JPH0728474B2 - Drive device and control information storage body thereof - Google Patents
Drive device and control information storage body thereofInfo
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- JPH0728474B2 JPH0728474B2 JP63125637A JP12563788A JPH0728474B2 JP H0728474 B2 JPH0728474 B2 JP H0728474B2 JP 63125637 A JP63125637 A JP 63125637A JP 12563788 A JP12563788 A JP 12563788A JP H0728474 B2 JPH0728474 B2 JP H0728474B2
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Description
【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は、スピーカシステムを構成するスピーカユニ
ットのような電気音響変換器を、この変換器の出力特性
を改善するように駆動するとともに、複数種のシステム
に対応可能にした駆動装置およびこの駆動装置の駆動特
性を容易に変更または設定するための制御情報収納体に
関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention drives an electroacoustic transducer such as a speaker unit that constitutes a loudspeaker system so as to improve the output characteristics of the transducer, and a plurality of electroacoustic transducers. The present invention relates to a drive device adapted to various types of systems and a control information storage body for easily changing or setting drive characteristics of the drive device.
[従来の技術] 従来、スピーカシステムに組み込まれたスピーカユニッ
トを駆動する駆動装置としては、一般に、出力インピー
ダンスが実質的に0のパワーアンプが用いられていた。
また、従来のスピーカシステムは、このような出力イン
ピーダンスが実質的に0のパワーアンプにより、いわゆ
る定電圧駆動されたときに最良の音響出力特性を発揮す
るように構成されていた。[Prior Art] Conventionally, a power amplifier having an output impedance of substantially 0 has been generally used as a driving device for driving a speaker unit incorporated in a speaker system.
Further, the conventional speaker system is configured to exhibit the best acoustic output characteristic when being driven by a so-called constant voltage by such a power amplifier whose output impedance is substantially zero.
第10図は、従来の密閉形のスピーカシステムの断面図を
示す。図示のように、密閉された箱体(キャビネット)
1の前面には穴が開けられ、ここに振動板2を有する動
電形スピーカユニット3が取り付けられている。FIG. 10 shows a cross-sectional view of a conventional closed loudspeaker system. Enclosed box (cabinet) as shown
1 has a hole formed in the front surface thereof, and an electrodynamic speaker unit 3 having a diaphragm 2 is attached thereto.
この密閉形スピーカシステムの共振周波数fOCは、 fOC=fO(1+SC/SO)1/2 ‥‥(1) で表される。また、このスピーカシステムのQ値Q
OCは、 QOC=QO(1+SC/SO)1/2 ‥‥(2) で表される。ここで、fO,QOは動電形スピーカユニット
3の最低共振周波数およびQ値、すなわちこのスピーカ
ユニット3を無限平面バフルに取り付けたものとしたと
きの共振周波数およびQ値を示す。また、SOは振動系の
等価スチフネス、SCはキャビネット1の等価スチフネス
を示す。The resonance frequency f OC of this closed loudspeaker system is represented by f OC = f O (1 + S C / S O ) 1/2 (1). Also, the Q value Q of this speaker system
OC is represented by Q OC = Q O (1 + S C / S O ) 1/2 (2). Here, f O and Q O represent the lowest resonance frequency and Q value of the electrodynamic speaker unit 3, that is, the resonance frequency and Q value when the speaker unit 3 is attached to an infinite plane baffle. Further, S O is the equivalent stiffness of the vibration system, and S C is the equivalent stiffness of the cabinet 1.
そして、この密閉形スピーカシステムにおいては、fOC
が一様再生帯域の低音の再生限界、すなわち最低再生周
波数の目安となる。また、QOCは共振周波数fOCの辺りの
周波数特性曲線に関係し、高過ぎると特性曲線がこのf
OCの辺りで持ち上がり過ぎ、低すぎると下がり過ぎて、
いずれも周波数特性の平坦性が悪くなる。QOCは、通
常、0.8〜1程度に設定される。And in this closed speaker system, f OC
Indicates the reproduction limit of low-pitched sound in the uniform reproduction band, that is, the minimum reproduction frequency. Q OC is related to the frequency characteristic curve around the resonance frequency f OC.
Lifted too much around OC , too low too low,
In either case, the flatness of the frequency characteristic becomes poor. Q OC is usually set to about 0.8 to 1.
第11図は、従来の位相反転形(バスレフ形)スピーカシ
ステムの構成の一例を示す断面図である。同図のスピー
カシステムは、キャビネット1の前面に穴を開けて振動
板2を有する動電形スピーカユニット3を取り付け、ま
た、その下方に音道7を有する共鳴ポート(バスレフポ
ート)8を設けて、この共鳴ポート8とキャビネット1
とでヘルムホルツ共鳴器を構成したものである。このヘ
ルムホルツ共鳴器においては、閉じられた空胴であるキ
ャビネット1の空気バネと共鳴ポート8の音道7内の空
気質量とによって空気の共鳴現象が生じる。そして、こ
の共鳴周波数fOPは fOP=c(A/lV)1/2/2π ‥‥(3) として求められる。ここで、cは音速、Aは音道7の断
面積、lは音道7の長さ、Vはキャビネット1の容積で
ある。ここで、通常の基本設定に従ったバスレフ形スピ
ーカシステムにおいては、前記共鳴周波数fOPを、バス
レフ形キャビネット1に組み込んだ状態でのスピーカユ
ニット3の最低共振周波数fOC′(≒fOC)より僅かに低
く設定してある。そして、前記共鳴周波数fOPよりも高
い周波数では、振動板2の後面からの音圧が音道7のと
ころで逆位相となり、従ってキャビネット1の前方で
は、振動板2の前面からの直接放射音と共鳴ポート8か
らの音が結果的に同相となり、同相加算されて音圧が強
められる。つまり、この同相加算によって、システムと
しての最低共振周波数が共鳴器の共振周波数fOPまで伸
び、最適設計されたバスレフ形スピーカシステムによれ
ば出力音圧の周波数特性をスピーカユニット3の前記最
低共振周波数fOC′以下まで伸ばすことができ、第12図
に2点鎖線で示すように、一様再生範囲を無限平面バフ
ル(実線)や密閉形バフル(1点鎖線)よりも広げるこ
とができる。FIG. 11 is a sectional view showing an example of the configuration of a conventional phase inversion type (bass reflex type) speaker system. In the speaker system shown in the same figure, a hole is made in the front surface of a cabinet 1 to mount an electrodynamic speaker unit 3 having a diaphragm 2, and a resonance port (bass reflex port) 8 having a sound path 7 is provided below it. , This resonance port 8 and cabinet 1
This is what constitutes a Helmholtz resonator. In this Helmholtz resonator, an air resonance phenomenon occurs due to the air spring of the cabinet 1 which is a closed cavity and the air mass in the sound path 7 of the resonance port 8. Then, the resonance frequency f OP is obtained as f OP = c (A / lV) 1/2 / 2π (3). Here, c is the speed of sound, A is the cross-sectional area of the sound path 7, l is the length of the sound path 7, and V is the volume of the cabinet 1. Here, in the bass reflex type speaker system according to the normal basic setting, the resonance frequency f OP is calculated from the lowest resonance frequency f OC ′ (≈f OC ) of the speaker unit 3 in the state of being incorporated in the bass reflex type cabinet 1. It is set slightly lower. Then, at a frequency higher than the resonance frequency f OP, the sound pressure from the rear surface of the diaphragm 2 has an opposite phase at the sound path 7, and therefore, in front of the cabinet 1, there is a direct radiated sound from the front surface of the diaphragm 2. As a result, the sound from the resonance port 8 becomes in-phase, and is added in-phase to strengthen the sound pressure. That is, by this in-phase addition, the lowest resonance frequency of the system extends to the resonance frequency f OP of the resonator, and according to the optimally designed bass reflex type speaker system, the frequency characteristic of the output sound pressure is changed to the lowest resonance frequency of the speaker unit 3. It can be extended to f OC ′ or less, and as shown by the two-dot chain line in FIG. 12, the uniform reproduction range can be wider than that of the infinite plane baffle (solid line) or the closed baffle (one-dot chain line).
ところで、前記(1)および(2)式において、等価ス
チフネスSCはキャビネット1の容積Vに反比例する。し
たがって、第10図および第11図に示すようなスピーカシ
ステムは、定電圧駆動する場合、周波数特性、特に低域
特性がキャビネット1の容積Vに影響され、この低域特
性を損なうことなく、キャビネット1、ひいてはスピー
カシステムを小形化することは困難であるという不都合
があった。By the way, in the equations (1) and (2), the equivalent stiffness S C is inversely proportional to the volume V of the cabinet 1. Therefore, when the speaker system as shown in FIGS. 10 and 11 is driven at a constant voltage, the frequency characteristic, particularly the low frequency characteristic is influenced by the volume V of the cabinet 1, and the low frequency characteristic is not impaired. There is an inconvenience that it is difficult to downsize the speaker system.
また、例えば、キャビネットを小形化したことにより低
下した低音再生能力を補うため、第13図に示すように、
駆動アンプ側でトーンコントロール、グライコまたは専
用イコライザー等によって低音をブーストする方法が考
えられる。これは、再生し難いfOC以下の帯域に対し入
力電圧を大きくすることで音圧を増す方法である。この
方法でfOC以下の音圧を上げることは可能であるが、小
形キャビネットに入れたことで上昇したQOCによるfOCで
の過渡反応の悪化や同じくQOCが高いことによるfOCでの
急な位相変化等、QOCが高くなったことによる悪影響は
取り去れないため、単に低音の音圧を上げる効果のみで
あり、適切な容量Vをもつキャビネットを用いたfOC,Q
OCが適切な値のスピーカシステムと同等の音質は得られ
ないという不都合があった。Also, for example, in order to compensate for the low-pitched sound reproduction ability that is reduced by miniaturizing the cabinet, as shown in FIG.
A method of boosting bass by using tone control, a graphic equalizer, or a dedicated equalizer on the drive amplifier side can be considered. This is a method of increasing the sound pressure by increasing the input voltage in the band below f OC where reproduction is difficult. It is possible to raise the following sound pressure f OC in this way, in the f OC due to degradation and also Q OC transient reactions at f OC by elevated Q OC by placed in small cabinet is high Since the adverse effects of high Q OC , such as a sudden phase change, cannot be eliminated, it is only the effect of increasing the sound pressure of the bass, and f OC , Q using a cabinet with an appropriate capacity V
There was the inconvenience that sound quality equivalent to that of a speaker system with an appropriate value for OC could not be obtained.
さらに、第11図に示すようなバスレフ形スピーカシステ
ムにおいては、定電圧駆動した場合の周波数特性を平坦
にしようとすれば、例えばバスレフ形キャビネットに組
み込んだ状態でのスピーカユニット3のQ値を に、共鳴周波数を に設定するというように、スピーカユニット3の特性値
(fO,QO)、キャビネット1の容積Vおよび共鳴ポート
8の寸法(A,l)等を高度にマッチングさせる必要があ
り、設計上の制約が多いという不都合があった。ここ
で、QOC′およびfOC′は、近似的には上記(1)および
(2)式によりQOCおよびfOCとして求めることができ
る。Further, in the bass reflex type speaker system as shown in FIG. 11, if the frequency characteristics when driven at a constant voltage are to be flattened, for example, the Q value of the speaker unit 3 in the state of being incorporated in the bass reflex type cabinet is The resonance frequency It is necessary to highly match the characteristic values (f O , Q O ) of the speaker unit 3, the volume V of the cabinet 1, the dimensions (A, l) of the resonance port 8 and the like, such that There was an inconvenience that there were many restrictions. Here, Q OC ′ and f OC ′ can be approximately calculated as Q OC and f OC according to the above equations (1) and (2).
第14図は、本出願人が先に出願した特願昭62−334262号
(特開平1−302997号)において示した負性インピーダ
ンス発生回路を示す。スピーカシステムの駆動装置とし
てこのような負性インピーダンス発生回路を用い、出力
インピーダンス中に負性抵抗−ROを含ませてスピーカの
ボイスコイル抵抗RVを低減または無効化する駆動方法
(以下、負性抵抗駆動という)によれば、出力インピー
ダンス0のパワーアンプで定電圧駆動する場合よりも前
記QOC,QOC′を小さく、かつQOPを大きくすることがで
き、スピーカシステムの小形化や音響出力特性の改善に
効果がある。FIG. 14 shows the negative impedance generating circuit shown in Japanese Patent Application No. 62-334262 (Japanese Patent Laid-Open No. 1-302997) previously filed by the present applicant. A driving method that uses such a negative impedance generation circuit as a driving device for a speaker system and reduces or invalidates the voice coil resistance R V of the speaker by including a negative resistance −R O in the output impedance (hereinafter, negative driving According to that sex resistor drive), the Q OC than if constant voltage drive at the power amplifier output impedance 0, small Q OC ', and it is possible to increase the Q OP, miniaturization and sound of the speaker system Effective in improving output characteristics.
しかしながら、この先願の負性抵抗駆動方式のアンプで
現在実用されているものは、アンプとスピーカシステム
とが1対1対応であるため、1種類のアンプを複数種の
スピーカシステムの駆動に用いることができないという
不都合があった。However, the negative resistance drive type amplifier currently in practical use in this prior application has a one-to-one correspondence between the amplifier and the speaker system, so that one type of amplifier should be used to drive a plurality of types of speaker systems. There was an inconvenience that I could not do it.
この理由は、以下の通りである。すなわち、前記負性抵
抗駆動方式では、負性抵抗値−ROをスピーカのボイスコ
イル抵抗RVに対しRO<RVとしなければならないし、さら
にはこの負性抵抗値−ROに応じて駆動するスピーカシス
テムからの出力音圧の周波数特性が変化するため、負性
抵抗値−ROのコントロールに加えてこれに伴う周波数特
性変化の補償をも行なう必要がある。ところが、例えば
現在、音楽ソースに合せたイコライジングは、グラフィ
ックイコライザ等により可能であるが、一般ユーザにと
って適正なイコライジングは比較的困難な実状にある。
したがって、負性抵抗値−ROのコントロールとこれに伴
う周波数特性変化補償設定の双方を適性に行なうこと
は、一般ユーザにとってはもはや不可能に近いと考えら
れる。このような理由で、前記先願の負性抵抗駆動方式
のアンプはスピーカシステムと1対1対応のもののみが
現在実用されている。The reason for this is as follows. That is, in the negative resistance driving method, the negative resistance value −R O must be set to R O <R V with respect to the voice coil resistance R V of the speaker, and further according to the negative resistance value −R O. Since the frequency characteristic of the output sound pressure from the speaker system driven by the electric field changes, it is necessary to compensate not only the negative resistance value -R O but also the change in the frequency characteristic. However, at present, for example, equalizing according to a music source can be performed by a graphic equalizer or the like, but proper equalizing is relatively difficult for general users.
Therefore, to perform both the negative resistance value -R O controls and the frequency characteristic change compensating setting associated therewith the suitability, for the general user is no longer considered nearly impossible. For this reason, only the negative resistance drive type amplifier of the above-mentioned prior application is currently put into practical use in correspondence with the speaker system.
[発明が解決しようとする課題] この発明の目的は、電気音響変換器をこの変換器の出力
特性を改善して駆動することが可能であって、複数種の
変換器の容易に対応し得る駆動装置、およびこの駆動装
置を複数種の変換器に対応可能とするために用いる制御
情報収納体を提供することにある。[Problems to be Solved by the Invention] An object of the present invention is to be able to drive an electroacoustic transducer while improving the output characteristics of the transducer, and to easily cope with a plurality of types of transducers. It is an object of the present invention to provide a drive device and a control information container used for making the drive device compatible with a plurality of types of converters.
[課題を解決するための手段] 前記課題を解決するためこの発明では、電気音響変換器
の駆動電流に対応する信号を帰還することによって所定
の負性インピーダンスを等価的に生成しこの変換器に固
有の内部インピーダンスを低減もしくは無効化してこの
変換器の振動体に対する周囲からの反作用を打ち消すよ
うにこの変換器を駆動する駆動回路を備えるとともに、
この駆動回路において各種の変換器に対応する制御情報
を収納する部分を切り離し、制御情報収納体として構成
したことを特徴とする。[Means for Solving the Problems] In order to solve the above problems, according to the present invention, a signal corresponding to a drive current of an electroacoustic transducer is fed back to equivalently generate a predetermined negative impedance, and this transducer is provided with the negative impedance. With a drive circuit that drives this converter so as to cancel or suppress the reaction from the surroundings with respect to the vibrator of this converter by reducing or nullifying the inherent internal impedance,
This drive circuit is characterized in that a portion for storing control information corresponding to various converters is separated and configured as a control information storage body.
[作用] この発明の駆動装置は、電気音響変換器に固有の内部イ
ンピーダンスを負性インピーダンスによって低減もしく
は無効化しこの変換器の振動体に対する周囲からの反作
用を打ち消すようにこの変換器を駆動する。このような
駆動装置としては、出力インピーダンス中に等価的に負
性インピーダンス成分(−ZO)を発生させる負性インピ
ーダンス発生回路を適用することができる。[Operation] The drive device of the present invention drives the converter so as to reduce or nullify the internal impedance specific to the electroacoustic transducer by the negative impedance and cancel the reaction of the transducer from the surroundings with respect to the vibrating body. As such a driving apparatus, it is possible to apply a negative impedance generating circuit for generating an equivalent negative impedance component in an output impedance (-Z O).
このように、電気音響変換器の振動体に対する周囲から
の反作用を打ち消すようにこの変換器を駆動することに
より、第14図の先願装置について前述したように、従来
のバスレフ形スピーカシステムにおける前記欠点を解消
することができる。In this way, by driving this transducer so as to cancel the reaction of the electroacoustic transducer against the vibrating body from the surroundings, as described above with respect to the prior application device of FIG. The drawbacks can be eliminated.
すなわち、第11図に示すようなバスレフ形スピーカシス
テムに形状的には類似する共鳴ポート付スピーカシステ
ムに適用した場合について説明すると、キャビネットの
等価スチフネスSCとユニット側共振系(SOとmO)とのQ
OC′を小さく、または0にすることにより、振動板を高
制動状態で駆動することができ、第13図に示すようなキ
ャビネットを小形化した場合の周波数fOC′におけるピ
ークを抑えて音質を改善することができる。また、QOP
を前記QOC′とは無関係に比較的大きな値に設定するこ
とができ、スピーカシステムを小形化した上、一様再生
帯域、特に低域特性を改善することができる。なお、第
10図に示すような密閉形スピーカシステムは、前記バス
レフ形スピーカシステムの共鳴ポートの断面積Aが0に
なった状態、すなわち共鳴ポートの等価質量mPが∞の状
態である。したがって、密閉形スピーカシステムにおい
ても、この発明の駆動装置で駆動することによって、Q
OCが低下または0となり、駆動装置の入力信号レベルの
増減と組合せることにより、最低再生周波数を下げ、か
つ音質を改善することができる。また、音響出力特性を
損なうことなく、キャビネットの小形化を図ることがで
きる。That is, the case of application to a speaker system with a resonance port, which is similar in shape to the bass reflex type speaker system as shown in FIG. 11, will be described. The equivalent stiffness of the cabinet S C and the unit side resonance system (S O and m O ) And Q
By making OC 'small or 0, the diaphragm can be driven in a high braking state, and the peak at frequency f OC ' in the case of miniaturizing the cabinet as shown in FIG. Can be improved. Also, Q OP
Can be set to a relatively large value irrespective of the Q OC ′, the speaker system can be downsized, and the uniform reproduction band, especially the low-frequency characteristic can be improved. In addition,
The closed loudspeaker system as shown in FIG. 10 is in a state where the cross-sectional area A of the resonance port of the bass reflex loudspeaker system is 0, that is, the equivalent mass m P of the resonance port is ∞. Therefore, even in a closed loudspeaker system, by driving with the drive device of the present invention,
OC decreases or becomes 0, and by combining it with the increase / decrease in the input signal level of the driving device, the minimum reproduction frequency can be decreased and the sound quality can be improved. Further, the cabinet can be downsized without impairing the sound output characteristics.
この発明では、さらに、電気音響変換器の種類に応じて
調整すべき部分を本体部から切り離して制御情報収納体
とし、この収納体をこの発明の駆動装置により駆動しよ
うとする電気音響変換器に対応して選択し本体部に設定
することにより、その変換器に適正な出力インピーダン
ス等を設定することができるようにしてある。そして、
さらに、必要に応じてイコライザ特性も前記収納体によ
り設定できるようにしている。In the present invention, further, a portion to be adjusted according to the type of the electroacoustic transducer is separated from the main body to form a control information storage body, and the storage body is used as an electroacoustic transducer to be driven by the drive device of the present invention. By selecting correspondingly and setting it in the main body, it is possible to set an appropriate output impedance or the like in the converter. And
Further, the equalizer characteristic can be set by the storage body if necessary.
[効果] したがって、この発明によれば、一般ユーザは、この駆
動装置で駆動すべき変換器に対応する制御情報収納体を
選択して駆動装置に結合するだけで、この駆動装置の出
力インピーダンス等の特性値を容易、かつ確実に適正な
値に設定することができる。[Effect] Therefore, according to the present invention, a general user only needs to select the control information storage body corresponding to the converter to be driven by the drive device and couple the control information storage body to the drive device. The characteristic value of can be easily and surely set to an appropriate value.
また、この発明の駆動装置は、制御情報収納体を取り替
えるだけで複数種の変換器に対応させることができるた
め、ユーザはこれら複数種の変換器から所望のものを選
択することができる。また、変換器を交換する際にも、
制御情報収納体のみを購入すれば駆動装置本体部はその
まま使用することができ、コスト投資は少なくて済む。Further, since the drive device of the present invention can be made compatible with a plurality of types of converters only by exchanging the control information storage body, the user can select a desired one from the plurality of types of converters. Also, when replacing the converter,
If only the control information storage body is purchased, the drive unit main body can be used as it is, and the cost investment is small.
さらに、通常のイコライザでは周波数特性のコントロー
ルを主としているが、この発明では、モーショナル分の
フィードバック量をコントロールしているため、Q値の
コントロールを積極的に行なうことができる。Further, although the normal equalizer mainly controls the frequency characteristic, in the present invention, since the feedback amount for the motional is controlled, the Q value can be actively controlled.
さらに、本発明によれば、電気音響変換器を駆動するた
めの電力増幅構成はアナログ回路であり、制御情報もア
ナログ素子回路で構成されているため、相互結合が極め
て容易である。Furthermore, according to the present invention, the power amplification structure for driving the electroacoustic transducer is an analog circuit, and the control information is also composed of an analog element circuit. Therefore, mutual coupling is extremely easy.
[実施例] 以下、この発明の実施例を図面に基づき説明する。[Embodiment] An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第1図は、この発明の一実施例に係る駆動装置の外観お
よび全体構成を示し、第2図は、基本的回路構成を示
す。第1図において、駆動装置10のケース11内には、コ
ネクタ(ジャック)12および第2図に詳細を示す本体内
回路部31を配設された本体内回路基板13が格納されてい
る。カートリッジ15(15A,15B,‥‥)は、この駆動装置
に接続されるべき例えば共鳴ポート付の各スピーカシス
テム21(21A,21B,‥‥)のそれぞれに対応して用意され
ており、それぞれコネクタ12に接続可能なコネクタ(プ
ラグ)16および第2図に詳細を示すカートリッジ内回路
部32を設けられたカートリッジ内回路基板17を格納され
ている。コネクタ12および16には、本体内回路基板13と
カートリッジ内回路基板17との間で電源VCC、電気信号
入力EIN、スピーカ負側端子(−)および共通線GNDを接
続するための4つの接点が設けられている。FIG. 1 shows the external appearance and overall configuration of a drive device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows the basic circuit configuration. In FIG. 1, a case 11 of a driving device 10 accommodates a connector (jack) 12 and an in-body circuit board 13 in which an in-body circuit portion 31 shown in detail in FIG. 2 is arranged. The cartridge 15 (15A, 15B, ...) Is prepared for each speaker system 21 (21A, 21B ,. A connector (plug) 16 connectable to 12 and an in-cartridge circuit board 17 provided with an in-cartridge circuit portion 32 shown in detail in FIG. 2 are stored. The connectors 12 and 16 are provided with four terminals for connecting the power supply V CC , the electric signal input E IN , the speaker negative side terminal (−), and the common line GND between the main body circuit board 13 and the cartridge circuit board 17. Contact points are provided.
この駆動装置を使用する際は、接続コード18によってス
ピーカシステム21A,21B,‥‥のうちいずれか所望のもの
を本体内回路部31の出力端子33に接続するとともに、接
続したスピーカシステム21(21A,21B,‥‥のいずれか)
に対応するカートリッジ15(スピーカ21A用カートリッ
ジ15A,スピーカ21B用カートリッジ15B,‥‥のいずれ
か)を駆動装置本体10にセットして本体内回路基板13の
コネクタ12とカートリッジ内回路基板17のコネクタ16と
を接続する。これにより、駆動特性値をスピーカシステ
ム21に対して適正な値に設定された第2図に示すイコラ
イザ回路34および負性インピーダンス回路60を含む駆動
回路30が形成される。When using this drive device, a desired one of the speaker systems 21A, 21B, ... Is connected to the output terminal 33 of the in-body circuit section 31 by the connection cord 18, and the connected speaker system 21 (21A , 21B, ...)
The cartridge 15 (either the speaker 15A cartridge 15A, the speaker 21B cartridge 15B, ...) Corresponding to is set in the drive device main body 10 and the connector 12 of the internal circuit board 13 and the connector 16 of the internal circuit board 17 of the cartridge 16 are connected. And connect. As a result, the drive circuit 30 including the equalizer circuit 34 and the negative impedance circuit 60 shown in FIG. 2 whose drive characteristic values are set to appropriate values for the speaker system 21 is formed.
第2図の駆動回路30において、負性インピーダンス回路
60は、増幅回路61、抵抗RSおよび帰還回路63から構成さ
れている。In the drive circuit 30 of FIG. 2, a negative impedance circuit
60 is composed of an amplifier circuit 61, a resistor R S, and a feedback circuit 63.
この負性インピーダンス回路60においては、利得Aの増
幅回路61の出力を出力端子33および接続コード18を介し
て負荷としてのスピーカユニット3に与える。そして、
負荷電流検出用抵抗RSによってこのスピーカユニット3
に流れる電流ILを検出し、伝達利得βの帰還回路63を介
して増幅回路61に正帰還する。このようにすれば、駆動
回路30、すなわち第1図の駆動装置の出力インピーダン
スZOは、 RO=RS(1−Aβ) として求められる。この式からAβ>1とすればROは開
放安定形の負性抵抗となる。In the negative impedance circuit 60, the output of the amplifier circuit 61 having the gain A is given to the speaker unit 3 as a load via the output terminal 33 and the connection cord 18. And
This speaker unit 3 is connected to the load current detection resistor R S.
The current I L flowing in the amplifier is detected and positively fed back to the amplifier circuit 61 via the feedback circuit 63 having the transfer gain β. In this way, the output impedance Z O of the drive circuit 30, that is, the drive device of FIG. 1 is obtained as R O = R S (1-Aβ). From this equation, if Aβ> 1, R O becomes an open stable negative resistance.
第3図は、第1図および第2図に示した構成の電気等価
回路を示す。FIG. 3 shows an electrical equivalent circuit of the configuration shown in FIGS. 1 and 2.
第3図は、第1図に示す共鳴ポート付スピーカシステム
21と第2図に示す負性インピーダンス回路60からなる部
分の電気等価回路を示す。ここで、並列共振回路Z1はス
ピーカユニット3の等価モーショナルインピーダンスに
よるものであり、rOは振動系の等価抵抗を示し、SOは振
動系の等価スチフネスを示し、mOは振動系の等価質量を
示している。また、直列共振回路Z2は共鳴ポート8とキ
ャビネット1とにより構成されるヘルムホルツ共鳴器の
等価モーショナルインピーダンスによるものであり、rC
は共鳴器の空胴の等価抵抗を示し、SCは空胴の等価スチ
フネスを示し、rPは共鳴ポート8の等価抵抗を示し、mP
は共鳴ポート8の等価質量を示している。また、図中の
Aは力係数であり、スピーカユニット3が動電形直接放
射スピーカであるときには、Bを磁気ギャップ中の磁束
密度、lVをボイスコイルの導体の全長とするとA=BlV
となる。さらに、図中のZVは変換器3の内部インピーダ
ンス(非モーショナルインピーダンス)であり、スピー
カユニット3が動電形直接放射スピーカであるときに
は、主としてボイスコイルの抵抗RVとなり、わずかなが
らインダクタンスを含んでいる。FIG. 3 is a speaker system with a resonance port shown in FIG.
21 shows an electrical equivalent circuit of a portion composed of 21 and the negative impedance circuit 60 shown in FIG. Here, the parallel resonance circuit Z 1 is based on the equivalent motional impedance of the speaker unit 3, r O represents the equivalent resistance of the vibration system, S O represents the equivalent stiffness of the vibration system, and m O represents the vibration system. The equivalent mass is shown. The series resonance circuit Z 2 is based on the equivalent motional impedance of the Helmholtz resonator composed of the resonance port 8 and the cabinet 1, and r C
Is the equivalent resistance of the cavity of the resonator, S C is the equivalent stiffness of the cavity, r P is the equivalent resistance of the resonance port 8, m P
Indicates the equivalent mass of the resonance port 8. Further, A in the figure is a force factor, when the speaker unit 3 is dynamic conductivity type direct radiation speaker, the magnetic flux density in the magnetic gap is B, and the l V a conductor the entire length of the voice coil A = Bl V
Becomes Furthermore, Z V in the figure is the internal impedance (non-motional impedance) of the converter 3, and when the speaker unit 3 is an electrodynamic direct emission speaker, it mainly serves as the resistance R V of the voice coil, which causes a slight inductance. Contains.
次に、第1図および第2図の構成の音響装置の作用を説
明する。Next, the operation of the acoustic device configured as shown in FIGS. 1 and 2 will be described.
負性インピーダンス駆動機能を有する駆動回路30からス
ピーカユニット3に駆動信号が与えられると、ユニット
3はこれを電気機械変換して振動板2を前後(第2図中
の左右)に往復駆動する。振動板2はこの往復運動を機
械音響変換する。ここで、駆動回路30は負性インピーダ
ンス駆動機能を有するが故に、ユニット3の内部インピ
ーダンスは等価的に低減(理想的には無効化)されてい
る。したがって、ユニット3は、駆動回路30へ入力され
る駆動信号に忠実に応動して振動板2を駆動し、かつ上
記の共鳴ポート8とキャビネット1とにより構成される
ヘルムホルツ共鳴器に対して独立的に駆動エネルギーを
与える。このとき、振動板2の前面側(第2図中の右面
側)は音響を直接外部に放射するための直接放射部をな
しており、振動板2の後面側(第2図中の左面側)はキ
ャビネット1と共鳴ポート8からなるヘルムホルツ共鳴
器を駆動するための共鳴器駆動部をなしている。When a drive signal is applied to the speaker unit 3 from the drive circuit 30 having a negative impedance drive function, the unit 3 electromechanically converts the signal to drive the diaphragm 2 back and forth (left and right in FIG. 2). The diaphragm 2 converts this reciprocating motion into mechanical sound. Here, since the drive circuit 30 has a negative impedance drive function, the internal impedance of the unit 3 is equivalently reduced (ideally invalidated). Therefore, the unit 3 faithfully responds to the drive signal input to the drive circuit 30 to drive the diaphragm 2 and is independent of the Helmholtz resonator constituted by the resonance port 8 and the cabinet 1. Give driving energy to. At this time, the front side of the diaphragm 2 (the right side in FIG. 2) forms a direct radiating portion for directly radiating sound to the outside, and the rear side of the diaphragm 2 (the left side in FIG. 2). ) Is a resonator driving unit for driving the Helmholtz resonator including the cabinet 1 and the resonance port 8.
このため、図中に矢印aで示すように振動板2から音響
が直接放射されるとともに、キャビネット1中の空気が
共鳴させられて、図中に矢印bで示すように、共鳴放射
部(共鳴ポート8の開口部)から充分な音圧の音響が共
鳴放射される。そして、上記ヘルムホルツ共鳴器におけ
る共鳴ポート8内の空気等価質量の調整により、この共
鳴周波数fOPを第11図のシステムにおけるヘルムホルツ
共鳴周波数 より低く設定し、かつ共鳴ポート8の等価抵抗の調整に
よるQ値の適正レベルへの設定により、上記開口部から
適切なレベルの音圧が得られることを条件とし、さらに
入力信号レベルを適宜増減することによって、例えば第
4図に実線で示すような音圧の周波数特性を得ることが
できる。第4図において、2点鎖線は第10図の密閉形ス
ピーカシステムの周波数特性およびインピーダンス特性
を示し、破線は第11図のバスレフ形スピーカシステムの
周波数特性およびインピーダンス特性を示す。Therefore, sound is directly radiated from the diaphragm 2 as indicated by an arrow a in the figure, and the air in the cabinet 1 is caused to resonate, so that a resonance radiating portion (resonance) is generated as indicated by an arrow b in the figure. Sound of sufficient sound pressure is resonantly radiated from the opening of the port 8. Then, by adjusting the air equivalent mass in the resonance port 8 in the Helmholtz resonator, this resonance frequency f OP is set to the Helmholtz resonance frequency in the system of FIG. The input signal level is appropriately increased or decreased on condition that the Q value is set to an appropriate level by adjusting the equivalent resistance of the resonance port 8 to a lower level and a sound level of an appropriate level is obtained from the opening. By doing so, for example, the frequency characteristic of the sound pressure as shown by the solid line in FIG. 4 can be obtained. In FIG. 4, the chain double-dashed line shows the frequency characteristic and impedance characteristic of the closed loudspeaker system of FIG. 10, and the broken line shows the frequency characteristic and impedance characteristic of the bass reflex loudspeaker system of FIG.
以下、ヘルムホルツ共鳴器を利用したスピーカシステム
を負性インピーダンス駆動する場合の作用を説明する。Hereinafter, the operation when the speaker system using the Helmholtz resonator is driven by negative impedance will be described.
第5図は、第3図においてZV−ZO=0、すなわちスピー
カユニット3の内部インピーダンス(非モーショナルイ
ンピーダンス)が等価的に完全に無効化されたときの電
気的等価回路である。ここでは、各要素の値に付される
係数を省略して示した。FIG. 5 is an electrical equivalent circuit when Z V −Z O = 0 in FIG. 3, that is, the internal impedance (non-motional impedance) of the speaker unit 3 is equivalently completely disabled. Here, the coefficient attached to the value of each element is omitted.
この等価回路から以下のことが明らかである。The following is clear from this equivalent circuit.
先ず、スピーカユニット3の等価モーショナルインピー
ダンスによる並列共振回路Z1は、両端が交流的にゼロイ
ンピーダンスで短絡されている。したがって、この並列
共振回路Z1は、Q値が0であり、実質的には、もはや共
振回路ではなくなっている。すなわち、このスピーカユ
ニット3にあっては、単にヘルムホルツ共鳴器にスピー
カユニット3を取り付けた状態で有していた最低共振周
波数という概念がもはやなくなっている。以後、スピー
カユニット3の最低共振周波数fO相当量と言う場合に
は、実質的には無効化されてしまった上記概念を仮に呼
ぶに過ぎない。このように、ユニット共振系(並列共振
回路)Z1が実質的に共振回路でなくなる結果、この音響
装置における共振系はヘルムホルツ共鳴系(直列共振回
路)Z2のみ唯一つになってしまう。First, both ends of the parallel resonance circuit Z 1 having the equivalent motional impedance of the speaker unit 3 are AC short-circuited with zero impedance. Therefore, the parallel resonant circuit Z 1 has a Q value of 0 and is substantially no longer a resonant circuit. That is, in this speaker unit 3, the concept of the lowest resonance frequency, which is simply present when the speaker unit 3 is attached to the Helmholtz resonator, is no longer present. Hereinafter, when the amount equivalent to the minimum resonance frequency f O of the speaker unit 3 is referred to, the above concept that has been substantially invalidated is merely called. As described above, as a result of the unit resonance system (parallel resonance circuit) Z 1 being substantially not a resonance circuit, the Helmholtz resonance system (series resonance circuit) Z 2 is the only resonance system in this acoustic device.
また、スピーカユニット3は、振動系が実質的に共振回
路でなくなる結果、駆動信号入力に対してリアルタイム
で線形応答し、全く過渡応答することなく、入力電気信
号(駆動信号EO)を忠実に電気機械変換し、振動板2を
変位させることになる。つまり、完全な制動状態(いわ
ゆるスピーカデッドの状態)である。この状態における
このスピーカの最低共振周波数fO相当値近傍の出力音圧
周波数特性は、6dB/octとなる。これに対し、通常の電
圧駆動状態の特性は、12dB/octとなる。Further, as a result of the vibration system being substantially a resonance circuit, the speaker unit 3 makes a linear response in real time to the drive signal input and does not make a transient response at all, and faithfully receives the input electric signal (drive signal E O ). The electromechanical conversion is performed and the diaphragm 2 is displaced. That is, it is a complete braking state (so-called speaker dead state). In this state, the output sound pressure frequency characteristic near the lowest resonance frequency f O equivalent value of this speaker is 6 dB / oct. On the other hand, the characteristic in the normal voltage drive state is 12 dB / oct.
一方、ヘルムホルツ共鳴器の等価モーショナルインピー
ダンスによる直列共振回路Z2は、上記駆動信号源EOにゼ
ロインピーダンスで接続されているので、もはや並列共
振回路Z1との間に相互依存の関係はなく、並列共振回路
Z1と直列共振回路Z2とは無関係に独立して併存すること
になる。したがって、キャビネット1の容積(SCに反比
例する)および共鳴ポート8の形状、寸法(mPに比例す
る)はスピーカユニット3の直接放射特性には影響せ
ず、また、ヘルムホルツ共鳴器の共鳴周波数およびQ値
はスピーカユニット3の等価モーショナルインピーダン
スにも影響されない。すなわち、ヘルムホルツ共鳴器の
特性値とスピーカユニット3の特性値とは独立して設定
することができる。さらに、直列共振回路Z2の直列抵抗
は、rC+rPのみであり、これらは通常、充分小さな値で
あるから、この直列共振回路Z2、すなわちヘルムホルツ
共鳴器のQ値は充分に高く設定することができる。On the other hand, since the series resonance circuit Z 2 based on the equivalent motional impedance of the Helmholtz resonator is connected to the drive signal source E O with zero impedance, there is no mutual dependence relationship with the parallel resonance circuit Z 1. , Parallel resonant circuit
Z 1 and the series resonant circuit Z 2 are independent and coexistent. Therefore, the volume of the cabinet 1 (inversely proportional to S C ) and the shape and size of the resonance port 8 (proportional to m P ) do not affect the direct radiation characteristics of the speaker unit 3, and the resonance frequency of the Helmholtz resonator. Also, the Q value is not affected by the equivalent motional impedance of the speaker unit 3. That is, the characteristic value of the Helmholtz resonator and the characteristic value of the speaker unit 3 can be set independently. Furthermore, since the series resistance of the series resonance circuit Z 2 is only r C + r P , and these are usually sufficiently small values, the Q value of the series resonance circuit Z 2 , that is, the Helmholtz resonator is set to be sufficiently high. can do.
別の見方をすれば、ユニット振動系は実効的には共振系
でなくなっているので、駆動信号入力に応じて変位し、
外力、特にキャビネットの等価スチフネスSCによる大気
反作用には実質的に影響されない。このため、スピーカ
ユニット3の振動板2はキャビネット側から見れば等価
的に壁となり、ヘルムホルツ共鳴器から見たときのスピ
ーカユニット3の存在が無効化される。したがって、ヘ
ルムホルツ共鳴器としての共鳴周波数およびQ値は、ス
ピーカユニット3の非モーショナルインピーダンスに存
在せず、この共鳴周波数を通常の駆動方式では共鳴のQ
値が非常に小さくなるような周波数に設定する場合にも
Q値を充分に大きな値に維持することができる。また、
ヘルムホルツ共鳴系はユニット振動系とは全く独立して
音響放射を行なう仮想スピーカとも言うべき存在となっ
ている。そして、この仮想スピーカは、ポート径に相当
する小口径で実現するにもかかわらず、その低音再生能
力から見ると現実のスピーカとしては極めて大口径のも
のに相当する。From another point of view, the unit vibration system is not actually a resonance system, so it is displaced according to the drive signal input,
It is virtually unaffected by external forces, especially atmospheric reaction due to the equivalent stiffness S C of the cabinet. Therefore, the diaphragm 2 of the speaker unit 3 becomes an equivalent wall when viewed from the cabinet side, and the existence of the speaker unit 3 when viewed from the Helmholtz resonator is nullified. Therefore, the resonance frequency and the Q value of the Helmholtz resonator do not exist in the non-motional impedance of the speaker unit 3, and this resonance frequency is the Q value of the resonance in the normal driving method.
Even when the frequency is set so that the value becomes extremely small, the Q value can be maintained at a sufficiently large value. Also,
The Helmholtz resonance system is a virtual speaker that emits acoustic waves independently of the unit vibration system. Although this virtual speaker is realized with a small diameter corresponding to the port diameter, it is equivalent to an extremely large diameter speaker as an actual speaker when viewed from its bass reproduction capability.
以上を第11図のバスレフ形スピーカシステムを通常のパ
ワーアンプで駆動する従来方式と比較すると、該従来方
式では、周知のように、ユニット振動系Z1とヘルムホル
ツ共鳴系Z2との複数の共振系が存在し、しかも各共振系
の共振周波数およびQ値は相互に密接に依存していた。
例えば、ヘルムホルツ共鳴系Z2の共振周波数を下げるた
めにポートを長くしたり、細くする(mPが大きくなる)
と、ユニット振動系Z1ではQ値が高くなり、ヘルムホル
ツ共鳴系Z2では低くなるし、キャビネットの容積を小さ
くする(SCが大きくなる)と、ポートを長くしたり、細
くしてヘルムホルツ共鳴系Z2の共振周波数を一定に保っ
たとしても、ユニット振動系Z1ではQ値および共振周波
数が高くなり、ヘルムホルツ共鳴系Z2ではQ値がさらに
低くなっていた。すなわち、スピーカシステムの出力音
圧周波数特性は、スピーカユニットの特性、キャビネッ
トの容積およびポートの寸法に密接に関連しているた
め、これらをマッチングさせるためには高度の設計技術
が必要であり、出力音圧周波数特性、特に低域特性を損
なうことなくキャビネット(システム)を小形化した
り、音質等他の特性を損なうことなく既存のシステムの
音響再生帯域を簡単に拡大することは、一般に無理であ
ると考えられていた。また、上記ヘルムホルツ共鳴系Z2
における共振周波数fOPより低い帯域での周波数と共鳴
音響放射能力との関係は、音圧レベルから見れば、周波
数の低下に対して12dB/oct程度の割合で低下し、共振周
波数をバスレフ形スピーカシステムの基本思想に対して
極度に低く設定すると、入力信号レベルの増減による補
正は極めて困難になっていた。Comparing the above with the conventional system in which the bass reflex type speaker system of FIG. 11 is driven by an ordinary power amplifier, in the conventional system, as is well known, a plurality of resonances of the unit vibration system Z 1 and the Helmholtz resonance system Z 2 are known. The system existed, and the resonance frequency and Q value of each resonance system were closely dependent on each other.
For example, to make the resonance frequency of the Helmholtz resonance system Z 2 lower, make the port longer or thinner (m P becomes larger).
If, Q value in the unit vibration system Z 1 is increased, to lower the Helmholtz resonance system Z 2, to reduce the volume of the cabinet and (S C increases), or a longer port, thin to Helmholtz resonance Even if the resonance frequency of the system Z 2 was kept constant, the unit vibration system Z 1 had a high Q value and the resonance frequency, and the Helmholtz resonance system Z 2 had a lower Q value. In other words, the output sound pressure frequency characteristics of the speaker system are closely related to the characteristics of the speaker unit, the volume of the cabinet, and the size of the port, so a sophisticated design technology is required to match them. It is generally impossible to miniaturize the cabinet (system) without damaging the sound pressure frequency characteristics, especially low-frequency characteristics, and to easily expand the sound reproduction band of the existing system without damaging other characteristics such as sound quality. Was considered. Also, the above Helmholtz resonance system Z 2
The relationship between the frequency in the band lower than the resonance frequency f OP and the resonant acoustic radiation capacity decreases from the sound pressure level at a rate of about 12 dB / oct with respect to the decrease in the frequency, and the resonance frequency becomes the bass reflex speaker. If it is set extremely low with respect to the basic idea of the system, it becomes extremely difficult to correct it by increasing or decreasing the input signal level.
この実施例の駆動装置は、上述のように、ヘルムホルツ
共鳴を利用したスピーカシステムを負性インピーダンス
駆動するようにしたため、システムのユニット振動系と
ヘルムホルツ共鳴系の特性や寸法等を独立に設定でき、
かつ、ヘルムホルツ共鳴系の共振周波数を低く設定して
もQ値、低音再生能力を高く保持することができるよう
になるうえ、ユニット振動系の共鳴器駆動能力も強力
(6dB/oct)となるので、周波数特性のうねりを、入力
信号レベルの増減、例えば通常の音質調整程度の増減に
より補正し得る等の特徴が得られ、このため、周波数特
性および音質を損なうことなくキャビネットを小形化し
てスピーカシステムを小形に構成することができるとと
もに、既存のスピーカシステムを従来の定電圧駆動によ
る場合よりも音質を向上させ、あるいは音響再生帯域、
特に低音側を簡単に拡大して駆動することができる。As described above, the driving device of this embodiment is designed to drive the speaker system using Helmholtz resonance by negative impedance, so that the unit vibration system and the Helmholtz resonance system characteristics and dimensions can be independently set.
Moreover, even if the resonance frequency of the Helmholtz resonance system is set low, the Q value and bass reproduction ability can be kept high, and the resonator drive ability of the unit vibration system also becomes strong (6 dB / oct). It is possible to obtain the characteristic that the swell of the frequency characteristic can be corrected by increasing or decreasing the input signal level, for example, by increasing or decreasing the normal sound quality adjustment degree. Therefore, the speaker system can be downsized without reducing the frequency characteristic and the sound quality. Can be configured in a small size, while improving the sound quality of the existing speaker system compared with the conventional constant voltage drive, or the sound reproduction band,
In particular, the bass side can be easily enlarged and driven.
なお、上述においては、ZV−ZO=0の場合についてのみ
説明したが、この発明は−ZO<0であればZV−ZO>0の
場合をも含むものである。この場合、ユニット振動系お
よびヘルムホルツ共鳴系の特性値等は、上記インピーダ
ンスZV−ZOの値に応じて上記ZV−ZO=0の場合と従来の
定電圧駆動方式の場合との間の値となる。したがって、
この性質を積極的に利用して、例えばヘルムホルツ共鳴
系のQ値の調整を、ポート径を調節したり、キャビネッ
ト内にグラスウールやフェルト等の機械的Qダンパを入
れたりして行なう代わりに、負性インピーダンス−ZOを
調節することにより行なうようにすることができる。In the above description, only the case of Z V −Z O = 0 has been described, but the present invention also includes the case of Z V −Z O > 0 if −Z O <0. In this case, the characteristic values of the unit vibration system and the Helmholtz resonance system are between the case of Z V −Z O = 0 and the case of the conventional constant voltage drive method according to the value of the impedance Z V −Z O. Becomes the value of. Therefore,
Using this property positively, instead of adjusting the Q value of the Helmholtz resonance system, for example, by adjusting the port diameter or inserting a mechanical Q damper such as glass wool or felt in the cabinet, This can be done by adjusting the sex impedance −Z O.
また、この場合、出力インピーダンスの設定や入力信号
レベルの増減を可変抵抗器や切換スイッチ等により適正
に設定することは、一般ユーザにとっては極めて困難で
あったが、第1図に示すように、カートリッジの設定ま
たは交換により帰還回路63の伝達特性を設定または変更
して、駆動すべきシステムに適正な負性インピーダンス
値−ZO等を設定するようにしたため、この負性インピー
ダンス値−ZOの適正値への設定が極めて容易になった。Further, in this case, it is extremely difficult for a general user to appropriately set the output impedance and increase / decrease of the input signal level with a variable resistor, a changeover switch or the like, but as shown in FIG. Since the transfer characteristic of the feedback circuit 63 is set or changed by setting or replacing the cartridge to set an appropriate negative impedance value −Z O or the like in the system to be driven, the negative impedance value −Z O Setting to an appropriate value has become extremely easy.
なお、密閉形スピーカシステムは、上述の共鳴ポート付
スピーカシステムの共鳴ポートを除去したものであり、
したがって第3図および第5図の等価回路で言えば共鳴
ポートの等価質量mPを∞、つまりコンデンサmP/A2を短
絡したものとして把握することができる。すなわち、密
閉形スピーカシステムにおいても、出力インピーダンス
中に負性インピーダンスを含むパワーアンプで駆動し、
かつこのパワーアンプの入力信号レベルを増減すること
によって、キャビネットの容積に依らずスピーカユニッ
トの最低共振周波数fO相当値近傍まで比較的高品質の再
生を実現することができるようになる。The closed speaker system is the speaker system with the resonance port removed from the resonance port,
Therefore, in the equivalent circuits of FIGS. 3 and 5, the equivalent mass m P of the resonance port can be grasped as ∞, that is, the capacitor m P / A 2 is short-circuited. That is, even in a closed speaker system, the output impedance is driven by a power amplifier that includes negative impedance,
And by increasing or decreasing the input signal level of the power amplifier, it is possible to realize a relatively high-quality reproduction of up to the minimum resonance frequency f O equivalent value near the speaker unit regardless of the volume of the cabinet.
第6図は、振動器を負性インピーダンス駆動するための
負性インピーダンス発生回路の基本構成を示す。FIG. 6 shows a basic configuration of a negative impedance generating circuit for driving the vibrator with negative impedance.
同図の回路は、利得Aの増幅器61の出力をスピーカ3に
よる負荷ZLに与える。そして、この負荷ZLに流れる電流
ILを検出し、伝達利得βの帰還回路63を介して増幅回路
61に正帰還する。このようにすれば、回路の出力インピ
ーダンスZOは、 ZO=ZS(1−Aβ) ‥‥‥‥(4) として求められる。この(4)式からAβ>1とすれば
ZOは開放安定形の負性インピーダンスとなる。ここで、
ZSは電流を検出するセンサのインピーダンスである。The circuit of the figure applies the output of the amplifier 61 of gain A to the load Z L by the speaker 3. And the current flowing in this load Z L
I L is detected and is amplified through the feedback circuit 63 of transfer gain β.
Positively feed back to 61. In this way, the output impedance Z O of the circuit is obtained as Z O = Z S (1−Aβ) ... (4). If Aβ> 1 from this equation (4),
Z O is an open stable negative impedance. here,
Z S is the impedance of the sensor that detects the current.
したがって、この第6図の回路において、インピーダン
スZSの種類を適宜選択することにより、出力インピーダ
ンス中に所望の負性インピーダンス成分を含ませること
ができる。例えば、電流ILをインピーダンスZSの両端電
圧により検出する場合には、インピーダンスZSが抵抗RS
であれば負性インピーダンス成分は負性抵抗成分とな
り、インダクタンスLSであれば負性インダクタンス成分
となり、キャパシタンスCSであれば負性キャパシタンス
となる。また、帰還回路63に積分器を用い、インピーダ
ンスZSとしてのインダクタンスLSの両端電圧を積分して
検出することにより負性インピーダンス成分を負性抵抗
成分とすることができ、さらに帰還回路63に微分器を用
い、インピーダンスZSとしてのキャパシタンスCSの両端
電圧を微分して検出しても負性インピーダンス成分は負
性抵抗成分となる。電流検出センサとしては、これらの
インピーダンス素子RS,LS,CS等の他、C.T.やホール素子
等の電流プローブを用いることも可能である。Therefore, in the circuit of FIG. 6, a desired negative impedance component can be included in the output impedance by appropriately selecting the type of impedance Z S. For example, in the case of detecting the current I L by the voltage across the impedance Z S is the impedance Z S is the resistance R S
Then, the negative impedance component becomes a negative resistance component, the inductance L S becomes a negative inductance component, and the capacitance C S becomes a negative capacitance. Further, the integrator used in the feedback circuit 63, it is possible to make the negative impedance component and negative resistance component by detecting and integrating the voltage across the inductance L S as the impedance Z S, further feedback circuit 63 using differentiator, negative impedance component be detected by differentiating the voltage across the capacitance C S as the impedance Z S becomes a negative resistance component. As the current detection sensor, it is possible to use a current probe such as a CT or a Hall element in addition to the impedance elements R S , L S , and C S.
このような回路に相当する具体例は、例えば特公昭59−
51771号等に示されている。A concrete example corresponding to such a circuit is, for example, Japanese Patent Publication No. 59-
No. 51771 is shown.
また、電流検出をスピーカ3の非接地側で行なうことも
可能である。このような回路の具体例は、例えば特公昭
54−33704号等に示されている。第7図はBTL接続の例で
あるが、第6図の回路に適用することは容易である。第
7図の64は反転回路である。It is also possible to detect the current on the non-grounded side of the speaker 3. A concrete example of such a circuit is, for example, Japanese Patent Publication
54-33704, etc. FIG. 7 shows an example of BTL connection, but it is easy to apply it to the circuit of FIG. Reference numeral 64 in FIG. 7 is an inverting circuit.
第8図は出力インピーダンス中に負性抵抗成分を含むア
ンプの具体的回路例を示す。FIG. 8 shows a specific circuit example of an amplifier including a negative resistance component in the output impedance.
第8図のアンプにおける出力インピーダンスZOは、 ZO=RS(1−Rb/Ra) =0.22(1−30/1.6) =−3.9(Ω) となる。また、第8図において、点線で囲んだ部分32が
第2図のカートリッジ内回路32に相当する。The output impedance Z O in the amplifier of FIG. 8 is Z O = R S (1−R b / R a ) = 0.22 (1-30 / 1.6) = − 3.9 (Ω). Further, in FIG. 8, a portion 32 surrounded by a dotted line corresponds to the in-cartridge circuit 32 in FIG.
[実施例の変形例] なお、この発明は、上述の実施例に限定されることなく
適宜変形して実施することができる。[Modifications of the Embodiment] The present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be modified and implemented as appropriate.
例えば上述においては、制御情報収納体としてのカート
リッジ15に、イコライザ回路34および帰還回路63の全体
を駆動装置本体10より切り離して収納した例を示した
が、制御情報収納体に、少なくとも帰還回路63の帰還特
性を変更または設定するに足る部分が収納されていれば
この発明の範囲に含まれるものである。For example, in the above description, the example in which the entire equalizer circuit 34 and the feedback circuit 63 are stored separately from the drive device main body 10 in the cartridge 15 as the control information storage body is shown, but at least the feedback circuit 63 is stored in the control information storage body. It is within the scope of the present invention as long as a sufficient portion for changing or setting the feedback characteristic of is stored.
また、カートリッジ15A,15B,‥‥は、第9図に示すよう
に、1つのスピーカシステム例えば21Aに対応して制御
情報の異なる複数種15A−1,15A−2,‥‥を用意し、駆動
装置の出力インピーダンス等の特性を、スピーカシステ
ムの種類の他、発生しようとする音楽、例えばジャズ、
クラシック、‥‥等に合わせて設定するように構成する
こともできる。第9図において、(a)は定電圧駆動状
態における音圧出力の周波数特性を示し、(b)は負性
インピーダンス駆動の特性値を各音楽用に設定した場合
の音圧出力の周波数特性を示す。Further, as shown in FIG. 9, the cartridges 15A, 15B, ... Are provided with a plurality of types 15A-1, 15A-2 ,. The characteristics such as the output impedance of the device can be determined by the type of speaker system as well as the music to be generated, such as jazz,
It can also be configured to be set according to classic, etc. In FIG. 9, (a) shows the frequency characteristic of the sound pressure output in the constant voltage drive state, and (b) shows the frequency characteristic of the sound pressure output when the characteristic value of the negative impedance drive is set for each music. Show.
さらに、前記出力インピーダンスに周波数特性を持たせ
ることにより、QOC′やQOP等の設定の自由度を向上させ
ることも可能である。Furthermore, by giving the output impedance frequency characteristics, it is possible to improve the degree of freedom in setting Q OC ′, Q OP and the like.
第1図は、この発明の一実施例に係る駆動装置の基本構
成を示す外観模式図、 第2図は、第1図の駆動装置の回路構成の説明図、 第3図は、第1図および第2図の音響装置の電気的等価
回路図、 第4図は、第1図および第2図の音響装置から放射され
る音響の音圧周波数特性図、 第5図は、第3図においてZV−ZO=0としたときの等価
回路図、 第6図および第7図は、負性インピーダンスを発生する
回路の基本的回路図、 第8図は、負性抵抗駆動の具体的回路図、 第9図(a)(b)は第1図の駆動装置の変形例を示す
説明図、 第10図は、従来の密閉形スピーカシステムの構成を示す
断面図、 第11図は、従来のバスレフ形スピーカシステムの構成を
示す断面図、そして 第12図は、第10図および第11図のスピーカシステムの音
圧特性の説明図、 第13図は、小形のキャビネットに取り付けたスピーカユ
ニットを低音をブーストした信号で定電圧駆動する場合
の回路および周波数特性の説明図、そして 第14図は、先願に係る負性インピーダンス発生回路の基
本構成図である。 1:キャビネット、2:振動板、 3:スピーカユニット、8:共鳴ポート、 10:駆動装置本体、12,16:コネクタ、 15A,15B,‥‥:カートリッジ、 21A,21B,‥‥:スピーカシステム、 30:駆動回路、31:本体内回路部、 32:カートリッジ内回路部、 34:イコライザ回路、 60:負性インピータンス発生回路。FIG. 1 is a schematic external view showing a basic structure of a driving device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an explanatory view of a circuit structure of the driving device of FIG. 1, and FIG. 3 is FIG. FIG. 4 is an electrical equivalent circuit diagram of the acoustic device shown in FIG. 2, FIG. 4 is a sound pressure frequency characteristic diagram of sound radiated from the acoustic device shown in FIGS. 1 and 2, and FIG. Equivalent circuit diagram when Z V −Z O = 0, FIGS. 6 and 7 are basic circuit diagrams of a circuit for generating negative impedance, and FIG. 8 is a specific circuit for driving negative resistance. FIGS. 9 (a) and 9 (b) are explanatory views showing a modified example of the drive device of FIG. 1, FIG. 10 is a sectional view showing the configuration of a conventional sealed speaker system, and FIG. FIG. 12 is a cross-sectional view showing the configuration of the bass reflex type speaker system, and FIG. 12 is an explanation of the sound pressure characteristics of the speaker system of FIGS. 10 and 11. Fig. 13 is an explanatory diagram of the circuit and frequency characteristics when a speaker unit attached to a small cabinet is driven at a constant voltage with a boosted bass signal, and Fig. 14 is a negative impedance generation according to the prior application. It is a basic block diagram of a circuit. 1: Cabinet, 2: Diaphragm, 3: Speaker unit, 8: Resonance port, 10: Drive unit, 12, 16: Connector, 15A, 15B, ‥: Cartridge, 21A, 21B, ‥: Speaker system, 30: Drive circuit, 31: Main body circuit part, 32: Cartridge internal circuit part, 34: Equalizer circuit, 60: Negative impedance generating circuit.
Claims (5)
増幅器と、 この電力増幅部に所定の負性出力インピーダンスが等価
的に生成されるように、前記変換器の駆動電流に対応す
る信号を検出して前記増幅器の入力側に正帰還する帰還
回路とを備え、 前記変換器をこの変換器の振動体に対する周囲からの反
作用を打ち消すように、この変換器に固有の内部インピ
ーダンスを低減もしくは無効化して駆動する駆動装置に
おいて、 前記帰還回路は、この帰還回路の正帰還伝達特性を変更
または設定するための変更設定手段を有し、 この変更設定手段は、 前記増幅器に接続された本体部と、 前記正帰還伝達特性を設定するための所定の利得特性を
有するアナログ素子回路からなる制御情報を収納しかつ
前記本体部に対し分離および結合自在に構成された制御
情報収納体と に切り離されている ことを特徴とする駆動装置。1. A power amplifier for supplying drive power to an electroacoustic converter, and a signal corresponding to a drive current of the converter so that a predetermined negative output impedance is equivalently generated in the power amplifier. And a feedback circuit for positively feeding back to the input side of the amplifier, so that the internal impedance specific to the converter is reduced so as to cancel the reaction of the converter from the surroundings with respect to the vibrator. In the driving device which is invalidated and driven, the feedback circuit has a change setting means for changing or setting the positive feedback transfer characteristic of the feedback circuit, and the change setting means is a main body connected to the amplifier. And control information consisting of an analog element circuit having a predetermined gain characteristic for setting the positive feedback transfer characteristic, and configured to be separable and connectable to the main body. Driving apparatus characterized by being separated into a control information storage body.
のスピーカシステムであり、前記制御情報収納体は前記
音楽の種類に対応して複数の前記制御情報を収納してあ
る請求項1記載の駆動装置。2. The electroacoustic transducer is a speaker system for reproducing music, and the control information storage body stores a plurality of the control information corresponding to the type of the music. Drive.
べき電気音響変換器の出力音圧の周波数特性と相補的な
周波数特性に設定可能な周波数特性補正回路を、さらに
具備する請求項1記載の駆動装置。3. A frequency characteristic correction circuit which is connected to the preceding stage of the power amplifier and which can set a frequency characteristic complementary to the frequency characteristic of the output sound pressure of the electroacoustic transducer to be driven. The drive device described.
特性補正回路の周波数特性を変更または設定するための
所定の伝達特性を有するアナログ素子回路からなる第2
の制御情報を収納してある請求項3記載の駆動装置。4. The control information container further comprises an analog element circuit having a predetermined transfer characteristic for changing or setting the frequency characteristic of the frequency characteristic correcting circuit.
The drive device according to claim 3, wherein the control information of the drive device is stored.
収納体。5. The control information container according to claim 1, 2 or 4.
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| US07/353,444 US5014320A (en) | 1988-05-25 | 1989-05-17 | Driving apparatus, and control information storage body and protection circuit therefor |
| DE68919535T DE68919535T2 (en) | 1988-05-25 | 1989-05-19 | Drive circuit with control information memory. |
| EP89109052A EP0343529B1 (en) | 1988-05-25 | 1989-05-19 | Driving circuit with control information memory |
| US07/585,312 US5103190A (en) | 1988-05-25 | 1990-09-18 | Driving apparatus, and control information storage body and protection circuit therefor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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|---|---|
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|---|---|---|---|
| JP63125637A Expired - Fee Related JPH0728474B2 (en) | 1988-05-25 | 1988-05-25 | Drive device and control information storage body thereof |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0728474B2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US12548542B2 (en) | 2023-02-13 | 2026-02-10 | Honda Motor Co., Ltd. | Active noise canceller device |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8224009B2 (en) | 2007-03-02 | 2012-07-17 | Bose Corporation | Audio system with synthesized positive impedance |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0722438B2 (en) * | 1984-05-31 | 1995-03-08 | 松下電器産業株式会社 | Speaker device |
-
1988
- 1988-05-25 JP JP63125637A patent/JPH0728474B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20230070301A (en) * | 2021-03-01 | 2023-05-22 | 가부시키카이샤 야마다 세이사쿠쇼 | connector |
| US12548542B2 (en) | 2023-02-13 | 2026-02-10 | Honda Motor Co., Ltd. | Active noise canceller device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| JPH01296798A (en) | 1989-11-30 |
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