JPH01272297A - Driving device - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
この発明は、共鳴開口を有するキャビネットに配設され
た振動器を駆動する駆動装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a drive device for driving a vibrator disposed in a cabinet having a resonant opening.
[従来の技術]
従来、共鳴開口(共鳴ボート)を有するキャビネットに
振動器を配設してなる音響装置として、位相反転形(バ
スレフ形)スピーカシステムが知られている。第21図
(a)(b)は、このようなバスレフ形スピーカシステ
ムの構成の一例を示す斜視図および断面図である。同図
のスピーカシステムは、キャビネット1の前面に穴を開
けて振動板2および動電形電気音響変換器3からなる振
動器(スピーカユニット)4を取り付け、また、その下
方に開口6および音道7を有する共鳴ボート8を設けた
ものである。キャビネット1と共鳴ボート8とはへルム
ホルツ形共鳴器を構成している。[Prior Art] Conventionally, a phase inversion type (bass reflex type) speaker system is known as an acoustic device in which a vibrator is arranged in a cabinet having a resonance opening (resonance boat). FIGS. 21(a) and 21(b) are a perspective view and a sectional view showing an example of the configuration of such a bass reflex type speaker system. In the speaker system shown in the figure, a hole is made in the front of a cabinet 1, a vibrator (speaker unit) 4 consisting of a diaphragm 2 and an electrodynamic electroacoustic transducer 3 is attached, and an opening 6 and a sound path are installed below the vibrator (speaker unit) 4. A resonant boat 8 having a resonant boat 7 is provided. The cabinet 1 and the resonance boat 8 constitute a Helmholtz type resonator.
このようなスピーカシステムのスピーカユニット4を駆
動するための駆動装置としては、一般に、出力インピー
タンスが実質的にOのパワーアンプが用いられていた。As a driving device for driving the speaker unit 4 of such a speaker system, a power amplifier with an output impedance of substantially O has generally been used.
第22図は、第21図(a)(b)のバスレフ形スピー
カシステムを、出力インピータンスが0のパワーアンプ
により、いわゆる定電圧駆動した場合の電気等価回路を
示す。同図において、Evはパワーアンプである定電圧
源の出力重圧、Rvはスピーカユニット4のボイスコイ
ル抵抗、L。FIG. 22 shows an electrical equivalent circuit when the bass reflex type speaker system of FIGS. 21(a) and 21(b) is driven at a constant voltage by a power amplifier with an output impedance of 0. In the figure, Ev is the output pressure of a constant voltage source that is a power amplifier, Rv is the voice coil resistance of the speaker unit 4, and L is the voice coil resistance of the speaker unit 4.
とC8はスピーカユニット4のボイスコイルが動くこと
によって発生する勅インピーダンスの等価容量(または
等価質量)と等価インダクタンス(または等価スティフ
ネスの逆数)、Lcはキャビネット1の等価インダクタ
ンス(または等価スティフネスの逆数)、モしてC,は
ボート8の等価容量(または等価質量)を示している。and C8 are the equivalent capacitance (or equivalent mass) and equivalent inductance (or the reciprocal of the equivalent stiffness) of the impedance generated by the movement of the voice coil of the speaker unit 4, and Lc is the equivalent inductance (or the reciprocal of the equivalent stiffness) of the cabinet 1. , and C indicate the equivalent capacity (or equivalent mass) of the boat 8.
第23図は、第22図の回路の電気インピーダンス周波
数特性を示す。同図において、flは実質的にスピーカ
ユニット4の勤インピーダンスLO、coとキャビネッ
ト1の等価スティフネス1/bcとで形成される第1の
共振系(以下、ユニット側共振系という)の共振周波数
(第1の共振周波数)、f2はボート8の等価質量CP
とキャビネット1の等価スティフネス1/L、とで形成
される第2の共振系(以下、共鳴側共振系という)の共
振周波数(第1の共振周波数)、モしてf3は音圧には
ならないが、実質的にスピーカユニット4の勤インピー
ダンスL。、Coとボート8の等価質量CPとで形成さ
れる第3の共振系の共振周波数である。FIG. 23 shows the electrical impedance frequency characteristics of the circuit of FIG. 22. In the figure, fl is the resonant frequency (hereinafter referred to as unit-side resonant system) of the first resonant system (hereinafter referred to as unit-side resonant system) that is substantially formed by the active impedance LO, co of the speaker unit 4 and the equivalent stiffness 1/bc of the cabinet 1. first resonance frequency), f2 is the equivalent mass CP of the boat 8
The resonant frequency (first resonant frequency) of the second resonant system (hereinafter referred to as the resonant side resonant system) formed by is substantially the impedance L of the speaker unit 4. , Co and the equivalent mass CP of the boat 8.
これらの共振周波数の中で、共振周波数f、およびf2
は、音圧に直接影響し、共振周波数f1におけるユニッ
ト側共振系のQ値Q1および共振周波数f2における共
鳴側共振系のQ値Q2は出力音圧の周波数特性および音
質に大きく影グする。Among these resonant frequencies, the resonant frequencies f, and f2
directly affects the sound pressure, and the Q value Q1 of the unit side resonance system at the resonance frequency f1 and the Q value Q2 of the resonance side resonance system at the resonance frequency f2 greatly affect the frequency characteristics and sound quality of the output sound pressure.
ところで、このようなバスレフ形スピーカシステムは、
定電圧駆動する場合、例えば共鳴側の共振周波数f2を
下げると、ユニット側のQ値Q+が上がって共鳴側のQ
値Q2が下がるというように共振周波数やQ値が相互に
依存するため、出力音圧の周波数特性を平坦にするため
に、例えばユニット側のQ値Q1をQl =、f’r、
共鳴側の共振周波数f2をf2=f、15に設定する等
、ユニット側と共鳴側とを高度にマツチングさせる必要
があり、設計上の制約が多いという不都合があった。By the way, such a bass reflex speaker system is
When driving at a constant voltage, for example, if the resonant frequency f2 on the resonance side is lowered, the Q value Q+ on the unit side increases and the Q value on the resonance side increases.
Since the resonant frequency and Q value depend on each other as the value Q2 decreases, in order to flatten the frequency characteristics of the output sound pressure, for example, the Q value Q1 on the unit side is changed to Ql =, f'r,
It is necessary to highly match the unit side and the resonance side, such as setting the resonant frequency f2 on the resonance side to f2=f, 15, which is disadvantageous in that there are many design restrictions.
また、キャビネットを小形化すると、キャビネットの等
価スティフネス1/Lcが大きくなって、等価インダク
タンスLCが小さくなり、この結果、前記Q1が大きく
、Q、が小さくなる。このため、従来の定電圧駆動方式
のままでは、バスレフ形スピーカシステムとして正常な
動作が困難となり、出力音圧の周波数特性および音質を
犠牲にすることなく、バスレフ形スピーカシステムのキ
ャビネットを小形化することは困難であった。Further, when the cabinet is made smaller, the equivalent stiffness 1/Lc of the cabinet becomes larger, and the equivalent inductance LC becomes smaller. As a result, Q1 becomes larger and Q becomes smaller. For this reason, it is difficult to operate normally as a bass reflex speaker system using the conventional constant voltage drive method, so it is necessary to downsize the cabinet of the bass reflex speaker system without sacrificing the frequency characteristics of the output sound pressure and the sound quality. That was difficult.
第24図は、本出願人が先に出願した特願昭62−33
4262号において示した負性インピーダンス発生回路
を示す。第22図の等価回路における駆動装置としてこ
のような負性インピーダンス発生回路を用い、出力イン
ピーダンス中に負性抵抗−Roを含ませれば、前記ボイ
スコイル抵抗RVが低減または無効化され、出力インピ
ーダンスOのパワーアンプで定電圧駆動する場合よりも
前記Q、を小さく、かつQ2を大きくすることができ、
バスレフ形スピーカシステムの小形化に効果がある。Figure 24 shows the patent application filed earlier by the applicant in 1986-33.
4262 shows the negative impedance generation circuit shown in No. 4262. If such a negative impedance generating circuit is used as a drive device in the equivalent circuit of FIG. 22 and a negative resistance -Ro is included in the output impedance, the voice coil resistance RV is reduced or nullified, and the output impedance O Q can be made smaller and Q2 larger than when driving at a constant voltage with a power amplifier,
This is effective in downsizing bass reflex speaker systems.
しかし、この場合にも、負性抵抗−R8が一定であると
、Ql 、Q2を独立して設定することができないため
、Ql、Q2それぞれを所望の値に設定するにはスピー
カユニットやキャビネットにある程度の制約は残るとい
う不都合がある。However, even in this case, if the negative resistance -R8 is constant, it is not possible to set Ql and Q2 independently, so in order to set each of Ql and Q2 to the desired values, it is necessary to The disadvantage is that some restrictions remain.
[発明が解決しようとする課題]
この発明は、上述の従来形における問題点に鑑み、井目
1開口を有するキャビネットに振動器を配設してなる音
響装置の該振動器を駆動する駆動装置において、振動器
とキャビネットのスティフネスとによる第1の共振周波
数およびキャビネットのスティフネスと共鳴開口とによ
る第2の共振周波数におけるそれぞれのQ値を独立に設
定でき、もって前記音響装置の小形化および制動力の改
善を図る等、前記音響装置およびこの発明の駆動装置を
含むシステムとしての性能向上を図ることを目的とする
。[Problems to be Solved by the Invention] In view of the problems with the conventional type described above, the present invention provides a drive device for driving a vibrator of an acoustic device in which a vibrator is disposed in a cabinet having one opening. In this method, it is possible to independently set the respective Q values at the first resonant frequency based on the stiffness of the vibrator and the cabinet and the second resonant frequency based on the stiffness of the cabinet and the resonant aperture, thereby reducing the size of the acoustic device and reducing the damping force. It is an object of the present invention to improve the performance of a system including the acoustic device and the drive device of the present invention.
[課題を解決するための手段]
上述した課題を解決するため、この発明では、共鳴開口
を有するキャビネットに振動器を配設してなる音響装置
の該振動器を駆動する駆動装置において、振動器とキャ
ビネットのスティフネスとによる第1の共振周波数およ
びキャビネットのスティフネスと共鳴開口とによる第2
の共振周波数におけるそれぞれの出力インピーダンスが
、少なくとも一方が負性インピーダンスとなり、かつ互
いに異なる出力インピーダンス値となるように構成した
ことを特徴としている。[Means for Solving the Problems] In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a drive device for driving a vibrator of an acoustic device in which a vibrator is disposed in a cabinet having a resonant opening. and the stiffness of the cabinet, and the second resonance frequency according to the stiffness of the cabinet and the resonant aperture.
The present invention is characterized in that at least one of the output impedances at the resonance frequency is a negative impedance, and the output impedance values are different from each other.
[作用]
駆動装置の出力インピーダンスが負性インピーダンス−
Zoであり、かつ振動器に固有のインピーダンスZV
(例えば第22図のRV)を完全に無効化するもので
ある場合、すなわちzv−Z。[Function] The output impedance of the drive device becomes negative impedance -
Zo and the impedance ZV specific to the vibrator
(e.g. RV in FIG. 22), i.e. zv-Z.
=0(第22図においてRv −Ro = O)である
場合、第22図の等価回路について説明すると、スピー
カユニットの等価インダクタンスL0と等価容量C8と
からなるユニット側の並列共振回路(ユニット側共振系
)は、駆動装置である定電圧#i E Vを介して短絡
されるため、Q、が0となり、実質的には共振しなくな
る。換言すればこのユニット側共振回路は駆動装置Eν
から完全に制動された状態で駆動されることになる。ま
た、キャビネットの等価スティフネス1/Lcと共鳴開
口の等価貿量C,とからなる共鳴側の直列共振回路(共
鳴側共振系)も駆動装置Evを介して短絡されるが、こ
ちらは直列共振回路であるため、キャビネットおよび共
鳴開口の音響的な等価抵抗を無視すれば、計算上のQl
は■となる。また、この場合、ユニット側共振回路と共
鳴側共振回路とは駆動装置EVからはそれぞれ独立して
駆動されることになり、前記したユニット側共振回路と
共鳴側共振回路との間の相互依存がなくなるため、共振
周波数f、、f2およびQ値Ql、Qlをそれぞれ独立
に設定することができる。なお、Rv−RO>Oの場合
、またはキャビネットおよび共鳴開口の音響的な等価抵
抗を無視し得ない場合、前記Q+ 、Qlは前記0およ
び(1)と前記駆動装置の出力インピーダンスが0であ
る従来の一般的な駆動方式による場合のQ値との間の値
となる。さらに、駆動装置の出力インピーダンスが正の
値である場合には、出力インピーダンスの値の上昇とと
もに、Qlは上がり、Qlは下がる。= 0 (Rv −Ro = O in FIG. 22), the equivalent circuit in FIG. system) is short-circuited via a constant voltage #iEV, which is a driving device, so that Q becomes 0 and there is no substantial resonance. In other words, this unit side resonant circuit is the driving device Eν
The vehicle will be driven in a fully braked state. In addition, the series resonance circuit on the resonance side (resonance side resonance system) consisting of the equivalent stiffness 1/Lc of the cabinet and the equivalent trade amount C of the resonance aperture is also short-circuited via the drive device Ev, but this is a series resonance circuit. Therefore, if the acoustic equivalent resistance of the cabinet and resonant aperture is ignored, the calculated Ql
becomes ■. In addition, in this case, the unit-side resonant circuit and the resonance-side resonant circuit are each driven independently from the drive device EV, and the interdependence between the unit-side resonant circuit and the resonance-side resonant circuit described above is eliminated. Therefore, the resonance frequencies f, , f2 and Q values Ql, Ql can be set independently. In addition, in the case of Rv-RO>O, or when the acoustic equivalent resistance of the cabinet and the resonant opening cannot be ignored, the above Q+ and Ql are 0 and (1) above, and the output impedance of the drive device is 0. This value is between the Q value in the case of a conventional general driving method. Furthermore, when the output impedance of the drive device is a positive value, Ql increases and Ql decreases as the value of the output impedance increases.
ここで、小形のキャビネットを用いながらキャビネット
とボート(共鳴開口)との共振周波数を低く設定したバ
スレフ形スピーカシステムを考えると、これはi準的な
設計のバスレフ形スピーカシステムに比べて大きなQl
と小さなQlとを有する。そして、これを負性抵抗−
Ro(Rv−R0≧0)で駆動すると、上述のように負
性抵抗−R8の絶対値が大きい程、Qlは小さく、Q、
は大きくなる。第1図は、このような負性抵抗−Roと
Ql 、Qlとの関係を示す。If we consider a bass reflex speaker system that uses a small cabinet and sets the resonant frequency between the cabinet and the boat (resonance aperture) low, this has a large Ql compared to a bass reflex speaker system with a standard design.
and a small Ql. And this is negative resistance -
When driven with Ro (Rv-R0≧0), as mentioned above, the larger the absolute value of negative resistance -R8, the smaller Ql becomes, and Q,
becomes larger. FIG. 1 shows the relationship between such negative resistance -Ro and Ql.
同図において、Ro”Oのときが、従来の一般的な定電
圧駆動状態である。ここで、−Roを0より小さくし、
−Rvに近づけていくと、Qlは0に向ってほぼ直線的
に低下し、Qlは逆に上昇していくが、■とはならず、
キャビネットやボートの音響抵抗で決まる値に近づいて
いく。In the same figure, when Ro"O is a conventional general constant voltage driving state.Here, -Ro is made smaller than 0,
As it approaches −Rv, Ql decreases almost linearly toward 0, and conversely Ql increases, but does not become ■.
The value approaches the value determined by the acoustic resistance of the cabinet or boat.
したがって、あるーR0において、QlおよびQlが所
望の値となる場合もあるが、第1図に示すように、所望
のQl (=A)が得られる一R6の値(−R8=−
RA)と所望のQl (=B)が得られるーR8の値
(−Ro = −Ra )とが異なる場合も多い。Therefore, at a certain -R0, Ql and Ql may have desired values, but as shown in FIG. 1, the value of -R6 (-R8=-
RA) and the value of -R8 (-Ro = -Ra) at which the desired Ql (=B) is obtained are often different.
この発明によれば、このような場合には、周波数f1に
おける駆動インピーダンス−Z。(=2+)を−RAに
、周波数f2における駆動インピーダンス−Zo (
=22)を−RBに設定することによって、所望のQl
、Qlを得ることかできる。According to the invention, in such a case, the drive impedance -Z at frequency f1. (=2+) to -RA, drive impedance -Zo (
=22) to −RB, the desired Ql
, Ql can be obtained.
また、キャビネットの設計によっては、Q。Also, depending on the cabinet design, Q.
とQ2とがともに大きくなフてしまい、双方のQ値を低
下させたい場合がある。このような場合には、この発明
に従って、第2図に示すように、周波数f1における駆
動インピーダンスZIを負(−RA)に、周波数f2に
おける駆動インピーダンスZ2を正(RB)に設定すれ
ばよい。さらに、これとは逆にQl、Q2をともに大き
な値としたい場合には、この発明に従って、周波数f。There are cases where both Q2 and Q2 become large and it is desired to lower the Q value of both. In such a case, according to the present invention, as shown in FIG. 2, the drive impedance ZI at the frequency f1 may be set to negative (-RA), and the drive impedance Z2 at the frequency f2 may be set to be positive (RB). Furthermore, if, on the contrary, both Ql and Q2 are desired to have large values, according to the present invention, the frequency f.
における駆動インピーダンスZ1を正(RA )に、周
波数f2における駆動インピーダンスZ2を負(−Ra
)に設定すればよい。The drive impedance Z1 at frequency f2 is set to positive (RA), and the drive impedance Z2 at frequency f2 is set to negative (-Ra).
).
なお、もう1つの共振点f、に対しては、出力音圧に関
係しないため、特に制限はされないが、無駄な動作を抑
えるため、この周波数f3におけるインピーダンスZ3
をZsく0とするのが望ましい。Note that for another resonance point f, there is no particular restriction because it is not related to the output sound pressure, but in order to suppress unnecessary operation, the impedance Z3 at this frequency f3
It is desirable to set Zs to zero.
[効果]
以上のように、この発明によれば、共鳴開口を有するキ
ャビネットに振動器を配設してなる音響装置の該振動器
を駆動する際の、実質的に振動器とキャビネットとによ
り定まる第1の共振周波数f+およびキャビネットと前
記共鳴開口とにより定まる第2の共振周波数f2のそれ
ぞれにおける駆動インピーダンス(駆動装置の出力イン
ピーダンス)ZlおよびZ、を、双方とも負の値で、か
つZl ≠22とするか、zlおよびz2の一方を正ま
たは0とし、他方を負とすることで、Ql。[Effect] As described above, according to the present invention, when driving a vibrator of an acoustic device in which a vibrator is disposed in a cabinet having a resonant opening, the effect is substantially determined by the vibrator and the cabinet. The driving impedance (output impedance of the driving device) Zl and Z at each of the first resonant frequency f+ and the second resonant frequency f2 determined by the cabinet and the resonant aperture are both negative values, and Zl ≠22 Alternatively, by setting one of zl and z2 to be positive or 0 and setting the other to be negative, Ql.
Q2を独立して設定することができる。これにより、共
鳴開口を有する音響装置、例えばスピーカシステムを通
常のバスレフ形の制約にとられれずに設計することが可
能になる。例えば、音圧および音質を犠牲にすることな
く前記キャビネットを小さくしてシステムを小形化する
ことが可能となる。また、各共振周波数f、、f2にお
いて適切なQ値が得られるため、出力インピーダンスが
負性(−Z。)で一定のものよりもさらに設計上の自由
度が向上し、条件によっては−20一定のものより性能
向上が期待できる。さらに、第1の共振周波数f、にお
ける駆動インピーダンスZ1を負の値としてQlを下げ
ることによりユニット側を制動した状態で駆動すること
ができる。Q2 can be set independently. This makes it possible to design an acoustic device having a resonant aperture, such as a speaker system, without being bound by the constraints of a normal bass reflex type. For example, it is possible to downsize the system by making the cabinet smaller without sacrificing sound pressure and quality. In addition, since an appropriate Q value can be obtained at each resonance frequency f, f2, the degree of freedom in design is further improved than when the output impedance is negative (-Z.) and constant. Performance can be expected to improve over a fixed value. Further, by setting the drive impedance Z1 at the first resonance frequency f to a negative value and lowering Ql, it is possible to drive the unit side in a braked state.
[実施例コ 以下、この発明の実施例を図面に基づき説明する。[Example code] Embodiments of the present invention will be described below based on the drawings.
第3図は、この発明の一実施例に係る駆動装置の基本的
回路構成を示す。同図の駆動装置においては、利得Aの
増幅回路31の出力をスピーカ32による負荷zLに与
える。そして、この負荷ZLに流れる電流ILを検出し
、伝達利得βの帰還回路33を介して増幅回路31に正
帰還する。FIG. 3 shows the basic circuit configuration of a drive device according to an embodiment of the present invention. In the drive device shown in the figure, the output of an amplifier circuit 31 with a gain of A is applied to a load zL formed by a speaker 32. Then, the current IL flowing through this load ZL is detected and positively fed back to the amplifier circuit 31 via a feedback circuit 33 with a transfer gain β.
このようにすれば、駆動装置の出力インピーダンスz0
は、電流■、を検出するセンサのインピーダンスを23
とすると、Zo =Zs (1−Aβ)として求めら
れる。この式からAβ〉1とすればZoは開放安定形の
負性インピーダンスとなる。In this way, the output impedance z0 of the drive device
is the impedance of the sensor that detects the current ■, 23
Then, Zo = Zs (1-Aβ). From this equation, if Aβ>1, Zo becomes an open stable negative impedance.
ここで、A、βまたはZsに周波数特性を持たせれば出
力インピーダンスZoに周波数特性を持たせることがで
きる。Here, if A, β, or Zs has a frequency characteristic, the output impedance Zo can have a frequency characteristic.
第4図は、周波数f1とf2のそれぞれにおける出力イ
ンピーダンスZ1およびZ2がいずれも負性インピーダ
ンスで、かつ相互に近い値でよい場合の回路例を示す。FIG. 4 shows a circuit example in which the output impedances Z1 and Z2 at frequencies f1 and f2 are both negative impedances and may have values close to each other.
同図の回路は、電流■5を検出するセンサとして電流検
出抵抗R3を用いるとともに、負帰還回路33としてコ
ンデンサC1と抵抗R+ 、R2とからなり周波数特性
を有する(所要帯域内の周波数特性が平坦でない)CR
回路33aおよび周波数特性を有しない(所要帯域内の
周波数特性が平坦な)増幅器33bを用いて負帰還回路
33の伝達利得βに周波数特性を持たせたものである。The circuit shown in the figure uses a current detection resistor R3 as a sensor for detecting current 5, and also includes a capacitor C1 and resistors R+ and R2 as a negative feedback circuit 33, and has frequency characteristics (the frequency characteristics within the required band are flat). not) CR
The transfer gain β of the negative feedback circuit 33 is made to have a frequency characteristic by using the circuit 33a and the amplifier 33b which does not have a frequency characteristic (the frequency characteristic is flat within the required band).
なお、この回路は、前記CR回路33aを前記電流検出
センサZSに含めればセンサZgに周波数特性を持たせ
ものと考えることもできる。第5図は、第4図の回路の
周波数特性を示す。第5図において、
Z2 =Rs (1−Aβ0)
である。また、出力インピーダンス曲線をナイキスト法
に従フて折線近似したときの出力インピーダンスがZ、
からZlへ向けて立ち下る折点Pの周波数fPは、はぼ
1/2πClR2である。Note that this circuit can also be considered to provide the sensor Zg with frequency characteristics by including the CR circuit 33a in the current detection sensor ZS. FIG. 5 shows the frequency characteristics of the circuit of FIG. 4. In FIG. 5, Z2 = Rs (1-Aβ0). Also, when the output impedance curve is approximated by a polygonal line according to the Nyquist method, the output impedance is Z,
The frequency fP of the turning point P falling from Zl toward Zl is approximately 1/2πClR2.
第6図は、Z 1< 22 < Oの場合の回路例を示
し、第7図は第6図の回路の周波数特性を示す。FIG. 6 shows an example of the circuit when Z 1 < 22 < O, and FIG. 7 shows the frequency characteristics of the circuit shown in FIG.
第6図において、 Z+=Ri(1−Aβ。) であり、折点周波数fPはほぼ1/2πC,Jである。In Figure 6, Z+=Ri(1-Aβ.) , and the corner frequency fP is approximately 1/2πC,J.
第8図は、2.<22で、Zlに対してZlを大きく変
化させる場合の回路例を示す。同図の回路においては、
デイツプ周波数をf2に設定されたツインT回路35に
より、周波数f2にデイツプを持った信号が増幅回路3
1に帰還される。このため、出力インピーダンスは、第
9図に示すように、周波数f2付近の出力インピーダン
スのみ高くすることができる。この第8図の回路におい
て、周波数f+、f3における出力インピーダンス2.
.23は、
Zl =13=Rs (1−Ar1)となり、β0を
選択することで任意の値とすることができる。さらに、
第8図の回路中の可変抵抗器VR,により、第9図の曲
線の形を第10図に示すように可変することができ、可
変抵抗器VR,により第11図に示すように可変するこ
とができる。Figure 8 shows 2. An example of a circuit where Zl is greatly changed with respect to Zl with <22 is shown. In the circuit shown in the same figure,
A signal with a dip at frequency f2 is sent to the amplifier circuit 3 by the twin T circuit 35 whose dip frequency is set to f2.
Returned to 1. Therefore, as shown in FIG. 9, the output impedance can be increased only around the frequency f2. In the circuit of FIG. 8, the output impedance at frequencies f+ and f3 is 2.
.. 23 is Zl = 13 = Rs (1-Ar1), and can be set to any value by selecting β0. moreover,
The shape of the curve in FIG. 9 can be varied as shown in FIG. 10 by the variable resistor VR in the circuit of FIG. 8, and it can be varied as shown in FIG. 11 by the variable resistor VR. be able to.
なお、第8図の回路において、ツインT回路35のデイ
ツプ周波数をflに設定すれば、第12図に示すように
、Zl >22 、Zaにすることができる。In the circuit shown in FIG. 8, if the dip frequency of the twin T circuit 35 is set to fl, it is possible to make Zl >22 and Za as shown in FIG.
周波数f、の共振は、音圧には関係しない共振であるが
、これらの第4図、第6図および第8図の回路において
は、この周波数f、における出力インピーダンスZ3を
負性インピーダンスとしてこの周波数f3におけるQ値
Q、を下げ、スピーカ32が無駄な動きをしないように
、充分に制動している。The resonance at frequency f is not related to sound pressure, but in the circuits shown in Figures 4, 6, and 8, the output impedance Z3 at frequency f is set as a negative impedance. The Q value Q at frequency f3 is lowered to sufficiently damp the speaker 32 so that it does not move unnecessarily.
第13図は、第8図の回路に対し、ツインT回路35の
代わりにLC共振回路36を用いたものである。このよ
うにLC共振回路36を用いることによっても第8図の
回路と同様の動作が可能である。FIG. 13 shows a circuit in which an LC resonant circuit 36 is used instead of the twin T circuit 35 in the circuit shown in FIG. By using the LC resonant circuit 36 in this manner, the same operation as the circuit shown in FIG. 8 is possible.
第14図は、帰還系に直列にLC共振回路37を接続し
たものである。同図の回路においては、このLC共振回
路37の共振周波数
で帰還量(伝達利得β)が最大となるため、第15図に
示すように、その周波数fでの出力インピーダンスを最
小にすることができる。FIG. 14 shows an LC resonant circuit 37 connected in series to the feedback system. In the circuit shown in the figure, the amount of feedback (transfer gain β) is maximum at the resonant frequency of the LC resonant circuit 37, so it is possible to minimize the output impedance at that frequency f, as shown in Fig. 15. can.
よって、この周波数fをflまたはf2に設定すること
で、第16図または第17図に示すように、出力インピ
ーダンスZIと22とを大幅に異ならせることができる
。Therefore, by setting this frequency f to fl or f2, it is possible to make the output impedances ZI and 22 significantly different, as shown in FIG. 16 or FIG. 17.
第18図は、第15図の回路に対して、周波数f3で共
振する第2のLC共振回路38を付加したもので、第1
9図に示すように、周波数f3における出力インピーダ
ンスを下げることにより、Q値Q3を下げている。この
ようにすれば、スピーカ32の無駄な動きを防止するの
に効果的である。第19図において、
である。FIG. 18 shows a circuit in which a second LC resonant circuit 38 that resonates at frequency f3 is added to the circuit in FIG.
As shown in FIG. 9, the Q value Q3 is lowered by lowering the output impedance at the frequency f3. This is effective in preventing unnecessary movement of the speaker 32. In FIG. 19, .
以上の実施例においては、出力インピーダンスZoは、
Zo = Rs (I Aβ)であり、β≧0では
Zoの最大の値はRsであるが、帰還回路33を正帰還
と負帰還との両方に用いることにより、2..2.の一
方を負の値としながら、もう一方をR8以上の正の値と
することができる。In the above embodiment, the output impedance Zo is
Zo = Rs (I Aβ), and when β≧0, the maximum value of Zo is Rs, but by using the feedback circuit 33 for both positive feedback and negative feedback, 2. .. 2. One of them can be a negative value while the other can be a positive value of R8 or more.
第20図は、伝達利得βが
β=βo (F (X) −F (Y) )であり、
正と負の両方の成分を持つ回路の例を示す。FIG. 20 shows that the transfer gain β is β=βo (F (X) − F (Y) ),
An example of a circuit with both positive and negative components is shown.
同図に示すように、帰還回路33に、ある伝達特性F
(X)および−F (Y)を持たせると、F (X)の
利得がF (Y)を上回る帯域ではβ〉Oとなり、ZO
=R8(1−Aβ)であるから、出力インピーダンスは
、R3以下となり、Aβ〉1において負性インピーダン
スが実現できるし、逆に、F (Y)の利得がF (X
)を上回る帯域ではβくOとなるから、出力インピーダ
ンスは、FtS以上の正のインピーダンスとなる。As shown in the figure, the feedback circuit 33 has a certain transfer characteristic F.
(X) and −F (Y), in the band where the gain of F (X) exceeds F (Y), β>O, and ZO
= R8(1-Aβ), the output impedance is less than R3, and negative impedance can be realized when Aβ>1, and conversely, the gain of F (Y) is F (X
) in a band exceeding 0, the output impedance becomes a positive impedance of FtS or more.
このように、バスレフ形の構造を有するスピーカシステ
ムを、その音圧に関係する共振点f1゜f2の少なくと
も一方は負のインピーダンスで駆動し、かつ各共振点f
l、f2における出力インピーダンス値Zl、Z2をZ
1≠Z2とすることで、各共振点f+、f*におけるQ
値Q1.Q2を独立して設定することができ、制動力、
性能および音質を改善することができる。In this way, a speaker system having a bass reflex type structure is driven with a negative impedance at least one of the resonance points f1 and f2 related to the sound pressure, and each resonance point f
The output impedance values Zl, Z2 at l, f2 are Z
By setting 1≠Z2, Q at each resonance point f+, f*
Value Q1. Q2 can be set independently, braking force,
Performance and sound quality can be improved.
[実施例の変形例]
なお、上述の実施例においては、電流検出用のセンサと
して抵抗R3を用いた例を示したが、このセンサとして
はカレントトランス(C,T、)やホール素子等の電流
プローブを用いてもよい。[Modified Example of Embodiment] In the above-mentioned embodiment, an example was shown in which the resistor R3 was used as a sensor for current detection, but this sensor may also be a current transformer (C, T, ), a Hall element, etc. A current probe may also be used.
また、このセンサとしてコンデンサやインダクタンスの
ようなリアクタンス素子を用いてもよく、この場合セン
サ自身に周波数特性を持たせることができる。さらに、
これらのセンサの出力を微分または積分することにより
、周波数特性を持たせたり、平坦にすることができる。Further, a reactance element such as a capacitor or an inductance may be used as the sensor, and in this case, the sensor itself can have frequency characteristics. moreover,
By differentiating or integrating the outputs of these sensors, it is possible to give them frequency characteristics or make them flat.
例えば電流Iしを抵抗Rsの端子電圧により検出し、帰
還回路33においてこれを微分または積分すれば伝達利
得βに周波数特性を持たせることができ、電流ILをコ
ンデンサの端子電圧により検出し、帰還回路33におい
てこれを微分すれば伝達利得βの周波数特性は平坦にな
る。For example, if the current I is detected by the terminal voltage of the resistor Rs, and this is differentiated or integrated in the feedback circuit 33, the transfer gain β can have a frequency characteristic, and the current IL is detected by the terminal voltage of the capacitor, and the feedback If this is differentiated in the circuit 33, the frequency characteristic of the transfer gain β becomes flat.
また、帰還回路33に周波数特性を持たせるためには、
帰還用増幅器(例えば第4図の33b)自体、内部で電
流または電圧帰還することによって周波数特性を持たせ
るようにしてもよい。In addition, in order to give the feedback circuit 33 a frequency characteristic,
The feedback amplifier (for example, 33b in FIG. 4) itself may have frequency characteristics by performing current or voltage feedback internally.
第1図および第2図は、この発明の基本概念を説明する
ための出力インピーダンスとQ値の関係を示す特性図、
第3図は、この発明の一実施例に係る音響装置の基本構
成の説明図、
第4図は、この発明の第1の実施例を示す回路図、
第5図は、第4図の回路の出力インピーダンスの周波数
特性図、
第6図は、この発明の第2の実施例を示す回路図、
第7図は、第6図の回路の出力インピーダンスの周波数
特性図、
第8図は、この発明の第3の実施例を示す回路図、
第9〜12図は、それぞれ第8図の回路における各定数
の設定に応じた出力インピーダンスの周波数特性図、
第13図は、第8図の回路と同様に動作するこの発明の
第4の実施例を示す回路図、
第14図は、この発明の第5の実施例を示す回路図、
第15〜17図は、第14図の回路における各定数の設
定に応じた出力インピーダンスの周波数特性図、
第18図は、この発明の第6の実施例を示す回路図、
第19図は、第18図の回路の出力インピーダンスの周
波数特性図、
第20図は、この発明の第7の実施例を示す回路図、
第21図(a)(b)は、従来のバスレフ形スピーカシ
ステムの構成を示す断面図、
第22図は、第21図のバスレフ形スピーカシステムを
定電圧駆動する場合の電気等価回路図、第23図は、第
22図の等価回路の電気インピーダンス周波数特性図、
そして
第24図は、先願に係る負性インピーダンス発生回路の
基本構成図である。
1:キャビネット
4;振動器(スピーカユニット)
8;共鳴ボート(共鳴開口)
31:増幅回路
32:スピーカ
33:帰還回路
f、:第1の共振周波数
f2 ;第2の共振周波数1 and 2 are characteristic diagrams showing the relationship between output impedance and Q value for explaining the basic concept of this invention, and FIG. 3 shows the basic configuration of an audio device according to an embodiment of this invention. FIG. 4 is a circuit diagram showing the first embodiment of the invention, FIG. 5 is a frequency characteristic diagram of the output impedance of the circuit of FIG. 4, and FIG. 6 is a diagram showing the second embodiment of the invention. 7 is a frequency characteristic diagram of the output impedance of the circuit of FIG. 6, FIG. 8 is a circuit diagram showing a third embodiment of the present invention, and FIGS. 9 to 12 are: FIG. 13 is a circuit diagram showing a fourth embodiment of the present invention which operates in the same manner as the circuit shown in FIG. 8; Fig. 14 is a circuit diagram showing the fifth embodiment of the present invention, Figs. 15 to 17 are frequency characteristic diagrams of output impedance according to the settings of each constant in the circuit of Fig. A circuit diagram showing a sixth embodiment of the invention; FIG. 19 is a frequency characteristic diagram of the output impedance of the circuit in FIG. 18; FIG. 20 is a circuit diagram showing a seventh embodiment of the invention; Figures (a) and (b) are cross-sectional views showing the configuration of a conventional bass reflex speaker system. Figure 22 is an electrical equivalent circuit diagram when the bass reflex speaker system of Figure 21 is driven at a constant voltage. Figure 23 is the electrical impedance frequency characteristic diagram of the equivalent circuit in Fig. 22,
FIG. 24 is a basic configuration diagram of the negative impedance generating circuit according to the prior application. 1: Cabinet 4; Vibrator (speaker unit) 8; Resonance boat (resonance aperture) 31: Amplification circuit 32: Speaker 33: Feedback circuit f,: First resonant frequency f2; Second resonant frequency
Claims (1)
を直接放射するとともに前記共鳴開口とキャビネットと
により構成されるヘルムホルツ形共鳴器を駆動して前記
共鳴開口より共鳴音響を放射させる振動器を駆動する駆
動装置において、この駆動装置は、実質的に前記振動器
の動インピーダンスと前記キャビネットの等価スティフ
ネスとで定まる第1の共振周波数および前記ヘルムホル
ツ形共鳴器の共鳴周波数である第2の共振周波数におけ
るそれぞれのインピーダンスが、少なくとも一方が負性
インピーダンスであり、かつ互いに異なる出力インピー
ダンス値に構成されていることを特徴とする駆動装置。(1) Driving a vibrator that is disposed in a cabinet having a resonant opening and directly radiates sound, and also drives a Helmholtz resonator constituted by the resonant opening and the cabinet to radiate resonant sound from the resonant opening. In the driving device, the driving device has a first resonant frequency substantially determined by the dynamic impedance of the vibrator and an equivalent stiffness of the cabinet, and a second resonant frequency that is the resonant frequency of the Helmholtz resonator. A drive device characterized in that each of the impedances has at least one negative impedance and is configured to have different output impedance values.
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1988
- 1988-04-25 JP JP63100215A patent/JPH0728471B2/en not_active Expired - Fee Related
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JP4917650B2 (en) * | 2007-03-02 | 2012-04-18 | ボーズ・コーポレーション | Audio system with synthesized positive impedance |
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