JP2558979B2

JP2558979B2 - 低音再生装置

Info

Publication number: JP2558979B2
Application number: JP3338094A
Authority: JP
Inventors: 祥司田中
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1991-12-20
Filing date: 1991-12-20
Publication date: 1996-11-27
Anticipated expiration: 2011-11-27
Also published as: JPH05176389A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は小型ながら超低音を高い
最大出力音圧レベルで再生する、ＭＦＢ（モーショナル
フィードバック）を利用した低音再生装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】近年、音楽ソースやＡＶソースに入って
いる超低音を、一般家庭でも十分な音量で再生すること
が重要視され、小型ながら超低音を高い音圧レベルで再
生できる低音再生装置が要望されてきている。

【０００３】以下に従来の低音再生装置について、図面
を参照しながら説明する。図１２に示すように、ドライ
バユニット２１がキャビネット２３の内部を２分割する
キャビティ分割部材２３ｃに取り付けられ、パッシブラ
ジエータ２２が外側に取り付けられている。また、ドラ
イバユニット２１は電力増幅器２４により駆動され、電
力増幅器２４の前段にはローパスフィルタ２５が挿入さ
れている。

【０００４】この従来の低音再生装置の動作を、図１３
に示す従来の低音再生装置のスピーカシステムの等価回
路で説明する。

【０００５】低い方のある周波数ｆ₁ ではＭｄ，Ｍｐと
Ｃｄ，Ｃc₁，Ｃc₂，ＣｐとでＶｄとＶｐの位相がほぼ同
じになるような共振が、高い方のある周波数ｆ₂ ではＭ
ｄ，ＭｐとＣc₂，ＣｐとでＶｄとＶｐの位相が逆になる
ような共振が起こり、この２つの共振周波数より外側の
帯域では１２ｄＢ／ｏｃｔ以上で音圧が減衰する特性が
得られる。また、ｆ₁ ，ｆ₂ のほぼ中間の周波数ｆｒ
（通称、反共振周波数と呼ぶ）においてはＭｐとＣｐ，
Ｃc₂とで共振が起こり、このときＶｄは極小になる。

【０００６】Ｍｄ，Ｃc₁，Ｒed，Ｃc₂，Ｍｐを適当な値
に設計する（通常、Ｃｄ≪Ｃc₁、Ｃｐ≪Ｃc₂、Ｒmd，Ｒ
c₁，Ｒc₂，Ｒｐ≪Ｒedなので、前記パラメータに着目す
ればよい。）ことにより、つまり、Ｍｄ，Ｃc₁，Ｃc₂，
Ｍｐの値を適当なバランスにしてｆ₁ ，ｆ₂ の共振ピー
クの高さをそろえ、Ｒedを十分大きくして（Ｍｄ，Ｍｐ
が大きいほど、また、Ｃc₁，Ｃc₂が小さいほど共振のＱ
が高くなり、Ｒedはより大きな値が必要になる。）各々
の共振ピークをダンプすることにより、ｆ₁ ，ｆ₂ の間
の１．５〜２．５オクターブの帯域でフラットな音圧周
波数特性を得ることができる。

【０００７】再生周波数帯域を超低域側にシフトさせる
には、Ｍｐ，Ｍｄ，Ｃc₁，Ｃc₂を大きくすることにより
ｆ₁ ，ｆ₂ を下げればよい。ただし、Ｍｄ，Ｍｐだけを
大きくすると共振のＱが高くなるので、Ｃc₁，Ｃc₂も大
きくする必要がある。

【０００８】このスピーカシステムは共振を利用してい
るので密閉型スピーカシステムより能率が高く、かつ、
バンドパス特性を有しているので低音再生用として適し
ている。また音響理論上公知であるが、ドライバユニッ
トの後方が密閉されているので、いかに低い周波数であ
ろうとドライバユニット後方の逆相音圧が前方に回り込
んで干渉することがない。従って他の形式の共鳴型キャ
ビネット（バスレフ型や、ドライバユニット後方のキャ
ビティと前方のキャビティの両方にポートを有するタイ
プ）で生じるような超低域での著しい音圧低下がなく、
帯域を超低域側にシフトするのに非常に適している。

【０００９】このスピーカシステムを電力増幅器２４で
駆動することにより、超低域を再生する低音再生装置を
構成している。なお、周波数が数百Ｈｚになるとキャビ
ネット内部に定在波がのって特性が乱れることもあり、
ローパスフィルタ２５を入れて不要な高い周波数を十分
減衰させている。

【００１０】なお、電磁制動抵抗Ｒedとはドライバユニ
ットの振動系が振動するときに発生するボイスコイルの
逆起電力による電磁ブレーキを意味し、電磁制動抵抗Ｒ
ed＝（磁気回路の磁束密度×ボイスコイル有効導体長）
²／ボイスコイル直流抵抗であるので、一般的に磁気回
路の強力なドライバユニットほどＲedが大きい。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の構成では、超低域でフラットな音圧周波数特性を得る
ためにはＭｄ，Ｍｐ，Ｃc₁，Ｃc₂，Ｒedを大きくする必
要があるので、ドライバユニットとパッシブラジエータ
の実効振動質量を大きくし、ドライバユニットの磁気回
路を強力にするとともに、Ｃc₁＝第１のキャビティの容
積／（空気密度×空気音速²×Ｓ１²）、Ｃc₂＝第２のキ
ャビティの容積／（空気密度×空気音速²×Ｓ１²）であ
るので、キャビティを大きくせずにＣc₁，Ｃc₂を大きく
するためには、ドライバユニットの実効振動面積Ｓ１を
小さくせざるを得なかった。

【００１２】従って、昨今大出力な電力増幅器が実現容
易な状況であるにもかかわらず、ドライバユニットの実
効振動面積が小さいがために超低域では最大出力音圧レ
ベルを高くすることができない、ドライバユニットの振
動板の振幅が非常に大きくなるので歪が多い、ドライバ
ユニットの実効振動質量、磁気回路ともに大きくなるの
でドライバユニットの実現が困難であるといった数々の
問題点を有していた。

【００１３】あるいは、逆に超低域での最大出力音圧レ
ベルを高くするためにドライバユニットの実効振動面積
を無理に大きくすると、Ｃc₁，Ｃc₂が小さくなるばかり
でなく、共振周波数が高くならないようにするためにＭ
ｄ，Ｍｐを大きくする必要があるので上述した２つの共
振周波数ｆ₁ ，ｆ₂ の共振のＱが非常に高くなり、Ｒed
を少々大きくしてもダンプしきれないほどの大きなピー
クが発生して、また特にｆ ₁ のピークの方が高くなる傾
向があり、フラットな音圧周波数特性が得られないとい
う問題点も有していた。

【００１４】図１２に従来の低音再生装置の一例を示
す。ドライバユニット２１は実効振動半径７８ｍｍ、実
効振動質量１４．５ｇ、磁気回路の磁束密度０．８テス
ラ（＝８０００ガウス）、ボイスコイルの有効導体長８
ｍ、直流抵抗５Ω、無歪最大振幅±４ｍｍ（一般に、口
径が小さいスピーカほど無歪最大振幅が小さい）、最低
共振周波数３０Ｈｚなる口径２０ｃｍのスピーカであ
り、このドライバユニット２１がキャビティ分割部材２
３ｃに取り付けられ、大振幅が可能な口径４０ｃｍで実
効振動半径１６５ｍｍ、実効振動質量５９８ｇなるパッ
シブラジエータ２２がキャビネット２３の外側に取り付
けられている。第１のキャビティ２３ａは内容積３５リ
ットル、第２のキャビティ２３ｂの内容積１５リットル
である。

【００１５】ドライバユニット２１は出力１００Ｗの電
力増幅器２４で駆動され、その前段にはカットオフ周波
数３２０Ｈｚのローパスフィルタ２５が挿入されてい
る。

【００１６】この従来の低音再生装置の実測した音圧周
波数特性を図１０に示す。３０Ｈｚから１２０Ｈｚ程度
にわたってほぼフラットな特性が得られているが、３０
Ｈｚにおける無歪最大出力音圧レベルは約８９ｄＢしか
ない。最大出力音圧レベルが低いのは電力増幅器の出力
が足りないためではなく、ドライバユニットの振幅で制
限されるためである。

【００１７】最大出力音圧レベルを高くするために、実
効振動半径１２５ｍｍ、実効振動質量４６ｇ、磁気回路
の磁束密度０．８テスラ、ボイスコイルの有効導体長１
０ｍ、直流抵抗５Ω、無歪最大振幅±６ｍｍ、最低共振
周波数３０Ｈｚなる口径３０ｃｍのスピーカを、上記口
径２０ｃｍのスピーカの代わりに取り付けた場合の音圧
周波数特性を図１１に示す。３０Ｈｚと１４０Ｈｚ付近
に磁気回路を少々強力にしてもダンプできないほど高い
ピークが生じており、また特に３０Ｈｚの方のピークが
高くなり、実用にならないことがわかる。

【００１８】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、小型ながら超低音を高い最大出力音圧レベルでフラ
ットに再生する低音再生装置を提供することを目的とす
る。

【００１９】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の低音再生装置は、ドライバユニットと、パッ
シブラジエータと、内部を２分割するキャビティ分割部
材に前記ドライバユニットを取り付けてこれの後方を密
閉するとともに前記パッシブラジエータを外側に取り付
けるキャビネットと、前記ドライバユニットを駆動する
電力増幅器と、前記電力増幅器と前記ドライバユニット
との間に挿入されて前記ドライバユニットの振動系速度
に比例した電圧を検出する検出回路と、前記検出回路か
ら前記電力増幅器に帰還して低域の２つの共振周波数の
ピークのレベルを同じにする量の加速度型帰還と、さら
に前記加速度型帰還をかけた時の前記ピークが平坦化さ
れる量の速度型帰還とを同時にかける帰還回路と、を備
えている。

【００２０】

【作用】この構成によって、ドライバユニットにＭＦＢ
がかかり、ドライバユニットの電磁制動抵抗と実効振動
質量を等価的に非常に大きくすることができるので、２
つの共振周波数ｆ₁ ，ｆ₂ を下げるだけでなくｆ ₁ ，ｆ
₂ のピークを等しく抑えることができる。またドライバ
ユニットの後方が密閉されているので、いかに低い周波
数であろうとドライバユニット後方の音圧が前方へ回り
込んで干渉することがないので、超低域でフラットな音
圧周波数特性をドライバユニットの実効振動面積が大き
い状態でつまり高い最大出力大音圧で得られる。

【００２１】

【実施例】以下、本発明の実施例について、図面を参照
しながら説明する。

【００２２】図１に本発明の低音再生装置の第１の実施
例を示す。ドライバユニット１は実効振動半径１２５ｍ
ｍ、実効振動質量４６ｇ、磁気回路の磁束密度０．８
テスラ、ボイスコイルの有効導体長１０ｍ、直流抵抗５
Ω（電磁制動抵抗＝（磁束密度×有効導体長）²／直流
抵抗であるので、このドライバユニットの電磁制動抵
抗は１２．８機械Ωである。）、無歪最大振幅±６ｍ
ｍ、最低共振周波数３０Ｈｚなる口径３０ｃｍのスピー
カであり、このドライバユニット１がキャビティ分割部
材３ｃに取り付けられ、大振幅が可能な口径４０ｃｍで
実効振動半径１６５ｍｍ、実効振動質量５９８ｇなるパ
ッシブラジエータ２がキャビネット３の外側に取り付け
られている。第１のキャビティ３ａは内容積３５リット
ル、第２のキャビティ３ｂの内容積１５リットルであ
る。

【００２３】ドライバユニット１は出力２００Ｗの電力
増幅器４で駆動される。検出回路５はＲ１＝３．９Ｋ
Ω、Ｒ２＝２２０Ω、Ｒ３＝０．３３Ω、Ｌ＝０．１ｍ
Ｈおよびドライバユニットのボイスコイルを一辺とする
ブリッジ回路であり、電力増幅器４とドライバユニット
１との間に挿入されている。

【００２４】このブリッジ回路の出力電圧つまり検出回
路５の出力電圧はドライバユニット１の振動系の速度に
正比例したものとなる。これは電気音響理論上、周知で
はあるが、今一度図２，図３，図４を参照して説明する
ことにする。

【００２５】図２は一般のスピーカのインピーダンス特
性を示したものであるが、周波数が極めて低いところで
はボイスコイルの直流抵抗Ｒｅとなり、最低共振周波数
Ｆ₀でピークＺmax （磁気回路の強力なスピーカではＺm
ax は１００〜３００Ω程度にもなる）になり、中低音
域で再びＲｅに近づき、高音域で緩やかに上昇するカー
ブを持っている。

【００２６】図３はスピーカのボイスコイルのインピー
ダンス成分を示している。Ｚｅはボイスコイルの制動イ
ンピーダンス（スピーカの振動系が動かないよう固定し
た状態でボイスコイルが示すインピーダンス）と呼ばれ
るもので、ボイスコイルの直流抵抗Ｒｅとインダクタン
スが直列につながったものである。（ＢＬ）²／Ｚｍは
ボイスコイルの動インピーダンスと呼ばれるものであ
り、振動系が振動する時に発生するボイスコイルの逆起
電力によるインピーダンスである。ボイスコイルの逆起
電力Ｅ＝ＢＬ×Ｖ（Ｖはボイスコイルの速度）であるの
で、動インピーダンスは振動系の速度に正比例したもの
となっている。

【００２７】つまり、図２に示すインピーダンスカーブ
はボイスコイル直流抵抗とインダクタンスに動インピー
ダンスが重畳されたものである。図４に従来の低音再生
装置のスピーカシステムのインピーダンスカーブを示し
ているが、これも同様である。

【００２８】さて、ここで図１の検出回路５に示すよう
なブリッジ回路の一辺にスピーカ、つまり、ドライバユ
ニットのボイスコイルを接続して、Ｒｅ：Ｒ３＝Ｒ１：
Ｒ２、および、Ｌ＝ボイスコイルインダクタンス×（Ｒ
３／Ｒｅ）の関係式でブリッジの平衡をとることによ
り、ブリッジ回路の出力にはボイスコイルの直流抵抗分
とインダクタンス分による電圧がキャンセルされて出て
こない。そして、動インピーダンス分による電圧だけが
ブリッジ回路の出力より出てくる。つまり、このブリッ
ジ回路によりドライバユニット１の振動系の速度に正比
例した電圧を検出できることになる。

【００２９】なお、実際にはドライバユニット結線のた
めのリード線の直流抵抗などがあり、また、ボイスコイ
ル制動インピーダンスに僅かながら容量成分が含まれる
ので、上記関係式による各素子の値から微調整が必要で
ある。そういう理由で、本実施例の検出回路５のブリッ
ジ回路の各素子の値は上記関係式によるものと、ちょう
ど同じわけではない。

【００３０】以上説明したように、検出回路５の出力電
圧はドライバユニット１の振動系の速度に比例した電圧
であるが、これを微分回路に通すことにより振動板の加
速度に比例した電圧が得られる。本実施例の帰還回路６
は、ドライバユニット１の実効振動質量が等価的に７６
ｇになるような、つまり２つの共振周波数ｆ ₁ ，ｆ ₂ の
ピークのレベルを同じにする量の加速度型帰還がかかる
ゲインをもつ微分回路と、ドライバユニット１の電磁制
動抵抗が等価的に５１．２機械Ωになるような、つまり
上記の加速度型帰還をかけた時のｆ ₁ ，ｆ ₂ のピークを
平坦化する量の速度型帰還がかかるようなゲイン調整回
路とが合成されたものである。そして検出回路４の出力
電圧は上記の帰還回路６で電力増幅器４に帰還してい
る。なお、約２５０Ｈｚ以上では不安定にならないよう
帰還量を減衰させている。

【００３１】また、電力増幅器４の前段にはカットオフ
周波数２５０Ｈｚのローパスフィルタ７が挿入され、不
要な帯域を減衰させている。

【００３２】以下、図５，図６および図１３を参照し
て、ＭＦＢによる効果を詳しく説明する。

【００３３】ドライバユニットの振動系の速度は図１３
の等価回路のＶｄで表わされるが、周波数が非常に低い
と等価回路のＣc₁のリアクタンス成分が支配的になり、
周波数が１／２倍になるとＶｄが１／２倍になるという
関係になり、６ｄＢ／ｏｃｔで減衰する特性になる。逆
に、周波数が非常に高いと等価回路のＭｄのリアクタン
ス成分が支配的になり、周波数が２倍になるとＶｄが１
／２になるという関係になり、こちらも６ｄＢ／ｏｃｔ
で減衰する特性になる。

【００３４】一方、ｆ₁ ，ｆ₂ 付近の周波数において
は、音圧周波数特性にピークがある場合、Ｖｄもｆ₁ ，
ｆ₂ においてピークを持ち、反共振周波数ｆｒにおいて
は極小になる。つまり、パッシブラジエータの音圧周波
数特性が図５の（Ａ）のようになる時、ドライバユニッ
トの振動系の速度Ｖｄは図５の（Ｂ）のようになる。

【００３５】ここで、前記構成のようにしてドライバユ
ニットの振動系速度に比例した電圧を検出して速度型帰
還（負帰還）をかけると、ドライバユニットの振動系の
速度を一定にする方向にサーボがかかるので、ｆ ₁ ，ｆ
₂ のピークのレベルが同じである場合、ドライバユニッ
トの振動系の速度はｆ₁ ，ｆ₂ のピークが等しく平らに
なって図５の（Ｄ）のようになる。つまり、音圧周波数
特性はこれに従って図５の（Ｃ）のようになり、ｆ₁ ，
ｆ₂ のピークのとれたフラットなものになる。これはち
ょうど図１３の等価回路のドライバユニットの電磁制動
抵抗Ｒedを大きくしたことと等価であり、ドライバユニ
ットの磁気回路を強力にしたことに相当する。帰還量を
大きくすることにより、ドライバユニットの電磁制動抵
抗Ｒedを等価的に非常に大きくすることができる。

【００３６】また、加速度型帰還（負帰還）をかける
と、ドライバユニットの振動系加速度を一定にする方向
にサーボがかかる。加速度は速度を角周波数で微分した
ものなので、図５の（Ｂ）の特性全体が６ｄＢ／ｏｃｔ
ほど左下がりになる。つまり、振動系加速度は、ｆ₂ 以
上でフラットでｆ₁ 以下で１２ｄＢ／ｏｃｔで減衰する
（Ｅ）のような特性である。これが一定になる方向にサ
ーボがかかるので、より低い周波数まで振動系加速度が
フラットな帯域が広がることとなり、これはちょうど図
１３の等価回路のドライバユニットの実効振動質量Ｍｄ
を大きくしたことと等価であり、ドライバユニットの振
動系を重くしたことに相当する。帰還量を大きくするこ
とによりドライバユニットの実効振動質量Ｍｄを等価的
に非常に大きくすることができる。ただし共振のＱは高
くなるのでｆ ₁ ，ｆ ₂ のピークレベルは高くなり、特に
ｆ ₂ の方が帰還量が大きくなるためピークがより高くな
る。

【００３７】従って、上記のように速度型、加速度型帰
還を併用してかけることによりドライバユニットの電磁
制動抵抗と実効振動質量を等価的に非常に大きくするこ
とができる。

【００３８】以下、図６を参照しながらドライバユニッ
トの実効振動面積が大きい場合でも、速度型、加速度型
帰還を併用して超低域でフラットな音圧周波数特性が得
られることを説明する。図６の（Ａ）はドライバユニッ
トの実効振動面積が大きい状態で帰還なしの音圧周波数
特性を示すが、ｆ₁ ，ｆ₂ の周波数が高くピークもあ
り、一般的にｆ ₁ のピークの方がレベルが高い。これに
加速度型帰還をかけるとドライバユニットの実効振動質
量が等価的に大きくなる。さらに、パッシブラジエータ
実効振動質量Ｍｐを大きくすることにより、（Ａ）の２
つの共振周波数ｆ₁ ，ｆ₂ が下がり、またｆ ₂ のピーク
のレベルの方がより大きくなり（Ｂ）のように、ｆ ₁ ，
ｆ ₂ のピークのレベルが揃った特性になる。

【００３９】実際には、帰還をあまり高い周波数までか
けると動作が不安定になり、発振することもあるので、
ある周波数ｆｃ以上は帰還量を減少させる。従って、
（Ｂ）のようにｆｃ以上でゲインが上がる特性になる。

【００４０】これにさらに速度型帰還をかけることによ
り、ドライバユニットの電磁制動抵抗が等価的に大きく
なり、ｆ ₁ ，ｆ ₂ のピークのレベルが揃っているために
ｆ₁，ｆ₂ のピークを同じように抑えることができる。
さらに、ローパスフィルタで不要なｆｃ以上を減衰させ
ることにより、最終的には（Ｃ）のように超低域でフラ
ットな音圧周波数特性が得られることになるのである。

【００４１】以上のように構成された本発明の低音再生
装置は、ドライバユニットにＭＦＢがかかり、ドライバ
ユニットの電磁制動抵抗と実効振動質量を等価的に非常
に大きくすることができる（たとえば、電磁制動抵抗を
１２．８から５１．２機械Ωにすることは磁気回路の磁
束密度を２倍にもすることに相当し、これを従来のよう
に磁気回路自体で実現することは極めて困難であり、と
てつもないコストアップを招く。）ので、２つの共振周
波数ｆ₁ ，ｆ₂ を下げるだけでなく、ピークを抑えるこ
とができ、超低域でフラットな音圧周波数特性をドライ
バユニットの実効振動面積が大きい状態で得られる。

【００４２】以上のように構成された低音再生装置の実
測した音圧周波数特性を図８に示す。図８から明らかな
ように、３０Ｈｚから１２０Ｈｚ程度にわたってほぼフ
ラットな特性が得られているばかりでなく、キャビネッ
ト内容積合計５０リットルという小型でありながら、３
０Ｈｚにおいて約１００ｄＢの無歪最大出力音圧レベル
を得ることができる。

【００４３】なお、本実施例においては検出回路５の中
にＬを入れたが、ボイスコイルの口径が小さいまたは磁
気回路ヨークに銅ショートリングが付いている等で、ボ
イスコイルのインダクタンスが無視できるほど小さい場
合にはＬを省略してもよい。また、本実施例では検出回
路５をブリッジ回路としたが、後で第２の実施例の説明
で述べるような、ドライバユニットと電力増幅器の間に
挿入された値の小さい抵抗としてもよい。

【００４４】では次に、本発明の第２の実施例について
図７を参照しながら説明する。ドライバユニット１１は
実効振動半径１７６ｍｍ、実効振動質量８５ｇ、磁気回
路の磁束密度１テスラ、ボイスコイルの有効導体長１４
ｍ、直流抵抗５Ω（電磁制動抵抗＝（磁束密度×有効導
体長）²／直流抵抗であるので、このドライバユニット
の電磁制動抵抗は３９．２機械Ωである。）、無歪最大
振幅±８ｍｍ、最低共振周波数２０Ｈｚなる口径４０ｃ
ｍのスピーカであり、このドラバユニット１１がキャビ
ティ分割部材１３ｃに取り付けられ、大振幅が可能な口
径４６ｃｍで実効振動半径１８５ｍｍ、実効振動質量
３．４１Ｋｇなるパッシブラジエータ１２ａと、これと
同じ実効振動面積と実効振動質量をもつパッシブラジエ
ータ１２ｂが、キャビネット１３の外側の相対向する面
にそれぞれ取り付けられている。第１のキャビティ１３
ａは内容積６０リットル、第２のキャビティ１３ｂの内
容積１６リットルである。

【００４５】ドライバユニット１１は出力６００Ｗの電
力増幅器１４で駆動される。また、ドライバユニット１
１と電力増幅器１４との間には検出回路１５として値の
小さい抵抗Ｒが挿入されている。この実施例ではＲ＝
０．１Ωである。

【００４６】この抵抗Ｒの両端の電圧はドライバユニッ
ト１１のボイスコイルインピーダンスカーブ（図４参
照）と反比例したものになる。つまり、２つの共振周波
数ｆ₁，ｆ₂ で極小、反共振周波数ｆｒで極大になる。

【００４７】本実施例のように、磁気回路の磁束密度Ｂ
とボイスコイル有効導体長Ｌが大きく、積ＢＬが十分大
きくなる場合には、ボイスコイルインピーダンスは低音
域においては動インピーダンスが支配的になり、制動イ
ンピーダンスを無視することができる。つまり、抵抗Ｒ
の両端の電圧すなわち検出回路１５の検出電圧は動イン
ピーダンスと反比例したもの、つまり、ドライバユニッ
ト１１の振動系の速度と反比例したものとみなすことが
できる。

【００４８】したがって、この検出電圧をそのまま位相
を反転せずに正帰還してやることにより、速度型帰還が
かかる。分かりやすく説明すると、２つの共振周波数ｆ
₁ ，ｆ₂ においては検出電圧は極小となり、正帰還して
いても電力増幅器１４の出力はほとんど変わらない。と
ころが、反共振周波数Ｆｒやｆ₁ ，ｆ₂ の外側の周波数
では検出電圧が大きくなり、正帰還しているため電力増
幅器１４の出力が増大する。つまり、相対的にｆ₁ ，ｆ
₂ のピークを抑える方向に帰還がかかるのであり、前述
した速度型帰還と同じ動作をするものである。

【００４９】また、この検出電圧を微分回路を通すこと
により、ドライバユニット１１の振動系の加速度に反比
例した電圧が得られるので、それをそのまま位相を反転
せずに正帰還してやることにより、加速度型帰還がかか
る。

【００５０】以上のようにして、ドライバユニット１１
の実効振動質量が等価的に３７０ｇになるような、つま
り２つの共振周波数ｆ ₁ ，ｆ ₂ のピークのレベルを同じ
にする量の加速度型帰還がかかるゲインをもつ微分回路
と、ドライバユニット１１の電磁制動抵抗が等価的に１
８０機械Ωになるような、つまり上記の加速度型帰還を
かけた時のｆ ₁ ，ｆ ₂ のピークを平坦化する量の速度型
帰還がかかるようなゲイン調整回路とからなる帰還回路
１６で電力増幅器１４に帰還している。なお約２００Ｈ
ｚ以上では不安定にならないよう帰還量を減衰させてい
る。

【００５１】また、電力増幅器１４の前段にはカットオ
フ周波数２００Ｈｚのローパスフィルタ１７が挿入さ
れ、不要な帯域を減衰させている。

【００５２】以上にように構成された低音再生装置は、
ドライバユニットにＭＦＢがかかり、ドライバユニット
の電磁制動抵抗と実効振動質量を等価的に非常に大きく
することができるので、２つの共振周波数ｆ₁ ，ｆ₂ を
下げるだけでなく２つのピークを等しく抑えることがで
きる。またドライバユニットの後方が密閉されているの
で、いかに低い周波数であろうとドライバユニット後方
の音圧が前方へ回り込んで干渉することがないので、超
低域でフラットな音圧周波数特性をドライバユニットの
実効振動面積が大きい状態でつまり高い最大出力大音圧
で得られる。またそればかりではなく、本実施例ではキ
ャビネットの外側の相対向する面に実効振動質量と実効
振動面積が同等であるパッシブラジエータを各々取り付
けたことにより、実効振動質量の非常に大きな各パッシ
ブラジエータがキャビネットに与える振動反作用力が互
いに打ち消し合うので、大出力時のキャビネットの振動
が極めて小さくなり不要な共振音や雑音を発生しないと
いう効果を有している。

【００５３】以上のように構成された低音再生装置の実
測した音圧周波数特性を図９に示す。図９から明らかな
ように、２０Ｈｚという超低音から１００Ｈｚ程度にわ
たってほぼフラットな特性が得られているばかりでな
く、キャビネット内容積合計７６リットルという小型で
ありながら、２０Ｈｚにおいて約１００ｄＢの無歪最大
出力音圧レベルを、３０Ｈｚにおいては約１１１ｄＢと
いう強大な無歪最大出力音圧レベルを得ることができ
る。

【００５４】また、キャビネットの振動はパッシブラジ
エータをキャビネットの外側の片面にまとめて取り付け
た場合の１００分の１程度となり、無歪最大出力音圧レ
ベルを出したときにおいても不要な共振音や雑音がほと
んど発生しない。

【００５５】なお、本実施例においては検出回路を値の
小さい抵抗としたが、第１の実施例で述べたようなブリ
ッジ回路としてもよいことは言うまでもない。

【００５６】

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明は、内部を２分割するキャビティ分割部材にドライバ
ユニットを取り付けてこれの後方を密閉するとともにパ
ッシブラジエータをキャビネットの外側に取り付け、電
力増幅器とドライバユニットとの間に挿入された検出回
路によりドライバユニットの振動系速度に比例した電圧
を検出し、帰還回路により検出回路から電力増幅器に帰
還して低域の２つの共振周波数ｆ ₁ ，ｆ ₂ のピークのレベ
ルを同じにする量の加速度型帰還と、さらに前記加速度
型帰還をかけた時の前記ピークが平坦化される量の速度
型帰還とを同時にかける構成としたことにより、ドライ
バユニットの電磁制動抵抗と実効振動質量を等価的に非
常に大きくすることができ、２つの共振周波数ｆ ₁ ，ｆ
₂ を下げるだけでなくｆ ₁ ，ｆ ₂ のピークを等しく抑え
ることができるので、またドライバユニットの後方が密
閉されているので、いかに低い周波数であろうとドライ
バユニット後方の音圧が前方へ回り込んで干渉すること
がないので、超低域でフラットな音圧周波数特性をドラ
イバユニットの実効振動面積が大きい状態で得られ、小
型ながら超低域を高い最大出力大音圧レベルでフラット
に再生できる低音再生装置を実現できるものである。

【００５７】さらに、キャビネットの外側の相対向する
面に実効振動質量と実効振動面積が同等であるパッシブ
ラジエータを各々取り付けたことにより、実効振動質量
の非常に大きな各パッシブラジエータがキャビネットに
与える振動反作用力が互いに打ち消し合うので、大出力
時においてもキャビネットの振動が極めて小さく不要な
共振音や雑音を発生しない低音再生装置を実現すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例における低音再生装置の
構成を示すブロック図

【図２】同第１の実施例におけるスピーカのボイスコイ
ルのインピーダンス特性を示す特性図

【図３】同第１の実施例におけるスピーカのボイスコイ
ルのインピーダンス成分を示す等価回路図

【図４】同第１の実施例を説明するための低音再生装置
のスピーカシステムのインピーダンス特性を示す特性図

【図５】同第１の実施例におけるＭＦＢの効果を説明す
るための特性図

【図６】同第１の実施例におけるＭＦＢの効果を説明す
るための特性図

【図７】本発明の第２の実施例における低音再生装置の
構成を示すブロック図

【図８】本発明の第１の実施例における実測した音圧周
波数特性を示す特性図

【図９】本発明の第２の実施例における実測した音圧周
波数特性を示す特性図

【図１０】従来の低音再生装置における実測した音圧周
波数特性を示す特性図

【図１１】従来の低音再生装置における実測した音圧周
波数特性を示す特性図

【図１２】従来の低音再生装置の構成を示すブロック図

【図１３】従来の低音再生装置のスピーカシステムの等
価回路図

【符号の説明】

１ドライバユニット２パッシブラジエータ３キャビネット４電力増幅器５検出回路６帰還回路７ローパスフィルタ

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ドライバユニットと、パッシブラジエー
タと、内部を２分割するキャビティ分割部材に前記ドラ
イバユニットを取り付けてこれの後方を密閉するととも
に前記パッシブラジエータを外側に取り付けるキャビネ
ットと、前記ドライバユニットを駆動する電力増幅器と、前記電力増幅器と前記ドライバユニットとの間に挿入さ
れて前記ドライバユニットの振動系速度に比例した電圧
を検出する検出回路と、前記検出回路から前記電力増幅器に帰還して低域の２つ
の共振周波数のピークのレベルを同じにする量の加速度
型帰還と、さらに前記加速度型帰還をかけた時の前記ピ
ークが平坦化される量の速度型帰還とを同時にかける帰
還回路と、を備えたことを特徴とする低音再生装置。
【請求項２】キャビネットの外側の相対向する面に実効
振動質量と実効振動面積が同等であるパッシブラジエー
タを各々取り付けたことを特徴とする請求項１に記載の
低音再生装置。