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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JP
Japan
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speaker
circuit
impedance
frequency
negative resistance
Prior art date
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JP56127232A
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JPS5829295A (ja
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Takeshi Honda
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Onkyo Corp
Original Assignee
Onkyo Corp
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Publication date
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Publication of JPS5829295A publication Critical patent/JPS5829295A/ja
Publication of JPH0214839B2 publication Critical patent/JPH0214839B2/ja
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04RLOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R3/00Circuits for transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R3/04Circuits 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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
() (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。
() 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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
【図面の簡単な説明】
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。

Claims (1)

  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。
JP12723281A 1981-08-12 1981-08-12 スピ−カ−駆動装置 Granted JPS5829295A (ja)

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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
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JPS52138122A (en) * 1976-03-24 1977-11-18 Stahl Karl Erik Method of improving low frequency speaker reproduction and device therefor

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