JPH05344596A - Acoustic equipment - Google Patents
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- JPH05344596A JPH05344596A JP14546292A JP14546292A JPH05344596A JP H05344596 A JPH05344596 A JP H05344596A JP 14546292 A JP14546292 A JP 14546292A JP 14546292 A JP14546292 A JP 14546292A JP H05344596 A JPH05344596 A JP H05344596A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は音響装置のスピーカに
電気制御ループを施して特性を改善する技術に関するも
のである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a technique for improving characteristics by providing an electric control loop to a speaker of an audio device.
【０００２】[0002]
【従来の技術】音響装置の出力段としてのスピーカシス
テムは、一般にキャビネット（箱体）に配置されたスピ
ーカ（振動器）を、ドライブアンプにて駆動するように
構成される。近年の軽薄短小並びに高品位化の動向か
ら、スピーカシステムも小型でかつ高性能なものが望ま
れており、これを実現させるものとして、スピーカに状
態（位置，速度，加速度）フィードバックして使用する
方法が提案され、既に多数のメーカで製品化されてい
る。2. Description of the Related Art A speaker system as an output stage of an audio device is generally constructed by driving a speaker (vibrator) arranged in a cabinet (box) with a drive amplifier. Due to the trend of lightness, thinness, shortness, and high quality in recent years, there is a demand for a compact and high performance speaker system. To realize this, the state (position, speed, acceleration) is fed back to the speaker and used. A method has been proposed and already commercialized by many manufacturers.
【０００３】以下に、この方法を簡単に説明する。This method will be briefly described below.
【０００４】図８は、一般的なスピーカシステムの断面
図である。図示の様に、例えば動電型直接放射スピーカ
を想定して説明を進める。図８において、１は振動板、
２は振動板１の外周ならびに内周を支持するバネ・ダン
パ要素であり、以上の構成要素によりスピーカの振動部
が構成される。３は高透磁率の磁性体で構成されたポー
ル・ピース、４は同じく高透磁率の磁性体で構成された
ヨーク、５は永久磁石、６はボイスコイルであり、ポー
ル・ピース３とヨーク４によりボイスコイル６がはいる
ギャップが構成され、永久磁石５によって磁束が供給さ
れる磁気回路となっている。７はフレームであり、前記
磁気回路と前記振動部を保持し、その位置関係を保つ役
割をする。FIG. 8 is a sectional view of a general speaker system. As shown in the figure, the description will proceed assuming an electrodynamic direct emission speaker, for example. In FIG. 8, 1 is a diaphragm,
Reference numeral 2 denotes a spring / damper element that supports the outer circumference and the inner circumference of the diaphragm 1, and the above-described components make up the vibration portion of the speaker. 3 is a pole piece made of a high magnetic permeability material, 4 is a yoke also made of a high magnetic permeability material, 5 is a permanent magnet, 6 is a voice coil, and the pole piece 3 and the yoke 4 are This forms a gap into which the voice coil 6 is inserted, and serves as a magnetic circuit to which magnetic flux is supplied by the permanent magnet 5. Reference numeral 7 denotes a frame, which holds the magnetic circuit and the vibrating portion, and serves to maintain the positional relationship between them.
【０００５】このシステムを制御理論のブロック線図で
伝達関数表示すると、図９になる。図において、８はス
ピーカ１００の振動板１の駆動磁気回路のインピーダン
ス特性を表す伝達係数、９は前記磁気回路の電流−力変
換率である力定数を表す伝達係数である。１０〜１４は
スピーカ１００の機械特性を示す伝達関数及び伝達係数
であり、ｍはスピーカ１００の振動部質量、ｋはバネ要
素２の弾性定数、ｃはダンパ要素２の粘性定数、ｓはラ
プラス演算子を示す。１４は前記駆動磁気回路の逆起電
力定数を表す伝達係数、１５は前記駆動磁気回路中で物
理的に生じている駆動電流と逆起電力との関係を減算ブ
ロックで表したものである。１６はスピーカ１００の磁
気回路において機械的に行われている磁気回路が発生す
る力とバネ要素からの反発力と粘性要素からの反力との
力のつりあいを減算ブロックで表したものである。FIG. 9 is a transfer function representation of this system in a block diagram of control theory. In the figure, 8 is a transfer coefficient showing the impedance characteristic of the drive magnetic circuit of the diaphragm 1 of the speaker 100, and 9 is a transfer coefficient showing the force constant which is the current-force conversion rate of the said magnetic circuit. 10 to 14 are a transfer function and a transfer coefficient indicating mechanical characteristics of the speaker 100, m is a mass of the vibration part of the speaker 100, k is an elastic constant of the spring element 2, c is a viscosity constant of the damper element 2, and s is a Laplace operation. Indicates a child. Reference numeral 14 is a transfer coefficient representing the back electromotive force constant of the drive magnetic circuit, and 15 is a subtraction block representing the relationship between the drive current physically generated in the drive magnetic circuit and the back electromotive force. A subtraction block 16 represents the balance between the force generated by the magnetic circuit mechanically performed in the magnetic circuit of the speaker 100, the repulsive force from the spring element, and the reactive force from the viscous element.
【０００６】実際のスピーカシステムの動作は次のよう
に考えられる。すなわち、スピーカ１００の振動板１の
駆動電圧は、駆動電磁回路のボイスコイル６のインピー
ダンス特性Ｚ（ｓ）８によって電流に変換される。この
電流から後に述べる逆起電力を引いた電流値に、力定数
ＫA （Ｎ／Ａ）９を乗算したものが、スピーカ振動部の
バネ・ダンパ・質量系で構成される機構部１０，１１，
１２，１３に加わる力となる。この力がスピーカ１００
の機構部に加わり、スピーカ１００のボイスコイル６に
速度変化および位置変化をさせる。この時、ボイスコイ
ル６がある速度で動くとこの速度に比例した逆起電力が
生じる。逆起電力定数をｃG（Ａ・ｓｅｃ／ｍ）１４と
すれば、逆起電力はスピーカ１００の駆動電流にフィー
ドバックされるのと等価であることが理解できる。The operation of the actual speaker system is considered as follows. That is, the drive voltage of the diaphragm 1 of the speaker 100 is converted into a current by the impedance characteristic Z (s) 8 of the voice coil 6 of the drive electromagnetic circuit. The current value obtained by subtracting the back electromotive force, which will be described later, from this current is multiplied by the force constant KA (N / A) 9 to obtain the mechanical parts 10, 11 composed of the spring, damper, and mass system of the speaker vibrating part.
It will be the force applied to 12 and 13. This power is the speaker 100
To change the speed and the position of the voice coil 6 of the speaker 100. At this time, if the voice coil 6 moves at a certain speed, a counter electromotive force proportional to this speed is generated. When the counter electromotive force constant is c G (A · sec / m) 14, it can be understood that the counter electromotive force is equivalent to being fed back to the drive current of the speaker 100.
【０００７】また、スピーカ１００の振動部は、図８で
示したバネ・ダンパ要素２によってバネ・ダンパ支持さ
れているため、振動部が変位するとフックの法則により
バネ定数ｋ（Ｎ／ｍ）１２に比例した反発力が、さらに
可動部が速度を持つと粘性係数ｃ（Ｎ・ｓｅｃ／ｍ）１
３に比例した反発力が生じるため、各々伝達関数表示す
ると加速度フィードバックに相当することが理解でき
る。Since the vibrating portion of the speaker 100 is supported by the spring / damper element 2 shown in FIG. 8, when the vibrating portion is displaced, the spring constant k (N / m) 12 is obtained according to Hooke's law. Repulsive force proportional to, and when the moving part has a velocity, viscosity coefficient c (Nsec / m) 1
Since a repulsive force proportional to 3 is generated, it can be understood that the transfer function display corresponds to acceleration feedback.
【０００８】また、スピーカシステムの音圧出力は、空
気が振動板１から受ける圧力であるから、スピーカ１０
０の振動板１の加速度で与えられる。Further, since the sound pressure output of the speaker system is the pressure that the air receives from the diaphragm 1, the speaker 10
The acceleration of the diaphragm 1 is 0.
【０００９】図１０にスピーカの入力電圧−出力音圧周
波数特性を示す。出力音圧の特性が平坦になるのは、ス
ピーカの一次共振周波数ｆ0 より高い帯域となる。この
共振周波数は、 ｆ0＝（２π）-1（ｋ／ｍ）0.5 で与えられる。一般にスピーカを小型化してゆくと、振
動部の質量ｍが減少するため、ｆ0 は大きくなり、結果
として低域の再生ができなくなる。FIG. 10 shows the input voltage-output sound pressure frequency characteristics of the speaker. The characteristic of the output sound pressure becomes flat in a band higher than the primary resonance frequency f 0 of the speaker. This resonance frequency is given by f 0 = (2π) −1 (k / m) 0.5 . Generally, as the speaker is downsized, the mass m of the vibrating part is reduced, so that f 0 is increased, and as a result, low frequency reproduction cannot be performed.
【００１０】そこで、小型スピーカにおいても低域から
高域までフラットな高品位再生を可能にする方法とし
て、スピーカ振動板１の状態（位置，速度，加速度）検
出を行い、その状態量をフィードバックすることによっ
て、スピーカの特性を改善する提案がなされている。こ
の方法に関する文献として、JAS JOURNAL ■90・9月号P1
4〜20が挙げられる。Therefore, as a method of enabling flat high-quality reproduction from a low range to a high range even with a small speaker, the state (position, speed, acceleration) of the speaker diaphragm 1 is detected and the state quantity is fed back. Therefore, a proposal has been made to improve the characteristics of the speaker. JAS JOURNAL ■ September 90 issue P1
4 to 20 can be mentioned.
【００１１】図１１にそのシステム構成の概略図を示
す。図中、１７は状態検出センサであり、スピーカ振動
板１の変位，速度あるいは加速度を検出する。１８は特
性補正回路であり、積分器あるいは微分器で構成され、
状態検出センサ１７から得た振動板１の状態量を所望の
状態量に変換する物である。２３は状態量をスピーカ１
００の駆動電圧にフィードバックするための減算器、１
９はスピーカ１００のドライブアンプである。FIG. 11 shows a schematic diagram of the system configuration. In the figure, 17 is a state detection sensor, which detects displacement, velocity or acceleration of the speaker diaphragm 1. 18 is a characteristic correction circuit, which is composed of an integrator or a differentiator,
The state quantity of the diaphragm 1 obtained from the state detection sensor 17 is converted into a desired state quantity. 23 is the state quantity of the speaker 1
Subtractor for feeding back the drive voltage of 00, 1
Reference numeral 9 is a drive amplifier of the speaker 100.
【００１２】図１１のシステムを制御理論のブロック線
図で表現すれば図１２の様になる。図において、２０は
振動板１の加速度を加速度センサ１７で検出した信号を
フィードバックするゲインを示す伝達係数、２１は振動
板１の位置を位置センサ１７で検出した信号をフィード
バックするゲインを示す伝達係数、２２は振動板１の速
度を速度センサ１７で検出した信号をフィードバックす
るゲインを示す伝達係数である。２３は各々の状態量に
対応したセンサ１７からの情報を制御信号にフィードバ
ックする為の減算ブロックである。The system of FIG. 11 can be represented by a block diagram of control theory as shown in FIG. In the figure, 20 is a transfer coefficient indicating the gain for feeding back the signal detected by the acceleration sensor 17 to the acceleration of the diaphragm 1, and 21 is a transfer coefficient indicating the gain for feeding back the signal detected by the position sensor 17 on the position of the diaphragm 1. , 22 are transmission coefficients indicating gains for feeding back a signal obtained by detecting the speed of the diaphragm 1 by the speed sensor 17. Reference numeral 23 is a subtraction block for feeding back information from the sensor 17 corresponding to each state quantity to a control signal.
【００１３】次に従来例の作用について説明を行なう。Next, the operation of the conventional example will be described.
【００１４】図１３に制御を何等施さない単なる電圧駆
動した場合のスピーカ１００の出力音圧−電圧特性を示
す。図から解るように、スピーカ１００の機械系一次共
振周波数ｆ0 より低い帯域において、−１２ｄＢ／ｏｃ
ｔで低下する特性をしている。また、粘性要素１３並び
に１４が小さい場合は、本図のようにｆ0 で大きな共振
Ｑ値をもつ。FIG. 13 shows an output sound pressure-voltage characteristic of the speaker 100 when the voltage is simply driven without any control. As can be seen from the figure, in a band lower than the mechanical system primary resonance frequency f 0 of the speaker 100, −12 dB / oc
It has a characteristic of decreasing at t. Further, when the viscous elements 13 and 14 are small, they have a large resonance Q value at f 0 as shown in the figure.
【００１５】このような特性のスピーカ１００の低周波
再生能力を上げ、かつ低域での非直線歪を低減し、かつ
音圧特性を平坦にする為には、下記の状態フィードバッ
クによる方法が有効である。In order to improve the low frequency reproduction capability of the speaker 100 having such characteristics, reduce the non-linear distortion in the low frequency range, and flatten the sound pressure characteristics, the following method by state feedback is effective. Is.
【００１６】図１２を参照しながら、状態フィードバッ
クの効果について説明する。図において、加速度フィー
ドバックゲイン２０をｍf 、速度フィードバックゲイン
２１をｃf 、位置フィードバックゲイン２２をｋf と
し、各々フィードバックループを閉じると、状態フィー
ドバックループ込みのスピーカ１００の出力音圧−電圧
特性Ｐf は、次式のようになる。 Pf(s)＝Z(s)・Ka・s2・((m+mf)s2+(c+cG+cf)s+(k+kf))-1 状態フィードバックを施さない、スピーカ単体の出力音
圧−電圧特性Ｐは、 P(s)＝Z(s)・Ka・s2・(ms2+(c+cG)s+k)-1 であるから、状態フィードバックによって、実際のスピ
ーカ１００の機械特性が、詳しくは質量ｍ，粘性率ｃ，
弾性率ｋが各々フィードバックゲイン分だけ増加するこ
とが解る。The effect of state feedback will be described with reference to FIG. In the figure, when the acceleration feedback gain 20 is m f , the velocity feedback gain 21 is c f , the position feedback gain 22 is k f , and the feedback loops are closed, the output sound pressure-voltage characteristic P of the speaker 100 including the state feedback loop is set. f becomes like the following formula. P f (s) ＝ Z (s) ・ Ka ・ s 2・ ((m + m f ) s 2 + (c + c G + c f ) s + (k + k f )) -1 No state feedback , The output sound pressure-voltage characteristic P of the speaker alone is P (s) = Z (s) · Ka · s 2 · (ms 2 + (c + c G ) s + k) −1. Therefore, the actual mechanical characteristics of the speaker 100 are, in detail, mass m, viscosity c,
It can be seen that the elastic modulus k increases by the feedback gain.
【００１７】この効果により、加速度フィードバックは
スピーカ１００の振動部質量の増加、速度フィードバッ
クはスピーカ１００の振動部ダンパの粘性係数の増加、
位置フィードバックはスピーカ１００の振動部バネの弾
性係数の増加と等価である。Due to this effect, acceleration feedback increases the mass of the vibration part of the speaker 100, and velocity feedback increases the viscosity coefficient of the vibration part damper of the speaker 100.
The position feedback is equivalent to the increase of the elastic coefficient of the vibration spring of the speaker 100.
【００１８】このことから、スピーカ１００の状態量が
正確に測定できれば、電源電圧のダイナミックレンジが
許す範囲で、任意の良好な特性に電気的に改善すること
が可能になる。例えば図１３中の実線で示した特性は、
図１０の特性のスピーカ１００に図１２の状態フィード
バックを施した特性を示す。具体的には、加速度フィー
ドバックと速度フィードバックを併用し電圧ゲインを増
加させた結果、図１３の様に低域再生特性を改善し、か
つフラットな音圧特性が実現できる。From this fact, if the state quantity of the speaker 100 can be accurately measured, it is possible to electrically improve to any desired characteristic within the range allowed by the dynamic range of the power supply voltage. For example, the characteristic shown by the solid line in FIG.
12 shows the characteristics of the speaker 100 having the characteristics of FIG. 10 to which the state feedback of FIG. 12 is applied. Specifically, as a result of using the acceleration feedback and the velocity feedback together to increase the voltage gain, it is possible to improve the low frequency reproduction characteristic and realize a flat sound pressure characteristic as shown in FIG.
【００１９】[0019]
【発明が解決しようとする課題】但し、これは、あくま
で、スピーカ１００の状態量が正確に測定できる場合で
あって、実際の場合は、状態量観測センサの性能によっ
て状態フィードバックによる特性改善量が制限された
り、状態フィードバックループの調整を要したり、スピ
ーカ１００本体の機械特性の経時変化に対してかえって
特性を改悪したりといった問題があった。However, this is only for the case where the state quantity of the speaker 100 can be accurately measured, and in the actual case, the characteristic improvement quantity due to the state feedback depends on the performance of the state quantity observing sensor. There are problems that the characteristics are limited, that the state feedback loop needs to be adjusted, and that the mechanical characteristics of the speaker 100 main body deteriorate rather than deteriorate with time.
【００２０】一般的に現在スピーカ１００の振動部１の
状態量を観測する方法として、図１４（ａ）〜（ｄ）の
ように動電型，静電型，圧電型，マイクロホン等の具体
的なセンサを用いるやりかたと、図１４（ｅ）のように
ボイスコイル６に発生する逆起電力をブリッジ回路にて
取り出すセンサレスのやり方がある。民生用としてセン
サを新たに設けることはコストの面で不利であるから、
逆起電力検出によるセンサレスの方法がもっぱら用いら
れているのが現状である。Generally, as a method of observing the state quantity of the vibrating portion 1 of the speaker 100 at present, concrete examples of electrokinetic type, electrostatic type, piezoelectric type, microphone, etc. are shown in FIGS. 14 (a) to 14 (d). There is a method of using such a sensor, or a sensorless method in which the counter electromotive force generated in the voice coil 6 is taken out by a bridge circuit as shown in FIG. 14 (e). Since it is disadvantageous in terms of cost to newly install a sensor for consumer use,
At present, the sensorless method based on the detection of back electromotive force is mainly used.
【００２１】以下に、センサレスによる方法の問題点を
説明する。The problems of the sensorless method will be described below.
【００２２】図１５にセンサレスで、スピーカ１００の
状態量を得る方法の概略図を示す。図において、２４は
スピーカ１００に流れる電流量をその両端電位差によっ
て検出する電流検出用抵抗（図においてドライブアンプ
１９とスピーカ１００の間の電流経路中に配置、スピー
カ１００と接地間でも原理的に等価）、２５は電流検出
用抵抗２４の両端電位差を検出し所定の増幅を行ってス
ピーカ１００に流れる電流量を検出する差動増幅器、２
６は前記電流量とドライブアンプ１９の駆動電圧を所定
の増幅を行って電流に換算した信号とを比較し逆起電力
即ち振動板速度を検出する差動アンプである。FIG. 15 shows a schematic diagram of a method of obtaining the state quantity of the speaker 100 without a sensor. In the figure, reference numeral 24 is a current detection resistor for detecting the amount of current flowing through the speaker 100 by the potential difference between both ends thereof (in the figure, it is arranged in the current path between the drive amplifier 19 and the speaker 100, and is equivalent in principle between the speaker 100 and ground) ), 25 is a differential amplifier for detecting the potential difference between both ends of the current detection resistor 24 and performing a predetermined amplification to detect the amount of current flowing through the speaker 100, 2
Reference numeral 6 is a differential amplifier which compares the amount of current with a signal obtained by amplifying the drive voltage of the drive amplifier 19 by a predetermined amount and converting the current into a current to detect a counter electromotive force, that is, a diaphragm speed.
【００２３】既に説明したように、スピーカ１００の駆
動電流には、逆起電力がフィードバックされているのと
等価な為、スピーカ１００の磁気回路の静止インピーダ
ンス８から推定される駆動電流から実際の駆動電流を引
けば、逆起電流、すなわち振動部の速度に比例した信号
が得られる。As described above, since the counter electromotive force is fed back to the drive current of the speaker 100, it is equivalent to the drive current estimated from the static impedance 8 of the magnetic circuit of the speaker 100, and the actual drive is performed. If the current is subtracted, a counter electromotive current, that is, a signal proportional to the speed of the vibrating portion is obtained.
【００２４】図１６に図１５をブロック線図に書き直し
たものを示す。図において２７はスピーカ１００磁気回
路の静止インピーダンス特性Ｚ（ｓ）を電気的に模擬し
たもので、スピーカ１００の入力電圧を入力すると逆起
電力を含まない駆動電流を出力する伝達特性を有する。
２８は実際のスピーカ１００の駆動電流と前記逆起電流
を含まない駆動電流とを減算し、逆起電力を出力する減
算ブロックである。FIG. 16 shows a block diagram rewritten from FIG. In the figure, 27 is an electrical simulation of the static impedance characteristic Z (s) of the magnetic circuit of the speaker 100, which has a transfer characteristic of outputting a drive current containing no back electromotive force when an input voltage of the speaker 100 is input.
Reference numeral 28 is a subtraction block that subtracts the actual drive current of the speaker 100 from the drive current that does not include the back electromotive force and outputs the back electromotive force.
【００２５】さて、この際、減算ブロック２８の出力
は、静止インピーダンス模擬ブロック２７が正確に模擬
している場合に限って正確な速度を出力できる。逆にい
えば、静止インピーダンス模擬ブロック２７が少しでも
ずれれば、または、スピーカの磁気回路が温度変化によ
って少しでも変化すれば正確な速度の推定は不可能にな
り、速度情報の中に電流情報が混入する。これを速度と
して所定のゲインでフィードバックすると、直流ゲイン
が変動したり、所望の制振効果が得られなかったりする
問題がある。At this time, the output of the subtraction block 28 can output an accurate speed only when the static impedance simulation block 27 accurately simulates it. In other words, if the static impedance simulation block 27 is displaced a little, or if the magnetic circuit of the speaker is changed a little due to the temperature change, it is impossible to accurately estimate the speed, and the current information is included in the speed information. Is mixed in. If this is fed back as a speed with a predetermined gain, there are problems that the DC gain fluctuates and the desired damping effect cannot be obtained.
【００２６】この場合、推定速度ＶＰ（図１６参照）は
以下のように表される。 VP(s)=V(s)Z■(s)-(V(s)Z(s)-VR(s)) =VR(s)ーV(s)Δ ただし、 Δ=Z(s)-Z■(s) V(s)：駆動電圧 VR(s)：真の振動板速度 ここで、前述のようにΔ≠０であることから、推定速度
には駆動電圧信号が混入することになる。In this case, the estimated speed VP (see FIG. 16) is expressed as follows. VP (s) = V (s) Z ■ (s)-(V (s) Z (s) -VR (s)) = VR (s) -V (s) Δ where Δ = Z (s)- Z ■ (s) V (s): Driving voltage VR (s): True diaphragm speed Since Δ ≠ 0 as described above, the driving voltage signal is mixed in the estimated speed. ..
【００２７】図１７は振動板位置に対する振動板速度の
周波数特性を示したもので、図中の実線は真の振動板速
度、破線は推定速度である。振動板位置に対する速度の
特性は、微分特性であるから、ゲインは２０ｄＢ／ｏｃ
ｔで増加，位相は９０ｄｅｇ進む特性となるが、推定速
度は破線のように低域での特性が速度の次元で無くなっ
ている。この推定速度をフィードバックすると、駆動電
圧−出力音圧特性は図１８の破線のように低域で急峻に
音圧が落ち、共振のＱ値もさほど下がってないため、速
度フィードバックの効果が少なくなる。FIG. 17 shows the frequency characteristic of the diaphragm speed with respect to the diaphragm position. The solid line in the figure is the true diaphragm speed, and the broken line is the estimated speed. Since the speed characteristic with respect to the diaphragm position is a differential characteristic, the gain is 20 dB / oc.
Although the characteristic increases with t and the phase advances by 90 deg, the estimated speed has no characteristic in the low-frequency range as indicated by the broken line. If this estimated speed is fed back, the sound pressure of the drive voltage-output sound pressure characteristic drops sharply in the low range as shown by the broken line in FIG. 18, and the Q value of the resonance does not decrease so much, so the effect of speed feedback decreases. ..
【００２８】本発明は、以上の問題点を解消するために
なされたもので、電磁駆動タイプのスピーカの状態量
（速度、加速度等）を、高精度・広帯域で検出でき、し
かもスピーカ磁気回路並びに機械特性の経時変化や特性
ばらつきにも充分対応できる安価な音響装置を得ること
を目的とする。The present invention has been made in order to solve the above problems, and can detect the state quantities (speed, acceleration, etc.) of an electromagnetically driven speaker with high accuracy and in a wide band, and further, a speaker magnetic circuit and It is an object of the present invention to obtain an inexpensive acoustic device that can sufficiently cope with changes in mechanical characteristics over time and characteristic variations.
【００２９】[0029]
【課題を解決するための手段】この発明に係る音響装置
は、スピーカ振動板の状態量を推定する手段を有する。
この状態量推定手段は、内部にスピーカの伝達特性を模
擬した内部モデルを有し、センサレスで測定可能な状態
量、例えば駆動電圧と駆動電流を入力し、所望の状態量
を演算によって推定するものである。An audio device according to the present invention has means for estimating the state quantity of a speaker diaphragm.
The state quantity estimating means has an internal model simulating the transfer characteristics of the speaker inside, and inputs a state quantity that can be measured without a sensor, for example, a driving voltage and a driving current, and estimates a desired state quantity by calculation. Is.
【００３０】またこの発明の第２の実施例に係る音響装
置の状態推定手段は、内部にスピーカの伝達特性を模擬
した内部モデルを有し、測定可能な状態量、例えば駆動
電圧と振動板位置とを入力し、所望の状態量を演算によ
って推定するものである。The state estimating means of the acoustic device according to the second embodiment of the present invention has an internal model simulating the transfer characteristics of the speaker therein, and can measure measurable state quantities such as drive voltage and diaphragm position. Is input and the desired state quantity is estimated by calculation.
【００３１】またこの発明の第３の実施例に係る音響装
置の状態推定器は、内部にスピーカの伝達特性を模擬し
た内部モデルを有し、測定可能な状態量、例えば駆動電
圧と振動板加速度とを入力し、所望の状態量を演算によ
って推定するものである。The state estimator of the audio device according to the third embodiment of the present invention has an internal model simulating the transfer characteristics of the speaker, and can measure measurable state quantities such as drive voltage and diaphragm acceleration. Is input and the desired state quantity is estimated by calculation.
【００３２】[0032]
【作用】この発明に於ける音響装置は、スピーカの振動
板の所望の状態量を、観測可能な状態量を状態推定器に
入力する事により高精度に推定するため、理想的な状態
フィードバック制御系が実現され、スピーカの特性を容
易に改善することができる。The acoustic device according to the present invention estimates the desired state quantity of the diaphragm of the speaker with high accuracy by inputting the observable state quantity to the state estimator. The system is realized and the characteristics of the speaker can be easily improved.
【００３３】[0033]
【実施例】実施例１．以下この発明の一実施例を図につ
いて説明する。図１は、この実施例１の音響装置の概略
図である。図において、５０は状態推定器で、電流検出
用抵抗のドライブアンプ１９側の電圧すなわちスピーカ
１００の駆動電圧と差動アンプ出力すなわちスピーカ１
００の駆動電流とを入力し、スピーカ１００の振動板速
度並びに加速度を推定し、推定速度信号並びに推定加速
度信号として出力する本発明において特徴的なものであ
る。EXAMPLES Example 1. An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram of the audio device of the first embodiment. In the figure, reference numeral 50 denotes a state estimator, which is a voltage on the drive amplifier 19 side of the current detection resistor, that is, a drive voltage of the speaker 100 and a differential amplifier output, ie, the speaker 1.
A driving current of 00 is input to estimate the diaphragm speed and acceleration of the speaker 100 and output as an estimated speed signal and an estimated acceleration signal.
【００３４】以下、実施例１の作用を説明する。The operation of the first embodiment will be described below.
【００３５】本実施例１は前述した諸問題を図１に示す
システム構成にて解消したものである。図１の状態推定
器５０の一例は、現代制御理論の同一次元状態推定器に
よって構成される。The first embodiment solves the above-mentioned problems with the system configuration shown in FIG. An example of the state estimator 50 of FIG. 1 is configured by the same-dimensional state estimator of modern control theory.
【００３６】状態推定器５０はスピーカ１００の（駆動
電圧），（駆動電流），（駆動力），（加速度），（速
度），（変位），（逆起電力）間の特性を模擬する内部
モデルをもち、それは積分器や加減算回路からなる等価
回路で構成される。また、駆動電圧を等価回路に入力し
たことにより得られる推定駆動電流量と、実測した検出
電流量を比較し、推定駆動電流量と検出電流量が一致す
るよう等価回路に推定誤差をフィードバックする構成か
らなる。The state estimator 50 is an internal device that simulates the characteristics of the speaker 100 among (driving voltage), (driving current), (driving force), (acceleration), (speed), (displacement), and (back electromotive force). It has a model, which is composed of an equivalent circuit consisting of an integrator and adder / subtractor circuits. Further, the estimated drive current amount obtained by inputting the drive voltage to the equivalent circuit is compared with the actually measured detected current amount, and the estimation error is fed back to the equivalent circuit so that the estimated drive current amount and the detected current amount match. Consists of.
【００３７】スピーカ１００の動作を、アナログ電気回
路もしくは高速ディジタル演算素子においてソフトウェ
アにて模擬し、各々の状態量に相当する信号を取り出す
ことに依って、必要な状態量を模擬することができる。The operation of the speaker 100 is simulated by software in an analog electric circuit or a high-speed digital arithmetic element, and the required state quantity can be simulated by taking out signals corresponding to the respective state quantities.
【００３８】このような構成の状態推定器５０は、周波
数特性が実際のスピーカ１００と等しいだけでなく、動
特性（時間軸での特性）をも等しくすることができる。In the state estimator 50 having such a configuration, not only the frequency characteristics are equal to those of the actual speaker 100, but also the dynamic characteristics (characteristics on the time axis) can be equalized.
【００３９】すなわち動特性の誤差である指定された逆
起電力を含む駆動電流と実際の信号との誤差が零に収束
するように、推定した状態量と観測した状態量との差で
ある誤差信号をハイゲインでフィードバックさせる内部
ループを持っているので、ある時間経過後は状態推定器
のフィードバックゲインの作用により、推定誤差が零に
収束する。よって等価回路の逆起電力に相当する部分を
出力すれば、それは実際のスピーカ１００振動板の速度
と等価な信号となる。That is, the error which is the difference between the estimated state quantity and the observed state quantity so that the error between the drive current including the specified back electromotive force which is the error of the dynamic characteristic and the actual signal converges to zero. Since it has an inner loop that feeds back the signal with high gain, the estimation error converges to zero due to the action of the feedback gain of the state estimator after a certain time. Therefore, if the portion corresponding to the back electromotive force of the equivalent circuit is output, it becomes a signal equivalent to the actual speed of the speaker 100 diaphragm.
【００４０】また、このように状態推定器５０を構成す
ると、前述の電流検出抵抗２４のバラツキによる検出ゲ
イン変動やコイルの温度変化や経時変化による特性変動
が生じた場合においても、状態推定器内のフィードバッ
クループによってその変動を安定に吸収する効果がある
ため、逆起電力に相応する推定速度信号には寄与しない
という特徴がある。Further, when the state estimator 50 is configured as described above, even when the detection gain variation due to the variation of the current detection resistor 24 or the characteristic variation due to the temperature change of the coil or the change with time occurs, the state estimator 50 will be Since the feedback loop has the effect of stably absorbing the fluctuation, it does not contribute to the estimated velocity signal corresponding to the back electromotive force.
【００４１】よって以上のように構成された状態推定器
５０は、スピーカ１００の駆動電流の検出系のゲイン変
動やスピーカ１００自身の特性変動に対しても、正確な
状態量を推定することが可能である。一例として、図２
にスピーカ１００の駆動電流検出系のゲイン変動が５０
％ある場合の速度推定特性を示す。図中、ＶＰは推定速
度、ＶＲは真の速度を表し、ＶＰ／ＶＲで評価してい
る。図の様に、正確に速度を推定する事がわかる。この
ことから、量産時の推定器の個別のチューニングが不要
となる。Therefore, the state estimator 50 configured as described above can accurately estimate the state quantity even with respect to the gain variation of the drive current detection system of the speaker 100 and the characteristic variation of the speaker 100 itself. Is. As an example, FIG.
The gain fluctuation of the drive current detection system of the speaker 100 is 50
The speed estimation characteristics when there is% are shown. In the figure, VP represents an estimated speed and VR represents a true speed, which is evaluated by VP / VR. As you can see, the speed is estimated accurately. This eliminates the need for individual tuning of the estimator during mass production.
【００４２】この推定速度並びに推定加速度を所定のフ
ィードバックゲインにてスピーカ１００駆動電圧にフィ
ードバックすることにより、低域再生特性を向上させ、
かつ効果的なダンピングが可能になる。By feeding back the estimated speed and the estimated acceleration to the speaker 100 drive voltage with a predetermined feedback gain, the low frequency reproduction characteristic is improved,
And effective damping becomes possible.
【００４３】例えば図３中の破線は、状態フィードバッ
クを施す前のスピーカ１００の（電圧）／（音圧）周波
数特性図である。本実施例１の状態フィードバックを施
すと、図中の実線のように改善される。すなわち、低域
ゲインの変動はなく、１次共振周波数が低域にシフト
し、かつ共振のＱ値が効果的に制振されていることが確
認される。また、上述の通り、スピーカ１００の駆動電
流の検出系のゲイン変動が５０％以上あっても、何ら特
性変化なく同様に特性改善することが可能である。For example, the broken line in FIG. 3 is a (voltage) / (sound pressure) frequency characteristic diagram of the speaker 100 before state feedback is performed. When the state feedback of the first embodiment is applied, the improvement is made as shown by the solid line in the figure. That is, it is confirmed that there is no change in the low-frequency gain, the primary resonance frequency shifts to the low frequency, and the Q value of resonance is effectively damped. Further, as described above, even if the gain variation of the drive current detection system of the speaker 100 is 50% or more, the characteristics can be similarly improved without any characteristic change.
【００４４】実施例２．実施例１では、センサレスでス
ピーカの状態量を検出する事が出来るため、安価な構成
で効果的なスピーカ特性の改善が可能なシステムについ
て説明した。実施例２では、スピーカ１００に位置セン
サがある場合のシステムについて説明する。Example 2. In the first embodiment, a system that can detect the state quantity of the speaker without a sensor and can effectively improve the speaker characteristics with an inexpensive configuration has been described. In the second embodiment, a system in which the speaker 100 has a position sensor will be described.
【００４５】従来例では図１１のように、位置センサ１
７からの位置信号を特性補正回路１８にて微分して速度
信号を、更に微分して加速度信号を得ていた。しかしな
がら、位置信号に含まれる高域のノイズが増幅されるた
め、状態フィードバック量が制限される問題があった。In the conventional example, as shown in FIG.
The position signal from No. 7 is differentiated by the characteristic correction circuit 18 to obtain the velocity signal, and the acceleration signal is obtained. However, since the high frequency noise included in the position signal is amplified, there is a problem that the amount of state feedback is limited.
【００４６】図４はこの問題を解決する実施例２の音響
装置の概略図を示す図である。図において、１７は状態
量観測センサであり、ここでは振動板の位置を検出する
位置センサである。５０は実施例１と同様な現代制御理
論の同一次元の状態推定器で構成される状態推定器であ
る。本実施例１の状態推定器５０は、スピーカ１００の
駆動電圧もしくは駆動電流と振動板位置とを演算してス
ピーカ１００の振動板の速度並びに加速度を推定するも
のである。FIG. 4 is a diagram showing a schematic view of an audio device according to a second embodiment which solves this problem. In the figure, 17 is a state quantity observation sensor, which is a position sensor for detecting the position of the diaphragm here. Reference numeral 50 is a state estimator composed of the same dimensional state estimator of the modern control theory as in the first embodiment. The state estimator 50 of the first embodiment calculates the drive voltage or drive current of the speaker 100 and the diaphragm position to estimate the speed and acceleration of the diaphragm of the speaker 100.
【００４７】このような構成は、前述のように現代制御
理論の同一次元の状態推定器として一般的に公知なもの
である。この構成によれば、内部モデルの特性と実際の
スピーカ１００の特性の誤差である推定誤差が、零に収
束するように内部モデルにフィードバックループが設け
られているため、内部モデルの推定値を、周波数特性の
みならず動特性をも実際のスピーカ１００と同一にする
ことができる。フィードバックゲインは状態推定器５０
の収束性を自由に決定する定数であり、制御対象の極に
比べて状態推定器５０の極が例えば１０倍程度大きく
（負の実部の値が大きく）なるようにハイゲインに選ば
れる。こうすれば、実際のスピーカ１００の周波数特性
のみならず動特性までも一致しているので、測定不可能
な状態量、例えば振動板速度並びに加速度を検出するこ
とが可能となる。As described above, such a configuration is generally known as a state estimator of the same dimension in modern control theory. According to this configuration, the feedback loop is provided in the internal model so that the estimation error, which is the error between the characteristics of the internal model and the actual characteristics of the speaker 100, converges to zero. Not only the frequency characteristic but also the dynamic characteristic can be made the same as the actual speaker 100. The feedback gain is the state estimator 50.
Is a constant that freely determines the convergence of the state estimator 50, and is selected as a high gain so that the pole of the state estimator 50 is, for example, about 10 times larger (the value of the negative real part is larger) than the pole to be controlled. In this case, not only the actual frequency characteristics of the speaker 100 but also the dynamic characteristics match, so that it becomes possible to detect an unmeasurable state quantity, for example, the diaphragm speed and acceleration.
【００４８】ここで推定される速度は、状態推定器５０
の内部モデルの積分器の出力であるから、動特性はその
ままで位置センサからのノイズを低減する効果がある。
前述したように、従来の一般的な速度検出は、位置セン
サ出力を微分していたが、高域でセンサノイズを増幅す
るためフィードバックゲインが制限されていた。本実施
例２ではこの問題を解決することが出来る。The velocity estimated here is the state estimator 50.
Since it is the output of the integrator of the internal model, there is an effect of reducing the noise from the position sensor while keeping the dynamic characteristics.
As described above, in the conventional general speed detection, the position sensor output is differentiated, but the feedback gain is limited in order to amplify the sensor noise in the high range. In the second embodiment, this problem can be solved.
【００４９】例えば図５はスピーカ１００の振動板の速
度信号の一例を示したものであり、図のように状態推定
器５０の出力は動特性はそのままでノイズだけが低減さ
れる効果が確認出来る。For example, FIG. 5 shows an example of the velocity signal of the diaphragm of the speaker 100. As shown in the figure, the output of the state estimator 50 has the same dynamic characteristic, and the effect of reducing only noise can be confirmed. ..
【００５０】こうして速度並びに加速度を高精度に低ノ
イズに得ることが可能になる。なお、こうして得た状態
量をフィードバックした効果については、実施例１と同
様なので、その説明を省略する。Thus, it is possible to obtain the velocity and the acceleration with high accuracy and low noise. Note that the effect of feeding back the state quantity thus obtained is the same as that of the first embodiment, and therefore its explanation is omitted.
【００５１】本実施例は第１実施例と同様、アナログ回
路でもディジタル回路でも実現可能である。Similar to the first embodiment, this embodiment can be realized by an analog circuit or a digital circuit.
【００５２】図６に位置センサの構成例を示す。振動板
１の中心部の位置を検出出来る構成であれば、その他の
如何なる構成であってもよい。FIG. 6 shows a configuration example of the position sensor. Any other configuration may be used as long as the position of the central portion of the diaphragm 1 can be detected.
【００５３】実施例３．実施例３は振動板の加速度を検
出するセンサがある場合の一例について説明する。Example 3. The third embodiment will describe an example of the case where there is a sensor that detects the acceleration of the diaphragm.
【００５４】従来例では図１１のように、加速度センサ
１７からの位置信号を特性補正回路１８にて積分して速
度信号を得ていた。しかしながら、積分器の初期値が不
定であるためにオフセットが生じる問題があった。ま
た、このオフセットを除去するために、低域成分をカッ
トするハイパスフィルタを介した加速度信号の利用が考
えられるが、上記ハイパスフィルタの特性で位相がシフ
トするため所定のフィードバック効果が現われない恐れ
がある。In the conventional example, as shown in FIG. 11, the velocity signal is obtained by integrating the position signal from the acceleration sensor 17 in the characteristic correction circuit 18. However, there is a problem that an offset occurs because the initial value of the integrator is indefinite. Further, in order to remove this offset, it is possible to use an acceleration signal through a high-pass filter that cuts low-frequency components, but there is a possibility that a predetermined feedback effect may not appear because the phase shifts due to the characteristics of the high-pass filter. is there.
【００５５】図７は実施例３の音響装置の概略を示す図
である。図において、１７は状態量観測センサであり、
ここでは振動板の加速度を検出する加速度センサであ
る。５０は第１実施例と同様な現代制御理論の同一次元
の状態推定器で構成される状態推定器である。本実施例
３の状態推定器５０は、スピーカ１００の駆動電圧もし
くは駆動電流と振動板加速度とを演算してスピーカ１０
０の振動板の速度並びに加速度を推定するものである。FIG. 7 is a diagram showing an outline of the audio device of the third embodiment. In the figure, 17 is a state quantity observation sensor,
Here, it is an acceleration sensor that detects the acceleration of the diaphragm. Reference numeral 50 denotes a state estimator composed of the same dimensional state estimator of the modern control theory as in the first embodiment. The state estimator 50 according to the third embodiment calculates the driving voltage or the driving current of the speaker 100 and the diaphragm acceleration to calculate the speaker 10.
It is intended to estimate the velocity and acceleration of the diaphragm of 0.
【００５６】このような構成は、前述のように現代制御
理論の同一次元の状態推定器として一般的に公知なもの
である。この構成によれば、内部モデルの特性と実際の
スピーカ１００の特性の誤差である推定誤差（ここでは
加速度の状態量）が、零に収束するように内部モデルに
フィードバックループが設けられているため、内部モデ
ルの推定値を、周波数特性のみならず動特性をも実際の
スピーカ１００と同一にすることができる。As described above, such a configuration is generally known as a state estimator of the same dimension in modern control theory. According to this configuration, a feedback loop is provided in the internal model so that the estimation error (here, the state quantity of acceleration), which is the error between the characteristics of the internal model and the actual characteristics of the speaker 100, converges to zero. The estimated value of the internal model can have the same dynamic characteristic as that of the actual speaker 100 in addition to the frequency characteristic.
【００５７】フィードバックゲインは状態推定器５０の
収束性を自由に決定する定数であり、制御対象の極に比
べて状態推定器５０の極が例えば１０倍程度大きく（負
の実部の値が大きく）なるようにハイゲインに選ばれ
る。こうすれば、実際のスピーカ１００の周波数特性の
みならず動特性までも一致しているので、測定不可能な
状態量、例えば振動板速度を検出することが可能とな
る。The feedback gain is a constant for freely determining the convergence of the state estimator 50, and the pole of the state estimator 50 is, for example, about 10 times larger than the pole to be controlled (the value of the negative real part is large). ) Is selected to be high gain. In this case, not only the actual frequency characteristic of the speaker 100 but also the dynamic characteristic thereof match, so that it becomes possible to detect the state quantity that cannot be measured, for example, the diaphragm speed.
【００５８】ここで推定される速度は、推定器内部モデ
ルの積分器の出力であるから、動特性はそのままでセン
サからのノイズを低減する効果がある。前述のように、
従来の一般的な速度検出は加速度センサ出力を積分して
いたが、積分器の初期値確定不能によるオフセットが生
じる問題があった。本実施例３ではこの問題を解決する
ことが出来る。Since the speed estimated here is the output of the integrator of the internal model of the estimator, it has the effect of reducing the noise from the sensor while keeping the dynamic characteristics. As aforementioned,
The conventional general speed detection integrates the output of the acceleration sensor, but there is a problem that an offset occurs due to the inability to determine the initial value of the integrator. This problem can be solved in the third embodiment.
【００５９】本実施例３は実施例１と同様に、アナログ
回路でもディジタル回路でも実現可能である。Like the first embodiment, the third embodiment can be realized by an analog circuit or a digital circuit.
【００６０】加速度センサの構成例としては、図１４
（ｃ），（ｄ）で示した圧電形検出器（ｃ）並びにマイ
クロホン（ｄ）があるが、他のいかなる方法であっても
同様な効果がある。ただし、振動板加速度センサとして
マイクロホン（ｄ）を用いる場合は、音圧が空気を伝ぱ
する際の時間遅れが無視できるように、振動板１からで
きるだけ近い位置に設置する。そのセンサ位置は、振動
板１の表でも裏でもどちらでも同様の効果があることは
言うまでもない。An example of the configuration of the acceleration sensor is shown in FIG.
Although there are the piezoelectric detector (c) and the microphone (d) shown in (c) and (d), the same effect can be obtained by any other method. However, when the microphone (d) is used as the diaphragm acceleration sensor, it is installed as close as possible to the diaphragm 1 so that the time delay when the sound pressure propagates through the air can be ignored. It goes without saying that the sensor position has the same effect whether the diaphragm 1 is on the front side or the back side.
【００６１】[0061]
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、スピー
カの状態検出器を現代制御理論の状態推定器の構成にし
たので、センサレスにもかかわらずスピーカ本体の機械
的あるいは電気的なばらつきや電流検出系のばらつきに
対しても無調整で正確な速度並びに加速度の検出が安価
な回路付加するだけで可能になる。これによって、スピ
ーカを任意の良好な特性に改善することが可能になる。As described above, according to the present invention, since the state detector of the speaker has the configuration of the state estimator of the modern control theory, the mechanical or electrical variation of the speaker main body is achieved despite the sensorless. It is possible to accurately detect the speed and acceleration without adjustment even with respect to variations in the current detection system by simply adding an inexpensive circuit. This allows the speaker to be improved to any good characteristic.
【００６２】また、スピーカ１００の振動板の位置セン
サからの検出位置信号と駆動電圧若しくは駆動電流を用
いて、スピーカの１００振動板の速度並びに加速度を現
代制御理論の状態推定器構成にしたので、センサノイズ
を増幅する事なく高精度にスピーカ１００の振動板速度
を検出することができる。これによって、スピーカを任
意の良好な特性に改善することが可能になる。Further, since the detected position signal from the position sensor of the diaphragm of the speaker 100 and the drive voltage or drive current are used, the speed and acceleration of the speaker 100 diaphragm are made into the state estimator configuration of the modern control theory. The diaphragm speed of the speaker 100 can be detected with high accuracy without amplifying sensor noise. This allows the speaker to be improved to any good characteristic.
【図１】本発明の実施例１の音響装置のブロック回路図
である。FIG. 1 is a block circuit diagram of an audio device according to a first embodiment of the invention.
【図２】実施例１の速度推定特性図である。FIG. 2 is a speed estimation characteristic diagram of the first embodiment.
【図３】実施例１の効果を示す周波数特性図である。FIG. 3 is a frequency characteristic diagram showing the effect of the first embodiment.
【図４】本発明の実施例２の音響装置のブロック回路図
である。FIG. 4 is a block circuit diagram of an audio device according to a second embodiment of the invention.
【図５】実施例２のノイズ抑圧効果を示す信号波形図で
ある。FIG. 5 is a signal waveform diagram showing the noise suppression effect of the second embodiment.
【図６】実施例２の位置センサの配置例を示す断面図で
ある。FIG. 6 is a cross-sectional view showing an arrangement example of position sensors according to a second embodiment.
【図７】本発明の実施例３の音響装置のブロック回路図
である。FIG. 7 is a block circuit diagram of an audio device according to Example 3 of the present invention.
【図８】スピーカの断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view of a speaker.
【図９】スピーカの動作を伝達関数表示したブロック図
である。FIG. 9 is a block diagram showing a transfer function display of the operation of the speaker.
【図１０】スピーカの電圧−音圧特性図である。FIG. 10 is a voltage-sound pressure characteristic diagram of the speaker.
【図１１】状態フィードバックを用いた音響装置のブロ
ック回路図である。FIG. 11 is a block circuit diagram of an audio device using state feedback.
【図１２】状態フィードバックを説明するためのブロッ
ク図である。FIG. 12 is a block diagram for explaining state feedback.
【図１３】状態フィードバックの効果を説明する電圧−
音圧特性図である。FIG. 13 is a voltage explaining the effect of state feedback −
It is a sound pressure characteristic diagram.
【図１４】従来の状態量検出センサの例を示す図であ
る。FIG. 14 is a diagram showing an example of a conventional state quantity detection sensor.
【図１５】従来の音響装置のブロック回路図である。FIG. 15 is a block circuit diagram of a conventional audio device.
【図１６】従来の音響装置を伝達関数表示したブロック
図である。FIG. 16 is a block diagram showing a transfer function of a conventional audio device.
【図１７】従来の速度推定能力を示す位置−速度特性図
である。FIG. 17 is a position-speed characteristic diagram showing the conventional speed estimation ability.
【図１８】従来の状態フィードバックの効果を示す周波
数特性図である。FIG. 18 is a frequency characteristic diagram showing the effect of conventional state feedback.
１５ 減算ブロック １６ 減算ブロック １７ 状態検出センサ １８ 特性補正回路 １９ ドライブアンプ ２３ 減算ブロック ２４ 電流検出用抵抗 ２５ 差動増幅器 ２６ 差動増幅器 ２８ 減算ブロック ５０ 状態推定器 １００ スピーカ 15 subtraction block 16 subtraction block 17 state detection sensor 18 characteristic correction circuit 19 drive amplifier 23 subtraction block 24 current detection resistor 25 differential amplifier 26 differential amplifier 28 subtraction block 50 state estimator 100 speaker
Claims (6)
する駆動回路と、上記スピーカに流れる電流を検出する
手段と、上記スピーカの駆動コイルに加えられる駆動電
圧を検出する手段と、上記スピーカの駆動電圧からスピ
ーカのボイスコイルにおける可動部分までの上記ボイス
コイルが発生する逆起電力を含む伝達特性を模擬する等
価回路を有する状態推定器と、この状態推定器における
推定速度情報を上記スピーカの駆動回路にフィードバッ
クする手段とを備えた音響装置。1. A speaker, a drive circuit for supplying power to the speaker, means for detecting a current flowing through the speaker, means for detecting a drive voltage applied to a drive coil of the speaker, and drive for the speaker. A state estimator having an equivalent circuit simulating a transfer characteristic including a back electromotive force generated by the voice coil from a voltage to a movable part of a voice coil of the speaker, and estimated speed information in the state estimator are used to drive the speaker driving circuit. A sound device provided with means for feeding back to.
する駆動回路と、上記スピーカに流れる電流を検出する
手段と、上記スピーカの駆動コイルに加えられる駆動電
圧を検出する手段と、上記スピーカの駆動電圧からスピ
ーカのボイスコイルにおける可動部分までの上記ボイス
コイルが発生する逆起電力を含む伝達特性を模擬する等
価回路を有する状態推定器と、この状態推定器における
推定速度情報と加速度情報を同時に上記スピーカの駆動
回路にフィードバックする手段とを備え、上記スピーカ
の周波数特性のゲイン特性の平坦部を増やし歪を減少さ
せるようにした音響装置。2. A speaker, a drive circuit for supplying power to the speaker, means for detecting a current flowing through the speaker, means for detecting a drive voltage applied to a drive coil of the speaker, and drive for the speaker. A state estimator having an equivalent circuit simulating a transfer characteristic including a back electromotive force generated by the voice coil from the voltage to the movable part of the voice coil of the speaker, and the estimated speed information and the acceleration information in the state estimator are simultaneously described above. An audio device comprising a means for feeding back to a speaker drive circuit to increase a flat part of a gain characteristic of the frequency characteristic of the speaker to reduce distortion.
する駆動回路と、上記スピーカに流れる電圧を検出する
手段と、上記スピーカのボイスコイルにおける可動部分
の変位量を検出するための位置センサと、上記スピーカ
のボイスコイルの駆動電圧および上記スピーカの駆動電
圧からスピーカのボイスコイルにおける可動部分までの
伝達特性を模擬する等価回路を有する状態推定器と、上
記等価回路における推定速度情報を上記スピーカの駆動
回路にフィードバックする手段とを備えた音響装置。3. A speaker, a drive circuit for supplying electric power to the speaker, means for detecting a voltage flowing through the speaker, and a position sensor for detecting a displacement amount of a movable portion of a voice coil of the speaker. A state estimator having an equivalent circuit for simulating the drive voltage of the voice coil of the speaker and the transfer characteristic from the drive voltage of the speaker to the movable part of the voice coil of the speaker, and the estimated speed information in the equivalent circuit for driving the speaker. An acoustic device having means for feeding back to a circuit.
する駆動回路とを有するスピーカの駆動回路と、上記ス
ピーカに流れる電圧を検出する手段と、上記スピーカの
ボイスコイルにおける可動部分の変位量を検出するため
の位置センサと、上記スピーカのボイスコイルの駆動電
圧および上記スピーカの駆動電圧からスピーカのボイス
コイルにおける可動部分までの伝達特性を模擬する等価
回路を有する状態推定器と、この状態推定器における推
定速度情報と加速度情報を同時に上記スピーカの駆動回
路にフィードバックする手段とを備え、上記スピーカの
周波数特性のゲイン特性の平坦部を増やし、歪を減少さ
せるようにした音響装置。4. A speaker drive circuit having a speaker and a drive circuit for supplying electric power to the speaker, a means for detecting a voltage flowing through the speaker, and a displacement amount of a movable portion of a voice coil of the speaker. And a state estimator having an equivalent circuit for simulating the transfer voltage of the voice coil of the speaker and the transfer characteristic from the drive voltage of the speaker to the movable part of the voice coil of the speaker, and in this state estimator An acoustic device comprising: means for feeding back estimated speed information and acceleration information to the speaker driving circuit at the same time to increase the flat portion of the gain characteristic of the frequency characteristic of the speaker and reduce distortion.
する駆動回路とを有するスピーカの駆動回路と、上記ス
ピーカに流れる電圧を検出する手段と、上記スピーカの
ボイスコイルにおける可動部分の変位量を検出するため
の加速度センサと、上記スピーカのボイスコイルの駆動
電圧および上記スピーカの駆動電圧からスピーカのボイ
スコイルにおける可動部分までの伝達特性を模擬する等
価回路を有する状態推定器と、上記等価回路における推
定速度情報を上記スピーカの駆動回路にフィードバック
する手段とを備えた音響装置。5. A speaker drive circuit having a speaker and a drive circuit for supplying electric power to the speaker, means for detecting a voltage flowing through the speaker, and displacement amount of a movable portion of a voice coil of the speaker. Sensor, a state estimator having an equivalent circuit simulating the drive voltage of the voice coil of the speaker and the transfer characteristic from the drive voltage of the speaker to the movable part of the voice coil of the speaker, and the estimation in the equivalent circuit An audio device comprising means for feeding back speed information to the speaker driving circuit.
する駆動回路と、上記スピーカに流れる電圧を検出する
手段と、上記スピーカのボイスコイルにおける可動部分
の変位量を検出するための加速度センサと、上記スピー
カのボイスコイルの駆動電圧および上記スピーカの駆動
電圧からスピーカのボイスコイルにおける可動部分まで
の伝達特性を模擬する等価回路を有する状態推定器と、
上記等価回路における推定速度情報と加速度情報を同時
に上記スピーカの駆動回路にフィードバックする手段と
を備え、上記スピーカの周波数特性のゲイン特性の平坦
部を増やし、歪を減少させるようにした音響装置。6. A speaker, a drive circuit for supplying electric power to the speaker, means for detecting a voltage flowing through the speaker, and an acceleration sensor for detecting a displacement amount of a movable portion of a voice coil of the speaker. A state estimator having an equivalent circuit that simulates the drive voltage of the voice coil of the speaker and the transfer characteristic from the drive voltage of the speaker to the movable part of the voice coil of the speaker;
An acoustic device comprising: means for simultaneously feeding back estimated speed information and acceleration information in the equivalent circuit to a drive circuit of the speaker to increase a flat portion of a gain characteristic of a frequency characteristic of the speaker and reduce distortion.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4145462A JP2758532B2 (en) | 1992-06-05 | 1992-06-05 | Sound equipment |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4145462A JP2758532B2 (en) | 1992-06-05 | 1992-06-05 | Sound equipment |
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|---|---|
| JPH05344596A true JPH05344596A (en) | 1993-12-24 |
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ID=15385800
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
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Also Published As
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|---|---|
| JP2758532B2 (en) | 1998-05-28 |
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