JPH10164685A - オーディオシステムにおけるスピーカドライブ回路 - Google Patents
オーディオシステムにおけるスピーカドライブ回路Info
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- JPH10164685A JPH10164685A JP8330370A JP33037096A JPH10164685A JP H10164685 A JPH10164685 A JP H10164685A JP 8330370 A JP8330370 A JP 8330370A JP 33037096 A JP33037096 A JP 33037096A JP H10164685 A JPH10164685 A JP H10164685A
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Abstract
に関し、その効率の改善及び周波数特性の改善、歪率の
改善、音声聴感上の改善及び消費電力の改善等を図る。 【解決手段】入力信号に従って可動するスピーカボイス
コイル内に発生する逆起電力を取出し、正帰還及び負帰
還が出来る位相弁差動増幅器を通した夫々2つの信号
を、更に別の位相弁差動増幅器に入力する。この出力信
号をオーディオ出力信号の増幅器の出力段にフィードバ
ックする。スピーカに入力される印加電圧の訂正を正帰
還及び負帰還の増幅器の利得を夫々任意の値に連続的変
化させることにより、帰還条件を任意に設定する。
Description
る全てのオーディオ機器のスピーカを駆動する増幅回
路、効率、特性及び電力改善等に関する所謂オーディオ
機器全般に関するものである。
く、線型のトランシューサーとして一般に知られてい
る。簡単なモデルで説明するならば、図1のような構造
のスピーカは、ボイスコイルに流れる入力信号によりス
ピーカのコーン紙x点を中心として±△xの範囲で移動
振動を行う。この場合、ボイスコイルがインダクタンス
(L)を有することからボイスコイル中にスピーカのコ
ーン紙を逆に振動させようとする力が磁界中に発生す
る。この電圧を一般にはスピーカの逆起電力△EEVと
呼ぶ。この簡単なモデルを図1(b)に示す。この逆起
電力△EEVを正帰還1)及び負帰還2)することによ
り、一般にスピーカのドライブを正御することの方法は
よく知られている。 1)例えば特願平5−168962 2)例えばUS特許5031221
ドライブの正帰還又は負帰還の方法は、スピーカのボイ
スコイル中に発生する誘導起電圧による正帰還又は負帰
還のみを扱ったモデルに基づいている。そして、その動
作は負帰還のループ利得を、例えば±0.5に固定し
1)及び2)、ダンピングファクターを±1に固定して
使うモデルが一般的である。
た如く何れもスピーカのボイスコイル内での逆起電力を
正帰還又は負帰還する所謂理想モデル的な解析を行った
ものに過ぎない。本発明の技術は、図2(a)、
(b)、(c)に夫々示した如く、これらの従来技術の
モデルと解析で考慮されなかったスピーカのコーン紙の
端での支えから出て来るスピーカコーン紙の機械的反発
力とその移動距離の制限からくる条件を従来の一般的モ
デルに追加し、解析及び考慮することが必要であり、こ
の条件を新しく追加し、考慮することにより実際の条件
に合致したスピーカ駆動の条件とする。
又は負帰還を連続的に制御できるシステムではない。本
発明の大きな特徴は図2に示した如くスピーカコーン紙
端の機械的なネジレによる抵抗力に加え、正及び負の帰
還回路を同時に使い、スピーカコーン紙の動作を制御す
ることが従来の一般的方法と根本的に異なり、より実用
的な技術改良につながる。
テムの可動磁気駆動システムにおいて、ボイスコイル中
に発生する逆起電力とスピーカコーン紙の周辺端で発生
する反発力によって生じるエラー成分を修正する。その
ために逆起電力を正帰還及び負帰還増幅器に同時に誘導
し、且つ夫々の正又は負の異なる値の出力信号を他の差
動分別回路に導き、得られたその任意の出力によって、
スピーカ駆動出力段階のエラーを連続的に任意の値を訂
正することが出来る。
スヒーカコーン紙の端での支えにコーン紙の“くびれ”
が有り、この“くびれ”から発生してくる抵抗力FMF
はスピーカコーン紙のピストン運動(△x)を常に小さ
くするように働く。図2(b)に示す様にスピーカを動
作させる場合、スピーカを駆動するTOTALの力FT
OTALは、ボイスコイル中に発生する逆起電力(FM
V)とスピーカコーン紙の周辺端で発生する反発力(F
MF)によって、正帰還及び負帰還の条件下では異なる
条件として働くことが図2(c)のバネの原理を考慮す
れば容易に理解できる。
ないだ直流抵抗を設置する。この抵抗値は、スピーカの
ボイスコイル(一般には8Ω、6Ω、4Ω)の約1/1
00程度のインピーダンスの低い値を設置しスピーカの
基本動作にトラブルが発生しない値を選ぶ。この抵抗値
の両端に発生する極めて小さい誘導電圧(力)Vxを検
出し、図4(a)及び逆起(b)に示すような正帰還及
び負帰還回路の入力信号として利用する。
発生した誘導逆起電圧△EMVを正帰還する回路モデル
を夫々示す。図4(b)は、逆に負帰還する回路モデル
を夫々示す。誘導逆起電圧△EMVの発生により、正帰
還ではスピーカ部分でEMVが上昇する方向に作動し、
負帰還では、EMVは、引き上げられる状況として働く
ことを意味する。この正帰還及び負帰還をスピーカの移
動するコーン紙の状況で説明すれば、スピーカのドライ
ブするTOTALの力を正帰還ではより助ける方向(コ
ーン紙の移動方向に逆起電力分が加わる方向)、負帰還
では、TOTALの力から差し引かれる方向(コーン紙
の移動方向から差し引かれブレーキがかかる方向)とし
て働くことを夫々意味する。
するTOTALの力FTOTALを以下に記す。 〔正帰還の場合〕 〔負帰還の場合〕 正帰還及び負帰還を行うことでの逆起電力の補正を行っ
た場合、実際のスピーカのコーン紙の動作の状況は下記
の如くとなる。正帰還の場合、逆起電力の力は入力信号
に対して増加させる方向、すなわちよりコーンを押す又
は引く力が加算されるようになるため、定常なフィード
バックがない場合より、コーン紙は動きやすくなる。一
方、負帰還の場合は、この逆になり、コーン紙の動きに
ブレーキがかかった如く動きにくくするような状況下で
コーン紙が動作する。この詳しい状況を図5に夫々示
す。
ピーカのボイスコイルに附加された場合、帰還回路がな
い場合のスピーカコーンの動きは、入力パルスの時間t
=0より、当然時間Tpだけ遅れる。一方、正帰還の場
合、すでに前述で説明した如く逆起電力による正帰還は
出力信号の立上りを増加さす方向であるので、立上りT
pより早く出力信号は立上がる。したがって、 正帰還ではTpp<<Tp 負帰還では、この状況のまったく逆であり、 Tp<<TpN となり、負帰還によりスピーカコーン紙の動きの立上り
は遅くなる。信号パルスの立上りについても、入力信号
パルスの立上りの条件と全く同様な立上り時間に差が発
生する。この時間関係の状況を図7に夫々示す。
せた連続する変帰還方式による回路を図6に示す。本発
明の回路方式の特徴は信号検出抵抗RXより取り出す誘
導逆起電力の信号を正帰還及び負帰還の夫々の回路に同
時に入力し、その異なる信号を持つ出力信号を再び差動
弁別回路に入れることを特徴とする。正帰還及び負帰還
回路の利得をRN及びRpの抵抗値を変えることで、異
なる出力を次段の差動増幅器の利得もRGAINの抵抗
値を変化させることで連続可変帰還を実現することが出
来る。
な実施例の詳細な回路図を夫々示す。図8(a)に於て
※1、図8(b)に於て※2。本発明の大きな特徴は、
US特許5031221の負帰還や正帰還、特願平5−
168961で提示された如くDamping Fac
torを回路的な定数に合せる使用条件を使用しないと
ころにある。理想では、正又は負帰還による定数を固定
する場合を求めても、誘導起電力による帰還定数より
も、スピーカの口径や、スピーカコーン紙の重量やスピ
ーカ端域によるコーン紙のネジレによる異なる定数によ
って発生する定数の変化の方が、誘導起電力による発生
定数の方より大きな条件の異なりとなる方が重要とな
る。
を常設し、各異なるスピーカ毎に発生する機械的諸条件
を誘導起電力の補正条件を含めて、任意な利得制御の条
件を設定し、スピーカ毎の諸条件に合致した補正を帰還
回路利得を連続可変によることで、スピーカの総合特性
をベストの条件で稼働させることを最大の特徴とするこ
とを発明した。
ら出て来る発生音上での大きな特徴を考察してみる。正
帰還では図5に示す如く理想的な出力信号波形に対し、
Ppの点での早い立上りを示す。その時間の遅れは図7
に示す如くTppになる。しかし、その後は数回のオー
バーシューティングを繰返し、定常値に飽和する。一
方、負帰還では帰還の全く無いTpに対し更に立上りは
遅れ、TpNの値でオーバーシューティングは全く無
く、立上りはより遅くなる。スピーカコーン紙の動作
は、逆起電力の発生にプラスして、コーン紙端での機械
的ねじれの反発力及びコーン紙重量を運動させる力に打
ち勝つ力が必要である。この関係を式及びで提示し
た。スピーカコーン紙の動きやすさを自動車のショック
アブソーバのサスペンション力的に表示を行うならば、 ▲正帰還では… サスペンションをやわらかくする方向 ▲負帰還では… サスペンションを硬くする方向 したがって、スピーカから出て来る音は、 ▲正帰還では… ビートのある打楽器などの音楽向き。
パーカッション的なやわらかい聴感が得られる分野の音
楽に適する。 ▲負帰還では… クラシックやオルガン等のこまやかな
要素が多く、静かに重なるクラシック的な音楽に適す
る。 のような場合に適合することが考えられる。
出力信号の立上りを増加する向きに働く。又、負帰還は
正帰還の逆作用として、スピーカコーン紙の動きの立上
りが遅くなるように働く。そして、これらの作用は出力
信号の下がり時にも、前記同様の各条件と同じ様に働
く。これらの条件を作動分別回路によって正負向きに連
続して選択加減にすることによってスピーカの統合特性
に応じてそのベストな条件で可動させることが出来る。
聴感上での特徴はすでに申すまでもなく、正帰還でのや
わらかいパーカッショク的な条件から、負帰還でのきめ
の細かいクラシック的な硬い聴感までを回路上の利得を
任意に変えることで、実に幅広い聴感と音質の変化を実
現することが可能となる。特に、正帰還では、帰還がな
い場合より出力信号の立上りは早いため、立上りが早い
周波数の高いスペクトル成分が表現できることが可能で
ある。聴感的には、より多くの信号スペクトルの再生が
可能となり、周波数特性の優れた特性を実現することが
出来る。
ンの反発力との関係を示す説明図
還方式、(b)は負帰還方式を示す。
の対応を示す説明図
細な回路図を夫々示す。図8に於て※1、図9に於て※
2。本発明の大きな特徴は、US特許5031221の
負帰還や正帰還、特願平5−168961で提示された
如くDamping Factorを回路的な定数に合
せる使用条件を使用しないところにある。理想では、正
又は負帰還による定数を固定する場合を求めても、誘導
起電力による帰還定数よりも、スピーカの口径や、スピ
ーカコーン紙の重量やスピーカ端域によるコーン紙のネ
ジレによる異なる定数によって発生する定数の変化の方
が、誘導起電力による発生定数の方より大きな条件の異
なりとなる方が重要となる。
ンの反発力との関係を示す説明図
正帰還方式、(b)は負帰還方式を示す
の対応を示す説明図
Claims (4)
- 【請求項1】オーディオスピーカシステムの可動磁気駆
動システムにおいて、ボイスコイルの逆起電力から発生
するエラー成分を訂正するため、この逆起電力(圧)を
正帰還及び負帰還増幅器に同時に誘導し、且つ夫々の正
又は負の異なる値の出力信号を他の差動分別回路に導
き、得られたその任意の出力によって、スピーカ駆動出
力段のエラーを連続的に任意の値に訂正することが出来
ることを特徴とするオーディオシステムにおけるスピー
カドライブ回路。 - 【請求項2】誘導逆起電力(圧)を正又は負帰還増幅器
を同時に設置し、正及び負帰還回路の夫々の利得を0か
ら最大値に夫々変化させることで、負帰還の最大値から
正帰還の最大値まで任意の値で且つ連続的に変化させる
ことを特徴とする請求項1に記載のオーディオシステム
におけるスピーカドライブ回路。 - 【請求項3】設置した正帰還又は負帰還の利得をスピー
カの使用目的に応じ任意に変化させることにより、スピ
ーカから出る聴感上の音質の変化を正帰還又は負帰還の
持つ任意の聴感に固定又は連続的に変化させることが出
来ることを特徴とする請求項1に記載のオーディオシス
テムにおけるスピーカドライブ回路。 - 【請求項4】ダイナミックスピーカの駆動アンプと、該
スピーカのボイスコイルに直列に接続した抵抗によって
得られる該コイルの誘導逆起電力を検出する検出回路
と、該検出回路で検出した信号を正帰還又は負帰還する
両帰還回路と前記アンプと両帰還回路の間に挿入する両
帰還回路の信号の差動増幅回路と、前記帰還回路及び差
同増幅回路に夫々付設した利得可変手段とからなること
を特徴とするオーディオシステムにおけるスピーカドラ
イブ回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33037096A JP3286191B2 (ja) | 1996-11-26 | 1996-11-26 | オーディオシステムにおけるスピーカドライブ回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33037096A JP3286191B2 (ja) | 1996-11-26 | 1996-11-26 | オーディオシステムにおけるスピーカドライブ回路 |
Publications (2)
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JPH10164685A true JPH10164685A (ja) | 1998-06-19 |
JP3286191B2 JP3286191B2 (ja) | 2002-05-27 |
Family
ID=18231853
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP33037096A Expired - Lifetime JP3286191B2 (ja) | 1996-11-26 | 1996-11-26 | オーディオシステムにおけるスピーカドライブ回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3286191B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2498511A1 (en) | 2011-03-07 | 2012-09-12 | Sony Corporation | Signal processing device and signal processing method |
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Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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GB201712391D0 (en) | 2017-08-01 | 2017-09-13 | Turner Michael James | Controller for an electromechanical transducer |
-
1996
- 1996-11-26 JP JP33037096A patent/JP3286191B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP2498511A1 (en) | 2011-03-07 | 2012-09-12 | Sony Corporation | Signal processing device and signal processing method |
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3286191B2 (ja) | 2002-05-27 |
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