JPS6048960B2 - スピ−カシステムとスピ−カ駆動用増幅器との間の結線方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はスピーカシステムとスピーカ駆動用増幅器との
間の結線方法に係り、スピーカの各端子電圧から得た負
帰還用信号をスピーカ駆動用増幅器に負帰還するに際し
、この負帰還ループを発振させることなく安定に動作さ
せ得、またスピーカ駆動用信号の負帰還用信号への影響
を小さくしうるスピーカシステムとスピーカ駆動用増幅
器との間の結線方法を提供することを目的とする。

ウーハー、スコーカ、ツイータ等の複数個のスピーカが
１個の箱に組込まれたマルチウェイスピーカシステムに
おいては、これら複数個のスピーカの各々に予め割当て
られた周波数帯域の音声信号を印加するための周波数帯
域分割フィルタがスピーカ箱の中に組込まれていること
は周知の通りである。一方、スピーカを駆動する電力増
幅器は、スピーカより良好な音を発音させるため、スピ
ーカのダンピングファクターが大なる値となるように、
低出力インピーダンス回路になるように設計されている
。

しカルながら、前記周波数帯域分割フィルタにはコンデ
ンサ、コイル等が使用されるが、コンデンサには等価直
列抵抗なる抵抗分が存在し、またコイルには太い導線を
用いるにしろ或る値をもつ直列抵抗を有しているため、
ダンピングファクターを十分大にすることは困難であつ
た。

しかも、 ；上記コンデンサは印加する周波数によつて
容量値が変化したり、またコンデンサの構造によつては
歪を発生するものもあつた（印加電圧により容量値が異
なるものもあつた）。また上記コイルについては、その
芯材として鉄その他の磁性体を使用する場合、磁性体中
を通過する磁束密度等に応じて透磁率が変化するなどの
原因により歪が発生した。また磁性体にはヒステリシス
現象があり、これも歪発生、位相伝達特性の劣化をきた
すなどの悪影響を及ほ七ていた。このように、スピーカ
駆動用増幅器とスピーカ端子間に存在するコンデンサ、
コイルの等価直列抵抗により、スピーカの制動特性を悪
化させ、またコンデンサ、コイル自身が発生する歪電圧
は、そのままスピーカより発音されるなどのため、周波
数分割フィルタは高忠実度再生の障害となつていた。

そこで、本出願人は上記の欠点を除去するために、先に
昭和５詳１１月１日付特許出願（発明の名称「マルチウ
ェイスピーカの駆動回路方式〕に−て、各スピーカ端子
電圧を合成して得られた合成信号をスピーカ駆動用増幅
器に負帰還する回路方式を提案した。

本発明は特に上記のような提案方式を、より効果的なら
しめるためのスピーカとスピーカ駆動用．’増幅器との
間の結線方法に係るものであり、以下図面と共にその一
実施例につき説明する。

第１図は本発明方法の一実施例の回路系統図を示す。

同図中、１はスピーカ駆動用増幅器、２はマルチウェイ
スピーカシステム、３はこれらを結３線する本発明の要
部をなすΞ重同軸ケーブルである。スピーカ駆動用増幅
器１は、入力端子４より入来した音声信号が非反転入力
端子に印加される増幅器５によりこの入力音声信号を非
反転増幅した後ケーブル３を介してスピーカシステム２
内の４．周波数帯域分割フィルタを構成している高域フ
ィルタ６、帯域フィルタ７及び低域フィルタ８に夫々供
給され、ここでその周波数帯域が３分割される。上記高
域フィルタ６、帯域フィルタ７及び低域フィルタ８の各
周波数特性は、第２図に曲線Ｉ，■及び■で夫々示す如
く、クロスオーバー周波数がＦ，，ｆ，で、傾斜が１２
ｄＢ１０Ｃｔ又は、−１２ｄＢＩ０Ｃｔで，あるものと
する。

高域フィルタ６より取り出された高域周波数信号は、ツ
イータ９に供給され、これを発音させる。同様にして、
帯域フィルタ７より取り出された中域周波数信号はスコ
ー力１０を発音させ、低域フィルタ８より取り出された
低域ク周波数信号はウーハー１１を発音させる。一方、
上記高域フィルタ６、帯域フィルタ７及び低域フィルタ
８より取り出された各信号は、イコライザ回路１２，１
３及び１４に夫々供給され、ここでその周波数特性が補
正される。上記イ丁コライザ回路１２は、第３図に曲線
■で示す如く、低域周波数から前記周波数Ｆ２付近まで
の周波数にかけて徐々に６ｄＢＩ０ｃｔで減衰し、Ｆ２
以上の周波数で平坦となる周波数特性を有しており、高
域フィルタ６の傾斜特性を１２ｄＢＩ０Ｃｔから６ｄＢ
Ｉ０ｃｔ・に修正する回路であり、イコライザ回路１２
の出力端子には高域フィルタ６の入力信号に対して周波
数Ｆ２以下では６ｄＢＩ０ｃｔで減衰する特性の信号が
現われる。同様にして、イコライザ回路１３，１４の周
波数特性は、第３図に曲線Ｖ，■で示す如く、前記帯域
フィルタ７、低域フィルタ８の傾斜特性１２ｄＢ１０Ｃ
ｔ又は−１２ｄＢＩ０Ｃｔを６ｄＢ１０ｃｔ又は−６ｄ
Ｂ１０ｃｔに修正させるような特性となつている。この
ような周波数特性をもつイコライザ回路１２，１３及び
１４の各出力信号は抵抗Ｒ５，Ｒ６及びＲ，を介して加
算合成され、負帰還用信号出力端子１５に導かれる。

この負帰還用信号は、前記イコライザ回路１２，１３及
び１４の周波数特性の補正によつて、スピーカ駆動用増
幅器１の出力端子から見て伝達関数がほぼ１である回路
を経た信号と等価となる。したがつて、この合成信号の
スピーカ駆動用信号に対する振幅変化は使用周波数帯域
内で略一定で、また位相変化も殆どなく、負帰還用信号
として適したものである。負帰還用信号出力端子１５よ
り取り出された上記の合成信号は、王重同軸ケーブル３
を介してスピーカ駆動用増幅器１の負帰還用信号入力端
子１６に印加され、これにより帰還回路が抵抗Ｒ，〜Ｒ
４て構成された負帰還増幅器を構成する増幅器５の反転
入力端子に帰還される。

これにより、各スピーカ端子電圧が負帰還ループ内に配
置されるため、周波数帯域分割フィルタ中のＬ，Ｃに含
まれる等価直列抵抗分によるダンピングファクターの劣
化を軽減でき、またフィルタ素子中で生ずるＺ歪成分の
スピーカよりの発音を減少させることができ、よつてハ
イファイな再生音が得られる。ところで、上記のような
負帰還回路においては、スピーカ駆動用増幅器とスピー
カシステムとがどのような種類の組合わせで結線される
かは、Ｊ全く不明であり、またどのような増幅器とスピ
ーカシステムとが結線されても発振等の異常現象を起し
てはならない。またスピーカコードの種類によつても同
様の不安定さが生じてはならない。しかし、上記のよう
にスピーカ端子を含む負帰還回路方式においては、特に
高い周波数における位相まわりが問題になる。すなわち
、高域フィルタ６は使用するオーディオ周波数帯域では
平坦な周波数特性を有していても、１００ＫＨｚまたは
それ以上の特性は位相偏移量が大であり、高域まで応−
答特性の優れたスピーカ駆動用増幅器と組合せると発振
するおそれがある。更にスピーカケーブルの負帰還出力
端子をシールド線等でシールドすると、シールド網線が
グラウンド電位である場合は線間容量により高域から減
衰し、高域において遅延時間が増加し、負帰還ループの
安定性が失われ易くなる。

そこで、本発明方法では負帰還回路をシールド線あるい
は同軸ケーブルにより外部からの誘導を防ぐようにし、
かつ、負帰還用信号伝送用に例えばシールド線の芯線を
用い、同じシールド線の網線はスピーカを駆動する信号
のうちホット側の信号を伝送するように結線する。

なお、この際、スピーカシステムの接地端子とスピーカ
駆動用増幅器の接地端子は他の導線で接続されているこ
とは勿論である。これにより、シールド線の網線と芯線
との電位は夫々同じか若しくは負帰還用信号を伝送する
芯線の電位にくらべてスピーカ駆動用信号を伝送する網
線の方の電位が高くなる。なお、ここでいう電位とは、
増幅器５の接地電位に対す つる増幅器５の出力電位を
いい、増幅器５の出力点において最も高くなる。又、出
力電圧はマルチウェイスピーカシステム２の回路網てあ
る高域フィルタ６，帯域フィルタ７，低域フィルタ８及
びイコライザ回路１２〜１４を介し、更には、抵抗Ｒ５
〜Ｒ７により合成されて負帰還用信号出力端子１５に出
力されるものであるから、その電位は増幅器５の出力電
位より低くなる。

この場合の負帰還用信号伝送線の等価回路は第４図Ａに
示す如くになる。なお、この図において入力端子１７は
第１図のマルチウェイスピーカシステム２のＡ点に対応
し、また出力端子１８は第１図の出力端子１５に対応す
る。また、入力端子１７とＤ点との間の抵抗は、第１図
のＡ点から出力端子１５までの等価インピーダンスを等
価抵抗として表わしたもので、高域７イルタ６，帯域フ
ィルタ７，低域フィルタ８のインピーダンスと、イコラ
イザ回路１２〜１４のインピーダンスと、スピーカ９〜
１１のボイスコイルのインピーグンスであり、かつＤ点
と接地１７’との間の抵抗は入力端子１５，１６よりア
ンプ側を見た場合の入力インピーダンスを等価抵抗とし
たものである。

ここで、本発明方法にあつては、増幅器の出力と芯線間
に、増幅器の出力がある容量で負帰還回路に加えられる
ことになるが、それは、あたかも負帰還信号の高域周波
数成分が増強されるように動作することから、上記のよ
うな等価回路を用いて説明したものであり、ここにおい
て入力端子１７，出力端子１８間に挿入接続された網線
と芯線間の容量であるＣＯ及び入力端子１７と接地１７
’との間に設けた抵抗はそれぞれ高い周波数成分が増強
される様子を示すものである。

従つて、ノ入力端子１７，１７′に入来した負帰還用信
号は、ＣＯで示す網線と芯線間容量により同図Ｂに示す
如き位相進み特性が与えられて出力端子１８，１８′よ
り出力される。したがつて、負帰還ループは上記の結線
方法によつて安定な動作を行７なうことになる。更に、
増幅器出力で低インピーダンス特性のスピーカを駆動す
るには、特性インピーグンスの低いケーブルでスピーカ
へ伝送するのが好ましい。

したがつて、本発明ではスピーカケーブルとしフて第１
図に示す如く王重同軸ケーブル３を使用し、一番中の芯
線の一端を負帰還用信号出力端子１５にまたその他端を
負帰還用信号入力端子１６に接続し、真中の線はスピー
カシステム２を駆動する信号のホット側を、更に一番外
側の導線はグラウンド電位を接続する。これにより、以
上述べた条件が満足され、かつ、最外部の直流抵抗成分
は断面積が大きくとれるため最も低い値にできる。すな
わち、これにより、スピーカ駆動用信号がグラウンド電
位側の線を介して流れ、電圧降下により生じる電圧が負
帰還ループの出力電圧に影響を与える割合が最も少なく
なる。なお、本発明方法により結線されるスピーカ駆動
用増幅器とスピーカシステムとは第１図示のものに限定
されるものではなく、負帰還用信号入力ｊ端子をもつス
ピーカ駆動用増幅器と負帰還用信号出力端子をもつスピ
ーカシステムとであれば、どのような種類のものでも接
続可能であることは勿論である。

上述の如く、本発明になるスピーカシステムとスピーカ
駆動用増幅器との間の結線方法は、負帰還用信号入力端
子と、接地端子とを有するスピーカ駆動用増幅器と、複
数の周波数帯域に分割されており、前記スピーカ駆動用
増幅器の出力スピーカ駆動用信号が供給されるフィルタ
と、このフイールタの次段に接続されこのフィルタの出
力信号の周波数特性を補正するイコライザと、このイコ
ライザの出力負帰還用信号が供給される負帰還用信号出
力端子と、接地端子とを有するスピーカシステムと、こ
れらスピーカシステムとスピーカ駆動Ｉ用増幅器との間
を、上記スピーカシステムの上記出力負帰還用信号を上
記スピーカ駆動用増幅器の上記負帰還用信号入力端子に
第１の導線により伝送し、また、上記第１の導線よりも
外方に設けられた第２の導線により上記スピーカ駆動用
増幅器Ｊの上記出力スピーカ駆動用信号のホット側信号
を伝送し、かつ、上記スピーカシステムの接地端子と上
記スピーカ駆動用増幅器の接地端子との間を上記第２の
導線よりも外方に設けられた第３の導線により接続して
グランド電位とするように、上記第１乃至第３の導線の
断面が略同心円状に形成されたケーブルで結線するよう
にしたため、負帰還用信号の位相遅れが殆どなくなり、
したがつて発振等の異常現象を生ぜしめることなく負帰
還ループを安定に動作させることができ、また上記第２
の導線よりも外方に設けられた第３の導線をグラウンド
電位としたケーブルで結線するようにしたため、第２及
び第３の導線間の静電容量が増加せしめられ特性インピ
ーダンスが低下するため、低入力インピーダンスのスピ
ーカをより好適に駆動することができ、スピーカシステ
ムの性能を従来にくらべてより十分に発揮させることが
でき、また第３の導線の直流抵抗成分の小としうるので
、スピーカを駆動する電流の負帰還用信号への悪影響を
低減てきる等の数々の特長を有するものである。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明方法の一実施例の回路系統図、第２図及
ひ第３図は夫々第１図の各要部の周波数特性図、第４図
Ａ，Ｂは夫々本発明方法を説明するための伝送ケーブル
の等価回路及ひ位相特性図である。 １ ・・・スピーカ駆動用増幅器、２ ・・・スピーカ
システム、３・・・三重同軸ケーブル、４・・・音声信
号入力端子、５ ・・・増幅器、９・・・ツイータ、１
０・・・スコーカ、１１・・・ウーハー、１５・・・負
帰還用信号出力端子、１６・・・負帰還用信号入力端子
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 負帰還用信号入力端子と、接地端子とを有するスピ
   ーカ駆動用増幅器と、複数の周波数帯域に分割されてお
   り、前記スピーカ駆動用増幅器の出力スピーカ駆動用信
   号が供給されるフィルタと、このフィルタの次段に接続
   されこのフィルタの出力信号の周波数特性を補正するイ
   コライザと、このイコライザの出力負帰還用信号が供給
   される負帰還用信号出力端子と、接地端子とを有するス
   ピーカシステムと、これらスピーカシステムとスピーカ
   駆動用増幅器との間を、上記スピーカシステムの上記出
   力負帰還用信号を上記スピーカ駆動用増幅器の上記負帰
   還用信号入力端子に第１の導線により伝送し、また、上
   記第１の導線よりも外方に設けられた第２の導線により
   上記スピーカ駆動用増幅器の上記出力スピーカ駆動用信
   号のホット側信号を伝送し、かつ、上記スピーカシステ
   ムの接地端子と上記スピーカ駆動用増幅器の接地端子と
   の間を上記第２の導線よりも外方に設けられた第３の導
   線により接続してグランド電位とするように、上記第１
   乃至第３の導線の断面が略同心円状に形成されたケーブ
   ルで結線するようにしたことを特徴とするスピーカシス
   テムとスピーカ駆動用増幅器との間の結線方法。