JPH03143195A

JPH03143195A - マルチアンプ方式スピーカーシステム

Info

Publication number: JPH03143195A
Application number: JP28232489A
Authority: JP
Inventors: Noboru Okino; 登興野
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1989-10-30
Filing date: 1989-10-30
Publication date: 1991-06-18
Anticipated expiration: 2014-05-10
Also published as: JP2887872B2

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】し産業上の利用分野］この発明は、チャンネルごとに各スピーカーに適したデ
ィジタル信号処理を行わさせることによって、スピーカ
ーシステムとしての特性改善、音質の向上を図ったマル
チアンプ方式スピーカーシステムに関するものである。

［従来の技術］従来１周波数帯域専用のスピーカーを複数個組合わせて
使用するマルチウェイ方式スピーカーシステムにおいて
は、コイルおよびコンデンサによって構成されるＬＣネ
ットワークを用いる方式や、各帯域（チャンネル）ごと
に専用のチャンネルデバイダを用いるマルチアンプ方式
が採用されている。ＬＣネットワークやマルチアンプ方
式で用いられるチャンネルデバイダは可聴周波数帯域を
幾つかの必要な周波数帯域に周波数分割し、対応した帯
域専用のスピーカーに音響信号を供給する機能がある。

ところでマルチアンプ方式では、電子回路で構成される
チャンネルデバイダのディジタル化が進められてきてい
る。第７図は実開昭５９−１０１５１７号公報に開示さ
れた一実施例で、ディジタル方式チャンネルデバイダを
用いた上記マルチアンプ方式によるスピーカーシステム
の一例をブロック図で示したものである。図において（
２）　、　（２＋　）　。

（２□）、・・・（２−は複数個のパワー増幅器、　（
３）　。

（３＋）　、（３ａ）　、・・・（３ｎ）は複数個のス
ピーカーユニット、（４）はチャンネルデバイダで、複
数個の直線位相ＦＩＲフィルタ（４１）　、（４□）、
・・・（４，，１から構成される。（４１１）　、　（
４２２）　、・・・（４，、）はそれぞれ上記直線位相
ＦＩＲフィルタに所望の周波数分割特性を持たせるため
のフィルタ係数を与える演算手段である複数個のフィル
タ係数可変装置、　（５）　。

（ｓ＋）、　（５ｇ）、−（５ｎ）は複数個のＤ／Ａ変
換器である。

上記のマルチウェイ方式スピーカーシステムでは、ディ
ジタル信号入力がチャンネルデバイダ（４）に印加され
、直線位相ＦＩＲフィルタ（４１）　。

（４□）、・・・（４１）で、所望の周波数分割特性を
持たせるためフィルタ係数可変装置（４，ｔ）、（４゜
）、・・・（４，、ｎ）のフィルタ係数と畳み込み演算
される。つぎに直線位相ＦＩＲフィルタ（４）　、　　
（４１１、（４□）。

・・・（４゜）の出力はそれぞれのＤ／Ａ変換器（５）
。

（５１）、　（ｓｘ）、・・・（５７）にてアナログ信
号に変換され、以下、パワー増幅器（２）　、　（２１
１，（２□）、・・・（２ｎ）にて所定のレベルまで増
幅されスピーカーユニットｆ３）　、　（３１）、　　
（３□）、・・・（３ｏ）に供給され音に変換される。

［発明が解決しようとする課題］上記マルチウェイ方式スピーカーシステムの長所として
はチャンネルデバイダとして直線位相ＦＩＲフィルタ（
４１、（４＋１　、（４ｚｌ　、・（４，）を用いてい
るため直線位相特性を保ちながら、所望の周波数帯域に
帯域分割できることである。そのため帯域分割特性に無
関係にフィルタの遅延時間が周波数に対して一定（直線
位相）となる。ただし短所として、対応する周波数帯域
にあわせて帯域分割する必要上、各直線位相ＦＩＲフィ
ルタ（４，１。

（４□）、・・・（４ｏ）のもつ遅延時間に差が生じ、
その結果各スピーカー（３，）　、＋３□）、・・・（
３゜）からの放射音は遅延時間の不一致１位相ズレ、出
力音圧特性の乱れを招き、音の忠実再生が困難になると
いう問題点がある。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、各スピーカーからの放射音の遅延時間を一致
させ、その結果、総合音圧周波数特性を平坦化すること
によって、高忠実音響再生を実現するマルチアンプ方式
スピーカーシステムを得ることを目的とする。

［課題を解決するための手段１この発明に係るマルチウェイ方式スピーカーシステムは
１周波数帯域分割のための従来のチャンネルデバイダに
代わって、特性制御のためのディジタル信号処理回路部
を用いる構成とし、各チャンネルごとに直線位相ＦＩＲ
フィルタで構成される帯域分割回路、スピーカーの出力
音圧特性の平坦化を行うための逆フィルタおよびチャン
ネル間の遅延時間を補正する遅延時間補正回路を設け。

各スピーカーからの放射音および総合放射音の出力音圧
特性の平坦化、遅延時間および位相差の正確な補正を実
現したものである。

［作用］この発明に係るマルチウェイ方式スピーカーシステムは
、各チャンネルごと設けた直線位相ＦＩＲフィルタ、ス
ピーカー特性の逆フィルタおよび遅延補正回路により、
出力音圧特性の平坦化および遅延時間および位相差の正
確な補正を実現し。

音圧ひずみのない高忠実音響再生を実現する作用がある
。

［実施例コ以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図はこの発明によるマルチアンプ方式スピーカーシステ
ムの一実施例をブロック図で示したものである。図にお
いて（２）はパワー増巾器で、複数個のパワー増巾器（
２，ｌ　、　（２□）、・・・（２□）を含む、（３）
はスピーカーユニットで、複数個のスピーカーユニット
（３１）　、（３２）　、・・・（３ｎ）を含む。

（４）は帯域分割回路で、複数個の直線位相ＦＩＲフィ
ルタ（４ｔ）　、（４２）　、・・・（４ｎ）と、この
各直線位相ＦＩＲフィルタに所望の周波数分割特性を持
たせるためのフィルタ係数発生回路、（４□）、（４□
２）。

・−・（４，、Ｉ　とを有する。（５）は複数個のＤ／
Ａ変換器（５１１，（５ｇ）、　−・・（５゜）を含む
Ｄ／Ａ変換回路。

（６）は同じく複数個のＡ／Ｄ変換器［６＋）、　（６
□）。

・・・ｆ６．、）を含むＡ／Ｄ変換回路、（７）は出力
音圧特性の平坦化を行うための逆フィルタで、複数個の
直線位相ＦＩＲフィルタ（７Ｉ）　、（７２）　５＝（
７，）と逆フイルタ係数発生回路（７１１１、（７□２
）、・・・（７，，１とからなる。（８）は？３１？数
個の遅延時間補正回路（８１１、（８２）　、・・・（
８、）を含む遅延時間補正回路。

（２０）はマイクロホンを示す。

第１図においてアナログ入力信号は、Ａ／Ｄ変換回路（
６）によりディジタル信号に変換される。

この実施例ではチャンネルごとにＡ／Ｄ変換回路を設け
であるが、サンプリング周波数が同一のものは共用する
ことができる。つぎにＡ／Ｄ変換回路（６）のディジタ
ル出力信号は帯域分割回路（４）に導かれる。帯域分割
回路（４）では直線位相ＦＩＲフィルタ（４，）　、（
４□）、・・・（４゜）により、あらかじめ設定した周
波数帯域分割特性を得るためフィルタ係数発生回路（４
□）　、　（４，□）、・・・（４，。）からの信号と
、上記ディジタル出力信号との間で畳込み演算が行われ
、所望の周波数帯域に分割される。

畳込み演算の結果得られたディジタル信号はさらに各ス
ピーカーユニットの出力音圧特性の平坦化を行うための
逆フィルタ（７）に導かれ、帯域分割回路（４）と同様
、その直線位相ＦＩＲフィルタ（７＋１　、（７□）、
・・・（７□）により、逆フイルタ係数発生回路（７＋
＋）　、　（７２２）　、・−・（７□。）からの信号
との間で畳込み演算が行われ、出力音圧特性の補正が行
われる。

ところで帯域分割回路（４）および逆フィルタ（７）を
通過した信号は各チャンネル独自で、直線位相ＦＩＲフ
ィルタの採用および逆フィルタの導入により周波数帯域
分割特性を有しながら直線位相（遅延時間一定）および
出力音圧特性の平坦化を実現するものとなっている。し
かしチャンネル間の遅延時間と位相に関しては一般には
一致しない。そこで次に逆フィルタ（７）を通過した信
号を各遅延時間補正回路［ａ、）　、（Ｓ□）、・・・
（８１）に導き。

各チャンネル間の遅延時間差と位相差の補正を行う必要
がある。これは各スピーカーユニット（３，）　、（３
□）、・・・［３，）からマイクロホン（２０）に至る
音波圧ばんによる遅延時間ｔ＋　、ｔｚ’・・１１１も
加えた総合遅延時間と総合位相とが一致するように各遅
延時間補正回路（ｓ、）、（８□）、・・・（８ｎ）の
遅延時間調整を行う。具体的には各遅延時間補正回路（
Ｓ＋）　。

（８□）、・・・（８ｏ）のどれか１つを基準にして遅
延時間差を補正すれば良い。

次に遅延時間補正回路（８）で補正されたディジタル信
号は各Ｄ／Ａ変換回路（ｓ＋）　、（Ｍ　、・（５，１
でアナログ信号に変換され各パワー増幅器（２１１。

（２２）　、・・・（２□）を介して各スピーカーユニ
ット（３＋１　、（３□）、・・・（３□）に導かれ音
放射が行われる。

こうすることによって従来問題であった各放射音の遅延
時間の不一致９位相ズレ、その結果生ずる総合出力音圧
特性の乱れの問題を解消し、忠実音響再生を行うマルチ
アンプ方式スピーカーシステムを実現することが可能と
なる。

なおＡ／Ｄ変換回路（６）、帯域分割回路（４）。

逆フ、イルタ（７）、遅延補正回路（８）およびＤ／Ａ
変換回路（５）がこの発明でいう特性制御のためのディ
ジタル信号処理回路部である。この部分は周波数帯域分
割のための従来のチャンネルデバイダ（こｔ目当するが
、単に周波数帯域分割だけでなく。

特性補正・遅延補正を行える回路となって点が大きく相
違する。また帯域分割回路（４）、逆フィルタ（７）お
よび遅延時間補正回路（８）の並び順序を入れ替えても
良いことは勿論である。遅延補正回路については遅延時
間が０秒なら省略することができる。

第２図、第３図はこの発明によるマルチアンプ方式スピ
ーカーシステムの他の実施例をブロック図で示したもの
である。第２図、第３図において第１図と同一あるいは
相当部分には同一記号を付した。

第２図、第３図において第１図と異なる点は遅延時間補
正回路（８）の構成を具体的に示しである点である。第
２図において遅延時間補正回路（８）は、遅延制御回路
（８１）　、（８□）、・・・（８ｏ）と、−時的に信
号データを保存するためのバッファメモリー（８１１）
　、　　（８□２）、・・・（８ｏ）とから構成される
。第２図において、逆フィルタ（７）から導かれたディ
ジタル信号は遅延制御回路（８１）　、（８２）　、・
・・（８ｏ）により一時的にバッファメモリー（８□）
　、　［８２□）。

−・・（８，、、、）に保存され９次にこのデータが一
定時間後に呼出される。このように遅延制御回路とバッ
ファメモリーを用いると、遅延補正回路（８）の小形化
を図ることができる。

一方、第３図に示す実施例において遅延時間補正回路（
８）は直線位相ＦＩＲフィルタ（９，）（９□）、・・
・（９ｎ）と遅延係数発生回路（９１１１、（９２２）
　。

・・・（９，、）　とから構成される。逆フィルタ（７
）から導かれたディジタル信号は直線位相ＦＩＲフィル
タ（９１）、（９□）、・・・（９７）により、遅延係
数発生回路（９□）　、　（ｑｚｚ）　、・・・（９，
）からの信号と畳込み演算され、必要な遅延が付加され
る。このように直線位相ＦＩＲフィルタと遅延係数発生
回路とを用いると、帯域分割回路（４）や逆フィルタ（
７）と同様な構成となり回路設計が簡略化される利点が
ある。

第４図はこの発明によるマルチアンプ方式スピーカーシ
ステムのディジタル信号処理回路を簡略化した一実施例
をブロック図で示したものである。第１図に示す実施例
から帯域分割回路（４）と逆フィルタ（７）とは基本回
路構成は同一であるから、フィルタ係数発生回路（４１
１）　、　（４□２）、・・・（４，、ｎ）の係数デー
タと、逆フイルタ係数発生回路（Ｖ、＋）　、　（７□
、）　、−・・（７，、）の係数データとを畳込み演算
し、その結果得られる係数データ（帯域分割／逆フイル
タ係数）をＡ／Ｄ変換回路（６）からの入力信号データ
と畳込み演算すれば、帯域分割回路（４）と逆フィルタ
（７）とを統合化することができる。第４図に示す実施
例はこのように統合化を行ったブロック図で、ディジタ
ル信号処理回路部の簡略化をねらったものである。

同様に、第５図はこの発明によるマルチアンプ方式スピ
ーカーシステムのディジタル信号処理回路を簡略化した
他の実施例をブロック図で示したちのである。第５図に
おいて、フィルタ係数発生回路（４，、）　、　（４□
２）、・・・（４，、、、）の係数データ、逆フイルタ
係数発生回路（７□ｌ　、（ｙｚｚｌ　、・・・（７，
、、、）の係数データおよび遅延係数発生回路（９，、
）　。

（９□２）、・・・（９゜）の係数データを畳込み演算
し。

その結果得られる係数データ（帯域分割／逆フイルタ／
遅延補正係数）をＡ／Ｄ変換回路（６）からの入力信号
データと畳込み演算させることによって、帯域分割回路
（４）と逆フィルタ（７）および遅延補正回路（８）と
の統合化を図ったものである。

この場合は第４図に示す実施例よりさらに回路の簡略化
が可能である。ただし、遅延時間補正回路（８）として
は第３図のように直線位相ＦＩＲフィルタ（９１１、（
９２）　、・・・（９、）と遅延係数発生回路（９１１
１、（９□２）、・・・（９□）とから構成される場合
のみ有効である。

ところで、前記のように第２図から第５図のこの発明に
よるマルチアンプ方式スピーカーシステムでは各スピー
カーからの放射音に関して、出力音圧特性の平坦化およ
び直線位相（遅延時間−定）を実現し、さらに各スピー
カー（３１）　、（３□）。

・・・（３゜）からの放射音の遅延時間を一致させるこ
とによって高忠実音響再生を実現するマルチアンプ方式
スピーカーシステムを得ることができる。しかし設計誤
差などにより、最終的に得られる総合出力音圧特性がま
だ要求どおり平坦化できないとき、あるいは総合出力音
圧特性を任意に変化させたい時には、第６図のように帯
域分割回路（４）の前段に総合音圧特性補正用直線位相
ＦＩＲフィルタ（１３）と総合音圧特性補正係数発生回
路（１４）とを設けることにより細かく特性制御を行う
ことができる。第６図の総合音圧特性補正係数発生回路
（１４）としては、総合出力音圧特性の平坦化を行う場
合には、総合音圧特性補正係数発生回路（１４）として
総合音圧特性の逆特性をあたえる係数データを用いれば
よい。任意に特性を変化させたい時には総合音圧特性の
補正を行うための補正係数データを計算して用いる必要
がある。

［発明の効果］以上のようにこの発明のマルチアンプ方式スピーカーシ
ステムによれば１周波数帯域分割のための従来のチャン
ネルデバイダに代わって特性制御のためのディジタル信
号処理回路を用い、各周波数帯域ごとに帯域分割回路、
スピーカーの出力音圧特性の平坦化を行うための逆フィ
ルタおよびチャンネル間の遅延時間を補正する遅延時間
補正回路を設け、各スピーカーからの放射音の出力音圧
特性補正、遅延時間差・位相差の補正、さらに総合放射
音の出力音圧特性の平坦化をおこなったので、音圧ひず
みのない高忠実音響再生可能なスピーカーシステムを実
現できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明によるマルチアンプ方式スピーカーシ
ステムの一実施例を示すブロック図、第２図から第６図
はこの発明によるマルチアンプ方式スピーカーシステム
の他の実施例を示すブロック図、第７図は従来のマルチ
アンプ方式スピーカーシステムの一例を示すブロック図
である。（３）　、　（３，）　、（３り　、・・・（３ｎ）は
スピーカーユニット、（４）は帯域分割回路、　（５）
　、　［５＋）　、（ｓ□）、・・・（５ｎ）はＤ／Ａ
変換回路、　ｆ６）　、　（６，１、（６２）　、−・
・（６、）はＡ／Ｄ変換回路、（７）は逆フィルタ、（
８）は遅延時間補正回路、　（８１）　、（８２）　、
・・・（８ｎ）は遅延（制御）回路。なお同一記号は同一または相当部分を示す。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ディジタル信号処理回路部と、各周波数帯域ごと
に専用のパワーアンプおよびスピーカーユニットを用い
るマルチアンプ方式スピーカーシステムであつて、ディ
ジタル信号処理回路部は１個以上のＡ／Ｄ変換器、各周
波数帯域ごとに設けたディジタル方式帯域分割回路、ス
ピーカーユニットの出力音圧特性の平坦化を行うための
ディジタル方式逆フィルタ、ディジタル方式遅延補正回
路およびＤ／Ａ変換器から構成されたことを特徴とする
マルチアンプ方式スピーカーシステム。