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JP2000197181A - 音響装置 - Google Patents

音響装置

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JP2000197181A
JP2000197181A JP37139698A JP37139698A JP2000197181A JP 2000197181 A JP2000197181 A JP 2000197181A JP 37139698 A JP37139698 A JP 37139698A JP 37139698 A JP37139698 A JP 37139698A JP 2000197181 A JP2000197181 A JP 2000197181A
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Eiichi Suzuki
栄一 鈴木
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Yamaha Corp
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    • H03GCONTROL OF AMPLIFICATION
    • H03G5/00Tone control or bandwidth control in amplifiers
    • H03G5/16Automatic control
    • H03G5/18Automatic control in untuned amplifiers
    • H03G5/22Automatic control in untuned amplifiers having semiconductor devices
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04RLOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R3/00Circuits for transducers, loudspeakers or microphones

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Circuit For Audible Band Transducer (AREA)
  • Amplifiers (AREA)
  • Tone Control, Compression And Expansion, Limiting Amplitude (AREA)

Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 本来の周波数特性をできる限り維持しつつ、
電圧レベルが高いときでもクリップの発生を抑える。 【解決手段】 スピーカの駆動電圧に対応する信号を、
アンプの入力側に正帰還して等価的に負性インピーダン
ス成分を発生する負性インピーダンス発生手段と、前記
スピーカの駆動電圧のレベルに応じて前記負性インピー
ダンス発生手段の帰還利得を抑制して前記アンプの負荷
電圧振幅周波数特性を変化させる調整手段とを具備す
る。前記調整手段は、負荷電圧を検出する負荷電圧検出
手段と、前記負荷電圧検出手段が検出した負荷電圧のレ
ベルに対応した制御電圧を生成する制御電圧生成手段と
を有し、前記負性インピーダンス発生手段は、前記制御
電圧に応じて利得が変化する電圧制御増幅器を有し、こ
の電圧制御増幅器の出力を正帰還する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、例えば、小型ス
ピーカにおいて低音を発生する際に用いて好適な音響装
置に関する。
【0002】
【従来の技術】小型スピーカから低音を発生させる技術
は、従来から種々提案されている。例えば、図4は、ヘ
ルムホルツ共鳴と負性駆動の技術を組み合わせたスピー
カ駆動回路の一例であり、この回路によれば小型スピー
カを用いても低音を効率よく発音することができる。こ
こで、同図に示す回路について詳細に説明する。図にお
いて、1は反転増幅回路であり、増幅率を決める抵抗R
1、R2と差動増幅器2を有している。この差動増幅器
2の出力端と接地間にはスピーカSPと抵抗Rsが直列
に介挿されている。スピーカSPと抵抗Rsの接続点
は、帰還増幅器5を介して差動増幅器2の正転入力端に
接続されている。この場合、帰還増幅器5の増幅率はA
(固定値)に設定されている。6は加算器であり、入力
信号Siはこの加算器6を介して反転増幅回路1に入力
されるようになっている。10はアッテネータ、11は
レベルコントロール回路であり、これらによってリミッ
ティング回路12が構成されている。このリミッティン
グ回路12は、反転増幅回路1の出力端と加算機6との
間に介挿されている。なお、この種の音響装置は、特開
平1−302997号公報、特開平1−302998号
公報に開示されている。さて、図4に示す回路におい
て、差動増幅回路1側からみた出力インピーダンスZo
は、 Zo=Rs・(1−((R1+R2)/R1)・A) と表され、負性抵抗となることが分かる。ここで、図2
の曲線C1〜C3は上述した回路のスピーカー実負荷状
態での電圧振幅周波数特性である。曲線C1からC3に
向かうほど入力電圧が高くなっている。これらの曲線C
1、C2、C3は、各々入力電圧レベルが0dB、10
dB、20dBのときの周波数特性を示している。ま
た、図2に示すレベルL1は、電圧振幅の限界値を示し
ている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ここで、曲線C3に着
目すると、その低域においては、レベルL1を超えてい
る部分があり(図2の斜線参照)、クリップが発生して
いる。すなわち、入力信号成分のうち、この領域にある
ものは、波形が歪んで高調波を発生している。したがっ
て、歪みを回避するには、振幅がレベルL1に達しない
ようにリミッタをかける必要がある。ところで、図4に
示す回路の周波数特性は、図2に示すように2つのピー
クを有し、特に低域側(30Hz付近)のレベルが高く
なっている。これは低音を出力するには好ましい特性で
あるが、電圧振幅が限界値を超えないようにするために
は、この低音側のピークを抑制しなければならない。こ
のために、比較的低い入力電圧のときからリミッタをか
ける必要がある。例えば、図2に示す例で言えば、入力
電圧レベル10dB(曲線C2に対応)を過ぎたあたり
からリミッタを利かせる必要があり、リミッティング回
路12を、入力電圧の上昇に対して早めに作動するよう
に設定しておかなければならない。
【0004】しかしながら、上述のように低レベルのう
ちからリミッタを利かせると、低音再生のための好まし
い特性を相殺してしまい、本来の持ち味を発揮できない
という問題が生じた。このように、従来は電圧レベルが
低いうちにリミッタを利かせるという方法をとっていた
ので、音響装置がその周波数特性の一部に大きなピーク
を有する場合、入力電圧レベルを高くすると(ボリュー
ムを大きくすると)、本来の周波数特性の持ち味を生か
せないという問題があった。また、ボリュームを大きく
していくにつれて、周波数特性のピーク部分にリミッタ
が顕著に利いてくるので、不自然な感覚を覚えるという
問題があった。この発明は、上述した事情に鑑みてなさ
れたもので、本来の周波数特性をできるかぎり維持しつ
つ、電圧レベルが高いときでもクリップの発生を抑える
ことができる音響装置を提供することを目的としてい
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】上述した問題を解決する
ために、請求項1に記載の発明は、スピーカを駆動する
アンプと、前記スピーカの駆動電圧に対応する信号を、
前記アンプの入力側に正帰還して等価的に負性インピー
ダンス成分を発生する負性インピーダンス発生手段と、
前記スピーカの駆動電圧のレベルに応じて前記負性イン
ピーダンス発生手段の帰還利得を抑制して前記アンプの
負荷電圧振幅周波数特性を変化させる調整手段とを具備
することを特徴とする。
【0006】請求項2に記載の発明は、請求項1記載の
音響装置において、前記調整手段は、負荷電圧を検出す
る負荷電圧検出手段と、前記負荷電圧検出手段が検出し
た負荷電圧のレベルに対応した制御電圧を生成する制御
電圧生成手段とを有し、前記負性インピーダンス発生手
段は、前記制御電圧に応じて利得が変化する電圧制御増
幅器を有し、この電圧制御増幅器の出力を正帰還するこ
とを特徴とする。
【0007】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施の形態について説明する。 1.実施形態の構成 図1は、この発明の一実施形態の構成を示すブロック図
である。なお、図1において前述した図4と対応する部
分には同一の符号を付けてその説明を省略する。図1に
おいて、20は電圧制御増幅器であり、制御電圧Vcに
応じて増幅率が変化する。この電圧制御増幅器20は、
図4に示す帰還増幅器5と同様に帰還路を構成してい
る。また、電圧制御増幅器20は、制御電圧Vcが大き
くなると、その増幅率が小さくなるように設定されてい
る。
【0008】22は信号検出器であり、抵抗Rsの端子
電圧を検出する。信号検出器22の出力信号は、AC/
DCコンバータ23において直流に変換される。この場
合、AC/DCコンバータ23は、負荷電圧のレベルを
表すことになる。なお、信号検出器22とAC/DCコ
ンバータは、例えば、整流回路と平滑回路(積分回路)
の組み合わせでもよく、要は負荷電圧のレベルが検出で
きる構成であればよい。AC/DCコンバータ23の出
力信号は、制御電圧Vcとして電圧制御増幅器20に供
給される。ここで、電圧制御増幅器の利得をk・A(k
は制御電圧Vcに対応する変数、Aは固定値)とする。
【0009】さて、上記回路において、差動増幅回路1
側から見た出力インピーダンスZoは可変となり、次式
で表される。 Zo=Rs・(1−((R1+R2)/R1)・k・
A)
【0010】そして、以上の構成によるこの回路の周波
数特性は、図2の曲線C2’、C3’となる。なお、0
dBのときは図3に示す回路と同じ周波数特性であり、
曲線C1である。
【0011】図2に示す曲線C2’、C3’から明らか
なように、入力電圧レベルが高くなるにつれて(ボリュ
ームが大きくなるにつれて)、周波数特性のピーク部分
が徐々に小さくなっていく。これは負荷電圧が大きくな
ると、電圧制御増幅器20の増幅率が下がり、負性抵抗
による電圧印可の度合いが小さくなって、差動増幅器1
の入力電圧の上昇が抑えられるからである。
【0012】ここで、図3に電圧制御増幅器20のkと
スピーカ出力の関係の一例を示す。図3(イ)は、スピ
ーカSPの出力が5Wまではkの値は「1」であり、増
幅率は一定である。スピーカ出力が5Wを過ぎてからk
の値はリニアに減少する。電圧増幅器20にこのような
特性を持たせることにより、負荷電圧が大きい領域にお
いては、図2の曲線C2’、C3’に示すような特性が
得られる。
【0013】なお、kの値については、図3(ロ)に示
すように、曲線的に減少するように設定してもよい。要
は、負荷電圧が大きくなったときに(スピーカ出力が大
きくなったときに)、負性抵抗による電圧印可の度合い
が小さくなるようにkの特性を設定すればよい。
【0014】また、曲線C3’における利得よりも、さ
らに入力電圧レベルを上昇させると、低域側においてク
リップが発生するため、レベルL1を超えないようにリ
ミッティング回路12によるリミッティングが行われ
る。ただし、本実施形態においては、図4に示す従来装
置に比べ、リミッティングが行われる入力電圧レベルは
高いレベルになっている。
【0015】なお、本発明においては、入力電圧レベル
が高くなるに従って周波数特性が変化し、ピーク部分が
抑制されていくので、回路全体の設定によっては、リミ
ッティング回路12を設けなくとも、クリップの発生を
抑制することができる。したがって、状況によっては、
リミッティング回路12を省略することもできる。
【0016】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
本来の周波数特性をできる限り維持しつつ、電圧レベル
が高いときでもクリップの発生を抑えることができる音
響装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の一実施形態の構成を示すブロック
図である。
【図2】 同実施形態および従来装置の周波数特性を示
す波形図である。
【図3】 同実施形態における「k」の変化状態を示す
特性図である。
【図4】 従来装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
1……反転増幅回路、2……差動増幅器、20……電圧
制御増幅器(負性インピーダンス発生手段)、22……
信号検出器(調整手段;負荷電圧検出手段)、23……
AC/DCコンバータ(調整手段;制御電圧生成手
段)、Rs……抵抗(負性インピーダンス発生手段)。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5D020 CD04 5J030 CB03 CC00 CC02 5J090 AA02 AA41 CA22 DN02 FA01 FA17 HA25 KA02 KA04 KA23 KA26 KA34 KA62 MA12 MA13 MN04 NN02 NN05 NN07 TA01 TA02 TA03 5J091 AA02 AA41 CA22 FA01 FA17 HA25 KA02 KA04 KA23 KA26 KA34 KA62 MA12 MA13 TA01 TA02 TA03

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 スピーカを駆動するアンプと、 前記スピーカの駆動電圧に対応する信号を、前記アンプ
    の入力側に正帰還して等価的に負性インピーダンス成分
    を発生する負性インピーダンス発生手段と、 前記スピーカの駆動電圧のレベルに応じて前記負性イン
    ピーダンス発生手段の帰還利得を抑制して前記アンプの
    負荷電圧振幅周波数特性を変化させる調整手段とを具備
    することを特徴とする音響装置。
  2. 【請求項2】 前記調整手段は、 負荷電圧を検出する負荷電圧検出手段と、 前記負荷電圧検出手段が検出した負荷電圧のレベルに対
    応した制御電圧を生成する制御電圧生成手段とを有し、 前記負性インピーダンス発生手段は、前記制御電圧に応
    じて利得が変化する電圧制御増幅器を有し、この電圧制
    御増幅器の出力を正帰還することを特徴とする請求項1
    記載の音響装置。
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