側出力を
介して増幅器28の負側出力に戻るようにしたのは、第５
図に示すように端子34を増幅器16aの正側出力に接続
し、端子42を増幅器16aの負側出力に接続し、増幅器20
の正側出力を端子38に接続し、増幅器20の負側出力を端
子36に接続し、増幅器16a、20の負側出力を接地すれ
ば、スピーカボックス７内での結線をなんら変更するこ
となく、第８図に示したように、増幅器20で増幅したウ
ーハ周波数帯域の音声信号をウーハ６に供給し、増幅器
16aで増幅したツィータ、スコーカ周波数帯域の音声信
号を対応するツィータ２、スコーカ４にそれぞれ供給す
ることができるからである。

［考案の効果］ 以上のように、本考案によれば、高音周波数帯域の音
声信号と低音周波数帯域の音声信号との時間軸を調整し
た後、これらを合成して増幅器で増幅する構成であるの
で、高音、中音、低音の各周波数帯域の音声信号を増幅
するのに、高音、低音周波数帯域増幅用と、中音周波数
帯域増幅用の２台の増幅器だけでよくコストを低減させ
ることができる。しかも、高音、低音周波数帯域の音声
信号は周波数帯域が離れているので、これらを合成して
増幅しても、相互に干渉を生じることがなく、全周波数
帯域に亙って平坦な周波数特性とすることができる。そ
の上、高音、中音及び低音の各周波数帯域の時間軸を一
致させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案による周波数帯域分割スピーカシステム
の一実施例の回路図、第２図は同実施例における各スピ
ーカの分担周波数帯域を示す図、第３図は同実施例にお
ける音響エネルギ応答と時間との関係を示す図、第４図
は同実施例におけるネットワークの詳細な回路図、第５
図は第４図のネットワークの他の使用例を示す回路図、
第６図はスリーウエイ方式のスピーカの概略を示す図、
第７図は従来の周波数帯域分割スピーカシステムの一例
の回路図、第８図は従来の周波数帯域分割スピーカシス
テムの他の例の回路図、第９図は第８図の回路の音響エ
ネルギ応答と時間との関係を示す図、第10図は従来の周
波数帯域分割スピーカシステムの別の例の回路図、第11
図は第10図の回路の伝達関数と周波数との関係を示す図
である。 ２……ツィータ（第１のスピーカ）、４……スコーカ
（第２のスピーカ）、６……ウーハ（第３のスピー
カ）、10……クロスオーバネットワーク（第１の分波手
段）、12、14……遅延回路（時間軸調整手段）、16、28
……増幅器（増幅手段）、26……加算器（合成手段）、
30……ネットワーク（第２の分波手段）。

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】高音周波数帯域を分担する第１のスピーカ
   と、中音周波数帯域を分担する第２のスピーカと、低音
   周波数帯域を分担する第３のスピーカと、音声信号を上
   記各３周波数帯域にそれぞれ分割する第１の分波手段
   と、第１の分波手段から中音帯域の音声信号を受けて増
   幅し第２のスピーカに供給する第１の増幅手段と、第１
   の分波手段から高音周波数帯域の音声信号を受けてこれ
   を第１のスピーカから拡声した際に第２のスピーカと時
   間軸が揃うように時間軸を調整する第１の時間軸調整手
   段と、第１の分波手段から低音周波数帯域の音声信号を
   受けてこれを第３のスピーカから拡声した際に第２のス
   ピーカと時間軸が揃うように時間軸を調整する第２の時
   間軸調整手段と、第１及び第２の時間軸調整手段の出力
   信号を合成する合成手段と、この合成手段の出力信号を
   増幅する第２の増幅手段と、この増幅手段の出力を高音
   周波数帯域と低音周波数帯域とに分波しこれら分波され
   た音声信号を対応する第１及び第３のスピーカに供給す
   る第２の分波手段と、を有する周波数帯域分割スピーカ
   システム。