DE68919535T2

DE68919535T2 - Antriebsschaltung mit Kontrollinformationsspeicher.

Info

Publication number: DE68919535T2
Application number: DE68919535T
Authority: DE
Inventors: Kazunari Furukawa; Katsuo Nagi; Masao Noro
Original assignee: Yamaha Corp
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 1988-05-25
Filing date: 1989-05-19
Publication date: 1995-07-06
Anticipated expiration: 2009-05-20
Also published as: EP0343529B1; DE68919535D1; EP0343529A3; US5014320A; EP0343529A2; US5103190A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Treibervorrichtung, die einen elektro-akustischen Wandler treibt, wie zum Beispiel eine Lautsprechereinheit, die ein Lautsprechersystem aufweist, so daß die Ausgangscharakteristiken bzw. -kennlinien des Wandlers verbessert werden und die sich eine Vielzahl von Systemtypen bewältigen kann, oder geeignet dafür gemacht werden kann und weiter bezieht sie sich auf einen Steuerinformationspeicherkörper zum leichten Verändern oder Setzen bzw. Einstellen von Treibercharakteristiken der Treibervorrichtung und auf eine Schutzschaltung zum Schützen der Schaltung und der Last der Treibervorrichtung von einem fehlerhaften Betrieb und zum Verhindern von Rauschen bzw. Störungen, die von der Trennung/Kopplung des Steuerinformationsspeicherkörpers und eines Hauptkörpers verursacht werden.

(Beschreibung des Standes der Technik)

Als eine herkömmliche Treibervorrichtung zum Treiben einer Lautsprechereinheit, die in einem Lautsprechersystem montiert ist, wird im allgemeinen ein Leistungsverstärker verwendet, dessen Ausgangsimpedanz im wesentlichen Null ist. Ein herkömmliches Lautsprechersystem ist angeordnet, um optimale akustische Ausgangscharakteristiken aufzuweisen, wenn es von einer Konstantspannung angetrieben wird, und zwar durch einen derartigen Leistungsverstärker, dessen Ausgangsimpedanz im wesentlichen Null ist.
Fig. 15 ist eine Querschnittsansicht eines herkömmlichen Lautsprechersystems vom geschlossenen Typ. Wie in der Figur gezeigt ist, wird ein Loch in der vorderen Oberfläche eines geschlossenen Kabinetts 1 gebildet und eine dynamische Lautsprechereinheit 3, die einen Schwingkörper bzw. eine Membran oder Diaphragma 2 besitzt, ist in diesem Loch befestigt.
Eine Resonanzfrequenz foc dieses Lautsprechersystems vom geschlossenen Typ kann folgendermaßen ausgedrückt werden:
foc = fo(1 + Sc/So)1/2 (1)
Ein Q-Wert Qoc dieses Lautsprechersystems wird folgendermaßen ausgedrückt:
Qoc = Qo(1 + Sc/So)1/2 (2)
wobei fo und Qo die niedrigste Resonanzfrequenz und der Q-Wert der dynamischen Lautsprechereinheit 3 sind, d. h. die Resonanzfrequenz und der Q-Wert, wenn diese Lautsprechereinheit 3 an einer als unendliche Ebene ausgebildeten Schallwand angebracht ist. So ist die äquivalente Steifigkeit eines Vibrationssystems, und Sc ist die äquivalente Steifigkeit des Kabinetts 1.
Bei dem Lautsprechersystem vom geschlossenen Typ, dient die Resonanzfrequenz foc als ein Standard eines Baßtonwiedergabelimits eines einheitlichen Wiedergabebereichs, d. h. eine niedrigste Wiedergabefrequenz. Der Q-Wert Qoc bezieht sich auf eine Wiedergabecharakteristikkurve um die Resonanzfrequenz foc. Falls der Q-Wert Qoc zu groß ist, wird die Charakteristikkurve zu scharf bzw. steil um foc herum. Falls der Q-Wert Qoc zu klein ist, wird die Charakteristikkurve zu wenig ausgeprägt bzw. zu moderat. In jedem Fall wird die Flachheit der Frequenzcharakteristik beeinträchtigt. Der Q-Wert Qoc wird normalerweise ungefähr auf 0,8 bis 1 eingestellt.
Fig. 16 ist eine Querschnittsansicht, die eine Anordnung eines herkömmlichen Lautsprechersystems vom Phasen-Inversionsstyp (Baßreflextyp) zeigt. In dem in der Figur gezeigten Lautsprechersystem wird ein Loch in der vorderen Oberfläche eines Kabinetts 1 gebildet und eine dynamische Lautsprechereinheit 3, die einen Schwingkörper 2 besitzt, ist in dem Loch befestigt. Ein Resonanzanschluß (Baßreflexanschluß bzw. -öffnung) 8, der einen Tonpfad 7 besitzt, ist unterhalb der Lautsprechereinheit 3 angeordnet. Der Resonanzanschluß 8 und das Kabinett 1 bilden einen Helmholtz-Resonator. In diesem Helmholtz- Resonator tritt ein Luftresonanzphänomen auf, und zwar auf Grund einer Luftfeder in dem Kabinett 1 als einem geschlossenen Hohlraum und einer Luftmasse in dem Tonpfad 7. Eine Resonanzfrequenz fop wird gegeben durch:
fop = c(A/lV)1//2π (3)
wobei c die Schallgeschwindigkeit, A die Querschnittsfläche des Tonpfades 7, l die Länge des Tonfpfads 7 und V das Volumen des Kabinetts 1 ist. Bei einem herkömmlichen Lautsprechersystem vom Baßreflextyp gemäß einer Standardeinstellung wird eine derartige Resonanzfrequenz fop ein wenig niedriger als die geringste Resonanzfrequenz foc' ( foc) der Sprechereinheit 3, die in dem Baßreflextypkabinett 1 angebracht ist, eingestellt. Bei einer Frequenz größer als die Resonanzfrequenz fop, invertiert der Ton- bzw. Schalldruck von der hinteren Oberfläche des Schwingkörpers 2 seine Phase, und zwar entgegengesetzt in dem Tonpfad 7, wodurch der direkte Strahlungston bzw. - schall von der vorderen Oberfläche des Schwingkörpers 2 und der Schall von dem Resonanzanschluß 8 In-Phase vor dem Kabinett 1 sind, wodurch eine In-Phaseaddition aufgebaut wird zum Erhöhen des Schalldrucks. Als Ergebnis der In-Phaseaddition wird die niedrigste Resonanzfrequenz des gesamten Systems verringert, und zwar auf die Resonanzfrequenz fop des Resonators. Gemäß einem optimal konstruierten Lautsprechersystems vom Baßreflextyp kann die Frequenzcharakteristik eines Ausgangsschalldrucks sogar unter die niedrigste Resonanzfrequenz foc' des Lautsprechersystems 3 ausgedehnt werden. Wie durch die Linie mit einem langen und zwei kurzen Strichen in Fig. 17 angezeigt wird, kann ein einheitlicher Wiedergabebereich weiter als der, der als unendlichen Ebene ausgebildeten Schallwand (angezeigt durch eine durchgezogene Linie) und der geschlossenen Schallwand (angezeigt durch eine Linie mit abwechselnd kurzen und langen Strichen) ausgedehnt werden.
In den Gleichungen (1) und (2) ist die äquivalente Steifigkeit Sc umgekehrt proportional einem Volumen V des Kabinetts 1. Deshalb wird, wenn das in den Fig. 15 oder 16 gezeigte Lautsprechersystem durch eine konstante Spannung betrieben wird, seine Frequencharakteristik, insbesondere Niedrigfrequenzcharakteristik, durch das Volumen V des Kabinetts 1 beeinflußt. Deshalb ist es schwierig, das Kabinett 1 und das Lautsprechersystem kompakt auszubilden, ohne die Niedrigfrequenzcharakteristiken zu beeinträchtigen.
Zum Beispiel zum Kompensieren einer verminderten Baßtonwiedergabefähigkeit, auf Grund einer Verringerung der Größe des Kabinetts, wie in den Fig. 18(a) bis 18(d) gezeigt, kann ein System des Erhöhens eines Baßtons durch eine Tonsteuervorrichtung, eine graphische Ausgleichsvorrichtung, eine Spezialzweckausgleichsvorrichtung oder ähnliches einer Treiberverstärkervorrichtung verwendet werden. In diesem System wird ein Schalldruck erhöht durch Erhöhen einer Eingangsspannung bezüglich eines Frequenzbereichs unterhalb foc, der schwierig wiederzugeben ist. Mit diesem System kann der Schalldruck bei Frequenzen unterhalb foc erhöht werden. Jedoch können ungünstige Einflüsse, verursacht durch ein hohes Qoc, wie zum Beispiel eine schlechte transiente Antwort bei foc verursacht durch ein Qoc, das auf Grund eines kompakten Kabinetts erhöht wurde, eine plötzliche Veränderung in der Phase bei foc auf Grund eines hohen Qoc oder dergleichen nicht vollständig eliminiert werden. Deshalb wird der Schalldruck eines Baßtons nur erhöht und die Tonqualität äquivalent zu der eines Lautsprechersystems, das ein Kabinett verwendet, das ein optimales Volumen V und ein geeignetes foc und Qoc besitzt, kann nicht erhalten werden.
Außerdem, wenn, in dem in Fig. 16 gezeigten Baßreflexlautsprechersystem, flache Frequenzcharakteristiken bei einem Konstant-Spannungsbetrieb erhalten werden sollen, wird zum Beispiel der Q-Wert Qoc' der Lautsprechereinheit 3, die in dem Baßreflexkabinett montiert ist, auf Qoc' = 1/ 3 gesetzt und die Resonanzfrequenz foc' wird auf foc' = foc/ 2 gesetzt. Auf diese Weise werden die Charakteristikenwerte (fo und Qo) der Lautsprechereinheit 3, das Volumen V des Kabinetts 1 und die Dimensionen (A und l) eines Resonanzanschlusses 8 mit hoher Genauigkeit angepaßt werden, was viele Konstruktionsbeschränkungen zur Folge hat. Qoc' und foc' können durch Qoc und foc in den Gleichungen (1) und (2) approximiert werden.
Fig. 19 zeigt Negativimpedanzerzeugungsmittel bzw. einen Negativimpedanzgenerator, die in der US-Patentanmeldung No. 286,869 offenbart wurden, die früher von dem gleichen Anmelder eingereicht wurde. Gemäß einem Treibersystem, das die Negativimpedanzerzeugungsmittel (auf die im folgenden als Negativwiderstandtreibersystem Bezug genommen wird) als eine Treibervorrichtung für ein Lautsprechersystem verwendet, und das eine Ausgangs impedanz veranlaßt einen negativen Widerstand -RO aufzuweisen, und zwar zum Eliminieren oder Ungültigmachen des Stimmenspulenwiderstands RV eines Lautsprechers, können das Qoc und Qoc' verringert werden und Qop kann erhöht werden, und zwar verglichen mit denen, wenn der Lautsprecher durch eine Konstantspannung betrieben wird, und zwar durch den Leistungsverstärker, der eine Ausgangsimpedanz von Null besitzt. Somit kann das Lautsprechersystem kompakt gemacht werden und die akustischen Ausgangscharakteristiken können verbessert werden.
Jedoch besitzt ein kommerziell erhältlicher Verstärker, an den das Negativwiderstandstreibersystem der früheren Anmeldung angelegt wird, eine Eins-zu-Eins-Entsprechung mit einem Lautsprechersystem. Deshalb kann ein Verstärker nicht zum Treiben einer Vielzahl von Lautsprechersystemtypen verwendet werden.
Der Grund dafür ist der folgende. Bei dem Negativwiderstandtreiberverfahren muß der Negativwiderstandswert -RO erfüllen, daß RO < RV gilt bezüglich des Stimmenspulenwiderstands RV, um eine Schwingung zu vermeiden, die durch übermäßige positive Rückkopplung verursacht wird. Da die Frequenzcharakteristiken eines Ausgangschalldrucks aus dem Lautsprechersystem, das gemäß diesem Negativwiderstandswert -RO betrieben wird, sich verändern, muß eine Veränderung in den Frequenzcharakteristiken kompensiert werden, und zwar durch eine zusätzliche Steuerung des negativen Widerstandswerts -RO. Jedoch werden in einem gegenwärtigen Audiosystem die Charakteristiken in der elektrischen Schaltung, die durch einen Vorverstärker, einen Leistungsverstärker und ähnliches aufgebaut ist, oft eingestellt, und zwar gemäß einer Kombination des Leistungsverstärkers und des Lautsprechersystems, einer Installationsumgebung und einer Musikart bzw. - richtung, die gespielt werden soll. Eine derartige Einstellung kann durch eine Ton- bzw. Klangsteuerung oder eine Graphikausgleichsvorrichtung (graphic equalizer) oder ähnliches ausgeführt werden. Jedoch ist es für viele Anwender relativ schwierig, sogar nur die Frequenzcharakteristiken optimal einzustellen. Deshalb ist es für viele Anwender fast unmöglich, optimal sowohl die Steuerung des Negativwiderstandswerts -RO als auch eine Kompensierung und Einstellung einer Veränderung in den Frequenzcharakteristiken durchzuführen. Aus den oben genannten Gründen ist der Verstärker des Negativwiderstandstreibersystems der führeren Anmeldung, die eine Eins-zu-Eins-Entsprechung mit einem Lautsprechersystem besitzt, kommerziell erhältlich.
Aus der US-A-4 388 490 ist ein Effektkastensystem bekannt, das auswechselbare Patronen in einer Audiovorrichtung verwendet, um zu verändern oder eine für eine andere auszuwechseln, und zum Organisieren, Anordnen und Neuanordnen der sequentiellen Reihenfolge von Komponentenschaltungen, die bestimmte Ton- bzw. Schalleffektfunktionen besitzen. Die Treiberfunktionen und die Art der Lautsprecher bleibt in diesem bekannten Effektkastensystem bzw. Effektboxsystem unverändert.

Zusammenfassung der Erfindung

Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Treibervorrichtung vorzusehen, die einen elektro-akustischen Wandler treiben kann, während sie die Ausgangscharakteristiken des Wandlers verbessert, und leicht eine Vielzahl von Typen von Wandlern beherrscht oder geeignet für diese gemacht werden kann, und einen Steuerinformationsspeicherkörper, der verwendet wird, um es der Treibervorrichtung zu erlauben, eine Viel zahl von Typen von Wandlern zu beherrschen.
Um das oben genannte Ziel zu erreichen, weist eine erfindungsgemäße Treibervorrichtung die Merkmale des Anspruchs 1 auf.
Die Treibervorrichtung mit der oben genannten Anordnung treibt den elektro-akustischen Wandler zum Aufheben einer Gegenwirkung von umgebenden Teilen bezüglich des Vibrationskörpers des Wandlers. Als Treibervorrichtung kann eine bekannte Schaltung, wie zum Beispiel eine Negativimpedanzerzeugungsvorrichtung zum äquivalenten Erzeugen einer Negativimpedanzkomponente (-Z&sub0;) in der Ausgangsimpedanz, eine Bewegungsrückkopplungsschaltung (motional feedback MFB) zum Detektieren eines Bewegungssignals entsprechend einer Bewegung eines Vibrationskörpers (zum Beispiel eines Schwingkörpers bzw. Membran 2 in Fig. 15) durch irgendein Verfahren, ein negatives Rückkoppeln des Signals an die Eingangsseite und ähnliches eingesetzt werden.
Auf diese Weise, wenn der elektro-akustische Wandler betrieben wird zum Aufheben einer Gegenwirkung von umgebenden Teilen bezüglich des Vibrationskörpers des Wandlers, können die Nachteile bei den herkömmlichen Baßreflexlautsprechersystemen eliminiert werden, wie oben unter Bezugnahme auf die in der Fig. 19 gezeigte Vorrichtung der früheren Anmeldung beschrieben wurde.
Genauer wird ein Fall beschrieben werden, in dem die vorliegende Erfindung auf ein Lautsprechersystem mit einem Resonanzanschluß der in der Form dem Baßreflexlautsprechersystem, das in Fig. 16 gezeigt ist, ähnelt, angewendet wird. In diesem Fall wird Qoc' durch eine äquivalente Steifigkeit Sc eines Kabinetts und eines Einheitsresonanzsystems (So und mo) verringert, um klein oder Null zu sein, so daß ein Schwingkörper in einem hochgedämpften Zustand getrieben wird, und die Ton- bzw. Klangqualität verbessert werden kann, während eine Spitze bzw. ein Peak einer Frequenz foc' einer Vorrichtung mit einem kompakten Kabinett, wie in Fig. 18 gezeigt ist, unterdrückt wird. Qop kann auf einen relativ großen Wert eingestellt werden, ohne Beachtung des oben beschriebenen Qoc', und ein einheitlicher Wiedergabebereich, insbesondere Niedrigfrequenzcharakteristiken können verbessert werden zusätzlich zu einer Verringerung der Größe des Lautsprechersystems. Das Lautsprechersystem vom geschlossenen Typ, das in Fig. 15 gezeigt ist, ist in einem Zustand, in dem eine Querschnittsfläche A des Resonanzanschlusses des Baßreflexlautsprechersystems 0 wird, d. h. eine äquivalente Masse mp eines Resonanzanschlusses ist ∞. Deshalb kann, wenn das Lautsprechersystem vom geschlossenen Typ durch die Treibervorrichtung der vorliegenden Erfindung getrieben wird, Qoc verringert werden oder Null werden. Somit kann, in Kombination mit einer Erhöhung/Verringerung des Eingangssignalniveaus der Treibervorrichtung, eine niedrigste Wiedergabefrequenz verringert werden, und die Tonqualität kann verbessert werden. Zusätzlich kann ein Kabinett kompakt gemacht werden, ohne die akustischen Ausgangscharakteristiken zu beeinträchtigen.
In dem ersten Aspekt wird ein Teil, das gemäß Typen von elektro-akustischen Wandlern eingestellt werden soll, von einem Hauptkörperteil getrennt, und zwar um als ein Steuerinformationsspeicherkörper zu dienen. Der Speicherkörper wird ausgewählt entsprechend einem elektro-akustischen Wandler, der durch die Treibervorrichtung der vorliegenden Erfindung getrieben werden soll, und wird auf das Hauptkörperteil eingestellt, so daß eine optimale Ausgangsimpedanz und ähnliches für einen zu treibenden Wandler eingestellt werden kann. Ausgleichscharakteristiken können ebenfalls durch den Speicherkörper erforderlichenfalls eingestellt werden.
Gemäß dem ersten Aspekt braucht ein normaler Anwender nur einen Steuerinformationsspeicherkörper auszuwählen entsprechend einem von der Treibervorrichtung zu treibenden Wandler und den ausgewählten Körper mit der Treibervorrichtung zu koppeln, so daß charakteristische Werte, zum Beispiel eine Ausgangsimpedanz und ähnliches dieser Treibervorrichtung leicht und verläßlich auf optimale Werte eingestellt werden können.
Da die Treibervorrichtung des ersten Aspekts einer Vielzahl von Typen von Wandlern entsprechen kann, und zwar durch Ersetzen der Steuerinformationsspeicherkörper kann ein Anwender einen gewünschten aus einer Viel zahl von Typen von Wandlern auswählen. Zusätzlich braucht ein Anwender, wenn ein Wandler ausgewechselt wird, nur einen Steuerinformationsspeicherkörper kaufen und kann das Hauptkörperteil der Treibervorrichtung verwenden, was eine Investition mit geringen Kosten zur Folge hat.
Eine normale Ausgleichsvorrichtung steuert hauptsächlich die Frequenzcharakteristiken. Jedoch kann bei der vorliegenden Erfindung, da ein Rückkopplungsbetrag bzw. - wert einer Bewegungskomponente gesteuert wird, ein Q-Wert positiv gesteuert werden.
Wie oben beschrieben, wird die Treibervorrichtung zum Treiben des akustischen Wandlers (Lautsprechereinheit) in den Steuerinformationsspeicherkörper, der durch einen Teil zum Einstellen der elektrischen Charakteristiken der Treibervorrichtgung aufgebaut wird, und einen Treibervorrichtungshauptkörper, aufgebaut durch die übrigen Teile, geteilt, so daß der Steuerinformationsspeicherkörper und der Hauptkörper erforderlichenfalls getrennt und gekoppelt werden können. Somit kann ein Anwender einen Steuerinformationsspeicherkörper, der zuvor mit dem Hauptkörper gemäß den Typen der Lautsprechersysteme, einer Art von zu spielender Musik und ähnlichem präpariert wurde, koppeln, so daß die Treibervorrichtung leicht eingestellt werden kann, und zwar zum Besitzen von optimalen elektrischen Charakteristiken entsprechend dem Lautsprechersystem oder der zu spielenden Musikart.
Jedoch zum Zweck des Veränderns der Charakteristiken der akustischen Vorrichtung als eine Kombination der Treibervorrichtung und des Lautsprechersystems wird, wenn ein Teil einer Schaltung der Vorrichtung als eine austauschbare Patrone, ähnlich dem oben erwähnten Steuerinformationsspeicherkörper aufgebaut wird, Rauschen bzw. Störungen (Verbindungsrauschen) erzeugt, wenn der Steuerinformationsspeicherkörper oder die Patrone verbunden bzw. die Verbindung aufgehoben wird. Wenn ein Eingangs/Ausgangssignal zur/aus der Patrone ein digitales Signal ist, wird die digitale Ausrüstung ursprünglich hinsichtlich der Erzeugung eines Fehlers konstruiert, und ein System zum automatischen Dämpfen oder Interpolieren eines Signales, wenn ein Signal getrennt wird oder großes Rauschen hinzugefügt wird, ist bekannt. Wenn ein derartiges System verwendet wird, kann ein Rauschen entfernt werden. Jedoch, wenn die Patrone direkt ein analoges Signal, wie zum Beispiel ein Audiosignal, empfängt und ausgibt, wird das Verbindungsrauschen in ein Signal gemischt, falls nicht irgendwelche Gegenmaßnahmen ergriffen werden, und wird als eine akustische Welle (Rauschen) ausgegeben.
In der Vorrichtung, bei der der Teil der Schaltung als eine Patrone aufgebaut ist, sollte die Anwesenheit/Abwesenheit der Patrone detektiert werden. Zum Beispiel, wenn die elektrischen Charakteristiken der Vorrichtung durch negative Rückkopplung eingestellt werden, falls eine Patrone, die eine Schaltung für negative Rückkopplung speichert, getrennt wird, ist ein Verstärker des Hauptkörpers in einem Nicht-Rückkopplungszustand und eine Rauschkomponente wird verstärkt mit einer hohen Verstärkung (offene Verstärkung) und sie wird ausgegeben, oder der Verstärker wird in eine Schwingung versetzt, zum Erzeugen einer Ausgangsgröße in einem Ultraschallbereich, so daß die Schaltungselemente oder Lasten erhitzt, beschädigt oder gebrochen werden, bevor ein Anwender dies bemerkt.
Man beachte, daß bei vielen herkömmlichen Verstärkern eine Dämpfungsschaltung vorgesehen ist, und zwar zum Hemmen einer Ausgangsgröße für eine vorbestimmte Zeitperiode unmittelbar nach dem Einschalten, zum Verhindern von Rauschen in einem nicht stabilen Betriebszustand, in einer transienten Periode unmittelbar nach dem Einschalten, oder eine Gleichstrom (DC) Schutzschaltung zum Detektieren -wenn eine DC-Spannung an einem Ausgangsanschluß auf Grund einer Fehlfunktion erscheint- der DC- Spannung und zum Abschneiden eines Ausgangs, um eine Schaltung oder Last zu schützen.
Es ist ein zweites Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Schutzschaltung vorzusehen, und zwar zur Verwendung in einer Treibervorrichtung, die eine DC-Schutzschaltung besitzt, und die in einem Steuerinformationsspeicherkörper aufgebaut durch einen Teil zum Einstellen von elektrischen Charakteristiken der Treibervorrichtung und einem Treibervorrichtungshauptkörper, aufgebaut durch die übrigen Teile, geteilt wird, und erforderlichenfalls den Steuerinformationsspeicherkörper und den Hauptkörper trennen und koppeln kann, und zwar zum Verhindern, daß Rauschen nach dem Koppeln als akustische Welle ausgegeben wird, und zum Schützen einer Schaltung und einer Last von einem abnormalen Betrieb, wie zum Beispiel einer Schwingung während der Trennung des Steuerinformationsspeicherkörpers von dem Hauptkörper oder von Rauschen oder einem fehlerhaften Betrieb, verursacht durch einen transienten Betrieb unmittelbar nach dem Koppeln.
Zum Erreichen des oben genannten Ziels werden gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung Schaltungselemente getrennt in dem Treibervorrichtungshauptkörper und dem Steuerinformationsspeicherkörper angeordnet. Wenn der Hauptkörper und der Speicherkörper voneinander getrennt sind, bilden einige dieser Schaltungselemente eine DC-Vorspannungsschaltung zum Anlegen einer DC-Spannung an einen Eingang der DC-Schutzschaltung. Wenn der Hauptkörper und der Speicherkörper miteinander gekoppelt sind, bilden alle getrennt angeordneten Schaltungselemente, einige Verbindungssanschlüsse des Speicherkörpers und entsprechende Anschlüsse des Hauptkörpers eine Leistungs- bzw. Spannungsversorgungsspannungsteilerschaltung, zum Anlegen einer Spannung, die im wesentlichen Null ist, an den Eingang der DC-Schutzschaltung anstelle der DC-Vorspannungsschaltung.
Gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung, wenn der Hauptkörper und der Speicherkörper voneinander getrennt sind, detektiert, da eine DC-Spannung an den Eingang der DC-Schutzschaltung addiert wird, die DC-Schutzschaltung deshalb diese DC-Spannung zum Abschneiden des Ausgangs der Treibervorrichtung. Andererseits, wenn der Hauptkörper und der Speicherkörper miteinander gekoppelt sind, da eine Spannung, die aus der Schutzschaltung der vorliegenden Erfindung an den Eingang der DC Schutzschaltung addiert wird, im wesentlichen Null ist, wenn die Treibervorrichtung in einem normalen Betriebszustand ist, wird der Ausgang der Treibervorrichtung an eine Last, zum Beispiel einen Lautsprecher, geliefert.
Auf diese Weise wird gemäß dem zweiten Aspekt ein Trennungs/Kopplungszustand des Steuerinformationsspeicherkörpers detektiert, so daß in einem getrennten Zustand, der Ausgang aus dem Treibervorrichtungshauptkörper abgeschnitten wird, und während des Normalbetriebs in einem gekoppelten Zustand ist, der Ausgang des Treibervorrichtungshauptkörpers erlaubt bzw. möglich wird. Aus diesem Grund kann das Verbindungsrauschen auf das Koppeln des Steuerinformationsspeicherkörpers hin oder Rauschen und eine abnormale Ausgangsgröße verursacht durch eine Abnormalität oder ein fehlerhafter Betrieb während einem transienten Betriebs unmittelbar nach dem Koppeln und während der Trennung abgeschnitten werden und Beeinträchtigungen, verursacht durch Rauschen, das als eine akustische Welle erzeugt wurde, kann vermieden werden. Zusätzlich kann eine Schaltung oder Last gehindert werden, aufgeheizt, beeinträchtigt oder zerstört zu werden, auf Grund des Rauschens und der abnormalen Ausgangsgröße.
Ein Verfahren zum Detektieren der Anwesenheit/Abwesenheit des Steuerinformationsspeicherkörpers, d.h. eine Patrone, schließt ein Verfahren des Verwendens eines Verbindungsanschlusses der Patrone, zum Beispiel einen Kontakt einer Verbindungsvorrichtung und ein Verfahren, um es zu detektieren unter Verwendung eines zusätzlichen Schalters, ein. Falls der zusätzliche Schalter verwendet wird, ergibt dies die Probleme der Genauigkeit und ähnliches, was eine schlechte Zuverlässigkeit zur Folge hat. Bei der vorliegenden Erfindung wird die Anwesenheit/Abwesenheit der Patrone detektiert, und zwar unter Verwendung des Kontakts selbst oder der Verbindungseinrichtung, wodurch eine zuverlässige Detektion erreicht wird.
In dem zweiten Aspekt wird die DC-Schutzschaltung, die ursprünglich in einer Audioausrüstung angeordnet war, zum Schützen eines Lautsprechers und einer Schaltung zum Schutz gegen Trennung/Kopplung des Steuerinformationsspeicherkörpers verwendet. Somit ist eine Schaltungsanordnung einfach.
In diesem Aspekt wird eine Konstante oder Anordnung einer Schaltung assoziiert mit der Spannungsversorgungsspannungsteilerschaltung verändert, und zwar gemäß Typen von Hauptkörpern, so daß nur, wenn ein Steuerinformationsspeicherkörper, der zu dem Hauptkörper paßt, gekoppelt wird, die Ausgangsgröße der Treibervorrichtung erlaubt bzw. zugelassen werden kann. Genauer kann der Treibervorrichtungshauptkörper nur einen Steuerinformationsspeicherkörper, der zu ihm paßt, identifizieren. Diese Identifizierung kann verwirklicht werden, ohne die Anzahl der Anschlüsse zu erhöhen, da sie durch den Anschluß für die Schutzschaltung durchgeführt wird.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

In der Zeichnung zeigt:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht, die eine äußere Erscheinung einer Grundanordnung einer Treibervorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 2 ein Schaltungsdiagramm zum Erklären einer Schaltungsanordnung der in der Fig. 1 gezeigten Treibervorrichtung;
Fig. 3 ein äquivalentes elektrisches Schaltungsdiagramm (Ersatzschaltbild) einer in den Fig. 1 und 2 gezeigten akustischen Vorrichtung;
Fig. 4 ein Graph, der die Schalldruck-Frequenzcharakteristiken einer akustischen Welle, die aus der in den Fig. 1 und 2 gezeigten akustischen Vorrichtung abgestrahlt wurde, zeigt;
Fig. 5 ein äquivalentes Schaltungsdiagramm, wenn ZV - Z&sub0; = 0 in Fig. 3 ist;
Fig. 6 und 7 grundlegende Schaltungsdiagramme einer Schaltung zum Erzeugen einer Negativimpedanz;
Fig. 8 ein detailliertes Schaltungsdiagramm einer Negativwiderstandstreiberschaltung;
Fig. 9(a) und 9(b) Ansichten zum Erklären einer Abwandlung der Treibervorrichtung der Fig. 1;
Fig.10 ein Schaltungsdiagramm einer Treibervorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig.11 ein Schaltungsdiagramm einer in der Fig. 10 gezeigten Schutzschaltung;
Fig.12 ein Diagramm zum Erklären eines Betriebs der in der Fig. 10 gezeigten Treibervorrichtung;
Fig.13 bzw. 14 Schaltungsdiagramme von Hauptteilen von Abwandlungen der in der Fig. 10 gezeigten Treibervorrichtung;
Fig.15 eine Schnittansicht, die eine Anordnung eines herkömmlichen Lautsprechersystems vom geschlossenen Typ zeigt;
Fig.16 eine Schnittansicht, die eine Anordnung eines herkömmlichen Baßreflexlautsprechersystems zeigt;
Fig.17 ein Graph zum Erklären der Schalldruckcharakteristiken der in den Fig. 15 und 16 gezeigten Lautsprechersysteme;
Fig.18(a) bis 18(d) ein Diagramm und Graphen zum Erklären einer Schaltungs und Frequenzcharakteristik, wenn eine Lautsprechereinheit, die an einem kompakten Kabinett befestigt ist, mit einer Konstantspannung durch einen Baßton erhöhtes bzw. angehobenes Signal getrieben wird; und
Fig.19 ein Grundschaltungsdiagramm einer Negativimpedanzerzeugungsvorrichtung gemäß einer früheren Anmeldung.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die Begleitzeichnung beschrieben.

(Erstes Ausführungsbeispiel)

Fig. 1 zeigt die äußere Erscheinung und die Gesamtanordnung einer Treibervorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung und Fig. 2 zeigt ihre grundlegende Schaltungsanordnung. In Fig. 1 sind eine Verbindungsvorrichtung (Buchse) 12 und eine Hauptkörperschaltungplatine 13, die im Detail in Fig. 2 gezeigt ist, auf der das Hauptkörperschaltungsteil 31 angeordnet ist, in einem Gehäuse 11 eines Treibervorrichtungshauptkörpers 10 angeordnet. Die Patronen 15 (15A, 15B, ...) sind hergestellt bzw. präpariert gemäß dem Lautsprechersystem 21 (21A, 21B, ...) mit Resonanzanschlüssen, die mit dieser Treibervorrichtung verbunden werden sollen. Jede Patrone 15 bildet ein Gehäuse für eine Verbindungseinrichtung (Stecker) 16 verbindbar mit der Verbindungsvorrichtung 12 und einer Patronenschaltungsplatine 17, vorgesehen mit einem Patronenschaltungsteil 32, das im Detail in Fig. 2 gezeigt ist. Jede der Verbindungsvorrichtung 12 und 16 weisen vier Kontakte auf zum Verbinden einer Spannungsversorgung VCC, eines elektrischen Signaleingangs EIN, eines Lautsprechernegativanschlusses (-), und einer gemeinsamen Erdungsleitung GND zwischen der Hauptkörperschaltungsplatine 13 und der Patronenschaltungsplatine 17 auf.
Wenn diese Treibervorrichtung verwendet wird, kann ein gewünschtes der Lautsprechersysteme 21A, 21B, ... mit Ausgangsanschlüssen 33 des Hauptkörperschaltungsteils 31 durch ein Verbindungskabel 18 verbunden werden, eine entsprechende der Patronen 15 (eine der Patronen 15A für das Lautsprechersystem 21A, die Patrone 15B für das Lautsprechersystem 21B ...) wird in dem Treibervorrichtungshauptkörper 10 eingestellt, und die Verbindungsvorrichtung 12 der Hauptkörperschaltungsplatine 13 wird mit der Verbindungsvorrichtung 16 der Patronenschaltungsplatine 17 verbunden. Somit wird eine Treiberschaltung 30, deren Treibercharakteristikwerte auf optimale Werte bezüglich des ausgewählten Lautsprechersystems 21 eingestellt werden, und die eine Ausgleichsschaltung 34 und eine Negativimpedanzschaltung 60, die in Fig. 2 gezeigt ist, aufweist, wird gebildet.
Fig. 2 zeigt eine Anordnung der akustischen Vorrichtung, in der ein Lautsprechersystem mit einem Resonanzanschluß ähnlich dem eines herkömmlichen Baßreflexlautsprechersystems getrieben wird unter Verwendung einer Negativimpedanzerzeugungsvorrichtung, die in der oben erwähnten US-Patentanmeldung Nr. 286,869 desselben Anmelders beschrieben wurde. In der in der Figur gezeigten Treiberschaltung 30 weist die Negativimpedanztreibervorrichtung 60 einen Verstärker 61, einen Widerstand RS, und eine Rückkopplungsschaltung 63 auf.
Bei der Negativimpedanztreibervorrichtung 60 wird eine Ausgangsgröße aus einem Verstärker 61, der eine Verstärkung A besitzt, an eine Lautsprechereinheit 3 als eine Last ZL geliefert, und zwar durch den Ausgangsanschluß 33 und das Verbindungskabel 18. Ein Strom IL, der durch die Lautsprechereinheit 3 fließt, wird detektiert und der detektierte Strom wird positiv an den Verstärker 61 durch die Rückkopplungsschaltung 63, die eine Übertragungsverstärkung β besitzt, rückgekoppelt. Bei dieser Anordnung wird eine Ausgangsimpedanz Z&sub0; der Schaltung folgendermaßen berechnet:
Z&sub0; = RS(1 - Aβ)
Falls Aβ > 1 in dieser Gleichung gesetzt wird, wird Z&sub0; ein Negativwiderstand vom offenen stabilen Typ.
Fig. 3 zeigt eine Anordnung einer äquivalenten elektrischen Schaltung des Teils, der das Lautsprechersystem mit dem Resonanzanschluß, der in Fig. 1 gezeigt ist, und der Negativimpedanztreibervorrichtung 60, die in Fig. 2 gezeigt ist, aufweist. In Fig. 3 wird eine parallele Resonanzschaltung Z&sub1; gebildet durch die äquivalente Bewegungsimpedanz der Lautsprechereinheit 3. In dieser Schaltung bezeichnet das Bezugszeichen ro einen äquivalenten Widerstand des Vibrationssystems der Lautsprechereinheit 3; So eine äquivalente Steifigkeit des Vibrationssystems; und mo eine äquivalente Masse des Vibrationssystems. Eine Reihenresonanzschaltung Z&sub2; wird gebildet durch eine äquivalente Bewegungsimpedanz eines Helmholtz-Resonators, der durch den Resonanzanschluß bzw. die Resonanzöffnung 8 und das Kabinett 1 aufgebaut wird. In dieser Schaltung bezeichnet ein Bezugszeichen rc einen äquivalenten Widerstand des Hohlraums des Resonators; Sc eine äquivalente Steifigkeit des Hohlraums; rp einen äquivalenten Widerstand des Resonanzanschlusses 8; und eine äquivalente Masse des Resonanzanschlusses 8. In der Figur bezeichnet das Bezugszeichen A einen Kraftkoeffizienten. Wenn die Lautsprechereinheit 3 eine dynamische Direktstrahlungslautsprechereinheit ist, gilt A = Blv, wobei B die magnetische Flußdichte in einem magnetischen Spalt und lv die Gesamtlänge eines Stimmenspulen- bzw. Lautsprecherspulenleiters ist. In der Figur bezeichnet das Bezugszeichen ZV eine interne Impedanz (Nicht-Bewegungsimpedanz) der Lautsprechereinheit 3. Wenn die Lautsprechereinheit 3 eine dynamische Direktstrahlungslautsprechereinheit ist, weist die Impedanz ZV hauptsächlich einen Widerstand RV der Stimmenspule auf, und weist eine kleine Induktivität auf. Der Betrieb der akustischen Vorrichtung, die die in den Fig. 1 und 2 gezeigte Anordnung besitzt, wird im folgenden beschrieben.
Wenn ein Treibersignal von der Treiberschaltung 30 geliefert wird, das eine negative Impedanztreiberfunktion für die Lautsprechereinheit 3 besitzt, wandelt die Lautsprechereinheit 3 elektro-mechanisch dieses Signal um, um seinen Schwingkörper 2 nach vorne und nach hinten hin- und herzubewegen (nach links und rechts in Fig. 2). Der Schwingkörper 2 wandelt die Hin- und Herbewegung mechanisch akustisch um. Da die Treiberschaltung 30 die Negativimpedanztreiberfunktion besitzt, wird die interne Impedanz der Lautsprechereinheit 3 äquivalent verringert (idealerweise aufgehoben). Deshalb treibt die Lautsprechereinheit 3 den Schwingkörper 2, während sie treu auf die Treibersignaleingangsgröße für die Treiberschaltung 30 anspricht bzw. eine Response liefert, und liefert unabhängig eine Treiberenergie an den Helmholtz-Resonator, der durch den Resonanzanschluß 8 und das Kabinett 1 aufgebaut wird. In diesem Fall dient die vordere Oberflächenseite (die rechte Oberflächenseite in Fig. 2) des Schwingkörpers 2 als ein direktes Strahlungsteil zum direkten Strahlen einer akustischen Welle nach außen, und die hintere Oberflächenseite (linke Oberflächenseite in Fig. 2) des Schwingkörpers 2 dient als ein Resonatortreiberteil zum Treiben des Helmholtz-Resonators, der durch den Resonanzanschluß 8 und das Kabinett 1 aufgebaut wird.
Aus diesem Grund, wie durch einen Pfeil a in der Figur angezeigt wird, wird eine akustische Welle direkt an dem Schwingkörper abgestrahlt und die Luft in dem Kabinett 1 in Resonanz versetzt, so daß eine akustische Welle, die einen ausreichenden Schalldruck besitzt, resonant aus dem Resonanzstrahlungsteil (das Öffnungsteil des Resonanzanschlusses 8) abgestrahlt wird, wie durch einen Pfeil b in der Figur angezeigt wird. Durch Einstellen einer Luftäquivalenzmasse in dem Resonanzanschluß 8 des Helmholtz-Resonators wird die Resonanzfrequenz fop' niedriger als die Helmholtz-Resonanzfrequenz fop (= foc/ 2) des herkömmlichen in der Fig. 16 gezeigten Systems eingestellt und durch Einstellen des äquivalenten Widerstands des Resonanzanschlusses 8 wird der Q-Wert auf ein geeignetes Niveau eingestellt, so daß ein Schalldruck von einem geeigneten Niveau erhalten werden kann, und zwar aus dem Öffnungsteil des Resonanzanschlusses 8. Durch diese Einstellungen und durch Erhöhen/Verringern der Signalniveaueingangsgröße bzw. der Signalpegeleingangsgröße für die Treiberschaltung, können Schalldruck-Frequenzcharakteristiken erhalten werden, die zum Beispiel durch die durchgezogenen Linien in der Fig. 4 gezeigt sind. Man beachte in Fig. 4, daß abwechselnd einen langen und zwei kurze Striche aufweisenden Linien eine Frequenzcharakteristik und eine Impedanzcharakteristik von herkömmlichen Lautsprechersystemen vom geschlossenen Typ und gepunktete Linien eine Frequenzcharakteristik und eine Impedanzcharakteristik eines herkömmlichen Baßreflextyplautsprechersystems repräsentieren.
Ein Betrieb eines Lautsprechersystems, das den Helmholtz-Resonator verwendet und durch eine negative Impedanz betrieben wird, wird im folgenden beschrieben.
Fig. 5 zeigt eine elektrisch äquivalente Schaltung, wenn ZV - Z&sub0; = 0 in Fig. 3 ist, d. h., wenn die interne Impedanz (Nicht-Bewegungsimpedanz) einer Lautsprechereinheit 3 äquivalent vollständig aufgehoben wird. In Fig. 5 sind Koeffizienten, die an Werte von entsprechenden Komponenten angefügt werden, weggelassen.
Das äquivalente Schaltungsdiagramm enthält die folgenden Tatsachen.
Die zwei Enden der parallelen Resonanzschaltung Z&sub1;, gebildet durch die äquivalente Bewegungsimpedanz der Lautsprechereinheit 3 werden kurzgeschlossen bei einer Null- Impedanz in einer Wechselstrom (AC) Art und Weise. Deshalb besitzt die parallele Resonanzschaltung Z&sub1; einen Q- Wert von 0 und kann nicht länger als eine Resonanzschaltung dienen. Genauer, verliert diese Lautsprechereinheit 3 das Konzept einer niedrigsten Resonanzfrequenz, die in einem Zustand anwesend ist, in dem die Lautsprechereinheit 3 nur an dem Helmholtz-Resonator befestigt ist. In der folgenden Beschreibung bedeutet die niedrigste Resonanzfrequenz f&sub0; oder das Entsprechende der Lautsprechereinheit 3 nur das im wesentlichen aufgehobene Konzept. In dieser Art und Weise, da das Einheitsvibrationssystem (parallele Resonanzschaltung) Z&sub1; im wesentlichen nicht als eine Resonanzschaltung dient, ist das Resonanzsystem bei dieser akustischen Vorrichtung nur das Helmholtz- Resonanzsystem (Serien- bzw. Reihenresonanzschaltung) Z&sub2;.
Da die Lautsprechereinheit 3 im wesentlichen nicht als die Resonanzschaltung dient, antwortet sie bzw. spricht sie an, und zwar linear auf eine Treibersignaleingangsgröße in Echtzeit, und wandelt treu elektromechanisch ein elektrisches Eingangssignal (Treibersignal E&sub0;) ohne transiente Response bzw. transientes Ansprechen um, wodurch der Schwingkörper 2 verschoben wird. Das heißt, ein perfekt gedämpfter Zustand (so genannter "Lautsprechertot"-Zustand) wird erreicht. Die Ausgangsschalldrucks-Frequenzcharakteristiken um die niedrigste Resonanzfrequenz f&sub0; oder äquivalent dieses Lautsprechers in diesem Zustand sind 6 dB/Okt. Dagegen sind die Charakter ist iken eines Normalspannungstreiberzustands 12 dB/Okt.
Die Serieneresonanzschaltung Z&sub2;, gebildet durch die äquivalente Bewegungsimpedanz des Helmholtz-Resonators wird mit der Treibersignalquelle E&sub0; bei einer Null-Impedanz verbunden. Somit besitzt die Schaltung Z&sub2; nicht länger eine gegenseitige Abhängigkeit mit der parallelen Resonanzschaltung Z&sub1;. Somit sind die parallele Resonanzschaltung Z&sub1; und die Serienresonanzschaltung Z&sub2; unabhängig voneinander vorhanden. Deshalb beeinflussen das Volumen (in umgekehrter Proportion zu Sc) des Kabinetts 1 und die Form und Dimension (in Proportion zu mp) des Resonanzanschlusses 8 nicht ungünstig die direkten Strahlungscharakteristiken der Lautsprechereinheit 3. Die Resonanzfrequenz und der Q-Wert des Helmholtz-Resonators werden nicht durch die äquivalente Bewegungsimpedanz der Lautsprechereinheit 3 beeinflußt. Genauer, können die charakteristischen Werte (fop, Qop) des Helmholtz-Resonators und die charakteristischen Werte (fop, Qop) der Lautsprechereinheit 3 unabhängig eingestellt werden. Deshalb sind der Reihenwiderstand der Serienresonanzschaltung Z&sub2; nur rc + rp und diese Widerstände sind ausreichend kleine Werte, wie oben beschrieben. Somit kann der Q-Wert der Serienresonanzschaltung Z&sub2;, d. h. des Helmholtz-Resonators, ausreichend hoch eingestellt werden.
Von einem anderen Standpunkt aus, da das Einheitsvibrationssystem im wesentlichen nicht als ein Resonanzsystem dient, wird der Schwingkörper 2 der Lautsprechereinheit 3 verschoben gemäß einer Treibersignaleingangsgröße E&sub0;, und wird nicht durch eine externe Karft, insbesondere eine Luftgegenwirkung, verursacht durch die äquivalente Steifigkeit Sc des Kabinetts, beeinflußt. Aus diesem Grund dient der Schwingkörper 2 äquivalent als eine Wand, von der Kabinettseite aus betrachtet, und die Anwesenheit der Lautsprechereinheit 3 betrachtet von dem Helmholtz-Resonator wird aufgehoben. Deshalb hängen die Resonanzfrequenz fop und der Q-Wert Qop des Helmholtz-Resonators nicht von der Impedanz ab, die inhärent in der Lautsprechereinheit 3 ist. Sogar, wenn die Resonanzfrequenz auf einen Wert eingestellt wird, so daß der Q-Wert beträchtlich verringert wird bei einem herkömmlichen Treiberverfahren, kann der Q-Wert aufrechterhalten werden, und zwar auf einen ausreichend großen Wert. Das Helmholtz-Resonanzsystem ist als ein virtueller Lautsprecher anwesend, der akustische Strahlung leistet, und zwar ziemlich unabhängig von dem Einheitsvibrationssystem. Obwohl der virtuelle Lautsprecher durch einen kleinen Durchmesser realisiert wird, entsprechend dem Anschlußdurchmesser, entspricht er einem, der einen beträchtlich größeren Durchmesser besitzt, als ein tatsächlicher Lautsprecher im Hinblick auf seine Baßtonwiedergabeleistung.
Das System und die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, die oben beschrieben wurde, wird mit einem herkömmlichen System verglichen werden, wobei ein Baßreflexlautsprechersystem, das in Fig. 16 gezeigt ist, durch einen gewöhnlichen Leistungsverstärker getrieben wird. Bei dem herkömmlichen System, wie gut bekannt ist, sind eine Vielzahl von Resonanzsystemen, d. h. ein Einheitsvibrationssystem Z&sub1; und das Helmholtz-Resonanzsystem Z&sub2; vorhanden, und die Resonanzfrequenzen und die Q-Werte der Resonanzsysteme hängen eng voneinander ab. Zum Beispiel, falls der Resonanzanschluß langgestreckt oder sein Durchmesser reduziert (mp wird erhöht) wird, und zwar damit die Resonanzfrequenz des Helmholtz-Resonanzsystems Z&sub2; verringert wird, wird der Q-Wert des Einheitsvibrationsystems Z&sub1; erhöht und der Q-Wert des Helmholtz-Resonanzsystems Z&sub2; wird verringert. Falls das Volumen des Kabinetts verringert wird, (Sc wird erhöht), werden der Q-Wert und die Resonanzfrequenz des Einheitsvibrationssystems Z&sub1;, erhöht, und der Q-Wert des Helmholtz-Resonanzsystems Z&sub2; wird weiter verringert, sogar wenn die Resonanzfrequenz des Helmholtz-Resonanzsystems Z&sub2; konstant gehalten wird, durch Langstrecken des Anschlusses oder Verringern seines Durchmessers. Genauer, da die Ausgangsschaltung - Frequenzcharakteristiken des Lautsprechersystems eng mit dem Volumen des Kabinetts und den Dimensionen des Anschlusses verbunden sind, ist eine anspruchsvolle Konstruktionstechnik erforderlich, um sie anzupassen. Folglich wird im allgemeinen nicht in Betracht gezogen, daß ein Kabinett (oder System) in Größe kompakt gemacht werden kann, ohne die Frequenzcharakteristiken eines Ausgangsschalldrucks zu beeinträchtigen, insbesondere Baßbereichscharakteristiken, und daß ein akustischer Wiedergabebereich leicht ausgedehnt werden kann, durch ein existierendes Lautsprechersystem, das durch ein herkömmliches Treibersystem getrieben wird, ohne die Ton- bzw. Klangqualität zu beeinträchtigen. Die Beziehung zwischen der Frequenz, niedriger als die Resonanzfrequenz, und einer Resonanzakustikstrahlungsleistung in dem Helmholtz-Resonanzsystem Z2 wird mit einer Rate von 12 dB/Okt verringert bezüglich einer Verringerung in der Frequenz, gesehen von dem Schalldruckniveau. Folglich ist, wenn die Resonanzfrequenz viel niedriger als die des Grundkonzepts des Baßreflexlautsprechersystems eingestellt wird, eine Korrektur durch Erhöhen/Verringern eines Eingangssignalniveaus sehr schwierig zu erreichen.
In der Vorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, wie oben beschrieben, können, da das Lautsprechersystem, das die Helmholtz-Resonanz verwendet, durch eine Negativimpedanz getrieben wird, die Chrakteristiken, Dimensionen und ähnliches des Einheitsvibrationssystems und des Helmholtz-Resonanzsystems unabhängig eingestellt werden. Zusätzlich, sogar wenn die Resonanzfrequenz des Helmholtz-Resonanzsystems gering eingestellt wird, können ein großer Q-Wert und die hohe Baßtonwiedergabeleistung aufrechterhalten werden, und die Resonatortreiberleistung des Einheitsvibrationssystem kann erhöht werden (6 dß/Okt). Deshalb kann eine Nicht-Gleichförmigkeit der Frequenzcharakteristiken vorteilhafterweise korrigiert werden, und zwar durch Erhöhen/Verringern eines Eingangssignalniveaus bzw. -pegels wie in einer normalen Ton- bzw. Klangqualitätsteuervorrichtung. Aus diesem Grund kann ein Kabinett kompakt gemacht werden und ein Lautsprechersystem kann in der Größe kompakt gemacht werden, ohne die Frequenzcharakteristiken und eine Tonqualität zu beeinträchtigen. Zusätzlich kann die Tonqualität verbessert werden oder der akustische Wiedergabebereich, insbesondere ein Baßtonbereich, kann leicht erweitert werden durch Treiben eines existierenden Lautsprechersystems verglichen mit dem Fall, in dem das Lautsprechersystem durch ein herkömmliches Konstantspannungstreibersystem getrieben wird.
In der obigen Beschreibung wurde der Fall, daß ZV - Z&sub0; = 0 gilt, beispielhaft erläutert. Jedoch weist die vorliegende Erfindung einen Fall auf, in dem ZV - Z&sub0; > 0 ist, falls -Z0 < 0 gilt. In diesem Fall werden die charakteristischen Werte und ähnliches des Einheitsvibrationssystems und des Helmholtz-Resonanzsystems Zwischenwerte zwischen dem Fall von ZV - Z&sub0; = 0 und dem Fall des herkömmlichen Konstantspannungstreibersystems. Deshalb durch positives Verwenden dieses Wesens bzw. Sachverhalts, kann der Q-Wert des Helmholtz-Resonanzsystems eingestellt werden, und zwar durch Einstellen der Negativimpedanz -Z&sub0; statt dem Einstellen des Anschlußdurchmessers oder Einsetzen eines mechanischen Q-Dämpfers, wie zum Beispiel Glaswolle oder Filz in dem Kabinett.
Bei herkömmlichen Systemen ist es sehr schwierig für viele Anwender geeignet eine Ausgangsimpedanz einzustellen oder geeignet ein Erhöhen/Verringern in dem Eingangssignalniveau durch einen veränderlichen Widerstand, Schalter oder ähnlichem, einzustellen. Jedoch in diesem Ausführungsbeispiel, wie in Fig. 1 gezeigt ist, werden die Übertragungscharakteristiken einer Rückkopplungsschaltung 63 verändert durch Einstellen oder Austauschen der Patrone zum Einstellen eines Negativimpedanzwertes - Z&sub0; oder ähnlichem, und zwar geeignet für ein zu treibendes System. Deshalb kann der Negativimpedanzwert -Z&sub0; sehr leicht auf einen optimalen Wert eingestellt werden.
Man beachte, daß das geschlossene Lautsprechersystem einem System entspricht, das man erhält, durch Entfernen eines Resosnanzanschlusses des Lautsprechersystems mit dem oben beschriebenen Resonanzanschluß, und daher als ein System betrachtet werden kann, bei dem eine äquivalente Masse mp des Resonanzanschlusses auf ∞ eingestellt wird, d. h. ein Kondensator mp/A² wird bei den in den Fig. 3 und 5 gezeigten äquivalenten Schaltungen kurzgeschlossen. Genauer, wenn ein geschlossenes Lautsprechersystem durch einen Leistungsverstärker getrieben wird, dessen Ausgangsimpedanz eine Negativimpedanz aufweist und ein Eingangssignalniveau bzw. -pegel des Leistungsverstärkers erhöht/verringert wird, kann eine Wiedergabe von relativ hoher Klangqualität realisiert werden bis zu einem Wert in der Nähe der niedrigsten Resonanzfrequenz f&sub0; oder äquivalent der Lautsprechereinheit, ungeachtet des Volumens des Kabinetts.
Fig. 6 zeigt die grundlegende Anordnung einer Negativimpedanzerzeugungsvorrichtung zum Treiben eines Vibrators (Lautsprechereinheit) durch eine Negativimpedanz.
Bei der in der Figur gezeigten Treiberschaltung 30 wird eine Ausgangsgröße von einem Verstärker 61, der eine Verstärkung A besitzt, an eine Last ZL, die durch eine Lautsprechereinheit 3 gebildet wird, geliefert. Ein Strom IL, der durch die Last ZL fließt, wird detektiert und der detektierte Strom wird positiv an den Verstärker 61 rückgekoppelt, und zwar durch eine Rückkopplungsschaltung 63, die eine Übertragungsverstärkung β besitzt. Folglich ist die Ausgangsimpedanz Z&sub0; der Schaltung gegeben durch:
Z&sub0; = ZS(1 - Aβ) (4)
Aus Gleichung (4), falls A > 1 gilt, ist Z&sub0; eine Negativimpedanz vom offenen stabilen Typ. In der Gleichung ist ZS die Impedanz eines Sensors bzw. Abfühlers zum Detektieren des Stroms.
Deshalb wird bei der in der Fig. 6 gezeigten Schaltung der Typ der Impedanz ZS geeignet ausgewählt, so daß die Ausgangsimpedanz eine gewünschte Negativimpedanzkomponente aufweisen kann. Zum Beispiel, wenn der Strom IL durch eine Spannung über die zwei Enden der Impedanz ZS detektiert wird, falls die Impedanz ZS ein Widerstand RS ist, ist die Negativimpedanzkomponente eine Negativwiderstandkomponente; falls die Impedanz ZS eine Induktivität LS ist, ist die Negativimpedanzkomponente eine Negativinduktivätkomponente; und falls die Impedanz ZS eine Kapazität CS ist, ist die Negativimpedanzkomponente eine Negativkapazitätkomponente. Ein Integrator wird als Rückkopplungsschaltung 63 verwendet, und eine Spannung über die zwei Enden der Induktivität LS als der Impedanz ZS wird durch Integration detektiert, so daß die Negativimpedanzkomponente eine Negativwiderstandkomponente sein kann. Ein Differentiator wird als Rückkopplungsschaltung 63 verwendet, und eine Spannung über die zwei Enden der Kapazität CS als Impedanz ZS wird durch Differentiation detektiert, so daß die Negativimpedanzkomponente eine Negativwiderstandkomponente sein kann. Als Stromdetektionssensor kann eine Stromsonde, wie zum Beispiel ein C.T. (Stromwandler) oder ein Hall-Element anstelle oder zusätzlich zu diesen Impedanzelementen RS, LS und CS verwendet werden.
Ein Ausführungsbeispiel der oben erwähnten Schaltung ist zum Beispiel beschrieben in der japanischen Patent-Veröffentlichung Nr. Sho 59-51771.
Eine Stromdetektion kann an einer nicht geerdeten Seite des Lautsprechers 3 durchgeführt werden. Ein Ausführungsbeispiel einer derartigen Schaltung ist zum Beispiel in der japanischen Patent-Veröffentlichung Nr. Sho 54-33704 beschrieben. Fig. 7 zeigt eine BTL-Verbindung. Dies kann leicht auf die in der Fig. 6 gezeigten Schaltung angewandt werden. In Fig. 7 bezeichnet ein Bezugszeichen 64 einen Invertierer.
Fig. 8 zeigt eine detaillierte Schaltung von Verstärkern, die eine Negativwiderstandskomponente in ihrer Ausgangsimpedanz aufweisen.
Die Ausgangsimpedanz Z&sub0;, bei dem in der Fig. 8 gezeigten Verstärker ist gegeben durch:
Z&sub0; = RS(1 - Rb/Ra)
= 0,22(1 - 30/1,6)
= -3,9 (Ω)
In Fig. 8 entspricht ein Teil 32, das von einer gestrichelten Linie umgeben wird, dem Patronenschaltungsteil 32, das in Fig. 2 gezeigt ist.
In der obigen Beschreibung sind die Ausgleichsschaltung 34 und die Rückkopplungsschaltung 63 vollständig von dem Treibervorrichtungshauptkörper 10 getrennt und werden aufbewahrt bzw. sind in einem Gehäuse enthalten, in der Patrone 15 als den Steuerinformationsspeicherkörper. Der Umfang der vorliegenden Erfindung weist eine Anordnung auf, wobei der Steuerinformationsspeicherkörper mindestens ein Teil speichert, das genügt, die Rückkopplungscharakteristiken der Rückkopplungsschaltung 63 zu verändern oder einzustellen.
In der obigen Beschreibung wird die Analogschaltungsinformation als Steuerinformation gespeichert. Jedoch kann die Steuerinformation digitale Daten sein. In diesem Fall wird als Ausgleichsschaltung 34 und Rückkopplungsschaltung 63 ein digitaler Filter verwendet und ein A/D-Wandler zum Umwandeln einer Ausgangsgröße eines Stromdetektionselements ZS in digitale Daten ist angeordnet zwischen der Rückkopplungsschaltung 63 und dem Stromdetektionselement ZS. Als Steuerinformationsmedium kann ein ROM oder eine Magnet- oder Lochkarte verwendet werden anstelle der analogen Schaltung in dem obigen Ausführungsbeispiel. Wenn eine Karte als Medium verwendet wird, ist eine Kartenlesevorrichtung anstelle der Verbindungsvorrichtungen 12 und 16 angeordnet und ein Datenspeicher RAM oder ähnliches ist darin angeordnet.
Als die Patronen 15A, 15B, ... wird eine Vielzahl von Typen von Patronen 15A-1, 15A-2, ... , die verschiedene Arten von Steuerinformation besitzen, hergestellt bzw. präpariert entsprechend einem Lautsprechersystem zum Beispiel 21A, wie in den Fig. 9(a) und 9(b) gezeigt ist, so daß Charakteristiken, zum Beispiel eine Ausgangsimpedanz und ähnliches der Treibervorrichtung entsprechend einer Art von Musik, die wiedergegeben werden soll, eingestellt werden kann, zum Beispiel Jazz, klassische Musik ebenso wie entsprechend dem Typ des Lautsprechersystems. Fig. 9(a) zeigt die Frequenzcharakteristiken einer Schaltungsausgangsgröße in einem Konstantspannungstreiberzustand und Fig. 9(b) zeigt Frequenzcharakteristiken einer Schalldruckausgangsgröße, wenn die charakteristischen Werte des Negativimpedanztreibers entsprechend Musikarten eingestellt sind.

(Zweites Ausführungsbeispiel)

Fig. 10 zeigt die Gesamtanordnung einer Treibervorrichtung (Leistungsverstärker) gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. In dem in der Fig. 10 gezeigten Verstärker sind ein Verstärkerhauptkörper 110 und eine Patrone 120, die getrennt gebildet sind, gekoppelt (verbunden) durch eine Verbindungsvorrichtung, die durch eine Buchse 31, angeordnet auf dem Hauptkörper 110 und ein Einsetzanschlußteil 132 angeordnet auf der Patrone 120 aufgebaut ist.
Der Hauptkörper 110 weist folgendes auf: einen Leistungsverstärker 111, eine Rückkopplungsschaltung 112, eine DC-Schutzschaltung 113, eine Dämpfungsschaltung 114, ein Relais 115, die Buchse 131 und dergleichen. Die Buchse 131 weist neun Hauptkörperanschlüsse P&sub1;&sub1; bis P&sub1;&sub9; auf.
Die Patrone 120 besitzt eine Schaltungsplatine 121, einen Vorverstärker 122, einen Rückkopplungsverstärker 123, und das Einsetzanschlußteil 132, die auf der Schaltungsplatine 123 angeordnet sind; und ähnliches. Das Einsetzanschlußteil 132 wird gebildet, und zwar als ein Teil der Schaltungsplatine 121 und neun Verbindungsanschlüsse P&sub2;&sub1; bis P&sub2;&sub9; sind als ein Schaltungsmuster auf der Schaltungsplatine 121 gebildet.
Das Einsetzanschlußteil 132 der Patrone wird in die Buchse 131 des Hauptkörpers eingesetzt, und die entsprechenden Anschlüsse P&sub2;&sub1; und P&sub1;&sub1;, P&sub2;&sub2; und P&sub1;&sub2; ..., P&sub2;&sub9; und P&sub1;&sub9; sind miteinander verbunden. Folglich sind der Hauptkörper 110 und die Patrone 120 miteinander gekoppelt.
Von den Verbindungsanschlüssen P&sub2;&sub1; bis P&sub2;&sub9;, angeordnet auf der Patrone 120, dienen die Anschlüsse P&sub2;&sub1; und P&sub2;&sub9; bei beiden Enden als Schutzanschlüsse und besitzen eine kleinere Länge als die übrigen Anschlüsse P&sub2;&sub2; bis P&sub2;&sub8;. Die Spannungsversorgung B+ und B- versorgen Anschlüsse P&sub2;&sub2; und P&sub2;&sub8; von dem Hauptkörper 110 zur Patrone 120 und die Schutzanschlüsse P&sub2;&sub1; und P&sub2;&sub9; sind entsprechend mit Widerständen R&sub1; und R&sub2; in der Patrone 120 verbunden, wie in Fig. 10 gezeigt ist. In dem Hauptkörper 110 sind die Hauptkörperanschlüsse P&sub1;&sub1; und P&sub1;&sub9; durch eine Verbindungsbrücke verbunden und ein Widerstand R&sub3; ist zwischen dem B+-Spannungsversorgungsanschluß P&sub1;&sub2; und einem Verbindungsknoten zwischen den Anschlüssen P&sub1;&sub1; und P&sub1;&sub9; verbunden. Der Verbindungsknoten ist mit dem Eingang der DC-Schutzschaltung 113 verbunden. Der Widerstand dieser Widerstände R&sub1;, R&sub2; und R&sub3; sind eingestellt bzw. gewählt, um R&sub2; = R&sub1;// R&sub3; zu genügen.
Diese Widerstände R&sub1;, R&sub2; und R&sub3; bauen eine Kopplung/Trennungs-Schutzschaltung auf, die eine DC-Vorspannungsschaltung bildet und eine Spannungsversorgungsspannungsteilerschaltung gemäß einem Trennung/Kopplungszustand zwischen dem Hauptkörper 110 und der Patrone 120, und die zustandsgemäß eine DC-Spannung erzeugt und sie zu der Eingangsgröße der DC-Schutzschaltung 113 addiert. In dem normalen Betriebs zustand des Verstärkers stellt die Schaltung 113 das Relais 115 an, so daß die Ausgangsgröße aus dem Leistungsverstärker 111 an den Lautsprecher (nicht gezeigt), und zwar verbunden mit einem Lautsprecheranschluß P&sub0;, geliefert wird. Wenn die Patrone 120 getrennt wird und die DC-Spannung aus der Kopplungs/Trennungs-Schutzschaltung ausgegeben wird, stellt die Schaltung 113 das Relais 115 ab, zum Abschneiden einer Signalspannungsversorgung für den Lautsprecher. Folglich schützt die Schaltung 113 den Lautsprecher und den Verstärker von einem ungünstigen Einfluß, der durch einen nicht stabilen oder abnormalen Betrieb des Verstärkers verursacht wird, während die Patrone 120 getrennt ist.
Das charakteristische Merkmal der Kopplung/Trennungs- Schutzschaltung dieses Ausführungsbeispiels ist, daß die Dämpfungsschaltung, die nach dem Stromeinschalten verwendet wird und die DC-Schutzschaltung zum Schützen des Lautsprechers, der ursprünglich ein Teil der Ausrüstung in einer Audioausrüstung war, ohne Abänderung verwendet werden, und daß der Typ der Patrone durch den Widerstand identifiziert werden kann, ohne die Anzahl der Anschlüsse zu erhöhen.
Eine Schutzschaltung einer allgemeinen Audioausrüstung, die der DC-Schutzschaltung 113 und der Dämpfungsschaltung 114, die in Fig. 10 gezeigt sind, entspricht, wird im folgenden beschrieben.
Die Schutzfunktion schließt eine Dämpfungsfunktion nach dem Einschalten und eine DC-Schutzfunktion zum Verhindern, daß eine DC-Spannung an dem Lautsprecheranschluß P&sub0; erscheint, ein. Im allgemeinen werden die zwei Funktionen nicht unabhängig voneinander betrieben, sondern in Assoziation miteinander und können folglich realisiert werden durch An/Ausschalten des Relais 115, das in Serie mit einer Ausgangsschaltung verbunden ist. Fig. 11 zeigt diese Schaltungsanordnung.
In der in der Fig. 11 gezeigten Schaltung, wenn ein Spannungsversorgungsschalter angeschalten wird, wird ein Kondensator C&sub1; über einen Widerstand R&sub6; aufgeladen. Nach dem Vergehen einer vorbestimmten Zeitperiode, wenn eine Anschlußspannung des Kondensators C&sub1; eine Basis-Emitter AN-Spannung (VBE = ungefähr 0,6 V) eines Transistors TR&sub3; überschreitet, wird der Transistor TR&sub3; angeschalten und ein Kollektorstrom dieses Transistors TR&sub3; wird ein Basisstrom durch einen Widerstand R&sub7;, wodurch folglich ein Transistor TR&sub4; angeschalten wird. Das Relais 115 wird mit Energie versorgt und angeschalten. Eine vorbestimmte Zeitperiode nach dem Einschalten, bis das Relais 115 angeschalten wird, ist eine Dämpfungszeit nach dem Einschalten, und der Widerstandswert des Widerstands R&sub6; und die Kapazität des Kondensators C&sub1; werden normalerweise eingestellt, so daß die Dämpfungszeit 2 bis 5 Sekunden beträgt.
Als eine Ausgangsgröße von dem Leistungsverstärker 111 wird ein akustisches Signal (AC) wie zum Beispiel ein Musiksignal oder dergleichen ausgegeben. Wenn eine DC- Spannung als diese Ausgangsgröße erscheint, und zwar auf Grund einer Fehlfunktion der Ausrüstung, kann ein Lautsprecher als eine Last zerstört werden. Aus diesem Grund muß eine DC-Komponente der Ausgangsgröße von dem Leistungsverstärker 111 detektiert werden zum Abschalten des Relais 115. Die DC-Schutzschaltung 113, die durch einen Transistor TR&sub1;, eine Diode D&sub1; und einem Transistor TR&sub2; aufgebaut wird, ist zu diesem Zweck angeordnet. In der in der Fig. 11 gezeigten Schaltung wird die Ausgangsgröße des Leistungsverstärkers 111 an einen Kodensator C&sub2; durch einen Widerstand R&sub4; angelegt. Da eine AC-Komponente durch den Kondensator C&sub2; zu einer Erdpotentialseite umgeleitet wird, erscheint eine Spannung gemäß der DC-Komponente der Ausgangsgröße des Leistungsverstärkers 111 über den Kondensator C&sub2;. Eine Zeitkonstante, die durch den Widerstand R&sub4; und den Kondensator C&sub2; definiert wird, wird ausgewählt unterhalb eines hörbaren Bereichs. Die Spannung, die über den Kondensator C&sub2; erscheint, wird in die DC-Schutzschaltung 113 durch einen Widerstand R&sub5; eingegeben Wenn eine Spannung höher als die Basis-Emitter-AN- Spannung (VBE; zum Beispiel +0,6 V) des Transistors TR&sub2; an den Eingang der DC-Schutzschaltung 113 angelegt wird, wird der Transistor TR&sub2; angeschalten und eine Ladung, die auf dem Kondensator C&sub2; gespeichert wurde, wird entladen, wodurch das Relais 115 abgeschalten wird. Wenn eine Spannung, die durch Subtrahieren der AN- bzw. EIN-Spannung zum Beispiel 0,6 V) der Diode D&sub1; und der Emitter- Basis-AN-Spannung (VEB; zum Beispiel 0,6 V) von der Basis-Emitter AN-Spannung des Transistors TR&sub3; und niedriger als -0,6 V an den Eingang der DC- Schutzschaltung 113 angelegt wird, werden der Transistor TR&sub1; und die Diode D&sub1; elektrisch verbunden zum Entladen des Kondensators C&sub1; und folglich wird das Relais 115 abgeschalten. Folglich schaltet die DC-Schutzschaltung 113 das Relais 115 ein, wenn die Eingangsspannung innerhalb des Bereichs von -0,6 V bis +0,6 V fällt und schaltet das Relais 115 ab, wenn die Eingangsspannung außerhalb dieses Bereichs fällt.
Eine Betriebszeit, wenn das Relais 115 abgeschalten wird, wird durch eine Respons- bzw. Ansprechzeit des Relais 115 bestimmt. Ist einmal das Relais 115 abgeschalten, falls eine DC-Eingangsspannung für die DC-Schutzschaltung 113 auf Null eingestellt wird, wird das Relais 115 nicht sofort eingeschalten, sondern nach einer Verzögerungszeit, d. h. der oben erwähnten Dämpfungszeit, in der der Kondensator C&sub1; geladen wird auf die Basis- Emitter AN-Spannung VBE des Transistors TR&sub3; durch den Widerstand R&sub6;.
Der Betrieb der Trennungs/Kopplungs-Schutzschaltung in der in der Fig. 10 gezeigten Schaltung wird im folgenden unter Bezugnahme auf Fig. 12 beschrieben.
Wenn die Patrone 120 entkoppelt (getrennt) wird, wird eine Ausgangsspannung V&sub1; der Trennungs/Kopplungs-Schutzschaltung V&sub1; = +B durch den Widerstand R&sub3;, und wird in die DC-Schutzschaltung eingegeben. Folglich wird das Relais 115 nicht angeschalten. In diesem Fall bildet die Trennungs/Kopplungs-Schutzschaltung die DC-Vorspannungsschaltung, die nur aus dem Widerstand R&sub3; besteht und eine DC-Spannung an den Eingang der DC-Schutzschaltung addiert.
Wenn die Patrone 120 eingesetzt wird, wird die Ausgangsspannung V&sub1; ein Wert, der erhalten wird, durch Spannungsteilen einer Potentialdifferenz zwischen den Spannungsversorgungen +B und -B durch die Widerstände R&sub2; und R&sub1;// R&sub3;. In diesem Fall, da R&sub2; = R&sub1;// R&sub3;, V&sub1; 0 V wird das Relais 115 angeschalten nach dem Vergehen einer vorbestimmten Zeitperiode (Dämpfungszeit) bestimmt durch die Schutzschaltung des Hauptkörpers.
Wenn die Steuerinformation, die in der Patrone 120 gespeichert wird, eine analoge Schaltung ist, wird anfänglich ein großes transientes Rauschen nach dem Einsetzen der Patrone 120 erzeugt. Eine gegebene Zeit ist erforderlich, bis dies in einen stetigen Zustand konvergiert ist. Somit wird ein Ausgang der Vorrichtung (Lautsprecherausgang in dem Fall des Leistungsverstärkers) für eine Weile außer Betrieb gesetzt, nachdem die Patrone 120 eingesetzt ist und muß erzeugt werden, nach dem das transiente Rauschen verschwindet. Dieser Betrieb ist derselbe als das Anschaltungsdämpfen eines normalen Verstärkers. Rauschen wird ebenfalls erzeugt, wenn die Patrone 120 entkoppelt wird. In diesem Fall muß der Ausgang außer Betrieb gesetzt werden, bevor die Kontakte der Verbindungsvorrichtung getrennt werden. Dies kann derartig realisiert werden, daß die Schutzanschlüsse der Verbindungsvorrichtung kürzer ausgebildet sind, als die übrigen Signal und Spannungsversorgungsanschlüsse und früher als die übrigen Anschlüsse getrennt werden. Obwohl eine Gegenmaßnahme, wenn die Patrone entkoppelt wird durch die Verbindungsvorrichtung selbst durchgeführt werden kann, muß ein Dämpfen, wenn sie eingesetzt wird, getrennt durchgeführt werden.
In dem in der Fig. 10 gezeigten Verstärker, wenn die Patrone 120 eingesetzt wird, wird die Dämpfungsschaltung 114 in der gleichen Art betrieben, wie beim Einschalten. Deshalb wird die Dämpfungszeit länger als die Zeit gesetzt, die erforderlich ist, bis das Rauschen nach dem Einschalten verschwindet und als eine Zeit, die erforderlich ist, bis das transiente Rauschen, das erzeugt wird, wenn die Patrone eingesetzt wird, verschwindet, so daß das transiente Rauschen, das erzeugt wird, wenn die Patrone 120 eingesetzt wird, verhindert werden kann.
Da die Verbindungsanschlüsse P&sub2;&sub1; und P&sub2;&sub9; kürzer ausgebildet sind als die übrigen Anschlüsse, werden, wenn die Patrone 120 entkoppelt wird, die Anschlüsse P&sub2;&sub1; und P&sub2;&sub9; von den Anschlüssen P&sub1;&sub1; und P&sub1;&sub9; getrennt, bevor die übrigen Anschlüssen getrennt werden und Rauschen erzeugt wird und die Ausgangsgröße V&sub1; der Trennungs/Kopplungs- Schutzschaltung wird nicht Null, wodurch das Relais 115 abgeschalten wird. Deshalb ist, wenn Rauschen auf Grund der Trennung der Patrone 120 erzeugt wird, das Relais 115 bereits abgeschalten. Folglich kann Rauschen bzw. eine Störung zu diesem Zeitpunkt daran gehindert werden, aus dem Lautsprecher ausgegeben zu werden.
Wenn die Patrone schief entkoppelt wird und eine der Anschlüsse P&sub2;&sub1; und P&sub2;&sub9; früher getrennt wird, zum Beispiel, wenn nur der Anschluß P&sub2;&sub1; früher getrennt wird, wird die Spannung V&sub1; durch die Widerstände R&sub3; und R&sub2; bestimmt und R&sub2; < R&sub3;, da R&sub2; R&sub1;// R&sub3;. Deshalb wird die Spannung V&sub1; eine negative Spannung. Wenn die Widerstandswerte der Widerstände R&sub3; und R&sub2; so eingestellt werden, daß die negative Spannung niedriger als -0,6 V ist, kann ein Schutzbetrieb funktionieren. Wenn nur der Anschluß P&sub2;&sub9; getrennt wird, kann, da die Spannung V&sub1; gleich +B wird, der Schutzbetrieb funktionieren.
Im allgemeinen wird ein leichtes Einstellen durchgeführt, wenn R&sub1; = R&sub3; = 2R&sub2; gilt. In diesem Fall unter der Annahme, daß E&sub1; = E&sub2; = 12 V gilt, ist V&sub1; = +12 V, wenn die Patrone 120 abwesend ist und wenn nur der Anschluß P&sub2;&sub9; getrennt wird, und V&sub1; = -4 V, wenn nur der Anschluß P&sub2;&sub1; getrennt wird. Folglich kann der Schutzbetrieb zufriedenstellend funktionieren.
Auf diese Weise, wenn E&sub1; = E&sub2; gilt, falls die Widerstände R&sub1;= R&sub3; = 2R&sub2;, kann das Ziel der vorliegenden Erfindung im wesentlichen erreicht werden. In diesem Fall ist die Anzahl der Kombinationen oder Widerstände, die diese Beziehung erfüllt, unendlich. Außerdem, falls E&sub1; = E&sub2; gilt, kann ein Spielraum erhöht werden. Sogar wenn E&sub1; E&sub2; und R&sub1; = R&sub3; = 2R&sub2; gilt, ist der Spielraum der Widerstände selbst hoch.
In Fig. 12, falls der Widerstand R&sub5; ignoriert wird, ist die Ausgangsspanung V&sub1; der Trennungs/Kopplungsschutzschaltung, wenn die Patrone 120 eingesetzt wird, gegeben durch
Eine Ausgangsspannung V&sub1;', wenn nur der Verbindungsanschluß P&sub2;&sub1; getrennt wird, wird gegeben durch:
Eine Ausgangsspannung V&sub1;", wenn nur der Verbindungsanschluß P&sub2;&sub9; getrennt wird, wird durch V&sub1;" = E&sub1; gegeben. Deshalb können die Widerstände eingestellt werden, um V&sub1; ÷ 0 und V&sub1;' ≠ 0 zu ergeben.
Auf diese Weise kann eine Patrone identifiziert werden unter Verwendung von nur zwei Schutzanschlüssen, während man einen Vorteil ausnutzt, und zwar des hohen Auswahlspielraums der Widerstände R&sub1;, R&sub2; und R&sub3;. Bei der herkömmlichen Vorrichtung ist, zusätzlich zu den Schutzanschlüssen, ein weiterer Anschluß erforderlich zum Identifizieren der Patrone, und eine große Anzahl von Anschlüssen ist erforderlich.
Zum Beispiel unter der Annahme, daß ein Hauptkörper A zu einer Patrone a paßt, paßt ein Hauptkörper B einer Patrone b und es gibt keine Kompatibilität dazwischen. Unter der Annahme, daß E&sub1; = E&sub2; = 12 V gilt, falls ein System, das durch den Hauptkörper A und die Patrone a aufgebaut wird, eingestellt wird, so daß R&sub1; = R&sub3; = 2R&sub2; = 10 kΩ gilt, und ein System, das durch den Hauptkörper B und die Patrones b aufgebaut wird, eingestellt wird, so daß R&sub1; = R&sub3; = 2R&sub2; = 1 kΩ gilt, wenn die Patrone a in den Hauptkörper B eingesetzt wird, folgt, da R&sub1; = 10 kΩ, R&sub2; = 5 kΩ und R&sub3; = 1 kΩ aus den obigen Gleichungen, daß V&sub1; 3,5 V, V&sub1;' = 8 V und V&sub1;" = 12 V gilt. Folglich, da diese Spannungen größer als 0,6 V sind, wird der Transistor TR&sub2; der DC-Schutzschaltung 113 wird angeschalten und das Relais 115 wird nicht angeschalten. Wenn die Patrone b in den Hauptkörper A eingesetzt wird, folgt, da R&sub1; = 1 kΩ, R&sub2; = 0.5 kΩ und R&sub3; = 10 kΩ, aus den obigen Gleichungen, daß V&sub1; -10 V, V&sub1;' -11 V und V&sub1;" = 12 V gilt. Folglich, da die absoluten Werte dieser Spannungen größer als 0,6 V sind, wenn V&sub1; -10 V und V&sub1;' -11 V gilt, wird der Transistor TR&sub1; der DC- Schutzschaltung 113 angeschalten und wenn V&sub1;" = 12 V gilt, wird der Transistor TR&sub2; der DC-Schutzschaltung 113 angeschalten. In jedem Fall wird das Relais 115 nicht angeschalten.
Auf diese Weise kann nur durch Einstellen der Widerstände identifiziert werden, ob oder ob nicht eine Kombination von Patrone und Hauptkörper verwendet werden kann.
Der in Fig. 10 gezeigte Verstärker kann als verschiedene Typen von Lautsprechertreibervorrichtungen gebildet werden, und zwar durch Auswählen einer Signaleingangsgröße an einen Rückkopplungsanschluß PF und einer Polarität und Frequenzcharakteristik des Rückkopplungsverstärkers 123 der Patrone 120. Zum Beispiel wird ein Bewegungssignal, das der Bewegung eines Vibrationskörpers einer Lautsprechereinheit entspricht, durch irgendein Mittel detektiert und in den Rückkopplungsanschluß PF eingegeben, und die Polarität des Rückkopplungsverstärkers 123 wird negativ eingestellt, so daß das Bewegungssignal negativ an die Eingangsseite rückgekoppelt wird. Folglich kann eine Bewegungsrückkopplungsschaltung (MFB motional feedback) gebildet werden. Alternativ wird der Treiberstrom einer Lautsprechereinheit detektiert und an den Rückkopplungsanschluß PF eingegeben und die Polarität des Rückkopplungsverstärkers 123 wird positiv eingestellt, so daß das Treiberstromsignal positiv an die Eingangsseite zurückgekoppelt wird. Folglich kann eine Negativimpedanzschaltung gebildet werden. In diesem Fall wird die Patrone 120 als eine Schaltung aufgebaut zum Aufheben einer Luftgegenwirkung gegen den Vibrationskörper der Lautsprechereinheit als eine Last, zum Beispiel die oben erwähnte MFB-Schaltung oder die Negativimpedanzschaltung. Der Vorverstärker 122 der Patrone 120 ist voreingestellt, der geeignete Frequenzcharakteristiken als ein Ausgleichsverstärker aufweist.
Als ein Beispiel eines derartigen Verstärkers kann die in der Fig. 2 gezeigte Negativimpedanzerzeugungsvorrichtung verwendet werden. Als ein Beispiel der Negativimpedanzerzeugungsvorrichtung sind die in den Fig. 6 und 8 gezeigten bekannt. Ein Verstärker 61 in Fig. 2 entspricht dem Leistungsverstärker 111 in der Fig. 10 und eine Rückkopplungsschaltung 63 entspricht der Rückkopplungsschaltung 112 und dem Rückkopplungsverstärker 123 in der Fig. 10.
In einem in der Fig. 13 gezeigten Verstärker ist ein Vorspannwiderstand R&sub3;' zwischen dem Anschluß P&sub1;&sub8; der Spannungsversorgung und dem Schutzanschluß P&sub1;&sub9; verbunden zum weiteren Erhöhen des Spielraums des Einstellens der Widerstände verglichen mit dem in der Fig. 10 gezeigten Verstärker. Dieser Verstärker besitzt ebenfalls dasselbe Konzept, das mit dem Einstellen der Widerstände in Fig. 10 assoziiert ist, und die Widerstände R&sub1;, R&sub2; und R&sub3; und R&sub3;' werden folgendermaßen eingestellt. Wenn die Patrone nicht eingesetzt ist, fällt eine Spannung, die durch Spannungsteilen einer Spannung über die Spannungsversorgungen +B und -B durch die Widerstände R&sub3; und R&sub3;, erhalten wird, außerhalb des Bereichs von -0,6 V bis +0,6 V, in dem das Relais 115 abgeschalten wird, in der DC- Schutzschaltung 113, d. h. eine DC-Vorspannungsspannung, die außerhalb dieses Bereichs fällt, wird aus dieser Spannungsteilerschaltung an den Eingang der DC-Schutzschaltung 113 addiert. Wenn die Patrone eingesetzt wird, fällt eine Spannung, die man durch Spannungsteilen einer Spannung über die Spannungsversorgungen +B und -B durch die Widerstände R&sub1;// R&sub3; und R&sub2;// R&sub3;' außerhalb des Bereichs zwischen -0,6 V und +0,6 V, in dem das Relais 115 angeschalten wird, und zwar in der DC-Schutzschaltung 113.
In einem in der Fig. 14 gezeigten Verstärker werden die Schutzanschlüsse aus Anschlüssen ausgewählt, verschieden von den bei den zwei Enden, und ein Widerstand ist in der Patrone 120 bezüglich des in der Fig. 10 gezeigten Verstärkers angeordnet. In diesem Fall braucht nur ein Anschluß kürzer als die übrigen Anschlüsse als ein Schutzanschluß sein. In diesem Verstärker werden die Widerstände R&sub1;&sub1;, R&sub1;&sub2; und R&sub1;&sub3; folgendermaßen eingestellt. Das heißt, die Spannung V&sub1;, die man durch Spannungsteilen einer Spannung über die Spannungsversorgungen +B und -B durch die Widerstände R&sub1;&sub2; und R&sub1;&sub3; erhält, erfüllt V&sub1; < -0,6 V oder +0,6 V < V&sub1;, wenn die Patrone nicht eingesetzt wird und die Spannung V&sub1;, die man durch Spannungsteilen einer Spannung über die Spannungsversorgungen +B und -B durch die Widertände R&sub1;&sub1;// R&sub1;&sub2; und R&sub1;&sub3; erhält, erfüllt -0,6 V < V&sub1; < +0,6 V, wenn die Patrone eingesetzt wird.

(Modifikation des Ausführungsbeispiels)

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die obigen Ausführungsbeispiele beschränkt und verschiedene Abänderungen und Modifikationen können innerhalb des Schutzumfangs der Patentansprüche durchgeführt werden.
Die Treibervorrichtung kann jede Schaltung sein, so lange sie ein Vibrationskörper eines elektro-akustischen Wandlers treibt zum Aufheben einer Gegenwirkung von umgebenden Teilen. Zum Beispiel kann die Treibervorrichtung eine MFB-Schaltung sein, wie in der japanischen Patentveröffentlichung Nr. Sho 58-31156 offenbart wurde.
Wenn die Ausgangsimpedanz mit Frequenzcharakteristiken vorgesehen ist, kann ein Einstellungsspielraum von Qoc', Qop und dergleichen verbessert werden.

Claims

1. Treibervorrichtung (30) zum Treiben eines elektroakustischen Wandlers (3) mit einem Schwingkörper (2), wobei die Treibervorrichtung folgendes aufweist: einen Leistungsverstärker (61; 111) zum Liefern von Treibleistung an den elektro-akustischen Wandler; und eine Rückkopplungsschaltung (63; 112) zum Detektieren einer Größe von entweder einer Eingangsgröße oder einer Ausgangsgröße des Wandlers (3) und zum Übertragen des detektierten Ergebnisses zu einer Eingangsseite des Verstärkers (61; 111), wobei die Rückkopplungsschaltung (63; 112) Feststellungsmittel besitzt zum Feststellen von Übertragungseigenschaften der Rückkopplungsschaltung, wobei die Feststellungsmittel aufgeteilt sind in einen Hauptkörperteil (10; 110), der mit dem Verstärker (61; 111) verbunden ist, und einen Steuerinformationsspeicherkörper (15; 120), der Steuerinformation speichert zum Einstellen der Übertragungseigenschaften und der von dem Hauptkörperteil (10; 110) frei getrennt und mit diesem verbunden werden kann; wobei der Verstärker (61; 111) eine Gegenwirkung von umgebenden Teilen bezüglich des Schwingkörpers (3) des Wandlers (2) aufhebt bzw. ausgleicht in Übereinstimmung mit dem detektierten Ergebnis.

2. Treibervorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei der elektro-akustische Wandler (2) ein Lautsprechersystem zur Musikwiedergabe aufweist, und wobei der Steuerinformationsspeicherkörper (15; 120) eine Vielzahl von Arten von Steuerinformation speichert entsprechend verschiedener Arten von Musik.

3. Treibervorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Treibervorrichtung ferner eine Frequenzcharakteristik-Korrekturschaltung aufweist, die mit einer Eingangsseite des Leistungsverstärkers (61) verbunden ist und Frequenzcharakteristiken komplementär zu den Frequenzchrakteristiken eines Ausgangsschalldrucks des zu treibenden, elektroakustischen Wandlers (3) einstellen kann.

4. Treibervorrichtung gemäß Anspruch 3, wobei der Steuerinformationsspeicherkörper (15; 120) zweite Steuerinformationen speichert zum Einstellen von Frequenzcharakteristiken der Frequenzcharakteristik- Korrekturschaltung.

5. Treibervorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei der Leistungsverstärker (61; 111) einen Ausgangsabschnitt, in dem eine Ausgangsanschluß-Gleichspannung in einem normalen Betriebszustand im wesentlichen auf Null eingestellt ist, und Gleichspannungs- oder DC-Schutzmittel (113) aufweist, um zu detektieren, wann ein Absolutwert der Ausgangsanschluß-Gleichspannung eine vorbestimmte Spannung übersteigt, und um eine Ausgangsgröße von einem Ausgangsanschluß abzuschneiden; wobei die Gleichspannungs-Schutzmittel (113) zusammen mit einer Dämpfungsschaltung (114) eine Schutzschaltung (113, 114) bilden, um wahlweise oder selektiv zu verhindern, daß die Ausgangsgröße am Ausgangsanschluß abgegeben wird, oder zu gestatten, daß die Ausgangsgröße abgegeben wird, und zwar in Übereinstimmung mit Trennungs- oder Verbindungszuständen des Steuerinformationskörpers (15; 120), wobei die Schutzschaltung (113, 114) folgendes aufweist:

eine Gleichspannungs- oder DC-Vorspannungsschaltung, die in einem Hauptkörper angeordnet ist, in dem der Leistungsverstärker (111) und der Hauptkörperteil (10; 110) der Feststellungsmittel angeordnet sind, zum Hinzufügen oder Addieren einer Gleichspannungs- Vorspannung zu einer Eingangs spannung der Gleichspannungs-Schutzinittel (113), wenn der Steuerinformationskörper (15; 120) von dem Hauptkörper (10; 110) getrennt ist, und

eine Leistungsversorgungs-Spannungsteilerschaltung, die aus Schaltungselementen aufgebaut ist einschließlich der die Gleichspannungs-Vorspannungsschaltung bildenden Schaltungselemente und, getrennt in dem Steuerinformationsspeicherkörper (15; 120) und dem Hauptkörper (10; 110) angeordnet, einer Vielzahl von Verbindungsanschlüssen (132) des Steuerinformationsspeicherkörpers (15; 120) und entsprechender Anschlüsse (131) des Hauptkörpers (10; 110), wobei die Gleichspannungs-Vorspannungsmittel anstatt der Gleichspannungs-Vorspannung eine Spannung von im wesentlichen Null abgeben, wenn der Steuerinformationsspeicherkörper (15; 120) an den Hauptkörper (10; 110) gekoppelt ist.

6. Treibervorrichtung gemäß Anspruch 5, wobei mindestens die Vielzahl von Verbindungsanschlüssen (132) des Steuerinformationsspeicherkörpers (15; 120) oder die entsprechenden Anschlüsse (131) des Hauptkörpers (10; 110), die die Leistungsversorgungs-Spannungsteilerschaltung (30) bilden, so ausgebildet ist bzw. sind, daß sie kürzer sind als andere Anschlüsse.

7. Treiberschaltung gemäß Anspruch 1, wobei der Leistungsverstärker (61) und die Rückkopplungsmittel (63) Negativimpedanzerzeugungsmittel (60) bilden, um äquivalent eine Negativimpendanzkomponente in einer Ausgangsimpedanz des Leistungsverstärkers (61) zu erzeugen.

8. Treiberschaltung gemäß Anspruch 7, wobei die Negativimpedanzerzeugungsmittel (60) angeordnet sind, um positiv ein Signal entsprechend einem Treiberstrom des elektro-akustischen Wandlers (2) zu einer Eingangsseite des Leistungsverstärkers rückzukoppeln bzw. zurückzuführen, um dadurch äquivalent die Negativimpedanzkomponente zu erzeugen.