JPH0214839B2 - - Google Patents
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- JPH0214839B2 JPH0214839B2 JP56127232A JP12723281A JPH0214839B2 JP H0214839 B2 JPH0214839 B2 JP H0214839B2 JP 56127232 A JP56127232 A JP 56127232A JP 12723281 A JP12723281 A JP 12723281A JP H0214839 B2 JPH0214839 B2 JP H0214839B2
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- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 7
- 230000005520 electrodynamics Effects 0.000 description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 2
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
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-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
- H04R3/00—Circuits for transducers, loudspeakers or microphones
- H04R3/04—Circuits for transducers, loudspeakers or microphones for correcting frequency response
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Circuit For Audible Band Transducer (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は低音域特性の改善を目的とするスピー
カー駆動装置に関する。
カー駆動装置に関する。
従来、スピーカー駆動用増幅器の出力インピー
ダンスを負性化することにより、低音再生域を拡
大する方式が公知であるが、その駆動対象が特定
のスピーカーシステムとなるため、増幅器の汎用
性の点で劣り、また、十分な低音域特性の改善は
実現できない欠点がある。
ダンスを負性化することにより、低音再生域を拡
大する方式が公知であるが、その駆動対象が特定
のスピーカーシステムとなるため、増幅器の汎用
性の点で劣り、また、十分な低音域特性の改善は
実現できない欠点がある。
本発明はこのような従来欠点を改善する新規な
スピーカー駆動装置を提供するものであり、以
下、図面を参照して説明する。
スピーカー駆動装置を提供するものであり、以
下、図面を参照して説明する。
まず、動電型スピーカーにおける電気−機械音
響変換系について考察する。
響変換系について考察する。
電気−機械音響変換系の等価回路は、第1図
(電気系)、第2図(機械音響系)のように表わさ
れるが、かかる系では一般に、 Eo=(Zo+Z1)q+A・ξ F=(zo+z1)ξ−A・q=0 が成り立ち、両式より振動板の振動速度ξは、 ξ=Eo/Zo+Z1+Zm・A・1/zo+z1(電気系) (1) ξ=Eo/Zo+Z1・A・1/zo+z1+zm(機械音響系) (2) となる。
(電気系)、第2図(機械音響系)のように表わさ
れるが、かかる系では一般に、 Eo=(Zo+Z1)q+A・ξ F=(zo+z1)ξ−A・q=0 が成り立ち、両式より振動板の振動速度ξは、 ξ=Eo/Zo+Z1+Zm・A・1/zo+z1(電気系) (1) ξ=Eo/Zo+Z1・A・1/zo+z1+zm(機械音響系) (2) となる。
但し、
Eo:入力電圧
F:駆動力
A:Bl積
Zo:駆動源の出力インピーダンス
Z1:可動コイルの電気インピーダンス
Zm:運動電気インピーダンス
zo:媒体の音響インピーダンス
z1:振動電気インピーダンス
zm:運動機械インピーダンス
であり、図中
Le:可動コイルのインダクダンス
Re:可動コイルの直流抵抗
Rm:振動系の機械抵抗
Mo:振動系の等価質量
Co:振動系の等価コンプライアンス
であり、また、
zm=A2/Zo+Z1
の関係にある。
両式において、第1項は電源電圧からの流入電
流qを、第2項は流入力電流qを駆動力Fに変換
する動作、第3項は駆動力Fを振動速度ξに変換
する動作をそれぞれ示している。
流qを、第2項は流入力電流qを駆動力Fに変換
する動作、第3項は駆動力Fを振動速度ξに変換
する動作をそれぞれ示している。
すなわち、電気−機械音響変換系を考察するに
際して、電気系、機械音響系を相互にからめて考
察しなければならないことを示しており、電気系
においては運動機械インピーダンスzmは考慮す
る必要はなく、逆に、機械音響系においては運動
電気インピーダンスZmを考慮する必要はないこ
とを示している。
際して、電気系、機械音響系を相互にからめて考
察しなければならないことを示しており、電気系
においては運動機械インピーダンスzmは考慮す
る必要はなく、逆に、機械音響系においては運動
電気インピーダンスZmを考慮する必要はないこ
とを示している。
そして、このような電気−機械音響変換系は、
通常は定電圧駆動されるので、以下定電圧駆動の
場合について考察する。
通常は定電圧駆動されるので、以下定電圧駆動の
場合について考察する。
定電圧駆動の場合、駆動源の出力インピーダン
スZoはZ1,Zmに比べて十分小さいので、(1)、(2)
式は =Eo/Z1+Zm・A・1/zo+z1 (3) =Eo/Z1・A・1/zo+z1+zm (4) となる。
スZoはZ1,Zmに比べて十分小さいので、(1)、(2)
式は =Eo/Z1+Zm・A・1/zo+z1 (3) =Eo/Z1・A・1/zo+z1+zm (4) となる。
つぎに、最低共振周波数o付近の低音域につ
いて考案する。
いて考案する。
最低共振周波数o以下では、第2図の等価回
路において、 Re≫jωLe 1/jωCo≫Rm+jωMo であるので、振動速度ξは(4)式より、近似的に ξ=Eo/Re・A・jωCo となり、したがつて |音圧(加速度)|=Eo/Re・A・ω2Co となる。すなわち、最低共振周波数o以下では、
振動速度ξは弾性制御され、音圧は第3図実線a
で示すように12dB/octで下降する。
路において、 Re≫jωLe 1/jωCo≫Rm+jωMo であるので、振動速度ξは(4)式より、近似的に ξ=Eo/Re・A・jωCo となり、したがつて |音圧(加速度)|=Eo/Re・A・ω2Co となる。すなわち、最低共振周波数o以下では、
振動速度ξは弾性制御され、音圧は第3図実線a
で示すように12dB/octで下降する。
本発明は、以上のような最低共振周波数o付
近の低音域について更に深く考察してなされたも
ので、以下に説明する。
近の低音域について更に深く考察してなされたも
ので、以下に説明する。
本発明を説明するにあたつて、その技術的背景
について説明する。
について説明する。
() (4)式、または、第2図において、可動コイ
ルの直流抵抗Reを変数とし、このReを減少さ
せた場合、最低共振周波数o以下では、可動
コイルの直流抵抗Reの関与する A2/Re が他の要素 A2/jωLe jωMo 1/jωCo Rm に比べて十分大きくなるので、振動速度ξは、
近似的に、 ξ=Eo/Re・A・Re/A2(一定) また、音圧は、 |音圧(加速度)|=Eo/A2・ω となり、可動コイルの直流抵抗Reを減少させ
るにしたがつて、振動速度ξは抵抗制御されて
一定となり、かつ、音圧は第3図点線bに示す
ように6dB/octで下降する。
ルの直流抵抗Reを変数とし、このReを減少さ
せた場合、最低共振周波数o以下では、可動
コイルの直流抵抗Reの関与する A2/Re が他の要素 A2/jωLe jωMo 1/jωCo Rm に比べて十分大きくなるので、振動速度ξは、
近似的に、 ξ=Eo/Re・A・Re/A2(一定) また、音圧は、 |音圧(加速度)|=Eo/A2・ω となり、可動コイルの直流抵抗Reを減少させ
るにしたがつて、振動速度ξは抵抗制御されて
一定となり、かつ、音圧は第3図点線bに示す
ように6dB/octで下降する。
() 一方、電気系(第1図の等価回路)からみ
ると、可動コイルの電気インダクタンスLe、
運動電気インピーダンスZmの関係は第4図に
示すようになる。図中、ωo(2πo)はZmの並
列共振点、ω1(2π1)はZm(−j項)とLe(+
j項)による直列共振点である。
ると、可動コイルの電気インダクタンスLe、
運動電気インピーダンスZmの関係は第4図に
示すようになる。図中、ωo(2πo)はZmの並
列共振点、ω1(2π1)はZm(−j項)とLe(+
j項)による直列共振点である。
したがつて、最低共振周波数o以上では、
可動コイルの直流抵抗Reを減少させていくと、
上記の直列共振点ω1での共振のQが高くなり、
その音圧は直列共振点ω1付近でピークを生じ、
第3図点線bに示すようになる。
可動コイルの直流抵抗Reを減少させていくと、
上記の直列共振点ω1での共振のQが高くなり、
その音圧は直列共振点ω1付近でピークを生じ、
第3図点線bに示すようになる。
以上の考察で明らかなように、可動コイルの直
流抵抗Reを減少させることにより、最低共振周
波数o以下の低音域で音圧を6dB/octで下降さ
せることができるが、その反面、可動コイルの電
気インダクタンスLeと運動電気インピーダンス
Zmの直列共振点ω1で音圧特性上にピークを生じ
る。
流抵抗Reを減少させることにより、最低共振周
波数o以下の低音域で音圧を6dB/octで下降さ
せることができるが、その反面、可動コイルの電
気インダクタンスLeと運動電気インピーダンス
Zmの直列共振点ω1で音圧特性上にピークを生じ
る。
以上のような考察に鑑み、本発明は、スピーカ
ー駆動用増幅器とスピーカーを含む系において、
スピーカーの駆動インピーダンスを所定の周波数
(スピーカーの最低共振周波f0またはその近傍の
周波数)以下の領域で負性化することにより、上
記最低共振周波数f0以下の抵音域特性を6dB/
octで下降させ、上記所定周波数以上の領域では
上記スピーカーの電気インダクタンスLeと運動
電気インピーダンスZmの直列共振(直列共振点
ω1)による音圧特性上のピークを除去したもの
である。
ー駆動用増幅器とスピーカーを含む系において、
スピーカーの駆動インピーダンスを所定の周波数
(スピーカーの最低共振周波f0またはその近傍の
周波数)以下の領域で負性化することにより、上
記最低共振周波数f0以下の抵音域特性を6dB/
octで下降させ、上記所定周波数以上の領域では
上記スピーカーの電気インダクタンスLeと運動
電気インピーダンスZmの直列共振(直列共振点
ω1)による音圧特性上のピークを除去したもの
である。
第1の発明:
第5図に示すように、増幅器1の出力に動電型
スピーカー2を接続し、この動電型スピーカー2
と直列に負性抵抗回路3を接続した構成であつ
て、この負性抵抗回路3は、第6図に示すような
所定の周波数fc(スピーカーの最低共振周波数f0
またはその近傍の周波数)以下の領域で負性抵抗
を有するものである。
スピーカー2を接続し、この動電型スピーカー2
と直列に負性抵抗回路3を接続した構成であつ
て、この負性抵抗回路3は、第6図に示すような
所定の周波数fc(スピーカーの最低共振周波数f0
またはその近傍の周波数)以下の領域で負性抵抗
を有するものである。
負性抵抗回路3そのものは特殊な回路である必
要はなく公知の回路、すなわち、入出力間で電圧
が反転する電圧反転型負性抵抗回路、入出力間で
電流が反転する電流反転型負性抵抗回路で構成さ
れ、たとえば、第5図に示すように、電圧正帰
還、電流負帰還を組み合わせたベース接地型トラ
ンジスタ回路によつて構成される。入力端子を抵
抗3aを介して接地するとともに、トランジスタ
3bのエミツタに接続し、そのコレクタをインピ
ーダンス3cを介して出力端子とするとともに、
上記コレクタを位相反転アンプ3d、ローパスフ
イルタ4を介して上記トランジスタ3bのベース
に接続して、帰還ループを形成する。そして、こ
の帰還ループ内にある上記ローパスフイルタ4の
カツトオフ周波数fcをスピーカーの最低共振周波
数f0またはその近傍の周波数に設定する。
要はなく公知の回路、すなわち、入出力間で電圧
が反転する電圧反転型負性抵抗回路、入出力間で
電流が反転する電流反転型負性抵抗回路で構成さ
れ、たとえば、第5図に示すように、電圧正帰
還、電流負帰還を組み合わせたベース接地型トラ
ンジスタ回路によつて構成される。入力端子を抵
抗3aを介して接地するとともに、トランジスタ
3bのエミツタに接続し、そのコレクタをインピ
ーダンス3cを介して出力端子とするとともに、
上記コレクタを位相反転アンプ3d、ローパスフ
イルタ4を介して上記トランジスタ3bのベース
に接続して、帰還ループを形成する。そして、こ
の帰還ループ内にある上記ローパスフイルタ4の
カツトオフ周波数fcをスピーカーの最低共振周波
数f0またはその近傍の周波数に設定する。
この負性抵抗回路3は第6図に示すように、ロ
ーパスフイルタ4のカツトオフ周波数c以下の領
域で負性抵抗を有する特性を有し、したがつて、
可動コイルの直流抵抗Reは同図点線Reに示すよ
うになり、最低共振周波数o近傍およびそれ以
下の領域では、第7図に示すように音圧は6dB/
octで下降し、また、所定の周波数以上の領域で
は負性抵抗回路3は負性抵抗を有しないので、上
記の可動コイルの電気インダクタンスLeと運動
電気インピーダンスZmの直列共振点ω1における
音圧特性上のピークが生じない。
ーパスフイルタ4のカツトオフ周波数c以下の領
域で負性抵抗を有する特性を有し、したがつて、
可動コイルの直流抵抗Reは同図点線Reに示すよ
うになり、最低共振周波数o近傍およびそれ以
下の領域では、第7図に示すように音圧は6dB/
octで下降し、また、所定の周波数以上の領域で
は負性抵抗回路3は負性抵抗を有しないので、上
記の可動コイルの電気インダクタンスLeと運動
電気インピーダンスZmの直列共振点ω1における
音圧特性上のピークが生じない。
すなわち、本発明では、スピーカー2の駆動イ
ンピーダンスを所定の周波数fc以下の領域で負性
化することにより、上記最低共振周波数f0以下の
低音域特性を6dB/octで下降させ、上記所定の
周波数fc以上の領域では上記電気インダクタンス
Leと運動電気インピーダンスZmの直列共振(直
列共振点ω1)による音圧特性上のピークを除去
したものであつて、第7図実線に示すような音圧
特性を得るものである。なお、同図点線は従来の
スピーカー装置の音圧特性である。
ンピーダンスを所定の周波数fc以下の領域で負性
化することにより、上記最低共振周波数f0以下の
低音域特性を6dB/octで下降させ、上記所定の
周波数fc以上の領域では上記電気インダクタンス
Leと運動電気インピーダンスZmの直列共振(直
列共振点ω1)による音圧特性上のピークを除去
したものであつて、第7図実線に示すような音圧
特性を得るものである。なお、同図点線は従来の
スピーカー装置の音圧特性である。
第2の発明:
つぎに、上記の第1の発明において、第8図に
示すように動電型スピーカー2と負性抵抗回路3
との間にコンデンサCと抵抗Rとからなるインピ
ーダンス回路5を付加した場合について考察す
る。
示すように動電型スピーカー2と負性抵抗回路3
との間にコンデンサCと抵抗Rとからなるインピ
ーダンス回路5を付加した場合について考察す
る。
定電圧駆動の場合であつて、駆動源の出力イン
ピーダンスZoが十分に小さいとすると、機械音
響系の等価回路は第2図から第9図のようにな
る。
ピーダンスZoが十分に小さいとすると、機械音
響系の等価回路は第2図から第9図のようにな
る。
同図において、最低共振周波数o以下の領域
では、可動コイルのインピーダンス(jωLe)が
十分小さく、かつ、負性抵抗回路3によつて可動
コイルの直流抵抗Reが十分小さく制御されてい
る場合、この系の振動板の等価質量Mo′は Mo′=Mo+CA2 となり見掛け上増大するので、最低共振周波数
o′は、 となり、従来の最低共振周波数o に対して低下する。
では、可動コイルのインピーダンス(jωLe)が
十分小さく、かつ、負性抵抗回路3によつて可動
コイルの直流抵抗Reが十分小さく制御されてい
る場合、この系の振動板の等価質量Mo′は Mo′=Mo+CA2 となり見掛け上増大するので、最低共振周波数
o′は、 となり、従来の最低共振周波数o に対して低下する。
第10図にインピーダンス回路5のコンデンサ
Cの値を変化させた場合の最低共振周波数の変化
を示す。図は、最低共振周波数o=100Hz、イン
ピーダンス回路の抵抗R=100Ωの場合において、
コンデンサCの値を200μF、500μF、1000μF、
2000μF、3000μFの順に増大させた場合の具体例
を示す。
Cの値を変化させた場合の最低共振周波数の変化
を示す。図は、最低共振周波数o=100Hz、イン
ピーダンス回路の抵抗R=100Ωの場合において、
コンデンサCの値を200μF、500μF、1000μF、
2000μF、3000μFの順に増大させた場合の具体例
を示す。
また、最低共振周波数o′における共振Qは
Q=ω(Mo+CA2)/Rm+A2/R
で与えられるから、インピーダンス回路5の抵抗
Rの値を調節することにより、共振のQを制御で
きる。
Rの値を調節することにより、共振のQを制御で
きる。
第11図は最低共振周波数o=70Hz、インピ
ーダンス回路5のコンデンサC=500μFの場合に
おいて、抵抗Rの値を20Ω、35Ω、65Ωの順に次
第に増大させた場合の具体例を示す。
ーダンス回路5のコンデンサC=500μFの場合に
おいて、抵抗Rの値を20Ω、35Ω、65Ωの順に次
第に増大させた場合の具体例を示す。
すなわち、本発明において、インピーダンス回
路のコンデンサCの値の増大に伴つて最低共振周
波数が下がり、また、抵抗Rの値の減少に伴つて
最低共振周波数での共振のQが下がり、コンデン
サC、抵抗Rの値を適当に設定することにより、
最低共振周波数を下げ、かつ、この領域を臨界制
動またはこれに近い理想的な特性を実現でき、低
音再生域の拡大をはかることができる。
路のコンデンサCの値の増大に伴つて最低共振周
波数が下がり、また、抵抗Rの値の減少に伴つて
最低共振周波数での共振のQが下がり、コンデン
サC、抵抗Rの値を適当に設定することにより、
最低共振周波数を下げ、かつ、この領域を臨界制
動またはこれに近い理想的な特性を実現でき、低
音再生域の拡大をはかることができる。
なお、負性抵抗回路3は第5図および第8図の
実施例に限られるものではなく、第12図に示す
ような負性抵抗回路3の負荷(第5図および第6
図のz)と動電型スピーカー2のインピーダンス
とを兼用させた変形回路でもよい。
実施例に限られるものではなく、第12図に示す
ような負性抵抗回路3の負荷(第5図および第6
図のz)と動電型スピーカー2のインピーダンス
とを兼用させた変形回路でもよい。
以上のように、本発明は、増幅器の出力に動電
型スピーカーを接続し、当該動電型スピーカーと
直列に負性抵抗回路を接続した構成において、当
該負性抵抗回路が所定の周波数以下の領域で負性
抵抗を有するようにしたので、最低共振周波数以
下の領域で音圧が6dB/octで下降し、また、負
性抵抗回路と直列にインピーダンス回路を付加す
れば最低共振周波数を下げることができ、低音再
生域を拡大することができる優れた利用を有す
る。
型スピーカーを接続し、当該動電型スピーカーと
直列に負性抵抗回路を接続した構成において、当
該負性抵抗回路が所定の周波数以下の領域で負性
抵抗を有するようにしたので、最低共振周波数以
下の領域で音圧が6dB/octで下降し、また、負
性抵抗回路と直列にインピーダンス回路を付加す
れば最低共振周波数を下げることができ、低音再
生域を拡大することができる優れた利用を有す
る。
第1図、第2図は電気−機械音響系の等価回路
を示す図、第3図、第4図は同、特性を示す図、
第5図は本発明のスピーカー駆動装置の構成を示
す図、第6図は同、負性抵抗回路の特性を示す
図、第7図は同、周波数特性を示す図、第8図は
本発明の他のスピーカー駆動装置の構成を示す
図、第9図は同、等価回路を示す図、第10図、
第11図は同、周波数特性を示す図、第12図は
同、他の実施例を示す図である。 1は増幅器、2はスピーカー、3は負性抵抗回
路、5はインピーダンス回路である。
を示す図、第3図、第4図は同、特性を示す図、
第5図は本発明のスピーカー駆動装置の構成を示
す図、第6図は同、負性抵抗回路の特性を示す
図、第7図は同、周波数特性を示す図、第8図は
本発明の他のスピーカー駆動装置の構成を示す
図、第9図は同、等価回路を示す図、第10図、
第11図は同、周波数特性を示す図、第12図は
同、他の実施例を示す図である。 1は増幅器、2はスピーカー、3は負性抵抗回
路、5はインピーダンス回路である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 増幅器1の出力にスピーカー2を接続し、当
該スピーカー2と直列に、当該スピーカー2の最
低共振周波数f0またはその近傍の周波数以下の領
域で負性抵抗を有する負性抵抗回路3を接続した
ことを特徴とするスピーカー駆動装置。 2 増幅器1の出力にスピーカー2を接続し、当
該スピーカー2と直列に、当該スピーカー2の最
低共振周波数f0またはその近傍の周波数以下の領
域で負性抵抗を有する負性抵抗回路3を接続し、
かつ、当該負性抵抗回路3と直列にインピーダン
ス回路5を接続したことを特徴とするスピーカー
駆動装置。 3 上記インピーダンス回路5がコンデンサCで
あることを特徴とする特許請求の範囲第2項記載
のスピーカー駆動装置。 4 上記インピーダンス回路5がコンデンサCと
抵抗Rの並列回路であることを特徴とする特許請
求の範囲第2項記載のスピーカー駆動装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12723281A JPS5829295A (ja) | 1981-08-12 | 1981-08-12 | スピ−カ−駆動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12723281A JPS5829295A (ja) | 1981-08-12 | 1981-08-12 | スピ−カ−駆動装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5829295A JPS5829295A (ja) | 1983-02-21 |
JPH0214839B2 true JPH0214839B2 (ja) | 1990-04-10 |
Family
ID=14954990
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP12723281A Granted JPS5829295A (ja) | 1981-08-12 | 1981-08-12 | スピ−カ−駆動装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5829295A (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS58200691A (ja) * | 1982-05-17 | 1983-11-22 | Onkyo Corp | スピ−カ−駆動装置 |
US5280543A (en) * | 1989-12-26 | 1994-01-18 | Yamaha Corporation | Acoustic apparatus and driving apparatus constituting the same |
JP2884651B2 (ja) * | 1989-12-29 | 1999-04-19 | ヤマハ株式会社 | 音響装置 |
GB201712391D0 (en) | 2017-08-01 | 2017-09-13 | Turner Michael James | Controller for an electromechanical transducer |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS52138122A (en) * | 1976-03-24 | 1977-11-18 | Stahl Karl Erik | Method of improving low frequency speaker reproduction and device therefor |
-
1981
- 1981-08-12 JP JP12723281A patent/JPS5829295A/ja active Granted
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS52138122A (en) * | 1976-03-24 | 1977-11-18 | Stahl Karl Erik | Method of improving low frequency speaker reproduction and device therefor |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS5829295A (ja) | 1983-02-21 |
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