JPH0542165B2 - - Google Patents

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JPH0542165B2
JPH0542165B2 JP63133389A JP13338988A JPH0542165B2 JP H0542165 B2 JPH0542165 B2 JP H0542165B2 JP 63133389 A JP63133389 A JP 63133389A JP 13338988 A JP13338988 A JP 13338988A JP H0542165 B2 JPH0542165 B2 JP H0542165B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、駆動装置の温度補償回路に関する
もので、特に、負性インピーダンス駆動される負
荷の温度変化による駆動状態の変化を防止するも
の等に使用される。
〔従来の技術〕
一般に、スピーカ等の電磁変換器(動電形電気
音響変換器)は、磁気回路の磁気ギヤツプ中のコ
イル(銅線コイル)に電流iを流すことで駆動力
を得ている。しかし、銅線などで出来たコイルは
正の温度係数を持つため、温度によつて抵抗値が
変化する。ここで、銅線コイルの長さをlとし、
磁気ギヤツプの磁界の強さをBとすると、銅線コ
イルに現れる駆動力Fは F=B・l・i となり、従つて、定電圧駆動の場合温度に応じて
駆動力が変化することになる。また、上記のよう
な電磁変換系は一般にモーシヨナルインピーダン
スを有し、銅線コイルの抵抗分はこのモーシヨナ
ルインピーダンスの制動抵抗となつているため、
温度変化に応じて制動力も変化することになる。
通常の定電圧駆動より大きな駆動力、制動力を
得る目的で、駆動回路側に等価的に負性インピー
ダンスを生成し、これを介して負荷を負性インピ
ーダンス駆動するものがある。ここで、等価的に
負性インピーダンスを生成するためには負荷に流
れる電流を検出することが必要になり、そのため
に負荷に直列に検出素子が接続される。この負性
インピーダンス駆動を行なう方式では、等価的に
生成される負性インピーダンスによつて負荷のイ
ンピーダンスが見掛け上で打ち消されるため、高
い駆動力と制動力を同時に実現できる。第2図は
その回路図である。同図において、CMおよびLM
はそれぞれ電磁変換器(スピーカ)のモーシヨナ
ルインピーダンスZMのキヤパシタンス分、イン
ダクタンス分であり、RVは負荷であるボイスコ
イルの内部抵抗である。この内部抵抗RVは駆動
側で等価的に形成される負性抵抗−RAによつて
減少化され、見掛け上の駆動インピーダンスZA
は ZA=RV−RA となる。但し、ZAが負になると回路の動作が不
安定になるので、RV≧RAとなつている。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、上記の従来方式では、下記のよ
うな欠点があつた。
すなわち、負性インピーダンス駆動方式では高
い駆動力と制動力が実現されるが、モーシヨナル
インピーダンスに対する駆動インピーダンスを広
い温度範囲にわたつて一定にすることは難しい。
第2図の回路において等価負性抵抗−RAを温度
によらず一定にすると、RVの温度変化による抵
抗値の変化が及ぼす影響比率は定電圧駆動の場合
よりも大きくなる。しかし、このような内部抵抗
RVの温度変化を積極的に補償する工夫は、従来
においては特になされていない。
一方、負荷である駆動用コイルの近傍に、同一
の材料(例えば銅)からなる温度検出用のコイル
を取り付けるものがある。ここで、温度検出用コ
イルにはコイルとしての意味合いはなく、単に温
度によつて抵抗値が変化する抵抗体として利用さ
れるだけである。
しかし、温度検出用のコイル(検出コイル)を
負荷としてのコイルに併設する方式では、検出コ
イルの端子が別途に必要になつてしまう。また、
検出コイルによつてコイル全体の質量が増大する
ので、スピーカに適用すると振動系自体が重くな
つて好ましくない。更に、スピーカーユニツトへ
の配線が2端子ではなくなるので、汎用性に欠け
るという欠点もある。
そこで、この発明は、負荷の温度変化によつて
負荷の有する負荷インピーダンスが変化したとき
でも、負荷の駆動状態が変化するのを防止するこ
とのできる駆動装置の温度補償回路を提供するこ
とを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的を達成するために、この発明に係る温
度補償回路は、負荷に流れる電流を当該負荷に直
列接続された検出手段で検出して帰還することに
より上記負荷を負性インピーダンス駆動する駆動
装置に用いられ、検出手段の温度が負荷の温度に
一致しつつ上昇するような放熱抵抗および熱時定
数を有する部材で検出手段を構成すると共に、検
出手段のインピーダンスの温度係数を負荷のイン
ピーダンスの温度係数に等しくすることを特徴と
する。
また、負性インピーダンス駆動される負荷の温
度変化による駆動状態の変化を、定電圧駆動され
る負荷の温度変化による駆動状態の変化より小さ
くする場合には、検出手段の温度が負荷の温度に
一致しつつ上昇するような放熱抵抗および熱時定
数を有する部材で検出手段を構成すると共に、検
出手段のインピーダンスの温度係数を負荷のイン
ピーダンスの温度係数より大きくするか、また
は、検出手段の温度が負荷の温度より早く上昇す
るような放熱抵抗および熱時定数を有する部材で
検出手段を構成すると共に、検出手段のインピー
ダンスの温度係数を負荷のインピーダンスの温度
係数に等しくする。
ここで、検出手段の温度を負荷の温度に一致し
つつ上昇させるためには、検出手段の放熱抵抗を
負荷の放熱抵抗に負荷のインピーダンスを乗じて
検出手段のインピーダンスで割つた値と等しく
し、検出手段の熱時定数を負荷の熱時定数と等し
くすればよい。
また、検出手段の温度を負荷の温度より早く上
昇させるためには、検出手段の放熱抵抗を負荷の
放熱抵抗に負荷のインピーダンスを乗じて検出手
段のインピーダンスで割つた値より大きくし、検
出手段の熱時定数を負荷の熱時定数と等しくすれ
ばよい。
〔作用〕
この発明によれば、負荷には電流検出用の検出
手段が接続されているので、負荷に通電すると検
出素子にも電流が流れる。このとき、検出手段の
温度が負荷の温度に一致しつつ上昇するような部
材で検出手段を構成し、検出手段のインピーダン
スの温度係数を負荷のインピーダンスの温度係数
に等しくすることにより、負荷のモーシヨナルイ
ンピーダンスに対する駆動インピーダンスにおけ
る温度変化は負荷のインピーダンスの温度変化に
対応する。そのため、負性インピーダンス駆動さ
れる負荷の温度変化による駆動状態の変化は、定
電圧駆動される負荷の温度変化による駆動状態の
変化と同程度に抑制される。
さらに、検出手段の温度が負荷の温度に一致し
つつ上昇するような部材で検出手段を構成し、検
出手段のインピーダンスの温度係数を負荷のイン
ピーダンスの温度係数より大きくすることによ
り、負荷のモーシヨナルインピーダンスの温度係
数を見掛け上減少させることができる。そのた
め、負性インピーダンス駆動される負荷の温度変
化による駆動状態の変化は、定電圧駆動される負
荷の温度変化による駆動状態の変化より小さくな
る。
また、検出手段の温度が負荷の温度より早く上
昇するような部材で検出手段を構成し、検出手段
のインピーダンスの温度係数を負荷のインピーダ
ンスの温度係数に等しくすることによつても、負
荷のモーシヨナルインピーダンスの温度係数を見
掛け上減少させることができる。この場合も、負
性インピーダンス駆動される負荷の温度変化によ
る駆動状態の変化は、定電圧駆動される負荷の温
度変化による駆動状態の変化より小さくなる。
ここで、検出手段の温度が負荷の温度に一致し
つつ上昇するためには、例えば、検出手段の放熱
抵抗を負荷の放熱抵抗に負荷のインピーダンスを
乗じて検出手段のインピーダンスで割つた値に等
しくし、検出手段の熱時定数を負荷の熱時定数に
等しくすればよい。
また、検出手段の温度が負荷の温度より早く上
昇するためには、例えば、検出手段の放熱抵抗を
負荷の放熱抵抗に負荷のインピーダンスを乗じて
検出手段のインピーダンスで割つた値より大きく
し、検出手段の熱時定数を負荷の熱時定数に等し
くすればよい。
従つて、スピーカーユニツトへの配線を2端子
のままで、負荷の駆動状態に対して十分な温度補
償を行うことが可能になる。
〔実施例〕
以下、添付図面の第1図にもとづいて、この発
明の実施例を説明する。なお、図面の説明におい
て同一要素には同一符号を付し、重複する説明を
省略する。
第1図は、この発明に係る負性インピーダンス
発生回路の回路図である。利得Aの増幅回路1の
出力側には負荷2としての例えばボイスコイル
(内部抵抗値RV)が接続され、これに検出素子3
としての例えば検出抵抗(抵抗値RS)が接続さ
れている。負荷2と検出素子(検出手段)3の接
続点は伝達利得βの帰還回路4に接続され、加算
器5を介して増幅回路1に正帰還されている。こ
こで、負荷2を負性インピーダンス駆動するとに
きには、負荷2と検出素子3は同等の温度になる
ものとし、かつ負荷2の有するインピーダンス
ZV(=RV)検出素子3のインピーダンスZS(=RS
は同等の温度係数をもつものとする。
第1図の回路において、負荷2への駆動インピ
ーダンス(回路の出力インピーダンス)は RS(1−Aβ) となる。従つて、Aβ<1のときには、駆動イン
ピーダンスを負にして負荷2を負性インピーダン
ス駆動することができる。ここで、インピーダン
スRVの0℃での抵抗値をRVOとし、負荷2の材料
の温度係数をKTとし、負荷2の温度をT(℃)と
すると、インピーダンスRVは RV=(1+KT・T)RVO となる。従つて、負荷2のモーシヨナルインピー
ダンスZMに対する駆動インピーダンスは RV+RS(1−Aβ) =(1+KTT)RVO+RS(1−Aβ)となる。
これによつて、インピーダンスRSにインピーダ
ンスRVと同じ温度係数を持たせることにすれば、
負荷2と検出手段3が同等の温度であるときに
は、(1−Aβ)が負になつているときの温度変化
の影響を小さくすることができる。
すなわち、インピーダンスRSとインピーダン
スRVを同一の温度係数とし、インピーダンスRS
の0℃での値をRSOとすると、第2図の回路にお
いて、 RV−RA =(1+KTT)RVO +(1+KTT)RSO(1−Aβ) =(1+KTT)〔RVO+RSO(1−Aβ)〕 となり、(1−Aβ)が負の場合でも温度係数の与
える影響を定電圧駆動の場合と同様にすることが
できる。
以上の説明は、インピーダンスRVを有する負
荷2とインピーダンスRSを有する検出素子3が、
ほぼ同等の温度にあることを前提にしている。負
荷2と検出素子3の温度を同等に維持するに際し
て、まず第1に問題となるのは、負荷2と検出素
子3が配置される空間の条件である。ところが、
動電形電磁変換器のようなスピーカの場合には、
検出素子3をスピーカ側に設置したとしても、あ
るいは駆動側に設置したとしても、同一の部屋で
あることが通常であるので、特に問題にならな
い。第2に問題となるのは、負荷2自体の通電に
伴なう発熱であり、駆動電流がIであるとする
と、インピーダンスRVでの消費電力はI2RVとな
る。ところが、この駆動電流Iは負荷2に流れる
と同時に検出素子3にも流れるので、インピーダ
ンスRSにおいてもI2RSの電力が消費され、従つて
ここでも発熱がある。そこで、負荷2と検出素子
3の放熱抵抗をθV,θSとしたときに、 I2RV・θV=I2RS・θS となるようにしておけば、負荷2と検出素子3の
発熱による温度上昇を同等にできる。上記の関係
式を満足するためには、 θS=(RV/RS)θV となることが必要であり、これは検出素子3の空
気に触れる面積を調整することで可能になる。
また、一般に発熱体は熱時定数を持つが、これ
についても負荷2と検出素子3で同等にしておく
ことが望ましい。検出素子3の放熱抵抗θSを一定
にして検出素子3の熱時定数を変化させるために
は、その放熱面積を同等にしながら放熱器の形状
を変えればよい。また、放熱器を同一の材料で形
成するならば、その質量を大きくすれば熱時定数
を大きくできる。さらに、比熱の大きな材料を用
いるときにも、熱時定数を大きくできる。
以上、詳細に説明した手法によれば、負性イン
ピーダンス駆動をしたことによる温度変化の影響
率の増大を、定電圧駆動をした場合と同等程度に
低く抑えることができる。しかし、定電圧駆動と
同等程度に温度変化することは避けられない。そ
こで、下記のようにすれば温度変化の影響を更に
小さくすることができる。
第1の手法は、検出素子3の有するインピーダ
ンスRSの温度係数KTSを、負荷2の有するインピ
ーダンスRVの温度係数KTVよりわずかに大きくす
る(KTS>KTV)ことである。このようにすれば、
負荷2と検出素子3の温度をそれぞれTV,TS
するときに、モーシヨナルインピーダンスZM
対する駆動インピーダンスは RV−RA =(1+KTVTV)RVO +(1+KTSTS)RSO(1−Aβ) となる。ここで、温度変化に伴なつて変化する要
素は KTVTVRVO +KTSTSRSO(1−Aβ) であり、これが0(ゼロ)になるためには、 RVO/〔RSO(1−Aβ)〕 =−(KTSTs/(KTVTV) であればよい。従つて、TS≒TVであれば KTS≒−(RVOKTV) /〔RSO(1−Aβ)〕 となる温度係数KTSを有する検出素子3を用いれ
ばよい。そして、(1−Aβ)<0のときは、 KTS=(RVOKTV) /|RSO(1−Aβ)| とすればよいことになる。
第2の手法は、検出素子3の放熱抵抗θSを負荷
2のものに対してわずかに大きくすることであ
る。ここで、KTS≒KTVとすると、前述の関係式
より RVO/〔RSO(1−Aβ)〕 =−(KTSTS)/(KTVTV) となるから、 RVO/〔RSO(1−Aβ)〕=−TS/TV となる。ここにおいて、(1−Aβ)<0のとき RVO/|RSO(1−Aβ)|=TS/TVとなればよい
から、 TS=I2RSθS TV=I2RVθV から求められる式 θS=(RVθV)/RS のときの値より検出素子3のインピーダンスRS
の放熱抵抗θSを大きく設計することで、 RVO/|RSO(1−Aβ)|=TS/TV とすることができる。
上記の実施例の説明では、負荷2の有するイン
ピーダンスをボイスコイルの内部抵抗RVとし、
検出素子3の有するインピーダンスを検出抵抗
RSとしてきたが、これに限らず、インダクタン
ス分やキヤパシタンス分を含んでいてもよい。例
えば、銅線コイルの内部インピーダンスZVは主
として抵抗分RVとなつているが、わずかながら
インダクタンス分LVを含んでおり、このときに
は検出素子3に検出抵抗RSの他にインダクタン
スLSを持たせて、このLVとLSの温度係数をほぼ
同等とすればよい。
また、上記の実施例の説明において、負荷2の
インピーダンスと検出素子3のインピーダンスの
温度係数を等しくする例を開示しているが、製造
誤差等によるバラツキの範囲で温度係数が異なる
ものは、本願発明の技術的範囲に含まれることは
言うまでもない。
〔発明の効果〕
以上、詳細に説明した通り、この発明によれ
ば、検出手段の温度が負荷の温度に一致しつつ上
昇するような部材で検出手段を構成し、検出手段
のインピーダンスの温度係数を負荷のインピーダ
ンスの温度係数に等しくすることにより、負荷の
モーシヨナルインピーダンスに対する駆動インピ
ーダンスにおける温度変化は負荷のインピーダン
スの温度変化に対応する。そのため、負性インピ
ーダンス駆動される負荷の温度変化による駆動状
態の変化は、定電圧駆動される負荷の温度変化に
よる駆動状態の変化と同程度に抑制される。
さらに、検出手段の温度が負荷の温度に一致し
つつ上昇するような部材で検出手段を構成し、検
出手段のインピーダンスの温度係数を負荷のイン
ピーダンスの温度係数より大きくすることによ
り、負荷のモーシヨナルインピーダンスの温度係
数を見掛け上減少させることができる。そのた
め、負性インピーダンス駆動される負荷の温度変
化による駆動状態の変化は、定電圧駆動される負
荷の温度変化による駆動状態の変化より小さくな
る。
また、検出手段の温度が負荷の温度より早く上
昇するような部材で検出手段を構成し、検出手段
のインピーダンスの温度係数を負荷のインピーダ
ンスの温度係数に等しくすることによつても、負
荷のモーシヨナルインピーダンスの温度係数を見
掛け上減少させることができる。この場合も、負
性インピーダンス駆動される負荷の温度変化によ
る駆動状態の変化は、定電圧駆動される負荷の温
度変化による駆動状態の変化より小さくなる。
従つて、負性インピーダンス駆動における負荷
の温度変化により負荷のインピーダンスが変化し
たときでも、スピーカーユニツトへの配線を2端
子のままで、負荷の駆動状態が変化してしまうの
を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、こ発明の実施例が適用される負性イ
ンピーダンス駆動回路の回路図、第2図は、動電
形電気音響変換器の駆動系の等価回路図である。 1…増幅回路利得A、2…負荷インピーダンス
ZV、3…検出素子インピーダンスZS、4…帰還回
路伝達利得β、5…加算器。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 負荷に流れる電流を当該負荷に直列接続され
    た検出手段で検出して帰還することにより前記負
    荷を負性インピーダンス駆動する駆動装置におい
    て、 前記検出手段の温度が前記負荷の温度に一致し
    つつ上昇するような放熱抵抗および熱時定数を有
    する部材で前記検出手段を構成すると共に、前記
    検出手段のインピーダンスの温度係数を前記負荷
    のインピーダンスの温度係数に等しくすることを
    特徴とする駆動装置の温度補償回路。 2 負荷に流れる電流を当該負荷に直列接続され
    た検出手段で検出して帰還することにより前記負
    荷を負性インピーダンス駆動する駆動装置におい
    て、 前記検出手段の温度が前記負荷の温度に一致し
    つつ上昇するような放熱抵抗および熱時定数を有
    する部材で前記検出手段を構成すると共に、前記
    検出手段のインピーダンスの温度係数を前記負荷
    のインピーダンスの温度係数より大きくし、 または、前記検出手段の温度が前記負荷の温度
    より早く上昇するような放熱抵抗および熱時定数
    を有する部材で前記検出手段を構成すると共に、
    前記検出手段のインピーダンスの温度係数を前記
    負荷のインピーダンスの温度係数に等しくし、 負荷インピーダンス駆動される前記負荷の温度
    変化による駆動状態の変化は、定電圧駆動される
    前記負荷の温度変化による駆動状態の変化より小
    さくなることを特徴とする駆動装置の温度補償回
    路。
JP63133389A 1988-05-31 1988-05-31 駆動装置の温度補償回路 Granted JPH01303805A (ja)

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EP89109051A EP0344545B1 (en) 1988-05-31 1989-05-19 Temperature compensation circuit in a negative impedance driving amplifier
DE68921922T DE68921922T2 (de) 1988-05-31 1989-05-19 Temperaturkompensationsschaltung in einem Verstärker zum Treiben einer negativen Impedanz.
US07/357,701 US4944020A (en) 1988-05-31 1989-05-26 Temperature compensation circuit for negative impedance driving apparatus
US07/477,498 US5036228A (en) 1988-05-31 1990-02-09 Temperature compensation circuit for negative impedance driving apparatus

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