JP3485489B2 - スピーカ駆動装置 - Google Patents

スピーカ駆動装置

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JP3485489B2 JP7216799A JP7216799A JP3485489B2 JP 3485489 B2 JP3485489 B2 JP 3485489B2 JP 7216799 A JP7216799 A JP 7216799A JP 7216799 A JP7216799 A JP 7216799A JP 3485489 B2 JP3485489 B2 JP 3485489B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はスピーカ駆動装置に
係り、とくに、微小音量時に低域のスピーカ出力音圧レ
ベルが悪化するのを防止できるスピーカ駆動装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】一般的な音量調節機能付のスピーカ駆動
装置の構成を図5に示す。スピーカ駆動装置10の内、
A-IN(+)とA-IN(−)は音楽信号の入力端子であり、
A-IN(−)はアースと接続されている。VRは音量調節
ボリュームであり、固定端子aが入力端子A-IN(+)、
固定端子bがアースと接続されている。可動端子cをa
とbの間で移動すると、入力端子A-IN(+)に入力され
た音楽信号が音量位置に応じた分圧比で分圧されて当該
可動端子cから出力される。20は電圧出力型で差動型
の電力増幅回路であり、音量調節ボリュームVRの可動
端子cが差動アンプ21の非反転入力端子(+)と接続
されている。差動アンプ21の出力側は抵抗R1、R2
から成る帰還回路22で所定の分圧比に分圧されたのち
帰還信号Sf として差動アンプ21の反転入力端子
(−)と接続されており、帰還回路22の分圧比を適当
な値とすることで、電力増幅回路20での増幅率を所望
値に設定することができる。電力増幅回路20の出力側
はスピーカ出力端子SP-OUT(+)と接続されており、ス
ピーカ出力端子SP-OUT(−)はアースと接続されてい
る。
【0003】このように構成されたスピーカ駆動装置1
0において、入力端子A-IN(+)、A-IN(−)にオーデ
ィオソース機器30を接続し、スピーカ出力端子SP-OUT
(+)、(−)にはスピーカ40を接続する。オーディ
オソース機器30から音楽信号を出力させ、音量調節ボ
リュームVRを適当な音量位置に調節すると、音量調節
後の音楽信号が電力増幅回路20に入力されて所定の増
幅率で電力増幅されてスピーカ40に出力され、該スピ
ーカ40の駆動がされる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、電圧出力型
の電力増幅回路20は出力インピーダンスが小さく、出
力電圧VOUT が負荷インピーダンスに左右されず、どの
周波数でも音楽信号のレベルに比例した大きさの出力電
圧VOUT をスピーカに印加することができる。ところ
が、スピーカ40は振動板(コーン紙)を支持するサス
ペンション等での損失が低域で大きくなり、或る共振周
波数f0 で最大となる性質が有る。スピーカ40の周波
数−インピーダンス特性を図6に示す。スピーカ40を
電圧出力型の電力増幅回路20で駆動したとき、図7に
示す如く、一定音量下での電力増幅回路20Aとスピー
カ40を合わせた総合的な周波数−出力音圧レベル特性
が低域で下がり、音量が小さくなるほど振動板を支持す
るサスペンション等での損失が顕著になって周波数特性
が大きく低下し、f0 近くの低域が聞こえ難くなってし
まう問題があった。本発明は上記した従来技術の問題に
鑑み、微小音量でのスピーカ出力音圧レベルの悪化を回
避できるスピーカ駆動装置を提供することを、その目的
とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項1記載の
スピーカ駆動装置では、音声信号に対する音量を可変す
る音量可変手段と、音量可変手段で音量可変後の音声信
号を電力増幅する帰還型の電力増幅手段と、電力増幅手
段から出力されるスピーカ駆動電圧を検出する第1検出
手段と、電力増幅手段から出力されるスピーカ駆動電流
を検出する第2検出手段と、第1検出手段の検出電圧と
第2検出手段の検出電圧を、音量可変手段の音量位置に
応じて可変する合成比で合成する合成手段と、を設け、
電力増幅手段は合成手段の出力を元に帰還信号を作成す
るようにしたこと、を特徴としている。請求項1記載の
スピーカ駆動装置によれば、音量を小さくしていくと帰
還信号に含まれるスピーカ駆動電流成分の割合が増大
し、電力増幅手段の増幅動作が電流出力型に近づき、反
対に音量を大きくしていくと帰還信号に含まれるスピー
カ駆動電圧成分の割合が増大し、電力増幅手段の増幅動
作が電圧出力型に近づくので、微小音量時は、電力増幅
手段とスピーカを合わせた総合的な周波数特性が低域で
大きく落ち込まないように駆動でき、通常の音量時は電
圧出力型と同様に消費電力の増大を招くことなくスピー
カ駆動ができる。本発明の請求項2記載のスピーカ駆動
装置では、合成手段は音量可変手段による音量が一定以
下のときに音量可変手段の音量位置に応じて可変する合
成比で合成して出力し、音量可変手段による音量が一定
以上のときは第1検出手段の検出電圧を出力するように
したこと、を特徴としている。請求項2記載の装置によ
れば、音量が一定以上であり、低域での周波数特性の落
ち込みがそれほど大きくない間、電力増幅手段の増幅動
作を電圧出力型とすることで、消費電力の増大を最小限
に抑えることができる。本発明の請求項3記載のスピー
カ駆動装置では、音声信号に対する音量を可変する音量
可変手段と、音量可変手段で音量可変後の音声信号を電
力増幅する帰還型の電力増幅手段と、電力増幅手段から
出力されるスピーカ駆動電圧を検出する第1検出手段
と、電力増幅手段から出力されるスピーカ駆動電流を検
出する第2検出手段と、第1検出手段の検出電圧と第2
検出手段の検出電圧を所定の合成比で合成する合成手段
と、を設け、電力増幅手段は合成手段の出力を元に帰還
信号を作成するようにしたこと、を特徴としている。請
求項3記載のスピーカ駆動装置によれば、電力増幅手段
の増幅動作が電圧出力型と電流出力型の中間的な動作と
なるため、通常の音量時に消費電力が大きく増大するの
を抑えながら、微小音量時に、電力増幅手段とスピーカ
を合わせた総合的な周波数特性が低域で大きく落ち込む
のを抑制できる。
【0006】
【発明の実施の形態】次に、本発明の一つの実施の形態
を図1を参照して説明する。図1は本発明に係るスピー
カ駆動装置の構成を示すブロック図であり、図5と同一
の構成部分には同一の符号が付してある。スピーカ駆動
装置10Aの内、A-IN(+)とA-IN(−)は音楽信号の
入力端子であり、A-IN(−)はアースと接続されてい
る。VR1は音量調節ボリュームであり、固定端子a1
が入力端子A-IN(+)、固定端子b1がアースと接続さ
れている。可動端子c1をa1とb1の間で移動する
と、入力端子A-IN(+)に入力された音楽信号が音量位
置に応じた分圧比で分圧されて当該可動端子c1から出
力される。20Aは帰還ループを有する差動型の電力増
幅回路であり、音量調節ボリュームVR1の可動端子c
1が差動アンプ21の非反転入力端子(+)と接続され
ている。差動アンプ21の出力側はスピーカ出力端子SP
-OUT(+)と接続されている。
【0007】差動アンプ21の出力側とアース間には、
抵抗R3、R4を直列接続した分圧回路から成る第1検
出回路23が設けられており、スピーカ駆動電圧VOUT
の検出を行い、第1検出電圧E1 を出力する。また、ス
ピーカ出力端子SP-OUT(−)とアース間には、小抵抗R
5から成る第2検出回路24が設けられており、スピー
カ駆動電流IOUT の検出を行い、第2検出電圧E2 を出
力する。第1検出回路23と第2検出回路24の出力側
には合成回路25が接続されている。合成回路25は合
成用ボリュームVR2と抵抗R6が直列接続されて成
り、第1検出電圧E1 と第2検出電圧E2 が可変の合成
比で合成されて出力される。合成用ボリュームVR2の
一方の固定端子a2に第1検出電圧E1 が印加されてお
り、他方の固定端子b2に抵抗R6の一端が接続されて
いる。そして、抵抗R6の他端に第2検出電圧E2 が印
加されている。可変端子c2から合成電圧E3 が出力さ
れる。
【0008】合成用ボリュームVR2の可動端子c2の
位置は音量調節ボリュームVR1の音量位置に連動して
可変するようになっており、VR1の可動端子c1が固
定端子a1に近づくように移動するとVR2の可動端子
c2も固定端子a2に近づくように移動し、反対にVR
1の可動端子c1が固定端子b1に近づくように移動す
るとVR2の可動端子c2も固定端子b2に近づくよう
に移動する。合成回路25の出力側とアース間に抵抗R
6、R7を直列接続した分圧回路25が設けられてお
り、合成電圧E3 が所定の分圧比で分圧されたのち帰還
信号Sf として差動アンプ21の反転入力端子(−)に
入力されている。これらの第1検出回路23、第2検出
回路24、合成用ボリュームVR2、分圧回路25によ
り帰還回路22Aが構成されている。入力端子A-IN
(+)、A-IN(−)にオーディオソース機器30を接続
し、スピーカ出力端子SP-OUT(+)、(−)にはスピー
カ40を接続する。
【0009】次に、上記の如く構成されたスピーカ駆動
装置10Aの動作を説明する。オーディオソース機器3
0から音楽信号を出力させた状態で、音量調節ボリュー
ムVR1の可動端子c1を固定端子b1の方に移動して
音量を小さく絞っていくと、連動して合成用ボリューム
VR2の可動端子c2が固定端子b2に近づいていき、
帰還信号Sf に含まれるスピーカ駆動電流成分の割合が
増大し、電力増幅回路20Aの増幅動作が電流出力型に
近づいていく。一般に、電流出力型の電力増幅回路で
は、スピーカ駆動電流が負荷インピーダンスに左右され
ず、どの周波数でも入力信号に比例した電流をスピーカ
に掛けることができる。図6の如き周波数−インピーダ
ンス特性を有するスピーカを電流出力型の電力増幅回路
で駆動して、一定音量下での電流出力型の電力増幅回路
とスピーカを合わせた総合的な周波数−出力音圧レベル
特性を測定すると図2の如く、f0 近くまでほぼフラッ
トな特性となる。従って、電力増幅回路20Aの増幅動
作が電流出力型に近づくことで、とくに微小音量時に、
電力増幅回路20Aとスピーカを合わせた総合的な周波
数−出力音圧レベル特性が低域で大きく落ち込まないよ
うに駆動して、低域が聞こえ難くなるのを回避すること
ができる。
【0010】反対に、音量調節ボリュームVR1の可動
端子c1を固定端子a1の方に移動して音量を上げてい
くと、連動して合成用ボリュームVR2の可動端子c2
が固定端子a1に近づいていき、帰還信号Sf に含まれ
るスピーカ駆動電圧成分の割合が増大し、電力増幅回路
20Aの増幅動作が電圧出力型に近づいていき、電力増
幅回路20Aとスピーカを合わせた総合的な周波数−出
力音圧レベル特性は図7の上部の如くなる。この際、電
力増幅回路20Aの増幅動作が電圧出力型に近づくこと
で、消費電力が電流出力型のように増大するのが抑制さ
れる。
【0011】この実施の形態によれば、電力増幅回路2
0Aの帰還回路22Aに、スピーカ駆動電圧VOUT を検
出する第1検出回路23と、スピーカ駆動電流IOUT
検出する第2検出回路24と、第1検出回路23の第1
検出電圧E1 と第2検出回路24の第2検出電圧E2
を、音量調節用ボリュームVR1の音量位置に応じて可
変する合成比で合成する合成回路25とを設け、合成回
路25の出力E3 を分圧して帰還信号Sf を作成するよ
うにしたので、音量を小さくしていくと帰還信号Sf
含まれるスピーカ駆動電流成分の割合が増大し、電力増
幅回路20Aの増幅動作が電流出力型に近づき、反対に
音量を大きくしていくと帰還信号Sf に含まれるスピー
カ駆動電圧成分の割合が増大し、電力増幅回路20Aの
増幅動作が電圧出力型に近づく。よって、電力増幅回路
20Aとスピーカを合わせた総合的な周波数−出力音圧
レベル特性は図3の如くなり、微小音量時に電力増幅回
路20Aとスピーカ40を含めた総合的な周波数−出力
音圧レベル特性が低域で大きく落ち込まないように駆動
して、低域が聞こえ難くなるのを回避でき、通常の音量
時は電圧出力型と同様に消費電力の増大を招くことなく
スピーカ駆動できる。
【0012】なお、上記した実施の形態では、合成回路
25に抵抗R6を設けたが、これを省略して第2検出電
圧E2 をそのまま合成用ボリュームVR2の固定端子b
2に印加するようにしても良い。また、音量調節ボリュ
ームVR1の可動端子c1が固定端子a1から見て或る
一定範囲内に入っているとき、合成用ボリュームVR2
の可動端子c2は固定端子a2の位置に止まるように
し、音量調節ボリュームVR1の可動端子c1が固定端
子a1から前記一定範囲外に有るときに、可動端子c1
が固定端子a1の側に移動したとき、合成用ボリューム
VR2の可動端子c2も固定端子a2の側に移動し、可
動端子c1が固定端子b1の側に移動したとき、合成用
ボリュームVR2の可動端子c2も固定端子b2の側に
移動するようにしても良い。このようにすると、音量調
節ボリュームVR1で調節した音量が一定以下のとき
は、第1検出回路23の第1検出電圧E1 と第2検出回
路24の第2検出電圧E2 とを、音量調節用ボリューム
VR1の音量位置に応じた合成比で合成して帰還信号S
f を作成するので、図1の場合と同様にして、微小音量
時に電力増幅回路とスピーカを含めた総合的な周波数−
出力音圧レベル特性が低域で大きく落ち込まないように
駆動して、低域が聞こえ難くなるのを回避できる。反対
に、音量が一定以上であり、低域での周波数特性の落ち
込みがそれほど大きくない間、電力増幅回路の増幅動作
を電圧出力型とすることで、消費電力の増大を最小限に
抑えることができる。
【0013】また、図1の合成回路25を図4のスピー
カ駆動装置10Bの帰還回路22Bの合成回路25Bの
如く変形し、音量の大小に関わらず第1検出電圧E1
第2検出電圧E2 の合成比を固定とするようにも良い。
合成回路25Bは抵抗R9とR10が直列接続されて成
り、第1検出電圧E1 が抵抗R9の一端に印加され、第
2検出電圧E2 が抵抗R10の一端に印加されており、
第1検出電圧E1 と第2検出電圧E2 とが所定の合成比
で合成されて抵抗R9とR10の接続点から合成電圧E
3 が出力される。このようにすると、電力増幅回路20
Bの増幅動作が電圧出力型と電流出力型の中間的な動作
となるため、通常の音量時に消費電力が大きく増大する
のを抑えながら、微小音量時に、電力増幅回路20Bと
スピーカ40を合わせた総合的な周波数特性が低域で大
きく落ち込むのを抑制できる。
【0014】
【発明の効果】本発明の1つによれば、音量を小さくし
ていくと帰還信号に含まれるスピーカ駆動電流成分の割
合が増大し、電力増幅手段の増幅動作が電流出力型に近
づき、反対に音量を大きくしていくと帰還信号に含まれ
るスピーカ駆動電圧成分の割合が増大し、電力増幅手段
の増幅動作が電圧出力型に近づくので、微小音量時は、
電力増幅手段とスピーカを合わせた総合的な周波数特性
が低域で大きく落ち込まないように駆動でき、通常の音
量時は電圧出力型と同様に消費電力の増大を招くことな
くスピーカ駆動ができる。また本発明の他の1つによれ
ば、電力増幅手段の増幅動作を電圧出力型と電流出力型
の中間的な動作とすることで、通常の音量時に消費電力
が大きく増大するのを抑えながら、微小音量時に、電力
増幅手段とスピーカを合わせた総合的な周波数特性が低
域で大きく落ち込むのを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一つの実施の形態に係るスピーカ駆動
装置の構成を示すブロック図である。
【図2】スピーカを電流出力型の電力増幅回路で駆動し
たときの電力増幅回路とスピーカを合わせた総合的な周
波数−出力音圧レベル特性を示す線図である。
【図3】図1の電力増幅回路とスピーカを合わせた総合
的な周波数−出力音圧レベル特性を示す線図である。
【図4】図1の変形例に係るスピーカ駆動装置の構成を
示すブロック図である。
【図5】一般的なスピーカ駆動装置の構成を示すブロッ
ク図である。
【図6】スピーカの周波数−インピーダンス特性を示す
線図である。
【図7】スピーカを電圧出力型の電力増幅回路で駆動し
たときの電力増幅回路とスピーカを合わせた総合的な周
波数−出力音圧レベル特性を示す線図である。
【符号の説明】
10A、10B スピーカ駆動装置 20A、20B
電力増幅回路 21 差動アンプ 22A、22B
帰還回路 23 第1検出回路 24 第2検出回
路 25、25B 合成回路 26 分圧回路 30 オーディオソース機器 40 スピーカ VR1 音量調節用ボリューム VR2 合成用ボリューム

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 音声信号に対する音量を可変する音量可
    変手段と、 音量可変手段で音量可変後の音声信号を電力増幅する帰
    還型の電力増幅手段と、 電力増幅手段から出力されるスピーカ駆動電圧を検出す
    る第1検出手段と、 電力増幅手段から出力されるスピーカ駆動電流を検出す
    る第2検出手段と、 第1検出手段の検出電圧と第2検出手段の検出電圧を、
    音量可変手段の音量位置に応じて可変する合成比で合成
    する合成手段と、 を設け、 電力増幅手段は合成手段の出力を元に帰還信号を作成す
    るようにしたこと、 を特徴とするスピーカ駆動装置。
  2. 【請求項2】 合成手段は、音量可変手段による音量が
    一定以下のときに音量可変手段の音量位置に応じて可変
    する合成比で合成して出力し、音量可変手段による音量
    が一定以上のときは第1検出手段の検出電圧を出力する
    ようにしたこと、 を特徴とする請求項1記載のスピーカ駆動装置。
  3. 【請求項3】 音声信号に対する音量を可変する音量可
    変手段と、 音量可変手段で音量可変後の音声信号を電力増幅する帰
    還型の電力増幅手段と、 電力増幅手段から出力されるスピーカ駆動電圧を検出す
    る第1検出手段と、 電力増幅手段から出力されるスピーカ駆動電流を検出す
    る第2検出手段と、 第1検出手段の検出電圧と第2検出手段の検出電圧を所
    定の合成比で合成する合成手段と、 を設け、 電力増幅手段は合成手段の出力を元に帰還信号を作成す
    るようにしたこと、 を特徴とするスピーカ駆動装置。
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