JPS5831156B2 - スピ−カシステム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はスピアカーシステムに係り、最低共振周波数ｆ
。

近傍の振動板の速度を一定とすることにより、スピーカ
のｆ。

に関係なく低域特性を簡単にして自由にコントロールし
得、良好な低域特性を得ることができるスピーカシステ
ムを提供することを目的とする。

スピーカシステムの低域再生限界は、一般にキャビネッ
トの内部の空気のスチブネスとスピーカユニットを構成
しているボイスコイル、コーン紙等の質量とで決められ
る最低共振周波数ｆ。

によって定まることは周知の通りである。

一般にこのｆｏ以上第１反共振周波数付近までの帯域は
質量制御域と呼称され、この帯域では音圧レベル対周波
数特性は平坦となるが、スチフネス制御域と呼称される
ｆ。

以下の周波数帯域では、スピーカを無限大バッフルに装
着した場合、音圧レベルは周波数が小になるほど１２ｄ
Ｂ１０ｃｔの傾斜で低下する。

スピーカシステムのこのような音圧レベル対周波数特性
は、スピーカが収納されるキャビネットの容積に応じて
変化し、キャビネットの容積を小にすると、上記ｆ。

は上昇し、低音再生限界が上昇する。

このため、従来のスピーカシステムは、良好な低域特性
を得るためにはキャビネットの容積を一定以上小にでき
ず、キャビネットの容積ができるだけ小で、かつ、低域
まで充分に音が発音されるような使用者の要求するスピ
ーカシステムの実現は困難であった。

本発明は上記の従来のスピーカシステムの欠点を除去し
たものであり、以下その各実施例について説明する。

第１図は本発明になるスピーカシステムの第１実施例の
回路系統図を示す。

１はプログラム、ソースよりの信号入力端子で、これよ
り入来した信号はチャンネル・フィルタ２により高域周
波信号と低域周波信号とに周波数帯域分割される。

上記高域周波信号はスピーカ駆動用増幅器３を経て高音
用スピーカ４に印加され、これを発音させる。

一方、上記低域周波信号は後述する周波数特性補正回路
５により低域上昇、高域減衰特性が与えられた後、スピ
ーカ駆動用増幅器６を経て低音用スピーカ７に印加され
、これを発音させる。

本実施例は、低音用スピーカ７に、その振動板の速度を
一定にするために、モーショナル・フィードバック（Ｍ
ＦＢ）のための第２図に示す如き機構を設けると共に、
周波数特性補正回路５により最低共振周波数ｆ。

近傍の周波数帯域で振動板の加速度を一定、すなわち音
圧レベル対周波数特性を平坦としたものである。

いま、あるスピーカを適当なキャビネットに入れたとき
の速度特性は第３図に実線Ｉで示す如く、最低共振周波
数ｆ。

でピークを有する特性となり、このスピーカを無限大バ
ッフルに装着した場合の音圧レベル対周波数特性は第４
図に実線■で示す如く、最低共振周波数ｆ。

以下の周波数で音圧レベルが低下する。

かかるスピーカの振動板の速度特性において、最低共振
周波数ｆ。

付近の帯域の速度特性を第３図に破線■で示す如く一定
とすると、そのときのスピーカの音圧レベル対周波数特
性の一例は、第４図に破線■で示す如＜ ６ ｄＢｌｏ
ｃｔの傾斜で低下する。

本実施例は上記の速度特性を一定にするための手段とし
て、従来より使用されているＭＦＢを低音用スピーカ７
に応用する。

すなわち、第２図に示す低音用スピーカ７において、８
はフレームで、その内部に振動板９がダンパ１０を介し
て取付はうしている。

フレーム８の後端は、マグネット１１が内在固定されて
いるヨーク１２に取付けられている。

このヨーク１２はフレーム８側に開口部が設けられてお
り、上記マグネット１１上に取付けられたポール１３と
ヨーク１２の開口部との間にギャップが形成され、この
ギャップ中に振動板９と一体的に変位するボイスコイル
１４が変位自在に介挿されている。

上記の周知のコーン型スピーカにおいて、フレーム８の
前端に直線状の板１３が橋渡しされ、この板１５のフレ
ーム８側の面に、ヨーク１６が固着されている。

またこのヨーク１６内に固定されたマグネット１７と、
ヨーク１６の開口部との間に形成されるキャップ中に、
上記振動板９及びボイスコイル１４と一体的に変位せし
められるよう構成された検出コイル１８が設けられてい
る。

これにより、スピーカ駆動用増幅器６よりの信号に応じ
た電流がボイスコイル１４に流れることにより第２図中
、左右方向に振動せしめられる振動板９の速度が一定と
なるよう、検出コイル１８により振動板９の速度が検出
され、この検出コイル１８に流れる検出信号が増幅器６
の前段にＭＦＢ専用の増幅器２５を介して帰還される。

上記の如くスピーカの最低共振周波数ｆ。

付近の速度特性を、低音用スピーカ７にＭＦＢをかける
ことによって一定にすると、低スピーカ７の音圧レベル
対周波数特性は、ＭＦＢの帰還量に応じて第４図に破線
■で示す如く音圧レベルが低域にいくほど低下してしま
う。

そこで、この破線■で示される音圧レベル対周波数特性
と相補的な特性曲線をもつ第１図に５で示す周波数特性
補正回路をスピーカ駆動用増幅器６の前段に設ける。

この周波数特性補正回路５は演算増幅器２０と抵抗Ｒ１
ｔ Ｒ２、Ｒ３及びコンデンサＣ１よりなり、その周波
数特性は第５図に示す如く、抵抗Ｒ３及びコンデンサＣ
１により決まる周波数ｆ１以下９周波数では平坦、主と
して抵抗Ｒ２及びコンデンサＣ１により決まる周波数１
２以上の周波数では平坦で、かつ、ｆｌ よりｆ２にか
けて６ｄＢ１０ｃｔの傾斜で減衰する特性となる。

上記最低共振周波数ｆ。

に等しい周波数ｆ。は、ｆｌ とｆ２との間の略中間の
周波数とされるので、周波数特性補正回路５は、周波数
ｆ１〜ｆ２の低域を６ｄＢ１０ｃｔで上昇して出力する
。

これにより、最終的な低音用スピーカ７の音圧レベル対
周波数特性は、第６図に示す如く、周波数１１以上の周
波数帯域では略平坦となる。

すなわち、最低共振周波数ｆ。

付近の帯域の音圧レベル対周波数特性も平坦にできる（
但し、キャビネットの回折現象は考慮せず）。

上記周波数特性補正回路５は、抵抗Ｒ２，Ｒ３゜コンデ
ンサＣ１を可変することにより、周波数ｆ１．ｆ２を可
変することが自由にできるので、最低共振周波数ｆ。

に関係なく低域特性を制御することができる。

第７図は本発明になるスピーカシステムの第２実施例の
回路系統図を示す。

同図中、第１図と同一部分には同一符号を付し、その説
明を省略する。

本実施例は上記第１実施例のスピーカシステムにおいて
、チャンネルフィルタ２の入力側に回折現象補正用の周
波数特性補正回路２２を設けた点に特徴を有する。

一般にスピーカユニットがいかに平坦な音圧レベル対周
波数特性を有していても、それを収納するキャビネット
によって生ずるキャビネットの回折現象による特性をも
含んだ特性となり、これが音圧レベル（レスポンス）対
周波数特性に変化を与える。

第８図はキャビネットとして直径が６１ｃｒｒｔの球形
のものを使用した場合の回折現象による音圧レスポンス
対周波数特性の一例を示し、６００Ｈ２以上の高域では
６ｄＢの上昇特性となる。

そこで、低域まで一様に再生するには上記の回折現象に
よるレスポンス対周波数特性と相補的な特性をもつ周波
数特性補正回路をチャンネルフィルタ２の前段に設けれ
ばよい。

この周波数特性補正回路が第７図に２２で示す演算増幅
器２３、抵抗Ｒ４ｊＲ５１Ｒ６及びコンデンサＣ２より
なる回路で、前述した第５図と同様の周波数特性を示す
。

これにより、低音用スピーカ７より従来に比し低域のダ
イナミックレンジが拡大され、しかもより低域まで平坦
な特性で低音が低音用スピーカ７より発音される。

なお、キャビネットが箱形等の球形以外の形の場合のキ
ャビネットによる回折現象を含んだレスポンス対周波数
特性は、第８図に示す特性とは当然異なるが、その特性
に応じてそれと略相補的な特性の周波数特性補正回路が
チャンネルフィルタ２の前段に設けられる。

なお、上記の低音用スピーカ７をマルチ・ウェイ・シス
テムに適用すると、より平坦な音圧レベル対周波数特性
を得ることができる。

上述の如く、本発明になるスピーカシステムは、音声信
号を周波数帯域分割するチャンネルフィルタと、該チャ
ンネルフィルタの出力信号のうち低域周波信号に対し該
低域周波信号を発音すべきスピーカの最低共振周波数ｆ
。

及びその近傍周波数帯域において周波数の低下に従って
レベルが上昇する周波数特性を付与する周波数特性可変
の第１の周波数特性補正回路と、該第１の周波数特性補
正回路の出力信号を増幅して上記スピーカへ供給する増
幅器と、少なくとも上記最低共振周波数ｆ。

及びその近傍周波数に対する上記スピーカの振動板の速
度が略一定となるよう、該振動板の速度を検出して得た
信号を該増幅器へ帰還する手段とよりなるため、最低共
振周波数ｆ。

に関係なくｆ。近傍の低域周波数特性を任意にしてしか
も簡単にコントロールでき、従って低域の音圧出力レベ
ルを従来と同一とした場合は従来に比しキャビネットの
容積を小にでき、他方、キャビネットの容積を従来と同
一とした場合は従来に比しより良好な低域特性のスピー
カシステムを構成でき、また聴取者の好みに合わせた低
域の音圧レベル対周波数特性を得ることができ、更にキ
ャビネットの回折現象による音圧レベル対周波数特性と
相補的な周波数特性を入力信号に付与して少なくとも上
記第１の周波数特性補正回路に供給する第２の周波数特
性補正回路を設けたため、最終的なスピーカシステムの
音圧レベル対周波数特性を、従来に比しより低域まで平
坦とすることができる等の特長を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例を示す回路系統図、第２図
は本発明で用いられるスピーカの一例を示す断面図、第
３図はスピーカ振動板の速度特性の各側を示す図、第４
図は無限大バッフルに装着したスピーカの音圧レベル対
周波数特性の各側を示す図、第５図は第１図の要部の回
路の周波数特性を示す図、第６図は第１図の音圧レベル
対周波数特性を示す図、第７図は本発明の第２実施例を
示す回路系統図、第８図は球形キャビネットの回折現象
によるレスポンス対周波数特性を示す図である。 １・・・・・・入力端子、２・・・・・・チャンネルフ
ィルタ、４・・・・・・高音用スピーカ、５，２２・・
・・・・周波数特性補正回路、６・・・・・・スピーカ
駆動用増幅器、７・・・・・・低音用スピーカ、９・・
・・・・振動板、１１，１７・・・・・・マグネット、
１８・・・・・・検出コイル、専用の増幅器。 ２５・・・・・ＭＦＢ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 音声信号を周波数帯域分割するチャンネルフィルタ
   と、該チャンネルフィルタの出力信号のうち低域周波信
   号に対し該低域周波信号を発音すべきスピーカの最低共
   振周波数ｆ。 及びその近傍周波数帯域において周波数の低下に従って
   レベルが上昇する周波数特性を付与する周波数特性可変
   の周波数特性補正回路と、該周波数特性補正回路の出力
   信号を増幅して上記スピーカへ供給する増幅器と、少な
   くとも上記最低共振周波数ｆ。 及びその近傍周波数に対する上記スピーカの振動板の速
   度が略一定となるよう、該振動板の速度を検出して得た
   信号を該増幅器へ帰還する手段とよりなることを特徴と
   するスピーカシステム。 ２ 音声信号を周波数帯域分割するチャンネルフィルタ
   と、該チャンネルフィルタの出力信号のうち低域周波信
   号に対し該低域周波信号を発音すべきスピーカの最低共
   振周波数ｆ。 及びその近傍周波数帯域において周波数の低下に従って
   レベルが上昇する周波数特性を付与する周波数特性可変
   の第１の周波数特性補正回路と、該第１の周波数特性補
   正回路の出力信号を増幅して上記スピーカへ供給する増
   幅器と、少なくとも上記最低共振周波数ｆ。 及びその近傍周波数に対する上記スピーカの振動板の速
   度が略一定となるよう、該振動板の速度を検出して得た
   信号を該増幅器へ帰還する手段と、キャビネットの回折
   現象による音圧レベル対周波数特性と相補的な周波数特
   性を入力音声信号に付与して上記チャンネルフィルタに
   供給する第２の周波数特性補正回路とよりなることを特
   徴とするスピーカシステム。