JPH1051884A - Speaker system - Google Patents

Speaker system

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Publication number
JPH1051884A
JPH1051884A JP8354925A JP35492596A JPH1051884A JP H1051884 A JPH1051884 A JP H1051884A JP 8354925 A JP8354925 A JP 8354925A JP 35492596 A JP35492596 A JP 35492596A JP H1051884 A JPH1051884 A JP H1051884A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
audio signal
digital audio
primary coils
power supply
speaker device
Prior art date
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Pending
Application number
JP8354925A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takahiro Muraguchi
高弘 村口
Jun Kishigami
純 岸上
Masao Fujihira
正男 藤平
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP8354925A priority Critical patent/JPH1051884A/en
Publication of JPH1051884A publication Critical patent/JPH1051884A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To adjust sound volume without deteriorating sound quality in a speaker system in which an electromagnetic coupling speaker unit is current- driven by a digital audio signal. SOLUTION: A primary coil is composed of a plurality of coils 1A-1P in the electromagnetic coupling speaker 10. Each of impedance circuits 42A-42P, each of the primary coils 1A-1P, and each of switch circuits 41A-41P are connected in series with respect to a switching power supply circuit 15. A clock P53 whose frequency is an integer multiple of a sampling frequency of a digital audio signal SD is fed to the switching power supply circuit 51 as a switching clock. The switch circuits 41A-41P are on/off-controlled respectively by each bit of a digital audio signal SD. Number of pulses with a pulse voltage V51 from the switching power supply circuit 51 is changed by data denoting a sound volume.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、デジタル駆動方
式のスピーカ装置に関する。
The present invention relates to a digitally driven speaker device.

【0002】[0002]

【従来の技術】スピーカ装置は一般にアナログオーディ
オ信号により駆動するが、デジタルオーディオ信号によ
り直接駆動できるようにしたスピーカ装置が考えられて
いる。
2. Description of the Related Art Generally, a speaker device is driven by an analog audio signal. However, a speaker device that can be directly driven by a digital audio signal has been considered.

【0003】図2は、そのようなデジタル駆動方式のス
ピーカ装置に使用されるスピーカユニット10の一例を
示す。このスピーカユニット10は電磁結合型に構成さ
れているもので、この例においては、ポールピース11
のセンターポール部12の先端部の周囲に、凹部あるい
は溝13が形成され、この溝13に、後述する1次コイ
ル1が取り付けられている。
FIG. 2 shows an example of a speaker unit 10 used in such a digitally driven speaker device. The speaker unit 10 is of an electromagnetic coupling type, and in this example, a pole piece 11
A concave portion or groove 13 is formed around the tip of the center pole portion 12, and a primary coil 1 described later is attached to the groove 13.

【0004】この場合、1次コイル1は、空芯コイルと
して巻回されて溝13に接着されることにより取り付け
られ、あるいは、溝13に直接巻回されることにより取
り付けられ、あるいは、図示しないが、磁性材料からな
るボビンに巻回されるとともに、そのボビンが溝13に
嵌め込まれて接着されることにより、取り付けられてい
る。
In this case, the primary coil 1 is mounted by being wound as an air-core coil and adhered to the groove 13, or is mounted by being wound directly on the groove 13, or not shown. Is wound around a bobbin made of a magnetic material, and the bobbin is fitted into the groove 13 and adhered thereto.

【0005】さらに、ポールピース11のフランジ部1
4には、センターポール部12と連続して近接する位置
において、透孔あるいは開口15が形成され、フランジ
部14の後面には、端子板16が取り付けられる。そし
て、1次コイル1のリード線17が、センターポール部
12の周面に接着されるとともに、開口15に挿入さ
れ、端子板16の端子18にハンダ付けなどにより接続
される。
Further, the flange portion 1 of the pole piece 11
4 has a through hole or opening 15 formed at a position continuously adjacent to the center pole portion 12, and a terminal plate 16 is attached to the rear surface of the flange portion 14. Then, the lead wire 17 of the primary coil 1 is adhered to the peripheral surface of the center pole portion 12, inserted into the opening 15, and connected to the terminal 18 of the terminal plate 16 by soldering or the like.

【0006】また、ポールピース11のフランジ部14
の前面には、永久磁石21が接着され、この永久磁石2
1の前面に、プレート22が接着されて、センターポー
ル部12の先端部の外周面とプレート22の内周面との
間に空隙23を有する磁気回路20が形成される。
Also, the flange portion 14 of the pole piece 11
A permanent magnet 21 is bonded to the front surface of the permanent magnet 2.
The plate 22 is bonded to the front surface of the plate 1 to form a magnetic circuit 20 having a gap 23 between the outer peripheral surface of the tip of the center pole portion 12 and the inner peripheral surface of the plate 22.

【0007】そして、空隙23には、2次コイル2が配
される。この2次コイル2は、この例では、非磁性の導
電材料、例えばアルミニウムからなるパイプないし円筒
体とされ、1ターンのコイルとされている。
The secondary coil 2 is arranged in the space 23. In this example, the secondary coil 2 is a pipe or a cylindrical body made of a non-magnetic conductive material, for example, aluminum, and is a one-turn coil.

【0008】さらに、2次コイル2には、コーン32の
内周部と、防塵キャップ33と、ダンパー34の内周部
とが取り付けられ、プレート22には、スピーカフレー
ム35が取り付けられている。そして、コーン32の外
周部にエッジ31が取り付けられるとともに、このエッ
ジ31と、ガスケット36とがスピーカフレーム35に
取り付けられ、ダンパー34の外周部がスピーカフレー
ム35に取り付けられている。
Further, the inner peripheral portion of the cone 32, the dust-proof cap 33, and the inner peripheral portion of the damper 34 are attached to the secondary coil 2, and the speaker frame 35 is attached to the plate 22. An edge 31 is attached to an outer peripheral portion of the cone 32, and the edge 31 and a gasket 36 are attached to a speaker frame 35, and an outer peripheral portion of the damper 34 is attached to the speaker frame 35.

【0009】そして、入力されるデジタルオーディオ信
号SDが、量子化ビット数が16ビットで、自然2進数符
号であるとすれば、上述の1次コイル1は、このデジタ
ルオーディオ信号SDに対応して、16個のコイル1A〜
1Pから構成され、コイル1A〜1Pの巻き数は、デジ
タルオーディオ信号SDの各ビットの重みに対応した値
とされている。すなわち、例えば、コイル1A〜1P
が、デジタルオーディオ信号SDのLSB〜MSBに対
応するとすれば、コイル1Aの巻き数は2回、コイル1
Bの巻き数は4回、コイル1Cの巻き数は8回、…とい
うように、あるビットに対応するコイルの巻き数は、1
つ下位のビットに対応するコイルの巻き数の2倍とされ
ている。
If the input digital audio signal SD has a quantization bit number of 16 bits and is a natural binary code, the above-described primary coil 1 corresponds to the digital audio signal SD. , 16 coils 1A ~
1P, and the number of turns of the coils 1A to 1P is a value corresponding to the weight of each bit of the digital audio signal SD. That is, for example, the coils 1A to 1P
Corresponds to the LSB to MSB of the digital audio signal SD, the number of turns of the coil 1A is two,
B has four turns, coil 1C has eight turns,..., And so on.
The number of turns of the coil corresponding to the next lower bit is twice as large.

【0010】したがって、コイル1A〜1Pの巻数の比
は、項比2の等比級数で、2**0〜2**15とされている
(x**yは、xのy乗を示す。以下同様)。
Therefore, the ratio of the number of turns of the coils 1A to 1P is 2 ** 0 to 2 ** 15 in a geometric series of a term ratio of 2 (x ** y indicates x to the yth power). And so on).

【0011】また、図3は、デジタル駆動方式のスピー
カ装置の信号系の一例を示す。すなわち、デジタルオー
ディオ信号SDが、入力端子221から直列並列変換回
路222に供給されて1サンプル分ずつ並列のデータに
変換される。そして、その変換された並列データのLS
B〜MSBがスイッチ回路41A〜41Pにその制御信
号として供給され、スイッチ回路41A〜41Pは、対
応するビットが“0”のときオフとされ、“1”のとき
オンとされる。
FIG. 3 shows an example of a signal system of a digitally driven speaker device. That is, the digital audio signal SD is supplied from the input terminal 221 to the serial / parallel conversion circuit 222, and is converted into parallel data by one sample. Then, the LS of the converted parallel data
B to MSB are supplied as control signals to the switch circuits 41A to 41P, and the switch circuits 41A to 41P are turned off when the corresponding bit is "0" and turned on when the corresponding bit is "1".

【0012】さらに、インピーダンス回路42A〜42
Pが設けられ、直流電源43と、接地との間に、1次コ
イル1A〜1Pと、スイッチ回路41A〜41Pと、イ
ンピーダンス回路42A〜42Pとが、1組ずつ直列に
接続される。この場合、インピーダンス回路42A〜4
2PのインピーダンスZA〜ZPは、1次コイル1A〜1
Pのうち、対応する1次コイルのインピーダンスとの和
が、互いに等しくなるような値とされる。
Further, impedance circuits 42A-42
P is provided, and primary coils 1A to 1P, switch circuits 41A to 41P, and impedance circuits 42A to 42P are connected in series between the DC power supply 43 and the ground. In this case, the impedance circuits 42A to 42A
The 2P impedances ZA to ZP are the primary coils 1A to 1
Among P, the values are such that the sum with the impedance of the corresponding primary coil becomes equal to each other.

【0013】したがって、スイッチ回路41A〜41P
がオンのとき、1次コイル1A〜1Pに電流IA〜IPが
それぞれ流れるが、インピーダンス回路41A〜41P
のインピーダンスZA〜ZPと、1次コイル1A〜1Pの
インピーダンスとの和は、互いに等しくされているの
で、電流IA〜IPは互いに等しい値Iとなる。
Therefore, the switch circuits 41A to 41P
Are on, the currents IA to IP flow through the primary coils 1A to 1P, respectively, but the impedance circuits 41A to 41P
Of the impedances ZA to ZP and the impedances of the primary coils 1A to 1P are equal to each other, so that the currents IA to IP have the same value I.

【0014】そして、デジタルオーディオ信号SDのあ
るビットが“1”になると、スイッチ回路41A〜41
Pのうち、その“1”になったビットに対応するスイッ
チ回路がオンになり、1次コイル1A〜1Pのうち、そ
のオンになったスイッチ回路に対応する1次コイルに電
流I(=IA〜IP)が流れる。
When a certain bit of the digital audio signal SD becomes "1", the switch circuits 41A-41
Among the primary coils 1A to 1P, the current I (= IA) is applied to the primary coil corresponding to the turned on switch circuit among the primary coils 1A to 1P. ~ IP) flows.

【0015】ここで、一般に、電磁結合型のスピーカの
振動系の駆動力Fは、2次コイルに誘起される2次電流
iと、磁気回路の空隙に生じる磁束の密度Bと、磁気回
路の空隙内にある2次コイルの長さLとの積F=BLi
により表される。そして、今の場合、磁束密度Bおよび
長さLは一定なので、振動系の駆動力Fは、2次コイル
に誘起される2次電流iに比例することになるが、この
2次コイルに誘起される2次電流iは、1次コイルに流
れる信号電流の大きさと、1次コイルの抵抗との積に比
例する。
Here, in general, the driving force F of the vibration system of the electromagnetic coupling type speaker is determined by the secondary current i induced in the secondary coil, the density B of the magnetic flux generated in the air gap of the magnetic circuit, and the magnetic circuit. Product F = BLi with the length L of the secondary coil in the air gap
Is represented by In this case, since the magnetic flux density B and the length L are constant, the driving force F of the vibration system is proportional to the secondary current i induced in the secondary coil. The secondary current i is proportional to the product of the magnitude of the signal current flowing through the primary coil and the resistance of the primary coil.

【0016】そして、上述したスピーカユニット10に
おいては、1次コイル1であるコイル1A〜1Pの巻き
数が、デジタルオーディオ信号SDの各ビットの重みに
比例した巻き数とされているので、ある1次コイルに信
号電流として電流Iが流れるとき、2次コイル2には、
その1次コイルに対応するビットの重みに比例した大き
さの2次電流が誘起される。
In the above-described speaker unit 10, since the number of turns of the coils 1A to 1P, which are the primary coils 1, is set in proportion to the weight of each bit of the digital audio signal SD. When the current I flows as a signal current in the secondary coil, the secondary coil 2
A secondary current having a magnitude proportional to the weight of the bit corresponding to the primary coil is induced.

【0017】したがって、2次コイル2の設けられてい
るコーン32は、デジタルオーディオ信号SDの各ビッ
トの重みに比例した大きさだけ偏位することになり、ス
ピーカユニット10からはデジタルオーディオ信号SD
の再生音が出力されることになる。
Therefore, the cone 32 provided with the secondary coil 2 is displaced by a magnitude proportional to the weight of each bit of the digital audio signal SD, and the digital audio signal SD is transmitted from the speaker unit 10.
Will be output.

【0018】そして、この場合、デジタルオーディオ信
号SDは、一般に可聴帯域外のサンプリング周波数、例
えば44.1kHzまたは48kHzのサンプリング周波数でデジ
タル化されたものであり、1次コイル1A〜1Pは、そ
のデジタル信号SDで駆動されるので、デジタル化され
る前のアナログオーディオ信号の低域成分も、1次コイ
ル1の各コイル1A〜1Pに流れる信号電流としては20
kHzを超える高い周波数となる。したがって、スピーカ
ユニット10によって低域までの再生ができることにな
る。
In this case, the digital audio signal SD is generally digitized at a sampling frequency outside the audible band, for example, at a sampling frequency of 44.1 kHz or 48 kHz, and the primary coils 1A to 1P Since the analog audio signal is driven by the SD, the low-frequency component of the analog audio signal before being digitized also has a signal current flowing through each coil 1A to 1P of the primary coil 1 as 20
The frequency becomes higher than kHz. Therefore, reproduction up to a low frequency can be performed by the speaker unit 10.

【0019】また、一般のスピーカと同様、スピーカユ
ニット10の振動系は、高域には反応しにくく、特に20
kHzを超えるような高い周波数の成分はほとんど再生し
ない。したがって、1次コイル1A〜1Pが44.1kHzま
たは48kHzのサンプリング周波数のデジタル信号で駆動
されても、そのサンプリング周波数の成分はほとんど再
生されない。仮に微小な音圧で再生されても、20kHzを
越える音は人間の耳にはほとんど聞き取ることができな
いので、支障を生じることがない。
Further, like a general loudspeaker, the vibration system of the loudspeaker unit 10 is hardly responsive to high frequencies.
High frequency components exceeding kHz are hardly reproduced. Therefore, even if the primary coils 1A to 1P are driven by a digital signal having a sampling frequency of 44.1 kHz or 48 kHz, the components of the sampling frequency are hardly reproduced. Even if the sound is reproduced with a very small sound pressure, a sound exceeding 20 kHz can hardly be heard by a human ear, so that no trouble occurs.

【0020】こうして、このスピーカ装置によれば、デ
ジタルオーディオ信号をD/A変換することなく再生音
に変換することができる。
Thus, according to this speaker device, a digital audio signal can be converted into a reproduced sound without D / A conversion.

【0021】ただし、上述の構成だけの場合には、実際
には、以下のような問題を生じてしまう。すなわち、直
列並列変換回路222から出力されるLSB〜MSBの
ビットクロックCKと、そのLSB〜MSBとの関係は、
例えば、図4AおよびBに示すようになる。なお、期間
τは、直列並列変換回路222から出力されるLSB〜
MSBのビット期間であり、これは、入力端子221に
供給されたデジタルオーディオ信号SDのサンプリング
周期に等しい。
However, in the case of only the above configuration, the following problem actually occurs. That is, the relationship between the LSB-MSB bit clock CK output from the serial-parallel conversion circuit 222 and the LSB-MSB is
For example, as shown in FIGS. 4A and 4B. Note that the period τ is LSBB output from the serial / parallel conversion circuit 222.
This is the bit period of the MSB, which is equal to the sampling period of the digital audio signal SD supplied to the input terminal 221.

【0022】そして、図4Bにも示すように、LSB〜
MSBのうちのあるビットが、ビット期間(サンプリン
グ周期)τの2つ以上に対して、連続して“0”あるい
は“1”になることがある。
Then, as shown in FIG.
A certain bit of the MSB may be continuously “0” or “1” for two or more bit periods (sampling periods) τ.

【0023】そして、任意のビットが、期間2τ以上、
連続して“0”になっても、スイッチ回路41A〜41
Pのうち、対応するスイッチ回路が連続してオフになる
だけであるから問題はない。しかし、あるビットが、期
間2τ以上、連続して“1”になったときには、スイッ
チ回路41A〜41Pのうち、対応するスイッチ回路が
連続してオンになるので、1次コイル1A〜1Pのう
ち、対応する1次コイルには、連続して電流Iが流れる
ことになる。
If an arbitrary bit has a period of 2τ or more,
Even if it continuously becomes "0", the switch circuits 41A to 41A
There is no problem since only the corresponding switch circuit of P is continuously turned off. However, when a certain bit continuously becomes “1” for a period of 2τ or more, the corresponding one of the switch circuits 41A to 41P is continuously turned on. , The current I continuously flows through the corresponding primary coil.

【0024】ところが、このように1次コイルに期間2
τ以上にわたって連続して電流Iが流れるということ
は、その期間、見掛けのビット期間が長くなった、すな
わち、見掛けのサンプリング周波数が低くなったことと
等価である。このため、スピーカユニット10の電磁結
合力が小さくなり、最適な駆動が行われなくなってしま
う。
However, as described above, the period of 2
The fact that the current I continuously flows over τ or more is equivalent to an increase in the apparent bit period during that period, that is, a decrease in the apparent sampling frequency. For this reason, the electromagnetic coupling force of the speaker unit 10 becomes small, and optimal driving cannot be performed.

【0025】また、例えば、本来のサンプリング周波数
が44.1kHzであっても、ビットが“1”である期間が、
例えば3τにわたって連続すると、そのときの見掛けの
サンプリング周波数は44.1kHz/3、すなわち、14.7k
Hzとなるので、これは再生音として聞こえてしまう。
For example, even if the original sampling frequency is 44.1 kHz, the period in which the bit is "1" is
For example, when continuous over 3τ, the apparent sampling frequency at that time is 44.1 kHz / 3, that is, 14.7 k
Hz, so this sounds audible.

【0026】そこで、図3に示すスピーカ装置において
は、電源回路43がスイッチング電源により構成される
とともに、その出力電圧V43を平滑する平滑回路は設け
られない。また、変換回路222からクロックCKが取り
出され、このクロックCKがスイッチング電源回路43に
そのスイッチング用のクロックとして供給される。
Therefore, in the speaker device shown in FIG. 3, the power supply circuit 43 is constituted by a switching power supply, and no smoothing circuit for smoothing the output voltage V43 is provided. Further, a clock CK is extracted from the conversion circuit 222, and the clock CK is supplied to the switching power supply circuit 43 as a switching clock.

【0027】したがって、電源回路43の出力電圧V43
はクロックCKに同期したパルス状の直流電圧となり、ク
ロックCKの周期τで0(あるいは0に近い値)になる。
Therefore, the output voltage V43 of the power supply circuit 43
Becomes a pulsed DC voltage synchronized with the clock CK, and becomes 0 (or a value close to 0) at the cycle τ of the clock CK.

【0028】この結果、例えば図4Bに示すように、直
列並列回路222からのLSB〜MSBが、期間2τ以
上にわたって“1”であっても、1次コイル1A〜1P
に流れる電流IA〜IPは、図4Cに示すように、クロッ
クCKの周期で0になり、1次コイル1A〜1Pは、周期
τの電流IA〜IPにより駆動されることになる。したが
って、スピーカユニット10の電磁結合力が小さくなる
ことがなく、また、見掛けのサンプリング周波数が可聴
周波数帯域に入ることもない。
As a result, as shown in FIG. 4B, for example, even if the LSB to MSB from the series / parallel circuit 222 are "1" for a period of 2τ or more, the primary coils 1A to 1P
As shown in FIG. 4C, the currents IA to IP flowing through the primary coil 1 become 0 at the cycle of the clock CK, and the primary coils 1A to 1P are driven by the currents IA to IP having the cycle τ. Therefore, the electromagnetic coupling force of the speaker unit 10 does not decrease, and the apparent sampling frequency does not fall in the audible frequency band.

【0029】さらに、電源回路43のスイッチングをク
ロックCKに同期させることにより、電流IA〜IPの0に
なる期間が直流電圧V43の0になる期間に一致するの
で、すなわち、直流電圧V43が0ではない期間に電流I
A〜IPを0にすることがないので、電源効率の低下がな
い。
Further, by synchronizing the switching of the power supply circuit 43 with the clock CK, the period in which the currents IA to IP become 0 coincides with the period in which the DC voltage V43 becomes 0. That is, when the DC voltage V43 is 0, Current I
Since A to IP are not set to 0, there is no decrease in power supply efficiency.

【0030】[0030]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のスピ
ーカユニット10から出力される再生音の音量を調整す
る方法として、直流電圧V43の波高値を制御して電流I
A〜IPの波高値を制御する方法と、端子221に供給さ
れるデジタルオーディオ信号SDに音量に対応した値の
係数を乗算する方法とが考えられる。
As a method for adjusting the volume of the reproduced sound output from the speaker unit 10, the peak value of the DC voltage V43 is controlled to control the current I.
A method of controlling the peak values of A to IP and a method of multiplying the digital audio signal SD supplied to the terminal 221 by a coefficient of a value corresponding to the volume can be considered.

【0031】しかし、一般に、スイッチング電源回路
は、入力電圧を時間的に間引くことにより目的とする出
力電圧を得るとともに、安定化しているので、前者の方
法のように直流電圧V43の波高値を制御して電流IA〜
IPの波高値を制御することは、困難である。また、後
者の方法の場合には、音量を小さくしたとき、デジタル
オーディオ信号SDのLSB側のビットが無視されてし
まうので、音質の劣化を生じてしまう。
However, in general, the switching power supply circuit obtains a desired output voltage by thinning out the input voltage temporally and stabilizes the output voltage. Therefore, the peak value of the DC voltage V43 is controlled as in the former method. And the current IA ~
It is difficult to control the peak value of IP. Also, in the case of the latter method, when the volume is reduced, the LSB side bits of the digital audio signal SD are ignored, resulting in deterioration of sound quality.

【0032】この発明は、以上のような問題点を解決し
て音量調整を実現しようとするものである。
The present invention is intended to solve the above-described problems and realize volume adjustment.

【0033】[0033]

【課題を解決するための手段】この発明においては、ス
ピーカユニットと、複数n個のインピーダンス回路と、
n個のスイッチ回路と、直流電圧をパルス状に出力する
スイッチング電源回路とを有し、上記スピーカユニット
は、磁気回路に空隙が形成されるとともに、この空隙の
近傍部分にn個の1次コイルが固定され、コーンに固定
されて上記空隙内に2次コイルが配され、上記n個の1
次コイルに流れる電流により上記2次コイルに電流が誘
起されて上記コーンが振動する電磁結合型のスピーカと
され、上記n個のインピーダンス回路と、上記n個の1
次コイルと、上記n個のスイッチ回路とが、上記電源回
路に対して、1組ずつ直列接続され、上記スイッチング
電源回路に、そのスイッチング用のクロックとして、上
記デジタルオーディオ信号のサンプリング周波数の整数
倍のクロックが供給され、上記n個のスイッチ回路が、
上記デジタルオーディオ信号の各ビットによりそれぞれ
オン・オフ制御され、上記デジタルオーディオ信号の1
サンプル期間における、上記直列接続に供給される上記
パルス状の直流電圧のパルスの数あるいは幅が、音量を
示すデータにより変更されるようにしたスピーカ装置と
するものである。
According to the present invention, a speaker unit, a plurality of n impedance circuits,
The speaker unit includes n switch circuits and a switching power supply circuit that outputs a DC voltage in a pulsed form. The speaker unit includes a magnetic circuit having a gap formed therein, and n primary coils disposed near the gap. Is fixed to the cone, a secondary coil is disposed in the gap, and the n 1
A current is induced in the secondary coil by a current flowing through the secondary coil, and the cone is vibrated to form an electromagnetic coupling type speaker. The n impedance circuits and the n 1
The next coil and the n switch circuits are connected in series to the power supply circuit, one set at a time. The switching power supply circuit supplies, as a switching clock, an integer multiple of the sampling frequency of the digital audio signal. Is supplied, and the n switch circuits are
On / off control is performed by each bit of the digital audio signal.
A speaker device in which the number or width of pulses of the pulse-like DC voltage supplied to the series connection in a sample period is changed by data indicating a sound volume.

【0034】したがって、音量データにしたがって、1
次コイルに流れる電流が制御され、再生音の音量制御が
行われる。
Therefore, according to the volume data, 1
The current flowing through the next coil is controlled, and the volume of the reproduced sound is controlled.

【0035】[0035]

【発明の実施の形態】図1においては、入力されるデジ
タルオーディオ信号SDが、1サンプルが16ビットの直
列信号であるとともに、自然2進数符号とされている場
合である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 shows a case where an input digital audio signal SD is a natural binary code with one sample being a 16-bit serial signal.

【0036】そして、図1において、スピーカユニット
10は、図2において説明したように電磁結合型に構成
されるとともに、その1次コイル1が、デジタルオーデ
ィオ信号SDのビット数に対応して16個の1次コイル1
A〜1Pから構成される。この場合、コイル1A〜1P
は、上記のように、その巻き数の比が、項比2の等比級
数で、2**0〜2**15とされている。
In FIG. 1, the speaker unit 10 is of electromagnetic coupling type as described with reference to FIG. 2, and its primary coil 1 has 16 primary coils 1 corresponding to the number of bits of the digital audio signal SD. Primary coil 1
A to 1P. In this case, the coils 1A to 1P
As described above, the ratio of the number of turns is 2 ** 0 to 2 ** 15 in a geometric series with a term ratio of 2.

【0037】また、デジタルオーディオ信号SDが、入
力端子221を通じて直列並列変換回路220に供給さ
れ、信号SDは1サンプル分ずつ直列/並列変換されて
並列データとされる。そして、この変換された並列デー
タのLSB〜MSBがスイッチ回路41A〜41Pにそ
の制御信号として供給され、スイッチ回路41A〜41
Pは、対応するビットが“0”のときオフとされ、
“1”のときオンとされる。
The digital audio signal SD is supplied to the serial / parallel conversion circuit 220 through the input terminal 221, and the signal SD is converted from serial / parallel by one sample to parallel data. Then, the LSB to MSB of the converted parallel data are supplied to the switch circuits 41A to 41P as control signals thereof, and the switch circuits 41A to 41P
P is turned off when the corresponding bit is “0”,
It is turned on when it is "1".

【0038】さらに、直流電圧を出力する電源回路とし
てスイッチング電源回路51が設けられる。この場合、
スイッチング電源回路51には、出力電圧を平滑する平
滑回路は設けられない。また、変換回路222からのク
ロックCKが逓倍回路53に供給されてQ倍(Qは整数
で、例えば、Q=1000)の周波数のパルスP53に逓倍さ
れ、このパルスP53がスイッチング電源回路51にその
スイッチング用のクロックとして供給される。
Further, a switching power supply circuit 51 is provided as a power supply circuit for outputting a DC voltage. in this case,
The switching power supply circuit 51 is not provided with a smoothing circuit for smoothing the output voltage. Further, the clock CK from the conversion circuit 222 is supplied to the multiplying circuit 53 and multiplied to a pulse P53 having a frequency of Q times (Q is an integer, for example, Q = 1000). It is supplied as a switching clock.

【0039】こうして、電源回路51からは、パルスP
53に同期し、平滑されていないパルス状の直流電圧V51
が取り出され、このパルス電圧V51が後述する制御回路
52に供給される。
Thus, the power supply circuit 51 outputs the pulse P
The pulsed DC voltage V51 which is synchronized with 53 and is not smoothed
And the pulse voltage V51 is supplied to a control circuit 52 described later.

【0040】また、パルスP53がダウンカウンタ54に
そのカウント入力として供給される。さらに、音量を示
すデジタルデータDVOLが端子55を通じてカウンタ5
4にそのロード入力として供給されるとともに、クロッ
クCKがカウンタ54にロード制御信号として供給され
る。
The pulse P53 is supplied to the down counter 54 as its count input. Further, digital data DVOL indicating the volume is supplied to a counter 5 through a terminal 55.
4 as its load input, and the clock CK is supplied to the counter 54 as a load control signal.

【0041】したがって、カウンタ54には、クロック
CKの例えば立ち上がりごとに、音量データDVOLがロー
ドされ、続いて、そのロードされた値がパルスP53ごと
にダウンカウントされていく。こうして、カウンタ54
からは、図5に示すように、期間τごとに、カウント値
が音量データDVOLの示す値から「0」になるまでの期
間に“1”となる信号D54、すなわち、周期τで、音量
データDVOLによりPWM変調された信号D54が取り出
される。
Therefore, the counter 54 has a clock
For example, each time CK rises, the volume data DVOL is loaded, and then the loaded value is counted down for each pulse P53. Thus, the counter 54
5, the signal D54 which becomes "1" during the period from the value indicated by the volume data DVOL to "0" every period τ, that is, the volume data A signal D54 that has been PWM-modulated by DVOL is extracted.

【0042】そして、この信号D54が制御回路52に供
給され、制御回路52からは、電源回路51からのパル
ス電圧V51のうち、D54=“1”の期間におけるパルス
電圧V51が、期間τごとに取り出される。この場合、上
記のように、信号D54のパルス幅は、音量データDVOL
の示す値に対応して変化するので、制御回路52から期
間τごとに取り出されるパルス電圧V51のパルス数は、
音量データDVOLの示す値に対応して変化することにな
り、音量データDVOLによりPNM変調されていること
になる。
The signal D54 is supplied to the control circuit 52, and the control circuit 52 outputs a pulse voltage V51 in the period of D54 = "1" among the pulse voltages V51 from the power supply circuit 51 every period τ. Taken out. In this case, as described above, the pulse width of the signal D54 is
Therefore, the number of pulses of the pulse voltage V51 extracted from the control circuit 52 for each period τ is:
It changes in accordance with the value indicated by the volume data DVOL, which means that PNM modulation is performed by the volume data DVOL.

【0043】そして、この制御回路52の出力端と、接
地との間に、1次コイル1A〜1Pと、スイッチ回路4
1A〜41Pと、インピーダンス回路42A〜42Pと
が、1組ずつ直列に接続される。この場合、インピーダ
ンス回路42A〜42PのインピーダンスZA〜ZPは、
1次コイル1A〜1Pのうち、対応する1次コイルのイ
ンピーダンスとの和が、互いに等しくなるような値とさ
れる。
The primary coils 1A to 1P and the switch circuit 4 are connected between the output terminal of the control circuit 52 and the ground.
1A to 41P and impedance circuits 42A to 42P are connected in series one by one. In this case, the impedances ZA to ZP of the impedance circuits 42A to 42P are
Among the primary coils 1A to 1P, the values are set so that the sum with the impedance of the corresponding primary coil becomes equal to each other.

【0044】このような構成によれば、スイッチ回路4
1A〜41Pがオンのとき、1次コイル1A〜1Pに電
流IA〜IPがそれぞれ流れるが、インピーダンス回路4
1A〜41PのインピーダンスZA〜ZPと、1次コイル
1A〜1Pのインピーダンスとの和は、互いに等しくさ
れているので、電流IA〜IPは互いに等しい値Iとな
る。
According to such a configuration, the switching circuit 4
When 1A to 41P are on, currents IA to IP flow through the primary coils 1A to 1P, respectively.
Since the sum of the impedances ZA to ZP of 1A to 41P and the impedances of the primary coils 1A to 1P are equal to each other, the currents IA to IP have the same value I.

【0045】そして、デジタルオーディオ信号SDのL
SB〜MSBのうちのあるビットが“1”のとき、スイ
ッチ回路41A〜41Pのうちの対応するスイッチ回路
がオンになり、1次コイル1A〜1Pのうち、そのオン
になったスイッチ回路に対応する1次コイルに電流I
(=IA〜IP)が流れる。そして、このとき、1次コイ
ル1A〜1Pの巻き数は、デジタルオーディオ信号SD
の各ビットに対応した重みがつけられている。
Then, L of the digital audio signal SD
When a certain bit of SB to MSB is "1", a corresponding one of the switch circuits 41A to 41P is turned on, and the corresponding one of the primary coils 1A to 1P is turned on. Current I to the primary coil
(= IA to IP) flows. At this time, the number of turns of the primary coils 1A to 1P is equal to the digital audio signal SD.
Are assigned weights corresponding to the respective bits.

【0046】したがって、スピーカユニット10のコー
ン32が、デジタルオーディオ信号SDの1サンプルご
とに、各ビットの重みに対応した大きさだけ偏位するこ
とになり、スピーカユニット10からはデジタルオーデ
ィオ信号SDの再生音が出力されることになる。
Therefore, the cone 32 of the speaker unit 10 is displaced by an amount corresponding to the weight of each bit for each sample of the digital audio signal SD, and the speaker unit 10 outputs the digital audio signal SD. A playback sound is output.

【0047】そして、その場合、再生音の音量は、期間
τにおけるパルス電圧V51のパルス数に対応して変化す
るとともに、そのパルス数は音量データDVOLに対応し
て変化する。したがって、スピーカユニット10からの
再生音の音量は、音量データDVOLに対応して変化する
ことになるので、音量データDVOLにしたがって再生音
の音量を調整することができる。
In this case, the volume of the reproduced sound changes in accordance with the number of pulses of the pulse voltage V51 in the period τ, and the number of pulses changes in accordance with the volume data DVOL. Therefore, since the volume of the reproduced sound from the speaker unit 10 changes in accordance with the volume data DVOL, the volume of the reproduced sound can be adjusted according to the volume data DVOL.

【0048】こうして、上述のスピーカ装置によれば、
デジタルオーディオ信号SDをD/A変換することなく
再生音に変換することができるとともに、その音量を調
整することができる。
Thus, according to the above-described speaker device,
The digital audio signal SD can be converted into a reproduced sound without D / A conversion, and the volume can be adjusted.

【0049】そして、その場合、特に上述のスピーカ装
置によれば、スイッチング電源回路51から出力される
電圧V51の波高値を制御する必要がない。また、端子2
21に供給されるデジタルオーディオ信号SDに音量を
示す係数を乗算する必要がないので、再生音の劣化を生
じることがない。
In this case, in particular, according to the above-described speaker device, it is not necessary to control the peak value of the voltage V51 output from the switching power supply circuit 51. Terminal 2
Since it is not necessary to multiply the digital audio signal SD supplied to 21 by a coefficient indicating the volume, the reproduced sound does not deteriorate.

【0050】さらに、連続する2つ以上の期間τにおい
ても、1次コイル1A〜1Pを流れる電流IA〜IPはク
ロックCKに同期したパルス電流となるので、スピーカユ
ニット10の電磁結合力が小さくなることがなく、最適
な駆動を行うことができる。また、見掛けのサンプリン
グ周波数が可聴周波数帯域に入ることもないので、その
その周波数成分が再生音として聞こえることもない。
Further, even in two or more continuous periods τ, the currents IA to IP flowing through the primary coils 1A to 1P are pulse currents synchronized with the clock CK, so that the electromagnetic coupling force of the speaker unit 10 is reduced. Optimum driving can be performed without any problem. Also, since the apparent sampling frequency does not fall into the audible frequency band, the frequency component is not heard as a reproduced sound.

【0051】なお、上述においては、1次コイル1A〜
1Pの巻き数の比が、デジタルオーディオ信号SDのL
SB〜MSBに対応して2**0〜2**15であるとした
が、1次コイル1A〜1Pの巻き数をすべて等しくする
とともに、電流IA〜IPの大きさの比を、項比2の等比
級数で、2**0〜2**15とすることもできる。
In the above description, the primary coils 1A to 1A
The ratio of the number of turns of 1P is L of the digital audio signal SD.
Although it is assumed that 2 ** 0 to 2 ** 15 corresponding to SB to MSB, the number of turns of the primary coils 1A to 1P is all equal, and the ratio of the magnitudes of the currents IA to IP is expressed as a term ratio. A geometric series of 2 may be 2 ** 0 to 2 ** 15.

【0052】あるいは、両者を組み合わせることもで
き、すなわち、電流IA〜IPの大きさの2乗と、1次コ
イル1A〜1Pの巻き数との積の比が、デジタルオーデ
ィオ信号SDのLSB〜MSBの重みに対応していれば
よい。
Alternatively, both can be combined, that is, the ratio of the product of the square of the magnitude of the currents IA to IP and the number of turns of the primary coils 1A to 1P is determined by the LSB to MSB of the digital audio signal SD. It is only necessary to correspond to the weight of.

【0053】また、1次コイル1(1A〜1P)の一部
を、コイル1と対向するプレート22の内周面に取り付
けてもよい。あるいは、1次コイル1のすべてをプレー
ト22の内周面に取り付けることもできる。さらに、デ
ジタルオーディオ信号SDが、自然2進数符号ではない
ときには、自然2進数符号に変換あるいはデコードすれ
ばよい。
Further, a part of the primary coil 1 (1A to 1P) may be attached to the inner peripheral surface of the plate 22 facing the coil 1. Alternatively, all of the primary coils 1 can be attached to the inner peripheral surface of the plate 22. Further, when the digital audio signal SD is not a natural binary code, it may be converted or decoded into a natural binary code.

【0054】また、上述においては、1次コイル1A〜
1Pと、スイッチ回路41A〜41Pと、インピーダン
ス回路42A〜42Pとの直列回路に供給されるパルス
電圧V51が、音量データDVOLによりPNM変調されて
いる場合であるが、PWM変調とすることもできる。
In the above description, the primary coils 1A to 1A
Although the pulse voltage V51 supplied to the series circuit of 1P, the switch circuits 41A to 41P, and the impedance circuits 42A to 42P is PNM-modulated by the volume data DVOL, it may be PWM-modulated.

【0055】[0055]

【発明の効果】この発明によれば、電磁結合型のスピー
カユニットをデジタルオーディオ信号により電流駆動す
る場合、その再生音の音量を調整することができるとと
もに、その音量調整による音質の劣化を回避することが
できる。
According to the present invention, when an electromagnetically coupled speaker unit is driven by a digital audio signal with a current, the volume of the reproduced sound can be adjusted, and the deterioration of sound quality due to the volume adjustment can be avoided. be able to.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明の一形態を示す接続図である。FIG. 1 is a connection diagram illustrating one embodiment of the present invention.

【図2】この発明を説明するための断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view for explaining the present invention.

【図3】この発明を説明するための接続図である。FIG. 3 is a connection diagram for explaining the present invention.

【図4】この発明を説明するための波形図である。FIG. 4 is a waveform chart for explaining the present invention.

【図5】この発明を説明するための波形図である。FIG. 5 is a waveform chart for explaining the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、1A〜1P…1次コイル、2…2次コイル、10…
スピーカユニット、11…ポールピース、12…センタ
ーポール部、18…端子、20…磁気回路、21…永久
磁石、22…プレート、23…空隙、31…エッジ、3
2…コーン、33…防塵キャップ、34…ダンパー、3
5…スピーカフレーム、41A〜41P…スイッチ回
路、42A〜42P…インピーダンス回路、51…スイ
ッチング電源回路、52…制御回路、53…逓倍回路、
54…カウンタ、222…直列並列変換回路、SD…デ
ジタルオーディオ信号
1, 1A-1P ... primary coil, 2 ... secondary coil, 10 ...
Speaker unit, 11: pole piece, 12: center pole, 18: terminal, 20: magnetic circuit, 21: permanent magnet, 22: plate, 23: void, 31: edge, 3
2 ... cone, 33 ... dustproof cap, 34 ... damper, 3
5 speaker frame, 41A to 41P switch circuit, 42A to 42P impedance circuit, 51 switching power supply circuit, 52 control circuit, 53 multiplier circuit,
54 counter, 222 serial-parallel conversion circuit, SD digital audio signal

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】スピーカユニットと、 複数n個のインピーダンス回路と、 n個のスイッチ回路と、 直流電圧をパルス状に出力するスイッチング電源回路と
を有し、 上記スピーカユニットは、 磁気回路に空隙が形成されるとともに、 この空隙の近傍部分にn個の1次コイルが固定され、 コーンに固定されて上記空隙内に2次コイルが配され、 上記n個の1次コイルに流れる電流により上記2次コイ
ルに電流が誘起されて上記コーンが振動する電磁結合型
のスピーカとされ、 上記n個のインピーダンス回路と、上記n個の1次コイ
ルと、上記n個のスイッチ回路とが、上記スイッチング
電源回路に対して、1組ずつ直列接続され、 上記スイッチング電源回路に、そのスイッチング用のク
ロックとして、上記デジタルオーディオ信号のサンプリ
ング周波数の整数倍のクロックが供給され、 上記n個のスイッチ回路が、上記デジタルオーディオ信
号の各ビットによりそれぞれオン・オフ制御され、 上記デジタルオーディオ信号の1サンプル期間におけ
る、上記直列接続に供給される上記パルス状の直流電圧
のパルスの数あるいは幅が、音量を示すデータにより変
更されるようにしたスピーカ装置。
A speaker unit, a plurality of n impedance circuits, an n number of switch circuits, and a switching power supply circuit for outputting a DC voltage in a pulsed form, wherein the speaker unit has a gap in a magnetic circuit. While being formed, n primary coils are fixed in the vicinity of the gap, a secondary coil is fixed in the cone, and the secondary coil is arranged in the gap. An electromagnetic coupling type speaker in which a current is induced in the secondary coil and the cone vibrates is provided. The n impedance circuits, the n primary coils, and the n switch circuits are each composed of the switching power supply. The digital audio signal is sampled as a switching clock in the switching power supply circuit by a set connected in series to the circuit. A clock having an integer multiple of the switching frequency is supplied, and the n switch circuits are turned on / off by the respective bits of the digital audio signal, and supplied to the serial connection during one sample period of the digital audio signal. The number or width of the pulses of the pulsed DC voltage is changed by data indicating the volume.
【請求項2】請求項1に記載のスピーカ装置において、 上記スイッチング電源回路から、上記パルス状の直流電
圧として、上記サンプリング周波数の整数倍のパルス電
圧が出力され、 この出力されたパルス電圧のうち、上記音量を示すデー
タに対応した数のパルス電圧が、上記1サンプル期間ご
とに上記直列接続に供給されるようにしたスピーカ装
置。
2. The speaker device according to claim 1, wherein the switching power supply circuit outputs a pulse voltage of an integral multiple of the sampling frequency as the pulsed DC voltage. A speaker device configured to supply a number of pulse voltages corresponding to the data indicating the volume to the serial connection every one sample period.
【請求項3】請求項2に記載のスピーカ装置において、 上記n個の1次コイルは、上記デジタルオーディオ信号
のビットの重みに対応した巻き数とされ、 上記n個の1次コイルのインピーダンスと、上記n個の
インピーダンス回路のインピーダンスとの和が互いに等
しくなるように、上記n個のインピーダンス回路のイン
ピーダンスが設定されているようにしたスピーカ装置。
3. The speaker device according to claim 2, wherein the n primary coils have a number of turns corresponding to the bit weight of the digital audio signal, and the impedance of the n primary coils is A speaker device wherein the impedances of the n impedance circuits are set such that the sum of the impedances of the n impedance circuits is equal to each other.
【請求項4】請求項2に記載のスピーカ装置において、 上記n個の1次コイルは互いに等しい巻き数とされ、 上記n個の1次コイルを流れる電流が、上記デジタルオ
ーディオ信号のビットの重みに対応した大きさとなるよ
うに、上記インピーダンス回路のインピーダンスが設定
されているようにしたスピーカ装置。
4. The speaker device according to claim 2, wherein the n primary coils have the same number of turns as each other, and a current flowing through the n primary coils is a bit weight of the digital audio signal. A speaker device in which the impedance of the impedance circuit is set so as to have a size corresponding to the following.
【請求項5】請求項2に記載のスピーカ装置において、 上記n個の1次コイルを流れる電流の大きさと、上記n
個の1次コイルの巻き数との積が、上記デジタルオーデ
ィオ信号のビットの重みに対応した大きさとされるよう
にしたスピーカ装置。
5. The speaker device according to claim 2, wherein the magnitude of a current flowing through the n primary coils and the n
A speaker device wherein the product of the number of turns of the primary coils is a size corresponding to the bit weight of the digital audio signal.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8731229B2 (en) 2010-10-06 2014-05-20 Sony Corporation Speaker unit and active speaker device

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