JP2571639B2 - 電気音響変換器の駆動装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、スピーカシステムとこれを駆動するアンプ
とを組み合わせたオーディオ再生装置に使用される電気
音響変換器の駆動装置に関するものである。

〔従来の技術〕

スピーカの振動板から自由空間に放射される音波は振
動板の前後で逆位相となるため、特に低音域の音圧レベ
ルが低下する。そこで、振動板の後面側を覆うようにス
ピーカユニットをキャビネットに取付けてスピーカシス
テムとして構成することが一般に行われている。さら
に、振動板からキャビネット内に放射される音波の位相
を反転させてキャビネットの前面側へと導くバスレフダ
クトを設けて低音域の音圧レベルの増強を図るバスレフ
ダクト型スピーカシステムや、上記とほぼ同様の機能を
有するパッシブラジエータをキャビネットに取付けたパ
ッシブラジエータ型スピーカシステム等が作製されてい
る。

一方、狭い室内でハイファイ再生するには、キャビネ
ットの容積はできるだけ小さいことが望ましいが、その
ために、低音再生限界周波数が上昇し、これにより、さ
らに、低音特性の劣化を招いてしまう。一般に、スピー
カの低音共振は口径に反比例して上昇するので、スピー
カを小形化していくほど、低音の再生限界周波数は高く
なっていく。大形スピーカの周波数特性の例を第６図
に、また、小形スピーカの周波数特性の例を第７図にそ
れぞれ示している。したがって、特に小形のスピーカシ
ステムの場合には、前記のように、キャビネットにバス
レフダクトやパッシブラジエータ等の低音域増強部材を
設けることで構造的に低音域の増強を図ると共に、さら
に、中高音域よりも低音域の音声信号を電気的に増強す
る低音域増強回路をアンプに内蔵させて、低音域の増強
を図るようになっている。このような低音域増強回路
は、例えば第７図において音圧レベルの低下を生じる50
0Hz以下の帯域における音声信号をより増強すべく、従
来は、例えば第８図に示すように、低周波数程、増幅率
が高くなるような周波数特性を有する構成となってい
る。

なお、このような低音域増強回路の前位にハイパスフ
ィルタを介装し、音声信号中の低周波数ノイズを予めカ
ットすることで、ノイズ成分が上記の増強回路によって
不要に増強されないようにもなっている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、前記のバスレフ型スピーカシステム、
或いは、パッシブラジエータ方式のスピーカシステムに
おいて、上記のように単純に低音域を持上げるような増
幅特性では、必ずしも充分な低音域の増強を生じ難く、
逆に歪の増加等の悪影響を生じてしまうという問題を生
じている。第９図には、バスレフ型スピーカシステムの
アドミタンス特性の一例を示している。図において、f₁
はバスレフダクトの共振点、f₂はキャビネットの共振点
であって、f₁〜f₂の間では低音増強の効果が得られる
が、バスレフ型スピーカシステムの性質上、f₁以下の周
波数では、振動板から出る音とバスレフダクトから出る
音が逆位相で打ち消し合うため、この帯域では、スピー
カに加える電圧を上げても、スピーカの振動板が前後に
大きく動くだけで、再生音圧には寄与せず、歪の発生が
増加したり、壊れやすくなってしまうだけである。ま
た、f₂の周波数でスピーカに加える電圧を上げると、こ
の共振付近の特定の低音だけが響くようになる。

パッシブラジエータ方式のスピーカシステムにおいて
も、上記とほぼ同様に、パッシブラジエータの共振点f₁
とキャビネットの共振点f₂の間では、スピーカの振動板
とパッシブラジエータの振動板が同相で動くため、低音
増強効果が現れるが、共振周波数f₁以下の周波数では、
振動板の位相とパッシブラジエータの位相が逆になり、
打ち消しあってしまうため、この帯域でスピーカに加え
る電圧を上げても、スピーカの振動板と、パッシブラジ
エータの振動板が逆方向に前後に大きく動くだけで、再
生音圧には寄与しない。また、f₂の周波数でスピーカに
加える電圧を上げると、この共振付近の特定の低音だけ
が響いてしまうという欠点が同じように発生する。

本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであ
って、その目的は、歪等の発生を極力防止して、より効
率的に低音域増強効果を得ることができる電気音響変換
器の駆動装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

そこで、本発明の請求項第１項の電気音響変換器の駆
動装置は、スピーカユニットと、このスピーカユニット
が取付けられたキャビネットと、このキャビネット内に
放射される音波によって低音域を増強すべく上記キャビ
ネットに取付けられた低音域増強部とから成るスピーカ
システムを駆動するための電気音響変換器の駆動装置に
おいて、上記スピーカユニットへの音声信号の出力経路
上に、音声信号における上記低音域増強部の共振周波数
から上記キャビネットの共振周波数までの周波数帯域
を、該周波数帯域における上記スピーカシステムのアド
ミタンスの大きさに応じた増幅率で増幅する低音域増強
回路が設けられていることを特徴としている。

また、本発明の請求項第２項の電気音響変換器の駆動
装置は、上記請求項第１項の駆動装置において、上記低
音域増強回路の前位に、再生音圧に寄与しない周波数帯
域を阻止域とするハイパスフィルタが設けられると共
に、上記低音域増強回路が、上記ハイパスフィルタの阻
止域となる周波数帯域における増幅率を、上記ハイパス
フィルタにて補正された、上記周波数帯域におけるスピ
ーカシステムのアドミタンスの大きさに応じて抑制する
ことを特徴としている。

〔作 用〕

例えば、バスレフ型スピーカにおけるバスレフダクト
やパッシブラジエータ型スピーカにおけるパッシブラジ
エータ等の低音域増強部の共振周波数、およびキャビネ
ットの共振周波数のそれぞれにおいては、スピーカシス
テムのアドミタンスの低下が生じる。上記請求項第１項
の構成によれば、音声信号における上記低音域増強部の
共振周波数から上記キャビネットの共振周波数までの周
波数帯域を、該周波数帯域における上記スピーカシステ
ムのアドミタンスの大きさに応じた増幅率で増幅する低
音域増強回路が設けられる。つまり、低音域増強部へ入
力された音声信号は、スピーカシステムのアドミタンス
が大きい周波数では大きな増幅率で、アドミタンスが小
さい周波数では小さな増幅率で増幅される。このため、
従来、再生音圧には寄与せず、歪の増加を生じさせるも
のとなっていた帯域での供給電圧が抑えられ、また、特
定の低音だけが響くということがなくなる。このよう
に、歪の発生を抑制し得ると共に、不要な電力消費を生
じることなく、より効率的な低音域の増強を行うことが
できる。

また、請求項第２項の構成によれば、例えば、30Hz程
度よりも低い周波数帯域のように再生音圧に寄与しない
周波数帯域を阻止域とするハイパスフィルタが、低音域
増強回路の前位に設けられたことにより、低周波成分の
ノイズがカットされる。さらに、低音域増強回路が、上
記ハイパスフィルタの阻止域となる周波数帯域における
増幅率を、上記ハイパスフィルタにて補正された、上記
周波数帯域におけるスピーカシステムのアドミタンスの
大きさに応じて抑制するので、ハイパスフィルタでカッ
トされた帯域の信号が、不要に増幅されるということが
なくなる。この結果、不要な電力消費や歪がさらに抑え
られて、効率的な低音域の増強を行うことができる。

〔実施例〕

本発明の一実施例を第１図ないし第５図に基づいて説
明すれば、以下の通りである。

第３図に示すように、本実施例における電気音響変換
器の駆動装置には、例えばCDやカセットデッキ、レコー
ドプレーヤ等の音声再生装置（プログラムソース）が接
続される複数の入力端子１〜３が設けられ、また、これ
ら入力端子１〜３に接続されたプログラムソースの中か
ら、いずれか一つを選択するためのプログラムソース切
換装置４が設けられている。

上記プログラムソース切換装置４にて選択されたプロ
グラムソースでの音声再生信号は、さらに、音量調節装
置５を経た後、低周波数域のノイズをカットするための
ハイパスフィルタ６、後述する周波数特性に従って音声
信号の補正を行う低音域増強回路７を順次通して電力増
幅回路８に供給され、この電力増幅回路８にて増幅され
て、スピーカシステム９におけるスピーカユニット11に
供給されるようになっている。なお、このスピーカシス
テム９は、低音域増強部としてのバスレフダクト12がキ
ャビネット10に取付けられたバスレフ型スピーカシステ
ムとして構成されている。

次に上記の低音域増強回路７における音声信号の補正
特性について説明する。

第４図には、上記低音域増強回路７による補正を行う
前のスピーカシステム９の音圧周波数特性を示してい
る。図のように、500Hz程度以下で音圧レベルが徐々に
低下し、したがって、この帯域の音圧レベルを上昇させ
るべく、上記低音域増強回路７の周波数特性が定められ
る。

この場合、500Hz程度以下で、周波数が低くなる程、
音圧レベルが漸減することから、前記の第８図を参照し
て説明した周波数特性とほぼ同様に、500Hz以上ではほ
ぼ一定の増幅率を維持する一方、500Hz以下において
は、周波数が低くなる程、増幅率を大きくする周波数特
性が基本の補正特性としてまず設定される。

そして上記においては、さらに、スピーカシステム９
のアドミタンス特性をも考慮して、上記の基本の補正特
性をさらに修正して最終的に設定される。すなわち、第
５図に上記スピーカシステム９のアドミタンス特性を示
しており、図のように、バスレフダクト12の共振点f₁及
びキャビネット10の共振点f₂にそれぞれ対応する箇所に
おいてアドミタンスの低下が生じることから、この場合
の低音域増強回路７の周波数特性は、第１図において実
線で示すように、上記各共振点f₁・f₂にそれぞれ対応す
る箇所で増幅率を局部的に低下させた特性となるように
設定される。

上記の低音域増強回路７で補正された音声信号に基づ
いて駆動されるスピーカシステム９からは、第２図にお
いて実線で示すような周波数特性で音声が出力される。
すなわち、同図において破線で示している補正前の周波
数特性に比べて、500Hz程度以下の音圧レベルの低下が
補正されて、より低音域まで音圧レベルの落ち込みが抑
制される。これにより、量感あふれる音声がスピーカシ
ステム９から出力される。

さらに、例えばキャビネット10の共振点f₂付近におい
て、従来は、前記基本の補正特性にのみ基づく増幅が行
われていたため、この共振付近の特定の低音だけが響い
て、再生音に違和感を生じるものとなっていたが、上記
実施例においては、上記の共振点f₂に合わせて増幅率が
抑えられているので、特定の低音だけが響くということ
がなくなり、低音域全体が一様に増強された再生音が出
力される。

また、バスレフダクト12の共振点f₁付近においては、
スピーカに加える電圧を上げても、スピーカの振動板が
前後に大きく動くだけで、再生音圧には寄与せず、歪の
発生が増加したり、壊れやすくなってしまうだけのもの
となるが、上記では、この領域における増幅率も抑制さ
れているので、上記のような不要な歪の発生が抑えら
れ、また、電力消費が低減される。

なお、第１図中には、上記スピーカシステム９のアド
ミタンス特性に合わせた補正特性と、30Hz以下の帯域に
おいてのみ異なる別の補正特性を、図中一点鎖線にて示
している。この補正特性は、スピーカシステム９のアド
ミタンス特性と、さらに、前記ハイパスフィルタ６の特
性にも合わせて設定されたものである。すなわち、ハイ
パスフィルタ６は、30Hz程度よりも低い周波数帯域を阻
止域とする特性を有しており、これにより、低周波数の
ノイズ成分をカットするものであるが、30Hz近辺以下で
の通過域から阻止域に至るフィルタ特性に合わせて、図
中一点鎖線で示すように、この周波数帯域での増幅率が
さらに低下した補正特性となる。これにより、再生音圧
に寄与しない領域での増幅が抑制され、この結果、歪や
不要な電力消費がさらに低減されると共に、ハイパスフ
ィルタ６による低周波数ノイズ成分の除去機能がより好
適に発揮されるものとなる。

以上、バスレフ型スピーカシステムの駆動装置を例に
挙げて本発明の一実施例の説明を行ったが、本発明は、
キャビネット内に放射される音波によって低音域の増強
を図る低音域増強部としてパッシブラジエータがキャビ
ネットに取付けられているパッシブラジエータ型スピー
カシステム等のその他のスピーカシステムにも適用する
ことが可能である。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明の請求項第１項の電気音響変換
器の駆動装置は、スピーカユニットへの音声信号の出力
経路上に、音声信号における上記低音域増強部の共振周
波数から上記キャビネットの共振周波数までの周波数帯
域を、該周波数帯域における上記スピーカシステムのア
ドミタンスの大きさに応じた増幅率で増幅する低音域増
強回路が設けられている構成である。

これにより、例えば従来、再生音圧には寄与せず、歪
の増加を生じさせるものとなっていた帯域での供給電圧
が抑えられ、この結果、歪の発生や不要な電力消費が抑
制されて、より効率的な低音域の増強を行うことができ
るという効果を奏する。

また、本発明の請求項第２項の電気音響変換器の駆動
装置は、低音域増強回路の前位に、再生音圧に寄与しな
い周波数帯域を阻止域とするハイパスフィルタが設けら
れると共に、上記低音域増強回路が、上記ハイパスフィ
ルタの阻止域となる周波数帯域における増幅率を、上記
ハイパスフィルタにて補正された、上記周波数帯域にお
けるスピーカシステムのアドミタンスの大きさに応じて
抑制する構成である。

これにより、低減ノイズを除去するハイパスフィルタ
でカットされた周波数帯域の信号が、上記低音域増強回
路で不要に増幅されるということがなくなる。この結
果、不要な電力消費や歪がさらに抑えられて、効率的な
低音域の増強を行うことができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図は本発明の一実施例を示すものであ
る。 第１図は低音域増強回路の周波数特性の一例を示すグラ
フである。 第２図はスピーカシステムから出力される音声の周波数
特性の一例を示すグラフである。 第３図はスピーカシステムの駆動装置の構成を示すブロ
ック図である。 第４図は低音域増強回路による補正を行う前のスピーカ
システムの音圧周波数特性の一例を示すグラフである。 第５図はスピーカシステムのアドミタンス特性の一例を
示すグラフである。 第６図ないし第９図は従来例を示すものである。 第６図は大形スピーカの周波数特性の一例を示すグラフ
である。 第７図は小形スピーカの周波数特性の一例を示すグラフ
である。 第８図は低音域増強回路の周波数特性の一例を示すグラ
フである。 第９図はスピーカシステムのアドミタンス特性の一例を
示すグラフである。 ６はハイパスフィルタ、７は低音域増強回路、９はスピ
ーカシステム、10はキャビネット、11はスピーカユニッ
ト、12はバスレフダクト（低音域増強部）である。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】スピーカユニットと、このスピーカユニッ
   トが取付けられたキャビネットと、このキャビネット内
   に放射される音波によって低音域を増強すべく上記キャ
   ビネットに取付けられた低音域増強部とから成るスピー
   カシステムを駆動するための電気音響変換器の駆動装置
   において、 上記スピーカユニットへの音声信号の出力経路上に、音
   声信号における上記低音域増強部の共振周波数から上記
   キャビネットの共振周波数までの周波数帯域を、該周波
   数帯域における上記スピーカシステムのアドミタンスの
   大きさに応じた増幅率で増幅する低音域増強回路が設け
   られていることを特徴とする電気音響変換器の駆動装
   置。
2. 【請求項２】上記低音域増強回路の前位に、再生音圧に
   寄与しない周波数帯域を阻止域とするハイパスフィルタ
   が設けられると共に、上記低音域増強回路が、上記ハイ
   パスフィルタの阻止域となる周波数帯域における増幅率
   を、上記ハイパスフィルタにて補正された、上記周波数
   帯域におけるスピーカシステムのアドミタンスの大きさ
   に応じて抑制することを特徴とする請求項第１項記載の
   電気音響変換器の駆動装置。