WO2001006809A1 - Dispositif de reproduction sonore - Google Patents

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sound reproducing
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Inventor
Masahide Onishi
Fumiyasu Konno
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R3/00—Circuits for transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R3/002—Damping circuit arrangements for transducers, e.g. motional feedback circuits

Definitions

  • the present invention relates to a sound reproducing apparatus that can obtain a good reproduced signal in a place where ambient noise is relatively large.
  • FIG. 6 shows a block diagram of a conventional sound reproducing device.
  • the signal input from the input terminal 1 is input to the power amplifier 3 via the variable gain circuit 2 and power amplified, and the output signal from the power amplifier 3 is attached to the baffle 5.
  • the data is input to the speaker unit 4 and reproduced.
  • the microphone 6 arranged around the speaker unit 4 collects the sum of the signal radiated from the speaker unit 4 and the noise around the baffle 5.
  • the output signal from the microphone 6 is input to the subtracter 7 together with the output signal from the power amplifier 3 and the sum of the signal radiated from the speaker unit 4 collected by the microphone 6 and the ambient noise.
  • the input signal component is subtracted from, and the surrounding noise component is extracted.
  • the output signal proportional to the ambient noise of the subtractor 7 limits the band of the ambient noise via the low-pass filter 8, and the output signal of the low-pass filter 8 is converted from AC to DC by the rectifier circuit 9.
  • This is added to the variable gain circuit 2 provided before the power amplifier 3.
  • the gain of the input signal is automatically changed by the variable gain circuit 2 in accordance with the magnitude of the noise around the speaker unit 4, so that the signal radiated from the speaker unit 4 is not masked by the surrounding noise. Act on.
  • the sound reproducing apparatus of the present invention uses a first microphone installed outside the dust cap of the speaker unit and a second microphone installed inside the dust cap of the speaker unit to extract the ambient noise component.
  • This is a configuration that is performed with the microphone microphone phone. This makes it possible to accurately extract noise components around the speaker unit, and to perform natural correction for masking.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a sound reproducing device according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is an output characteristic diagram of a second microphone of the device
  • FIG. 3 is an output characteristic of a high-pass filter of the device.
  • Fig. 4 is the output characteristic of the first microphone of the device
  • Fig. 5 is the output characteristic of the low-pass filter of the device
  • Fig. 6 is a block diagram showing a conventional sound reproducing device. .
  • FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a sound reproducing apparatus according to the present invention.
  • a signal input to an input terminal 10 is applied to a variable gain circuit 11 as control means, and the variable gain circuit 11 is controlled by a signal corresponding to ambient noise described later.
  • the output of the variable gain circuit 11 is input to a power amplifier 12, and the output signal of the power amplifier 12 is connected to a speed unit 14 attached to a baffle 13.
  • a first microphone 16 is arranged outside the dust cap 15 of the speed unit 14 to collect the sum of the signal radiated from the speaker unit 14 and the noise around the speaker unit 14. I do.
  • the second microphone 17 is arranged inside the dust cap 15 of the speaker unit 14. This second microphone 17 collects a signal proportional to the radiated sound of the speed unit 14.
  • the signal obtained by passing the output of the first microphone 16 through the low-pass filter 18 and the signal passing the output of the second microphone 17 through the high-pass filter 19 are added.
  • the signal component radiated from the speaker unit 14 is removed, and only the noise component around the speaker unit 14 collected by the first microphone 16 can be extracted.
  • the noise component around the speaker unit 14, which is the output of the adder 20, is added to a rectifier circuit 21 as a conversion means, and is converted from an AC signal to a DC signal.
  • the output signal of the rectifier circuit 21 is gained.
  • the gain can be automatically changed according to the noise around the speaker unit 14, and more natural masking correction can be performed.
  • FIG. 2 shows the frequency and phase characteristics of the output signal of the second microphone 17 with respect to the output signal of the power amplifier 12.
  • the phase characteristic is 0 °
  • the resulting frequency is 70 Hz.
  • a first-order high-pass filter 19 having a shielding frequency of 70 Hz is set as a second filter for outputting a predetermined band signal.
  • FIG. 3 shows the frequency and phase characteristics of the output signal of the second microphone 17 passed through the high-pass filter 19.
  • the frequency at which the phase characteristic is 0 ° is 95 Hz.
  • FIG. 4 shows the frequency and phase characteristics of the output signal of the first microphone 16 with respect to the output signal of the power amplifier 12.
  • a first-order low-pass filter 18 is set so that the phase characteristic becomes ⁇ 180 ° at 95 Hz.
  • Fig. 5 shows the frequency and phase characteristics of the output signal of the first microphone 16 that has passed through this first-order low-pass filter 18.
  • the frequency and phase characteristics of the output signals of the first microphone 16 and the second microphone 17 have substantially the same bandpass characteristics, and the phases are opposite to each other. It becomes the relationship.
  • the adder 20 By inputting these signals to the adder 20, the signal components radiated from the speaker unit 14 are removed, and only the noise around the speaker unit 14 collected by the first microphone 16 is removed. It becomes possible to extract.
  • the case where the first microphone 16 is arranged outside the dust cap 15 is shown, but it may be fixed to the outer surface of the dust cap 15.
  • the first microphone phone 16 since there is no need to install the first microphone 16 outside the speaker unit 14, there is an advantageous effect in a case where there is a limitation on the installation location of the speaker unit 14.
  • the first microphone phone 16 may face the dust carrier... 15 at a predetermined interval. In this case, the reproduction signal of the speaker unit 14 including the ambient noise can be faithfully obtained, and the effect of extracting the noise component for masking correction is improved.
  • the case where the second microphone 17 is arranged inside the dust cap 15 is shown, but it may be fixed to the inner surface of the dust cap 15.
  • the second microphone 17 can be protected from damage due to heat because the speaker unit 14 can be arranged at a distance from the inside of the speaker unit 14 that becomes high in temperature. At the same time, the second microphone 17 may face the dust cap 15 at a predetermined interval. In this case, the reproduced signal of the speaker unit 14 inside the dust cap 15 can be faithfully obtained, and the effect of extracting noise components for masking correction is improved.
  • the case where the first microphone 16 is disposed outside the dust cap 15 and the second microphone 17 is disposed inside the dust cap 15 is shown.
  • the first microphone 16 and the second microphone 17 may be arranged on the center axis of the dust cap 15 and may face each other with the dust cap 15 as a boundary.
  • the first microphone 16 reproduces the reproduced sound of the speaker unit 14 including ambient noise without affecting the sound quality of the speaker unit 14 at all
  • the second microphone 17 reproduces the dust cap 1 Since the reproduced sound of the speaker unit 14 inside the speaker unit 14 can be obtained more accurately, it is advantageous in terms of sound quality, and the noise component around the speaker unit 14 can be extracted more accurately. This has the effect that accurate masking correction can be performed.
  • the output of each of the two microphones disposed outside and inside the dust cap of the speaker unit is subjected to the filter processing to remove the signal component output from the speaker unit, and the speaker unit is removed. Only the ambient noise of the unit is accurately extracted and converted to DC by a rectifier circuit, and then added to a gain variable circuit installed in the input stage, and the gain is automatically changed according to the ambient noise of the speaker unit to obtain ambient noise. Sound reproduction without masking is possible.

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Description

明 細 書
技術分野
本発明は周辺騒音の比較的大きな場所で良好な再生信号を得られる音響再 生装置に関するものである。 背景技術
第 6図に従来の音響再生装置のブロック図を示す。 第 6図において、 入力 端子 1から入力された信号は利得可変回路 2を介して電力増幅器 3に入力さ れて電力増幅され、 上記電力増幅器 3からの出力信号はバッフル 5に取り付 けられたスピーカユニット 4に入力されて再生される。 一方、 上記スピーカ ュニット 4の周辺に配置されたマイクロフォン 6はスピーカュニット 4から 放射される信号とバッフル 5の周囲の騒音との和を集音する。
このマイクロフォン 6からの出力信号は上記電力増幅器 3の出力信号とと もに減算器 7に入力され、 上記マイクロフォン 6で集音されたスピーカュニ ット 4から放射される信号と周囲の騒音との和から入力信号成分を減算処理 し、 周囲の騒音成分を抽出する。 上記減算器 7の周囲騒音に比例した出力信 号は低域通過フィルタ 8を介して周囲騒音の帯域を制限し、 低域通過フィル 夕 8の出力信号は整流回路 9で交流から直流へ変換され、 上記電力増幅器 3 の前段に設けられた利得可変回路 2に加えられる。 これにより、 スピーカュ ニット 4の周囲の騒音の大小に応じて入力信号に対する増幅度を利得可変回 路 2で自動的に変化させ、 周囲の騒音にスピーカュニット 4から放射される 信号がマスキングされないように作用する。 しかしながら、 従来の音響再生装置においては、 スピーカユニット 4から 放射される信号成分と、電力増幅器 3から出力される信号成分とに差があり、 減算器 7でスピーカュニット 4からの放射される信号成分を除去しきれず、 スピーカュニット 4の周囲騒音成分を抽出することが困難で、 ごく限られた 帯域の騒音のみで制御しなければならないという問題があつた。 発明の開示
本発明はスピーカュニッ卜からの放射信号を正確に除去し、 周囲騒音に適 応して利得を変化させる音響再生装置を提供することを目的とする。
この課題を解決するために本発明の音響再生装置は、 周囲騒音成分の抽出 をスピーカュニッ卜のダストキヤップの外側に配置された第 1のマイクロフ オンとスピーカュニッ 卜のダストキヤップの内側に配置された第 2のマイク 口フォンとで行う構成としたものである。 これにより、 正確にスピーカュニ ッ卜の周囲の騒音成分の抽出が可能となり、 マスキングに対して自然な補正 ができる。 図面の簡単な説明
第 1図は本発明の実施例における音響再生装置を示すプロック図、 第 2図 は同装置の第 2のマイクロフオンの出力特性図、 第 3図は同装置の高域通過 フィル夕の出力特性図、 第 4図は同装置の第 1のマイクロフォンの出力特性 図、 第 5図は同装置の低域通過フィル夕の出力特性図、 第 6図は従来の音響 再生装置を示すプロック図である。 発明を実施するための最良の形態
(実施例） 第 1図は本発明の音響再生装置の実施例におけるブロック図を示す。 第 1 図において、 入力端子 1 0に入力された信号は制御手段としての利得可変回 路 1 1に加えられており、 この利得可変回路 1 1は後述する周囲騒音に応じ た信号により制御される。 上記利得可変回路 1 1の出力は電力増幅器 1 2に 入力され、 電力増幅器 1 2の出力信号はバッフル 1 3に取り付けられたスピ —力ュニット 1 4に接続される。 このスピー力ュニット 1 4のダストキャッ プ 1 5に対して外側に第 1のマイクロフォン 1 6を配置し、 スピーカュニッ 卜 1 4から放射される信号とスピーカュニット 1 4の周囲の騒音の和を集音 する。
さらに、 スピーカユニット 1 4のダストキャップ 1 5に対して内側に第 2 のマイクロフォン 1 7を配置する。 この第 2のマイクロフォン 1 7はスピー 力ュニット 1 4の放射音に比例した信号を集音する。
次に、 第 1のマイクロフオン 1 6の出力を低域通過フィルタ 1 8を通過さ せた信号と第 2のマイクロフォン 1 7の出力を高域通過フィル夕 1 9を通過 させた信号を加算器 2 0に入力すると、 スピーカユニット 1 4から放射され る信号成分は除去され、 第 1のマイクロフォン 1 6で集音したスピーカュニ ット 1 4の周囲の騒音成分のみを抽出することができる。 この加算器 2 0の 出力であるスピーカュニット 1 4の周囲の騒音成分を変換手段としての整流 回路 2 1に加え交流信号から直流信号に変換し、 この整流回路 2 1の出力信 号を利得可変回路 1 1に加えることで、 スピーカユニット 1 4の周囲の騒音 に応じて自動的に利得を変化させることが可能となり、 より自然なマスキン グ補正ができる。
以下により具体例を用いて説明する。
第 2図は電力増幅器 1 2の出力信号に対する第 2のマイクロフォン 1 7の 出力信号の周波数及び位相特性を示す。 第 2図において、 位相特性が 0 ° と なる周波数は 7 0 H zである。 次に所定の帯域信号を出力する第 2のフィル 夕として遮蔽周波数が 7 0 H zである 1次の高域通過フィルタ 1 9を設定す る。 この高域通過フィルタ 1 9を通過させた第 2のマイクロフォン 1 7の出 力信号の周波数及び位相特性を第 3図に示す。 第 3図で位相特性が 0 ° とな る周波数は 9 5 H zである。
第 4図は電力増幅器 1 2の出力信号に対する第 1のマイクロフォン 1 6の 出力信号の周波数及び位相特性を示す。 次に所定の帯域信号を出力する第 1 のフィル夕として 9 5 H zで位相特性が— 1 8 0 ° となるように 1次の低域 通過フィル夕 1 8を設定する。 この 1次の低域通過フィル夕 1 8を通過させ た第 1のマイクロフォン 1 6の出力信号の周波数及び位相特性を第 5図に示 す。 第 3図、 第 5図にそれぞれ示すように、 第 1のマイクロフオン 1 6と第 2のマイクロフオン 1 7の出力信号の周波数及び位相特性はほぼ同じ帯域通 過特性となり、位相は互いに逆位相の関係となる。これらの信号を加算器 2 0 に入力することにより、 スピーカュニット 1 4から放射される信号成分は除 去され、 第 1のマイクロフォン 1 6で集音したスピーカユニット 1 4の周辺 の騒音のみを抽出することが可能となる。
尚、 本実施例においては第 1のマイクロフオン 1 6はダストキヤップ 1 5 に対し外側に配置した場合を示したが、 ダストキャップ 1 5の外表面に固着 しても構わない。 この場合、 スピーカユニット 1 4の外部に第 1のマイクロ フォン 1 6の設置場所を必要としないため、 スピーカュニット 1 4の取付場 所に制限がある場合に有利という効果を奏する。 また、 同様に第 1のマイク 口フォン 1 6は所定の間隔をあけてダス卜キヤ、.' 'プ 1 5に対峙していても構 わない。 この場合、 周囲騒音を含むスピーカユニット 1 4の再生信号を忠実 に得ることができ、 マスキング補正のための騒音成分の抽出精度が向上する という効果を奏する。 尚、 本実施例においては第 2のマイクロフオン 1 7はダストキヤップ 1 5 に対し内側に配置した場合を示したが、 ダストキャップ 1 5の内表面に固着 しても構わない。 この場合、 高温となるスピーカユニット 1 4の内部から間 隔をあけて配置できるため、 第 2のマイクロフォン 1 7を熱による破損から 保護できるという効果を奏する。 また、 同時に第 2のマイクロフォン 1 7は 所定の間隔をあけてダストキャップ 1 5に対峙していても構わない。 この場 合、 ダストキャップ 1 5の内側のスピーカユニット 1 4の再生信号を忠実に 得ることができ、 マスキング補正のための騒音成分の抽出精度が向上すると いう効果を奏する。
尚、 本実施例においては第 1のマイクロフォン 1 6はダストキヤップ 1 5 に対し外側に配置され、 かつ第 2のマイクロフオン 1 7はダストキヤップ 1 5に対し内側に配置した場合を示したが、 第 1のマイクロフォン 1 6と第 2のマイクロフォン 1 7は、 ダストキヤップ 1 5の中心軸上に配置され且つ ダストキャップ 1 5を境に互いに対峙していても構わない。 この場合、 スピ 一力ュニット 1 4の音質に全く影響を与えることなく第 1のマイクロフォン 1 6は周囲騒音を含むスピーカュニット 1 4の再生音を、 第 2のマイクロフ オン 1 7はダストキャップ 1 5の内側のスピーカュニット 1 4の再生音をよ り正確に得ることができるため、 音質の面で有利になるとともに、 スピーカ ュニット 1 4の周囲の騒音成分をより正確に抽出可能となり、 高精度なマス キング補正ができるという作用を有する。 産業上の利用可能性
以上のように本発明によれば、 スピーカュニッ卜のダストキャップの外側 と内側に配置した 2つのマイクロフオンのそれぞれの出力にフィルタ処理を 施してスピーカユニットから出力される信号成分を除去し、 スピーカュニッ 卜の周囲騒音のみを正確に取り出して整流回路で直流に変換後に入力段に設 けられた利得可変回路に加え、 スピーカュニットの周囲騒音に応じて利得を 自動的に変化させ、周囲の騒音にマスキングされない音響再生が可能となる。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 入力信号を増幅する電力増幅器と、 この電力増幅器の出力信号を再生す るバッフルに取り付けられたスピーカュニッ卜と、 このスピーカュニッ 卜のダストキャップに対し外側に配置された第 1のマイクロフオンと、 上記スピーカュニッ卜のダストキヤップに対し内側に配置された第 2の マイクロフォンと、 周囲騒音及び上記スピーカュニッ卜の再生信号を含 む上記第 1のマイクロフォンの出力信号を入力として所定の帯域信号を 出力する第 1のフィル夕と、 上記第 2のマイクロフォンの出力信号を入 力とし所定の帯域信号を出力する第 2のフィル夕と、 上記第 1のフィル 夕と上記第 2のフィル夕の出力信号を加算する加算器と、 この加算器か らの交流信号を直流信号に変換する変換手段と、 上記電力増幅器の入力 側に設けられ上記スピーカユニットの周囲騒音によって上記スピーカュ ニッ卜からの再生音がマスキングされないように上記変換手段からの直 流信号に応じて上記入力信号の大きさを自動的に調整する制御手段とを 備えた音響再生装置。
2 . 第 1のフィルタは 1次の低域通過フィル夕である請求の範囲第 1項に記 載の音響再生装置。
3 . 第 2のフィル夕は 1次の高域通過フィル夕である請求の範囲第 1項また は第 2項に記載の音響再生装置。
4 . 第 1のマイクロフォンはダストキヤップの外表面に固着した請求の範囲 第 1項に記載の音響再生装置。
5 . 第 2のマイクロフオンはダストキヤップの内表面に固着した請求の範囲 第 1項に記載の音響再生装置。
6 . 第 1のマイクロフォンは所定の間隔をあけてダストキャップに対峙した 請求の範囲第 1項に記載の音響再生装置。
7 . 第 2のマイクロフォンは所定の間隔をあけてダストキヤップに対峙した 請求の範囲第 1項に記載の音響再生装置。
8 . 第 1のマイクロフォンと第 2のマイクロフォンはダストキヤップの中心 軸上に配置され且つダストキャップを境にして互いに対峙した請求の範 囲第 1項に記載の音響再生装置。
9 . 変換手段は整流回路である請求の範囲第 1項に記載の音響再生装置。
10. 制御手段は変換手段からの直流信号により入力信号の増幅度を制御する 利得可変回路である請求の範囲第 1項に記載の音響再生装置。
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