JPH0199353A - 拡声電話機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 ハウリングを低減した拡声電話機に関し。

マイクロホンとスピーカとの音響結合を無くすことによ
ってハウリングを防止することを目的と受話のためのス
ピーカとしての機能と送話のためのマイクロホンとして
の機能とを有する可逆音響変換器と、前記可逆音響変換
器を送話側の回路および受話側の回路に結合すると共に
、前記受話側の回路の出力が前記送話側の回路に廻り込
むことを防止する回路とを備えるように構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は拡声電話機に関し、更に詳しくは、ハウリング
を低減した拡声電話機に関する。

電話機の送受話器（ハンドセット）をスピー°力とマイ
クロホンに置き換えた拡声電話機は、ハンドフリー通話
や会議通話を実現できるという利点を有する。

しかし、スピーカとマイクロホンの音響結合および防側
音回路における遅り込み（送話側と受話側との電気結合
）によって、一つのループができ。

ハウリング（異常発振）を起こす可能性がある。

〔従来の技術〕

従来、拡声電話機におけるハウリングの防止は。

（１）スピーカとマイクロホンの音響結合の低減、（２
）防側音回路の電気結合の低減、（３）音声スイッチに
よる片方向通話、のいずれかの方法によっている。

このうち、音響結合を低減するための方法としては、さ
らに、（ａ）スピーカとマイクロホンの位置。

構造、特性を工夫する。　（ｂｌ音響結合を模擬（シミ
ュレート）する電気回路を設け、その出力である程度ま
で音響結合を相殺する１等がある。

第６図は従来の拡声電話機の構成図であり、前記（ｂ）
の方法による例を示している。

第６図において、１１および１２は同一特性を有するマ
イクロホン、１３はスピーカ、２１および２２は送話側
の増幅器、２３および２４は受話側の増幅器、２５は音
響結合検出用の増幅器、３は加算器、４は音声スイッチ
回路、５は防側音回路、６は平衡回路である。

マイクロホン１２は２通話者の送話音声から遮蔽されて
スピーカ１３の近傍に置かれる。これにより、マイクロ
ホン１１には通話者の音声■、とスピーカ１３の出力■
、の音響結合Ｃ，によるものＣ１１・■、が加わり、一
方、マイクロホン１２にはスピーカの出力Ｖ、が加わる
。

加算器７において、マイクロホン１１　（増幅器２１）
の出力からマイクロホン１２（増幅器２５）の出力を差
し引いて、音響結合Ｃ１による成分Ｃａ　・■、を相殺
することができる。

なお、第６図図示の例は、前記（ｂ）の方法に音声スイ
ッチ回路４（前記（３）の方法）を併用した例を示して
いる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述の従来技術において、マイクロホン１２を通話者の
送話音声から十分に遮蔽することが難しい。このため、
マイクロホン１２に対して、音響結合によって１通話者
の音声Ｖ、の一部までもが。

入力されてしまう。

また、電気結合と異なり、音響結合Ｃ１を十分に模擬す
ることは難しい。このため、増幅器２５（および２１）
の利得や特性を適当な値に設定することができないので
、加算器３において音響結合骨Ｃ１・Ｖｒを十分に相殺
することができない。

以上のことから、上述の従来技術によると、ハウリング
を十分に防止することは難しい。

本発明は、マイクロホンとスピーカとの音響結合を無く
すことによってハウリングを防止子ることが可能な拡声
電話機を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

第１図は本発明の原理構成図であり、拡声電話機の構成
を示している。

第１図において、２６および２２は送話側の増幅機、２
７および２４は受話側の増幅器、４は音声スイッチ回路
、５は防側音回路、６は平衡回路。

７はマイクロホンとしても使用されるスピーカ。

８は遮り込み防止回路、８１は防側音回路、８２は平衡
回路である。

スピーカ７はマイクロホンとして兼用される。

換言すれば、スピーカとマイクロホンは一体のものとさ
れ、音声（音波）の集音機能と再生機能を併せ持つ１個
の電気音響変換器とされる。これは。

スピーカが、磁界中に置かれた導体を流れる電気的エネ
ルギ（音声電流）と、前記導体（に結合された振動板）
を振動させる音声（音波）の機械的エネルギとを可逆的
に変換し得る可逆電気音響変換器であることを利用して
いる。

スピーカ７をマイクロホンとして兼用するため。

スピーカとマイクロホンとに要求される異なる周波数特
性は、増幅器２６および２７の周波数特性を適当に設定
することにより、増幅器側で実現される。

遡り込み防止回路８は、防側音回路８１によりスピーカ
７を送話側（の増幅器２６）と受話側（の増幅器２７）
とに結合すると共に、平衡回路８２により側音を抑圧す
る。また、遡り込み防止回路８は、防側音回路８１およ
び平衡回路８２を一体に形成し２両者によって、増幅器
２７の出力（受話信号）が増幅器２６に入力される（送
話信号に重畳される）ことを防止する。

スピーカ７および遡り込み防止回路８は電気回路であり
、その特性は一義的に決まり、音響結合の如く周囲の状
況等によって刻々とその特性が変動することがないので
、容易に前記入力を防止できる。即ち５廻り込み防止回
路は、マイクロホン兼用スピーカ７を受話側および送話
側に結合し。

かつ、電気結合により受話側の出力が送話側に漏れるこ
とを防止する方向性結合回路である。

〔作用〕

スピーカ７をマイクロホンとして兼用することにより、
スピーカからマイクロホンへ音声が空間を介して入力さ
れる音響結合が消滅するから、ハウリング発生の原因と
なる一巡ループが構成されない。

一方、スピーカ７と受話側および送話側とを防側音回路
８１によって結合するため、受話側と送話側との間に電
気結合が生ずる。この電気結合は。

受話側の増幅器２７の出力が送話側の増幅器２６に人力
されないようにすることによって、容易に解消できる。

以上により、音響結合を電気結合に置き換え。

これを電気回路的手段によって電気結合を略解消し、ハ
ウリングを防止することができる。

〔実施例〕

ｔａ＋　　ブリッジ回路による構成例（第２図）第２図
は本発明の一実施例構成図であり、拡声電話器の特に廻
り込み防止回路８を受動素子によって構成されるブリッ
ジ回路によって構成した例を示している。

第２図において、７１はスピーカ７が持つインピーダン
ス（Ｚｌ）、８３ないし８５はインピーダンス（Ｚ２な
いしＺ４）であり、遡り込み防止回路８を構成するもの
である。

インピーダンス７１と８３ないし８５とによって構成さ
れるブリッジ回路において１次式％式％ の関係が成立するように、インピーダンス７１に対して
他のイン、ピーダンス８３ないし８５が設定される。こ
の平衡状態にある時９点ａにおける電位Ｖ、と点すにお
ける電位ｖｈとは等しくなる。

今、音声スイッチ回路４から受話側の増幅器２７へ入力
があった場合、増幅器２７はこれを増幅して出力する。

この増幅出力に従った電流が各インピーダンス７１．８
３ないし８５を流れる。

これにより、インピーダンス７、■の両端に前記電流に
応じた電圧が印加され（発生され）、音声に変換される
。この時２式（１１の平衡条件が満足されているから、
電位Ｖ、とｖｂとは等しく、従って。

増幅器２６に対して、増幅器２７の出力が入力されるこ
とはない。

一方、マイクロホンとしてのスピーカ７に音声入力があ
った場合、音声の大きさに応じた電圧Ｅが出力される。

これにより、増幅器２６に対しては９次式 ％式％） で与えられる電圧Ｅ、が入力される。この時、増幅器２
７の出力インピーダンスは略無限大と考えることができ
るから、送話側の入力が受話側の増幅器２７に影響する
ことはない。

ところで、スピーカ７をマイクロホンとして兼用してい
るため、これらを個別に設けた場合には可能な各々の周
波数特性を適切に設定することができない。即ち、スピ
ーカとマイクロホンとでは。

平坦な伝送周波数特性の実現のために必要な振動系の共
振周波数が異なる。

本発明においては、共振周波数は１つ（共通）になって
しまうため、増幅器２６および２７によって補正される
。

表１に示すダイナミック型のスピーカＡを本発明のスピ
ーカ７として用いた場合９次のようになる。

スピーカＡの振動系の共振周波数は数百Ｈｚ以下である
から、音声の主要帯域は共振周波数の高域側となる。従
って、スピーカＡをマイクロホンとして用いた場合、そ
の周波数特性は、音声の主要帯域において２周波数に比
例して減衰する特性となる。そこで、送話側の増幅器２
６は、これを補償するため、微分特性（周波数に比例し
て利得が高くなる特性）を持つ必要がある。

しかしながら、この種の特性の増幅器は発振を起こし易
く、拡声電話機には不向きである。

なお、受話側の増幅器２７の周波数特性としては、特に
微分特性は必要でなく、平坦な特性であってよい。

次に１表１の圧電型スピーカＣを用いた場合。

その共振周波数は音声帯域よりも高域にあるから。

そのマイクロホンとしての周波数特性は、音声帯域にお
いて９周波数に比例して利得が大きくなる特性となる。

そこで、受話側および送話側の増幅器２７および２６の
周波数特性を、積分特性（周波数に比例して減衰する特
性）にする必要がある。

なお、増幅器２７は２次の積分特性とされる。

この種の特性を持つ増幅器は発振が起こる可能性が少な
く、製作が容易であるが、一方、共振周波数の高いスピ
ーカは怒度が低いので、マイクロホンとしては不向きで
ある。

次に１表１のダイナミック型スピーカＢをスピーカ７と
して用いた場合２次のようになる。

ダイナミック型スピーカ自体としては、その共振周波数
を低く　（スピーカＡの如り）シた方が良い特性が得ら
れるが、その共振周波数をＩＫＨｚ近傍とすることは容
易であり、また、それによってスピーカとしての特性も
あまり劣化しない。

スピーカＢにおいて、共振周波数は音声帯域の略中心に
あるから、スピーカの共振特性を平坦にした場合、送話
側の増幅器２，６を平坦な周波数特性にし、受話側の増
幅器２７を積分特性とすれば良い。

このような特性の組み合わせの選択は９通常用いられる
動電形または電磁形のスピーカ（電気音響変換器）にお
いて、また１通常の増幅器（演算増幅器）において、容
易に実現でき、かつ、前述の他の例に見られる如き問題
が無い。従って、スピーカＢをスピーカ７として用い、
スピーカ７゜増幅器２６と２７の特性を上述の如くにす
ることが望ましい。

なお、第２図において、４１および４２は送話側および
受話側の電圧（エネルギ）を平均する整流平滑回路、４
３は送話側と受話側のどちらの通話エネルギが大きいか
を比較する比較器（ハングオーバ回路を含む）、４４お
よび４５は比較器４３の出力に従って１通話エネルギの
小さい側により大きな損失を挿入するための可変損失回
路であり、これらによって公知の音声スイッチが構成さ
れる。

（ｂｌ　　演算増幅器による構成例（第３図および第４
図） 第３図は本発明のその他の実施例構成図であり。

廻り込み防止回路８を演算増幅器によって構成した例で
ある。

第３図において、８６は利得が−１の演算増幅器、８７
は加算器である。

受話側の増幅器２７の出力がｖ、、であったとすると、
演算増幅器８６の出力は−■、となる。従って、スピー
カ７に音声入力があった場合、加算器の出力は音声入力
に対応したもののみとなる。

なお、演算増幅器８６の利得を１とし、かつ。

加算器８７を減算器としても、同様の効果が得られる。

第４図は第３図のその他の実施例の変形例を示す図であ
る。

第４図において、８８および８９は演算増幅器。

９０は加算器である。

演算増幅器８６のオフセット等により受話側の信号が送
話側に運り込む場合が考えられる。そこで、この廻り込
み成分Δｖｒを正の利得を有する演算増幅器８９によ°
って増幅する一方、負の利得を有する演算増幅器８８に
よって増幅（または減衰）する。２つの演算増幅器の逆
相の出力Δｖ、′と−△ｖＷ、′　とを加算器９０にお
いて加算することにより、前記連り込み成分をさらに小
さくすることができる。

スピーカ７に音声入力があった場合、音声入力に対応す
る電圧を演算増幅器８９で増幅したものが、増幅器２６
に印加される。

なお、演算増幅器８８と８９および加算器９０からなる
構成を、加算器９０の後段にさらに複数段設けることに
より、さらに逍り込み成分を小さくできる。

（Ｃ）トランジスタによる構成例（第５図）第５図は本
発明のさらにその他の実施例構成図であり、遡り込み防
止回路８を能動素子であるバイポーラトランジスタによ
って構成した例である。

第５図において、９１はｐｎｐ型パイボーラド−７ンジ
スタ、９２はｎｐｎ型バイポーラトランジスタ、９３は
インピーダンス、９４および９５は抵抗素子である。

受話側の増幅器２７がｖｌの時、スピーカ７（スピーカ
の負荷７１）の両端に生じる電圧Ｅは。

次式 ％式％ となる。これにより、送話側の増幅器２６の両端子は同
電位となるので、増幅器２７の出力が増幅器２６に入力
されることは無くなり、スピーカ７に音声入力があった
時、これに対応するスピーカ７の出力のみが増幅器２Ｇ
に入力される。

以上本発明を実施例により説明したが１本発明はその主
旨に従い種々の変形が可能である。

例えば９表１に示すスピーカＢを本発明におけるスピー
カ７として用いた時、スピーカ７の共振特性を前述の如
く特に平坦にせずに、増幅器２６および２７の周波数特
性を帯域減衰特性としてもよい。

本発明は、スピーカをマイクロホンとして共用すること
により音響結合を無クシ、かつ、これにより生ずる電気
結合を電気回路的対策で解消するものであるから、各実
施例において、音声スイッチ４は省略することができる
。

なお、遡り込み防止回路８と音声スイッチ４とを併用す
ることにより、可変損失回路４４および４５により挿入
される損失を小さくできるので。

通話路の一方が完全に切断されることがなくなる。

これにより、双方向同時通話が可能となり、より自然な
会話に近い通話をすることができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように９本発明によれば、拡声電話機にお
いて、スピーカをマイクロホンとしても用いることによ
り両者の間の音響結合を無＜シ。

さらにスピーカをマイクロホンとして用いることにより
生ずる送話側と受話側との間の電気結合を電気回路的に
低減しているので、極めて有効にハウリングを防止する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理構成図。 第２図は一実施例構成図。 第３図はその他の実施例構成図。 第４図はその他の実施例の変形例を示す図。 第５図はその他の実施例構成図。 第６図は従来の拡声電話機の構成図。 図中。 ４・・・音声スイッチ回路。 ５・・・防側音回路。 ６・・・平衡回路。 ７・・・スピーカ。 ８・・・遡り込み防止回路。 ２２．２４．２６，２７，８６．８８および８９・・・
増幅器。 ７１・・・スピーカのインピーダンス。 ８！・・・防側音回路。 ８２・・・平衡回路。 ８３、’８４．８５．９３・・・インピーダンス。 ８７・・・加算器。 ９１および９２・・・トランジスタ。 ９４および９５・・・抵抗素子。 燈　　　　　　ＡＩ′Ｔ での地の実施ｇ１１４１１成図 第　　３　　図 での他の実施例の変形例 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 受話のためのスピーカとしての機能と送話のためのマイ
   クロホンとしての機能とを有する可逆音響変換器（７）
   と、 前記可逆音響変換器（７）を送話側の回路（２６）およ
   び受話側の回路（２７）に結合すると共に、前記受話側
   の回路（２７）の出力が前記送話側の回路（２６）に廻
   り込むことを防止する回路（８）とを備えたことを特徴
   とする拡声電話機。