JPH0129905Y2

JPH0129905Y2 -

Info

Publication number: JPH0129905Y2
Application number: JP4088181U
Authority: JP
Priority date: 1981-03-23
Filing date: 1981-03-23
Publication date: 1989-09-12
Also published as: JPS57155892U

Description

【考案の詳細な説明】本考案はMFB（モーシヨナルフイードバツク）
スピーカ回路に関するものである。

従来、スピーカの振動系の運動を検出し、その
検出電圧をスピーカの駆動アンプ系へ帰還させ、
以つてスピーカの振動を制御し、スピーカの音響
特性の向上を図るMFBには、帰還させる信号の
種類に応じて加速度型・速度型・振幅型がある。
先ず、加速度信号を帰還させる加速度型の場合の
周波数特性を第１図に示す。第１図に於いて、ａ
は帰還をかける前、ｂ，ｃは帰還後を示してお
り、ｃの方が帰還量が多い。第１図より明らかな
如く、加速度型の場合帰還量が増大すると中高域
の音圧レベルが低下し、相対的にスピーカの低域
共振周波数₀も低下する。即ち、加速度型によれ
ば低音再生域の拡大を図ることができる。

次に、速度信号を帰還させる速度型の周波数特
性を第２図に示す。第２図に於けるａ，ｂ，ｃは
第１図に於けるａ，ｂ，ｃと同様の場合である。
第２図より明らかな如く、速度型の場合、帰還に
より低域共振周波数₀附近での音圧レベルを抑制
し、スピーカのダンピング特性を向上させること
ができる。又、振幅信号を帰還させる振幅型に於
いては、第３図に示す如く、帰還量を増大させる
と低域共振周波数₀の上昇を伴い不都合である
為、通常用いられない。尚、第３図に於けるａ，
ｂ，ｃは第１図に於けるａ，ｂ，ｃと同様の場合
を示す。

ところで、MFBの際にスピーカの振動系の運
動を検出する方法として、振動センサや検出コイ
ルを用いる方法やブリツジ法がある。ブリツジ法
は、振動センサや検出コイルを用いる方法と比べ
てスピーカ本体に何等手を加えることなく振動を
検出できるという利点を有している。

そこで、第４図乃至第７図を参照して従来のブ
リツジ検出回路について説明する。第４図に於い
て、１はスピーカ、２はスピーカ１を駆動する増
幅器。３，４，５はスピーカ１と共にブリツジ検
出回路を構成する第１、第２及び第３抵抗（抵抗
値R₁，R₂，R₃）である。斯様な構成の回路に於
いて、ボイスコイルの磁界中での運動によりボイ
スコイル間に起電力を生じるが、この逆起電力に
より生じる電圧はボイスコイルの力係数をＦ、振
動系の振動速度をｖとするとFvで表わされる。
尚、ボイスコイルの力係数Ｆは、磁気ギヤツプ中
の磁速密度をＢ、ギヤツプ中のコイルの有効長さ
をｌとするとＦ＝Blで与えられる。又、スピー
カのボイスコイルのインピーダンスは抵抗（抵抗
値R₀）６とコイルによるインダクタンス７が直
列に接続されたものに置き換えて考えることがで
きる為、第４図の等価回路を第５図に示す。第５
図に於いて、８は逆起電力部を示すものである。
ここで、アンプの出力電圧をViとするとＡ点で
の電圧V_Aは、 V_A＝R₁／R₀＋R₁＋jωL（Vi−Fv）＝α／１＋α＋ｊωL／Ro（Vi−Fv）となる。
……(1) ωは周波数、α＝R₁／R₀であり、通常0.2〜
0.02位の値が用いられる。

一方、Ｂ点での電圧V_Bは V_B＝R₃／R₂＋R₃Vi β／１＋βViとなる。 ……(2) 尚、この時β＝R₃／R₂である。

ブリツジを構成する場合、α＝βとなるように
各抵抗の値を設定しておく。コイル７のインダク
タンスＬを無視した場合、(1)式は V_A＝α／１＋α（Vi−Fv） ……(3) となる。故に、AB間の電圧V_ABは V_AB＝V_A−V_B ＝α／１＋α（Vi−Fv）−α／１＋αVi ＝−α／１＋αFv ……(4) となり、スピーカ１のボイスコイルの振動速度
に比例した信号が検出される。然し、実際にはコ
イル７のインダクタンスの影響が大きく、第６図
に示すように検出信号にも影響を及ぼす。第６図
に於いて、ａはボイスコイルの振動速度に対応し
た信号レベル、ｂは実際に検出された信号を示し
ている。第６図に示す如く、中域での検出信号
は、振動速度の位相がスピーカへの入力信号に対
して90゜位相が遅れるのに対し、インダクタンス
の位相が90゜進んでいる為、振動速度量とインダ
クタンス成分との打消しにより実際の振動速度に
対応した量よりもレベルが低下する。高域では、
インダクタンス成分の影響が大きく検出信号レベ
ルは周波数が高くなるにつれて上昇する。

この時、AB間の電圧V_ABは、(1)，(2)式より、 V_AB＝α／（１＋α）＋ｊωL／Ro（Vi−Fv）−α／１
＋α
Vi ＝−α・ｊωL／RoVi−α（１＋α）Fv／｛（１
＋α）＋ｊωL／Ro｝（１＋α）＝−α／１＋αｊωL／RoVi＋αFv／（１＋α）
＋ｊωL／Ro……(5) となる。この検出信号を帰還信号として用いる為
には、この検出信号をハイカツトフイルターを通
過させて用いれば良い。然し、加速度帰還型
MFBの場合には、ブリツジからの検出信号を微
分して加速度に対応する信号に変換して更に、ハ
イカツトフイルタを通すだけでは不充分である。
何故なら一般にスピーカの₀から中域に於ける加
速度信号の周波数特性は第７図のａに示す如く平
坦である。それに対して、ブリツジからの検出信
号を微分して得られる加速度信号の周波数特性は
第７図ｂに示す通りである。即ち、インダクタン
スの影響が少ない低域では略第７図のａの特性と
同じになるが、中域附近では振動速度とインダク
タンスの位相のずれによる音圧レベルの低下を生
じ平坦ではなくなり、更に高域ではインダクタン
スによる電圧が大きく、微分することにより音圧
レベルが増大する。高域成分はハイカツトフイル
ターを通過させることにより影響を取り除くこと
ができるが、中域に於ける音圧レベルの低下を補
正しないと、ブリツジからの検出信号を加速度帰
還型MFBの帰還信号として用いることができな
い。

そこで本考案の目的は、上記の点を解決する
MFBスピーカ回路を提供するものである。

以下、図面を参照して実施例について説明す
る。

第８図は本考案回路の一実施例を示す図で、９
は演算増幅器、１０，１１，１２，１３は演算増
幅器９の第１、第２、第３、第４の負荷抵抗（抵
抗値R⁴，R⁵，R⁶，R⁷）、１４は第４の負荷抵抗
１３とコンデンサ１５より構成される並列回路
で、演算増幅器９の入力端子（＋端子）と基準電
位点（アース）との間に接続される。演算増幅器
９の一端子には、ブリツジ検出回路の出力端Ａ点
からの電圧、＋端子にはブリツジ検出回路の他方
の出力端Ｂ点からの電圧が夫々印加される。ここ
で、演算増幅器９の出力電圧Vcは Vc＝V_B×R₇′／R₆＋R₇′（１＋R₇／R₆） −V_AR₄／R₅ ……(6) となる。ここで、R₇′は抵抗１３（抵抗値R₇）と
コンデンサ１５の並列インビーダンスであり、そ
の値は R₇′＝１／１／R₇＋jωc＝R₇／１＋jωcR₇である。

又、V_A及びV_Bは(1)，(2)式より V_A＝α／（１＋α）＋ｊωL／Ro（Vi−Fv） V_B＝α／１＋αVi（β＝α）であるから、(6)式は Vc＝α／１＋α・R₇′／R₆＋R₇′・（１＋R₇／R₆）Vi
−α／（１＋α）＋ｊωL／Ro（Ｖ−Fv）・R₄／R₅ ＝αFv／（１＋α）＋ｊωL／Ro・R₄／R₅＋α／１＋
α｛R₇′／R₆＋R₇′・R₆＋R₇／R₆−R₄／R₅・１／１＋ｊ
ωL／（１＋α）Ro｝Vi……(7) となる。(7)式に於いてViの項は α／１＋α｛R₇／１＋jωCR₇／R₆＋R₇／１＋jωCR₇×
R₆＋R₇／R₆−R₄／R₅×１／１＋ｊωL／（１＋α）Ro｝V
i ＝α／１＋α（R₇／R₆／１＋jωR₆R₇／R₆＋R₇×Ｃ−R
₄／R₅×１／１＋ｊωL／（１＋α）Ro｝Vi……(8) となり、(8)式に於いて、R₆R₇／R₆＋R₇Ｃ＝Ｌ／（１＋α）R₀ のとき(8)式は零となり(7)式は Vc＝αFv／１＋α＋ｊωL／Ro×R₄／R₅……(9)となる
。

即ち、出力電圧は振動速度に比例する。又、こ
の時コンデンサ１５の値はＣ＝Ｌ／（１＋α）R₀（１／R₆＋１／R₇） ……(10) となる。一般にα≪１であるのでＣＬ／R₀（１／R₆ ＋１／R₇）とすることができる。例えば、R₀＝４ Ω、Ｌ＝0.35mH、α＝0.1、R₄＝R₅＝R₆＝R₇＝
47KΩの時、コンデンサ１５の値はＣ＝0.35×10^-3／1.1×４（１／47×10³＋１／47×10
³）＝3.3× 10^-9（〓）＝3.3（nF）である。又、MFBをかけた
際に中域でも高い方の周波数500HzでωL／R₀は ωL／R₀＝（2π×500）×（0.35・10^-3）／４＝0.26 となり、₀から中域では（１＋α）＋ｊωL／R₀ （１＋α）と考えることができる。従つて、コン
デンサ１５の挿入により、検出信号Vc＝αF／１＋α ｖとなり、スピーカ１の振動速度に対応した信号
を検出することができる。この時の信号のレベル
は、第９図のａに示すようになる。第９図のａよ
り明らから如く、中抵域に於いてはスピーカ１の
振動速度に対応し、高域で若干乱れを生じてい
る。これは、実際にはスピーカ１を抵抗とコイル
の直列回路だけで置換できない為である。この信
号を微分したものを第１０図のａに示す。図より
明らかな如く、高域に於いて若干のレベル変動を
生じるが、スピーカ自体周波数が高くなると分割
振動を生じる為高域に於いて加速度特性に乱れが
あり、又MFBでは本来帰還信号として中抵域の
みを用いるように信号を処理する為問題は生じな
い。実用に供する場合には、更にハイカツトフイ
ルターを用いればよい。尚、第９図、第１０図に
於いてｂは従来回路による検出信号及びその微分
したものを示している。

以上、詳述した通り本考案に依れば、演算増幅
器の＋入力端子に並列回路を並列に接続するとい
う簡単な構成で、スピーカの振動速度に対応する
信号を得ることができ、更に微分することにより
加速度信号を容易に得ることができる。又、調整
をコンデンサの容量を変えることにより容易に行
うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は加速度型MFBによる音圧レベルの周
波数特性図、第２図は速度型MFBによる音圧レ
ベルの周波数特性図、第３図は振幅型MFBによ
る音圧レベルの周波数特性図、第４図は従来のブ
リツジ検出回路を示す図、第５図はその等価回路
図、第６図は第４図の回路による検出信号レベル
の周波数特性図、第７図は第６図の信号を微分し
た信号の周波数特性図、第８図は本考案MFBス
ピーカ回路を示す図、第９図は本考案回路による
検出信号レベルの周波数特性図、第１０図は第９
図の信号を微分した信号の周波数特性図である。１……スピーカ、２……増幅器、９……演算増
幅器、１４……並列回路。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】スピーカの音響特性の改善を図るMFB（モーシ
ヨナルフイードバツク）スピーカ回路に於いて、
スピーカの振動に応じた信号を出力するブリツジ
検出回路と、該ブリツジ検出回路の出力が印加さ
れる演算増幅器とを有し、該演算増幅器の入力端子と出力端子との間に第
１の負荷抵抗を接続し、該演算増幅器の入力端子
と前記ブリツジ検出回路の出力端との間に第２の
負荷抵抗を接続し、該演算増幅器の他方の入力端
子と前記ブリツジ検出回路の他方の出力端との間
に第３の負荷抵抗を接続し、該演算増幅器の他方
の入力端子と基準電位点との間に第４の負荷抵抗
とコンデンサとから構成された並列回路を接続し
たことを特徴とするMFBスピーカ回路。