JPS63300699A - マルチウェイスピ−カ装置用ネットワ−ク - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明はデジタル信号にてスピーカを駆動するためのデ
バイディングネットワーク回路の改良によりフィルタの
設計を容易にすると共にハード量の削減を図ったマルチ
ウェイスピーカ装置用ネットワークに関する。

〔従来の技術〕

従来における前記したデバイディングネットワーク回路
を第８図に示す。

図において、１はチューナ、アナログテープレコーダ、
アナログプレーヤ等からのアナログ信号が入力されるア
ナログ入力端、２は該アナログ入力端からのアナログ信
号をデジタル信号に変換するアナログ／デジタルコンバ
ータ（以下Ａ／Ｄコンバータという）、３はデジタルオ
ーディオテープレコーダ、コンパクトディスク等のデジ
タル出力をもつデジタルソース源、４は前記Ａ／Ｄコン
バータ２とデジタルソース源３とを選択切換えるスイッ
チ、５は高域通過フィルタ６．７および低域通過フィル
タ８，９を演算処理させるためのマスタクロック発振器
、２２は前記スイッチ４により、選択的に入力されたデ
ィジタル信号群のサンプリングクロック周波数が、入力
ソース毎に異なる場合に、ある１つのクロク周波数に変
換するための号ンプリングコンバータである。スイッチ
４からの出力のクロック周波数が同じであれば、該サン
プリングコンバータ２２は不要である。

６，７はサンプリングクロック周波数（ｆｓ）の入力デ
ィジタル信号群に対し、周波数軸上の低域側に任意の減
衰特性を持たせるように演算処理をさせる高域通過フィ
ルタ回路、８，９は同じくクロック周波数（ｆｓ）の入
力ディジタル信号群に対し周波数軸上の高域側に任意の
減衰特性を持たせるように演算処理をさせる低域通過フ
ィルタ回路、１０〜１３は前記した高域通過フィルタ回
路６゜７および低域通過フィルタ回路８，９よりのデジ
タル信号を夫々アナログ信号に変換するデジタル／アナ
ログコンバータ（以下Ｄ／Ａコンバータという）、１４
〜１７は該Ｄ／Ａコンバータ１０〜１３よりのアナログ
信号を増幅する増幅器、１８゜１９は該増幅器１４．１
６よりの出力で駆動される左右の高域用スピーカ、２０
．２１は前記増幅器１５．１７よりの出力で駆動される
左右の低域用スピーカである。

而して、前記構成の従来のデバイディングネソトワーク
にあっては、スイッチ４によって選択されたデジタル信
号は高域通過フィルタ６．７によって左右の高域成分の
信号のみが抽出され、また、低域通過フィルタ８，９に
よって左右の低域成分の信号のみが抽出される。そして
、Ｄ／Ａコンバータ１０〜１３によって高域の左右アナ
ログ信号と低域の左右アナログ信号とに変換され、次段
の増幅器１４〜１７により増幅されてスピーカー８〜２
１を駆動するものである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、前記した従来のデハイディングネソトワーク
において、高域通過フィルタ６．７として所望の振幅、
位相特性を得るための構成としては種々のものが考えら
れるが、非巡回型フィルタのみを使用した場合には、フ
ィルタの次数を大きくし回路規模を大きくする必要があ
る。従って、計算の処理速度を速くするように設計する
必要が生じ設計が難しくなるという問題があった。

また、巡回型フィルタのみを使用した場合にあっても、
フィルタの次数および段数を大きくする必要があり、か
つ、回路規模も大きくなって設計も容易ではないという
問題があった。

〔発明の目的〕

本発明は前記した問題点を解決せんとするもので、フィ
ルタを非巡回型フィルタと巡回型フィルタとを組合せる
ことにより、フィルタとしての回路規模を小さくできる
と共に所望の振幅、位相特性を得ることができ、かつ、
フィルタの設計も簡単に行えるマルチウェイスピーカ装
置用ネットワークを提供することを目的とする。

〔発明の概要〕

本発明は前記した目的を達成するために、デジタル信号
が入力されるフィルタを、スピーカユニットの位相特性
を補正するような所望の位相特性を持つ巡回型フィルタ
と、該巡回型フィルタの振幅特性を補正し、かつ、所望
の振幅特性を持つ直線位相特性の非巡回型フィルタとで
構成したことを要旨とするものである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図、第２図と共に説明す
る。なお、第８図と同一符号は同一部分を示し説明は省
略する。

本発明において従来例と相違する点は、スイッチ４を介
して入力されるデジタル信号のクロック周波数（ｆｓ）
よりも低いクロック周波数に変換するサンプリングコン
バータ２３を低域通過フィルタ８の前段に接続すると共
に、該低域通過フィルタ８の後段に前記低いサンプリン
グ信号にてデジタル信号をアナログ信号に変換するＡ／
Ｄコンバータ２４．２５を接続し、さらに、高域通過フ
ィルタ６．７に第２図に示すスピーカユニットの位相特
性を補正する巡回型フィルタ６ａ　、７ａと、該巡回型
フィルタ６ａ、７ａの振幅特性を補正する非巡回型フィ
ルタ６ｂ、７ｂで構成したことである。

なお、２６〜２９は各Ｄ／Ａコンバータ１０゜１１．２
４．２５の前段に接続された遅延回路である。

次ぎに、前記した構成に基づいて動作を説明するに、前
記した従来例と同様にスイッチ４で選択されたデジタル
信号は、左右の高域通過フィルタ６．７に加えられる。

ここで、高域通過フィルタ６．７は第２図に示すように
、非巡回型フィルタ６ｂ、７ｂおよび巡回型フィルタ６
ａ　、７ａから構成されているので、第４図に示す如き
スピーカユニットの位相特性（破線で示し、実線は振幅
特性を示す）を補正するために、第５図ｆａ）に示すよ
うな位相特性を巡回型フィルタ６ａ、７ａによって実現
する。この巡回型フィルタ６ａ　、７ａは第５図（ｂｌ
に示すような振幅特性を持っているため、ロープ−スト
の特性を持つが、このような振幅特性は必要がないので
、この振幅特性を補正する必要が生じる。そこで、この
振幅特性の補正を行うと共に、高域通過フィルタ６．７
全体として所望の特性となるように非巡回型フィルタ６
ｂ、７ｂを設計する。この非巡回型フィルタ６ｂ、７ｂ
の特性を第６図に示す。すなわち、第６図の（δ）の特
性と（至））の特性とを混合して（Ｃ１のような特性を
得、この特性を有する非巡回型フィルタ６ｂ、７ｂによ
って振幅特性を補正するものである。

而して、非巡回型フィルタ６ｂ、７ｂは直線位相特性を
持つため、巡回型フィルタ５ａ、７ａの位相特性に影響
を与えることがない。従って、所望の位相特性を巡回型
フィルタ６ａ　、７ａによって、また、所望の振幅特性
を非巡回型フィルタ６ｂ、７ｂによって得るものである
から、第８図に示すような所望の位相、振幅特性をもつ
高域通過フィルタ６．７を製作できるものである。

一方、サンプリングコンバータ２３によって入力された
デジタル信号のクロック周波数（ｆｓ）より低いサンプ
リング周波数に変換して、低域通過フィルタ８に加えら
れる。ここで、サンプリングコンバータ２３により、１
／ｎにクロック周波数を下げることで、クロック周波数
を下げる前に比べ信号処理に使用できる時間はｎ倍とな
る。

なお、本実施例においては、入力されたデジタル信号群
のクロック周波数をｆｓとしてサンプリングコンバータ
２３により、ｆｓ／２にクロック周波数を下げたもので
、これにより、従来例と同一規模のハードウェアを使用
した低域通過フィルタ８は信号処理に要する時間は１／
２で済む。かつ、低域通過フィルタ８を時分割処理で使
用すれば、左右チャンネルのフィルタリング処理が行え
る。これにより、従来例のように低域通過フィルタ９は
不要となる。ただし、この場合低域通過フィルタ８の次
数骨（フィルタ段数分）のシフトレジスタが２倍になる
のみでコスト的にはそれ程変わらない。

一般にマルチウェイスピーカシステムで用いられる低域
通過フィルタは、入力されたデジタル信号群のクロック
周波数（ｆ　−４４，１ＫＨｚ）　ト比へ、十分に低い
遮断周波数であるので、１／ｎ　　（ｎは２以上の整数
）、ｎは４，８でも比較的実現性が高く、サンプリング
クロック周波数を低く下げられことにより、遮断周波数
特性の設計が容易となる例えば、サンプリングコンバー
タ２３により入力されたデジタル信号処理群のクロック
周波数を下げる場合、例えば、ｆｓを１７２にしてｆｓ
／２とする場合、ｆｓ／２からｆｓまでの周波数を十分
減衰させておかないと、０−ｆｓ／２の使用帯域内に折
り返し周波数歪を生じることになる。従って、１／２に
下げる場合、ｆｓ／２以上の周波数成分を減衰させた後
、サンプル列のデータから１個置きにデータを間引くこ
とになる。

このように、低域通過フィルタ８で抽出された左右チャ
ンネルの低周波のデジタル信号は、デジタル遅延回路２
８，２９に加えられる。ここで、遅延回路２８．２９を
設けたのは、低音用スピーカ２０あるいは２１と高音用
スピーカ１８あるいは１９の音源位置の差から聴取位置
で到達時間に差が生じ波形歪が生じるので、これを防止
するためである。

すなわち、第３図に示す如く低音用スピーカ２０．２１
に対して高音用スピーカ１８，１９が受音点Ｐから見て
奥にある場合、低音用スピーカ２０．２１、高音用スピ
ーカ１８．１９からの到達時間を夫々Ｔβ、Ｔｈ　とす
ると、ＴＮ＜Ｔｈ　となり、特にクロスオーバ付近で、
高音用スピーカ１８．１９からの音に遅れ時間差ΔＳが
生し、すなわち、Δ５＝Ｔｈ　−Ｔｊ！による波形歪を
生じる。

この時間差ΔＳを補正するために遅延回路２８゜２９を
設けた。

また、遅延回路２６．２７はスイッチ４を介して入力さ
れたデジタル信号を高域通過フィルタ６゜７および低域
通過フィルタ８に通し、その際フィルタリングに要する
信号処理時間に差が生じるので、これを補正するために
設けたものである。すなわち、デジタル信号を高域通過
フィルタ６．７で処理するのに要する時間をＴＨ１同じ
く低域通過フィルタ８で処理するのに要する時間をＴＬ
、サンプリングコンバータ２３によりアンダサンプリン
グ処理するのに要する時間をＴＵとする。ここで、ＴＵ
＋ＴＬ＞ＴＨで、この場合の処理時間の差Δｆとすると
、Δｆ−（ＴＵ＋ＴＬ）−ＴＨとなり、かつΔｆ〉ΔＳ
の場合、低音用スピーカ２０．２１と高域用スピーカ１
８，１９からの再生出力は、受音点Ｐで前記とは逆に低
音用スピーカ２０．２１からの音に遅れ時間差を生じる
。従って、このような場合には高域通過フィルタ６゜７
の後段に遅延回路２６．２７を設け、この時間差Δｆを
補正する。この場合、遅延回路２８，２９は不要である
。

なお、Δｆ−ΔＳの場合、高域通過フィルタ６゜７、低
域通過フィルタ８の何れの系においても遅延回路２６〜
２９は必要でない。

そして、遅延回路２６〜２９で時間軸補正を行ったデジ
タル信号は、夫々Ｄ／Ａコンバータ１゜、１１，２４．
２５でアナログ信号に変換され、増幅器１４〜１７で増
幅されて各スピーカ１８〜２１に加えられる。このデジ
タル信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａコンバータ１
０．１１と２４．２５とでは、異なるフィルタを使用し
ている。

すなわち、低域通過フィルタ８がら出力されるデジタル
信号は、サンプリングコンバータ２３でサンプリングさ
れ入力されたサンプリング周波数より低いサンプリング
クロック周波数となっているので、Ｄ／Ａコンバータ２
４．２５はＤ／Ａコンバータ１０．１１とは異なる。ア
ナログ信号に変換された信号は増幅器１４〜１７で増幅
され、各スピーカ１８〜２１を駆動することとなる。

他の実施例として、低域通過フィルタ８の後にサンプリ
ングコンバータを接続して、元のサンプリングクロック
周波数に戻すことで、Ｄ／Ａコンバータ１０，１１，２
４．２５は同じクロック周波数のものが使用できる。

また、これまで述べたマルチウェイスピーカシステムは
低音、高音用の２ウエイスピーカシステムであったが、
使用帯域別に専用スピーカを設けるマルチウェイスピー
カシステムの場合は、使用帯域に合せた帯域通過フィル
タ（ＢＰＦ）を追加し、ＢＰＦ回路の後に該遅延回路を
設けて受音点での時間軸を合せるマルチウェイスピーカ
装置用ネットワークとすることもできる。

なお、前記した実施例においては、巡回型フィルタと非
巡回型フィルタとを組合せたフィルタを、高域通過フィ
ルタにのみ使用したものについて説明したが、これは低
域通過フィルタにも使用可能であり、また、入力側から
巡回型フィルタ６ａ。

７ａ、非巡回型フィルタ６ｂ、７ｂの順に配列しても良
い。

〔発明の効果〕

本発明は前記したように、高域通過フィルタと低域ｉＩ
通過ィルタで高低域信号に分離するようにしたデバイデ
ィングネソトワークにおいて、前記フィルタをスピーカ
ユニットの位相特性を補正する巡回型フィルタと、該巡
回型フィルタの振幅特性を補正する非巡回型フィルタと
で構成したことによって、小さい回路規模で所望の位相
、振幅特性を実現することができると共にフィルタの設
計が容易に行える等の効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るマルチウェイスピーカ装置用ネッ
トワークの一実施例を示すブロック図、 第２図は同上の一部の詳細ブロック図、第３図は高音用
スピーカと低音用スピーカとの受音点からの時間差を示
す説明図、 第４図はスピーカシステムの特性図、 第５図は巡回型フィルタの特性図、 第６図は非巡回型フィルタの特性図、 第７図は高域通過フィルタとしての特性図、第８図は従
来例のブロック図である。 １・・・アナログ入力端、２・・・アナログ／デジタル
コンバータ、３・・・デジタルソース源、４・・・スイ
ッチ、５・・・マスククロック発生器、６，７・・・高
域通過フィルタ、５ａ、７ａは巡回型フィルタ、６ｂ。 ７ｂは非巡回型フィルタ、８，９・・・低域通過フィル
タ、１０，１１，１２，１３，２４，２５・・・デジタ
ル／アナログコンバータ、１４〜１７・・・増幅器、１
８，１９・・・高音用スピーカ、２０．２１・・・低音
用スピーカ、２３・・・サンプリングコンバータ、２６
〜２９・・・遅延回路。 →７町皮４ｙ　　　　　　　　　　＋　円ジ寅Ｃ乙（ａ
）　　　　　　　　　　（ｂ） 第６図 第７■ 一周シ度数 代）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. デジタル化された入力信号をデジタル信号処理によって
   所望の帯域を通過させるデジタルフィルタにより帯域分
   割するデバイディングネットワーク回路において、前記
   デジタルフィルタをスピーカユニットの位相特性を補正
   するような位相特性を持つ巡回型フィルタと該巡回型フ
   ィルタの振幅特性の補正を含め所望の振幅特性を有する
   非巡回型フィルタとによって構成したことを特徴とする
   マルチウェイスピーカ装置用ネットワーク。