JPH077787A - 電子制御スピーカシステム - Google Patents
電子制御スピーカシステムInfo
- Publication number
- JPH077787A JPH077787A JP14248293A JP14248293A JPH077787A JP H077787 A JPH077787 A JP H077787A JP 14248293 A JP14248293 A JP 14248293A JP 14248293 A JP14248293 A JP 14248293A JP H077787 A JPH077787 A JP H077787A
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- speaker
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- Control Of Amplification And Gain Control (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 大電力音圧レベルを再生する場合でも、低歪
で高品質の音響再生を可能にする。 【構成】 音楽や音声等のプログラム信号は電気入力部
１から入力され、非線形回路４を通して、ホーンスピー
カ３で発生する第２次高調波歪の逆相成分を発生させ
る。第２次高調波歪の量は電力増幅器２の出力レベルに
よって制御され、出力が大きくなれば発生される第２次
高調波歪の量も多くなり、出力が小さければ第２次高調
波歪の量も小さくなるように制御線５を通ずる制御信号
で制御する。非線形回路４を通過した電気信号は、ホー
ンスピーカ３で発生する歪の逆相成分の信号を合わせた
ものとなり、この電気信号を電力増幅器２に入力して増
幅した後、ホーンスピーカ３に印加する。
で高品質の音響再生を可能にする。 【構成】 音楽や音声等のプログラム信号は電気入力部
１から入力され、非線形回路４を通して、ホーンスピー
カ３で発生する第２次高調波歪の逆相成分を発生させ
る。第２次高調波歪の量は電力増幅器２の出力レベルに
よって制御され、出力が大きくなれば発生される第２次
高調波歪の量も多くなり、出力が小さければ第２次高調
波歪の量も小さくなるように制御線５を通ずる制御信号
で制御する。非線形回路４を通過した電気信号は、ホー
ンスピーカ３で発生する歪の逆相成分の信号を合わせた
ものとなり、この電気信号を電力増幅器２に入力して増
幅した後、ホーンスピーカ３に印加する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、スピーカ再生時に発生
する高調波歪成分を無くし、大出力再生時にも高音質な
音響を再生する電子制御スピーカシステムに関するもの
で、音楽や音声等の電気信号を非線形回路を通して高調
波成分を作り出し、スピーカで発生する高調波歪と同じ
レベルで、逆相信号となるようにして、電気入力信号に
加算してスピーカに加える技術に係る。
する高調波歪成分を無くし、大出力再生時にも高音質な
音響を再生する電子制御スピーカシステムに関するもの
で、音楽や音声等の電気信号を非線形回路を通して高調
波成分を作り出し、スピーカで発生する高調波歪と同じ
レベルで、逆相信号となるようにして、電気入力信号に
加算してスピーカに加える技術に係る。
【０００２】
【従来の技術】スピーカはエッジやダンパー等の支持系
や磁気回路等の駆動系の直線性が悪いために高調波歪を
発生する。ここでは、特にホーンスピーカについて説明
する。
や磁気回路等の駆動系の直線性が悪いために高調波歪を
発生する。ここでは、特にホーンスピーカについて説明
する。
【０００３】ホーンスピーカは、電気・音響変換効率が
高く、小さな入力電圧でも大出力の音圧が再生可能なた
め広く利用されている。図３はホーンスピーカシステム
を示すものであり、音楽や音声等の電気入力部１からの
電気信号は電力増幅器２で増幅された後、ホーンスピー
カ３に接続され駆動される。図４は実際のホーンスピー
カ３に１．２Ｖの正弦波電圧を加え、ホーンスピーカ３
から１ｍ離れた軸上の点における音圧周波数特性と高調
波歪周波数特性であり、Ａは再生音圧、Ｂは第２次高調
波歪、Ｃは第３次高調波歪を示している。小さな入力電
圧を加えただけでも高能率な音圧が再生されるが、第２
次高調波歪成分もまた多く発生することがわかる。図５
は図４で測定したホーンスピーカ３に２Ｖの入力電圧を
加えたときの軸上周波数特性と高調波歪成分を示してい
る。ここに、Ａ、Ｂ、Ｃは図４の場合と同じものを示
す。出力音圧レベルは図４の場合に対して約３．５ｄＢ
程が高くなり、第２次高調波歪成分は７ｄＢ程多くなっ
ている。
高く、小さな入力電圧でも大出力の音圧が再生可能なた
め広く利用されている。図３はホーンスピーカシステム
を示すものであり、音楽や音声等の電気入力部１からの
電気信号は電力増幅器２で増幅された後、ホーンスピー
カ３に接続され駆動される。図４は実際のホーンスピー
カ３に１．２Ｖの正弦波電圧を加え、ホーンスピーカ３
から１ｍ離れた軸上の点における音圧周波数特性と高調
波歪周波数特性であり、Ａは再生音圧、Ｂは第２次高調
波歪、Ｃは第３次高調波歪を示している。小さな入力電
圧を加えただけでも高能率な音圧が再生されるが、第２
次高調波歪成分もまた多く発生することがわかる。図５
は図４で測定したホーンスピーカ３に２Ｖの入力電圧を
加えたときの軸上周波数特性と高調波歪成分を示してい
る。ここに、Ａ、Ｂ、Ｃは図４の場合と同じものを示
す。出力音圧レベルは図４の場合に対して約３．５ｄＢ
程が高くなり、第２次高調波歪成分は７ｄＢ程多くなっ
ている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、ホーンスピー
カを用いると、小さな入力電圧で大出力の音響を再生す
ることはできるが、高いレベルの第２次の高調波歪成分
が発生し、そのレベルも出力レベルが大きいほど歪レベ
ルの割合も大きくなるという問題がある。ホーンスピー
カの歪が多く発生するのは、ホーンドライバー内部の位
相等化器やホーンスロート部で大音圧となり空気歪が発
生するためで、第２次高調波歪成分が主となる。
カを用いると、小さな入力電圧で大出力の音響を再生す
ることはできるが、高いレベルの第２次の高調波歪成分
が発生し、そのレベルも出力レベルが大きいほど歪レベ
ルの割合も大きくなるという問題がある。ホーンスピー
カの歪が多く発生するのは、ホーンドライバー内部の位
相等化器やホーンスロート部で大音圧となり空気歪が発
生するためで、第２次高調波歪成分が主となる。
【０００５】本発明は、上記問題点に鑑み、大出力音圧
レベルを再生する場合でも、低歪で高音質な音響再生を
可能にすることを目的とするものである。
レベルを再生する場合でも、低歪で高音質な音響再生を
可能にすることを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、請求項１記載の発明は音楽や音声等の電気
入力信号を、スピーカで再生した時に発生する高調波歪
の逆相成分を発生させる非線形回路と、スピーカに加え
られる入力電圧によって前記線形回路で発生する歪量を
自動的に調節する手段とを備え、前記非線形回路の出力
を増幅してスピーカに加えることとしたものである。
するために、請求項１記載の発明は音楽や音声等の電気
入力信号を、スピーカで再生した時に発生する高調波歪
の逆相成分を発生させる非線形回路と、スピーカに加え
られる入力電圧によって前記線形回路で発生する歪量を
自動的に調節する手段とを備え、前記非線形回路の出力
を増幅してスピーカに加えることとしたものである。
【０００７】また請求項２記載の発明は、音楽や音声等
の電気信号を、スピーカで再生したときに発生する高調
波歪の逆相信号を発生させる非線形回路手段と、スピー
カに加えられる入力電圧によって前記非線形回路で発生
する歪量を自動的に調節する手段と、前記非線形回路の
出力から入力信号を減算して歪成分だけを取り出す手段
と、この歪成分に対して利得や位相を補正する手段と、
補正された歪成分と電気入力信号を加算する手段を備
え、前記加算器の出力を増幅してスピーカに加えること
としたものである。
の電気信号を、スピーカで再生したときに発生する高調
波歪の逆相信号を発生させる非線形回路手段と、スピー
カに加えられる入力電圧によって前記非線形回路で発生
する歪量を自動的に調節する手段と、前記非線形回路の
出力から入力信号を減算して歪成分だけを取り出す手段
と、この歪成分に対して利得や位相を補正する手段と、
補正された歪成分と電気入力信号を加算する手段を備
え、前記加算器の出力を増幅してスピーカに加えること
としたものである。
【０００８】さらに請求項３記載の発明は、上記請求項
２記載の発明に加えて、非線形回路で歪を発生させるに
要する時間と前記歪成分に対して利得や位相を補正する
のに要する時間を補正するために２つの遅延器を電気入
力信号ライン上に設けることとしたものである。
２記載の発明に加えて、非線形回路で歪を発生させるに
要する時間と前記歪成分に対して利得や位相を補正する
のに要する時間を補正するために２つの遅延器を電気入
力信号ライン上に設けることとしたものである。
【０００９】
【作用】本発明はスピーカに印加する信号を入力レベル
に応じて歪ませて、高調波歪成分を発生させ、スピーカ
自身で発生する歪成分と振幅が同じで逆相となるように
調整し、この信号を電気入力信号に加算増幅し、スピー
カに入力するもので、スピーカで発生する歪を打ち消
し、高調波歪の発生しない高音質な大出力音圧再生を可
能にするものである。
に応じて歪ませて、高調波歪成分を発生させ、スピーカ
自身で発生する歪成分と振幅が同じで逆相となるように
調整し、この信号を電気入力信号に加算増幅し、スピー
カに入力するもので、スピーカで発生する歪を打ち消
し、高調波歪の発生しない高音質な大出力音圧再生を可
能にするものである。
【００１０】
【実施例】（実施例１）以下、本発明の第１の実施例に
ついて図１を参照しながら説明する。図１において、音
楽や音声等のプログラム信号は電気入力部１から入力さ
れ、非線形回路４を通して、ホーンスピーカ３で発生す
る第２次高調波歪の逆相成分を発生させる。この第２次
高調波歪の量は電力増幅器２の出力レベルによって制御
され、出力が大きくなれば発生される第２次高調波歪成
分の量も多くなり、出力が小さければその量も小さくな
るように制御線５を通じて制御信号で制御する。非線形
回路４を通過した電気信号はホーンスピーカ３で発生す
る歪の逆相成分の信号を合わせたものとなり、この電気
信号を電力増幅器２に入力して増幅した後、ホーンスピ
ーカ３に印加する。このホーンスピーカ３から再生され
る音響は次式のように示される。
ついて図１を参照しながら説明する。図１において、音
楽や音声等のプログラム信号は電気入力部１から入力さ
れ、非線形回路４を通して、ホーンスピーカ３で発生す
る第２次高調波歪の逆相成分を発生させる。この第２次
高調波歪の量は電力増幅器２の出力レベルによって制御
され、出力が大きくなれば発生される第２次高調波歪成
分の量も多くなり、出力が小さければその量も小さくな
るように制御線５を通じて制御信号で制御する。非線形
回路４を通過した電気信号はホーンスピーカ３で発生す
る歪の逆相成分の信号を合わせたものとなり、この電気
信号を電力増幅器２に入力して増幅した後、ホーンスピ
ーカ３に印加する。このホーンスピーカ３から再生され
る音響は次式のように示される。
【００１１】Ｐ＝Ｈ・Ｅ …………（１） ここに、Ｐはホーンスピーカ３で再生される音圧レベ
ル、Ｈはホーンスピーカの伝達特性、Ｅは電気入力信号
を示す。
ル、Ｈはホーンスピーカの伝達特性、Ｅは電気入力信号
を示す。
【００１２】ところが、ホーンスピーカ３は図７、図８
に示したように第２次高調波歪を発生するので、伝達特
性Ｈは歪の無い成分Ｈｓと歪成分Ｈｎに分け次式のよう
に示される。
に示したように第２次高調波歪を発生するので、伝達特
性Ｈは歪の無い成分Ｈｓと歪成分Ｈｎに分け次式のよう
に示される。
【００１３】Ｈ＝Ｈｓ＋Ｈｎ …………（２） 歪発生回路で第２次高調波歪を発生させ、このときの電
気信号Ｅは Ｅ＝Ｅｓ−Ｅｎ …………（３） で表わすことができる。ここに、歪成分に負の符号が付
いているのは、ホーンスピーカ３で発生する歪と逆相関
係にあることを示すためである。
気信号Ｅは Ｅ＝Ｅｓ−Ｅｎ …………（３） で表わすことができる。ここに、歪成分に負の符号が付
いているのは、ホーンスピーカ３で発生する歪と逆相関
係にあることを示すためである。
【００１４】従って、１式に２式，３式を代入すると Ｐ＝（Ｈｓ＋Ｈｎ）・（Ｅｓ−Ｅｎ） ＝ＨｓＥｓ−ＨｓＥｎ＋ＨｎＥｓ−ＨｎＥｎ …………（４） ここに、歪発生回路でホーンスピーカ３で発生する第２
次高調波成分を打ち消すように歪成分を発生させるの
で、４式で −ＨｓＥｎ＋ＨｎＥｓ＝０ …………（５） となる。従って４式は次式のように表わされる。
次高調波成分を打ち消すように歪成分を発生させるの
で、４式で −ＨｓＥｎ＋ＨｎＥｓ＝０ …………（５） となる。従って４式は次式のように表わされる。
【００１５】Ｐ＝ＨｓＥｓ−ＨｎＥｎ …………（６） ここに、Ｈｎ・Ｅｎはホーンスピーカ３で発生する歪成
分と非線形回路で発生される歪成分の積であり、非常に
微弱な音となるので無視できる。なぜなら、たとえばホ
ーンスピーカで３％の歪成分が発生する。この時、非線
形回路で発生する歪Ｅｎの量もまた３％であり、Ｈｎ・
Ｅｎは０．０３×０．０３＝０．０００９となり、０．
０９％となるためである。
分と非線形回路で発生される歪成分の積であり、非常に
微弱な音となるので無視できる。なぜなら、たとえばホ
ーンスピーカで３％の歪成分が発生する。この時、非線
形回路で発生する歪Ｅｎの量もまた３％であり、Ｈｎ・
Ｅｎは０．０３×０．０３＝０．０００９となり、０．
０９％となるためである。
【００１６】（実施例２）図２は本発明の第２の実施例
である。音楽や音声等の電気信号部１に電気信号が入力
され、その後２つに分岐される。１つはτ１の遅延時間
をもつ遅延回路６に入力され、他の一つは非線形回路４
に入力される。非線形回路４では電力増幅器２の出力レ
ベルに応じてホーンスピーカ３で発生する第２次高調波
歪成分を打ち消す逆相成分が作り出される。すなわち、
電力増幅器２の出力と非線形回路４を結ぶ制御線５を通
ずる制御信号により非線形回路４で発生する歪の量を制
御する。遅延回路６の遅延時間τ１は、非線形回路４で
歪成分を発生するのに要する時間に等しくなるように設
定される。非線形回路４を通過した信号から電気信号部
１で入力された電気信号成分を減算器９で減算し歪成分
のみが分離される。この歪成分のみの信号は伝達関数補
正回路８に入力され、ホーンスピーカ３で発生する歪量
の周波数特性に一致するように補正される。遅延回路７
は伝達関数補正回路８で補正に要する時間に相当する。
この補正回路８の出力は、遅延回路７の出力である原信
号と加算器１０を通して加算され電力増幅器２で増幅さ
れホーンスピーカ３に印加される。その結果、５式で示
されるように、ホーンスピーカ３から歪のない大出力の
音響が再生されることになる。
である。音楽や音声等の電気信号部１に電気信号が入力
され、その後２つに分岐される。１つはτ１の遅延時間
をもつ遅延回路６に入力され、他の一つは非線形回路４
に入力される。非線形回路４では電力増幅器２の出力レ
ベルに応じてホーンスピーカ３で発生する第２次高調波
歪成分を打ち消す逆相成分が作り出される。すなわち、
電力増幅器２の出力と非線形回路４を結ぶ制御線５を通
ずる制御信号により非線形回路４で発生する歪の量を制
御する。遅延回路６の遅延時間τ１は、非線形回路４で
歪成分を発生するのに要する時間に等しくなるように設
定される。非線形回路４を通過した信号から電気信号部
１で入力された電気信号成分を減算器９で減算し歪成分
のみが分離される。この歪成分のみの信号は伝達関数補
正回路８に入力され、ホーンスピーカ３で発生する歪量
の周波数特性に一致するように補正される。遅延回路７
は伝達関数補正回路８で補正に要する時間に相当する。
この補正回路８の出力は、遅延回路７の出力である原信
号と加算器１０を通して加算され電力増幅器２で増幅さ
れホーンスピーカ３に印加される。その結果、５式で示
されるように、ホーンスピーカ３から歪のない大出力の
音響が再生されることになる。
【００１７】以上、ホーンスピーカ３に着目して説明し
てきたが、このシステムは通常のスピーカに付いても同
様な手段で用いることができ、スピーカシステムで発生
する歪成分を無くすことができる。
てきたが、このシステムは通常のスピーカに付いても同
様な手段で用いることができ、スピーカシステムで発生
する歪成分を無くすことができる。
【００１８】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、スピーカ
で発生する高調波歪と逆相関係になる高調波歪成分を、
スピーカを駆動する信号に含ませて駆動することによ
り、スピーカ自身で発生する高調波歪成分を互いに打ち
消しあい、大出力音圧再生時でも歪の無い高音質な音響
再生を可能にする効果を奏する。
で発生する高調波歪と逆相関係になる高調波歪成分を、
スピーカを駆動する信号に含ませて駆動することによ
り、スピーカ自身で発生する高調波歪成分を互いに打ち
消しあい、大出力音圧再生時でも歪の無い高音質な音響
再生を可能にする効果を奏する。
【図１】本発明の第１の実施例の電子制御スピーカシス
テム
テム
【図２】同第２の実施例の電子制御スピーカシステム
【図３】従来のホーンスピーカ駆動システム
【図４】ホーンスピーカの軸上音圧周波数特性と高調波
歪特性（１．２Ｖ入力時）
歪特性（１．２Ｖ入力時）
【図５】ホーンスピーカの軸上音圧周波数特性と高調波
歪特性（２．０Ｖ入力時）
歪特性（２．０Ｖ入力時）
１ 電気入力部 ２ 電力増幅器 ３ ホーンスピーカ ４ 非線形回路 ５ 制御信号
Claims (3)
- 【請求項１】音楽や音声等の電気入力信号を、スピーカ
で再生した時に発生する高調波歪の逆相成分を発生させ
る非線形回路と、スピーカに加えられる入力電圧によっ
て前記線形回路で発生する歪量を自動的に調節する手段
とを備え、前記非線形回路の出力を増幅してスピーカに
加えることを特徴とする電子制御スピーカシステム。 - 【請求項２】音楽や音声等の電気信号を、スピーカで再
生したときに発生する高調波歪の逆相信号を発生させる
非線形回路手段と、スピーカに加えられる入力電圧によ
って前記非線形回路で発生する歪量を自動的に調節する
手段と、前記非線形回路の出力から入力信号を減算して
歪成分だけを取り出す手段と、この歪成分に対して利得
や位相を補正する手段と、補正された歪成分と電気入力
信号を加算する手段等を備え、前記加算器の出力を増幅
してスピーカに加えることを特徴とする電子制御スピー
カシステム。 - 【請求項３】非線形回路で歪を発生させるに要する時間
と前記歪成分に対して利得や位相を補正するのに要する
時間を補正するために２つの遅延器を電気入力信号ライ
ン上に設けたことを特徴とする請求項２記載の電子制御
スピーカシステム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14248293A JPH077787A (ja) | 1993-06-15 | 1993-06-15 | 電子制御スピーカシステム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14248293A JPH077787A (ja) | 1993-06-15 | 1993-06-15 | 電子制御スピーカシステム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH077787A true JPH077787A (ja) | 1995-01-10 |
Family
ID=15316352
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14248293A Pending JPH077787A (ja) | 1993-06-15 | 1993-06-15 | 電子制御スピーカシステム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH077787A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101123343B1 (ko) * | 2010-12-07 | 2012-03-23 | (주)펄서스 테크놀러지 | 고조파를 이용한 디지털 오디오 증폭 장치 및 그 방법 |
| CN112150742A (zh) * | 2020-09-18 | 2020-12-29 | 江苏科技大学 | 基于声场感知的低功耗声学接近报警装置和报警方法 |
-
1993
- 1993-06-15 JP JP14248293A patent/JPH077787A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101123343B1 (ko) * | 2010-12-07 | 2012-03-23 | (주)펄서스 테크놀러지 | 고조파를 이용한 디지털 오디오 증폭 장치 및 그 방법 |
| WO2012077931A2 (ko) * | 2010-12-07 | 2012-06-14 | (주)펄서스 테크놀러지 | 고조파를 이용한 디지털 오디오 증폭 장치 및 그 방법 |
| WO2012077931A3 (ko) * | 2010-12-07 | 2012-08-02 | (주)펄서스 테크놀러지 | 고조파를 이용한 디지털 오디오 증폭 장치 및 그 방법 |
| CN112150742A (zh) * | 2020-09-18 | 2020-12-29 | 江苏科技大学 | 基于声场感知的低功耗声学接近报警装置和报警方法 |
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