JPS59211399A - Device for correcting group delay characteristic for speaker - Google Patents

Device for correcting group delay characteristic for speaker

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Publication number
JPS59211399A
JPS59211399A JP8540483A JP8540483A JPS59211399A JP S59211399 A JPS59211399 A JP S59211399A JP 8540483 A JP8540483 A JP 8540483A JP 8540483 A JP8540483 A JP 8540483A JP S59211399 A JPS59211399 A JP S59211399A
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JP
Japan
Prior art keywords
filter
speaker
delay
frequency band
group delay
Prior art date
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Pending
Application number
JP8540483A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kiyoshi Sugawara
潔 菅原
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.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
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Publication of JPS59211399A publication Critical patent/JPS59211399A/en
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    • 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
    • H04R3/12Circuits for transducers, loudspeakers or microphones for distributing signals to two or more loudspeakers
    • H04R3/14Cross-over networks

Abstract

PURPOSE:To make the group delay characteristic constant independently of a frequency by dividing an audible frequency band signal into plural frequency band signals and adding a signal having a different delay time respectively to this signal so as to synthesize the plural signals. CONSTITUTION:The device consists of a filter 30, delay circuits 32, 34, 36 and an adder circuit 38. The filter 30 divides an audible frequency band signal Si into three frequency band signals S1, S2 and S3 of high, medium and low frequency bands. The delay circuits 32, 34, 36 provide respectively different delay times T1, T2a, T3 to the three signals S1, S2, S3 whose frequency bands are divided by the filter 30. The adder circuit 38 synthesizes three outputs S11, S12 and S13 obtained through the delay circuits 32, 34, 36. A synthesized signal S0 is inputted to a speaker system of the multi-way system via an amplifier 42 for driving speaker from an output 40.

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はスピーカー用群遅延特性補正装置、特にマル
チウェイ方式のスピーカーシステムにおいて生じる群遅
延現象を補正するためのものに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a group delay characteristic correction device for speakers, and particularly to a device for correcting group delay phenomena occurring in multiway speaker systems.

第1図(a)、(す、(C)は、マルチウェイ方式のス
ピーカーシステムの群遅延特性の概念を示す。
FIGS. 1A, 1C, and 1C illustrate the concept of group delay characteristics of a multiway speaker system.

先ず、第1図(fL)は聴取点70に対する各スピーカ
ーの相対位置関係を示す。同図に示すスピーカーシステ
ムでは、それぞれに再生分担周波数帯域の異なる3種類
のスピーカー12、l−6−120がキャビネット10
の前面バッフルに取付けられている。これにより、第1
図(kl)に示すように、全体として一つの広い再生周
波数特性(レスポンス)を有するようになっている。同
図において、doけバッフルと聴取点70間の距離を示
す。また、fl、f、は各スピーカー12.16.20
の遮断周波数(クロスオーバー)を示す。
First, FIG. 1(fL) shows the relative positional relationship of each speaker with respect to the listening point 70. In the speaker system shown in the figure, three types of speakers 12 and l-6-120, each having a different frequency band for reproduction, are installed in a cabinet 10.
attached to the front baffle of the This allows the first
As shown in the figure (kl), the whole has one wide reproduction frequency characteristic (response). In the figure, the distance between the dome baffle and the listening point 70 is shown. Also, fl, f, each speaker 12.16.20
Indicates the cutoff frequency (crossover) of

ここで、3つのスピーカー12.16.20の各ボイス
コイル14.18.22のバッフルカラの距離d5、d
7、d4は、第1図(a)に示すように、それぞれ異な
っている。このため、第1図(C)に示すように、各周
波数帯域ごとに聴取点70における遅延時間が異なって
いる。つまり、各スピーカー12.16.20のボイス
コイル14.18.22のバッフルまでの距離d4、d
2、d3およびバッフルから聴取点70までの距離d。
Here, the distances d5, d between the baffle collars of each voice coil 14.18.22 of the three speakers 12.16.20
7 and d4 are different from each other, as shown in FIG. 1(a). Therefore, as shown in FIG. 1(C), the delay time at the listening point 70 differs for each frequency band. That is, the distance d4, d of each speaker 12.16.20 to the baffle of the voice coil 14.18.22
2, d3 and the distance d from the baffle to the listening point 70.

によって、聴取点70では、各分割周波数帯域ごとにT
。+T1、To十’r、 、To+ T3の遅延時間が
生じる。ここで、T1、T2、T、は距離dIsd2、
d、によって、Toは距離d。によってそれぞれ生じる
遅延時間である。
Accordingly, at the listening point 70, T for each divided frequency band is
. A delay time of +T1, To+'r, and To+T3 occurs. Here, T1, T2, T are distances dIsd2,
d, To is the distance d. This is the delay time caused by

以上のように、マルチウェイ方式のスピーカーシステム
では、各スピーカーから聴取点に到達する出力音圧の群
遅延時間がそれぞれ異なる。このため、聴覚される音像
定位が不明瞭となる欠点が生じていた3、 そこで、第2図に示すように、スピーカーキャビネット
10の前面バッフルの位置をスピーカー+2.16.2
0の種類ごとに段階的に変え、これによりボイスコイル
14.18.22’jでの位置を一定に揃えるようにし
たマルチウェイ方式のスピーカーシステムが提案されて
いる。しかし、このシステムでは、キャビネットが特殊
形状となるために、その構造が複雑化するとともに、空
間の利用率が悪く、大きな設置スペースを必要とするな
どの欠点が生じる。さらに、バッフルを階段状に形成す
るため、該バッフルにて回折現象が生じ、これが音圧特
性−あるいは波形伝送特性を撹乱して聴覚上の再生音質
を低下させるといった重大な欠点をもたらす。
As described above, in the multiway speaker system, the group delay time of the output sound pressure reaching the listening point from each speaker is different. Therefore, the position of the front baffle of the speaker cabinet 10 was changed to speaker +2.16.2 as shown in Fig. 2.
A multi-way speaker system has been proposed in which the positions of the voice coils 14, 18, and 22'j are made constant by changing the number of zeros in stages for each type. However, in this system, since the cabinet has a special shape, its structure becomes complicated, and there are disadvantages such as poor space utilization and a large installation space required. Furthermore, since the baffle is formed in a step-like shape, a diffraction phenomenon occurs in the baffle, which causes a serious drawback in that it disturbs the sound pressure characteristics or the waveform transmission characteristics and deteriorates the aurally reproduced sound quality.

この発明は以上のような問題を鑑みてなされたもので、
その目的とするところは、特殊形状のキャビネットによ
らずに、通常のキャビネットを用いたスピーカーシステ
ムでも、きらには従来のマルチウェイ方式のスピーカー
システムでも、その群遅延特性を周波数に拘らず一定に
することができ、これにより音圧特性あるいは波形伝送
特性を忠実化して高品位の再生音質を得ることができ、
また音像定位を明瞭にすることができるようにしたスピ
ーカー用群遅延特性補正装置を提供することにある。
This invention was made in view of the above problems.
The purpose of this is to maintain the group delay characteristics constant regardless of frequency, whether it is a speaker system using a normal cabinet or a conventional multi-way speaker system, without using a specially shaped cabinet. As a result, sound pressure characteristics or waveform transmission characteristics can be made more faithful, and high-quality playback sound can be obtained.
Another object of the present invention is to provide a group delay characteristic correction device for a speaker that can clarify sound image localization.

上記の目的を達成するため、この発明は、可聴周波数帯
域信号を複数の周波数帯域信号に分割するフィルタと、
このフィルタによって周波数帯域が分割され*複数の信
号にそれぞれ異なる遅延時間を与える遅延回路と、この
遅延回路を通して得られた複数の出力を合成する加算回
路を有することを特徴とする。
To achieve the above object, the present invention includes a filter that divides an audio frequency band signal into a plurality of frequency band signals;
This filter divides the frequency band and is characterized by having a delay circuit that gives different delay times to a plurality of signals, and an adder circuit that combines the plurality of outputs obtained through this delay circuit.

以下、この発明の好適な実施例を図面に基づいて説明す
る。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described based on the drawings.

第3図はこの発明によるスピーカー用群遅延特性補正回
路の一実施例を示す。特に、同図(a)はその回路構成
を、また同図(b)、(C)はその特性を示す。
FIG. 3 shows an embodiment of a group delay characteristic correction circuit for speakers according to the present invention. Particularly, FIG. 4(a) shows its circuit configuration, and FIG. 2(b) and (C) show its characteristics.

先ず、同図(8)に示す装置は、フィルタ30、遅延回
路32.34.36、および加算回路38により構成さ
れる。フィルタ30は、可聴周波数帯域信号S】を高域
、中域および低域の3つの周波数帯域信号”’IX”2
、S、に分割する。遅延回路32.34.36は、上記
フィルタ30によって周波数帯域が分割された3つの信
号S1、”’2、”’3にそれぞれ異なる遅延時間T5
、T2す、T3を与える。
First, the device shown in FIG. 8 (8) is composed of a filter 30, delay circuits 32, 34, 36, and an adder circuit 38. The filter 30 converts the audio frequency band signal S] into three frequency band signals "'IX"2 of high, middle and low frequencies.
,S,. The delay circuits 32, 34, and 36 provide different delay times T5 to the three signals S1, "'2,"'3 whose frequency bands are divided by the filter 30, respectively.
, T2, and T3 are given.

加算回路38は、上記遅延回路32.34.36全通し
て得られた3つの出力SI+、 +1!、”+3を合成
する。そして、その合成された信号S。が、出力40か
らスピーカー駆動用増幅器42を介して\ マルチウェイ方式のスピーカーシステムに入力される。
The adder circuit 38 outputs the three outputs SI+, +1! obtained through all the delay circuits 32, 34, and 36. , "+3. Then, the synthesized signal S is input from the output 40 to the multi-way speaker system via the speaker driving amplifier 42.

ここで、上記遅延回路32.34.36は、各帯域ごと
に一定の遅延時間を与える回路であって、遅延線、BB
D(電荷転送素子)などの定遅延素子が使用される。ま
た、CR(コンデンサと抵抗)回路、LC(インダクタ
と抵抗)回路などのような移相回路の組合わせによって
相対遅延時間差を生じさせる回路でも同様の効果を得る
ことができる。上記遅延時間TI、121% T3け、
第1図のマルチウェイスビーカーシステムにおける群遅
延時間T、、T2、T3に関連して、T0n = T、
 + T3− T。
Here, the delay circuits 32, 34, and 36 are circuits that provide a fixed delay time for each band, and include delay lines, BB
A constant delay element such as D (charge transfer element) is used. Further, the same effect can be obtained with a circuit that generates a relative delay time difference by a combination of phase shift circuits such as a CR (capacitor and resistor) circuit and an LC (inductor and resistor) circuit. The above delay time TI, 121% T3,
In relation to the group delay times T, , T2, and T3 in the multiway beaker system of FIG. 1, T0n = T,
+T3-T.

の関係にある。すなわち、第1図のスピーカーシステム
において生じていた群遅延時間T11Tl!、T3を補
正して一定に揃えるような遅延時間T、、T0n、T、
が設定されている。
There is a relationship between That is, the group delay time T11Tl! which occurred in the speaker system of FIG. 1! , T0n, T, such that T3 is corrected and made constant.
is set.

第3図(b)は、上記装置の出力40における遅延時間
特性を示す。このような特性を持たされた出力S。を第
1図のスピーカーシステムに与えると、その聴取点70
における各スピーカー12.16.20からの音圧の到
達時間は、第3図(C)に示すように略一定(T++T
s)に揃えられるようになる。
FIG. 3(b) shows the delay time characteristics at the output 40 of the above device. The output S has such characteristics. When given to the speaker system in Figure 1, the listening point is 70.
The arrival time of the sound pressure from each speaker 12, 16, 20 is approximately constant (T++T
s).

これによシ、音圧特性あるいは波形伝送特性が高忠実化
され、また音像定位が明瞭化される。
As a result, the sound pressure characteristics or waveform transmission characteristics are made more faithful, and the sound image localization becomes clearer.

また、上記周波数分割フィルタ30の分割周波数を可変
にすると、遮断周波数の異なるスピーカーシステムでも
、あるいはマルチウェイ方式を構成するスピーカーの特
性が異なっても、それに簡単に対応することができる。
Furthermore, by making the division frequency of the frequency division filter 30 variable, it is possible to easily accommodate speaker systems with different cut-off frequencies or with different characteristics of speakers constituting a multiway system.

上記フィルタ20によって複数の周波数帯域に分割され
た信号S1、S2、S3に与える・遅延時間T1、T、
a、 T、を可変にすると、キャビネットあるいはスピ
ーカーなどの構造の違いにも簡単に対応することができ
るようになる。
Delay times T1, T, given to the signals S1, S2, S3 divided into a plurality of frequency bands by the filter 20
By making a and T variable, it becomes possible to easily accommodate differences in the structure of cabinets, speakers, etc.

さらに、上記フィルタ30の遮断周波数f7、f。Furthermore, the cutoff frequency f7, f of the filter 30.

およびこのフィルタ30によって複数の周波数帯域に分
割された信号S1、S7、S3に与える遅延時間T5、
T、aXT、の両方をそれぞれ可変とすれば、どのよう
な構成のマルチウェイ方式のスピーカーシステムにも簡
単に対応することができるようになる。
and a delay time T5 given to the signals S1, S7, and S3 divided into a plurality of frequency bands by this filter 30,
By making both T and aXT variable, it becomes possible to easily support a multi-way speaker system of any configuration.

なお、上述した実施例は、3ウエイのスピーカーシステ
ムに適用されるものであつ7’vJEs  2ウエイあ
るいは4ウ工イ以上のシステムに適用すべく構成するこ
ともできる。
Note that the above-described embodiment is applied to a 3-way speaker system, and can also be configured to be applied to a 7'vJEs 2-way or 4-way or more system.

以上のように、この発明によるスピーカー用群遅延特性
補正装置は、特殊形状のキャビネットによらずに、通常
のキャビネットを用いたスピーカーシステムでも、さら
には従来のマルチウェイ方式のスピーカーシステムでも
、その群遅延特性を周波数に拘らず一定にすることがで
き、これにまり音圧特性あるいは波形伝送を忠実化して
高品位の再生音質を得ることができるようにし、また音
像定位を明瞭にすることができる。
As described above, the group delay characteristic correction device for speakers according to the present invention can be applied to a group delay characteristic correction device for speakers without using a specially shaped cabinet, in a speaker system using a normal cabinet, or even in a conventional multi-way speaker system. The delay characteristics can be made constant regardless of the frequency, which makes it possible to faithfully reproduce sound pressure characteristics or waveform transmission to obtain high-quality reproduction sound, and to clarify sound image localization. .

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はマルチウェイ方式のスピーカーシステムの一例
を示す図であって、(a)はその断面構造図、(1))
、(C)はその特性を示す図、第2図はマルチウニ・r
方式のスピーカーシステムの他の例を示す断面構造図、
第3図はこの発明によるスピーカー用群遅延特性補正装
置の一実施例を示す図であって、(=)はその回路図、
(1))、(C)はその特性を示す図である。 各図中同一部材には同一符号を付し、10はスピーカー
キャビネット、12.16.20はスピーカー、14.
18.22はボイスコイル、T3、T7、T、a、 T
3は遅延時間、20はフィルタ、32.34.36は遅
延回路、38は加算回路、f8、f2は遮断周波数であ
る。 代理人  弁理士  大 岩 増 雄
FIG. 1 is a diagram showing an example of a multi-way speaker system, in which (a) is a cross-sectional structural diagram, (1))
, (C) is a diagram showing its characteristics, and Figure 2 is a multi-sea urchin r
A cross-sectional structural diagram showing another example of the system speaker system,
FIG. 3 is a diagram showing an embodiment of the group delay characteristic correction device for speakers according to the present invention, where (=) is a circuit diagram thereof;
(1)) and (C) are diagrams showing the characteristics. Identical members in each figure are given the same reference numerals, 10 is a speaker cabinet, 12.16.20 is a speaker, 14.
18.22 is the voice coil, T3, T7, T, a, T
3 is a delay time, 20 is a filter, 32, 34, 36 is a delay circuit, 38 is an adder circuit, and f8 and f2 are cutoff frequencies. Agent: Masuo Oiwa, patent attorney

Claims (1)

【特許請求の範囲】 +11  可聴周波数帯域信号を複数の周波数帯域信号
に分割するフィルタと、このフィルタによって周波数帯
域が分割された複数の信号にそれぞれ異なる遅延時間を
与える遅延回路と、この遅延回路を通して得られた複数
の出力を合成する加算回路を有することを特徴とするス
ピーカー用群遅延特性補正装置。 (2、特許請求の範囲fl)の装置において、上記周波
数分割用のフィルタの遮断周波数を可変としたことを特
徴とするスピーカー用群遅延特性補正装置。 (3)特許請求の範囲(1)または(2)の装置におい
て、上記フィルタによって複数の周波数帯域に分割され
た信号に与える遅延時間を可変としたことを特徴とする
スピーカー用群遅延特性補正装置。 (4)特許請求の範囲il+、(2)、(3)のいずれ
かの装置において、上記フィルタの遮断周波数およびこ
のフィルタによって複数の周波数帯域に分割された信号
に与える遅延時間の両方をそれぞれ可変としたことを特
徴とするスピーカー用群遅延特性補正装置。
[Claims] +11 A filter that divides an audio frequency band signal into a plurality of frequency band signals, a delay circuit that gives different delay times to each of the plurality of signals whose frequency bands are divided by the filter, and a 1. A group delay characteristic correction device for a speaker, comprising an adder circuit for synthesizing a plurality of obtained outputs. (2) A group delay characteristic correcting device for a speaker, characterized in that the cut-off frequency of the frequency division filter is made variable in the device according to claim fl. (3) A group delay characteristic correction device for speakers according to claim (1) or (2), characterized in that the delay time given to the signal divided into a plurality of frequency bands by the filter is variable. . (4) In the device according to any one of claims il+, (2), and (3), both the cutoff frequency of the filter and the delay time given to the signal divided into a plurality of frequency bands by the filter are variable. A group delay characteristic correction device for speakers, characterized in that:
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