JP2024000668A - acoustic equalizer device - Google Patents
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Abstract
Description
本件の発明は音響装置に属し,使用者がスピーカーシステムと増幅器を別々に用意してそれらを組み合わせて使用する形態の音響装置で用いるものであって,且つスピーカーや増幅器についての音響的・電気的専門的知識が浅い使用者でも,スピーカーから発生する低音域の音圧の周波数特性を容易に平坦化・改善・調整できるようにする装置に係る。 The present invention belongs to an audio device, and is used in an audio device in which a user prepares a speaker system and an amplifier separately and uses them in combination. The present invention relates to a device that allows even a user with little specialized knowledge to easily flatten, improve, and adjust the frequency characteristics of low-frequency sound pressure generated from a speaker.
第一の背景技術として,本件発明の発明者が取得した特許について説明する。 As the first background art, a patent obtained by the inventor of the invention will be explained.
特許文献1によれば,例えば発泡ウレタンのような小孔を有する弾性体や,柔軟で適当な密度で圧縮された繊維材で構成される音響抵抗物質により低音域の共振を機械的に抑制したスピーカーユニットをボックスに組み込み,それにより不足する低音の音圧を音圧が不足しはじめる周波数から低い周波数に向けて,スピーカーの最低共振周波数の0.5〜2倍まで6dB/octの利得の傾きで増加させるような周波数対利得特性を有するイコライザー回路で補正し,補正後にさらに不足する低い周波数の音圧をエンクロージャーの共振手段,例えばバスレフボックスのバスレフ共振で補うことで,小型のスピーカーユニットと当該スピーカーユニットを使用したスピーカーシステムでも従来にない低い周波数を再生可能な音響装置を構成することができる。
According to
しかしながらこのような音響装置は,スピーカーユニットとボックス,およびイコライザー回路を含む増幅器を,例えばテレビ受像器あるいはラジオ受信器のように一体で機能が完結する製品の一部分としてセット提供しなければ,専門知識のない一般ユーザーには十分な性能を提供できない。 However, such audio equipment requires specialized knowledge unless the speaker unit, box, and amplifier including the equalizer circuit are provided as part of a complete product, such as a television or radio receiver. It cannot provide sufficient performance for general users without.
また,スピーカーシステム,増幅装置(アンプ),CDプレイヤー等の装置を別々に提供し,使用者が個人の嗜好に応じてこれらを組み合わせて使用する形態のオーディオ装置においても,これらの装置類のうち,少なくとも前述の機械的に共振を抑制したスピーカーユニットを組み込んだスピーカーシステムと,当該スピーカーシステム用の低音の音圧不足を補正するイコラーザー装置だけはセットで提供しなければ,目的とする低音から高音までの一葉な再生音圧を保証できない。 Furthermore, in audio equipment in which devices such as a speaker system, amplification device (amplifier), and CD player are provided separately and the user uses them in combination according to individual tastes, some of these devices are , at least a speaker system incorporating the mechanically suppressed resonance speaker unit mentioned above and an equalizer device for correcting the lack of low sound pressure for the speaker system must be provided as a set, otherwise the desired low to high frequencies will be lost. We cannot guarantee the same level of playback sound pressure as possible.
なぜならば,低音用に使用するスピーカーシステムのスピーカーユニットや,それを組み込むボックス,共振抑制の程度等の諸元に応じて補正回路の補正特性を合せ込まなければならず,その補正特性の調整は,専門的な知識や相応の測定器具を使用する技術を有する者でなければはできないからである。 This is because the correction characteristics of the correction circuit must be adjusted according to specifications such as the speaker unit of the speaker system used for bass, the box in which it is installed, and the degree of resonance suppression. This is because it can only be done by a person who has specialized knowledge and the skills to use the appropriate measuring instruments.
前述の技術を有する者でなく音響的・電気的専門的知識が浅い層の一部にも,公開された製作事例やマニュアルを参考に,部品としてスピーカーユニットやボックス用の板材を購入し,自身でスピーカーシステムを組み上げる自作マニアが一般的に存在している。 Even some people who do not have the above-mentioned skills and have little acoustical or electrical expertise can purchase speaker units and board materials for boxes as parts, referring to published production examples and manuals. There are generally people who build their own speaker systems.
しかしながら,そのような自作マニアとよばれる層でさえ,前述した理由により特許文献1のような音響装置においては,低音域の周波数対音圧特性をうまく平坦化するイコライザーの製作や補正特性の調整は困難と考えられる。
However, even for such self-made enthusiasts, it is difficult to manufacture equalizers and adjust correction characteristics to effectively flatten the frequency vs. sound pressure characteristics in the bass range in audio equipment such as the one disclosed in
また,第二の背景技術としては,特許文献1によらない周知の技術,すなわち,共振を抑制しない在来技術による通常のスピーカーユニットとボックスによる,すなわち一般的なバスレフ形スピーカーシステム,あるいは一般的な密閉形スピーカーシステムと呼ばれるスピーカーシステムが存在する。
In addition, the second background technology is a well-known technology that is not based on
それらは,増幅装置(アンプ)と組み合わせて使用されるが,スピーカーユニットとボックスのパラメータ設計が不適切で低音域の周波数対音圧特性が望ましくない場合は,例えばアンプ側にグラフィックイコライザーのような周波数対利得特性の調整装置を用いて特性を改善することが考えられる。その場合もやはり相応の専門知識や測定器具を使用する技術を有する者でなければ対応は困難であった。 They are used in combination with an amplification device (amplifier), but if the parameter design of the speaker unit and box is inappropriate and the frequency vs. sound pressure characteristics in the bass range are undesirable, it may be necessary to install a graphic equalizer on the amplifier side. It is conceivable to improve the characteristics using a frequency-gain characteristic adjustment device. In such cases, it would be difficult to respond unless someone had the appropriate specialized knowledge and skills to use measuring instruments.
そこで本件発明は,スピーカーユニットの低域共振を抑制したスピーカーユニットを使用したバスレフ形スピーカーシステムやその他の在来の一般的なバスレフ形あるいは密閉形ボックスによるスピーカーシステムにおいて,前述の音響的・電気的専門的知識が浅い自作マニア,さらにはマニアではないがはじめてスピーカーユニットとボックス製作キットを購入してスピーカーシステムを製作してみようとする者でも,容易にスピーカーシステムの低音域の周波数特性の平坦化・改善が図れる音響イコライザー装置を提供することを課題としている。 Therefore, the present invention provides a bass reflex type speaker system using a speaker unit that suppresses the low frequency resonance of the speaker unit, and other conventional general bass reflex type or closed box type speaker systems. Even those who are not enthusiasts and are trying to build a speaker system by purchasing a speaker unit and box production kit for the first time can easily flatten the bass frequency response of a speaker system. - Our goal is to provide an improved acoustic equalizer device.
また,測定器具を使用する技術を有する者においても容易且つ精緻に低音域の周波数特性の平坦化・改善が図れる音響イコライザー装置を提供することを課題としている。 Another object of the present invention is to provide an acoustic equalizer device that allows even those skilled in the use of measuring instruments to easily and precisely flatten and improve the frequency characteristics of the bass range.
さらには,スピーカーユニットの低域共振を抑制したスピーカーユニットを使用したバスレフ形スピーカーシステムを対象とする場合には,当該スピーカーシステムをスピーカーユニットの口径の違いやボックスの大きさの違いにより複数種類を製品として提供した場合に,容易に対応可能な音響イコライザー装置を提供することを課題としている。 Furthermore, when targeting a bass reflex speaker system that uses a speaker unit that suppresses low-frequency resonance, it is necessary to use multiple types of speaker systems based on differences in the diameter of the speaker unit and the size of the box. Our objective is to provide an acoustic equalizer device that can be easily applied when provided as a product.
前述の課題を解決するために,請求項1では,低音域を受け持つスピーカーユニットの低音域の周波数対音圧特性をコントロールする装置であって,A<Bの関係にある周波数Aと周波数Bにおいて,Aの周波数における利得>B以上の周波数における利得なる関係があり,周波数Aと周波数Bの間の利得は6dB/octで変化する周波数対利得特性と,C<Bの関係にある周波数Cを中心とするBEF(バンド・エリミネーション・フィルター)の周波数対利得特性を備え,周波数A,周波数B,周波数Cは対象とするスピーカーユニットの口径から一義的に設定,選択もしくは調整操作できる手段を備えたことを特徴とする音響イコラーザー装置を提供したものである。
In order to solve the above-mentioned problem,
前述の課題を解決するために,請求項2では,前記周波数Aは周波数を調整する手段を備えることを特徴とする請求項1の音響イコラーザー装置を提供したものである。 In order to solve the above-mentioned problem, a second aspect provides the acoustic equalizer device according to the first aspect, wherein the frequency A includes means for adjusting the frequency.
前述の課題を解決するために,請求項3では,前記周波数Cを中心とするBEFの周波数Cにおける利得を調整する手段を備えることを特徴とする請求項1乃至請求項2の音響イコライザー装置を提供したものである。
In order to solve the above-mentioned problem, in
それにより請求項1では,スピーカーシステムに用いるスピーカーユニットやボックスの諸元から定まる周波数A,周波数B,周波数Cの値を知ることなく,専門知識や測定器具を使用する技術を有する者でなくとも,スピーカーユニットの口径情報だけから音響イコライザー装置の周波数A,周波数B,周波数Cを適正に設定でき,もってスピーカーシステムの低音域の周波数対音圧特性を容易に改善できる。
Therefore, in
請求項2では,請求項1による周波数Aをより精緻に調整でき,もってスピーカーシステムの低音域の周波数対音圧特性をより精緻に改善できる。
According to
請求項3では,周波数Cにおける音圧の山や谷を精緻に調整でき,もってスピーカーシステムの低音域の周波数対音圧特性をより精緻に改善できる。
According to
最初に本件発明のイコライザー装置を,特許文献1に基づき,機械的な共振抑制を施したスピーカーユニットをバスレフ形スピーカーシステムに適用した場合の一実施例について説明する。
First, an embodiment of the equalizer device of the present invention will be described based on
図1は,機械的な共振抑制を施したスピーカーユニット1をバスレフボックス2に取り付けた一実施例の説明図で,スピーカーユニット1の振動板101のボックス内部空間201側には音響抵抗物質3が配され,該音響抵抗物質3は,ボックス内部空間201にその一部の表面301だけが露呈するよう仕切り壁4で覆われ,振動板101による空気振動は仕切り壁4によって音響抵抗物質3の表面301を通じてのみボックス内部空間201に伝わるように構成される。またボックス2にはバスレフダクト202を併設してある。
FIG. 1 is an explanatory diagram of an embodiment in which a
なお,特許文献1の請求項3においては,エンクロージャーの共振手段を「エンクロージャーの主空間の等価機械スチフネスと別に設けた等価機械質量の組み合わせによる」としており,本件特許の説明のようにバスレフ形のボックスに限定はしていないが,代表形としてバスレフ形のボックスで説明する。
In addition, in
また,図1は特許文献1において図24の実施例に相当するが,特許文献1の請求項1における「前記スピーカーユニットの振動板の振動を制動することによる機械的共振の抑制手段」は特許文献1の図24では23,24の吸音材に,本件特許の図1では音響抵抗物質3に相当する。さらに特許文献1の請求項2における「前記機械的共振の抑制手段は,前記スピーカーユニットの振動板の背面と該振動板背面から所定の距離を置く開口を含み,該開口を介してのみ前記振動板の振動による空気振動が前記エンクロージャー内部の主空間に伝搬するようにした小空間内の,前記振動板と開口間に通気性と吸音性のある音響抵抗物質を配した」は,特許文献1の図24では,小空間を構成する壁20と小空間の開口2101内に吸音材23,24を配したものであるが,本件特許の図1では,音響抵抗物質3をその表面301を残して仕切り壁4で覆った構造に相当する。
Further, although FIG. 1 corresponds to the embodiment of FIG. 24 in
図2は図1に示すスピーカーシステムのスピーカーユニット1の図示しないボイスコイルを各周波数において均一な電圧で駆動した場合の周波数対音圧特性を示している。図2において,周波数Aは図1のスピーカーユニット1の最低機械共振周波数foを中心として近傍の周波数(特許文献1ではfoの0.5〜2倍としている),周波数Bは使用したスピーカーユニットのfo共振を完全に抑制した場合に低音側音圧が高音側音圧より低下し始める周波数,周波数Cはスピーカーユニット1をボックス2に取り付けた場合のスピーカーユニット1とボックス内部空間201の共振周波数,周波数Dは,ボックス内部空間201とバスレフダクト202の共振周波数であり,経験的にはfoの約1/2程度に設定する。
FIG. 2 shows frequency versus sound pressure characteristics when the voice coil (not shown) of the
図2において,(イ)は,スピーカーユニット1の共振を音響抵抗物質3で完全に抑制した場合の周波数対音圧特性で,後述するスピーカーユニットの口径をパラメータとする周波数Bを起点として低い周波数に向け6dB/octで音圧が減少するが,周波数Aにおいて,周波数Dを中心とするバスレフダクト202とボックス内部空間201のバスレフ共振による音圧の山(二)との重なりにより減少が収まる。
In Fig. 2, (a) shows the frequency vs. sound pressure characteristics when the resonance of the
(ハ)は,音響抵抗物質3を省略してスピーカーユニット1の共振を抑制しない場合の周波数対音圧特性で,スピーカーユニット1とボックス2の内部空間201の容積で定まる共振周波数C以上の周波数では音圧がほぼ一定,周波数C以下ではそれより低い周波数に向けて理論的に12dB/octで音圧が減少する。
(C) is the frequency vs. sound pressure characteristic when the
ここでスピーカーユニット1の共振とは,スピーカーユニット1とボックス2の内部空間201の容積で定まる共振周波数Cの共振に等しい。つまりスピーカーユニット1の最低機械共振周波数foはスピーカーユニット1を有限のボックスに取り付けない場合の共振周波数であって,これを有限のボックスに取り付けると共振周波数はfoより上昇する。その共振周波数が図2では周波数Cである。これをさらに別の言葉で説明すれば,図1の音響抵抗物質3はスピーカーユニット1の機械的共振抑制を行っているが,この共振抑制はスピーカーユニット1とボックス2の内部空間201による共振の抑制である。
Here, the resonance of the
(ロ)は,音響抵抗物質3によるスピーカーユニット1の機械的共振の抑制が完全でない場合の周波数対音圧特性で,(イ)と(ハ)の間に位置するが,共振抑制の程度によって(イ)もしくは(ハ)の特性に近づく。
(B) is the frequency versus sound pressure characteristic when the mechanical resonance of the
図3は図1に示すスピーカーシステムを駆動する電気系回路のブロック構成図で,5はCDプレイヤーのような音源装置で周知のもの,6は本件発明のイコライザー装置,7はスピーカーシステムに接続される電力増幅装置(パワーアンプ)で周知のものである。 FIG. 3 is a block configuration diagram of an electric circuit that drives the speaker system shown in FIG. 1, in which 5 is a well-known sound source device such as a CD player, 6 is an equalizer device of the present invention, and 7 is a circuit connected to the speaker system. This is a well-known power amplification device (power amplifier).
図3には示さないが,俗にプリアンプ,あるいはコントロールアンプと呼ばれ,音源装置や録音装置の選択・接続の切り替え,音量調整,本件発明のイコラーザー装置とは別の意味での低音・高音のレベル調整(俗称トーンコントロール)などを行う装置が,5と7の間で用いられるが,それらは本件発明の説明には不要であって周知のものであるので便宜上図と説明を省略している。 Although not shown in Figure 3, it is commonly called a preamplifier or control amplifier, and is used to select and connect sound source devices and recording devices, adjust volume, and adjust bass and treble frequencies in a different sense from the equalizer device of the present invention. Devices that perform level adjustment (commonly known as tone control) are used between 5 and 7, but they are not necessary for explaining the present invention and are well known, so their illustrations and explanations are omitted for convenience. .
図4は,図3における本件発明のイコライザー装置6の詳細回路の一実施例であり,オペアンプを中心とするアナログ回路で構成したものである。図4における601はレベル調整用の可変抵抗,602は増幅器,603はCとRによるイコライザー回路,604はバッファアンプ,605は周波数バンド内で利得が減衰するBEF(バンド・エリミネーション・フィルター)回路である。 FIG. 4 shows an example of a detailed circuit of the equalizer device 6 of the present invention shown in FIG. 3, which is constructed of analog circuits mainly including operational amplifiers. In FIG. 4, 601 is a variable resistor for level adjustment, 602 is an amplifier, 603 is an equalizer circuit using C and R, 604 is a buffer amplifier, and 605 is a BEF (band elimination filter) circuit whose gain is attenuated within the frequency band. It is.
図では,入力信号の周波数対利得特性の処理順はイコライザー回路603,BEF回路605の順としているが,その前後の順,その他の増幅回路やバッファアンプ等は必要に応じ変更を許容される。 In the figure, the processing order of the frequency vs. gain characteristic of the input signal is the equalizer circuit 603 and the BEF circuit 605, but the order before and after that, other amplifier circuits, buffer amplifiers, etc. can be changed as necessary.
また602,603,604,605の基本の各回路はオペアンプやフィルターの回路として周知のものであって,改めて詳細な動作の説明は不要と考えるが,603のCRによるイコライザー回路の周波数対利得特性は,図5のように周波数A以下の利得>周波数B以上の利得で,周波数Aと周波数Bの間は6dB/octで変化する。なお説明の都合上,図5の周波数Aと周波数Bは図2における周波数Aと周波数Bに対応し同一の関係としているが,実際は後述のように若干のずれを許容する。 In addition, the basic circuits of 602, 603, 604, and 605 are well known as operational amplifier and filter circuits, and I think it is unnecessary to explain their detailed operation again, but the frequency vs. gain characteristics of the equalizer circuit using CR of 603 As shown in FIG. 5, gain below frequency A>gain above frequency B, and changes between frequency A and frequency B at 6 dB/oct. For convenience of explanation, frequencies A and B in FIG. 5 correspond to frequencies A and B in FIG. 2 and have the same relationship, but in reality, a slight deviation is allowed as will be described later.
周波数Aと周波数Bは回路中のR1,C1,R2によって,周波数A=1/(2π(R1+R2)C1),周波数B=1/(2πR2C1)として定まるが,本実施例の回路ではSW1で接続されるC1をC11〜C13に切り替えることにより周波数Aと周波数Bの両方をセットで段階的に切り替え,且つR1内の可変抵抗r1で周波数Aを,R2内の可変抵抗r2で周波数Bを調整できるようにしている。その理由は後述する。 Frequency A and frequency B are determined by R1, C1, and R2 in the circuit as frequency A = 1/(2π(R1+R2)C1) and frequency B = 1/(2πR2C1), but in the circuit of this example, they are connected at SW1. By switching C1 to C11〜C13, both frequency A and frequency B can be switched stepwise as a set, and frequency A can be changed by variable resistor r1 in R1, and frequency B can be changed by variable resistor r2 in R2. I am able to adjust it. The reason will be explained later.
図6は,イコライザー回路603の図2に示す周波数対音圧特性に対する補正効果を説明する図で,図2に示す(イ)〜(ニ)の各音圧特性は,図5に示す周波数対利得特性の補正により(イ’)〜(ニ’)の各音圧特性となる。 FIG. 6 is a diagram explaining the correction effect of the equalizer circuit 603 on the frequency versus sound pressure characteristics shown in FIG. 2. Each of the sound pressure characteristics (A) and (D) shown in FIG. By correcting the frequency vs. gain characteristics shown, the sound pressure characteristics (A') and (D') are obtained.
図5に示す周波数対利得特性で補正した場合に,音響抵抗物質3による機械的共振抑制が完全でない場合,すなわち補正前の特性が図2における(ロ)(ハ)の場合では,補正後の図6では,平坦特性(イ’)に対し(ロ’)(ハ’)のように周波数Cで音圧の山ができる。
When correcting with the frequency versus gain characteristics shown in Fig. 5, if the mechanical resonance suppression by the
図4の605のBEF回路は一般的にはグラフィックイコライザーと呼ばれる装置に用いられるものであって,一般的なグラフィックイコライザーでは点線枠内の回路部分が複数の異なる中心周波数のバンド毎,例えば30,60,120,250,500・・・Hz毎に併設され,中心周波数での利得は減少と増加を可能としている。 The BEF circuit 605 in FIG. 4 is generally used in a device called a graphic equalizer. In a typical graphic equalizer, the circuit portion within the dotted line frame is divided into multiple bands of different center frequencies, for example, 30, They are installed at each frequency of 60, 120, 250, 500...Hz, and the gain at the center frequency can be decreased or increased.
本件発明のイコライザー装置の構成要件では,中心周波数すなわちバンドは1つだけの回路となっており,且つ利得は減少方向のみ調整可能であれば必要十分条件となるが増加方向の調整を含んでもさし使えない。バンドの中心周波数Cは,説明の都合上図2の中心周波数Cと同一の関係とするが,実際は後述するように若干のずれを許容する。また図の可変抵抗r3により図7のように中心周波数Cの利得を調整できるようにしている。なお図7に示す利得の調整はゼロから減少方向のみを表している。 Regarding the constituent elements of the equalizer device of the present invention, it is a necessary and sufficient condition that the center frequency, that is, the circuit has only one band, and that the gain can be adjusted only in the decreasing direction, but it is also possible to include adjustment in the increasing direction. I can't use it. For convenience of explanation, the center frequency C of the band is assumed to have the same relationship as the center frequency C in FIG. 2, but in reality, a slight deviation is allowed as will be described later. Further, the gain of the center frequency C can be adjusted as shown in FIG. 7 by using the variable resistor r3 shown in the figure. Note that the gain adjustment shown in FIG. 7 shows only the decreasing direction from zero.
R3とr3は通常のグラフィックイコライザーではR3がなくr3のみであって(もしくはR3の抵抗値がゼロであって),C2に接続されるr3のスライダー(可変端子)位置が抵抗の中点で利得の変化がゼロ,図のスライダーより上側の抵抗値がゼロで利得が最小(利得の減衰が最大),スライダーより図の下側の抵抗がゼロで利得が最大(または利得の増大が最大)であるが,本件発明ではR3の抵抗値を0(ゼロ)〜r3までの範囲で選択して構成することができる。この理由も後述する。 For R3 and r3, in a normal graphic equalizer, there is no R3 and only r3 (or the resistance value of R3 is zero), and the slider (variable terminal) position of r3 connected to C2 is the midpoint of the resistance and the gain is adjusted. The resistance value above the slider in the diagram is zero and the gain is minimum (the gain attenuation is maximum), and the resistance below the slider in the diagram is zero and the gain is maximum (or the gain increase is maximum). However, in the present invention, the resistance value of R3 can be selected from a range up to 0 (zero) 〜r3. The reason for this will also be explained later.
また該中心周波数Cは図のC2,C3,R4,R5により,中心周波数C=1/2π√(C2C3R4R5)の式で定まるが,図のSW2によりC21とC31,C22とC32,C23とC33のようにセットで段階的に切り替えるようにしている。この理由も後述する。 Also, the center frequency C is determined by the formula of center frequency C=1/2π√(C2C3R4R5) using C2, C3, R4, and R5 in the figure. I try to change the settings step by step as a set. The reason for this will also be explained later.
なお,周波数Aと周波数Bのように周波数Cも調整できるようにすることができ,この場合r5の可変抵抗を設けることが考えられるがr5は必須の構成要件ではない。 Note that like frequency A and frequency B, frequency C can also be adjusted, and in this case, a variable resistor r5 may be provided, but r5 is not an essential component.
図7は先に述べたが,BEF回路605の周波数対利得特性を示す。BEFのバンド中心周波数Cは,前述のとおり図2,図6の周波数Cと同一であり,且つ減衰特性のバンド幅は,図6の周波数DとBに概ね対応するよう適度に回路定数で設定されるものとする。 As described above, FIG. 7 shows the frequency versus gain characteristics of the BEF circuit 605. As mentioned above, the band center frequency C of BEF is the same as the frequency C in Figs. 2 and 6, and the bandwidth of the attenuation characteristic is appropriately set with circuit constants so as to roughly correspond to the frequencies D and B in Fig. 6. shall be carried out.
中心周波数Cにおける利得の減衰度合は,前述のとおり図4のr3にて調整するが,最大で図6の周波数Cにおける(ハ’)と(イ’)の音圧の差以上とし,最小でゼロ,r3のスライダーの中間位置でほぼ最大と最小のほぼ中間に設定する。すなわち,図7の(ハ”)は図6の(ハ’)と(イ’)の差分(ハ’-イ’)の逆特性,図7の(ロ”)は図6の(ロ’)と(イ’)の差分(ロ’-イ’)の逆特性となるよう回路定数を構成する。 The degree of gain attenuation at the center frequency C is adjusted by r3 in Figure 4 as described above, but it should be at most the difference between the sound pressures (C') and (A') at frequency C in Figure 6, and at the minimum. Set the slider between zero and r3 to be approximately halfway between the maximum and minimum. In other words, (C") in FIG. 7 is the inverse characteristic of the difference (H'-I') between (C') and (A') in FIG. 6, and (B") in FIG. 7 is the inverse characteristic of (B') in FIG. The circuit constants are configured to have the inverse characteristic of the difference (lo'-a') between and (a').
図7の(イ”)の特性が利得減衰ゼロを表すが,これは図4の回路図においてR3=r3としr3のスライダーを図4の下方いっぱいの位置に調整して実現される。 The characteristic (A'') in FIG. 7 represents zero gain attenuation, which is achieved by setting R3=r3 in the circuit diagram of FIG. 4 and adjusting the slider of r3 to the full lower position in FIG.
さて,以上のように構成した本件発明のイコライザー装置であるが,スピーカーシステム側の周波数対音圧特性図2の周波数A,周波数B,周波数Cと図4の切り替えSW1およびSW2の切り替えの関係について今一歩詳細な説明が必要である。実は,図1のように構成したスピーカーシステムにおいて図2の周波数A,周波数B,周波数Cは使用するスピーカーの口径によって概ね類似の値に集約され,イコライザー装置において図7の周波数A,周波数B,周波数Cは口径毎に代表値を用い,それを中心値(基準値)としても差し支えないのである。 Now, regarding the equalizer device of the present invention configured as described above, regarding the relationship between the frequency vs. sound pressure characteristics on the speaker system side, frequencies A, B, and C in FIG. 2 and the switching of switching SW1 and SW2 in FIG. A more detailed explanation is required now. In fact, in the speaker system configured as shown in Fig. 1, the frequencies A, B, and C in Fig. 2 are generally summarized to similar values depending on the diameter of the speakers used, and in the equalizer device, the frequencies A, B, and C in Fig. 7 are summarized into similar values. For the frequency C, a representative value may be used for each aperture, and this may be used as the center value (reference value).
そのことを,まず周波数Bについて説明すれば,公称10cmの口径のスピーカーでは周波数Bは約1000Hz,20cmの口径のそれでは約500Hzとなる。これは一般に円板の放射インピーダンスを表す関係式として Ka=2πa/λ(a:円板の半径,λ:波長)が知られておりKaが1以下では実効的な放射インピーダンスが低下し,振動板が同一の振幅で振動するとき,音圧はインピーダンスの低下に応じて低下すると言われている。このKaが1になる周波数が,円板の口径が10cm(半径a≒5cmとする)では約1000Hz,口径20cm(半径a≒10cmとする)では約500Hzとなるからである。実際にはスピーカーユニットの上市製品において,呼びの口径が同一といえども振動板の半径は製品毎に若干のばらつきがあり,周波数Bも若干のばらつきが生じるが,概ね周波数Bは使用するスピーカーの口径で一義的に代表値を定めて,それを中心値(基準値)としても差し支えない。 To explain this first, frequency B is approximately 1000 Hz for a speaker with a nominal diameter of 10 cm, and approximately 500 Hz for a speaker with a nominal diameter of 20 cm. This is generally known as the relational expression Ka = 2πa/λ (a: radius of the disc, λ: wavelength) that expresses the radiation impedance of a disc, and when Ka is less than 1, the effective radiation impedance decreases and vibration It is said that when the plate vibrates with the same amplitude, the sound pressure decreases as the impedance decreases. This is because the frequency at which Ka is 1 is about 1000 Hz when the diameter of the disk is 10 cm (assuming radius a≈5 cm), and about 500 Hz when the disk diameter is 20 cm (assuming radius a≈10 cm). In reality, in commercially available speaker units, even if the nominal diameter is the same, the radius of the diaphragm varies slightly from product to product, and the frequency B also varies slightly, but in general, the frequency B varies depending on the speaker being used. There is no problem in determining a representative value uniquely based on the caliber and using that as the central value (reference value).
次に周波数Aは前述のように,スピーカーユニットのfoを中心にその0.5〜2倍の範囲として考えているが,このfoも現在上市されているスピーカーユニットでは周波数Bと同様,口径により,例えば口径10cmのスピーカーユニットでは概ね80Hz程度,口径12〜16cmの口径のそれでは50〜70Hz程度,口径20cmのそれでは40Hz程度という具合に口径で類似のものとなっている(あくまでオーディオ用途として低音再生を十分に配慮した上市製品であって自作用でよく利用されているものを対象としている)。従って周波数Aは,使用するスピーカーユニットの口径毎における平均的なfoに対し0.5〜2倍の範囲に含まれる適当な倍率で一律に補正すれば,口径で一義的に代表値を定め,それを中心値(基準値)としても差し支えない。 Next, as mentioned above, frequency A is considered to be a range of 0.5 times twice the fo of the speaker unit, but this fo is also similar to frequency B in speaker units currently on the market. Depending on the aperture, for example, a speaker unit with a diameter of 10cm has a frequency of around 80Hz, a speaker unit with a diameter of 12'16cm has a frequency of around 50'70Hz, and a speaker unit with a diameter of 20cm has a frequency of around 40Hz. (This is intended only for commercially available products that have been carefully considered for bass reproduction for audio purposes, and that are often used for home-made purposes.) Therefore, if the frequency A is uniformly corrected by an appropriate magnification within the range of 0.5 x 2 for the average fo for each aperture of the speaker unit used, the representative value can be uniquely determined by the aperture. There is no problem in determining this value and using it as the central value (reference value).
さらに周波数Cにおいても,周波数Cは使用するスピーカーユニットのfoに対し,10cmでは概ね1.5倍,20cmでは概ね2倍のように,使用するスピーカーユニットの口径によって概ね定まるのである。 Furthermore, the frequency C is approximately determined by the aperture of the speaker unit used, such as approximately 1.5 times the fo of the speaker unit used, and approximately 2 times the fo of the speaker unit used, such as approximately 1.5 times the fo of the speaker unit used.
これは,第一の従来技術で提示した特許文献1において,バスレフボックスのバスレフダクトの共振周波数すなわち周波数Dは,経験的に使用するスピーカーユニットのfoの約1/2に設定することを先に述べたが,このときのバスレフダクトの共振周波数は,ダクトの断面積と長さおよびボックスの内容積から計算されるので,スピーカーユニットの口径毎に目的とするバスレフ共振周波数が定まれば,実用的なダクト断面積と長さを設定すればおのずとボックスの内容積は類似の大きさに制約を受けること。
This is because, in
さらに使用する口径のスピーカーユニット外形寸法がボックスに適度の納まりを持って取り付け可能でなければならず,そのふたつの制約から妥当で実用的なボックス内容積はスピーカーユニットの口径毎にある範囲に集約されるからである。 Furthermore, the external dimensions of the speaker unit of the diameter to be used must be able to be installed in the box with an appropriate fit, and due to these two constraints, the reasonable and practical internal volume of the box is limited to a certain range for each diameter of the speaker unit. This is because it will be done.
例えば,スピーカーユニットが10cm口径,foが80Hzであるとき,ボックスの内容積の設計は,先の制約から3L〜10L程度の範囲に集約されて設計される。このときのスピーカーユニットとボックス内部空間の共振周波数Cは,3Lで約130Hz(foの約1.6倍),5Lで約110Hz(foの約1.4倍),10Lで約100Hz(foの約1.3倍)となるが,共振周波数Cのfoに対する倍率は概ね1.5倍(120Hz)を代表値として定め,それを中心値(基準値)として差し支えない。 For example, when the speaker unit has an aperture of 10 cm and an fo of 80 Hz, the internal volume of the box is designed within a range of approximately 3L〜10L due to the above constraints. At this time, the resonance frequency C of the speaker unit and the internal space of the box is approximately 130 Hz (approximately 1.6 times of fo) for 3L, approximately 110 Hz (approximately 1.4 times of fo) for 5L, and approximately 100 Hz (approximately 1.4 times of fo) for 10L. However, the magnification of the resonant frequency C with respect to fo is determined to be approximately 1.5 times (120 Hz) as a representative value, and this may be used as the center value (reference value).
同様にスピーカーユニットが20cm口径,foが40Hzであるとき,ボックスの内容積は,10cm口径の場合と同様の理由で,15L〜40L程度の範囲に集約されて設計されることが多い。このときのスピーカーユニットとボックス内部空間の共振周波数Cは,15Lで100Hz(foの約2.5倍),20Lで80Hz(foの約2倍),40Lで65Hz(foの約1.6倍)となるが,共振周波数Cのfoに対する倍率は概ね2倍(80Hz)を代表値として定め,それを中心値(基準値)として差し支えない。 Similarly, when the speaker unit has a diameter of 20 cm and fo is 40 Hz, the internal volume of the box is often designed to be in the range of about 15 L〜40 L for the same reason as in the case of a speaker unit with a diameter of 10 cm. At this time, the resonance frequency C of the speaker unit and the internal space of the box is 100Hz (approximately 2.5 times the fo) for the 15L, 80Hz (approximately twice the fo) for the 20L, and 65Hz (approximately 1.6 times the fo) for the 40L. ) However, the magnification of the resonant frequency C with respect to fo is determined to be approximately twice (80 Hz) as a representative value, and this may be used as the center value (reference value).
これは,上述の周波数Cの説明において,代表値を用いたイコライザー側の周波数Cとスピーカーシステム側の実際の周波数Cとで若干の周波数ズレが起きることを示しているが,このズレによる周波数対音圧特性への影響を検証すれば,スピーカーシステム側の周波数Cとイコライザー装置側の周波数Cの比,すなわち(スピーカーシステム側の周波数C)/(イコライザー装置側の周波数C)が0.5あるいは2のとき周波数対音圧特性において周波数Cの近傍で最大6dBの音圧段差が生じることになる。これは,図6における(ハ)と(イ)の特性の音圧差が周波数Cの位置を除き6dB/octとなるからで,周波数が2倍変化するときの音圧差が6dBとなるからである。 In the explanation of frequency C above, this indicates that a slight frequency difference occurs between the frequency C on the equalizer side using the representative value and the actual frequency C on the speaker system side. Verifying the effect on the sound pressure characteristics, the ratio of the frequency C on the speaker system side and the frequency C on the equalizer device side, that is, (frequency C on the speaker system side) / (frequency C on the equalizer device side) is 0.5 or 2, a maximum sound pressure step difference of 6 dB occurs near frequency C in the frequency versus sound pressure characteristic. This is because the sound pressure difference between characteristics (c) and (a) in Figure 6 is 6 dB/oct except for the position of frequency C, and the sound pressure difference when the frequency changes twice is 6 dB. .
しかし,前述のいくつかの事例のうち(スピーカーシステム側の周波数C)/(イコライザー装置側の周波数C)が最大となる最悪条件は,20cm口径,ボックス内容積15Lの場合であり,その比は1.25である。そのときの音圧への影響は6dBの1/4,すなわち1.5dBの音圧段差が周波数Cの近傍に現れる程度にしかならない。実際に上市されているスピーカーシステムの周波数対音圧特性においては,その再生可能周波数範囲内において±6〜10dBの凸凹ができることは常であってそれでも正常範囲であるから1.5dBという音圧段差はさほど大きなものではない。したがってスピーカーシステム側の実際の周波数Cと,その代表値で定めたイコライザー側の周波数Cに若干の周波数ズレがあってもほとんど差し支えないのである。 However, among the several cases mentioned above, the worst condition in which (frequency C on the speaker system side)/(frequency C on the equalizer device side) is the maximum is the case where the diameter is 20 cm and the internal volume of the box is 15 L, and the ratio is It is 1.25. The effect on the sound pressure at this time is only to the extent that a sound pressure step difference of 1.5 dB, ie, 1/4 of 6 dB, appears near frequency C. In the frequency versus sound pressure characteristics of speaker systems that are actually on the market, it is normal for there to be unevenness of ±6〜10 dB within the reproducible frequency range, but even that is within the normal range, so the sound level is 1.5 dB. The pressure difference is not very large. Therefore, there is almost no problem even if there is a slight frequency difference between the actual frequency C on the speaker system side and the frequency C on the equalizer side determined by its representative value.
同様の理由で周波数A,周波数Bにおいても,イコライザー側は使用するスピーカーユニットの口径毎に代表値を用いても差し支えないのである。なお,説明で代表値をさらに中心値(基準値)と置き換えているのは,周波数A,周波数B,周波数CはSW1とSW2の切り替えのほかにr1,r2,r5による調整手段の存在を考慮しているためで,その調整位置に中心(基準)の位置を設けておき,調整がその位置にあるとき代表値となることを前提としているためである。むろん調整手段による調整で先の音圧段差を解消できることは言うまでもない。 For the same reason, for frequencies A and B, the equalizer may use representative values for each diameter of the speaker unit used. In addition, in the explanation, the representative value is further replaced with the center value (reference value) because frequency A, frequency B, and frequency C take into consideration the existence of adjustment means using r1, r2, and r5 in addition to switching between SW1 and SW2. This is because it is assumed that a center (reference) position is set at the adjustment position and that the representative value is obtained when the adjustment is at that position. Of course, it goes without saying that the above sound pressure level difference can be eliminated by adjustment using the adjustment means.
以上から,周波数Aと周波数Bと周波数Cは使用するスピーカーユニットの口径のみの情報で一義的に定めることが可能なのである。 From the above, it is possible to uniquely determine frequency A, frequency B, and frequency C using only information about the diameter of the speaker unit to be used.
従って,本件発明のイコラーザー装置においては,例えば使用するスピーカーユニットの口径の表示を施した切り替えスイッチをイコライザー装置に設けて置き,スイッチの切り替え位置に応じてイコライザー装置内部で周波数Aと周波数Bと周波数Cをその中心値(基準値)に切り替えるようにしておけば,使用者はイコライザー装置の切り替えSWのつまみを,使用するスピーカーユニットの口径により切り替え選択するだけで,本来スピーカーユニットやボックス大きさ等の諸元から計算や実験等によって設定されるべき周波数A,周波数B,周波数Cそのものを知ることなく概ね適切に各周波数の設定が行えるのである。 Therefore, in the equalizer device of the present invention, the equalizer device is provided with a changeover switch that displays the diameter of the speaker unit to be used, and the frequency A, frequency B, and frequency are changed inside the equalizer device according to the switching position of the switch. If C is set to be switched to its center value (reference value), the user can simply switch the switch knob of the equalizer device depending on the diameter of the speaker unit to be used, and the user can change the size of the speaker unit, box size, etc. It is possible to approximately appropriately set each frequency based on the specifications of the frequency A, frequency B, and frequency C to be set by calculations, experiments, etc. without knowing the actual frequency A, frequency B, and frequency C themselves.
本件発明の実施例では,SW1とSW2がそのスピーカーユニットの口径に応じた切り替えスイッチに該当する。図4の実施回路例はLRステレオ両CHのLもしくはRの片側CHの回路のみを示しており,片側回路だけでSW1には1回路3接点のスイッチが,SW2は2回路3接点のスイッチが必要になる。従ってLR両CHを一度に切り替え選択するためにはSW1は2回路3接点,SW2は4回路3接点のスイッチが必要になる。このSW1とSW2は独立させてもよいし6回路3接点としてひとつにまとめてもよい。またSW2はC2側とC3側で個別に設けてもよく切り替え位置の指示がスピーカーユニットの口径で行えるようになっていれば問題ない。なお接点数は適用を想定するスピーカーユニットの口径の種類に応じて増減可能である。 In the embodiment of the present invention, SW1 and SW2 correspond to changeover switches depending on the diameter of the speaker unit. The circuit example in Figure 4 shows only the circuit for one side of L or R of both LR stereo channels, and with only one circuit, SW1 has a switch with 1 circuit and 3 contacts, and SW2 has a switch with 2 circuits and 3 contacts. It becomes necessary. Therefore, in order to switch and select both LR CHs at once, SW1 requires a switch with 2 circuits and 3 contacts, and SW2 requires a switch with 4 circuits and 3 contacts. These SW1 and SW2 may be made independent or may be combined into one with 6 circuits and 3 contacts. Further, SW2 may be provided separately on the C2 side and the C3 side, and there is no problem as long as the switching position can be instructed by the aperture of the speaker unit. Note that the number of contacts can be increased or decreased depending on the type of caliber of the speaker unit to which it is assumed to be applied.
さらには,イコライザー装置表面ではSWの切り替え位置の指示は記号や周波数表記のみとし,取扱説明書等でスピーカーユニットの口径とSWの切り替え位置すなわち記号や周波数との対応関係を表として示してもよい。 Furthermore, on the surface of the equalizer device, the SW switching position may be indicated only by symbols and frequency notation, and in the instruction manual, etc., the correspondence between the speaker unit aperture and the SW switching position, that is, the symbol and frequency, may be shown as a table. .
以上のような本件発明のイコライザー装置において,使用するスピーカーユニットの口径を切り替えSW1,SW2によって選択し,その内部において周波数Aと周波数Bと周波数Cがスピーカーユニットの口径に応じて切り替えられるとき,前述のとおり本来のスピーカーシステムの図2に示す周波数対音圧特性は,図5に示すイコライザー回路603の周波数対利得特性により,図6の周波数Dと周波数Bの間は(イ’)〜(ハ’)の範囲に存在することになる。 In the equalizer device of the present invention as described above, when the aperture of the speaker unit to be used is selected by switching SW1 and SW2, and frequency A, frequency B, and frequency C are switched in accordance with the aperture of the speaker unit, the above-mentioned As shown in FIG. 2, the frequency vs. sound pressure characteristics of the original speaker system shown in FIG. 2 are due to the frequency vs. gain characteristics of the equalizer circuit 603 shown in FIG. ;(c') exists in the range.
次に図6の周波数Dと周波数Bの間が(イ’)〜(ハ’)の範囲の周波数対音圧特性であるとき,図7に示すBEF回路605の周波数対利得特性により,図8の周波数対音圧特性に補正される。 Next, when the frequency vs. sound pressure characteristic between frequency D and frequency B in FIG. , corrected to the frequency vs. sound pressure characteristics shown in FIG.
図1に示すスピーカーシステムの音響抵抗物質3によるスピーカーユニット1の機械的共振の抑制が完全でなく,図2に示す周波数対音圧特性が(ロ)のようであって,その特性が(イ)と(ハ)の中央に位置する特性であれば,BEF回路605のr3のスライダーは利得調整の中央位置にしておくことで,SW1とSW2の切り替えのみで,図6に示す周波数対音圧特性の周波数Cの音圧の山(ロ’)は,図8の(a)のように平坦化できる。
The mechanical resonance of the
もし,図1に示すスピーカーシステムの音響抵抗物質3によるスピーカーユニット1の機械的共振の抑制が完全に近く,図2に示す周波数対音圧特性が(イ)に近い場合,BEF回路605のr3のスライダーが利得調整の中央位置で,SW1とSW2を切り替えたのみでは,図6に示す周波数対音圧特性の周波数Cの音圧(イ’)は,図8の(b)のように周波数Cで音圧の谷ができる。そのときはr3のスライダーを調整して図7の周波数対利得特性を(イ”)側に調整すれば図8の(a)に近づけることが可能である。
If the mechanical resonance of the
逆に,図1に示すスピーカーシステムの音響抵抗物質3によるスピーカーユニット1の機械的共振の抑制がほとんど効いておらず図2に示す周波数対音圧特性が(ハ)に近い場合,BEF回路605のr3のスライダーが利得調整の中央位置で,SW1とSW2を切り替えたのみでは,図6に示す周波数対音圧特性の周波数Cの音圧(ハ’)は,図8の(c)のように周波数Cで音圧の山ができる。そのときはr3のスライダーを調整して図7の周波数対利得特性を(ハ”)側に調整すれば(a)に近づけることが可能である。
On the other hand, if the suppression of the mechanical resonance of the
この調整は,測定器具を用いて精緻に行うこともできるが,単に楽音の聴感のみにより好ましく聴こえるよう適当に行うこともできる。 This adjustment can be done precisely using a measuring instrument, but it can also be done appropriately so that the musical tone sounds more preferable just by the auditory sensation.
なぜこのような調整が必要であるかというと,現実的な機械的共振抑制では,その周波数対音圧特性は図2の(ロ)に示すように特性曲線(ハ)と(イ)の中間に位置せざるを得ず,抑制の程度は使用するスピーカーユニットや音響抵抗物質,さらには音響抵抗物質の圧縮具合等によって変わり,(ハ)と(イ)の間の位置を限定できないからである。完全に共振を抑制できればこのような調整は不要であるが,完全に共振を抑制してしまうにはスピーカーユニットの振動板の振動を止めてしまうくらいに音響抵抗物質の内部を行き来する空気の流動を抑制しなければならないからであって,そうすると振動板の振動をも抑制して肝心な音の発生も抑制してしまうから機械的な共振抑制は自ずと中途半端にならざるを得ないのである。 The reason why this kind of adjustment is necessary is that in practical mechanical resonance suppression, the frequency versus sound pressure characteristic will fall somewhere between the characteristic curves (c) and (a), as shown in (b) in Figure 2. This is because the degree of suppression varies depending on the speaker unit used, the acoustic resistance material used, the degree of compression of the acoustic resistance material, etc., and the position between (c) and (b) cannot be limited. . If resonance could be completely suppressed, such adjustments would not be necessary, but in order to completely suppress resonance, the flow of air that goes back and forth inside the acoustic resistance material is sufficient to stop the vibration of the diaphragm of the speaker unit. This is because the vibration of the diaphragm must be suppressed, and the important sound generation is also suppressed, so mechanical resonance suppression has to be half-hearted.
ここで,図2の(ハ)に示す特性は,スピーカーユニットに音響抵抗物質による機械的共振抑制が全く講じられていない場合の周波数対音圧特性で,周波数Bからスピーカーユニットとボックスの内部空間容積で定まる共振周波数Cまでほぼ音圧は一定となり,周波数Cから12dB/octの傾斜で音圧が減少する特性である。 Here, the characteristics shown in Figure 2 (c) are the frequency vs. sound pressure characteristics when the speaker unit is not subjected to any mechanical resonance suppression using an acoustic resistance material. The sound pressure is almost constant until the resonance frequency C determined by the volume, and the sound pressure decreases from the frequency C at a slope of 12 dB/oct.
従って,前述の図4の605のBEF回路の中心周波数Cにおける利得を図2の周波数Cにおける(ハ)と(イ)の音圧差の約1/2を中間点として,残り±1/2程度を調整できるようにしておけば,現実的な機械的共振抑制を講じた場合において概ね図2の(イ)の特性に近づけることが可能であるし,製作したスピーカーシステムの機械的共振抑制の程度に応じ残り±1/2の調整で正確に(イ)の特性に合わせ込むことも可能になる。つまりr3のスライダーは利得調整の中央位置を中心値(基準値)とすれば良い。 Therefore, the gain at the center frequency C of the BEF circuit 605 in FIG. If it is possible to adjust the characteristics, it is possible to approximate the characteristics shown in (a) in Figure 2 when realistic mechanical resonance suppression is implemented, and the degree of mechanical resonance suppression of the manufactured speaker system can be adjusted. It is also possible to accurately match the characteristics of (A) by adjusting the remaining ±1/2 depending on the amount. In other words, the center value (reference value) of the slider r3 may be set at the center position of the gain adjustment.
このことは,極端な場合,第一の従来技術で提示した特許文献1の構成要件から音響抵抗物質3による機械的共振抑制手段を外して構成したスピーカーシステムでも,605のBEF回路の中心周波数Cにおける利得調整で機械的共振を抑制したことと同様の効果を得て当該特許と同様の低音再生能力を備えた小型の音響装置を構成できることを示唆している。
In an extreme case, even in a speaker system configured by removing the mechanical resonance suppressing means by the
すなわち,図2で説明したようにバスレフボックスのバスレフ共振の周波数をスピカーユニットのfoの約1/2に設定し,つぎに周波数Aを使用するスピーカーユニットのfoの1倍を基本として0.5〜2倍程度に調整することで,音響抵抗物質3による機械的共振抑制を行わなくても,使用するスピーカーユニットのfoの約1/2の周波数を再生可能な小型の音響装置を得ることができる。
That is, as explained in Fig. 2, the bass reflex resonance frequency of the bass reflex box is set to approximately 1/2 of the fo of the speaker unit, and then frequency A is set to 0.5 〜By adjusting it to about twice as much, a small acoustic device can be obtained that can reproduce a frequency of approximately 1/2 of the fo of the speaker unit used without performing mechanical resonance suppression using the
しかしその場合,振動板とボックス内部空間は音響抵抗物質がない状態で結ばれるから,ボックスを平行6面体で構成するとき,ボックス内部の平行壁面間の距離に応じて発生する共振が振動板に直接伝搬し,当該共振音が振動板からスピーカーシステムの外部空間に伝搬する,すなわち,いわゆる箱鳴りと呼ばれる共振音を箱の外部に放出しやすいという弊害が残る。 However, in that case, the diaphragm and the interior space of the box are connected without any acoustic resistance material, so when the box is configured as a parallelepiped, the resonance that occurs depending on the distance between the parallel walls inside the box is transmitted to the diaphragm. The problem remains that the resonant sound propagates directly from the diaphragm to the external space of the speaker system, that is, the resonant sound called so-called box noise is likely to be emitted to the outside of the box.
周波数A,周波数Bの調整は,測定器具を用いて周波数を最適点に調整する場合や,取扱説明書で調整位置と周波数対音圧特性の関係を説明し,使用するスピーカーユニットとスピーカーユニットの機械的共振の抑制の程度,およびボックスの状況に応じ,単に使用者の感覚で聴感上の好ましい位置に調整するために用いることが考えられる。周波数Cに調整手段を設けた場合も同様である。 Adjustment of Frequency A and Frequency B can be done by adjusting the frequency to the optimum point using a measuring instrument, or by explaining the relationship between the adjustment position and frequency vs. sound pressure characteristics in the instruction manual, and checking the speaker unit and speaker unit to be used. Depending on the degree of suppression of mechanical resonance and the condition of the box, it may be possible to simply use the user's senses to adjust the position to a preferable audible position. The same applies when the frequency C is provided with an adjusting means.
周波数Aと周波数Bの調整は,SW1による隣り合う切り替え位置での周波数を連続的にカバーできるように設定することが可能である。例えば周波数Aの調整においては,SW1による切り替えが口径で10cm,13cm,20cmの指示であって,周波数Aが口径10cm位置で80Hz,13cm位置で60Hzを中心値として設定してあるとき,10cm位置での調整が周波数マイナス側で概ね10Hz,13cm位置で調整が周波数プラス側で概ね10Hzを最低調整できるように構成すれば周波数Aは口径10cmと13cmの間をほぼ連続的に調整できることになる。13cmと20cmの間も同様である。 Adjustment of frequency A and frequency B can be set so that frequencies at adjacent switching positions by SW1 can be continuously covered. For example, when adjusting frequency A, if the switching by SW1 is to specify 10 cm, 13 cm, and 20 cm in aperture, and frequency A is set to 80 Hz at the 10 cm aperture position and 60 Hz at the 13 cm position, then If the adjustment is configured so that the minimum adjustment is approximately 10 Hz on the negative frequency side, and the minimum adjustment is approximately 10 Hz on the positive frequency side, the frequency A can be adjusted almost continuously between the apertures of 10 cm and 13 cm. The same applies between 13cm and 20cm.
さらに周波数Aの調整は,中心値(基準値)をfoとして,その1/2から2倍程度の調整が可能なように構成すれば非常に好ましい。なぜなら,特許文献1では,周波数Aは使用するスピーカーユニットのfoの0.5〜2倍としているが,調整の中心値をfoの1倍としておき調整の範囲を中心値からマイナス側を0.5倍〜1倍,プラス側を1倍〜2倍に調整できるようにして常時は中心値に設定しておけば,SW1の切り替えだけでまず使用スピーカーユニットのfoに設定し,次に調整でマイナス側には最大0.5倍,プラス側には最大2倍の調整を口径毎にできる。
Furthermore, it is very preferable to adjust the frequency A so that the center value (reference value) is fo and the frequency A can be adjusted by about 1/2 to twice that value. This is because, in
前述のとおり,バスレフダクトとボックス内部空間の共振周波数Dは使用するスピーカーユニットのfoの約1/2に設定することを基本にすると説明しているが,スピーカーユニットの口径が5cmクラスでは,foが200Hz程度である。このようなスピーカーユニットにおいて試作した経験値では,共振周波数Dを70Hzに設定し,周波数Aを130Hz近傍に調整してもうまく周波数対音圧特性を平坦にできた実績がある。 As mentioned above, it is explained that the resonance frequency D of the bass reflex duct and the internal space of the box is basically set to about 1/2 of the fo of the speaker unit used, but if the speaker unit diameter is 5 cm class, the fo is about 200Hz. Based on our experience with prototype speaker units of this type, we have successfully flattened the frequency vs. sound pressure characteristics even when the resonance frequency D was set to 70 Hz and the frequency A was adjusted to around 130 Hz.
この実績では,周波数Dは使用するスピーカーユニットのfoの0.35倍,そのときの周波数Aはfoの0.65倍であって,周波数Aの調整はfoの0.5倍〜1倍の範囲設定で調整可能である。 In this performance, the frequency D is 0.35 times the fo of the speaker unit used, and the frequency A at that time is 0.65 times the fo, and the adjustment of the frequency A is 0.5 times the fo〜 Adjustable by setting a 1x range.
また,スピーカーユニットの口径が10cmで,foが80Hzのものを使用した経験値では,周波数Dを40Hzに,周波数Aを160Hz近傍に調整しうまく周波数対音圧特性を平坦にできた実績がある。この実績では,周波数Dはスピーカーユニットのfoの1/2,そのときの周波数Aはfoの2倍であって,周波数Aの調整はfoの1倍〜2倍の範囲設定で調整可能である。このように周波数Aの調整を使用できる。 Also, according to experience using a speaker unit with a diameter of 10 cm and a fo of 80 Hz, it has been possible to flatten the frequency vs. sound pressure characteristics by adjusting frequency D to 40 Hz and frequency A to around 160 Hz. . In this performance, the frequency D is 1/2 of the fo of the speaker unit, and the frequency A at that time is twice the fo, and the adjustment of the frequency A is adjusted by setting a range of 1 x 〜2 times the fo. It is possible. Adjustment of frequency A can thus be used.
一方で周波数Bの調整範囲は,前述のとおり周波数Bがスピーカーユニットの振動板の口径から唯一の値が計算されるようなものなので,周波数Aほど調整範囲を広くする必要がないが,口径毎に計算される中心値(基準値)に対し最大でもマイナス側は0.5倍〜1倍.プラス側は1倍〜1.5倍の調整ができれば十分と考える。 On the other hand, the adjustment range for frequency B is such that the only value for frequency B is calculated from the aperture of the diaphragm of the speaker unit, as mentioned above, so there is no need to make the adjustment range as wide as for frequency A, but the adjustment range for each aperture is The maximum negative side is 0.5 times 〜1 times the central value (reference value) calculated. On the positive side, I think it is sufficient to be able to adjust by 1x or 1.5x.
この調整機能は,すでに述べたことの繰り返しになるが,周波数Aと周波数Bのr1とr2,周波数Cのr3とさらにr5の調整位置をまず中心点(基準点)にしておけば,口径によるSW1とSW2の切り替えのみで,専門知識や測定器具を使用する技術を持たない者でも概ね適正に周波数Aと周波数B,周波数Cを設定できるというメリットがあるほか,使用するスピーカーユニットの口径や機械的共振抑制の程度,ボックスの容積,ダクトの共振周波数等の諸元と調整範囲の関係について装置の取り扱い説明書に記載しておけば,専門知識や測定器具を使用する技術を有する者のほか,そのような知識や技術を保有しない者でも,より精緻に周波数Aと周波数Bを好ましく調整できようになるという効果がある。 This adjustment function repeats what has already been said, but if you first set the adjustment positions of r1 and r2 of frequencies A and B, r3 of frequency C, and r5 as the center point (reference point), it will depend on the aperture. This has the advantage that even a person without specialized knowledge or skill in using measuring instruments can set Frequency A, Frequency B, and Frequency C appropriately by simply switching between SW1 and SW2. If the relationship between specifications such as the degree of resonance suppression, box volume, and duct resonance frequency, and the adjustment range is described in the equipment instruction manual, it will be easier for those with specialized knowledge and skills to use the measuring instruments. This has the effect that even a person who does not have such knowledge or technology can adjust frequency A and frequency B more precisely and preferably.
なお,図4においてレベル調整回路601の前のコンデンサC0は,低音カット用に設けたもので設けてもよいし設けなくてもよいが,設ける場合はそのカットオフ周波数を前述の周波数Aより高くすることは好ましくない。なぜなら周波数Aが請求項の構成要件のひとつとして重要であるからである。 In addition, in FIG. 4, the capacitor C0 in front of the level adjustment circuit 601 is provided for cutting bass and may or may not be provided, but if provided, the cutoff frequency should be higher than the frequency A mentioned above. It is not desirable to do so. This is because the frequency A is important as one of the constituent features of the claims.
図4の実施例のようにスピーカーユニットの口径によって周波数A,周波数B,周波数Cを切り替えるよう構成する場合は,C0を数種類用意してC1,C2,C3と同様に切り替えるようにすることもできるし,ただ1種類の値だけ設けてカットオフ周波数を一番大きな口径のスピーカーユニットにおける周波数A以下としておくことや有なしを選択できるようにすることも考えられる。経験的にC0のコンデンサを設けることで音がスッキリする場合がある。 If the configuration is such that frequency A, frequency B, and frequency C are switched depending on the diameter of the speaker unit as in the embodiment shown in FIG. 4, it is also possible to prepare several types of C0 and switch them in the same way as C1, C2, and C3. However, it is also conceivable to provide only one type of value and set the cutoff frequency to be lower than the frequency A of the speaker unit with the largest diameter, or to be able to select the presence or absence of the cutoff frequency. Experience has shown that installing a C0 capacitor can sometimes make the sound cleaner.
図9にイコライザー装置の図4とは別の回路の実施例を示す。図9と図4の違いは,CとRによるイコライザー回路の周波数Aと周波数Bの切り替えをC1の容量の切り替えによらず,R1,R2の値によって行うもので,単にR1全体,R2全体を可変抵抗として連続的に周波数を変えられるようにしてもよいし,段階的に切り替えるようにすることも考えられる。 FIG. 9 shows an example of a circuit of the equalizer device different from that shown in FIG. 4. The difference between Fig. 9 and Fig. 4 is that the switching between frequency A and frequency B of the equalizer circuit using C and R is performed by the values of R1 and R2, not by switching the capacitance of C1. It may be possible to use a variable resistor to change the frequency continuously, or it may be possible to change the frequency in stages.
R1やR2を連続的に変化させる場合は,周波数Aと周波数Bの変更は点での切り替えにはならないが,R1とR2の抵抗が必要な抵抗値となる位置における可変抵抗のつまみの指示位置にスピーカーユニットの口径や記号を表示するようにしておけば,切り替えSWと同様に扱えるものにできる。 When changing R1 and R2 continuously, changing frequency A and frequency B does not mean switching at a point, but the indicated position of the variable resistor knob at the position where the resistance of R1 and R2 reaches the required resistance value. By displaying the aperture and symbol of the speaker unit, it can be handled in the same way as a switching switch.
また別の方法としては,図10のようにC1,C2とC3のセット(C2&C3)でプラグイン部品として構成し,当該プラグイン部品はスピーカーユニットの口径毎に複数種用意提供しておいて,イコライザー装置側で当該プラグイン部品を交換接続できるようにしておけば,使用者はスピーカーユニットの口径に応じてプラグイン部品を選択してイコライザー装置に取り付け接続することで周波数A,周波数B,周波数Cを適切に設定できるようにする構造でも問題ない。 Another method is to configure a set of C1, C2, and C3 (C2 & C3) as a plug-in part as shown in Figure 10, and provide multiple types of plug-in parts for each diameter of the speaker unit. If the equalizer device side allows the plug-in parts to be exchanged and connected, the user can select the plug-in parts according to the diameter of the speaker unit and connect them to the equalizer device to adjust the frequency A, frequency B, and frequency. There is no problem with a structure that allows C to be set appropriately.
極端な場合,C1,C2,C3は切り替えとせず,イコライザー装置の周波数A,周波数B,周波数Cは唯一種類の固定として,イコライザー装置そのものをスピーカーユニットの口径に応じて,これは10cm口径用,これは20cm口径用として構成してもよい。 In an extreme case, C1, C2, and C3 are not switched, and the frequency A, frequency B, and frequency C of the equalizer device are fixed, and the equalizer device itself is adjusted according to the diameter of the speaker unit. This may be configured for a 20 cm diameter.
次に,第二の従来技術で述べた,機械的共振抑制を講じないスピーカーユニットをバスレフボックスに組み合わせた一般的なバスレフ形スピーカーシステム,同じく機械的共振抑制を講じないスピーカーユニットを密閉形ボックスに組み合わせた一般的な密閉形スピーカーシステムの,本件発明のイコライザー装置を用いた周波数対音圧特性の改善について説明する。 Next, as described in the second prior art, we will introduce a general bass reflex speaker system in which a speaker unit that does not take mechanical resonance suppression is combined with a bass reflex box, and a speaker unit that also does not take mechanical resonance suppression in a sealed box. Improving the frequency versus sound pressure characteristics of a combined general closed speaker system using the equalizer device of the present invention will be explained.
図11は,第二の従来技術による一般的バスレフ形スピーカーシステムを示し,図12は,その設計を失敗した事例の周波数対音圧特性を説明する図である。 FIG. 11 shows a general bass reflex speaker system according to the second prior art, and FIG. 12 is a diagram illustrating the frequency versus sound pressure characteristics of a case where the design failed.
この失敗事例は,一般的なバスレフボックスの設計において,図11のスピーカーユニット1’とバスレフボックス2’の共振周波数(周波数C’)に対し,バスレフダクト202’の共振周波数(周波数D’)の設定が低すぎた場合で,図12においてバスレフダクトを考慮しない音圧特性(ホ)とバスレフダクトの音圧特性(ヘ)の合成音圧特性(ト)において,周波数C’と周波数D’の間に音圧の谷ができてしまった事例である。 This failure example is caused by the fact that in the design of a general bass reflex box, the resonance frequency (frequency D') of the bass reflex duct 202' is different from the resonance frequency (frequency C') of the speaker unit 1' and bass reflex box 2' in FIG. If the setting is too low, in Figure 12, in the composite sound pressure characteristic (g) of the sound pressure characteristic without taking into account the bass reflex duct (e) and the sound pressure characteristic of the bass reflex duct (f), the frequency C' and the frequency D' This is an example of a sound pressure valley forming between the two.
このような場合に,本件発明のイコライザー装置を使用して周波数対音圧特性を改善する場合,まず本件発明のイコライザー装置を図3に示す位置に接続し,次にSW1とSW2をスピーカーユニットの口径にセットする。そのとき周波数Aは中心位置(基準値)で調整なしのままとする。次に周波数Cの利得調整を利得最小(利得の減少が最大)に調整する。その後バスレフダクト内にグラスウール等の音響抵抗物質を詰め込んでバスレフ共振の度合を調整しながら,周波数Aを調整して聴感,または測定器で全体の音圧バランスの調整を行う。 In such a case, when using the equalizer device of the present invention to improve frequency vs. sound pressure characteristics, first connect the equalizer device of the present invention to the position shown in Figure 3, and then connect SW1 and SW2 of the speaker unit. Set to caliber. At this time, the frequency A is left at the center position (reference value) without adjustment. Next, the gain adjustment of frequency C is adjusted to the minimum gain (the maximum decrease in gain). Thereafter, the degree of bass reflex resonance is adjusted by filling the bass reflex duct with an acoustic resistance material such as glass wool, and the frequency A is adjusted to adjust the overall sound pressure balance by hearing or using a measuring device.
この調整について図12〜図16を用いて詳細に説明する。図12において音圧特性(ホ)は,スピーカーユニットとボックス内部空間の共振により,当該共振の中心周波数C’における音圧が,周波数B’における音圧と同一レベルにまで持ち上げられ,中心周波数C’より低い周波数では音圧が急激に低下する特性になっている。周波数C’より低い周波数における音圧低下は12dB/octで起こると一般的には言われている。 This adjustment will be explained in detail using FIG. 12〜FIG. 16. In Fig. 12, the sound pressure characteristic (E) shows that due to the resonance between the speaker unit and the internal space of the box, the sound pressure at the center frequency C' of the resonance is raised to the same level as the sound pressure at the frequency B'. 'The sound pressure is characterized by a rapid drop at lower frequencies. It is generally said that the sound pressure decrease at frequencies lower than frequency C' occurs at 12 dB/oct.
そのため,周波数C’と周波数D’の間の周波数間隔が広い場合,音圧特性(ホ)と音圧特性(へ)の重なり部分の音圧が双方とも低いため,合成の音圧特性は(ト)のように周波数C’と周波数D’の間で音圧の谷が生じるのである。 Therefore, when the frequency interval between frequency C' and frequency D' is wide, the sound pressure at the overlapped part of sound pressure characteristics (E) and sound pressure characteristics (E) is both low, so the synthesized sound pressure characteristics are ( As shown in g), a valley in sound pressure occurs between frequency C' and frequency D'.
本件発明のイコライザー装置を使用した場合,まず装置内の図4の603のイコライザー回路の図5に示す周波数対利得特性により,図12のスピーカーシステムの周波数対音圧特性は図13のように補正される。 When using the equalizer device of the present invention, first, the frequency vs. sound pressure characteristics of the speaker system in FIG. 12 are corrected as shown in FIG. 13 by the frequency vs. gain characteristics shown in FIG. 5 of the equalizer circuit 603 in FIG. 4 in the device. be done.
このとき図12の周波数B’は前述の如くほぼスピーカーユニットの口径だけに依存するので,口径が同一であれば図5の周波数Bも同一となり,一般的なバスレフ形スピーカーシステムにおいてもイコライザー装置をそのまま適用可能である。 At this time, the frequency B' in FIG. 12 depends almost only on the aperture of the speaker unit as described above, so if the apertures are the same, the frequency B' in FIG. It can be applied as is.
つぎに,図13の周波数対音圧特性は,図4のBEF回路605の図7に示す周波数対利得特性により,図14のように補正される。このときBEF回路605のr3による中心周波数Cにおける利得の調整を利得最小(利得の減少を最大)とすることで,図6〜図8の説明と同一の内容で図14の周波数C’の音圧の山を平坦化することができる。 Next, the frequency vs. sound pressure characteristics shown in FIG. 13 are corrected as shown in FIG. 14 by the frequency vs. gain characteristics shown in FIG. 7 of the BEF circuit 605 of FIG. 4. At this time, by adjusting the gain at the center frequency C by r3 of the BEF circuit 605 to the minimum gain (maximizing the decrease in gain), the frequency C' of FIG. It is possible to flatten the peaks of sound pressure.
図14に示すように,イコライザー装置の周波数Cは,前述のように厳密には改善対象の一般的なバスレフ形スピーカーシステムの周波数C’とは一致しない。これは使用するスピーカーユニットのfoが製品によって若干の違いがあるほか,主には一般的なバスレフ形ボックスと,本イコライザー装置の本来の使用目的である第一の従来技術で提示した特許文献1に示すバスレフ形ボックスとで,その構成の考え方の違いから,ボックス内部空間の容積の設定に違いが出るためである。
As shown in FIG. 14, the frequency C of the equalizer device does not strictly match the frequency C' of the general bass reflex speaker system to be improved, as described above. This is due to the fact that the fo of the speaker unit used differs slightly depending on the product, and it is mainly due to the general bass reflex type box and the
図14の例では,周波数Cが周波数C’より若干高い場合を説明しているが,一般的にはボックス内部空間の容積の違いによるスピーカーユニットとボックス内部空間の容積の共振周波数の違いは,前述のとおり数十%程度にしかならず,それによる周波数Cと周波数C’の音圧差は僅か数dB未満にしかならないので,周波数C’と周波数Cの不一致は周波数対音圧特性にはほとんど影響せず,中心周波数C’の音圧の山を中心周波数CのBEF回路で概ね補正可能なのである。 In the example of FIG. 14, a case is explained in which the frequency C is slightly higher than the frequency C', but in general, the difference in the resonance frequency between the speaker unit and the volume of the box interior space due to the difference in the volume of the box interior space is As mentioned above, the discrepancy between frequencies C' and C' is only about a few tens of %, and the resulting sound pressure difference between frequency C and frequency C' is less than a few dB, so the mismatch between frequencies C' and C has almost no effect on the frequency vs. First, the peak of the sound pressure at the center frequency C' can be generally corrected by the BEF circuit at the center frequency C.
図14において,中心周波数D’のバスレフダクト202’とボックス内部空間201’によるバスレフ共振の音圧(ヘ’)の山のピークの音圧は,図4のイコラーザー回路603とBEF回路605の補正により,図14の周波数C’における補正後の音圧に対し高くなることが予想される。 In FIG. 14, the sound pressure at the peak of the bass reflex resonance sound pressure (F') due to the bass reflex duct 202' and the box internal space 201' with the center frequency D' is corrected by the equalizer circuit 603 and the BEF circuit 605 in FIG. Therefore, it is expected that the sound pressure will be higher than the corrected sound pressure at frequency C' in FIG.
従って,もしバスレフ共振の音圧が図14のように周波数C’における補正後の音圧に対し高くなった場合は,この音圧の山を適度に下げる必要がある。図15はその様子を示す図で,図14の共振周波数D’の音圧の山(ヘ’)を図11のバスレフダクト202’内にグラスウールのような音響抵抗物質をつめて共振度合を弱く調整し,併せて周波数Aの調整も行い(ヘ”)のように山の高さを下げる操作を行う。この調整も測定器によって行うこともできるし,単に聴感によって適当に調整することもできる。 Therefore, if the sound pressure of the bass reflex resonance becomes higher than the corrected sound pressure at frequency C' as shown in FIG. 14, it is necessary to reduce the peak of this sound pressure appropriately. FIG. 15 is a diagram showing this situation. The sound pressure peak (F') at the resonance frequency D' in FIG. 14 is reduced by filling the bass reflex duct 202' in FIG. At the same time, adjust the frequency A and lower the height of the peak as shown in (F).This adjustment can also be done with a measuring device, or it can be adjusted appropriately simply by hearing. .
以上図11〜図15の説明のように,一般のバスレフ形スピーカーシステムにおいて図
12のように,周波数D’と周波数C’の間に音圧の谷があるような場合でも,本件発明によるイコラーザー装置を用いて,図15のように音圧の谷が無い状態に改善することが比較的容易にできる。もし本件発明のイコライザーを用いない場合は,スピーカーユニットを変更するか,ボックスを作り変えて共振周波数C’を低く変更するか,バスレフダクトのダクト長を短くして共振周波数D’を高く変更するか,いずれにしても機械系の造作をやりかえなければならなくなり,かなりの労力が必要である。
As explained above in FIG. 11〜FIG. 15, even when there is a valley in sound pressure between frequency D' and frequency C' in a general bass reflex type speaker system as shown in FIG. Using the equalizer device according to the above, it is relatively easy to improve the condition so that there is no valley in the sound pressure as shown in FIG. If the equalizer of the present invention is not used, either change the speaker unit, change the box to lower the resonant frequency C', or shorten the duct length of the bass reflex duct to raise the resonant frequency D'. In either case, the mechanical features would have to be replaced, which would require a considerable amount of effort.
これは,図12示す中心周波数C’のスピーカーユニットとボックス内部空間による機械的な共振を,図4に示す電気的補正手段BEF回路605とイコライザー回路603で平坦化し特性を再構築する効果であって,機械系の造作はそのままで特性だけを改善できる。 This is an effect of flattening the mechanical resonance caused by the speaker unit and the internal space of the box with the center frequency C' shown in FIG. 12 using the electrical correction means BEF circuit 605 and equalizer circuit 603 shown in FIG. 4, and reconstructing the characteristics. Therefore, only the characteristics can be improved while leaving the mechanical features as they are.
なお図11〜図15の説明において,周波数Bや周波数Cの調整は説明しなかったが,状況に応じ適宜調整することでより補正を精緻に適正化できることは言うまでもない。 Although adjustment of frequency B and frequency C was not explained in the explanation of FIG. 11〜FIG. 15, it goes without saying that the correction can be made more precise and appropriate by making appropriate adjustments depending on the situation.
以上から,周波数D’におけるバスレフダクトの共振度合の音響抵抗物質による調整,あるいは周波数Aの調整という手間はあるが,従来の一般的なバスレフ形スピーカーシステムにおいて,そのパラメータ設計を失敗した場合に,専門知識や測定装置を有する技術者でなくても低音域の周波数対音圧特性を改善可能なのである。 From the above, although it takes effort to adjust the resonance degree of the bass reflex duct at frequency D' using an acoustic resistance material or to adjust frequency A, if the parameter design fails in a conventional general bass reflex speaker system, It is possible to improve the frequency versus sound pressure characteristics in the bass range even if you are not an engineer with specialized knowledge or measurement equipment.
このことを逆に言えば,従来の一般的なバスレフ形スピーカーシステムにおいて,ボックス内容積を意図的に通常より小さく設定しても本件発明のイコライザー装置を用いれば適正な設定と同じだけの低音の周波数再生能力を得ることができるということであるし,また内容積を適正に設定された一般的なバスレフ形スピーカーシステムであれば,スピーカーシステムのバスレフダクトをより長く改造してバスレフ共振の周波数D’をより低くして,図12に示すような周波数対音圧特性の谷を故意に作り,そこに本件発明のイコライザー装置を適用すれば,手元にある一般的なバスレフ式スピーカーシステムの低音再生周波数の拡大が図れるということである。これは,第一の従来技術の特許でスピーカーユニットに音響抵抗物質による機械的共振抑制手段を施さなかった場合に等しい。 Conversely, in a conventional general bass reflex speaker system, even if the internal volume of the box is intentionally set smaller than usual, if the equalizer device of the present invention is used, the bass sound will be the same as the proper setting. This means that it is possible to obtain frequency reproduction ability, and if it is a general bass reflex type speaker system with an appropriately set internal volume, the bass reflex duct of the speaker system can be modified to make it longer and the bass reflex resonance frequency D can be increased. ' by intentionally creating a valley in the frequency vs. sound pressure characteristics as shown in Figure 12, and applying the equalizer device of the present invention there, the low frequency reproduction of the common bass reflex speaker system at hand can be achieved. This means that the frequency can be expanded. This is equivalent to the case in which the speaker unit is not provided with mechanical resonance suppression means using an acoustic resistance material in the first prior art patent.
図16は,第二の従来技術による密閉形ボックスによるスピーカーシステムで,図17はその周波数対音圧特性を説明する図である。 FIG. 16 shows a speaker system using a closed box according to the second prior art, and FIG. 17 is a diagram illustrating its frequency versus sound pressure characteristics.
図17において,周波数C”はスピーカーユニット1”とボックス内容積201”の共振周波数であって,理論的にスピーカーユニット1”のfoより高くなるが,スピーカーユニット1”のfoやQに対し,内容積201”を適正に選定すれば,図17に示すように周波数C”以上の周波数では音圧を平坦化できる。 In FIG. 17, frequency C'' is the resonance frequency of speaker unit 1'' and box internal volume 201'', and is theoretically higher than fo of speaker unit 1'', but with respect to fo and Q of speaker unit 1'', If the internal volume 201'' is appropriately selected, the sound pressure can be flattened at frequencies equal to or higher than the frequency C'', as shown in FIG.
このような密閉形スピーカーシステムに本件発明のイコライザー装置を適用し,かつSW1とSW2の切り替え位置をスピーカーユニット1”の口径に合わせた場合,まずイコライザー回路603の図5に示す補正特性により周波数対音圧特性は図18の(チ’)ように周波数C”に音圧の山が生じ,次にBEF回路605の図7に示す補正特性により図19の(チ”)のように,周波数Aまで平坦な特性に改善が可能である。 When the equalizer device of the present invention is applied to such a closed speaker system, and the switching positions of SW1 and SW2 are adjusted to the diameter of the speaker unit 1'', first, the frequency response is adjusted by the correction characteristics of the equalizer circuit 603 shown in FIG. In the sound pressure characteristics, a peak of sound pressure occurs at frequency C'' as shown in (ch') in FIG. 18, and then due to the correction characteristic of the BEF circuit 605 shown in FIG. It is possible to improve the characteristics to flat characteristics.
図18と図19において,周波数C”は周波数Cに,周波数B”は周波数Bに置き換えてもほぼ問題ないことは前述したとおりなので,ここではC”≒C,B”=Bとして説明する。 In FIGS. 18 and 19, it is possible to replace the frequency C" with the frequency C and the frequency B" with the frequency B, as described above, without any problem, so the explanation will be made here assuming that C"≈C and B"=B.
このとき,周波数Aをスピーカーユニット1”のfo周波数と同じ,もしくはより低く設定すれば,中高音と同じ音圧で再生可能な低音周波数の限界を,スピーカーユニット1”のfo周波数より高い周波数C”からfo周波数以下の周波数Aに改善できることになる。例えば,foが80Hzで10cm口径のスピーカーユニットを,5Lの密閉形ボックスに取り付けた場合の周波数C”は120Hz程度となるが,これを80Hz以下に改善できる。 At this time, if frequency A is set to be the same as or lower than the fo frequency of speaker unit 1'', the limit of bass frequencies that can be reproduced with the same sound pressure as mid-high tones can be set to a frequency higher than the fo frequency of speaker unit 1''. For example, if fo is 80Hz and a speaker unit with a diameter of 10cm is installed in a 5L sealed box, frequency C'' will be approximately 120Hz, but this can be improved to 80Hz. The following improvements can be made.
次に,同じ密閉形スピーカーボックスによるスピーカーシステムでも設計を失敗した場合に本件発明によるイコライザー装置を用いて特性改善を図った事例について説明する。この場合の周波数対音圧特性の一例を図20に示す。この例は,一般的な密閉形ボックスで,スピーカー1”の諸元とボックス内容積201”の選定に無理があり,低音の周波数C”が希望の周波数より高めで且つ周波数C”を中心として音圧の山ができてしまった事例である。
Next, an example will be described in which the equalizer device according to the present invention was used to improve the characteristics of a speaker system using the same closed speaker box when the design failed. An example of frequency vs. sound pressure characteristics in this case is shown in FIG. This example is a general sealed box, and the specifications of the
このような事例は,使用するスピーカーユニットのfoや口径,振動板質量,Qに対し,ボックスサイズを小さめに設計してしまった場合に起こり,特にスピーカーユニットの振動板質量が軽く,Qが大きいスピーカーユニットで起こりやすい。 Such cases occur when the box size is designed to be smaller than the fo, aperture, diaphragm mass, and Q of the speaker unit being used, especially when the speaker unit's diaphragm mass is light and Q is large. This often occurs with speaker units.
このような場合に,本件発明のイコライザー装置を使用して周波数対音圧特性を改善するには,図4の604のBEF回路の周波数Cにおける利得調整のマイナス(利得減少側)の調整範囲をこれまでの説明以上に拡大設定しておかねばならない。そのためには相応にBEF共振回路のQを上げるような回路定数の設定が必要となるが,あらかじめBEF回路605のC2とC3,R4とR5を含め他のCR素子の定数がそのように設定されている前提での説明とする。 In such a case, in order to improve the frequency vs. sound pressure characteristics using the equalizer device of the present invention, the negative (gain reduction side) adjustment range of the gain adjustment at frequency C of the BEF circuit 604 in FIG. It is necessary to expand the setting beyond what has been explained so far. To do this, it is necessary to set circuit constants that increase the Q of the BEF resonant circuit accordingly, but the constants of other CR elements including C2 and C3, R4 and R5 of the BEF circuit 605 must be set in advance. This explanation assumes that
そのようなイコライザー装置を,図3の位置に接続し,まずSW1とSW2をスピーカーユニットの口径にセットする。そのとき各周波数の調整は中心(基準)位置のままとする。次に周波数Cの利得調整をマイナス側最大に調整する。 Connect such an equalizer device to the position shown in FIG. 3, and first set SW1 and SW2 to the diameter of the speaker unit. At that time, each frequency is adjusted at the center (reference) position. Next, the gain adjustment of frequency C is adjusted to the maximum on the negative side.
これついて図20〜図22を用いて詳細に説明するが,結論的には,イコライザー装置のBEF回路の周波数Cにおける利得の調整範囲がマイナス側に拡大されたことを除き図17〜図19の場合に同じである。 This will be explained in detail using Fig. 20〜Fig. 22, but in conclusion, except that the gain adjustment range at frequency C of the BEF circuit of the equalizer device is expanded to the negative side, Fig. ;The same is true in the case of FIG.
図20において音圧特性(チ)は,スピーカーユニット1”とボックス内部空間201”の共振により中心周波数C”において音圧が周波数B”における音圧より高いレベルにまで持ち上げられ,中心周波数C”より低い周波数では急激に音圧が低下する特性になっている。 In FIG. 20, the sound pressure characteristic (H) shows that due to the resonance between the speaker unit 1'' and the box internal space 201'', the sound pressure at the center frequency C'' is raised to a higher level than the sound pressure at the frequency B'', and the sound pressure at the center frequency C'' is raised to a higher level than the sound pressure at the frequency B''. The sound pressure is characterized by a sudden drop at lower frequencies.
これに本件発明のイコライザー装置を使用すれば,まず装置内の図4の603のイコライザー回路の図5に示す補正特性により,その周波数対音圧特性は図21のようになる。 If the equalizer device of the present invention is used in this case, the frequency versus sound pressure characteristic will become as shown in FIG. 21 due to the correction characteristics shown in FIG. 5 of the equalizer circuit 603 in FIG. 4 in the device.
次にBEF回路605の図7の補正特性により図21の周波数対音圧特性は図22のように補正される。 Next, the frequency versus sound pressure characteristic of FIG. 21 is corrected as shown in FIG. 22 by the correction characteristic of the BEF circuit 605 shown in FIG.
つまり,本件発明のイコライザー装置を使用することで,密閉形スピーカーシステムで再生可な低音の周波数を下方に拡大できるのみならず,スピーカーユニットとボックス内容積の設定に失敗した場合の低音域における音圧の山をも改善できるのである。 In other words, by using the equalizer device of the present invention, not only can the bass frequencies that can be reproduced by a closed speaker system be expanded downward, but also the sound in the bass range can be increased even if the setting of the speaker unit and box internal volume has failed. It can also improve pressure levels.
以上において,周波数A,周波数B,周波数Cの中心値の設定はあくまで事例であって,適用スピーカーの口径情報のみから,その設定や切り替え,周波数Aの調整ができるようになっていれば,権利範囲内に属するものとする。 In the above, the setting of the center value of frequency A, frequency B, and frequency C is just an example, and if it were possible to set, switch, and adjust frequency A only from the caliber information of the applicable speaker, rights would be granted. shall be within the range.
また実施例の説明は,イコライザー装置をアナログ回路で構成しているが,コンピューターシステムを用いてデジタルフィルターとし,周波数A,周波数B,周波数Cの設定を適用スピーカーユニットの口径情報で行えるようになっているものも権利範囲に含まれるものとする。 In addition, in the explanation of the embodiment, the equalizer device is configured with an analog circuit, but a computer system is used as a digital filter, and the settings of frequency A, frequency B, and frequency C can be made using the aperture information of the applicable speaker unit. The scope of rights shall also include those that are
以上の説明を改めて整理して説明すれば,本件発明による音響イコライザー装置は,イコライザー装置の周波数A,周波数B,周波数Cを,使用するスピーカーユニットの口径から一義的に代表値に選択,調整する手段を備えたので,イコライザー装置の周波数A,周波数B,周波数Cが当該スピーカーユニットを使用したスピーカーシステムに厳密に必要な周波数A,周波数B,周波数Cとの間に若干のズレがあっても,使用者は必要な周波数A,周波数B,周波数Cを知ることなく,使用するスピーカーユニットの口径によってのみイコライザー装置を選択,あるいは装置の切り替え手段を操作すれば容易に概ね当該スピーカーシステムの低音域の周波数対音圧特性を平坦化し改善を図ることが可能となる。 To summarize and explain the above explanation again, the acoustic equalizer device according to the present invention uniquely selects and adjusts the frequency A, frequency B, and frequency C of the equalizer device to representative values based on the aperture of the speaker unit used. Since the means is provided, even if there is a slight deviation between the frequency A, frequency B, and frequency C of the equalizer device and the frequency A, frequency B, and frequency C that are strictly necessary for the speaker system using the speaker unit, , the user can easily select an equalizer device based on the diameter of the speaker unit to be used without knowing the necessary frequencies A, B, and C, or easily adjust the bass range of the speaker system by operating the device's switching means. It becomes possible to flatten and improve the frequency versus sound pressure characteristics of
この周波数A,周波数B,周波数Cのスピーカーユニットの口径による選択,切り替えは一括もしくは個別の切り替えSWや部品のプラグインによる交換式によることができるし,口径や記号を付した連続的な調整でも可能である。また全く切り替えや調整がなくスピーカーユニットの口径とイコライザー装置が1対1で対応するようにしてイコライザー装置そのものを取捨選択するようにもできる。 This selection and switching of frequency A, frequency B, and frequency C based on the diameter of the speaker unit can be done all at once or individually using a switching switch or a component plug-in, or it can be adjusted continuously with diameters and symbols attached. It is possible. Furthermore, it is possible to select the equalizer device itself without any switching or adjustment by making the aperture of the speaker unit correspond one-to-one with the equalizer device.
このとき,イコライザー装置の周波数A,周波数B,周波数Cは代表値として調整手段を持たない固定式としても前述のように概ね低音域の周波数対音圧特性を平坦化改善が可能であるが,調整の中心値(基準値)位置を明確にした調整手段を備えることもできる。このような調整手段を備えれば,まず調整手段は中心値(基準値)位置でスピーカー口径の選択を行い,その後楽音の聴感や測定により調整手段を調整することでより精緻に周波数対音圧特性を平坦化改善が可能となる。 At this time, even if the frequency A, frequency B, and frequency C of the equalizer device are fixed as representative values and do not have adjustment means, it is possible to flatten and improve the frequency versus sound pressure characteristics in the bass range as described above. It is also possible to provide an adjustment means with a clear center value (reference value) position for adjustment. If such an adjustment means is provided, the adjustment means first selects the speaker aperture at the center value (reference value) position, and then adjusts the adjustment means based on the sense of hearing and measurement of the musical sound to more precisely determine the frequency vs. sound pressure. It is possible to flatten and improve the characteristics.
調整手段は,周波数Aにおいて,その存在価値が大きい。なぜならば,特許文献1では使用するスピーカーユニットの口径やfo,バスレフ共振の周波数や音圧の山との関係で適正な周波数Aのfoに対する倍率に幅があるからで,特許文献1では周波数Aをfoの0.5〜2倍としているが,本件特許では特許文献1の範囲に限定するものではないしその中心値(基準値)をfoの1倍に固定するものでもない。
The adjustment means has great value at frequency A. This is because, in
周波数CにおけるBEF回路の減衰量は,対象とするスピーカーシステムをある程度制約すれば,一定値として固定可能である。例えば,特許文献1により,スピーカーユニットに音響抵抗手段による機械的共振抑制を行うようなスピーカーシステムでの使用に限定する場合では,図7の(イ”)と(ハ”)の間の(ロ”)のように,あるいは想定する機械的共振の抑制の程度により(ロ”)を(イ”)もしくは(ハ”)に近づけて固定することができる。また従来の一般的バスレフ形スピーカーシステムでの使用に限定する場合は,図7の(ハ”)に固定することができる。
The amount of attenuation of the BEF circuit at frequency C can be fixed as a constant value if the target speaker system is restricted to some extent. For example, according to
しかし,対象とするスピーカーシステムを制約しない場合は,BEF回路の減衰量を調整できるようにすることができる。この場合,その調整量は図7の(ロ”)のように(イ”)と(ハ”)のほぼ中間位置を中心値(基準値)としておき,(イ”)〜(ハ”)の範囲で調整できるようにすることが可能である。むろんこの中心値(基準値)と調整範囲を限定するものでもない。 However, if the target speaker system is not restricted, the amount of attenuation of the BEF circuit can be adjusted. In this case, the adjustment amount is set at a center value (reference value) approximately halfway between (A") and (C"), as shown in (B") in Figure 7. ”).Of course, this center value (reference value) and the adjustment range are not limited.
オーディオ装置を提供する産業において,スピーカーシステムを自作する場合,あるいは特許文献1に示す音響装置のうちスピーカーシステムのみを製品化する場合のイコライザー装置を提供する。
In an industry that provides audio devices, an equalizer device is provided when the speaker system is self-produced or when only the speaker system of the audio device shown in
1,1’,1”・・・スピーカーユニット
101・・・スピーカーユニット1の振動板
2,2’,2”・・・ボックス
201,201’,201”・・・ボックス2の内部空間
202・・・バスレフダクト
3・・・音響抵抗物質
301・・・内部空間201に路傍する音響抵抗物資3の面
4・・・仕切り壁
5・・・音源(信号発生)装置
6・・・本件発明のイコライザー装置
601・・・信号レベル調整
602・・・増幅回路
603・・・イコライザー(CRフィルター)回路
604・・・バッファアンプ
605・・・BEF回路
7・・・増幅器(アンプ)
1, 1', 1"...
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2022099495A JP2024000668A (en) | 2022-06-21 | 2022-06-21 | acoustic equalizer device |
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| JP2022099495A JP2024000668A (en) | 2022-06-21 | 2022-06-21 | acoustic equalizer device |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP2022099495A Pending JP2024000668A (en) | 2022-06-21 | 2022-06-21 | acoustic equalizer device |
Country Status (1)
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|---|---|
| JP (1) | JP2024000668A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN119903770A (en) * | 2024-11-21 | 2025-04-29 | 川投(资阳)燃气发电有限公司 | A method and system for analyzing flow resistance of environmentally friendly muffler |
-
2022
- 2022-06-21 JP JP2022099495A patent/JP2024000668A/en active Pending
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| CN119903770A (en) * | 2024-11-21 | 2025-04-29 | 川投(资阳)燃气发电有限公司 | A method and system for analyzing flow resistance of environmentally friendly muffler |
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