JPH0584119B2 - - Google Patents

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JPH0584119B2
JPH0584119B2 JP58126170A JP12617083A JPH0584119B2 JP H0584119 B2 JPH0584119 B2 JP H0584119B2 JP 58126170 A JP58126170 A JP 58126170A JP 12617083 A JP12617083 A JP 12617083A JP H0584119 B2 JPH0584119 B2 JP H0584119B2
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Japan
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circuit
level
output
original signal
speaker
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JPS6019397A (en
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Koji Kito
Tooru Mori
Yasuaki Awanaka
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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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

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、スピーカ駆動装置に関するものであ
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Application of the Invention] The present invention relates to a speaker drive device.

〔発明の背景〕[Background of the invention]

一般に小形のスピーカなどでは、再生音の低域
周波数成分のレベルが他の周波数成分のそれに比
し、低いという特性をもつているので、これを改
善するため、スピーカの再生音の周波数特性が高
域のみならず低域においてもほゞ平坦な特性とな
るように、スピーカを駆動する駆動装置(具体的
には原信号のアンプ)の側に、原信号に含まれる
低域周波数成分の振幅を増幅してやるためのブー
スト回路を設けることが実用化されている。
In general, small speakers have the characteristic that the level of the low frequency component of the reproduced sound is lower than that of other frequency components, so to improve this, the frequency characteristics of the reproduced sound from the speaker are increased. In order to have a nearly flat characteristic not only in the high frequency range but also in the low frequency range, the amplitude of the low frequency components contained in the original signal is controlled by the drive device that drives the speaker (specifically, the amplifier for the original signal). Providing a boost circuit for amplification has been put into practical use.

第1図はかかる従来のブースカ回路を示す回路
図である。同図において、入力端子1から出力端
子2に至る回路部分が低域ブースト回路Aを構成
しており、かかる回路Aは一般にスピーカ5を駆
動するパワーアンプ4の前後に設けられる。
FIG. 1 is a circuit diagram showing such a conventional Boosker circuit. In the figure, a circuit portion from an input terminal 1 to an output terminal 2 constitutes a low-frequency boost circuit A, and this circuit A is generally provided before and after a power amplifier 4 that drives a speaker 5.

回路Aにおいては、3はオペアンプ(オペレー
シヨナル・アンプリフアイア)、6はブースト量
を決める可変抵抗器、7はコンデンサ、8は抵抗
器である。低域ブーストに際してのターンオーバ
周波数tは次の(1)式で決定される。
In circuit A, 3 is an operational amplifier (operational amplifier), 6 is a variable resistor that determines the amount of boost, 7 is a capacitor, and 8 is a resistor. The turnover frequency t when boosting the low range is determined by the following equation (1).

t=1/2πCR ……(1) ここで、Cはコンデンサ7の静電容量、Rは抵
抗器8の抵抗値である。
t = 1/2πCR (1) Here, C is the capacitance of the capacitor 7, and R is the resistance value of the resistor 8.

この低域ブースト回路Aを用いると、スピーカ
駆動電圧の周波数特性は第2図aにおいて10か
ら10′へと移行し(なお、tがターンオーバ周
波数)、スピーカの音圧周波数特性は9から9′へ
と移行して低音再生の周波数範囲が拡大される。
When this low-frequency boost circuit A is used, the frequency characteristic of the speaker drive voltage shifts from 10 to 10' in Fig. 2a (where t is the turnover frequency), and the sound pressure frequency characteristic of the speaker shifts from 9 to 9. ', and the frequency range of bass reproduction is expanded.

ところが、第2図bに示す様に、電圧レベルの
低い小出力時における周波数特性10′において
KdBの低域ブーストを実施した場合、そればそ
のまま電圧レベルの高い大出力時に移行すると、
周波数特性10″に見られるように、KdBだけ前
もつてブーストされている低域がパワーアンプ4
の飽和電圧レベル11に先に達してしまい、低域
を除く電圧レベルはKdBの余裕を残しながらそ
れ以上の電圧レベルには達し得ないため、KdB
だけダイナミツクレンジが減少してしまう結果に
なると言う欠点がある。
However, as shown in Figure 2b, in the frequency characteristic 10' at low voltage level and small output.
If you implement KdB low-range boost, if you move to high output with a high voltage level,
As seen in the frequency response of 10", the low range, which has been boosted by KdB, is the power amplifier 4.
The saturation voltage level 11 of
However, the disadvantage is that the dynamic range is reduced.

たとえば10dB低域ブーストするものとすると、
100Wのパワーアンプを用いても飽和が生じない
パワー値は10dBの余裕を残す都合上、10Wにな
り、著しく非効率的である。このため、逆に低域
ブースト量を大きくすることが難しくなり、従つ
て低音再生の周波数範囲の拡大効果も不十分にな
るという欠点があつた。
For example, if you want to boost the low range by 10dB,
Even if a 100W power amplifier is used, the power value at which saturation does not occur is 10W because there is a 10dB margin, which is extremely inefficient. For this reason, it becomes difficult to increase the amount of low-frequency boost, and therefore the effect of expanding the frequency range of low-frequency sound reproduction becomes insufficient.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明は、上述のような従来技術における欠点
を除去するためになされたものであり、従つて本
発明の目的は、スピーカを駆動するパワーアンプ
のダイナミツクレンジを損なうことなしに、低音
再生の周波数範囲の拡大を可能にしたスピーカ駆
動装置を提供することにある。
The present invention has been made to eliminate the drawbacks of the prior art as described above, and therefore, an object of the present invention is to improve bass reproduction without impairing the dynamic range of the power amplifier that drives the speaker. It is an object of the present invention to provide a speaker driving device that makes it possible to expand the frequency range.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

上記目的を達成するため、本発明によるスピー
カ駆動装置では、低域の入力信号レベルを用い
て、スピーカ駆動用パワーアンプの入力信号の増
幅に関与するVCA(電圧制御増幅器)のゲインま
たは、VCR(電圧制御抵抗器)の抵抗値を制御す
ることにより、低域ブースト量を入力信号レベル
の大小に応じて自動的に可変できる構成としたも
のである。
In order to achieve the above object, the speaker driving device according to the present invention uses the low-frequency input signal level to adjust the gain of the VCA (voltage control amplifier) involved in amplifying the input signal of the power amplifier for driving the speaker, or the gain of the VCR ( By controlling the resistance value of the voltage controlled resistor (voltage controlled resistor), the amount of low-frequency boost can be automatically varied depending on the level of the input signal.

この結果、スピーカ駆動電圧の周波数特性は第
3図aに示した様に、電圧レベルが高くなるにつ
れて、12から12′さらに12″へと移行し、か
かる周波数特性に見られるように、低域ブースト
量が周波数特性12のとき最大であつたものが、
12′のときは減少し、12″に至つては零にまで
減じていることが認められるであろう。このよう
にすると、電圧レベルの高いときにおいても、ダ
イナミツクレンジの損失は発生しない。
As a result, as shown in Figure 3a, the frequency characteristic of the speaker drive voltage shifts from 12 to 12' and then to 12'' as the voltage level increases, and as seen in this frequency characteristic, the frequency characteristic of the speaker drive voltage shifts from 12 to 12' and then to 12''. The maximum boost amount was when the frequency characteristic was 12.
It will be seen that the voltage decreases at 12' and decreases to zero at 12''. In this way, no loss of dynamic range occurs even at high voltage levels.

他方、このときのスピーカの出力音圧の周波数
特性は、第3図bに示した様に13から13′さ
らに13″へと変化する。すなわち、音圧レベル
の低い小出力時には、低域ブースト量が大きいの
に伴つて、特性13に見られるように音圧レベル
の一定な領域が低周波領域にまで大きく拡大する
が、音圧レベルが高くなるに従い、低域ブースト
量が減少してゆくので、音圧レベルの一定な領域
は、特性13′,13″に見られる如く、減少して
くる。
On the other hand, the frequency characteristic of the output sound pressure of the speaker at this time changes from 13 to 13' and then to 13" as shown in Figure 3b. In other words, when the sound pressure level is low and the output is small, the low frequency boost As the amount increases, the region where the sound pressure level is constant expands greatly to the low frequency region as seen in characteristic 13, but as the sound pressure level increases, the amount of low-frequency boost decreases. Therefore, the area where the sound pressure level is constant decreases as seen in characteristics 13' and 13''.

しかし、このように、パワー出力の大小に応じ
て低音特性を変化させても、人間の聴覚のラウド
ネス特性の故に、人間の耳にはそれほど不自然に
は聞こえないものである。音圧レベルが大きくな
るに従つて人間の低音感はそれ以上に増大するか
らである。
However, even if the bass characteristics are changed in accordance with the magnitude of the power output in this way, it does not sound so unnatural to the human ear because of the loudness characteristics of human hearing. This is because as the sound pressure level increases, the human's sense of bass pitch increases even more.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

次に図を参照して本発明の実施例を説明する。
第4図は本発明の一実施例の示すブロツク図であ
る。同図に示す実施例を第1図に示した従来例と
比較すると、入力端子1と出力端子2の間におけ
る回路構成が相違するものである。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 4 is a block diagram showing one embodiment of the present invention. When the embodiment shown in the figure is compared with the conventional example shown in FIG. 1, the circuit configuration between the input terminal 1 and the output terminal 2 is different.

第4図を参照する。先ず入力端子1より入力さ
れた原信号は2径路に分かれ、一方は直接加算器
14に、他方はローパスフイルタ(LPF)15
及びVCA(電圧制御増幅器)16を経て加算器1
4のもう一方の入力端子に加えられる。すなわ
ち、LPF15を介して原信号から取り出された
低周波成分がVCA16により増幅された後、加
算器14において原信号に加算され(低域ブース
トの実施に相当)、その加算出力が出力端子2を
介してパワーアンプ4に入力される。従つて
VCA16のゲインを変化させれば低域ブースト
量を変化させることになる。
Please refer to FIG. First, the original signal input from the input terminal 1 is divided into two paths, one path is directly sent to the adder 14, and the other path is sent to the low pass filter (LPF) 15.
and adder 1 via VCA (voltage control amplifier) 16
4 to the other input terminal. That is, after the low frequency component extracted from the original signal via the LPF 15 is amplified by the VCA 16, it is added to the original signal in the adder 14 (corresponding to implementation of low frequency boost), and the added output is sent to the output terminal 2. The signal is input to the power amplifier 4 via the power amplifier 4. accordingly
Changing the gain of VCA 16 will change the amount of low-range boost.

LPF15におけるゲインを0dBとしたとき、
VCA16のゲインの変化に対する低域ブースト
量の変化の一例を示すと第5図に示す如くなる。
When the gain in LPF15 is 0dB,
An example of a change in the amount of low-frequency boost with respect to a change in the gain of the VCA 16 is shown in FIG.

第5図において、VCAのゲインが負の値から
零に至り、更に正の値へと変化するのにつれて、
低域ブースト量は0dBから次第に上昇してゆくの
が判るであろう。
In Figure 5, as the VCA gain changes from a negative value to zero and then to a positive value,
You can see that the amount of low-frequency boost increases gradually from 0dB.

一方、VCA16においてその制御入力端子k
に入力される制御電圧Vkとゲインの関係を示す
と第6図aに示す如くである。すなわち、制御電
圧Vkが、−VLという負の値から次第に上昇して0
に達し、以後、+VLという正の値に達するのに応
じて、ゲインは直線的に単調増加していることが
認められるであろう。
On the other hand, in VCA16, its control input terminal k
The relationship between the control voltage V k input to the control voltage V k and the gain is shown in FIG. 6a. In other words, the control voltage V k gradually increases from a negative value of −V L until it reaches 0.
It will be seen that the gain increases linearly and monotonically as it reaches a positive value of +V L.

第4図に戻る。本発明の原理によれば、入力端
子1に入力される原信号のレベル(振幅)が高く
なれば(従つてLOF15の出力レベルが高くな
れば)、低域ブースト量を減らすわけであるから、
VCA16のゲインは低下させなくてはならない
(つまり制御入力端子kに入力される制御電圧Vk
は、減少させなくてはならない)。
Return to Figure 4. According to the principle of the present invention, the higher the level (amplitude) of the original signal input to input terminal 1 (and therefore the higher the output level of LOF 15), the lower the amount of low-frequency boost.
The gain of VCA16 must be reduced (that is, the control voltage V k input to the control input terminal k
must be reduced).

かかる関係を満足する制御電圧Vkを、LPF1
5の出力から作り出す回路が、第4図において破
線で囲んで示した制御電圧作成回路Sである。こ
の制御電圧作成回路Sは、整流回路17、リミツ
タ回路18、積分回路19、反転回路20、レベ
ルシフト回路21、から成るものである。
The control voltage V k that satisfies this relationship is determined by LPF1
The circuit generated from the output of step 5 is the control voltage generation circuit S shown surrounded by a broken line in FIG. This control voltage generating circuit S includes a rectifier circuit 17, a limiter circuit 18, an integrating circuit 19, an inverting circuit 20, and a level shift circuit 21.

第6図bは、第4図の制御電圧作成回路Sにお
ける各部信号の入力信号振幅に対する変化を示し
たグラフである。
FIG. 6b is a graph showing changes in the input signal amplitude of each part signal in the control voltage generating circuit S of FIG. 4. FIG.

第4図および第6図bを参照する。LPF15
の出力信号Iは、整流回路17により全波整流さ
れ、積分回路19に入り、直流に変換される。レ
ベルシフト回路21により、積分回路19の直流
出力は負電圧方向へとレベルシフトされ第6図b
に示す直線22の如き特性になる。
See Figures 4 and 6b. LPF15
The output signal I is full-wave rectified by the rectifying circuit 17, enters the integrating circuit 19, and is converted into direct current. The DC output of the integrating circuit 19 is level-shifted in the direction of negative voltage by the level shift circuit 21, as shown in FIG.
The characteristic is as shown in the straight line 22 shown in FIG.

この積分回路19の出力を反転回路20に入力
することにより、反転回路20の出力特性は第6
図bに示した直線22′となる。次にスピーカの
耐入力を考慮して最大ブースト量を制限するた
め、反転回路20の出力側にリミツタ回路18を
設け、第6図bに示した折れ線22″の制御電圧
Vkを得る。各部の回路定数を調整して低周波領
域の入力信号成分のレベルがパワーアンプ飽和レ
ベル11(第2図b参照)にまで達した時得られ
る制御電圧Vkが、VCA16がオフ(ゲインが−
∞、換言すればその出力が零)するのに必要な電
圧(−VL)になるようにしておけば、ダイナミ
ツクレンジに余裕を残したまま、パワーアンプ4
において低域の信号成分の飽和が生じることはな
い。
By inputting the output of the integrating circuit 19 to the inverting circuit 20, the output characteristic of the inverting circuit 20 is changed to the sixth
This results in a straight line 22' shown in Figure b. Next, in order to limit the maximum boost amount in consideration of the input resistance of the speaker, a limiter circuit 18 is provided on the output side of the inverting circuit 20, and the control voltage of the polygonal line 22'' shown in FIG. 6b is
Get V k . The control voltage V k obtained when the level of the input signal component in the low frequency range reaches the power amplifier saturation level 11 (see Figure 2b) by adjusting the circuit constants of each part is the control voltage V k obtained when the VCA 16 is off (the gain is -
∞, in other words, the output is zero), by setting the voltage (-V L ) necessary for the power amplifier 4 to reach the voltage (-V
Saturation of low frequency signal components does not occur.

第7図は、第4図にブロツク図で示した実施例
の具体的回路例を示した回路図であり、以下に詳
細を説明する。
FIG. 7 is a circuit diagram showing a specific circuit example of the embodiment shown in the block diagram in FIG. 4, and the details will be explained below.

抵抗23とコンデンサ24はローパスフイルタ
15を構成しており、このカツトオフ周波数は前
記(1)式と同一の式で表わされる。A1,A2,A3
A4はそれぞれオペアンプ(オペレーシヨナル・
アンプリフアイア)である。オペアンプA1はダ
イオード25,26と共に両波整流回路17を構
成している。オペアンプA2は抵抗30、コンデ
ンサ29と共に積分回路19を構成しており、そ
の積分時定数τは次の(2)式で決定される。
The resistor 23 and capacitor 24 constitute a low-pass filter 15, whose cutoff frequency is expressed by the same equation as equation (1) above. A 1 , A 2 , A 3 ,
A 4 are each operational amplifier (operational amplifier)
amplifier). The operational amplifier A 1 constitutes a double-wave rectifier circuit 17 together with diodes 25 and 26 . The operational amplifier A 2 constitutes an integration circuit 19 together with a resistor 30 and a capacitor 29, and its integration time constant τ is determined by the following equation (2).

τ=Ci・Ri ……(2) 但し、Ciはコンデンサ29の静電容量、Riは抵
抗器30の抵抗値である。この時定数τは周波数
20Hzの信号が積分される様、十分大きな値にする
ことが好ましい。
τ=C i ·R i (2) where C i is the capacitance of the capacitor 29 and R i is the resistance value of the resistor 30. This time constant τ is the frequency
It is preferable to set a sufficiently large value so that a 20Hz signal is integrated.

抵抗器27と定電圧源28は、レベルシフト回
路21を構成するものであり、オペナプA2の反
転入力側に正の電圧を印加することにより、オペ
アンプA2の出力を負の電圧方向へレベルシフト
することができる。
The resistor 27 and the constant voltage source 28 constitute the level shift circuit 21, and by applying a positive voltage to the inverting input side of the operational amplifier A2 , the level of the output of the operational amplifier A2 is shifted to a negative voltage direction. Can be shifted.

オペアンプA3は反転回路20を構成するもの
であり、そのゲインは0dBとなる様抵抗値を設定
する。ダイオード31と定電圧源32は、リミツ
タ回路18を構成するものであり、制御電圧Vk
は、定電圧源32によりその上限電圧が制限され
る。オペアンプA4は加算回路14を構成してお
り、2つの入力がたとえば同一加重割合で出力へ
加算される様に抵抗値を設定する。
The operational amplifier A3 constitutes the inverting circuit 20, and its resistance value is set so that its gain is 0 dB. The diode 31 and the constant voltage source 32 constitute the limiter circuit 18, and the control voltage V k
The upper limit voltage is limited by the constant voltage source 32. The operational amplifier A4 constitutes the adder circuit 14, and its resistance value is set so that the two inputs are added to the output at the same weighting rate, for example.

次に、本発明の他の実施例を説明する。 Next, another embodiment of the present invention will be described.

第8図は本発明の他の実施例を示すブロツク図
である。同図に示す実施例は、第1図に示した従
来回路と比較して入力端子1と出力端子2の間の
回路構成が相違するものである。
FIG. 8 is a block diagram showing another embodiment of the present invention. The embodiment shown in the figure is different from the conventional circuit shown in FIG. 1 in the circuit configuration between the input terminal 1 and the output terminal 2.

以下、図に従つて詳しく説明する。まず入力端
子1より入力された原信号は2径路に分けられ、
一方は低域ブースト回路A′に、他方はローパス
フイルタ15′に加えられる。低域ブースト回路
A′は、第1図に示した低域ブースト回路Aの可
変抵抗器6をVCR(電圧制御抵抗器)33に置き
換えたものである。ローパスフイルタ15′以降
の回路は、VCA16を用いた第4図の実施例の
場合と同様にしてVCR33の制御信号を作成す
るための回路である。第8図の場合、反転回路は
不要になつている。
A detailed explanation will be given below with reference to the drawings. First, the original signal input from input terminal 1 is divided into two paths,
One is applied to the low-frequency boost circuit A', and the other is applied to the low-pass filter 15'. Low frequency boost circuit
A' is a circuit in which the variable resistor 6 of the low frequency boost circuit A shown in FIG. 1 is replaced with a VCR (voltage control resistor) 33. The circuits after the low-pass filter 15' are circuits for creating a control signal for the VCR 33 in the same manner as in the embodiment of FIG. 4 using the VCA 16. In the case of FIG. 8, the inversion circuit is no longer necessary.

動作は次の通りである。入力端子1より入力さ
れた原信号は、低域ブースト回路A′を通つて低
域ブーストをほどこされた後、出力端子2を介し
てパワーアンプ4に入力される。
The operation is as follows. The original signal inputted from the input terminal 1 is given a low frequency boost through the low frequency boost circuit A', and is then inputted to the power amplifier 4 via the output terminal 2.

回路A′における低域ブースト量はVCR33に
より可変制御することが可能になつている。そこ
で制御電圧作成回路S′において、LPF15′を介
して原信号から取り出した低域信号成分を用い
て、そのレベルが高ければ回路A′におけるブー
スト量が小さく、低ければ大きくなるように、
VCR33の制御電圧Vkを作成してその制御入力
端子kに入力するわけである。
The amount of low frequency boost in circuit A' can be variably controlled by the VCR 33. Therefore, in the control voltage generation circuit S', the low frequency signal component extracted from the original signal via the LPF 15' is used, and if the level is high, the boost amount in the circuit A' is small, and if the level is low, the boost amount is increased.
A control voltage V k for the VCR 33 is created and input to its control input terminal k.

第9図は、第8図にブロツク図で示した実施例
の具体的回路例を示した回路図であり、以下に詳
細を説明する。
FIG. 9 is a circuit diagram showing a specific circuit example of the embodiment shown in the block diagram in FIG. 8, and the details will be explained below.

オペアンプA6は、第1図に示したオペアンプ
3と同様に低域ブースト回路を構成しており、タ
ーンオーバ周波数tはコンデンサ7、抵抗8によ
り前記(1)式で決定され、ブースト量Kは、次の(3)
式で決定される。
The operational amplifier A 6 constitutes a low-frequency boost circuit like the operational amplifier 3 shown in FIG. , the following (3)
Determined by Eq.

K=1+Rx/R ……(3) 但し、Rxは、VCR33の呈する抵抗値、Rは
抵抗器8の抵抗器8の抵抗値である。
K=1+R x /R (3) However, R x is the resistance value exhibited by the VCR 33, and R is the resistance value of the resistor 8.

第10図は、VCR33の呈する相対抵抗値
Rx′(=Rx/R)と低域ブースト量Aとの関係を示 したグラフであり、その関係は第5図におけるの
と同様な曲線で表わされる。VCR33の呈する
相対抵抗値Rx′は一般に、第11図aに示す様に
負から正へと変化する直流制御電圧Vkにより単
調に減少する。
Figure 10 shows the relative resistance value exhibited by VCR33.
5 is a graph showing the relationship between R x '(=R x /R) and the low-range boost amount A, and the relationship is expressed by a curve similar to that in FIG. 5. Generally, the relative resistance value R x ' exhibited by the VCR 33 monotonically decreases as the DC control voltage V k changes from negative to positive as shown in FIG. 11a.

従つて、VCR33の呈する抵抗値を低域入力
信号成分のレベルにより制御するためには、該信
号成分である交流信号を直流信号に変換した後、
更にレベルシフトさせた上で制御入力端子kに印
加する必要がある。
Therefore, in order to control the resistance value exhibited by the VCR 33 by the level of the low-frequency input signal component, after converting the AC signal that is the signal component into a DC signal,
It is necessary to further shift the level and apply it to the control input terminal k.

第9図のオペアンプA1,A2は交流信号を直流
信号に変換する作用を受けもつ部分であり、第7
図のA1,A2と同一の動作をする。抵抗器27と
定電圧源28は第7図のそれと同様、オペアンプ
A2の直流出力を負電圧方向へレベルシフトさせ、
第11図bの直線38で示した制御電圧Vkを得
るためのレベルシフト回路21である。
Operational amplifiers A 1 and A 2 in FIG. 9 are parts that have the function of converting AC signals into DC signals, and
The operation is the same as A 1 and A 2 in the figure. Resistor 27 and constant voltage source 28 are operational amplifiers, similar to those in FIG.
Level shift the DC output of A 2 towards the negative voltage direction,
This is the level shift circuit 21 for obtaining the control voltage Vk shown by the straight line 38 in FIG. 11b.

ダイオード31と定電圧源32は第7図のそれ
と同様、最大ブースト量を制限するためのリミツ
タ回路18を構成するものであり、定電圧源32
により下限電圧が制限され、第11図bの直線3
8′で示した如き制御電圧Vkが得られる。
The diode 31 and the constant voltage source 32 constitute a limiter circuit 18 for limiting the maximum boost amount, similar to that shown in FIG.
The lower limit voltage is limited by the straight line 3 in Figure 11b.
A control voltage V k as shown at 8' is obtained.

各部の回路定数を調整して低域入力信号成分が
パワーアンプの飽和レベル11に達した時、制御
電圧VkがVCR33の相対抵抗値Rx′が0に十分
近い値になるのに必要な電圧(+VL′)になる様
にすれば、先の実施例と同様にパワーアンプ4の
ダイナミツクレンジを減少させることはない。
When the circuit constants of each part are adjusted and the low-frequency input signal component reaches the saturation level 11 of the power amplifier, the control voltage V k is set to the value necessary for the relative resistance value R x ′ of the VCR 33 to become sufficiently close to 0. If the voltage is set to (+V L '), the dynamic range of the power amplifier 4 will not be reduced as in the previous embodiment.

オペアンプA5は、コンデンサ34、コンデン
サ35、抵抗器36、抵抗器37と共に12dB/
0ct(周波数が倍になるとレベルが12dB低下する)
のアクテイブローパスフイルタ15′を構成して
いる。このローバスフイルタ15′のカツトオフ
周波数は、低域ブースト回路A′のターンオーバ
周波数に合わせる様に各回路定数を設定する。
Operational amplifier A 5 , together with capacitor 34, capacitor 35, resistor 36, and resistor 37, has a 12 dB/
0ct (level decreases by 12dB when frequency doubles)
This constitutes an active low-pass filter 15'. Each circuit constant is set so that the cut-off frequency of this low-pass filter 15' matches the turnover frequency of the low-frequency boost circuit A'.

第12図aは、本発明によるスピーカ駆動装置
により、キヤビネツト容積10の小型スピーカシ
ステムを駆動した時のスピーカ駆動電圧レベルの
周波数特性を、また第12図bはスピーカからの
出力音圧レベルの周波数特性を、それぞれスピー
カ駆動電力をパラメータとして示している。
Figure 12a shows the frequency characteristics of the speaker drive voltage level when a small speaker system with a cabinet volume of 10 is driven by the speaker drive device according to the present invention, and Figure 12b shows the frequency characteristics of the output sound pressure level from the speaker. The characteristics are shown using speaker drive power as a parameter.

これらの図に示した特性は、パワーアンプ4と
して100Wのものを使用したときに得られた特性
である。読取時の平均電力が1Wの時においては、
大幅な低域ブーストを実施して低音再生周波数範
囲の大幅な拡大効果が得られており、また最大出
力(100W)まで、パワーアンプのダイナミツク
レンジを減少させることなく、スピーカを駆動で
きるものであることが、これらの図から読み取れ
るであろう。
The characteristics shown in these figures are the characteristics obtained when a 100W power amplifier 4 is used. When the average power during reading is 1W,
A significant bass boost has been implemented to significantly expand the bass reproduction frequency range, and the speaker can be driven up to the maximum output (100W) without reducing the power amplifier's dynamic range. One thing can be gleaned from these figures.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように、本発明によれば、スピー
カ駆動装置において、低域ブースト量を低域入力
信号レベルにより自動的に可変できる構成とした
ので、パワーアンプのダイナミツクレンジを減少
させることなく、大幅に再生周波数範囲を低域の
方へ拡大可能であるという効果がある。また、本
発明により実現される低域の周波数特性は、人間
の聴覚のラウドネス特性を考慮すると人間の耳に
とつて不自然さがなく、充分実用可能なものであ
る。
As explained above, according to the present invention, the speaker drive device has a configuration in which the amount of low-frequency boost can be automatically varied depending on the low-frequency input signal level, so that the dynamic range of the power amplifier can be changed without reducing the dynamic range of the power amplifier. This has the effect of significantly expanding the reproduction frequency range toward lower frequencies. Further, the low frequency characteristics realized by the present invention are not unnatural to the human ear, considering the loudness characteristics of human hearing, and are sufficiently usable for practical use.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は従来のスピーカ駆動装置に用いられる
ブースト回路の一例を示した回路図、第2図aは
従来のスピーカ駆動装置における周波数特性を低
域ブーストを実施した場合としない場合について
示したグラフ、第2図bは従来のスピーカ駆動装
置において低域ブーストを実施した場合における
欠点を示すための周波数特性を示したグラフ、第
3図aは、本発明を実施した場合において周波数
特性が電圧レベルと共に変化する様子を示したグ
ラフ、第3図bは同じく再生音声の周波数特性が
音圧レベルと共に変化する様子を示したグラフ、
第4図は本発明の一実施例を示すブロツク図、第
5図は第4図の回路において、VCA16のゲイ
ンを変化させた場合における低域ブースト量の変
化を示したグラフ、第6図aはVCA16におけ
る制御電圧とゲインの関係を示したグラフ、第6
図bは第4図の制御電圧作成回路Sにおける各部
信号の入力信号振幅に対する関係を示したグラ
フ、第7図は、第4図にブロツク図で示した実施
例の具体的回路例を示した回路図、第8図は本発
明の他の実施例を示すブロツク図、第9図は第8
図にブロツク図で示した実施例の具体的回路例を
示した回路図、第10図は第9図におけるVCR
33の呈する抵抗値と低域ブースト回路A′の低
域ブースト量の関係を示したグラフ、第11図a
はVCR33における制御電圧Vkとその呈する相
対抵抗値の関係を示したグラフ、第11図bは
VCR33に印加される制御電圧Vkと入力信号振
幅の関係を示したグラフ、第12図aは、本発明
を実施したときのスピーカ駆動電圧レベルの周波
数特性を示したグラフ、第12図bは同じくスピ
ーカからの出力音圧レベルの周波数特性を示した
グラフ、である。 符号説明、1……入力端子、2……出力端子、
3,A1,A2,A3,A4,A5,A6……オペアンプ、
4……パワーアンプ、5……スピーカ、6……可
変抵抗器、7,24,29,34,35……コン
デンサ、8,23,27,30,36,37……
抵抗器、9,9′,13,13′,13″……スピ
ーカ出力音圧特性、10,10′,10″,12,
12′,12″……スピーカ駆動電圧特性、11…
…パワーアンプ飽和電圧レベル、14……加算
器、15,15′……ローパスフイルタ、16…
…VCA(電圧制御増幅器)、17……整流回路、
18……リミツタ回路、19……積分回路、20
……反転回路、21……レベルシフト回路、2
2,22′,22″……VCAの制御電圧、25,
26,31……ダイオード、28,32……定電
圧源、33……VCR(電圧制御抵抗器)、A,
A′……低域ブースト回路、38,38′……VCR
の制御電圧。
Figure 1 is a circuit diagram showing an example of a boost circuit used in a conventional speaker drive device, and Figure 2a is a graph showing frequency characteristics in a conventional speaker drive device with and without low-range boosting. , Fig. 2b is a graph showing the frequency characteristics to show the drawbacks when low frequency boost is implemented in a conventional speaker drive device, and Fig. 3a is a graph showing the frequency characteristics when implementing the present invention at voltage level. Figure 3b is a graph showing how the frequency characteristics of the reproduced sound change with the sound pressure level.
Fig. 4 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, Fig. 5 is a graph showing changes in the amount of low-frequency boost when the gain of the VCA 16 is changed in the circuit shown in Fig. 4, and Fig. 6 a. is a graph showing the relationship between control voltage and gain in VCA16, No. 6
Figure b is a graph showing the relationship of each part signal to the input signal amplitude in the control voltage generation circuit S of Figure 4, and Figure 7 shows a specific circuit example of the embodiment shown in the block diagram in Figure 4. The circuit diagram, FIG. 8 is a block diagram showing another embodiment of the present invention, and FIG.
A circuit diagram showing a specific circuit example of the embodiment shown in the block diagram in the figure, Figure 10 is a VCR in Figure 9.
Graph showing the relationship between the resistance value exhibited by No. 33 and the amount of low-range boost of the low-range boost circuit A', Fig. 11a
is a graph showing the relationship between the control voltage V k in the VCR33 and its relative resistance value, and Figure 11b is
FIG. 12a is a graph showing the relationship between the control voltage V k applied to the VCR 33 and the input signal amplitude, and FIG. 12b is a graph showing the frequency characteristics of the speaker drive voltage level when the present invention is implemented. It is also a graph showing the frequency characteristics of the output sound pressure level from the speaker. Symbol explanation, 1...Input terminal, 2...Output terminal,
3, A 1 , A 2 , A 3 , A 4 , A 5 , A 6 ... operational amplifier,
4... Power amplifier, 5... Speaker, 6... Variable resistor, 7, 24, 29, 34, 35... Capacitor, 8, 23, 27, 30, 36, 37...
Resistor, 9, 9', 13, 13', 13''...Speaker output sound pressure characteristics, 10, 10', 10'', 12,
12', 12''...Speaker drive voltage characteristics, 11...
...Power amplifier saturation voltage level, 14...Adder, 15, 15'...Low pass filter, 16...
...VCA (voltage control amplifier), 17...rectifier circuit,
18...Limiter circuit, 19...Integrator circuit, 20
...Inversion circuit, 21 ...Level shift circuit, 2
2, 22', 22''...VCA control voltage, 25,
26, 31... Diode, 28, 32... Constant voltage source, 33... VCR (voltage control resistor), A,
A'...Low frequency boost circuit, 38, 38'...VCR
control voltage.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 スピーカを駆動すべき原信号から低域周波数
成分を取り出す手段と、取り出した該低域周波数
成分を増幅する手段と、該増幅手段からの増幅出
力を前記原信号に加算する手段と、該加算手段か
らの加算出力によりスピーカを駆動する手段と、
から成るスピーカ駆動装置において、 前記増幅手段が電圧制御増幅器から成るとき、
該増幅手段におけるゲインを前記原信号のレベル
が高くなれば低く、低くなれば高くなるように、
原信号のレベルに依存して可変制御する手段とし
て、 原信号から取り出した低域周波数成分を整流す
る整流回路と、該整流回路の出力を積分する積分
回路と、該積分回路からの直流出力をレベルシフ
トさせるレベルシフト回路と、レベルシフトされ
た該積分回路からの直流出力を正負反転させる反
転回路と、該反転回路の出力をそのレベルの上限
を制限してから制御電圧として前記電圧制御増幅
器に加えるリミツタ回路と、から成る手段を具備
したことを特徴とするスピーカ駆動装置。 2 スピーカを駆動すべき原信号から低域周波数
成分を取り出す手段と、取り出した該低域周波数
成分を増幅する手段と、該増幅手段からの増幅出
力を前記原信号に加算する手段と、該加算手段か
らの加算出力によりスピーカを駆動する手段と、
から成るスピーカ駆動装置において、 前記増幅手段が、電圧制御抵抗器の可変抵抗値
によりそのゲインを制御される増幅器から成ると
き、前記増幅手段におけるゲインを前記原信号の
レベルが高くなれば低く、低くなれば高くなるよ
うに、原信号のレベルに依存して可変制御する手
段として、 原信号から取り出した低域周波数成分を整流す
る整流回路と、該整流回路の出力を積分する積分
回路と、該積分回路からの直流出力をレベルシフ
トさせるレベルシフト回路と、レベルシフトされ
た該積分回路からの出力をそのレベルの下限を制
限してから制御電圧として前記電圧制御抵抗器に
加えるリミツタ回路と、から成る手段を具備した
ことを特徴とするスピーカ駆動装置。
[Claims] 1. Means for extracting a low frequency component from an original signal to drive a speaker, means for amplifying the extracted low frequency component, and adding the amplified output from the amplifying means to the original signal. means for driving a speaker with the added output from the adding means;
A speaker driving device comprising: when the amplifying means comprises a voltage controlled amplifier;
The gain in the amplification means is set so that the higher the level of the original signal, the lower the gain, and the lower the level of the original signal, the higher the gain.
As a means for variable control depending on the level of the original signal, a rectifier circuit that rectifies the low frequency component extracted from the original signal, an integrator circuit that integrates the output of the rectifier circuit, and a DC output from the integrator circuit are used. a level shift circuit that shifts the level; an inversion circuit that inverts the level-shifted DC output from the integrating circuit; and an inversion circuit that limits the upper limit of the level of the output of the inversion circuit and then supplies it as a control voltage to the voltage control amplifier. 1. A speaker drive device comprising means for adding a limiter circuit. 2. Means for extracting a low frequency component from the original signal to drive a speaker, means for amplifying the extracted low frequency component, means for adding the amplified output from the amplifying means to the original signal, and the addition. means for driving a speaker by the addition output from the means;
When the amplifying means comprises an amplifier whose gain is controlled by a variable resistance value of a voltage-controlled resistor, the gain in the amplifying means is lowered as the level of the original signal becomes higher, and lowered as the level of the original signal becomes higher. As a means for variable control depending on the level of the original signal so that the lower frequency component becomes higher as a level shift circuit that level-shifts the DC output from the integration circuit; and a limiter circuit that limits the level-shifted output from the integration circuit to a lower limit and then applies it to the voltage control resistor as a control voltage. What is claimed is: 1. A speaker driving device characterized by comprising means for:
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