JPS58142608A - 可聴周波数帯再生方式およびその装置 - Google Patents

可聴周波数帯再生方式およびその装置

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JPS58142608A
JPS58142608A JP2548182A JP2548182A JPS58142608A JP S58142608 A JPS58142608 A JP S58142608A JP 2548182 A JP2548182 A JP 2548182A JP 2548182 A JP2548182 A JP 2548182A JP S58142608 A JPS58142608 A JP S58142608A
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JP
Japan
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signal
frequency band
carrier
audio frequency
amplitude
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Pending
Application number
JP2548182A
Other languages
English (en)
Inventor
Masanori Hino
日野 正紀
Taro Eguchi
太郎 江口
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.)
Onkyo Corp
Original Assignee
Onkyo Corp
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Publication date
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Classifications

    • 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

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は新規なる可聴(yB波数帯域(オーティオ周
波数帯域)再生方式及びその装置に関する。
従来からlll’ l[tj4.i周波数を再生するに
は、レコードプレヤー、テープレコーダー、F M又は
AM受信機から得られる可聴帯域周波数信号を増幅器で
増幅し、これを主と1.て可聴周波数帯域のみで駆動さ
れる」:うに設計された音響変換器、たとえば動電型ス
ピーカーに入力1〜、電気’IK ”3を機械的振動に
変換12、これによって空気の1峠密彼を発生しこ)1
により音と1〜て聴取1−でいた。
この上つな従来の再生手段において、前記)′4響変換
器において低音域を再生するには大口径の振動板を、−
力高音域を出生するには小口径の振動板を具備し斥けね
ばならないという矛盾した要求があり、単一のスピーカ
ーで0Tl[ti周波数帯1或である201−1z〜2
0 KHzを均一なる出力レベルで再生することは事実
ト不可能であった。
しだがって、少なくとも低音再生専用スピーカと高音再
生専用スピーカーを具備した、いわゆるマルチウェイ型
スピーカーが多用されている。
父、従来のこのような再生方式においては音響変換器が
再生周波数によって指向性が変化し、聴者に違和感を与
えるとともに、史には音響変換器の非直線性、たとえば
振動板を支持するエツジ、ダンパー等の非直線性により
再生音に奇数次高調波による歪が発生(−やすく聴感を
害することも避けられなかった。
この発明はに記従来の再生方式とは全く異なった観点か
ら考えられた再生方式及びその装置であり、可聴周波数
帯電気信号で振幅変調された超音波帯域の電気信号を、
増幅器を介(7て、入出力特性が非直線性、たとえば自
乗特性を有する超音波音響変換器人力1.て可聴周波数
帯域音声信号を再生することに」こり、従来の欠点を皆
無にした再生方式及びその装置である。
本発明方式をその再生装置とともに更に詳(7く説明す
る。
第1図(はこの発明の再生方式を実施する第1の装置で
あり図において1は可聴周波数帯電気信号(20Hz〜
20KHz)を入力すべき人力端子であり、通常レコー
ドプレヤー、テープレコーダー、FM又はAM受信器の
出力端(図示せず)に接続される。
なお、前記出力端と入力端1との間に必要に応じて増幅
器を接続してもよい。
2は振幅変調器でコレクター変調1il路等を141い
た通常の振幅変調器である。
3は搬送波電気信号発生器であ−)て、発振IN波数は
望ましくは40KHz以ヒの超音波周波数帯であって、
この装置では60 KHzに設定し7である。
この搬送波発生器も公知の発振回路を用いたものである
4は増幅器で少なくとも振幅変調器出力信号の周波数帯
域を増幅できるものでなければならない。
5は音響変換器であって、入出力特性が非直線性、たと
えば自乗特性を有するものであり、たとえば電歪型、無
バイアスコンデンサー型、磁歪型等の音響変換器が望ま
しく前記振幅変調波周波数帯域を再生できることが必要
である。
次に1−、記構成において搬送波の角周波数をωC((
IJc = 2πfc : fc = 60 KH2)
 、入力端子に入力される可聴周波数信号の角周波数を
pとすると当該信号はVcospt(Vは振幅)で表わ
され、搬送波はVocos 6Jct (VOは振幅)
で表わされる。
したがって、振幅変調器2の出力は V(11=V、) (1+m cos pt ) co
sωcj  ・・・・・・・・・(式1)但しmは変調
度でm−v、、’vOで表わされる。
当該に11J V(1)=VOSinωct−+−1//2+TIVO
Cos (ωc+l) ) t−+ 1/2 m V(
1cos (ωc−p)t−=・・・・・・・(式2)
すなわち搬送波(ωC/2π−60KHz )の両側に
((=lc/2π−1)72π)と((Nc/2π+p
/2π)の側波帯を含む振幅変調信号が得られる。
実際にはr)/2πは2旧叔〜20 KIIzの帯域を
イ]するので、下側波帯は40KHz〜59.08 K
11z。
−L側波帯は60.02 KIIz〜80 KHzの帯
域幅を有する。
したがって、増幅器4の増幅帯域幅は40KHz〜80
 KHzを必要とする。
そして、当該増幅器4で増幅された振幅変調信号は一般
式 ξ−aQ +al v + a2v2+a3 yFl 
+++・+++++・(式3)(但し、φ ao、a11a2.、は音響変換器によって決まる定数
である。)で表わされる人力Vと出力変位ξが非直線性
を有する音響変換器たとえばξ−aIv−1a2 v2
・・・・・・・・(式4)で表わされる自乗特性を有す
る電歪型音響変換器に入力する。
しかして、当該音響変換器の出力変位ξ(音1丁 )は ξ=J (VO(l +m CO8pt ) cosω
ct 1十82(Vo (1+m cos pt ) 
cosωct)2で表わされ、当該式を展開すると、 ξ=ai V、 CO8ωt + a 1VOm co
s pt cos ωtA−a9 vo (cos 2
ωct)/2→−a2 mVo cos 2ωct C
O8pt −1−a2vti’ CO8l)t+ a2
 V、F 第2 CO52ωct CO52pt / 
4+ 82m2■o2CO821)t / 4. + 
ap m2V# CO32(zj(j / 4+a2V
j(m2+2 )/4・・・・・・・・・・・・・・・
(式5)ヒ式において第5項、第7項、第9項以外はい
ずれもωC(搬送波角周波数)を含むので、人間の■:
には聞こえない超音波領域であり、又第9項は一定のバ
イアス変位であるので人力周波数に依存しない項である
したか−)で、実際に聴取するのは第5項のa2V(j
’ cos pt酸成分、第7項のa2 V(j m2
cos 2 pt酸成分みである。
すなわち、入力可聴周波数電気信号の基本波成分と第2
高調波成分のみが音響用ブJと(1,てl]φ(取でき
る。
そして、第2高調波成分は1η2 (m < 1. I
 VC叱例するので基本波成分に比較してレベルが小さ
く、又m=lの場合でありても偶数次高調波成分は奇数
次高調波成分に比べて、種々の実、験より聴感に与える
影響が小さい事が確かめられているので、実用1−問題
はない。
−F記に説明(−だ本発明及び装置によれば、従来の音
響変換器が可聴周波数帯である20tlz〜20KHz
の周波数帯を再生1.ようとすれば10オクターブもの
広帯域に渉って、均・−なる出力レベルで再生する必要
があり事実ト不可能に近いが、この発明では搬送波を6
0 KHzにした場合40 KHz〜80KHzの周波
数帯の1オクターブを再生すればよいので音響変換器の
設N−1が極めて簡学になるとともに、再生帯域が狭い
ことから高能率の変換器が容易に設計できる。
又、このような超音波帯域を再生する跨響変0 換器は形状が小型である為、周波数の変化による指向性
の変化が小さい。
又ざ・青変換器は必要な音圧レベルを得るために複数個
の変換器を・F板面状、曲面状、球面状((配列しても
よい。
史には増幅器もAf7述のととく1オクタ一ブ程度の帯
域を増幅すtlばよいから高能率増幅器の設計が極めて
容易である。
又音響変換器に無バイアスコンテンサー型変換器を用い
た場合前記式4においてal=Qであるので式5におい
て第1、第2、第3項が除去されるが、結果としては第
5項と第7項成分がd丁@音と17で聴取される。
又、磁歪形質換器においては電流駆動する必卯がある。
次にこの発明再生方式を実施する第2の装置について述
べる。
第2図において21は第1図と同様の町1徳周波数電気
入力端子で、当該入力端子よりの可聴周波数電気倍旧は
リング変調回路等を用いた搬11 送波抑IE両側彼帯変調藩22に入)Jされる。
一方向ル1(般送波発生器23より出力される搬送波電
気信号(Vg CO8cr丸t:C′〕(/2π=60
 K O2)は前記搬送波抑距両側波帯変調器に人力さ
れ、前記5π聴周波数V CO8I)tで振幅変調され
、か一つ搬送波が除去され両側波帯のみの信号(m V
(1cospt −cosωct )が出力きれる。
一方、同期搬送波発生器23より前1「:搬送波抑用両
側波帝変調器へ入力される搬送波信シシと同M 1.、
た同期搬送波電気信号(Vccosωct)が、両側波
帯のみの信号とともに増幅器24に入力され、両信号が
Ill1算され増幅されて出力し、この出力信号はξ−
a2v”で牢される自乗特性を有するたとえば無バイア
スコンデンサー型音響変換器25に入力される。
−に記動作を史に説明すると、両側彼帯信弓゛はmVo
cos pt −cosωct、増幅器24に人力する
同1υ1搬送波は■cCO5ωCtで表わされる。
したがって、音響変換器25の人力電気信シ3はV(1
1= Ill VoCO8pt cosωct 十Vc
CO8ωtである。
よってその音響出力は ξ= a2 (n1VoCO5I)l C(1s(cl
cl +−Vc cos ωct )2W( = a2 f m” voCoS21)t C082ω
ct +2ynVQ VtCO5pt C082#t1
−■ccos2ωctl・・・・・・・・・(式6)で
表わされる。
L記式6において第1及び第3項は超音波帯であるので
人間のfi−にけ聞こえない。
そこで第2項について考えると、 2a2mVgV、、cosptQcos”ωct= 2
 a2n1V(I VCCO8pt (C(Is 2ω
ct+t)= 2a2mVoVccOs pH−2a2
mVpH−2a2 pt −cos 2ωct・・・・
・・・・・・・(式7) 1−記式7において第2項は超音波帯域であるので聴取
できず、結局第1項の可聴周波数帯の出力成分が音響出
力として聴取できる。
この構成の装置は第1図に示(7た第1の装置と同様の
効果を得る他、更に2固成分が発生しないので更に良好
なる再生が可能となる。
この構成において同期搬送波信号と両側波帯信号を増幅
器内で加算したが、前記同期搬送波信号を他の増幅器を
介[7て必要なレベルまで増3 幅した後、前言己両側波帯信号とともに直接音響変換器
に人力(〜で加算してもよい。
第3図は本発明再生方式を実施する第3の装置であって
、31は可聴周波数厩気信弓(V (:08pt)の入
力端子、32はS S r3変調2にで、同曲搬送波発
生器33より入力した搬送波電気信ke(VOCO5ω
C1:(I)C/2π−60KHz)が前記町1徳周波
数電気信号で振幅変調されるとともに搬送波成分及びL
側波帯が除去され下側波帯信号のみが出力され増幅器3
4に入力される。
一方前記SSB変調器32に人力する搬送波信号と同期
した同期搬送波電気信号(V、、 cos C++ct
)が前記下側波帯とともに増幅器34に人力され加算増
幅される。
増幅器34の出力は入力市川Vに対17て変位ξがξ−
a2■2  で表わされる無バイアスコンデンサー型音
響変換器に入力される1、 上記動作を更に説明すると下側波帯信号づは1/2mV
oCO5(ωct−pt)で表わされるから、音響変換
器35に人力される電気信号は  4 V(11= 1/2 m Vll CO5(ωc−p 
) t +Vccosωctである。
よ−)で音響変換器の出力変位ξ、すなわち音響出力は ξ= 32(’/21TIVOCO8(ωc  I))
t+VccosωCt)2=1./B−32m”V(i
’cos2(ωc  p)t+1/20a2VOVcc
ospt+1/2oa2mVoVc cos(2ωc−
p)t+172 、a2 y、j CO82ωct+1
/Bag(m”Vo+4Vc)・・・・・・(弐8)で
あられされる。
弐8において、第1、第3、第4項は超音波成分である
ので1徳取できず、又第5項は入力周波数に関係しない
一定のバイアス変位であるので結局第2項の’/232
m VOVccos pt酸成分みが可聴音として聴取
できる。
この装置は前記第2の装置の効果をそのまま具備する1
に、増幅器の増幅帯域幅を更に狭くすることができる。
すなわち、この装置によれば、増幅器に入力される入力
信号の帯域は下側波帯信号の下限である40KI−IZ
から同期搬送波信号周波数である15 60 KHz捷でを増幅帯域とすハばよいので極めて高
増幅度の増幅器の設謂が容易となる1゜又この装置にお
いても第2の装置と同様に1般送波■cCO5(0ct
を増幅2334に入力せず、他の増幅8に等を介1−で
直接j音響変換器35に人JJし−C)用算してもよい
以1−に説明したごとく、この発明に1−超ざ波偶の搬
送波電気信号を町1@周彼数電気信けで撮幅変調し、当
該振幅変調波信号を入出力特性が非直線性を有する1゛
1響変換器に人力することに」。
り入力可聴周波数信号に対応1−だ出力TI]聴音聴音
声音得る出生方式及びその装置であ7っ−(1、H;、
j響変換器及び増幅器が従来のものに比べて茗じく狭帯
域の両生及び増幅を行なえばよいので、高能率、高増幅
度のそれぞれ音響変換器及び増幅器が使用でき、又この
ようなi等管変換器及び増幅器の設計が極めて容易であ
り、又音響変換器は小型でありながら低斤域から高1A
域捷での可聴周波数の両生が可能となり更に、指向性が
人力周波数帯においてほとんど変化しないというイlY
来でd全く達成できえなかったすくれた効lA4 ’1
 、gする。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明当代を実施する第1の回路のブロック
図、第2図及び第3図は同第2及び第3の回路のブロッ
ク図である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 超音波周波数帯の周波数電気信けを搬lA伎信号と
    し、当該搬送波倍旧を川+1iか周波数帯の電気信号で
    振幅変調17だ振幅変1.¥1波信けを人出力特性が非
    直線性を有する11響変換器にべ力することを特徴とす
    るOT聴周波数帝(J工生力式。 2 振幅変調波信号が両側波帯信号と同IU1搬送波信
    号との和であることを特徴とする特π(、請求の範囲第
    1項記載の可聴周波数帯出生万人。 3 振幅変調波信号が片側波帯信号と同期搬送波信号と
    の和であることを特徴とする特1メ1−請求の範囲第1
    項記載の可聴周波数帯v]゛生力人力式4 超音波周波
    数帯の搬送波電気信号を発生する搬送波発生器(3)と
    、可1@周波数帯電気倍弓入力端子(1)を具備し、前
    記搬送波信号を可聴周波数帯電気信号で振幅変調する振
    幅変調器(2)と、前記振幅変調器(2)のill力で
    ある振幅変調波信号を増幅する増幅器(4)と、増幅器
    (4)の出力信号によって駆動され、入出力特性が非曲
    線性を有する8響変換器(5)とよりなることを特徴と
    する「す聴周波数帯再生装置。 5 超音波周波数帯の搬送波電気信号及びこセに同1t
    ll l−た同期搬送波電気信号を発生する同期搬送波
    発生器(23)と、可聴周波数帯電気信号入力端子(2
    1)を具備(7、前記搬送波信号を可聴周波数帯電気信
    号で搬送波抑丁振幅変調する搬送波抑圧両側波帯振幅変
    調器(22)と、当該変調器出力信号と前記同期搬送波
    信号を加算増幅する増幅器(24)と、当該増幅器(2
    4)出力信号により駆動され、入出力特性が非直線性を
    有する音響変換器(25)とよりなることを特徴とする
    可聴周波数帯再生装置。 6 超音波周波数帯の搬送波電気信号及びこれに同期(
    7た同門搬送波電気信号を発生する同期搬送波発生器(
    33)と、可聴周波数帯電気信号入力端子(31)を具
    備し、前記搬送波信号を可聴周波数帯信号で搬送波抑片
    片側波帯振幅変調するSSB変調器(32)と、当該変
    調滞出力と前記同M 、1般送波信号をツノ[1算増幅
    ケ−る増幅器(34)ど、当該増幅器(34)出力信号
    により駆動され、入出力!時性が非直線性を有する音響
    変換器とよりなることを特徴とするi1聴周波数帯再生
    装置。
JP2548182A 1982-02-18 1982-02-18 可聴周波数帯再生方式およびその装置 Pending JPS58142608A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005064985A1 (en) * 2003-12-31 2005-07-14 Miwagi Inc. Apparatus and methods for directional audio radiation

Cited By (1)

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WO2005064985A1 (en) * 2003-12-31 2005-07-14 Miwagi Inc. Apparatus and methods for directional audio radiation

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