JPH0833093A - マルチウエイスピーカ装置 - Google Patents

マルチウエイスピーカ装置

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JPH0833093A
JPH0833093A JP18197394A JP18197394A JPH0833093A JP H0833093 A JPH0833093 A JP H0833093A JP 18197394 A JP18197394 A JP 18197394A JP 18197394 A JP18197394 A JP 18197394A JP H0833093 A JPH0833093 A JP H0833093A
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JP
Japan
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frequency
low
level
pass filter
crossover
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Withdrawn
Application number
JP18197394A
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English (en)
Inventor
Mitsuru Hanajima
満 花島
Yasushi Igarashi
裕史 五十嵐
Keijiro Maeda
敬二郎 前田
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 低レベルでの再生時でも豊かな音楽性を楽し
めるマルチウエイスピーカ装置の実現。 【構成】 マルチウエイスピーカ装置において、各フィ
ルタ3,5はカットオフ周波数を変化させることができ
るように構成する。そして、入力音声信号SA レベルに
応じて各フィルタに対するカットオフ周波数の可変制御
信号Sfcを出力するクロスオーバー周波数制御手段2を
備え、入力音声信号レベルが所定レベルより小さいとき
に、各フィルタによるクロスオーバー周波数を低域側に
変化させるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はマルチウエイスピーカ装
置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般的なスピーカユニットにおいて、口
径を大きくすると大きいエネルギー(大音圧)を得るこ
とに有利となるが、振動系支持装置、例えばダイナミッ
ク型ではエッジやダンパーについてはリニアリティが悪
くなるため、低音圧領域の再生出力という点では不利と
なる。一方、小口径のスピーカユニットでは音圧が上が
ったり再生信号の周波数が下がったりすると振動板の振
幅が増大し、歪が発生する。
【0003】これらの事情から、低域再生用に大口径の
スピーカユニットを用い、高域再生用に小口径のスピー
カユニットを用いるマルチウエイスピーカ装置が知られ
ている。このマルチウエイスピーカ装置では入力音声信
号に対してローパスフィルタで高域をカットした信号を
大口径のスピーカユニット(ウーハー)に与え、また入
力音声信号に対してハイパスフィルタで低域をカットし
た信号を小口径のスピーカユニット(ツイーター)に与
えるようにしている。そして、ローパスフィルタとハイ
パスフィルタの各カットオフ周波数の設定、即ちクロス
オーバ周波数の設定は、ウーハー及びツイーターの限界
をみながら行なわれる。
【0004】3ウエイスピーカー装置の場合は、さらに
中音域用にミッドレンジスピーカユニットが用いられる
が、ウーハーとミッドレンジのクロスオーバ周波数、及
びミッドレンジとツイーターのクロスオーバ周波数の設
定についても同様である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、図8(a)
(b)に示すようにスピーカユニットの振動板の振幅
は、再生周波数及び振動板半径の2乗に反比例して増加
する。このため、クロスオーバ周波数を設定する際に
は、余裕をもって高めに設定されることになる。
【0006】例えば95dB(SPL)の音圧について
は1.5KHzまで使用できるツイーターユニットについて
は、105dB(SPL)というピーク音圧を考慮して
3KHz以上で使用するような設定がなされる。
【0007】つまり滅多に出力されないピーク音圧のた
めに、或る程度余裕をもってクロスオーバ周波数を高め
に設定しなければならず、これによって微少レベルでの
リニアリティが犠牲にされることになる。実際にはユー
ザーは家庭でステレオ音声を楽しむ場合は、低レベルで
聞くことが多く、このような場合に、スピーカ装置は十
分な性能を発揮できないことになってしまう。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明はこのような問題
点に鑑みて、微少レベルでのリニアリティを改善し、低
レベルでの再生時でも豊かな音楽性を楽しめるマルチウ
エイスピーカ装置を提供することを目的とする。
【0009】このため、帯域分割のための複数のフィル
タ手段と、各フィルタ手段からの出力音声信号が供給さ
れる複数のスピーカユニットを有するマルチウエイスピ
ーカ装置において、各フィルタ手段はカットオフ周波数
を変化させることができるように構成する。そして、入
力音声信号レベルに応じて各フィルタ手段に対するカッ
トオフ周波数の可変制御信号を出力し、各フィルタ手段
によるクロスオーバー周波数を変化させることのできる
クロスオーバー周波数制御手段を備えるようにする。
【0010】また、クロスオーバー周波数制御手段は、
入力音声信号レベルが所定レベルより小さいときに、各
フィルタ手段によるクロスオーバー周波数を低域側に変
化させるようにする。
【0011】
【作用】入力音声信号レベルに応じてクロスオーバー周
波数を変化させることで、大レベル入力を考慮して微少
レベルでのリニアリティを犠牲にしなければならないと
いうことを解消できる。例えば入力音声信号レベルが所
定レベルより小さいときに、クロスオーバー周波数を低
域側に変化させることで、低レベル時に良好なリニアリ
ティを保つことができる。
【0012】
【実施例】以下、本発明について第1〜第3の実施例を
説明する。図1は第1の実施例となるマルチウエイスピ
ーカ装置のブロック図である。この場合スピーカ装置は
パッシブ型とされ、本発明はスピーカ装置及び前段のパ
ワーアンプ装置に搭載された部位とともに構成される。
【0013】1はパワーアンプ、2はクロスオーバ周波
数制御部であり、これらはパワーアンプ装置に搭載され
ている。パワーアンプ1は入力音声信号SA を増幅して
スピーカ装置に供給する。また、パワーアンプ1の出力
はクロスオーバ周波数制御部2にも供給される。クロス
オーバ周波数制御部2はパワーアンプ1から供給される
音声信号レベルに応じて制御信号Sfcを出力し、スピー
カ装置に供給する。
【0014】スピーカ装置はパッシブ型のローパスフィ
ルタ3、低域スピーカユニット(ウーハー)4、パッシ
ブ型のハイパスフィルタ5、高域スピーカユニット(ツ
イーター)6により構成されている。
【0015】音声信号SA の低域成分はローパスフィル
タ3によって抽出され、低域スピーカユニット4に送ら
れて音声として出力される。また音声信号SA の高域成
分はハイパスフィルタ5によって抽出され、高域スピー
カユニット5に送られて音声として出力される。
【0016】ここで、ローパスフィルタ3は、例えば図
3(a)のようにコイルL1 ,L2、コンデンサC1
2 、抵抗R1 、及びリレーRYにより構成されてい
る。そしてリレーRYの開閉動作によりフィルタ回路へ
のコンデンサC2 の挿入/脱却が行なわれ、これによっ
てカットオフ周波数を可変することができるようにされ
ている。
【0017】またハイパスフィルタ5は、例えば図3
(b)のようにコイルL3 、コンデンサC3 ,C4 、抵
抗R2 、及びリレーRYにより構成されている。そして
リレーRYの開閉動作によりフィルタ回路へのコンデン
サC4 の挿入/脱却が行なわれ、これによってカットオ
フ周波数を可変することができるようにされている。
【0018】そして、クロスオーバ周波数制御部2は、
例えば図2のように整流回路2a、コンパレータ2b、
ホールド回路2cで構成される。パワーアンプ1からの
出力は整流回路2aで整流されてコンパレータ2bに供
給される。コンパレータ2bでは整流回路2aの出力を
所定の基準レベルと比較した結果を出力する。その比較
結果は、異なる比較結果がでるまでの間、ホールド回路
2cでホールド出力され、これが制御信号Sfcとされ
る。制御信号Sfcはローパスフィルタ3及びハイパスフ
ィルタ5におけるリレーRYを制御する信号となる。
【0019】つまり、ローパスフィルタ3及びハイパス
フィルタ5におけるリレーRYは、入力音声信号SA
或る所定のレベルよりも高いときと低いときで断接状態
が切り換えられる。従って、このスピーカ装置では、入
力音声信号SA が或る所定のレベルよりも高いときと低
いときでクロスオーバー周波数が変化することになる。
【0020】即ち、例えば入力音声信号SA が所定レベ
ルよりも高いときには、ローパスフィルタ3及びハイパ
スフィルタ5のカットオフ周波数が図4に実線で示すよ
うに設定されていたとしたときに、入力音声信号SA
所定レベルよりも低くなったら、各カットオフ周波数が
図4に破線で示すように変化される。つまり、クロスオ
ーバー周波数が、音声信号レベルに応じてfcrs1とf
crs2で切り換えられる。
【0021】このように本実施例では、入力音声信号S
A が所定レベルより小さいときにクロスオーバー周波数
を低域側にシフトさせることで、低レベル再生時でも良
好なリニアリティ、分解能を保つことができる。また、
クロスオーバー周波数の変化は入力音声信号SA の検出
に応じたものであるため、この検出動作は容易であり、
簡単な構成で実現できるという利点もある。
【0022】また、切換時にはアタック及びリカバリー
のタイミングがとられて、チャタリング的な動作が起こ
らないようにしている。なお、スピーカ装置内にクロス
オーバ周波数制御部2を配置する構成としてもよい。
【0023】図5は第2の実施例を示すものである。こ
れはパワーアンプを内蔵したアクティブ型のスピーカ装
置とした例である。11はアクティブローパスフィル
タ、12はパワーアンプ、13は低域スピーカユニット
であり、入力された音声信号SA からローパスフィルタ
11で低域成分が抽出され、パワーアンプ12で増幅さ
れて低域スピーカユニット13から音声出力される。
【0024】また、14はアクティブローパスフィル
タ、15はパワーアンプ、16は高域スピーカユニット
であり、入力された音声信号SA からハイパスフィルタ
14で高域成分が抽出され、パワーアンプ15で増幅さ
れて高域スピーカユニット16から音声出力される。1
7はクロスオーバ周波数制御部であり、これは上述した
図2と同様に構成されている。
【0025】ローパスフィルタ11は、例えば図6
(a)のように抵抗R3 〜R8 、コンデンサC6 〜C
8 、バッファアンプ18、及びリレーRYにより構成さ
れている。そしてリレーRYの開閉動作によりフィルタ
回路への抵抗R4 ,R6 ,R8 の挿入/脱却が行なわ
れ、これによってカットオフ周波数を可変することがで
きるようにされている。
【0026】またハイパスフィルタ14は、例えば図6
(b)のように抵抗R9 〜R14、コイルL5 〜L7 、バ
ッファアンプ19、及びリレーRYにより構成されてい
る。そしてリレーRYの開閉動作によりフィルタ回路へ
の抵抗R10,R12,R14の挿入/脱却が行なわれ、これ
によってカットオフ周波数を可変することができるよう
にされている。
【0027】各リレーRYには上記第1の実施例と同様
にクロスオーバ周波数制御部2からの制御信号Sfcが供
給されるようにされているため、各リレーRYは入力音
声信号レベルが所定レベルより小さいか大きいかによっ
て開閉制御されることになる。
【0028】つまり、この実施例でも入力音声信号レベ
ルに応じて、図4のようにクロスオーバー周波数がf
crs1とfcrs2とで切り換えられる。即ち入力音声信号S
A が所定レベルより小さいときにクロスオーバー周波数
は低域側にシフトされ、低レベル再生時における良好な
リニアリティを得ることができる。
【0029】図7は第3の実施例を示すものである。こ
れはデジタルフィルタを用いた場合である。入力音声信
号SA はA/D変換器21でデジタル化され、ローパス
フィルタ22,ハイパスフィルタ26,クロスオーバ周
波数制御部30に供給される。ローパスフィルタ22及
びハイパスフィルタ26はDSP(デジタルシグナルプ
ロセッサ)などによりデジタルフィルタとして構成され
ている。
【0030】23はD/A変換器、24はパワーアン
プ、25は低域スピーカユニットであり、入力された音
声信号SA はデジタル化されてローパスフィルタ22で
低域成分が抽出された後、D/A変換器23でアナログ
信号に戻され、パワーアンプ24で増幅されて低域スピ
ーカユニット25から音声出力される。
【0031】また27はD/A変換器、28はパワーア
ンプ、29は高域スピーカユニットであり、入力された
音声信号SA はデジタル化されてハイパスフィルタ26
で高域成分が抽出された後、D/A変換器27でアナロ
グ信号に戻され、パワーアンプ28で増幅されて高域ス
ピーカユニット29から音声出力される。
【0032】ローパスフィルタ22及びハイパスフィル
タ26はDSPによる演算処理でフィルタ動作を行なう
が、演算係数を可変することによりそれぞれカットオフ
周波数を変化させることができる。そこで、クロスオー
バ周波数制御部30は入力されたデジタルデータ値、即
ち入力音声信号レベルを判断して、それに応じた係数値
を得、ローパスフィルタ22及びハイパスフィルタ26
に対してフィルタ演算係数kとして出力する。
【0033】即ちこの場合、クロスオーバ周波数制御部
30が入力レベルに対応して設定されている係数kを出
力することで、上記第1、第2の実施例と同様に図4の
ようなクロスオーバー周波数の可変制御が実行されるこ
とになり、同様の効果を得ることができる。
【0034】なお、以上の実施例では2ウエイスピーカ
ーを例にあげたが、3ウエイスピーカーでも同様に本発
明を適用できる。また、第1,第2の実施例ではリレー
RYを用いたが、これに代えて半導体スイッチを採用し
てもよい。
【0035】また、デジタル音声データとして再生され
るオーディオ機器に対応するスピーカであった場合に
は、再生信号のデジタル段階でプレーヤ側でレベル検出
を行なっておき、それに応じてカットオフ周波数が可変
制御されるようにすることもできる。
【0036】
【発明の効果】以上説明したように本発明のマルチウエ
イスピーカ装置は、入力音声信号レベルに応じてクロス
オーバー周波数を変化させるようにすることで、各スピ
ーカユニットの性能を常に良好に引き出すことができ
る。特に入力音声信号レベルが所定レベルより小さいと
きに、クロスオーバー周波数を低域側に変化させること
で、低レベル出力時に良好なリニアリティを保つことが
でき、例えば小さい音で音楽を聞いているときでも音声
の微妙なニュアンスが表現され、音楽性豊かな音を楽し
むことができるという効果がある。従ってリスニングル
ームが狭い場合や夜間に音楽を楽しみたいということな
どを考えた場合には非常に好適なマルチウエイスピーカ
装置となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例のブロック図である。
【図2】第1及び第2の実施例のクロスオーバ周波数制
御部のブロック図である。
【図3】第1の実施例のローパスフィルタ及びハイパス
フィルタの回路図である。
【図4】実施例によるクロスオーバー周波数シフト動作
の説明図である。
【図5】本発明の第2の実施例のブロック図である。
【図6】第2の実施例のローパスフィルタ及びハイパス
フィルタの回路図である。
【図7】本発明の第3の実施例のブロック図である。
【図8】スピーカユニットの振幅−周波数特性及び振幅
−振動板半径特性の説明図である。
【符号の説明】
1,12,15,24,28 パワーアンプ 2,17,30 クロスオーバ周波数制御部 3,11,22 ローパスフィルタ 5,14,26 ハイパスフィルタ 4,13,25 低域スピーカユニット 6,16,29 高域スピーカユニット 21 A/D変換器 23,27 D/A変換器

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 帯域分割のための複数のフィルタ手段
    と、各フィルタ手段からの出力音声信号が供給される複
    数のスピーカユニットを有するマルチウエイスピーカ装
    置において、 前記各フィルタ手段はカットオフ周波数を変化させるこ
    とができるように構成されるとともに、 入力音声信号レベルに応じて前記各フィルタ手段に対す
    るカットオフ周波数の可変制御信号を出力し、前記各フ
    ィルタ手段によるクロスオーバー周波数を変化させるこ
    とのできるクロスオーバー周波数制御手段を備えたこと
    を特徴とするマルチウエイスピーカ装置。
  2. 【請求項2】 前記クロスオーバー周波数制御手段は、
    入力音声信号レベルが所定レベルより小さいときに、前
    記各フィルタ手段によるクロスオーバー周波数を低域側
    に変化させることを特徴とする請求項1に記載のマルチ
    ウエイスピーカ装置。
JP18197394A 1994-07-12 1994-07-12 マルチウエイスピーカ装置 Withdrawn JPH0833093A (ja)

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JPH0833093A true JPH0833093A (ja) 1996-02-02

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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Effective date: 20011002