JPS63309098A - ダイナミックスピ−カ駆動装置 - Google Patents

ダイナミックスピ−カ駆動装置

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JPS63309098A
JPS63309098A JP14573887A JP14573887A JPS63309098A JP S63309098 A JPS63309098 A JP S63309098A JP 14573887 A JP14573887 A JP 14573887A JP 14573887 A JP14573887 A JP 14573887A JP S63309098 A JPS63309098 A JP S63309098A
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JP
Japan
Prior art keywords
impedance
speaker
dynamic speaker
input signal
filter circuit
Prior art date
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Pending
Application number
JP14573887A
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English (en)
Inventor
Kenji Yokoyama
健司 横山
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Yamaha Corp
Original Assignee
Yamaha Corp
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Publication date
Application filed by Yamaha Corp filed Critical Yamaha Corp
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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】 [産業上の利用分野コ 本発明は、ダイナミックスピーカ駆動装置に係り、特に
ダイナミックスピーカの諸歪を低減してダイナミックス
ピーカを駆動するダイナミックスピーカ駆動装置に関す
る。
[従来の技術] 従来より、圧力センサ、温度センサあるいはマイク等を
用いてダイナミックスピーカ(以下、単にスピーカと称
す)の振動系の過渡応答による歪を除去するモーショナ
ルフィードバック(MFB)回路を設けたダイナミック
スピーカ駆動装置がある。このMFB回路は、スピーカ
のモーショナルインピーダンスに発生するモーショナル
電圧を電力増幅部の入力端へ負帰還するものである。ま
た、上記センサ等を用いる方法以外に、例えばブリッジ
回路を設けてスピーカのボイス・コイルの端子に発生す
るモーショナル電圧を検出する方法もある。(雑誌「ラ
ジオ技術J 1984年 10月号〜 11月号及び1
985年2月号参照) [発明が解決しようとする問題点] しかるに、上記のセンサ等を用いたMFB回路では、例
えばセンサの検出出力の位相回転が大きくなる等の如く
センサの能力等でフィードバック量の制限がある。また
、フィードバックを多量にかければ発振を起こしてしま
うため、結局、スピーカの歪低減効果は小さいという問
題点があった。
一方、上記ブリッジ回路を用いたMFB回路では、回路
構成が複雑になるという問題点があった。
このように、MFB回路を採用した従来の駆動装置では
、モーショナル電圧を検出しなければならず、従って、
十分にスピーカの歪を低減することができなかった。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、モー
ショナル電圧を検出せず、スピーカの振動系の等価モー
ショナルインピーダンス以外のインピーダンス成分を打
ち消すよう構成することにより、簡単な構成でスピーカ
の振動系の過渡応答による歪を略完全に除去することが
できるダイナミックスピーカ駆動装置を提供することを
目的とする。
[問題点を解決するための手段] 本発明によるダイナミックスピーカ駆動装置は、ダイナ
ミックスピーカの等価モーショナルインピーダンス以外
のインピーダンス成分を打ち消すように構成したことを
特徴とする。
また、本発明の他のダイナミックスピーカ駆動装置は、
ダイナミックスピーカの等価モーショナルインピーダン
スへの電圧伝達特性で電気的にシユミレートした構成を
有し、入力信号に所望の周波数補償特性を付与するフィ
ルタ回路と、前記等価モーショナルインピーダンス以外
のインピーダンスを相殺する負の出力インピーダンスを
有し・前記フィルタ回路を介して入来する前記入力信号
で前記ダイナミックスピーカを駆動する駆動手段とを具
備することを特徴とする。
[作用] 上記構成によれば、ダイナミックスピーカのボイス・コ
イルの等価モーショナルインピーダンス以外の、例えば
抵抗、リアクタンス、キャパシタンス及びスピーカのl
lllli部による音響に与える影響等を考慮した略全
てのインピーダンス成分が打ち消されろ。
一方、上記フィルタ回路により、入力信号がダイナミッ
クスピーカの振動系の等価モーショナルインピーダンス
への電圧伝達特性にシュミレートされた後、上記駆動手
段にて等価モーショナルインピーダンス以外のインピー
ダンス成分が打ち消されてダイナミックスピーカに供給
される。
この結果、ダイナミックスピーカの周波数特性が大幅に
改善される。
[実施例] 第1図は、本発明になるダイナミ・ンクスビー力駆動装
置の基本構成を示す回路図である。
第1図において、入力端子v1が人力される入力端子1
は、抵抗R+を介して演算増幅器2の反転入力端子に接
続される。演算増幅器2(パワーアンプ)の非反転入力
端子は接地され、その出力端子は抵抗R3を介して抵抗
R1及びその反転入力端子の接続点に接続されると共に
、例えばスピーカである負荷3(インピーダンスZL)
及び抵抗Rsを直列に介して接地される。負荷3及び抵
抗Rsの接続点は、ゲイン−Aの増幅器4(サーボアン
プ)及び抵抗R2を直列に介して演算増幅器2の反転入
力端子及び抵抗R1、R3の接続点に接続される。
ここで、負荷3の両端の電圧を■。とすると、その伝送
特性は、 −V、/VI” (R3/R+)4+/(1+(R,/
ZL)・(LA−1h/R2))コ・・・ ・・・ (
1)となる。従って、出力インピーダンス(駆動インピ
ーダンス)は、 z0= R8(+、−A−R3/R2)・−・・−(2
)となる、上記(2)において、A−R3/R2〉lと
すると、出力インピーダンスZ。を負にすることができ
る。
次に、本発明の第1実施例について第2図と共に説明す
る。この第1実施例は第1図に示した基本回路を実際の
スピーカ駆動回路として適用した場合を示す。第2図中
、第1図と同一構成部分には同一の符号を付す。
第2図において、前記抵抗R3の代わりに抵抗R2を用
い、また、前記増幅器4として演算増幅器5及びインピ
ーダンス負荷6.7より構成されるサーボアンプを用い
、更に、前記負荷3の代わりにダイナミックスピーカ8
を用いている。
ここで、前記演算増幅器2の出力端子と抵抗R2どの接
続点は、端子8aを介してスピーカ8に接続される。ま
た、スピーカ8の他の端子8bは、抵抗R9を介して接
地されると共に、インピーダンス負荷6(値2+)を介
して演算増幅器5の反転入力端子に接続される。非反転
入力端子が接地される演算増幅器5の出力端子はインピ
ーダンス負荷?(taZ2)を介してその反転入力端子
及びインピーダンス負荷6の接続点に接続されると共に
、前記抵抗R2に接続される。
一方、スピーカ8内において、RV及びLvは各々ボイ
スコイルの直流抵抗及びインダクタンスを示し、抵抗R
いコンデンサC,及びコイルし、よりなる並列回路はス
ピーカ8の駆動系のモーショナルインピーダンスZMの
各成分を示す。
ここで、端子8a及び8b間の電圧をVoとして、前記
(1)及び(2)式にR2=R3及び△=Z2/z1の
関係を代入すると、第1実施例の伝送特性及び出力イン
ピーダンスは各々以下の式で表される。
−Vo/V: =(R2/R+)”[1/(1+(R,
/Zt)・(iZ2/Z+ ))]・・・・・・(3)
Z0=Rs(1−Z2/Zi )   ・・・・・・(
4)次に、サーボアンプ4の詳細な構成について第3図
と共に、説明する。
ここで、前記モーショナルインピーダンスZMを定電圧
駆動するには前記駆動インピーダンスZ0を−(Rv 
+ JωLv)と等しくすれば良いので、この関係を(
4)式に代入すると、以下のようになる。
−(Rv”JωLv) =R−・(1−Z2/Z+)−
’、 Z2/Zl = (Rs+Rv)/Rs + J
ωLv/R,・−−−−・(5)従って、コンデンサC
1及び抵抗R4、R5のキャパシタンス及び抵抗値は各
々以下の如くになる。
R4:α・R9 R5”α・(R,+R,) C+ =C/α 但し、C=+4./[R,・(R,+Rv)]、α〉〉
1である。
上記第2図に第3図を組み合わせると、第4図に示す如
くになる。ここで、前記(3)式中に前記(5)式の条
件及びZL”Rv”JωLV +2Mの関係を代入する
と、 −V、ハ: = R2/R+”[(Rv+jωLv+Z
m)/2.+1 +++ ・−(6)となる。また、こ
の(6)式にVMハ。=Z門/(RV+jω1−v+Z
n)の関係を代入すると、結局、モーショナルインピー
ダンスZMまでの伝送特性は以下のようになる。
−Vn/V: = R2/R+  −−(7)また、ア
ンプの出力インピーダンスR0及びモーショナルインピ
ーダンスZMの駆動インピーダンスZ、は各々以下の式
に示す如くになる。
RO=−(Rv+JωLv)・・・・・・(8)L =
O・・・・・・(9) なお、前記モーショナルインピーダンスZMを定電圧駆
動すべく、駆動インピーダンスZθを−(R、+j(、
JLv)とするための回路定数の設定方法としては、上
記以外にも種々の変形が可能であることは勿論である。
例えば、第1図の回路において、抵抗R2、R3で構成
されている部分を各々インピーダンス負荷Z3、Za(
、特に、図示せず)に代えてこれらの定数を前記(2)
式相当値が前記駆動インピーダンスZθ相当値となるよ
うに設定することもできる。
ところで、ダイナミックスピーカ8のQ及び低音共係周
波数f8は、周知の如く、モーショナルインビーダンス
Zmの共振特性カーブに起因する値を有する。しかるに
、実際にスピーカ8を駆動する際、前記ボイスコイルの
抵抗RV、アンプの出力インピーダンスR0が存在し、
電圧伝達特性上、上記共振特性カーブ(すなわち、モー
ショナルインピーダンスZMの変化)が表面化してくる
という問題がある。
これを解決するためには、例えば出力インピーダンスゼ
ロのパワー無限大のアンプで共振インピーダンスのみを
電圧駆動すれば良い。この場合、共振インピーダンスの
両端電圧はそのQ及び低音共振周波数flIによらず、
入力端子そのものにしかならない。すなわち、ここでは
Q及びf9の概念は不要となる。また、実際のスピーカ
の振動板の動きは全てモーショナルインピーダンスZi
の両端の起電力となって反映されてくるから、これを上
記の如く定電圧駆動している限り、振動板の全ての勝手
な動きは抑圧されることになる。すなわち、前記振動系
の過渡応答も全く生ぜず、よって、これに起因する歪も
ゼロとなる。
前記第4図及び前記(7)式〜く9)式に示した如く、
本発明により上記のモーショナルインピーダンスZMの
ゼロオーム駆動(定電圧駆動)は実現される。但し、モ
ーショナルインピーダンスZnは、共娠点(f lI)
において極めて低インピーダンスであり、かつ、駆動側
の電流供給能力を大きくすることが要求される。
ところで、前記第4図に示した回路構成を簡素化すると
、第5図に示す如き等何回路が得られる。
第9図において、前記入力端子lは前記抵抗R1及びR
2を直列に介して前記スピーカ8内のモーショナルイン
ピーダンスZMとボイスコイル・インダクタンスLvと
の接続点Pに接続される。また、前記端子8bは接地さ
れる。一方、新たに設けられた負の出力インピーダンス
−(RV+JωLv)を有するアンプ9の非反転入力端
子は接地され、その反転入力端子は抵抗R1及びR2の
接続点に接続される。
ところで、一般にダイナミックスピーカは、ボイスコイ
ル抵抗Rv及びインダクタンスLvを含めたスピーカ8
全体において、定電圧を印加した時に音圧−周波数特性
がフラットとなるように設定されている。ところが、実
際には第5図におけるスピーカ入力端子8a及び8bと
接続点Pの電圧についても考慮する必要がある。ここで
、第6図(、A、 )に示す周波数特性を有するモーシ
ョナルインピーダンスZnは、低音共セ周波数f8相当
の周波数以外ではそのインピーダンスが極めて小さい。
従って、このモーショナルインピーダンスZmの両端を
定電圧とするためには、スピーカ8の駆動電流■は第6
図(B)に示す如く低音共振周波数fs付近で減少する
ようなものとする必要がある。この駆動電流■は現実に
ボイスコイル抵抗Rvを介してスピーカ8に供給されて
いるので、スピーカ入力端子8aには第6図(C)に示
す如く低音共娠周波数f8以外で極めて大電圧となる電
圧Vが発生してしまう。このため、現実にはアンプ9が
すぐ飽和してしまうことになる。
上記の問題点は、本出順人が先に昭和62年6月2日付
で出願した特許出願rMFB*置」において開示した如
く、スピーカ入力端子がモーショナルインビーダスに対
してどのように伝達されるかを電気的にシュミレートし
たフィルタ回路を介して入力信号電圧V、スピーカ8へ
供給することにより、解決される。
第7図は、上記フィルタ回路を更に具備した本発明の第
2実施例の簡略回路図を示す。第7図において、10は
スピーカ8の電圧伝達特性を電気的にシュミレートした
フィルタ回路を示し、抵抗k −Rv、インダクタンス
に−Lv及びモーショナルインピーダンスに−ZM(但
し、kは任意の定数を示す)を有する。
このフィルタ回110により、スピーカ8内のモーショ
ナルインピーダンスZnに印加される電圧は、スピーカ
8を入力端子■、で駆動した場合と全く同じ周波数特性
を有するようになる。このため、当然にスピーカ8の音
圧−周波数特性はフラットとなる。また、アンプ9の入
力電圧は、モーショナルインピーダンスZIIの低音共
振周波数f8近傍を除くと極めて小さくなる。更に、前
述した如く低音共振周波数fa以外てアンプ9の回路利
得が大きくなっても、出力電圧としてはそれ程大電圧と
なることはない。
次に、フィルタ回路lOの具体的な実施例について説明
する。このフィルタ回路10は、第8図に破線で示す如
きスピーカ8と同等の周波数応答特性Fを有する必要が
ある。これを実現するため、周波数応答特性Fを帯域通
過特性G、及び高域通過特性02〜G4に分けて電気的
にシュミレートして、第9図に示す如き回路を構成した
。ここで、f1〜f3は、上記高域通過特性G2〜G4
のカットオフ周波数を各々示す。
第9図において、11及び12は各々人力及び出力バッ
ファを示し、アンプ13及び抵抗R(470にΩ)及び
コンデンサC(0,0056μF)等は帯域通過特性G
1を有する帯域フィルタを構成し、また、抵抗r11(
+01<Ω) 、r + (22にΩ)、r2(68に
Ω)及びコンデンサC、(0,016μF ) −Cb
 (0−01μF)、Co(0,08μF)等は高域通
過特性62〜G4を実現する回路を構成する。また、そ
の他の回路定数は、抵抗Rv(6,8RΩ)、R,(l
kΩ) 、 r (lkΩ)及び2r(2RΩ)となっ
ている。
また、帯域通過特性G+の時定数はTII=R−C1高
域通過特性62〜G40時定数は各々T+=(ril+
r++ra)I Ca、T2= (rs+rt)  ・
Cb及びT3=C−・rl!となる。更に、第8図に示
す如く高域通過特性G2〜G4のレスポンスは各々rf
1/(ra+ r++ r2) 、r++/ (rI!
+ r+)及びrs/re=1となる。
[発明の効果] 以上説明したように、本発明によれば、ダイナミックス
ピーカの等価モーショナルインピーダンス以外のインピ
ーダンス成分を打ち消すように構成したので、Q及び低
音共据周波数f1]を考慮ずろ必要がなく、この低音共
順周波11 f sの制約による低域再生限界を除去す
ることができる。
また、本発明によれば、ダイナミ・ンクスと一カの等価
モーショナルインピーダンスへの電圧伝達特性で電気的
にシュミレートした構成を有し、入力信号に所望の周波
数補償特性を付与するフィルタ回路と、前記等価モーシ
ョナルインピーダンス以外のインピーダンスを相殺する
負の出力インピーダンスを有し、前記フィルタ回路を介
して入来する前記入力信号で前記ダイナミックスピーカ
を駆動する駆動手段とを具備したので、フィルタ回路の
特性設定時に低域側特性をより大きく設定することによ
り、基本的には任意に低域特性を大きくすることができ
、よって、小型スピーカでも重低音再生を可能とするこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明になるスビ・−力駆動装置の基本的構成
を示す回路図、第2図は本発明の第1実施例を示す回路
図、第3図は第1実施例の要部の一実施例を示す回路図
、第4図は第1実施例の具体的構成を示す回路図、第5
図は第1実施例の他の変形例を示す回路図、第6図(A
)〜(C)は第5図に示す回路の動作を説明する周波数
特性図、第7図は本発明の第2実施例を示す回路図、第
8図及び第9図は各々第2実施例の周波数特性図及びそ
の具体的構成を示す回路図である。 1 ・・・・・・入力端子、2 ・・・・・・パワーア
ンプ、3・・・・・・負荷、4 ・・・・・・サーボア
ンプ、8 ・・・・・・ダイナミックスピーカ、9 ・
・・・・・ アンプ、10・・・・・・フィルタ回路。 特許出願人 日本楽器製造株式会社 轟 第1図 第3図 、 1ffls、、、j ト 第7図 fo          f fo           f 第6図

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)入力信号を増幅してダイナミックスピーカを駆動
    するダイナミックスピーカ駆動装置において、前記ダイ
    ナミックスピーカの等価モーショナルインピーダンス以
    外のインピーダンス成分を打ち消すように構成したこと
    を特徴とするダイナミックスピーカ駆動装置。
  2. (2)ダイナミックスピーカの等価モーショナルインピ
    ーダンスへの電圧伝達特性で電気的にシュミレートした
    構成を有し、入力信号に所望の周波数補償特性を付与す
    るフィルタ回路と、 前記等価モーショナルインピーダンス以外のインピーダ
    ンスを相殺する負の出力インピーダンスを有し、前記フ
    ィルタ回路を介して入来する前記入力信号で前記ダイナ
    ミックスピーカを駆動する駆動手段と を具備することを特徴とするダイナミックスピーカ駆動
    装置。
  3. (3)前記駆動手段は、 前記フィルタ回路を介して入来する前記入力信号を増幅
    して前記ダイナミックスピーカの第1の入力端子に供給
    するパワーアンプと、 前記ダイナミックスピーカの第2の入力端子からの電圧
    を前記パワーアンプに負帰還するサーボアンプと よりなることを特徴とする特許請求の範囲第2項記載の
    ダイナミックスピーカ駆動装置。
JP14573887A 1987-06-02 1987-06-11 ダイナミックスピ−カ駆動装置 Pending JPS63309098A (ja)

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JP14573887A JPS63309098A (ja) 1987-06-11 1987-06-11 ダイナミックスピ−カ駆動装置
US07/199,479 US5031221A (en) 1987-06-02 1988-05-27 Dynamic loudspeaker driving apparatus
EP88108625A EP0293806B1 (en) 1987-06-02 1988-05-30 Dynamic Loudspeaker driving apparatus
DE3853232T DE3853232T2 (de) 1987-06-02 1988-05-30 Antriebsapparat für dynamischen Lautsprecher.

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