JPS62277807A - 低音増幅器の高周波再生を改良する方法ならびに回路配列 - Google Patents

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】 ３、発明の詳細な説明 産業上の利用分野 本発明は、いわゆるＡＣＥタイプの低音増幅器の、可聴
帯域２０ヘルツ乃至２０キロヘルツ内の特定の遮断周波
数より高い周波数での再生を改良するための方法ならび
に回路配列（ｃｉｒｃｕｉｔ　ａｒｒａＢｅｍｅｎｔ）
に関する。

従来技術 米国特許第４．１１８，６００号（スウェーデン特許第
７６０３５８５−６号）がダイナミックスビーカー素子
の低音再生を改善する方法ならびに装置についての知見
を与えている。この公知の方法は、ハイファイ（ＨＩＦ
Ｉ）−再生時の素子の周波数範囲を拡大し、低音域のひ
ずみを低減させるために用いられる。この方法はスピー
カーシステムのいわゆる能動設計に用いられる。即ち、
増幅器とスピーカーが一体化しているシステムに用いら
れる。そのようなシステムでは、高周波数での効率を保
持しながら低周波数でスピーカーにもっと電力を加える
ことによって低域側遮断周波数を更に減することが可能
である。しかしながら、これはある電力限界までしか可
能でなく、従って、　ＡＣＥ法〔アンプリファイアーー
コントロールーユーホニック（生ｍｐｌｉｆｉｅｒ−ｃ
ｏｎｔｒｏｌ−ｅｕｐｈｏｎｉｃ））とよばれるこの公
知方法により、全く別の方法で、低周波数でのもっと良
好なスピーカー音質を得るべく試みがなされた。低音再
生の改善が望まれるスピーカーは増幅器もしくは増幅器
組合せにより駆動し、その有効比カインピーダンスは並
列共振回路と直列に連結されている負インピーダンスを
含むか、もしくはその負インピーダンスに一致する。負
抵抗は実質的にスピーカーのボイスコイル巻線の抵抗と
同じ量である。

このようにして、可動質量、減衰、コンプライアンスと
いった機械的パラメーターに対応する変化が得られるの
で、スピーカーの低音再生が改善される。

Ｉが解゛　しようとする５　点 公知のＡＣＥ接続では、ボイスコイルの抵抗について補
償がなされて、低音域の音質が改善される。

しかしながら、より高域側の高周波数では不利な点が残
る。即ち、高域側周波数での音声信号はボイスコイルの
インダクタンスにより減衰される。

低域側周波数ではこれはわずかにしか影響しない。

従って、全可聴周波数帯域、即ち、２０ヘルツから２０
キロヘルツ内で改善を与える可聴低音増幅器を得ること
が望まれている。

かくして、特定の抵抗とインダクタンスを持つボイスコ
イルを有するスピーカーの高可聴周波数でのボイスコイ
ルの影響をかなりの程度まで減少させるところのスピー
カーと低音増幅器の接続を提供することが本発明の目的
である。

問題点を解決するための手段及び作用ならびに実旅五 本発明によればスピーカー素子のコイル巻き線から見た
有効出力インピーダンスが主に負抵抗より成り、そして
音声信号が供給される可聴低音増幅器においてその特定
の遮断周波数より高い周波数での周波数再生を改良する
方法にして、可聴低音増幅器において、音声信号を低域
フィルタにかけると同時に、該遮断周波数以上の周波数
で高域フィルタにかけ、更に高域フィルタにかけられた
信号の移相を行なうことにより、増幅後スピーカー素子
に供給される信号を遮断周波数において実質的に同位相
にする低音増幅器の高周波数再生を改良する方法が提供
される。

また本発明によれば、低域フィルタ部分（ＡＣＣＩ）。

電力増幅器部分（ＥＦ）及び該増幅器部分と組み合わさ
れた電流帰還部分（ＡＣＥ２）を有する可聴低音増幅器
を含む、該増幅器に接続されるスピーカーの低音再生を
改良するための回路配列にして、可聴低域増幅器の遮断
周波数と実質的に等しい匹域側遮断周波数を有する高域
フィルタ回路（ＨＰ）が、低域増幅器の入力に接続され
ており、且つ、該高域フィルタ回路から得られる音声信
号を該遮断周波数のところで該低域フィルタ部分から得
られる信号に対してほぼ同位相にして音声信号を電力増
幅器（ＥＦ）に供給するための回路である信号を同位相
にする回路（ＡＰ）に接続され、広い可聴周波数帯域に
わたって平坦な周波数特性が得られることを特徴とする
回路配列が提供される。

本発明が解決しようとする問題を更に説明するため、第
１図及び第２図を参照しながら以下に説明する。

第１図は上記米国特許に示されるような可聴低音増幅器
接続の概略図である。素子ＣＰ、　ＬＰ、　ＲＰはそれ
ぞれＡＣＥ増幅器段階からの対応キャパシタンス、イン
ダクタンス、抵抗を示し、素子ＣＭ、ＭＭ、ＲＭｔよス
ピーカの機械的諸量、即ちコンプライアンス、質量、減
衰のそれぞれに対応する電気的量を示す。

抵抗（−Ｒｓ）は、ボイスコイルの抵抗ＲＥと理論上同
じ大きさの、増幅器からの負出力抵抗である。

（−Ｒｓ）　＋　Ｒｅはゼロに等しいので平列区は第１
図及び第２図に示すように結合でき、スピーカー素子の
質量、ステイフネス、減衰は増加する。

しかしながら、高周波数（約１００乃至５００ヘルツ）
では、ボイスコイルインダクタンスＬＥが影響し、２つ
の平列区は結合できない。その代わりに、いわゆるＨ−
セクションの素子ＣＰ、　ＬＥ、　ＣＭにより形成され
る三次の低域フィルタが得られる。このフィルタは１０
０ヘルツと５００ヘルツの間に遮断周波数を有し、かつ
高いＱ−値それに１８ｄＢ／オクターブの傾きの減衰を
有する。

次に第３〜５図を参照しながら本発明をより詳細に説明
する。

第３図には本発明の回路配列の端成図が示されている。

２つのブロックＡＣＥＩとＡＣＩＥ２及び抵抗器Ｒ３、
Ｒ４、Ｒ６は公知のＡＣＥ−増幅器に屈する。この増幅
器の高周波数、即ち特定の遮断周波数ｆｓより高い周波
数での特性を改良するのが本発明の目的である。

本発明では、直列図は、高域フィルタ部分ＨＰと、電力
増幅器ＥＦに接続されている移相部分ＡＰとを含んでお
り、　ＡＣＥＩに並列に接続されている。

高域フィルタＨＰは第２図による低域フィルタ部から得
られる遮断周波数と実質的に一致する遮断周波数ｆｓを
持っているべきで、ボイスコイルのインダクタンスを考
慮して形成される。従って、高域フィルタＨＰは、ＡＣ
Ｅ−低音増幅器がもはや機能しない周波数においてこれ
を引継ぐ遮断周波数を有すべきである。

更に、高域フィルタＨＰには全通過フィルタＡＰやその
他の移相回路が直列に接続されている。全通過フィルタ
ＡＰの目的は１点ａ１と点ａ２に現れる信号を上記の遮
断周波数ｆｓにおいて実質的に同位相にすることにより
、これらの信号を電力増幅器ＥＦ中の結合点Ａで結合す
ることができるようにすることである。もしこれらの点
ａ１と８２での信号が等しくないならば、周波数応答の
くぼみが遮断周波数ｆｓにおいて現れる。これについて
は、第５図に低域フィルタ部ＬＰ（ＡＣＥＩ）と高域フ
ィルタ部ＨＰを含む区からの出力レベル図を示す。

第３図に示される全増幅器は、ボイスコイルインダクタ
ンスにより周波数が上方へずれるまでは公知方法におい
て提案された接続を通して作動してＡＣＥ−低音増幅を
行ない、この周波数以上では、電流−電流フィードバッ
ク増幅器として作動すると言うことができる。後者の電
流−電流フィードバック増幅器として作動する場合、抵
抗器Ｒ２とＲ１が公知関係式Ｆ　＝−Ｒ１／Ｒ２に従い
、増幅が決定される６ 第４図に、高域フィルタＨＰ及び移相回路（この場合全
通過フィルタＡＰ）がどのように設計できるかをより詳
細に示す。更に、第３図の２つのブロックＡＣＥＩとＡ
ＣＥ２の設計を詳細に示す。ここでは、増幅Ｆが限定さ
れるよう、抵抗器Ｒ２は固定抵抗Ｒ２Ｌと可変抵抗Ｒ２
２である（上式により、Ｒ２＝０ではＦは無限大になる
）。

高域フィルタＨＰは次式遮断周波数： と次式Ｑ値： とを有する２次フィルタである。

全通過フィルタＡＰはそれ自体は公知のタイプの移相区
で、移相（ρ）は次式により求められる：＝１ ｐ　＝　１８０’　−２ｔａｎ　　（ｆ／ｆ　）ただし
式中、 従って、適切な方法によりＲ１と０１を選ぶことにより
、移相区を通る信号の移相を制御して、点ａ１と８２に
おける位相差が遮断周波数ｆｓ＝１９４Ｈｚで０に近づ
くようにすることができる。回路ＨＰとＡＰはそれぞれ
入力信号を逆転する。即ち、この信号は１８０°移相さ
れ、従って全通過区ＡＰからの出力信号は電力増幅器Ｅ
Ｆへの出力前に影響を受けることはない。

最終段ＡＣＥ２は電力増幅器ＥＦと共に正のフィードバ
ックを形成し、かくて、ボイスコイル巻線の抵抗の影響
をとり除く上記公知の方法を満足するのに必要とされる
負の出力インピーダンスを次に続くスピーカーに与える
。第４図の素子Ｃ１ｏとＲ１゜はｆＳでの正のフィード
バックを減じて低域フィルタ部ＡＣＥＩのＱ値を減じる
。最良のＱ値は、平坦な周波数応答にたいしてはＱ　＝
　１／’ｆ丁である。第５図では、この周波数応答は点
Ａで同位相状態である場合について実線で示されている
。破線で示した曲線ｄは、信号が同位相にない場合の、
ｆｓ：１９４Ｈ２付近での周波数応答を示す。

高域フィルタＨＰは、高周波数信号を伝送する必要があ
るので、適当な二次のものとすべきである。

しかし個々の場合に従ってもっと高次又は低次の高域フ
ィルタを選ぶことができるのは言うまでもない。また上
記のように、回路ＡＰを全通過フィルタとする必要もな
く、点Ａで同位相状態が得られるよう、遮断周波数ｆｓ
における位相を調節するどんな移相回路から成っていて
もよい。しかしながら、全増幅器回路で直線的な周波数
応答が得られるよう、この後者の条件は満たされなけれ
ばならない。

【図面の簡単な説明】

第１図は低周波数での公知の低音増幅器−スピーカー接
続の概略図を示す。 第２図は高周波数での同接続の概略図を示す。 第３図は本発明の回路配列の構成図を示す。 第４図は第３図の回路配列の一実施態様をより詳細に回
路図で示したものである。 第５図は本発明の回路配列の周波数の関数としてのスピ
ーカー出力信号のレベル、及び点Ａにおいて信号が同位
相でない場合のｆｓ　＝１９４　Ｈｚ付近での周波数応
答を示すグラフである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、スピーカー素子のコイル巻き線から見た有効出力イ
   ンピーダンスが主に負抵抗より成り、そして音声信号が
   供給される可聴低音増幅器においてその特定の遮断周波
   数より高い周波数での周波数再生を改良する方法にして
   、可聴低音増幅器において、音声信号を低域フィルタに
   かけると同時に該遮断周波数以上の周波数で高域フィル
   タにかけ更に高域フィルタにかけられた信号の移相を行
   なうことにより、増幅後スピーカー素子に供給される信
   号を遮断周波数において実質的に同位相にすることを特
   徴とする低音増幅器の高周波再生を改良する方法。 ２、低域フィルタ部分（ＡＣＥ１）、電力増幅器部分（
   ＥＦ）及び該増幅器部分と組み合わされた電流帰還部分
   （ＡＣＥ２）を有する可聴低音増幅器を含む、該増幅器
   に接続されるスピーカーの低音再生を改良するための回
   路配列にして、可聴低域増幅器の遮断周波数と実質的に
   等しい低域側遮断周波数を有する高域フィルタ回路（Ｈ
   Ｐ）が、低域増幅器の入力に接続されており、且つ、該
   高域フィルタ回路から得られる音声信号を該遮断周波数
   のところで該低域フィルタ部分から得られる信号に対し
   てほぼ同位相にして音声信号を電力増幅器（ＥＦ）に供
   給するための回路である信号を同位相にする回路（ＡＰ
   ）に接続され、広い可聴周波数帯域にわたって平坦な周
   波数特性が得られることを特徴とする回路配列。 ３、該高域フィルタ回路（ＨＰ）及び信号を同位相にす
   る該回路（ＡＰ）より成る直列部分が、可聴低音増幅器
   の低域フィルタ部分と並列になるように電力増幅器（Ｅ
   Ｆ）に接続されていることを特徴とする特許請求の範囲
   第２項記載の回路配列。 ４、信号を同位相にするの該回路（ＡＰ）が、電力増幅
   器に供給される音声信号を実質的に同位相にするように
   移相を行なう全通過フィルタより成ることを特徴とする
   特許請求の範囲第２項または第３項記載の回路配列。 ５、該高域フィルタ回路が二次高域フィルタより成るこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第２〜４項のいずれかに
   記載の回路配列。