KR100210531B1

KR100210531B1 - 음성 코일 익스커젼 및 진폭 이득 제어 장치

Info

Publication number: KR100210531B1
Application number: KR1019950704996A
Authority: KR
Inventors: 드류 다니엘즈
Original assignee: 카시오 안토니 티.; 오러 시스템즈 인코포레이티드
Priority date: 1993-05-10
Filing date: 1994-04-01
Publication date: 1999-07-15
Also published as: KR960702723A; EP0698333A1; US5418860A; WO1994027415A1; EP0698333A4; JPH08510104A

Abstract

능동 및 수동 확성기 음성 코일 익스커젼 및 진폭 이득 제어 장치(12)가 개시되어 있다. 상기 익스커젼 및 진폭 이득 제어 장치는 케이스(22), 코일(1) 및 상기 케이스와 접촉하는 말단 하향 위치를 갖는 코일 캐리어(18)를 갖는 음성 코일 액츄에이터(14)와 함께 사용된다. 상기 익스커젼 및 진폭 이득 제어 장치는 상기 코일 캐리어에 장착되며 상기 캐리어상에 배치되어 상기 코일 캐리어의 하향 이동동안 상기 코일 캐리어가 말단 하향 위치에 도달하기 전에 상기 케이스와 접촉하는 구속 부재(34)를 포함한다.

Description

[발명의 명칭]

음성 코일 익스커젼 및 진폭 이득 제어 장치

[발명의 분야]

본 발명은 일반적으로 익스커젼동안의 음성 코일의 손상을 방지하는 장치이며, 더욱 구체적으로 잔뜩 이득을 제어하며 익스커젼동안의 음성 코일의 손상을 방지하는 수동 및 능동 장치에 관한 것이다.

[발명의 배경]

확성기용 음성 코일 액츄에이터(actuator)를 포함하는 스피커 모터 케이스를 제공하는 것은 확성기 디자인 분야에서 공지되어 있다. 음성 코일은 통상적으로 코일 캐리어에 의해 운반된다. 작은 오디오 신호 입력은 오디오 증폭기와 구동 증폭기를 통하여 제공되어 확성기를 위한 구동 전류를 발생시킨다. 이 입력 구동 전류는 통상적으로 사인파이다. 이 구동 전류는 음성 코일에 인가되며, 로렌츠(Lorenz's)법칙에 따라 음성 코일을 작동시키어 음성 코일 익스커젼 또는 상향 및 하향 축방향으로의 음성 코일 및 캐리어의 이동을 발생시킨다.

음성 코일의 작동에 있어서의 하나의 문제점은 입력 구동 전류가 요망되는 레벨을 초과할 때 발생된다. 이때 구동 전류로서 공급되는 증폭된 사인파는 피크진폭에서 클리핑된다. 입력 신호의 클리핑은 확성기의 출력을 왜곡시킨다.

입력 구동 전류가 요망되는 레벨을 초과하면 음성 코일 액츄에이터도 코일 캐리어가 스피커 모터 케이스의 상부 및 하부 위치 한계를 넘어 이동하게 한다. 스피커 모터 케이스의 이들 위치 한계를 넘은 음성 코일 캐리어의 익스커젼은 음성 코일을 물리적으로 손상시키거나 파괴시킬 수 있다.

따라서 액츄에이터로의 구동 전류 입력의 진폭 이득을 능동적으로 제어하는 장치를 제공하는 것이 바람직하다. 또한, 음성 코일의 손상이 절박한 경우에 음성 코일 익스커젼의 진폭을 제어함으로써 음성 코일의 물리적 손상을 능동적으로 방지하는 장치도 필요하다. 음성 코일의 과도한 작동 및 결과적인 물리적 손상을 물리적으로 방지하는 장치를 제공하는 것이 바람직하다.

[발명의 요약]

따라서 본 발명의 주 목적은 하나이상의 종래기술의 단점과 한계를 극복하는 것이다.

본 발명의 중요한 목적은 확성기의 음성 코일 액츄에이터를 위한 능동적인 진폭 이득 제어 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 중요한 목적은 음성 코일이 케이스내의 말단 하향 위치에 도달하지 않도록 하는 확성기의 음성 코일을 위한 수동적인 익스커젼 제어 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 음성 코일이 음성 코일의 말단 하향 위치에 도달하였을 때 피드백 신호를 음성 코일의 입력 구동 전류에 제공하는 능동 익스커젼 제어 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 광범위한 측면에 따르면 케이스, 코일 및 케이스와 접촉하는 말단 하향 위치를 갖는 코일 캐리어를 갖는 음성 코일 액츄에이터를 개선시킨다.이러한 개선은 코일 캐리어에 장착된 구속 부재를 포함하는데, 이 구속 부재는 캐리어상에 배치되어 코일 캐리어의 하향 이동동안 코일 캐리어가 말단 하향 위치에 도달하기 전에 케이스와 접촉한다. 근접 센서는 코일 캐리어에 장착되는데, 이 근접 센서는 전기 회로에 의해 처리되어 말단 하향 위치로부터의 센서의 거리에 비례하여 변하는 피드백 감쇄 신호를 발생시키는 근접 신호를 발생시킨다. 이 감쇄 신호는 이 신호에 따라 입력 신호를 변형하는 구동 증폭기에 인가되어 입력신호의 진폭 이득을 제어한다.

본 발명의 특징은 익스커젼 및 진폭 이득 제어 장치가 음성 코일 말단 하향 위치에 도달하지 못하도록 하는 것이다.

본 발명의 특징은 익스커젼 및 진폭 이득 제어 장치가 액츄에이터로의 입력 신호를 위한 능동 진폭 이득 제어를 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 특징은 익스커젼 및 진폭 이득 제어 장치가 능동 및 수동적인 음성 코일 보호 및 익스커젼 제어를 포함하는 것이다.

본 발명의 목적, 이점 및 특징은 도면 및 청구범위와 함께 다음의 예시적인 바람직한 실시예의 설명을 고찰함으로써 당업자에게 쉽게 이해될 것이다.

[도면의 간단한 설명]

제1도는 본 발명의 익스커젼 및 이득 진폭 제어 장치에 대한 단면도.

제2도는 본 발명의 익스커젼 및 이득 진폭 제어 장치에 대한 도면.

[예시적인 바람직한 실시예의 설명]

제1도를 참조하여, 본 발명의 익스커젼 및 증폭 이득 제어 장치(12)를 갖는 확성기(10)가 도시되어 있다. 확성기(10)는 음성 코일(16)을 갖는 음성 코일 액츄에이터(14)를 포함한다. 음성 코일(16)은 음성 코일 캐리어(18) 주위에 감겨져 있다. 제1도에 도시된 확성기에서 음성 코일(16)과 코일 캐리어(18)는 스피커 모터 케이스(22)의 채널(20)내에 배치된다. 본 발명의 배경에서 상술한 바와 같이, 사인파 형태의 구동 전류 입력은 음성 코일(16)을 작동시켜서 상향 및 하향 축방향으로 음성 코일(16)과 캐리어(18)의 익스커젼을 발생시킨다. 입력 구동 전류를 발생시키기 위해 작은 오디오 신호(54)는 제2도에 도시된 바와 같이 오디오 증폭기(50)와 구동 증폭기(52)를 통과한다.

스피커 모터 케이스(22)의 채널(20)은 내측 상부 에지(24), 외측 상부 에지(26) 및 하부 베이스(28)를 형성한다. 음성 코일 캐리어(18)는 상부 영역(30)고 하부영역(32)을 갖는 원통형 부재로서 제1도에 도시되어 있다. 음성 코일(16)은 원통형 부재의 하부 영역(32)의 외측 원주 주위를 감고 있다. 음성 코일 캐리어(18)의 상부 영역(30)은 스피커 모터 케이스(22)의 채널(20)의 내측 및 외측 상부 에지(24,26)상으로 연장된다. 그러나 음성 코일(16)의 작동 동안 음성 코일(16)은 항상 채널(20)의 벽면내에 유지된다.

본 발명의 익스커젼 및 진폭 이득 제어 장치(12)는 액츄에이터(14)로의 입력 신호의 진폭 이득을 제어하고 코일의 소정의 최하부 위치를 통과하는 하향 축방향으로의 음성 코일(16)과 음성 코일 캐리어(18)의 익스커젼을 방지하도록 설계된다. 코일의 정지 위치와 소정의 최하부 위치는 제1도에 나타나 있다. 제1도에 도시된 바와 같이, 최하부 코일 위치이하의 음성 코일(16)과 캐리어(18)의 익스커젼은 음성 코일 캐리어(18)가 하부 베이스(28)와 접촉함으로써 음성 코일(16)을 물리적으로 손상시킨다. 참고로 음성 코일 캐리어가 케이스의 하부 베이스(28)와 접촉하는 지점은 말단 하향 위치로 언급된다.

익스커젼 및 이득 제어 장치(12)는 구속 장치(34), 근접 센서(36) 및 전기 회로(38)를 포함한다. 동작에 있어서, 구속 장치(34)는 수동적인 익스커젼 제어장치로서 동작하고, 근접 센서(36)와 전기 회로(38)는 능동적인 익스커젼 및 진폭 이득 제어 장치로서 동작된다. 각각의 이들 장치는 상세히 설명된다.

구속 장치(34)는 소정의 최하부 위치를 통과하는 음성 코일(16)과 음성 코일 캐리어(18)의 능동적인 하향이동을 구속하며, 음성 코일(16)과 코일 캐리어(18)의 물리적인 손상을 방지하는데 제공된다. 구속장치(34)는 바람직하게 링모양의 부재로 구성된다. 이 링모양의 부재는 바람직하게 음성 코일 캐리어(18)의 상부 영역(30)의 내측 원주부분에 장착된다. 도시된 실시예에서 채널(20)의 내측 상부 에지(24)는 구속 장치(34)를 위한 제한 부재로서 제공된다. 음성 코일(16)과 음성 코일 캐리어(18)가 하향이동함에 따라 링모양의 부재는 채널(20)의 내측 상부 에지(24)와 접촉함으로써 음성 코일(16)과 캐리어(18)를 소정의 최하부 코일 위치아래로 말단 하향 위치까지 하향 이동하는 것을 방지한다.

구속 장치(34)는 능동 근접 센서(36)와 전기 회로(38)와 함께 사용될 수 있다. 선택적으로 근접 센서(36)와 전기 회로(38)는 단독으로 사용될 수 있다. 그러나, 예시를 위해 본 명세서에서 근접 센서(36)와 전기 회로(38)는 구속 장치(34)와 함께 사용되는 것으로 설명된다.

제1 및 제2도를 참조하여, 능동적인 근접 센서(36)와 전기 회로(38)의 동작이 설명된다. 먼저 제2도를 참조하면, 확성기의 구동 전류는 오디오 증폭기(50)와 구동 증폭기(52)를 통하여 작은 오디오 입력(54)을 통과시킴으로써 생성된다. 구동 전류는 사인파이다.

근접 센서(36)는 구속 장치(34)에 장착된다. 따라서, 음성 코일 캐리어(18)가 하향이동함에 따라, 근접 센서(36)는 모터 케이스(22)의 채널(20)의 내측 상부 에지(24)에 더욱 인접하게 된다. 근접 센서(36)는 음성 코일 액츄에이터(14)를 위해 능동 피드백을 입력 구동 전류에 제공하기 위해 전기 회로(38)와 접속된다.

전기 회로(38)는 무선 주파수 발진기(40), 진폭 적분기(42) 및 전압 제어된 증폭기(44)를 포함할 수 있다. 이들 구성요소는 근접 센서(36)로부터의 근접 신호가 미리 설정된 임계 레벨을 초과하면 피드백 감쇄 신호가 구동 증폭기로 입력되어 액츄에이터로의 입력 신호의 진폭 이득을 제한하게 함으로써 이득 제어를 제공하도록 배치된다. 입력 신호의 진폭 이득을 제한함으로써 입력 구동 신호가 클리핑되지 않는다. 입력 신호를 클리핑시키지 않음으로써 스피커의 출력의 왜곡을 제거할 수 있다. 또한 입력 신호의 진폭 이득의 제한은 음성 코일의 익스커젼을 제한하며, 확성기의 이동 어셈블리가 말단 하향 위치에 도달하지 않도록 한다.

제1도에 도시된 본 발명의 실시예에서, 인덕턴스 코일(46)은 근접 센서(38)용으로 사용된다. 케이스(22)의 채널(24)의 내측 상부 에지는 아이론 폴(iron pole)(48)을 제공한다. 따라서, 인덕턴스 코일(46)이 아이론 폴(48)에 근접하게 됨에 따라 전기 인덕턴스는 아이론 폴(48) 또는 케이스(22)의 채널(24)의 상부 에지로부터 인덕턴스 코일(46)의 거리의 제곱의 역에 비례하여 증가한다.

선택적으로 근접 센서의 다른 형태도 사용될 수 있다. 예컨대, 홀 효과 센서는 근접 신호를 전기 회로에 제공하는데 사용될 수 있다.

본 발명의 원리에 따라 익스커젼 제어 장치의 예시적인 바람직한 실시예가 설명되었다. 당업자는 본 발명의 개념을 벗어나지 않고서 응용할 수 있을 것이다. 예컨대, 스피커 모터 케이스와 음성 코일 액츄에이터 디자인은 변형될 수 있다. 그러나, 본 발명의 익스커젼 및 이득 제어 장치는 다른 스피커 모터 케이스와 음성 코일 액츄에이터 디자인으로써 효과적으로 동작한다. 따라서, 본 발명은 청구범위에 의해서만 한정되어야 한다.

Claims

케이스, 코일 및 케이스와 접촉하는 말단 하향 위치를 갖는 코일 캐리어를 가지며 입력 신호에 의해 제어되는 음성 코일 액츄에이터에 있어서, 상기 코일 캐리어에 장착되며, 말단 하향 위치로부터 센서의 거리에 비례하는 근접 신호를 발생시키는 근접 센서와; 상기 근접 신호를 처리하고, 상기 근접 신호에 응답하여 상기 입력 신호의 진폭 이득을 제어하며, 무선 주파수 발진기, 진폭 적분기 및 전압 제어된 증폭기를 포함하는 진폭 이득 제어 전기 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 음성 코일 액츄에이터.
제1항에 있어서, 상기 근접 센서는 인덕턴스 코일로 구성되는 것을 특징으로 하는 음성 코일 액츄에이터.
제1항에 있어서, 상기 근접 센서는 상기 코일 캐리어의 내측 원주부분에 장착되는 것을 특징으로 하는 음성 코일 액츄에이터.
케이스, 코일 및 상기 케이스와 접옥하는 말단 하향 위치를 갖는 코일 캐리어를 가지며 입력 신호에 의해 제어되는 음성 코일 액츄에이터에 있어서, 상기 케이스와 일체를 이루는 상기 케이스의 상부 표면과; 상기 코일 캐리어에 장착되는데, 상기 코일 캐리어의 하향 이득동안 상기 코일 캐리어가 말단 하향 위치에 도달하기 전에 상기 케이스의 상부 표면과 접촉하도록 상기 캐리어상에 배치되는 구속 부재와; 상기 코일 캐리어에 장착되며, 말단 하향 위치로부터 센서의 거리에 비례하여 변화하는 근접 신호를 발생시키는 근접 센서와; 상기 근접 신호를 처리하고, 상기 근접 신호에 응답하여 상기 입력 신호의 진폭 이들을 제어하며, 무선 주파수 발진기, 진폭 적분기 및 전압 제어된 증폭기를 포함하는 진폭 이등 제어 전기 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 음성 코일 액츄에이터.
제4항에 있어서, 상기 근접 센서는 상기 구속 부재내에 장착되는 것을 특징으로 하는 음성 코일 액츄에이터.
제4항에 있어서, 상기 구속 부재는 링모양의 부재인 것을 특징으로 하는 음성 코일 액츄에이터.
제4항에 있어서, 상기 구속 부재는 상기 코일 캐리어의 내측 원주부분에 장착되는 것을 특징으로 하는 음성 코일 액츄에이터.
제4항에 있어서, 상기 근접 센서는 인덕턴스 코일로 구성되는 것을 특징으로 하는 음성 코일 액츄에이터.