JPH01265700A - Driver - Google Patents

Driver

Info

Publication number
JPH01265700A
JPH01265700A JP9345188A JP9345188A JPH01265700A JP H01265700 A JPH01265700 A JP H01265700A JP 9345188 A JP9345188 A JP 9345188A JP 9345188 A JP9345188 A JP 9345188A JP H01265700 A JPH01265700 A JP H01265700A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
impedance
unit
speaker
circuit
cabinet
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP9345188A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masao Noro
正夫 野呂
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yamaha Corp
Original Assignee
Yamaha Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yamaha Corp filed Critical Yamaha Corp
Priority to JP9345188A priority Critical patent/JPH01265700A/en
Publication of JPH01265700A publication Critical patent/JPH01265700A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Circuit For Audible Band Transducer (AREA)

Abstract

PURPOSE:To increase the degree of freedom of design by providing a specific equivalent impedance in an output impedance of a driver. CONSTITUTION:The driver is so constituted that the output impedance includes the negative impedance component (-RA) reducing or invalidating the internal impedance specific to the vibrator to be driven, the reactance component (CX or LX) connected in series with the component (-RA) and a resistive component (RX) connected in parallel with the reactance component as required thereby increasing the degree of freedom of design. Moreover, it is possible to develop a speaker system having a characteristic or size disabled at present by the combination with various cabinets.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は、スピーカ等の振動器を駆動する駆動装置に
関し、特に、振動器の特性やその振動器を収納する筐体
の構造、大きさ等により定まる特性を電気的、等価的に
調整して駆動することが可能な駆動装置に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a drive device for driving a vibrator such as a speaker, and particularly relates to a drive device that drives a vibrator such as a speaker, and in particular, the characteristics of the vibrator and the structure and size of a casing that houses the vibrator. The present invention relates to a drive device that can be driven by electrically and equivalently adjusting the characteristics determined by the above.

[従来の技術] 従来、スピーカシステムを駆動する電力増幅器は、スピ
ーカユニットを定電圧駆動するものが一般的であった。
[Prior Art] Conventionally, a power amplifier for driving a speaker system has generally driven a speaker unit at a constant voltage.

第19図は、動電形スピーカユニットを無限大バッフル
に取付けて、定電圧駆動した時の機械系の等価回路を示
す。同図において、roは振動系の等価抵抗、Soは振
動系の等価スチフネス、moは振動系の等酒質量を示し
ている。また、Aは力係数であり、スピーカユニットが
動電形直接放射スピーカであるときには、Bを磁気ギャ
ップ中の磁束密度、lをボイスコイルの導体の全長とす
るとA=Bρどなる。さらに、図中のRVは前記ボイス
コイルの導体抵抗、EVはボイスコイル駆動電圧を示す
。そして、この回路の電流が振動系の速度Vとなる。
FIG. 19 shows an equivalent circuit of a mechanical system when an electrodynamic speaker unit is attached to an infinite baffle and driven at a constant voltage. In the figure, ro represents the equivalent resistance of the vibration system, So represents the equivalent stiffness of the vibration system, and mo represents the equivalent stiffness of the vibration system. Further, A is a force coefficient, and when the speaker unit is an electrodynamic direct radiation speaker, A=Bρ, where B is the magnetic flux density in the magnetic gap and l is the total length of the voice coil conductor. Furthermore, RV in the figure indicates the conductor resistance of the voice coil, and EV indicates the voice coil drive voltage. The current in this circuit becomes the speed V of the vibration system.

第20図は、第19図の回路の電流、すなわち振動系の
速度Vを示す。また、出力音圧は加速度にほぼ比例する
から第21図に示すようになる。
FIG. 20 shows the current in the circuit of FIG. 19, ie, the speed V of the vibration system. Furthermore, since the output sound pressure is approximately proportional to the acceleration, it becomes as shown in FIG. 21.

ここで、 である。here, It is.

第21図に示すように、スピーカの低域特性はf、を境
にf。以上では一定音圧となりf0以下では下降する。
As shown in FIG. 21, the low frequency characteristics of the speaker range from f to f. Above that, the sound pressure becomes constant and below f0, it decreases.

よってf、以下ではフラットな再生が困難となるためf
oを低音限界周波数と表現する例が多い。また、Qoの
値によりfoにおける特性の形が決定されQ。+;1で
最も平坦な特性となる。
Therefore, f becomes difficult to reproduce flatly below f.
In many cases, o is expressed as the bass limit frequency. Also, the shape of the characteristic at fo is determined by the value of Qo. +: 1 gives the flattest characteristics.

このような理由でスピーカの設計において低音域ではf
o、Qoの設定が重要なファクターとなっている。
For this reason, when designing speakers, f
The settings of o and Qo are important factors.

ユニット単体でのfoは(1)式にあるように、であり
ユニット固有のmo、Soで決定されている。
As shown in equation (1), fo for a single unit is determined by mo and So specific to the unit.

同じ<Qoは(2)式で示されるように、である。The same <Qo is as shown in equation (2).

ここでのreは機械的な制動抵抗であり、A 2 /R
Vは定電圧駆動されたときの電磁制動抵抗である。
re here is mechanical braking resistance, A 2 /R
V is an electromagnetic braking resistance when driven at a constant voltage.

一般的にA2/Rv>roであるためQoはほとんど電
磁制動抵抗で決定される。
Generally, A2/Rv>ro, so Qo is mostly determined by the electromagnetic braking resistance.

ここまでは無限バッフルに取りつけたときのユニットの
動作であるが、実際にはスピーカユニットは密閉形やバ
スレフ形等の有限の容量をもつキャビネットに取り付け
て使用される。
Up to this point, we have described the operation of the unit when it is attached to an infinite baffle, but in reality, the speaker unit is used by being attached to a cabinet with a finite capacity, such as a closed type or bass reflex type.

密閉形キャビネットに取り付けられたユニットの機械系
等価回路は第22図で示され、キャビネットの音響スチ
フネスScとキャビネットの制動抵抗reが加わる。こ
こでも一般に、A2/RV)roである。
The mechanical equivalent circuit of a unit installed in a closed cabinet is shown in FIG. 22, in which the acoustic stiffness Sc of the cabinet and the braking resistance re of the cabinet are added. Again, generally A2/RV)ro.

よって、キャビネットに入れたときのユニットのfoo
は となり、Scが加わったことで共振周波数が上がる。同
じくキャビネットに入れたユニットのQo’は 1般に、r r) + r c(A 2/Rvであるか
ら、rcが加わったことによるQoの低下は少なく、f
0′がf。より高くなったことによるQ。°の上昇が支
配的となりQo’>Qoとなる。
Therefore, foo of the unit when placed in the cabinet
becomes, and the addition of Sc increases the resonant frequency. Similarly, the Qo' of a unit placed in the cabinet is generally r r) + r c (A 2/Rv, so the Qo decrease due to the addition of rc is small, and f
0' is f. Q due to higher price. The increase in temperature becomes dominant, and Qo'>Qo.

特に1 / S c < 1 / S oになるような
小形のキャビネットに取りつけたときはこの影響が大で
あり、fo ’ 、Qooとも非常に大きくなって低域
再生が困難になるとともに、qooが大なためfooに
大きなピークを生じ、過渡応答の悪い再生音となる。
This effect is particularly large when installed in a small cabinet where 1/S c < 1/S o, and both fo' and Qoo become extremely large, making it difficult to reproduce low frequencies, and qoo becomes This causes a large peak in foo, resulting in reproduced sound with poor transient response.

小形キャビネットでfol を低い値にするには、(3
)式からも明らかなように、S0+Scを小さくするか
、moを大きくするかしかない。ユニットの80を小さ
くしていってもキャビネットのSCで限界が決まるため
、moを大きくする必要がある。moを大きくすること
はスピーカの能率が下がることになる。また、(4)式
にあるように、moを大きくするとQ。°も上昇してし
まう。よって、小形キャビネットでfoo、Qo’を低
くするには、fooを下げるためにm。が大きく、Qo
oを下げるためにA”/Rvも大きなユニットを使う必
要がある。A2/RVを大きくするには大形の磁気回路
を用いればよいが、結果的に高価なユニットとなり、m
oが大きいため能率も下がる。しかし、現実に小形キャ
ビネットで低音を出そうとする設計はこの方法を用いて
いる。
To obtain a low value of fol in a small cabinet, use (3
) As is clear from the equation, the only options are to reduce S0+Sc or to increase mo. Even if the unit 80 is made smaller, the limit is determined by the cabinet SC, so it is necessary to increase mo. Increasing mo will reduce the efficiency of the speaker. Also, as shown in equation (4), if mo is increased, Q. ° will also rise. Therefore, in order to lower foo and Qo' in a small cabinet, m should be used to lower foo. is large, Qo
In order to lower o, it is necessary to use a large unit for A”/Rv. To increase A2/RV, a large magnetic circuit can be used, but this results in an expensive unit and m
Since o is large, efficiency also decreases. However, this method is actually used in designing small cabinets to produce bass sounds.

また、小形キャビネットでの低音再生能力を補うため、
第23図に示すように、駆動アンプ側でトーンコントロ
ール、グライコまたは専用イコライザー等によって低音
をブーストする例がある。
In addition, in order to supplement the bass reproduction ability in a small cabinet,
As shown in FIG. 23, there is an example in which the bass is boosted by a tone control, a Graphco, a dedicated equalizer, etc. on the drive amplifier side.

これは、再生し難いfo°以下の帯域に対し入力電圧を
大きくすることで音圧を増す方法である。
This is a method of increasing the sound pressure by increasing the input voltage for the band below fo°, which is difficult to reproduce.

この方法でfo′以下の音圧を上げることは可能である
が、小形キャビネットに入れたことで上昇したQo“に
よるf。°での過渡応答の悪化や同じ<Qooが高いこ
とによるfO’での急な位相変化等、Qo’が高くなっ
たことによる悪影響は取り去れないため、単に低音の音
圧を上げる効果のみであり、適切な容量をもつキャビネ
ットを用いたfoo、Qooが適切な値のスピーカシス
テムと同等の音質は得られない。
Although it is possible to raise the sound pressure below fo' with this method, the transient response at f.° may deteriorate due to the increased Qo' caused by placing it in a small cabinet, and the same <fO' due to the high Qoo. Since the negative effects of increased Qo', such as sudden phase changes in You cannot get the same sound quality as other speaker systems.

また、逆に稀ではあるが、大きすぎる容量のキャビネッ
トにユニットを取りつけた例もある。
Additionally, although rare, there have been cases where units have been installed in cabinets with too large a capacity.

この場合s  fo ’ + Qo ’ ともに小さな
値となり、fol が低いため低音の再生は可能である
が、Qo’が小さすぎてだらだら下がりの特性となり、
かえって低音のi感は失われる。
In this case, both sfo' + Qo' have small values, and since fol is low, it is possible to reproduce bass sounds, but Qo' is too small, resulting in a sloping characteristic.
On the contrary, the i-feel of the bass is lost.

しかし、この場合はQo’の値は小さく過渡応答特性は
よいため、QO’が小さいことによる低域の低下(オー
バーダンピング)を駆動側で低音をブーストして補って
やれば、高品質の再生が期待できる。
However, in this case, the value of Qo' is small and the transient response characteristics are good, so if you compensate for the drop in the low frequency range (overdamping) due to the small QO' by boosting the bass on the drive side, you can achieve high quality playback. can be expected.

しかし、この方法を目的としてスピーカシステムを構成
するのは大容量のキャビネットを必要とするため効率的
ではない。
However, configuring a speaker system for this purpose requires a large-capacity cabinet, which is not efficient.

また、キャビネットの方式としてバスレフ形と呼ばれる
ものも一般によく使用される。第24図は、このような
バスレフ形キャビネットを用いたスピーカシステム(バ
スレフ形スピーカシステム)の機械系等価回路を示す。
Additionally, a cabinet system called a bass reflex type is also commonly used. FIG. 24 shows a mechanical equivalent circuit of a speaker system (bass reflex speaker system) using such a bass reflex cabinet.

同図において、vcはキャビネット内の速度、Vuはユ
ニットの速度、Vpはボートの速度%  rpはボート
の制動抵抗、mpはボートの等価質量を示す。
In the figure, vc is the speed inside the cabinet, Vu is the speed of the unit, Vp is the speed of the boat in %, rp is the braking resistance of the boat, and mp is the equivalent mass of the boat.

バスレフ形ではボートからも低音が放射されるため低域
再生には有利であるが、第24図において、この場合も
一般的にA2/Rv >ro 、reであり、A’/R
vがユニットの共振に対しては直列の制動抵抗となるた
め、ボートの共振(mpと17Scの並列共振)に対し
ては並列の制動抵抗となり、双方の制動抵抗を兼ねてい
る。そのため、ユニットとボートの両方の共振のQを適
切な値とするためには密閉形以上にキャビネット容積の
決定は難しく、設計上の制約は密閉形より多い。
The bass reflex type is advantageous for low frequency reproduction because the bass is emitted from the boat, but in Fig. 24, in this case as well, generally A2/Rv > ro, re, and A'/R
Since v becomes a series braking resistance for the resonance of the unit, it becomes a parallel braking resistance for the resonance of the boat (parallel resonance of mp and 17Sc), and serves as both braking resistances. Therefore, in order to set the resonance Q of both the unit and the boat to an appropriate value, it is more difficult to determine the cabinet volume than the closed type, and there are more design constraints than the closed type.

初期のスピーカシステムの設計においては、まずスピー
カユニットを単体で完成度を上げて設計し、その性能を
充分発揮するキャビネットを用いてスピーカシステムに
仕上げるという手法が取られた。そのためキャビネット
は、スピーカユニットに与える影響が少ないほどよいと
され、大形のものが主に使用された。
When designing early speaker systems, the approach was to first design a complete speaker unit as a single unit, and then complete the speaker system using a cabinet that fully demonstrated its performance. For this reason, it was thought that the smaller the effect the cabinet had on the speaker unit, the better, and large cabinets were mainly used.

しかし、同じ特性が得られるならば、本来、キャビネッ
トは小形のもののほうがスペースを取らず扱いやすいの
は当然であり、小形化のための考案が多く出された(A
Rタイプ等)。これらの手法は、スピーカユニットとキ
ャビネットを別のものとして扱わず、キャビネットに入
れたときのトータルでの性能を考えてユニットを設計す
るものである。
However, if the same characteristics can be obtained, it is natural that a smaller cabinet will take up less space and be easier to handle, and many ideas have been developed to make it smaller (A
R type, etc.). These methods do not treat the speaker unit and the cabinet as separate entities, but instead design the unit by considering its total performance when placed in the cabinet.

スピーカシステムの大きさはユニットではなくキャビネ
ットで決まるため、最近では初期とは逆にキャビネット
の大きさを先に決定し、そのキャビネット容積を生かし
切るユニットを後から設計し、トータルでの特性を得る
という設計のほうが一般的である。
The size of a speaker system is determined by the cabinet, not the unit, so recently, contrary to the initial method, the size of the cabinet is determined first, and a unit that takes full advantage of that cabinet volume is later designed to obtain the overall characteristics. This design is more common.

そのためスピーカユニットには多くの要求がされる。ま
た、低域再生が最もキャビネット容積の影響を受けるた
め、スピーカユニットへの要求も低域再生に関するファ
クターが多い。
Therefore, many demands are placed on the speaker unit. Furthermore, since low frequency reproduction is most affected by the cabinet volume, the requirements placed on the speaker unit are also largely related to low frequency reproduction.

前述したように、小形密閉キャビネットで十分な低音再
生をするには、fo’+Qo’ が大きくならないよう
にすればよいため、これらをスピーカユニットで改善す
るには、moを大きく、S。
As mentioned above, in order to reproduce sufficient bass with a small sealed cabinet, it is sufficient to prevent fo'+Qo' from becoming large, so in order to improve these with a speaker unit, mo should be increased and S.

を小さく、A2/RVを大きくすればよい。この中で5
0を小さくすることは振動系を支えるダンパーやエツジ
をやわらかくすればよく比較的容易であるが、ある程度
以上小さくしてもSCが支配的となるためこれで制限さ
れる。しかし、moを大きくすると音圧の低下を招き、
A2/Rvを大きくするには大形の磁気回路を用いるこ
とになってユニットが大形化し、小形キャビネットに入
れる以上限界がある。実際にキャビネットの小形化は、
この音圧の低下と磁気回路の大形化の問題で限界が決め
られてしまっている。
It is sufficient to make A2/RV small and A2/RV large. 5 of these
It is relatively easy to reduce 0 by making the damper and edges that support the vibration system softer, but even if the value is reduced beyond a certain point, SC becomes dominant, so this is a limitation. However, increasing mo causes a decrease in sound pressure,
Increasing A2/Rv requires the use of a large magnetic circuit, which increases the size of the unit, and there is a limit to its ability to fit into a small cabinet. In fact, the miniaturization of cabinets is
The limits have been set by the problem of reducing the sound pressure and increasing the size of the magnetic circuit.

仮にこのような条件を満たすユニットのユニット単体で
の特性を見ると、(1)式からmoが大きいことにより
foが低く、(2)式からA2/Rvが大きいことによ
りQoが低いというものであることがわかる。ただし、
前述のように50を小さくしてもfoは下がるが、Sc
との兼ね合いでS。
If we look at the individual characteristics of a unit that satisfies these conditions, from equation (1), if mo is large, fo will be low, and from equation (2), if A2/Rv is large, Qo will be low. I understand that there is something. however,
As mentioned above, even if 50 is decreased, fo will decrease, but Sc
In consideration of this, S.

をある程度以上下げてもfooは下がらない。Even if FOO is lowered beyond a certain level, foo will not fall.

したがって、moが極めて大きく、結果としてf、が極
めて低い、Qoが極めて小さいユニットがあればキャビ
ネットは小形化できる。
Therefore, the cabinet can be made smaller if there is a unit with an extremely large mo and, as a result, an extremely low f and an extremely low Qo.

バスレフ形においても基本的には同じであり、noが大
きくf。+Qoが小さな値をもつユニットを使用して小
形化は可能であるが、前述のようにバスレフの場合、キ
ャビネットに対して適切な値があり、小形化しなくとも
適切なno、fo。
It's basically the same for the bass reflex type, with no being larger than f. It is possible to miniaturize by using a unit with a small +Qo value, but as mentioned above, in the case of a bass reflex, there are appropriate values for the cabinet, and appropriate no and fo can be achieved without miniaturization.

Qoをもつユニットを作ること自体難しいことである。Creating a unit with Qo is itself difficult.

なぜならば、スピーカユニットは低音だけでなく、中音
、高音での特性も考えなくては品質のよい再生音が得ら
れないため、低音特性のファクターであるfa、Qoだ
けに着目して設計できるものでもないからである。
This is because a speaker unit cannot produce high-quality reproduced sound without considering not only bass characteristics but also midrange and treble characteristics, so it is possible to design a speaker unit by focusing only on fa and Qo, which are the factors of bass characteristics. Because it's not even a thing.

第25図は、第19図の機械系等価回路を電気系等価回
路に置き換えたものである。機械系から電気系への置き
換えたことによりインダクタンスしはキャパシタンスC
に、キャパシタンスCはインダクタンスしに変わり、共
振回路は並列形で表現される。この回路はユニットの電
気インピーダンス特性と同じ特性を持つが、ユニットに
おいては回路中のり、Cは電気的なり、Cではなく、振
動系が撮動することで生ずる勅インピーダンスで造られ
るという点が異なる。しかし、これを電気的なり、Cと
考えて考察することで何の支障もないため、一般に電気
等価回路としてこの回路がよく用いられる。ここでも、
機械的な制動要素であるA’/r6はA ’ / r 
o > Ryであるため、共振回路の制動はほとんどR
vで決まる。
FIG. 25 is a diagram in which the mechanical equivalent circuit in FIG. 19 is replaced with an electrical equivalent circuit. By replacing the mechanical system with the electrical system, inductance and capacitance C
Then, the capacitance C is replaced by an inductance, and the resonant circuit is expressed in parallel form. This circuit has the same electrical impedance characteristics as the unit, but the difference is that in the unit, the glue in the circuit, C, is not electrical, but it is created using the impedance generated by the vibration system capturing the image. . However, since there is no problem in considering this as electrical or C, this circuit is generally often used as an electrical equivalent circuit. even here,
The mechanical braking element A'/r6 is A'/r
Since o > Ry, the damping of the resonant circuit is almost R
Determined by v.

[発明が解決しようとする課題」 このように、従来のスピーカシステムは、定電圧駆動す
ることを前提としてその特性を設定していたため、スピ
ーカユニットおよびキャビネットの設計上、様々の制約
を受け、特に、foo。
[Problems to be Solved by the Invention] As described above, the characteristics of conventional speaker systems were set on the premise that they would be driven at a constant voltage, so they were subject to various constraints in the design of speaker units and cabinets. , foo.

Qo’ に関わる総合の特性を犠牲にすることなくシス
テムの小形化を図ることは困難であった。
It has been difficult to downsize the system without sacrificing overall characteristics related to Qo'.

この発明は、上述の課題に鑑みてなされたもので、スピ
ーカシステムのf、’ 、さらに必要に応じてQ。°を
調整してスピーカユニットを駆動し得る駆動装置を提供
することを目的とする。
This invention was made in view of the above-mentioned problems, and it is possible to improve the f, ' and, if necessary, the Q of a speaker system. An object of the present invention is to provide a drive device that can drive a speaker unit by adjusting the angle.

[課題を解決するための手段および作用]以下、この発
明を図面に基幹、詳細に説明する。この発明の駆動装置
は、第1図または第2図に示すように出力インピーダン
ス中に、駆動すべき振動器が有する固有の内部インピー
ダンス(RV )を低減もしくは無効化する負性インピ
ーダンス成分(−RA)と、この負性インピーダンス成
分に直列接続されるリアクタンス成分(CXまたはLx
)と、さらに必要に応じて、このリアクタンス成分に並
列接続される抵抗成分とを含むように構成されている。
[Means and operations for solving the problems] Hereinafter, the present invention will be explained in detail with reference to the drawings. As shown in FIG. 1 or 2, the drive device of the present invention has a negative impedance component (-RA) in the output impedance that reduces or nullifies the inherent internal impedance (RV) of the vibrator to be driven. ) and a reactance component (CX or Lx
) and, if necessary, a resistance component connected in parallel to this reactance component.

第3図は振動器の固有の内部インピーダンス(RV )
を低減もしくは無効化する負性インピーダンス発生回路
の一例を示す。
Figure 3 shows the inherent internal impedance (RV) of the vibrator.
An example of a negative impedance generating circuit that reduces or nullifies the impedance is shown below.

同図の回路の出力インピーダンスは、 Rs(1−Aβ)    ・・・・・・・・(6)で表
わせる。ここで、Aβ〉lとすると、負荷に対する駆動
インピーダンスは負となり、回路上開放安定形負性イン
ピーダンス駆動回路となる。この等価回路は、第4図の
ように表現できる。同図において−RA=Rs (1−
Aβ)であり、この−RAは負性抵抗である。
The output impedance of the circuit shown in the figure can be expressed as Rs(1-Aβ) (6). Here, if Aβ>l, the drive impedance to the load becomes negative, and the circuit becomes an open stable negative impedance drive circuit. This equivalent circuit can be expressed as shown in FIG. In the same figure, -RA=Rs (1-
Aβ), and this -RA is negative resistance.

第4図の−RAは、スピーカユニットを負荷とした場合
、第5図のようになり、このときの動作は第6図と同じ
になる。−RAはこのようにRVを減少もしくはOにす
る効果がある。
-RA in FIG. 4 becomes as shown in FIG. 5 when the speaker unit is used as a load, and the operation at this time is the same as that in FIG. 6. -RA has the effect of reducing RV or making it O in this way.

第6図において、RV=RAとしたときRV−RA=0
となり、第7図に示すように、Ev側から見てRVを介
さず直接り、C共振回路(実際には動インピーダンスで
あるが)と接続されることになる。
In Figure 6, when RV=RA, RV-RA=0
As shown in FIG. 7, when viewed from the Ev side, it is directly connected to the C resonant circuit (actually, it is a dynamic impedance) without passing through the RV.

ここで、もう−度スビーカニニットの電気等価回路を考
えてみる。
Now, let's consider the electrical equivalent circuit of Subikaninit.

第8図のように、スピーカユニットの等価回路はRVの
部分とCo 、Lo 、Roの並列共振回路の部分が直
列に接続されたものと考えられる。
As shown in FIG. 8, the equivalent circuit of the speaker unit is considered to be an RV part and parallel resonant circuit parts of Co, Lo, and Ro connected in series.

前述のように、Co、Loは実際は、動インピーダンス
であるが、電気的なC,Lと考えて差し支えないため、
仮にCo 、Lo 、Roでできた共振回路に電気的な
コンデンサであるCXをさらに並列に接続できれば、共
振系のトータルの容量はCo +C×となりf。を低下
させることができる。
As mentioned above, Co and Lo are actually dynamic impedances, but they can be thought of as electrical C and L, so
If an electric capacitor CX can be further connected in parallel to the resonant circuit made of Co, Lo, and Ro, the total capacitance of the resonant system will be Co + Cx, f. can be lowered.

しかし、現実のスピーカユニットには、第8図中の点線
のような端子は存在しないため、このようなCXはRV
を通った形でしか接続することはできない。このため、
スピーカ端子に第9図中のCYのように電気的容量を接
続してもfoを下げる効果はほとんどない、なぜならば
、並列共振回路は、co +  t、oが直接つながっ
ているため共振周波数において大きな電流が流れ共振現
象を起こすが、CYはRVを通して共振回路に接続され
ているためRvが電流制限要素となり、共振系に積極的
な影響を与えられないからである。
However, since actual speaker units do not have terminals like the dotted lines in Figure 8, such a CX is
Connections can only be made through the . For this reason,
Connecting an electrical capacitor to the speaker terminal like CY in Figure 9 has little effect on lowering fo, because in a parallel resonant circuit, co + t and o are directly connected, so at the resonant frequency This is because a large current flows and causes a resonance phenomenon, but since CY is connected to the resonance circuit through RV, Rv becomes a current limiting element and cannot positively influence the resonance system.

第9図において、Ro>Rvであり、Roは一般的に非
常に高いため、共振周波数における共振電流ループのイ
ンピーダンスは小さく(Roがωで完全にO)、大きな
共振電流が流れる。CYを含む電流ループは、RVがあ
るため、共振周波数においてはi 、 (i 、となり
CYの追加によるf0低下の効果はあまり期待できない
In FIG. 9, Ro>Rv, and since Ro is generally very high, the impedance of the resonant current loop at the resonant frequency is small (Ro is completely O at ω), and a large resonant current flows. Since the current loop including CY has RV, the resonant frequency becomes i, (i), and the effect of lowering f0 due to the addition of CY cannot be expected much.

ここで、何らかの手段でRvのみを減少もしくはOにで
きれば、CYと共振系は密接な関係となり、foを低下
させられることになる。
Here, if only Rv can be reduced or made O by some means, CY and the resonance system will have a close relationship, and fo can be reduced.

車にRVの値のみを小さくすることは、スピーカのボイ
スコイルの巻数を少なくする等で可能であるが、Rvは
動インピーダンスを発生させるコイルそのものの抵抗分
であるため、これにより勤インピーダンス自体も低下し
ては意味がなく、現実にユニット自体で改善する場合、
現状より抵抗率の小さな線材を用いるとか、さらに発展
して超伝導体からなる線材を用いるとか、等測的にRV
の値を小さくする(動インピーダンスを大きくする)た
めに大形の磁気回路を用いるとかの手法はあるが、大き
く変化させるのは無理である。
It is possible to reduce only the value of RV in a car by reducing the number of turns in the voice coil of the speaker, but since Rv is the resistance of the coil itself that generates dynamic impedance, this also reduces the dynamic impedance itself. There is no point in decreasing, and if the unit itself actually improves,
Isometrically, RV
There are methods such as using a large magnetic circuit to reduce the value of (increase dynamic impedance), but it is impossible to change it significantly.

しかし、第4図の負性抵抗を用いるとこれが可能である
。第4図の回路とスピーカユニットとをCxという値を
もつコンデンサで接続すると、第10図のようになる。
However, this is possible using the negative resistance shown in FIG. When the circuit of FIG. 4 and the speaker unit are connected with a capacitor having a value of Cx, the result is as shown in FIG. 10.

直列素子は位置を換えても同じであるから、第10図は
、第11図のように書き直すことができる。ここでRシ
ーRA=Oに設定すると第12図のようになる。Evは
電圧源であるから共振系を考えるときこれをショート(
インピーダンスO)とみなしてもよいので、共振系の等
価回路は第13図の通りとなり、第8図のCxと同じく
共振系にCXを直接並列して接続したのと同じ効果とな
りfoは低下する。
Since the series elements remain the same even if their positions are changed, FIG. 10 can be rewritten as shown in FIG. 11. Here, if Rce RA=O is set, the result will be as shown in FIG. 12. Ev is a voltage source, so when considering a resonance system, short it (
The equivalent circuit of the resonant system is as shown in Figure 13, and as with Cx in Figure 8, it has the same effect as connecting CX directly in parallel to the resonant system, and fo decreases. .

しかし、このままでは共振系のQを決定する制動抵抗は
機械的なRoのみであり、これが実際には大きな値であ
るため系のQoは非常に大きくなってしまう。そのため
、第14図に示すように、CXと並列にRXを接続する
ことでこれを制動抵抗として用いる。ここで、CXとR
xはユニットに関係なく設定できるため、この方法によ
り、ユニットのfoをCXにより任意の値に低下させ、
RXにより共振系のQoを任意の値(、Ro’t’きま
るQより大きくはできないが)に設定することが可能と
なる。
However, as it is, the only braking resistance that determines the Q of the resonance system is the mechanical Ro, and since this is actually a large value, the Qo of the system becomes extremely large. Therefore, as shown in FIG. 14, by connecting RX in parallel with CX, this is used as a braking resistor. Here, CX and R
Since x can be set regardless of the unit, using this method, the fo of the unit can be lowered to an arbitrary value by CX,
By using RX, it becomes possible to set the Qo of the resonance system to an arbitrary value (although it cannot be made larger than the Q determined by Ro't').

ここで、CXとRXを本来のfa、Qoの式である(1
)式および(2)に加えて考えるため、機械系素子に置
きかえると、 Cx=m、/A2  −−−・−(7)(但し、mxは
等測的な追加質量) であり、 mx =A2C,・−・・・(8) であるから、実際の振動系にA2CXの質量を追加し、
たのと同じ効果をもち、新しい共振周波数をfxとする
と、 となり、もとのfoより低い値となる。
Here, CX and RX are the original fa and Qo formulas (1
) and (2), when replacing it with a mechanical element, Cx = m, /A2 ----・- (7) (where mx is the isometric additional mass), and mx = A2C, ... (8) Therefore, adding the mass of A2CX to the actual vibration system,
It has the same effect as above, and if the new resonant frequency is fx, it becomes , which is a lower value than the original fo.

但し、この場合、スピーカユニットとしては電気的にm
X=A2Cxの質量を追加したと同等の動作をさせてい
るものの、実際に振動板に質量を追加したわけではない
ため、ユニット自体の音響変換効率は変化せず、前述し
たm。の増加による能率、特に中、高域での能率の低下
は起きないという効果がある。
However, in this case, the speaker unit is electrically m
Although the operation is equivalent to adding the mass of X = A2Cx, since no mass is actually added to the diaphragm, the acoustic conversion efficiency of the unit itself does not change, and the above-mentioned m. The effect is that there is no decrease in efficiency, especially in the middle and high ranges, due to the increase in .

Qに関してはもともとの電磁制動抵抗RVがRXに変わ
り、新しいQをQxとするととなる。
As for Q, the original electromagnetic braking resistance RV changes to RX, and the new Q becomes Qx.

ここで、RXと駆動部を含めて書くと第15図のように
なる。また、RV  RA=0とすると第16図のよう
になる。
Here, if the RX and drive section are included, it will be as shown in FIG. 15. Further, if RV RA = 0, the result will be as shown in FIG. 16.

ここで、電気等価質量co+CXおよび電磁制動抵抗R
Xをもつ通常のスピーカユニットを考えると、これは第
17図のようになるはずであり、第16図とはCXの位
置が異なる。よって第16図のスピーカと第17図のス
ピーカは共振周波数f、と共振系のQは同じであるが、
駆動電圧Evを一定としたときの出力音圧同波数特性は
異なる。
Here, electrical equivalent mass co+CX and electromagnetic braking resistance R
Considering a normal speaker unit with X, this should be as shown in FIG. 17, and the position of CX is different from that in FIG. 16. Therefore, the speaker in FIG. 16 and the speaker in FIG. 17 have the same resonance frequency f and the same Q of the resonance system, but
The output sound pressure constant wavenumber characteristics when the driving voltage Ev is constant are different.

しかし、この差は車に音圧の周波数特性のみの差であり
、前述した低音域で重要な共振周波数およびそのQ値が
異なるわけではないため、必要であれば第18図に示す
ように、駆動側で単に周波数特性のみを補正することに
より、第16図のもので第17図と同じ音圧特性を得る
ことができる。
However, this difference is only a difference in the frequency characteristics of the sound pressure in the car, and does not mean that the resonance frequency and its Q value, which are important in the bass range mentioned above, are different, so if necessary, as shown in Figure 18, By simply correcting only the frequency characteristics on the drive side, the same sound pressure characteristics as in FIG. 17 can be obtained with the one in FIG. 16.

ただし、ここで、周波数補正回路は単に第17図のもの
に近づけるだけでなく(第17図のものが最適周波数特
性をもっているかどうかは別問題であるため)、さらに
積極的にユニットの欠点を補うように補正しても当然か
まわない。
However, here, the frequency correction circuit not only approaches the one shown in Figure 17 (whether or not the one shown in Figure 17 has the optimal frequency characteristic is another matter), but also actively compensates for the shortcomings of the unit. Of course, it does not matter if the correction is made as follows.

また、今までの説明はRV−RA=Oとして行なってき
たが、第9図において述べたようにR6の存在により共
振電流ループのインピーダンス(1+のループ)は完全
にOではないため、Rvも完全にOにしなくとも上述し
た効果は得られ、Rv−RA=Oでないと動作させれな
いということではない。
Also, the explanation so far has been made assuming RV-RA=O, but as mentioned in Fig. 9, the impedance of the resonant current loop (1+ loop) is not completely O due to the presence of R6, so Rv is also The above-mentioned effect can be obtained even if the setting is not completely O, and this does not mean that it cannot be operated unless Rv-RA=O.

第26図は、第1図に示すような出力インピーダンスを
有するアンプの例を示す。同図のアンプにおける出力イ
ンピーダンスZ0は、 Zo = Rs  (1−Rt / Ry )となる。
FIG. 26 shows an example of an amplifier having an output impedance as shown in FIG. The output impedance Z0 in the amplifier shown in the figure is Zo = Rs (1-Rt/Ry).

ここでは、R,=30にΩであるので、R,<30にΩ
のときに出力インピーダンスス0中に等測的に負性抵抗
成分−RAを含ませることができる。
Here, since R,=30 is Ω, R,<30 is Ω
When , the negative resistance component -RA can be included isometrically in the output impedance 0.

なお、上述においては、CX、RXは実際のコンデンサ
および抵抗を用いるものとして扱ってきたが、この抵抗
等において電圧ロスや発熱を生じてトータルで効率を落
とすことになるため、これらのCXおよびRXは−RA
と同じ<(−RAは現実には存在する素子でないので回
路で等測的に作り出すしかないが)回路で等測的に作り
出すほうが効率がよい。
In addition, in the above, CX and RX have been treated as using actual capacitors and resistors, but since voltage loss and heat generation occur in these resistors, which reduces the total efficiency, these CX and RX Ha-RA
Same as <(-RA is not an element that actually exists, so it can only be created isometrically by a circuit) It is more efficient to create it isometrically by a circuit.

第27図は、このようなCx、RXを等測的に作り出す
回路の一例を示す。
FIG. 27 shows an example of a circuit that creates such Cx and RX isometrically.

このように、第1図の等価インピーダンスを有する駆動
装置によれば、スピーカシステムのfo、Qoを等測的
にfx、Qxに変更したものとして駆動することができ
る。したがって、二二ットとキャビネットとを高度に整
合させなくとも、第1図のような出力インピーダンスを
有する駆動装置で駆動することにより、ユニットとキャ
ビネットとを高度に整合させた場合と同等またはそれ以
上の特性が得られる他、スピーカユニットやキャビネッ
トの設計の自由度が増す等、多くのメリットが得られる
In this way, according to the drive device having the equivalent impedance shown in FIG. 1, it is possible to drive the speaker system with fo and Qo isometrically changed to fx and Qx. Therefore, even if the unit and the cabinet are not highly matched, driving with a drive device having an output impedance as shown in Figure 1 is equivalent to or better than the case where the unit and the cabinet are highly matched. In addition to the above characteristics, many other benefits can be obtained, such as increased freedom in designing speaker units and cabinets.

[他の実施例] 上述においては密閉形での小形化の例、バスレフ形での
小形化や設計の自由度の拡大等の例を挙げたが、ホーン
形や管共鳴等、他の方式のスピーカシステムに応用して
も当然多くのメリットが出せる。
[Other Examples] In the above, examples of miniaturization with a closed type, miniaturization with a bass reflex type, and expansion of design freedom have been given, but other methods such as a horn type and tube resonance are also possible. Naturally, there are many benefits when applied to speaker systems.

また、上述においてはfoを下げる例を示したが、第2
図の等値出力インピーダンスをもつ駆動回路を用いれば
、Lxによりfoを任意の周波数に上げて、R×により
Qを任意の値に設定することも可能である。
In addition, although the above example shows an example of lowering fo, the second
If a drive circuit having the equal output impedance shown in the figure is used, it is also possible to raise fo to an arbitrary frequency using Lx and set Q to an arbitrary value using Rx.

この場合も、t、xについては、−RAと同じく電気回
路で等測的に作り出すほうが効率がよい。
In this case as well, it is more efficient to create t and x isometrically using an electric circuit, as in -RA.

さらに、上述においてはスピーカユニットに固有のイン
ピーダンスが抵抗成分のみである場合について述べたが
、リアクタンス成分のみまたはリアクタンス成分と抵抗
成分からなる場合にもこの発明を適用し得ることは当然
である。この場合、第3図の検出抵抗RSの代わりに、
前記固有のインピーダンスと同種の検出インピーダンス
を接続するか、またはこれらの検出抵抗や前記固有のイ
ンピーダンスとは異種の検出インピーダンスを接続し、
これらの検出インピーダンスの端子電圧を微分または積
分することにより、所望の負性インピーダンスを得るこ
とができ、前記固有のインピーダンスを低減または無効
化することができる。
Furthermore, although the case where the impedance specific to the speaker unit is only a resistance component has been described above, it goes without saying that the present invention can also be applied to a case where the impedance specific to the speaker unit is composed of only a reactance component or a reactance component and a resistance component. In this case, instead of the detection resistor RS in FIG.
Connecting a detection impedance of the same type as the specific impedance, or connecting a detection impedance of a different type from these detection resistors or the specific impedance,
By differentiating or integrating the terminal voltages of these detection impedances, a desired negative impedance can be obtained, and the specific impedance can be reduced or nullified.

[効果] 以上のように、出力インピーダンス中に第1図または第
2図に示すような等価インピーダンスを有するこの発明
の駆動装置によフて、振動器、例えばスピーカユニット
を駆動することにより、下記のような効果が得られる。
[Effects] As described above, by driving a vibrator, for example, a speaker unit using the drive device of the present invention having an equivalent impedance as shown in FIG. 1 or FIG. 2 in the output impedance, the following effects can be achieved. You can get an effect like this.

すなわち、このような駆動をされたユニットはfx、Q
xをもつスピーカユニットとして扱えるため、これを各
種キャビネットに取りつける場合の設計方法も従来の計
算方法がそのまま使え、ユニットの定数としてfx、Q
xを使用するだけでよい。
That is, the unit driven in this way has fx, Q
Since it can be treated as a speaker unit with x, the design method for installing it in various cabinets can be done using the conventional calculation method, and the constants of the unit are fx and Q.
Just use x.

また、fx、Qxは設定に自由度があるため、キャビネ
ットを先に設計してしまう場合、特性をユニット側に負
担させても電気回路の定数を動かすだけでユニットをい
じらずにfx、Qxを可変できるため、設計の自由度が
増す。
In addition, since there is a degree of freedom in setting fx and Qx, if you design the cabinet first, you can set fx and Qx without changing the unit by simply changing the constants of the electric circuit, even if you burden the unit with the characteristics. Since it can be varied, the degree of freedom in design increases.

また、現実のユニットでは実現できないような等価fo
、Qoをもつユニット系が造れることになるため、各種
キャビネットとの組み合せで現状では不可能なサイズや
特性をもつスピーカシステムが開発できる可能性がある
In addition, equivalent fo, which cannot be realized in real units,
, and Qo, it is possible to develop a speaker system with sizes and characteristics that are currently impossible by combining with various cabinets.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図および第2図は、それぞれこの発明の一実施例に
係る駆動装置の基本構成を示す等価回路図、 第3図は、第1図および第2図の負性抵抗−RAを生成
する負性インピーダンス発生回路の一例の構成を示す回
路図、 第4図は、第3図の負性インピーダンス発生回路の等価
回路図、 第5〜7図は、スピーカユニットを第3図の負性インピ
ーダンス発生回路により駆動した場合の等価回路図、 第8図〜13図は、スピーカユニットの等価質量にコン
デンサCXを電気的に接続して共振周波数を下げること
ができることを示すための説明図、 第14〜17図は、第13図のコンデンサにさらに並列
に抵抗を接続することによりQ値を下げることができる
ことを示すための説明図、第18図は、この発明の駆動
装置に周波数特性補正回路を組合せた全体回路図、 第19図は、スピーカユニットを無限大バフルに取り付
けて定電圧駆動した場合の機械系等価回路図、 第20図は、第19図の回路の速度の周波数特性図、 第21図は、第19図の回路の出力音圧の周波数特性図
、 第22図は、スピーカユニットを密閉形キャビネットに
取り付けて、定電圧駆動した場合の機械系等価回路図、 第23図は、小形のキャビネットに取り付けたスピーカ
ユニットを低音をブーストした信号で定電圧駆動する場
合の回路および周波数特性図、第24図は、スピーカユ
ニットをバスレフ形キャビネットに取り付けて定電圧駆
動した場合の機械系等価回路図、 第25図は、第19図の機械系等価回路の電気等価回路
、 第26図は、第1図の等価回路に示すような出力インピ
ーダンスを有するアンプの例を示す回路図、そして 第27図は、第1図のCX、RXを出力端に実際の素子
を接続することなく作り出す例を示す回路図である。 −RA:負性インピーダンス、Cx :コンデンサ、L
x :インダクタ、Rx:抵抗、Rv:振動器の固有の
内部抵抗。
1 and 2 are equivalent circuit diagrams showing the basic configuration of a drive device according to an embodiment of the present invention, respectively. FIG. 3 is a diagram showing the negative resistance -RA of FIGS. 1 and 2. FIG. 4 is an equivalent circuit diagram of the negative impedance generating circuit shown in FIG. 3. FIGS. Equivalent circuit diagrams when driven by a generator circuit, Figures 8 to 13 are explanatory diagrams showing that the resonance frequency can be lowered by electrically connecting a capacitor CX to the equivalent mass of a speaker unit. 17 is an explanatory diagram showing that the Q value can be lowered by further connecting a resistor in parallel to the capacitor shown in FIG. 13, and FIG. Figure 19 is a mechanical equivalent circuit diagram when the speaker unit is attached to an infinite baffle and driven at a constant voltage. Figure 20 is a frequency characteristic diagram of the speed of the circuit in Figure 19. Figure 21 is a frequency characteristic diagram of the output sound pressure of the circuit in Figure 19. Figure 22 is a mechanical equivalent circuit diagram when the speaker unit is installed in a closed cabinet and driven at a constant voltage. Figure 23 is: Circuit and frequency characteristics diagram when a speaker unit installed in a small cabinet is driven at a constant voltage with a signal with boosted bass. Figure 24 shows the mechanical equivalent when a speaker unit is installed in a bass reflex type cabinet and driven at a constant voltage. 25 is an electrical equivalent circuit of the mechanical equivalent circuit of FIG. 19, FIG. 26 is a circuit diagram showing an example of an amplifier having an output impedance as shown in the equivalent circuit of FIG. 1, and FIG. FIG. 27 is a circuit diagram showing an example in which CX and RX of FIG. 1 are created without connecting actual elements to the output terminals. -RA: Negative impedance, Cx: Capacitor, L
x: inductor, Rx: resistance, Rv: inherent internal resistance of the vibrator.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)固有の内部インピーダンスを有する振動器を駆動
する駆動装置において、 この駆動装置は、前記振動器の内部インピーダンスを等
価的に低減もしくは無効化する負性インピーダンス成分
とこの負性インピーダンス成分に直列接続される容量性
もしくは誘導性のリアクタンス成分とからなる出力イン
ピーダンスを有していることを特徴とする駆動装置。
(1) In a drive device that drives a vibrator having a unique internal impedance, this drive device includes a negative impedance component that equivalently reduces or nullifies the internal impedance of the vibrator, and a negative impedance component connected in series to this negative impedance component. A drive device characterized by having an output impedance consisting of a connected capacitive or inductive reactance component.
(2)固有の内部インピーダンスを有する振動器を駆動
する駆動装置において、 この駆動装置は、前記振動器の内部インピーダンスを等
価的に低減もしくは無効化する負性インピーダンス成分
とこの負性インピーダンス成分に直列接続される容量性
もしくは誘導性のリアクタンス成分とこのリアクタンス
成分に並列接続される抵抗成分とからなる出力インピー
ダンスを有していることを特徴とする駆動装置。
(2) In a drive device that drives a vibrator having a unique internal impedance, this drive device includes a negative impedance component that equivalently reduces or nullifies the internal impedance of the vibrator, and a negative impedance component connected in series to this negative impedance component. A drive device characterized by having an output impedance consisting of a capacitive or inductive reactance component connected to the reactance component and a resistance component connected in parallel to the reactance component.
JP9345188A 1988-04-18 1988-04-18 Driver Pending JPH01265700A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9345188A JPH01265700A (en) 1988-04-18 1988-04-18 Driver

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9345188A JPH01265700A (en) 1988-04-18 1988-04-18 Driver

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH01265700A true JPH01265700A (en) 1989-10-23

Family

ID=14082692

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP9345188A Pending JPH01265700A (en) 1988-04-18 1988-04-18 Driver

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH01265700A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4504704A (en) Loudspeaker system
JP4243021B2 (en) Crossover network without capacitors for electroacoustic speakers
US3838216A (en) Device to effectively eliminate the motion induced back emf in a loudspeaker system in the region of fundamental acoustic resonance
JP4917650B2 (en) Audio system with synthesized positive impedance
JPH01272298A (en) Driving device
JPH0130358B2 (en)
US4323736A (en) Step-up circuit for driving full-range-element electrostatic loudspeakers
JPS5961209A (en) Device for converting electric signal into acoustic signal
US20170111019A1 (en) Low frequency equalization for loudspeaker system
US4987564A (en) Acoustic apparatus
US4198540A (en) Compensated crossover network
JP5049292B2 (en) Signal processing apparatus and signal processing method
JPH01265700A (en) Driver
US5386474A (en) Amplifier-speaker interface correction circuit
US7796768B2 (en) Variable alignment loudspeaker system
JP2558979B2 (en) Bass reproduction device
WO2023167113A1 (en) Speaker device and sound system
JPH0145194Y2 (en)
CA1140862A (en) High fidelity speaker system
Werner Loudspeakers and negative impedances
JP2558978B2 (en) Bass reproduction device
JPH018077Y2 (en)
JPS6311819Y2 (en)
JPS58200691A (en) Speaker driving device
JPH018079Y2 (en)