JPH03196798A - Acoustic device and driving device for constituting such acoustic device - Google Patents
Acoustic device and driving device for constituting such acoustic deviceInfo
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- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
この発明は、一般の電力増幅器に接続されて、スピーカ
をその電気音響再生特性を改善すべく駆動するようにし
た音響装置、および前記一般の電力増幅器と協働し、ス
ピーカをその電気音響再生特性を改善すべく駆動する駆
動装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an audio device connected to a general power amplifier to drive a speaker to improve its electroacoustic reproduction characteristics; The present invention relates to a drive device that cooperates with a power amplifier to drive a speaker to improve its electroacoustic reproduction characteristics.
［従来の技術］
従来、スピーカ（スピーカユニットまたはスピーカシス
テム）を駆動する電力増幅器は、出力インピーダンスが
実質的に零であり、スピーカをいわゆる定電圧駆動する
ものが一般的であった。[Prior Art] Conventionally, a power amplifier that drives a speaker (speaker unit or speaker system) generally has an output impedance of substantially zero and drives the speaker at a constant voltage.
これに対し、最近、出力インピーダンスに負性インピー
ダンス成分を含ませる、いわゆる負性インピーダンス駆
動や、スピーカの出力を何らかの方法で検出して帰還す
る、いわゆるモーショナルフィードバック（ＭＦＢ）駆
動によって、スピーカの音響再生特性を改善したり、音
響再生特性を損なうことなくキャビネットやスピーカ振
動系の小形化を図った音響システムが提案されている（
特開平１−２２９５９９号、特開平１−２２９５９８号
、特公平１−３０３５８号等）。In contrast, recently, so-called negative impedance drive, in which a negative impedance component is included in the output impedance, and so-called motional feedback (MFB) drive, in which the output of the speaker is detected and fed back by some method, have been developed. Acoustic systems have been proposed that improve playback characteristics or reduce the size of cabinets and speaker vibration systems without impairing sound playback characteristics (
JP-A-1-229599, JP-A-1-229598, JP-A-1-30358, etc.).
しかしながら、これらの音響システムは、スピーカに対
応した特別な駆動装置（電力増幅器）を用いる必要があ
り、そのため、既に一般の電力増幅器を所持し愛用して
いるユーザは、前記システムを構成しようとする場合、
愛用の電力増幅器を全く利用できなくなってしまうとい
う問題があった。However, these acoustic systems require the use of a special drive device (power amplifier) that is compatible with the speakers, and therefore users who already own and use regular power amplifiers are unable to configure the system. case,
There was a problem in that I was unable to use my favorite power amplifier at all.
また、特開昭５８−２９２９５号には、スピーカと直列
に所定の周波数以下で負性抵抗を有する負性抵抗回路を
接続し、このスピーカと負性抵抗との直列回路を一般の
電力増幅器で駆動してスピーカの低音域特性を改善する
ことが開示されている。しかしながら、この特開昭５８
−２９２９５号の実施例に唯一開示されている負性抵抗
回路は、トランジスタＡ級アンプである。このようなト
ランジスタＡ級アンプは、電圧利用効率、電力損失およ
びコスト等の面から、イヤホンまたはヘッドホン等のよ
うな微小電力用としての場合や趣味として用いるような
掻く特殊な場合を除き、スピーカのような低インピーダ
ンスの電力供給用としては用いられない。すなわち、ト
ランジスタＡ級アンプは、一般概念上、電力増幅器の範
噴には含まれないものである。さらに、この負性抵抗回
路において、エミッタ抵抗は、スピーカ電流検出用の検
出抵抗でもあるため、この抵抗を単純にトランジスタ等
の能動素子に替えて一般的な電力増幅器のような５ＥＰ
Ｐ構成とすることもできない。すなわち、前記特開昭５
８−２９２９５号は、スピーカと直列に負性抵抗回路を
接続することによってそのスピーカを一般の電力増幅器
を用いて負性抵抗駆動し得ることを示唆はしているもの
の、スピーカを実用上問題なく駆動し得る現実的な負性
抵抗回路の構成を開示または示唆するには至っていない
。Furthermore, in JP-A No. 58-29295, a negative resistance circuit having a negative resistance at a frequency below a predetermined frequency is connected in series with a speaker, and the series circuit of the speaker and negative resistance is connected with a general power amplifier. It is disclosed that the low frequency characteristics of a speaker are improved by driving the speaker. However, this JP-A-58
The only negative resistance circuit disclosed in the embodiment of No. 29295 is a transistor class A amplifier. In terms of voltage utilization efficiency, power loss, and cost, such transistor class A amplifiers are not suitable for use with speakers, except for use in very low power applications such as earphones or headphones, or in special cases such as hobby use. It is not used for low impedance power supply. In other words, transistor class A amplifiers are not included in the scope of power amplifiers in general terms. Furthermore, in this negative resistance circuit, the emitter resistor is also a detection resistor for detecting the speaker current, so this resistor can be simply replaced with an active element such as a transistor to create a 5EP resistor like a typical power amplifier.
It is also not possible to have a P configuration. That is, the above-mentioned Unexamined Patent Publication No. 5
No. 8-29295 suggests that by connecting a negative resistance circuit in series with a speaker, the speaker can be driven with a negative resistance using a general power amplifier, but it is possible to drive the speaker with a negative resistance without causing any problems in practical use. The structure of a realistic negative resistance circuit that can be driven has not been disclosed or suggested.
［発明が解決しようとする課題」
この発明は、上述の課題に鑑みてなされたもので、従来
の電力増幅器をそのまま利用でき、かつ全く問題なく現
実に前記音響システムにおけると同様のスピーカ特性を
改善するような駆動が可能な音響装置、および駆動装置
を提供することを目的とする。[Problems to be solved by the invention] This invention was made in view of the above-mentioned problems, and it is possible to use the conventional power amplifier as is, and to improve the speaker characteristics similar to those in the acoustic system without any problems. It is an object of the present invention to provide an acoustic device and a driving device that can be driven in such a manner.
［課題を解決するための手段］
前記目的を達成するため、この発明では、スピーカを通
常駆動する一般の電力増幅器と協働してそのスピーカの
電気音響再生特性を改善すべく駆動するとともに、この
特性改善駆動の際に通常駆動時より増大する分の電気エ
ネルギーを生成する駆動装置（第２の電力増幅器）を設
け、それ以外のエネルギーである通常駆動分のエネルギ
ーは前記一般の電力増幅器から供給するようにしている
。[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the present invention works with a general power amplifier that normally drives a speaker to improve the electroacoustic reproduction characteristics of the speaker, and also A drive device (second power amplifier) is provided that generates an amount of electrical energy that is increased from that during normal driving during characteristic improvement driving, and the other energy for normal driving is supplied from the general power amplifier. I try to do that.
［作用および効果コ
前記構成によれば、通常駆動分のエネルギーは通常の電
力増幅器である一般の電力増幅器から供給するようにし
たため、一般の電力増幅器を愛用しているユーザはその
愛用の電力増幅器を活用して負性インピーダンス駆動や
ＭＦＢ駆動等を実現し、手持または市販のスピーカの電
気音響再生特性を改善することができる。また、一般の
電力増幅器によって駆動することにより自動的に負性イ
ンピーダンス駆動やＭＦＢ駆動等がなされる、小形で電
気音響再生特性に優れた音響装置（スピーカシステム）
を実現することができる。[Operations and Effects] According to the above configuration, the energy for normal driving is supplied from a general power amplifier, which is a normal power amplifier. It is possible to realize negative impedance drive, MFB drive, etc. by utilizing this, and improve the electroacoustic reproduction characteristics of handheld or commercially available speakers. In addition, we also offer compact audio equipment (speaker systems) with excellent electroacoustic reproduction characteristics that automatically perform negative impedance drive, MFB drive, etc. when driven by a general power amplifier.
can be realized.
また、この発明の駆動装置は、第２の電力増幅器によっ
て前記負性インピーダンス駆動やＭＦＢ駆動等により増
大する分の電気エネルギーを供給するようにしたため、
これと協働する前記一般の電力増幅器の出力を無駄なく
活用することができる。さらに、この第２の電力増幅器
は、前記負性インピーダンス駆動やＭＦＢ駆動等により
増大する分の電気エネルギーのみ供給をすれば足りるた
め、従来の負性インピーダンス駆動やＭＦＢ駆動等用と
しての専用の駆動装置より小形、かつ安価に構成するこ
とができる。Further, in the drive device of the present invention, since the second power amplifier supplies electrical energy increased by the negative impedance drive, MFB drive, etc.,
The output of the general power amplifier that cooperates with this can be utilized without waste. Furthermore, since this second power amplifier only needs to supply electrical energy for the increased amount due to the negative impedance drive, MFB drive, etc., it is sufficient to supply only the amount of electrical energy that increases due to the negative impedance drive, MFB drive, etc. It can be configured smaller and cheaper than other devices.
［実施例］
以下、図面を用いてこの発明の詳細な説明する。なお、
各図において共通または対応する部分は同一の符号また
は同一のサフィックスを付した符号で表わしである。[Example] Hereinafter, the present invention will be described in detail using the drawings. In addition,
Common or corresponding parts in each figure are represented by the same reference numerals or the same suffixes.
第１図は、この発明の一実施例に係る音響装置の構成を
示す。この音響装置は、スピーカの特性改善のため負性
インピーダンス駆動するもので、共鳴管ボート１１を有
するキャビネット１内にスピーカユニット２とこの発明
の特徴とする負性インピーダンス駆動装置であるアンプ
ユニット３とを配設し、さらに、この音響装置を一般の
電力増幅器であるパワーアンプ５の出力端に接続するた
めの一対の外部入力端子Ｐｉ、Ｐ２を設けている。アン
プユニット３は、電力増幅回路３１、正帰還回路３２お
よび伝達関数付与回路３３からなる。正帰還回路３２は
スピーカ電流検出用のインピーダンス素子Ｚｓ、および
インピーダンス素子Ｚａ、Ｚｂ等により所定の伝達関数
βを与えられた帰還用増幅器Ａ１を具備する。インピー
ダンス素子Ｚｓのインピーダンス値はスピーカユニット
２のそれに比べて無視し得る程度の大きさに設定しであ
る。FIG. 1 shows the configuration of an audio device according to an embodiment of the present invention. This acoustic device drives a speaker with negative impedance in order to improve its characteristics, and includes a speaker unit 2 and an amplifier unit 3, which is a negative impedance drive device that is a feature of the present invention, in a cabinet 1 having a resonant tube boat 11. Further, a pair of external input terminals Pi and P2 are provided for connecting this audio device to the output terminal of a power amplifier 5, which is a general power amplifier. The amplifier unit 3 includes a power amplification circuit 31, a positive feedback circuit 32, and a transfer function imparting circuit 33. The positive feedback circuit 32 includes an impedance element Zs for speaker current detection, and a feedback amplifier A1 given a predetermined transfer function β by impedance elements Za, Zb, etc. The impedance value of the impedance element Zs is set to a value that can be ignored compared to that of the speaker unit 2.
第１図の装置においては、一方の外部入力端子Ｐ１を前
記スピーカ電流検出用インピーダンス素子Ｚｓを介して
スピーカユニット２の一方の入力端子Ｐ３に接続し、ス
ピーカユニット２の他方の入力端子Ｐ４はアンプユニッ
ト３の動作基準電位点に接続しである。さらに、前記電
力増幅回路３１の入力には、前記スピーカユニット２に
流れる電流をインピーダンス素子Ｚｓで検出した検出出
力を帰還用増幅器Ａ１を介して正帰還するとともに、所
定の伝達関数を有する伝達関数付与回路３３を介して前
記一方の外部入力端子ｐｔに供給される信号を供給する
ように構成しである。In the device shown in FIG. 1, one external input terminal P1 is connected to one input terminal P3 of the speaker unit 2 via the speaker current detection impedance element Zs, and the other input terminal P4 of the speaker unit 2 is connected to the amplifier. It is connected to the operating reference potential point of unit 3. Further, to the input of the power amplifier circuit 31, a detection output obtained by detecting the current flowing through the speaker unit 2 by an impedance element Zs is fed back via a feedback amplifier A1, and a transfer function having a predetermined transfer function is provided. It is configured to supply a signal to the one external input terminal pt via the circuit 33.
このアンプユニット３の諸特性は、スピーカユニット２
の内部インピーダンスをＺＬ、伝達関数付与回路３３の
伝達関数（利得）をＴ （ｓ）、正帰還回路３２の伝達
利得をβ−Ｚ ｂ ／ Ｚ ａ、伝達関数付与回路３３
の出力電圧に対する電力増幅回路３１の伝達利得をα＝
Ｚ ｆ ／ Ｚ ｃ、正帰還回路３２の出力電圧に対
する電力増幅回路３１の伝達利得をＡ＝Ｚｆ／Ｚｄとす
ると、
（ａ）伝達特性Ｇ （ｓ）は、
Ｇ（ｓ）、 ＝”−
Ｊω Ｖｌ
１ ＋ −（１−α ・ β）
ＺＬ
・・・・ （１）
となる。The characteristics of this amplifier unit 3 are as follows:
The internal impedance of the transfer function providing circuit 33 is ZL, the transfer function (gain) of the transfer function providing circuit 33 is T (s), the transfer gain of the positive feedback circuit 32 is β-Z b /Z a, the transfer function providing circuit 33
The transfer gain of the power amplifier circuit 31 with respect to the output voltage of α=
Z f / Z c, and assuming that the transfer gain of the power amplifier circuit 31 with respect to the output voltage of the positive feedback circuit 32 is A = Zf / Zd, (a) Transfer characteristic G (s) is G (s), = "- Jω Vl 1 + -(1-α · β) ZL (1).
（ｂ）また、スピーカユニット２から見た駆動インピー
ダンスＺｏは、
Ｇｚｔ＝ｃ。(b) Also, the driving impedance Zo seen from the speaker unit 2 is Gzt=c.
Ｚ ｏ ＝ Ｚ Ｌ （−−１） ・・・
・ （２）Ｇ ＺＬ＝２ム
＝Ｚｓ （１−α ・ β）
ここで、Ｇ２Ｌ５１：ｌおよびＧ２い２Ｌは、それぞれ
（１）式にＺＬ＝ｏ：ｌおよびＺＬ＝ＺＬを代入したと
きの伝達特性値である。また、パワーアンプ５の出力イ
ンピーダンスＡＺはＯ［Ω］としている。Z o = Z L (--1)...
・ (2) G ZL=2mu=Zs (1-α ・ β) Here, G2L51:l and G22L are obtained by substituting ZL=o:l and ZL=ZL into equation (1), respectively. This is the transfer characteristic value. Further, the output impedance AZ of the power amplifier 5 is O [Ω].
（Ｃ）パワーアンプ５から見た負荷インピーダンスＺｉ
は、
ＺＬ＋Ｚ。(C) Load impedance Zi seen from power amplifier 5
is, ZL+Z.
”＝１＋Ａ、□（５） ・・・・（３）となる
。”=1+A, □(5) ...(3).
これらの式から、
（ｄ）伝達特性を１にするため、すなわちスピーカの出
力音圧を通常の定電圧駆動時と同じ周波数特性にするた
めのＴ （ｓ）は、
２０ ・・・・（４）
” （５）＝Ａ−ＺＬ
（ｅ）負性インピーダンス出力端（電力増幅回路３１の
出力端の電圧（ｖ３）振幅をゼロにするため、すなわち
完全制動状態（スピーカ振動系のＱがＯの状態）の効果
を維持しつつスピーカが反作用なく駆動されているとき
にＶｓをゼロにするためのＴ（ｓ）は、
ｏ−Ｚｓ
Ｔ（Ｓ）”Ａ （ＺＬ＋Ｚｓ） ・・・・（５）
であることが分る。但し、実際上はスピーカの反作用が
あるので、Ｔ （ｓ）を（５）式のように設定しても、
■、はゼロとはならない。From these equations, (d) T (s) in order to make the transfer characteristic 1, that is, to make the output sound pressure of the speaker the same frequency characteristic as in normal constant voltage driving, is 20 ... (4 ) ” (5) = A-ZL (e) Negative impedance output terminal (voltage (v3) at the output terminal of the power amplifier circuit 31) In order to make the amplitude zero, that is, in a complete braking state (when the Q of the speaker vibration system is O T(s) to make Vs zero when the speaker is driven without reaction while maintaining the effect of state) is o−Zs T(S)”A (ZL+Zs) ・・・(5)
It turns out that. However, in practice, there is a reaction from the speaker, so even if T (s) is set as in equation (5),
■ is not zero.
次に、第１図の音響装置における各変数の作用を検討し
た。結果は下記の通りである。Next, the effect of each variable in the acoustic device shown in FIG. 1 was examined. The results are as follows.
（ａ）α・β＝１に設定した場合、（２）式よりＺｏ＝
Ｏであるから装置としては定電圧駆動状態となるととも
に、（１）式より伝達特性は１＋Ａ−Ｔ（ｓ）となるの
で、Ｔ（ｓ）を制御することによって周波数特性をコン
トロールすることができる。(a) When α・β=1, from equation (2) Zo=
Since it is O, the device is in a constant voltage drive state, and the transfer characteristic is 1 + A - T (s) from equation (1), so the frequency characteristics can be controlled by controlling T (s). .
（ｂ）（２）式より、α・β〉１の領域では、出力イン
ピーダンスＺｏは負になる。(b) From equation (2), the output impedance Zo becomes negative in the region where α·β>1.
（ｃ）Ｔ （ｓ）＝Ｏにすると、前記特開昭５８−２９
２９５号で意図するような、単なる負性インピーダンス
回路として動作させることができる。(c) When T (s)=O, the above-mentioned JP-A-58-29
It can be operated simply as a negative impedance circuit as intended in No. 295.
（ｄ）（５）式より、負性インピーダンス発生回路、す
なわちアンプユニット３の電力増幅器３３の出力の振幅
を少なくすることができ、省電力化を図ることかできる
。(d) From equation (5), it is possible to reduce the amplitude of the output of the negative impedance generating circuit, that is, the power amplifier 33 of the amplifier unit 3, and it is possible to save power.
（ｅ）α、β、ＡおよびＴ （ｓ）の設定によって最適
条件を設定することができる。この場合、船釣にＴ （
ｓ）は位相反転系（−１７（ｓ））の伝送系となる。(e) Optimal conditions can be set by setting α, β, A, and T (s). In this case, T (
s) is a phase inversion system (-17(s)) transmission system.
第１図において、アンプユニット３は、パワーアンプ５
と共働して、スピーカユニット２を負性インピーダンス
駆動する。この負性インピーダンス駆動は、特開平１−
２２９５９９号の音響装置と全く同様に行なわれる。In FIG. 1, the amplifier unit 3 is a power amplifier 5.
In cooperation with this, the speaker unit 2 is driven with negative impedance. This negative impedance drive is
This is done in exactly the same way as the acoustic device of No. 229599.
第２図は、この発明の第２の実施例を示す。この音響装
置は、第１図のものに対し、スピーカユニット２として
ダイナミックスピーカを用いて回路全体をより具体的に
表わすとともに、スピーカ電流検出は接地（ＧＮＤ）側
で行なうようにしたものである。また、ダイナミックス
ピーカの内部インピーダンスは主にボイスコイルの抵抗
（Ｒｖ）であり、僅かにインダクタンス成分を含んでい
ることから、ここでは、前記（２）式で表わされる出力
インピーダンスＺＯがこの内部インピーダンスＲｖを打
ち消すような負性抵抗（−Ｒｖ）となるように、スピー
カ電流検出用インピーダンス素子Ｚｓとして抵抗Ｒｓを
用い、かつ正帰還利得α・βおよびアンプ利得Ａを定め
る各インピーダンス素子としても抵抗を用いている。FIG. 2 shows a second embodiment of the invention. This audio device differs from the one shown in FIG. 1 in that the entire circuit is represented more concretely by using a dynamic speaker as the speaker unit 2, and the speaker current is detected on the ground (GND) side. Furthermore, since the internal impedance of a dynamic speaker is mainly the resistance (Rv) of the voice coil and contains a slight inductance component, the output impedance ZO expressed by equation (2) above is equal to this internal impedance Rv. A resistor Rs is used as the impedance element Zs for speaker current detection so as to provide a negative resistance (-Rv) that cancels out the negative resistance (-Rv), and a resistor is also used as each impedance element that determines the positive feedback gains α and β and the amplifier gain A. ing.
さらに、第２図の装置においては、伝達関数付与回路３
３を構成するアンプＡ３を、ＤＣサーボ用アンプに兼用
している。すなわち、外部入力端子Ｐ１に供給される信
号を伝達関数付与回路３３のアンプＡ３で非反転増幅し
て電力増幅回路３１を構成するアンプ（内部パワーアン
プ）Ａ２の非反転入力端に入力するとともに、アンプＡ
３の反転入力を利用して内部パワーアンプＡ２のＤＣ変
動を負帰還（ＮＦＢ）補償している。Furthermore, in the device shown in FIG. 2, the transfer function providing circuit 3
The amplifier A3 constituting part 3 is also used as a DC servo amplifier. That is, the signal supplied to the external input terminal P1 is non-inverting amplified by the amplifier A3 of the transfer function providing circuit 33, and is input to the non-inverting input terminal of the amplifier (internal power amplifier) A2 that constitutes the power amplifying circuit 31. Amplifier A
Using the inverting input of No. 3, the DC fluctuation of the internal power amplifier A2 is compensated for by negative feedback (NFB).
第２図の音響装置は、第３図Ａの等価回路に示されるよ
うに、スピーカ２側に独立してスピーカ２の内部インピ
ーダンスＲｖを打ち消すような負性抵抗（−Ｒｖ）を発
生させている。このため、スピーカ２は、モーショナル
インピーダンスＺＭが、内部インピーダンス素子等のイ
ンピーダンスを介することなく、電圧源５と３１とに直
接接続されたのと等価となる。電圧源は内部インピーダ
ンスがゼロであるから、スピーカ２のモーショナルイン
ピーダンスＺＭは両端を短絡されて共振Ｑがゼロとなり
、スピーカ２は、完全にデッドの状態となって極めて強
力に駆動および制動される。そして、この音響装置にお
いては、伝達関数付与回路３３の伝達関数Ｔ（ｓ）を適
宜設定することにより、負性抵抗発生用の電力増幅器３
１の出力電圧を小さくし、もってパワーアンプ５側から
の電力供給を増加せしめたり、負性インピーダンス駆動
時の周波数補正を行なうことができる。The acoustic device in FIG. 2 independently generates a negative resistance (-Rv) on the speaker 2 side that cancels out the internal impedance Rv of the speaker 2, as shown in the equivalent circuit in FIG. 3A. . Therefore, the speaker 2 is equivalent to having a motional impedance ZM directly connected to the voltage sources 5 and 31 without going through an impedance such as an internal impedance element. Since the internal impedance of the voltage source is zero, both ends of the motional impedance ZM of speaker 2 are short-circuited and the resonance Q becomes zero, and speaker 2 is completely dead and is extremely strongly driven and damped. . In this audio device, by appropriately setting the transfer function T(s) of the transfer function providing circuit 33, the power amplifier 3 for generating negative resistance can be
By reducing the output voltage of the power amplifier 1, it is possible to increase the power supply from the power amplifier 5 side, or to perform frequency correction during negative impedance driving.
この音響装置は、さらに、従来の一般アンプがそのまま
使えてアンプ固有の特徴も充分反映されるという長所を
有している。This audio device also has the advantage that a conventional general amplifier can be used as is, and the unique characteristics of the amplifier can be sufficiently reflected.
これに対し、特開平１−２２９５９９号に開示された負
性インピーダンス駆動装置は、第３図Ｂの等価回路に示
されるように、アンプ５°側に負性インピーダンスを持
たせるようにしているため、アンプ５°として出力イン
ピーダンス中に負性インピーダンスを含む特殊なものを
用いなければならず、アンプがスピーカとペアとなり、
汎用性が乏しいという欠点があった。On the other hand, the negative impedance drive device disclosed in JP-A-1-229599 has a negative impedance on the 5° side of the amplifier, as shown in the equivalent circuit of FIG. 3B. , a special amplifier with negative impedance in its output impedance must be used as the amplifier 5°, and the amplifier is paired with a speaker.
The drawback was that it lacked versatility.
また、特開昭５８−２９２９５号に開示されたスピーカ
駆動装置は、第３図Ｃの等価回路に示されるように、負
性抵抗（−Ｒｖ）をスピーカと直列に接続するものであ
る。このように負性抵抗を接続した場合、通常、スピー
カの出力特性を調節するために上記伝達特性付与回路３
３のようなイコライザ回路が必要である。このイコライ
ザ回路は、第３図Ｃに２６゜で示すようにスピーカと直
列に接続されると考えられるが、その場合、負性抵抗−
Ｒｖの効きが減少し、スピーカ２のモーシミナルインピ
ーダンスＺＭの制動力が減少する。さらに、この負性抵
抗（−Ｒｖ）は、スピーカ電流検出抵抗をエミッタ抵抗
とするトランジスタＡ級アンプであるため、このトラン
ジスタは、等価的にスピーカ２とエミッタ抵抗との並列
回路を駆動することになる。したがって、このエミッタ
抵抗をスピーカ２のインピーダンスより充分小さく設定
すると、負性抵抗用のトランジスタの消費電力は実用に
耐えない程、大となる。一方、エミッタ抵抗を大きくす
ると、これは、アンプ５に対してはスピーカ２と直列に
接続されるため、アンプ５の出力がエミッタ抵抗で消費
されて低減してしまう。いずれにしても、特開昭５８−
２９２９５号の負性抵抗回路は、一般のアンプとの協働
という面からは実用的でない。Further, the speaker driving device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-29295 connects a negative resistor (-Rv) in series with the speaker, as shown in the equivalent circuit of FIG. 3C. When a negative resistance is connected in this way, the transfer characteristic imparting circuit 3 is usually used to adjust the output characteristics of the speaker.
An equalizer circuit like No. 3 is required. This equalizer circuit is considered to be connected in series with the speaker as shown at 26° in Figure 3C, but in that case, the negative resistance -
The effectiveness of Rv decreases, and the braking force of the mosiminal impedance ZM of the speaker 2 decreases. Furthermore, since this negative resistance (-Rv) is a transistor class A amplifier whose emitter resistance is the speaker current detection resistance, this transistor can equivalently drive a parallel circuit of the speaker 2 and the emitter resistance. Become. Therefore, if this emitter resistance is set to be sufficiently smaller than the impedance of the speaker 2, the power consumption of the negative resistance transistor becomes so large as to be impractical. On the other hand, if the emitter resistance is increased, since the amplifier 5 is connected in series with the speaker 2, the output of the amplifier 5 will be consumed by the emitter resistance and will be reduced. In any case, JP-A-58-
The negative resistance circuit of No. 29295 is not practical in terms of cooperation with general amplifiers.
第４図は、この発明の第３の実施例を示す。FIG. 4 shows a third embodiment of the invention.
同図の音響装置は、伝達関数付与回路３３の出力をスピ
ーカ電流検出抵抗Ｒｓの両端電圧でシフトして抵抗Ｒｓ
の図中右端側電圧を基準とするアンプ３１で増幅するよ
うにしている。In the acoustic device shown in the figure, the output of the transfer function providing circuit 33 is shifted by the voltage across the speaker current detection resistor Rs.
The amplifier 31 uses the voltage on the right side of the figure as a reference to amplify the voltage.
第５図は、第４図の音響装置のより具体的な回路例を示
す。第５図の装置において、伝達関数付与回路３３は受
動素子のみで構成しである。FIG. 5 shows a more specific circuit example of the audio device shown in FIG. 4. In the device shown in FIG. 5, the transfer function providing circuit 33 is composed only of passive elements.
第６図は、この発明の第４の実施例を示す。FIG. 6 shows a fourth embodiment of the invention.
同図の音響装置は、２ウエイスピーカシステムのウーフ
ァのみをこの発明の特徴とする負性インピーダンス駆動
するようにしたものである。同図において、電源７は、
交流電源、例えば１００ｖの商用電源より電力増幅アン
プＡ２用の直流電源＋Ｂ、および−Ｂ、 ならびに電流
検出アンプＡ１、伝達関数付与回路３３のアンプＡ３お
よびプロテクション回路８用の直流電源＋８２および−
Ｂ、を発生する。プロテクション回路８は、過負荷や過
渡または異常動作による回路およびスピーカの破壊およ
び劣化を防止するためのもので、スと一部に所定値以上
の直流電流が流れた場合にリレー接点ｒｙｌをオフする
ＤＣＣプロチク９９機能、スピーカに過電流が流れた場
合にリレー接点ｒｙｌをオフする通電流プロテクション
、放熱板温度が所定値以上となったときにリレー接点ｒ
ｙｌをオフする放熱板温度プロテクション、および電源
スィッチ９の投入時、所定の時間遅延してリレー接点ｒ
ｙｌをオンさせる電源ミューティングの各機能を備えて
いる。また、この装置には、図示しない一部ヒユーズや
トランス内温度ヒユーズ等のプロテクション手段も設け
である。In the acoustic device shown in the figure, only the woofer of the two-way speaker system is driven by negative impedance, which is a feature of the present invention. In the figure, the power supply 7 is
DC power supplies +B and -B for the power amplification amplifier A2, and DC power supplies +82 and -B for the current detection amplifier A1, the amplifier A3 of the transfer function imparting circuit 33, and the protection circuit 8 from an AC power supply, for example, a 100V commercial power supply.
B, is generated. The protection circuit 8 is designed to prevent destruction and deterioration of the circuit and speaker due to overload, transient or abnormal operation, and turns off the relay contact ryl when a direct current of more than a predetermined value flows through the speaker or part. DCC Prochiku 99 function, current carrying protection that turns off relay contact ryl when overcurrent flows through the speaker, relay contact ryl that turns off when the heat sink temperature exceeds a predetermined value
Heat sink temperature protection that turns off yl, and relay contact r after a predetermined time delay when power switch 9 is turned on.
It has power muting functions that turn on the yl. Further, this device is also provided with protection means such as a partial fuse and a transformer internal temperature fuse (not shown).
第７図は、第６図の音響装置をより具体化した回路図を
示す。第７図において、ＩＣ（ＳＴＫ４０４０Ｖ）３０
は、第６図の各アンプＡＩ。FIG. 7 shows a more specific circuit diagram of the acoustic device shown in FIG. In Figure 7, IC (STK4040V) 30
are each amplifier AI in FIG.
Ａ２．Ａ３およびその周辺回路の一部を集積したハイブ
リッドＩＣである。直流電源７は、センタタップ式２次
巻線電圧を有する電源トランス７１と全波整流回路７２
とで構成され、電圧＋８１および−Ｂ、の２つの直流電
圧を発生する。これらの電圧はＩＣ３０内のアンプＡ２
へ直接供給されるとともに、デカップリング回路７３を
介して電圧十Ｂ２および−Ｂ、としてアンプＡＩ、Ａ３
等からなる回路に供給される。スピーカ電流検出抵抗Ｒ
ｓは０．２［Ω］である。A2. This is a hybrid IC that integrates A3 and part of its peripheral circuits. The DC power supply 7 includes a power transformer 71 having a center-tapped secondary winding voltage and a full-wave rectifier circuit 72.
It generates two DC voltages, voltages +81 and -B. These voltages are applied to amplifier A2 in IC30.
Amplifiers AI, A3
It is supplied to a circuit consisting of etc. Speaker current detection resistor R
s is 0.2 [Ω].
プロテクション回路８においては、抵抗Ｒ８１とコンデ
ンサＣａｔとで外部入力端子Ｐ１に生じる信号に直流成
分を通過し、これが＋０．６ｖ以上であればトランジス
タＱａｓをオンし、トランジスタＱａｚおよびＱａｓを
オフする。これにより、リレーソレノイドＲＹＩが消勢
され、リレー接点ｒｙｌがオフする。また、前記直流成
分が−０，６ｖ以下であればトランジスタＱ６２のベー
ス電流をダイオードＤａｌおよびＤ６２を介してバイパ
スし、トランジスタＱ８２およびＱａｓをオフすること
によりリレーソレノイドＲＹＩを消勢する。これらの動
作により、前記ＤＣＣプロチク９９機能を実現している
。スピーカ（ウーファ）２に過電流が流れた場合、電流
検出抵抗Ｒｓの両端の交流電圧が高（なる。この交流電
圧は、ダイオードＤ８３を介してトランジスタＱａ＋の
ベースに供給される。しだがって、これが十〇、ＳＶ以
上であれば、上述したように、トランジスタＱａ＋がオ
ンし、トランジスタＱａ２およびＱ６３がオフしてリレ
ーソレノイドＲＹＩが消勢され、リレー接点ｒｙｌがオ
フする。すなわち、過電流プロテクション機能が実現さ
れる。放熱板温度が上昇すると、ＩＣ３０が取り付けら
れているのと同じ放熱板（図示せず）に取り付けられて
いる正特性サーミスタＰＴＨの抵抗値が上昇する。そし
て、放熱板温度が所定値以上になると抵抗Ｒ６２と正特
性サーミスタＰＴＨとの分圧値が１．２Ｖ以上になる。In the protection circuit 8, a DC component is passed through the signal generated at the external input terminal P1 by a resistor R81 and a capacitor Cat, and if this is +0.6V or more, the transistor Qas is turned on and the transistors Qaz and Qas are turned off. This deenergizes the relay solenoid RYI and turns off the relay contact ryl. If the DC component is -0.6V or less, the base current of transistor Q62 is bypassed through diodes Dal and D62, and transistors Q82 and Qas are turned off, thereby deenergizing relay solenoid RYI. These operations realize the DCC protique 99 function. When an overcurrent flows through the speaker (woofer) 2, the AC voltage across the current detection resistor Rs becomes high. This AC voltage is supplied to the base of the transistor Qa+ via the diode D83. , if this is 100SV or more, as described above, transistor Qa+ is turned on, transistors Qa2 and Q63 are turned off, relay solenoid RYI is deenergized, and relay contact ryl is turned off. In other words, overcurrent protection The function is realized.As the heat sink temperature increases, the resistance value of the positive temperature coefficient thermistor PTH attached to the same heat sink (not shown) to which IC30 is attached increases.Then, the heat sink temperature increases. When the voltage becomes a predetermined value or more, the partial voltage value between the resistor R62 and the positive temperature coefficient thermistor PTH becomes 1.2V or more.
これにより、トランジスタＱａ＋はダイオードＤａ４を
介してベース電流を供給されてオンし、トランジスタＱ
８２およびＱ８３はオフしてリレーソレノイドＲＹＩが
消勢され、リレー接点ｒｙｌがオフする。すなわち、放
熱板温度プロテクション機能が実現される。電源スィッ
チ９の投入時は、コンデンサｃａ２が抵抗Ｒ８３を介し
て充電されその端子電圧が０．６Ｖ以上になるまでトラ
ンジスタＱａｚおよびＱ８３はオンしない。したがって
、この間はリレー接点ｒｙｌがオフしており、ウーファ
２およびアンプユニット３への信号が遮断される。すな
わち、電源ミューティング機能が実現される。As a result, the transistor Qa+ is supplied with base current via the diode Da4 and turned on, and the transistor Qa+ is turned on via the diode Da4.
82 and Q83 are turned off, relay solenoid RYI is deenergized, and relay contact ryl is turned off. That is, the heat sink temperature protection function is realized. When power switch 9 is turned on, transistors Qaz and Q83 are not turned on until capacitor ca2 is charged via resistor R83 and its terminal voltage reaches 0.6V or higher. Therefore, during this time, relay contact ryl is off, and signals to woofer 2 and amplifier unit 3 are cut off. In other words, a power muting function is realized.
この装置のプロテクション手段としては、さらに、−次
フユーズＦＳが設けられている。また、電源トランス７
１内には図示しないトランス内温度ヒユーズも設けであ
る。As a protection means for this device, a -order fuse FS is further provided. In addition, power transformer 7
1 is also provided with a transformer internal temperature fuse (not shown).
第８図は、この発明の第５の実施例を示す。この音響装
置は、特開平１−２２９５９８号の音響装置と同様のＭ
ＦＢ （モーショナルフィードバック）駆動を一般のパ
ワーアンプ５を活用して行なえるようにしたもので、振
動センサ２１付スピーカユニツト２とこの発明の特徴と
するＭＦＢ駆動装置であるアンプユニット３とを、共鳴
管ボート１１を有するキャビネット１内に配設し、さら
に、この音響装置を一般の電力増幅器であるパワーアン
プ５の出力端に接続するための一対の外部入力端子Ｐｉ
、Ｐ２を設けている。ここでは、一方の外部入力端子Ｐ
１を前記スピーカユニット２の一方の入力端子Ｐ３に接
続し、該スピーカユニット２の他方の入力端子Ｐ４はア
ンプユニット３の動作基準電位点に接続しである。さら
に、前記アンプユニット３の電力増幅回路３１の入力に
は、前記振動センサ２１によるスピーカユニット２の振
動状態検出出力を負帰還するとともに、所定の伝達関数
を有する伝達関数付与回路３３を介して前記一方の外部
入力端子Ｐ１に供給される信号を供給するように構成し
である。FIG. 8 shows a fifth embodiment of the invention. This audio device is similar to the audio device of JP-A No. 1-229598.
FB (motional feedback) driving can be performed using a general power amplifier 5, and the speaker unit 2 with a vibration sensor 21 and the amplifier unit 3, which is an MFB driving device that is a feature of the present invention, are A pair of external input terminals Pi are disposed in the cabinet 1 having the resonance tube boat 11, and are further provided with a pair of external input terminals Pi for connecting this acoustic device to the output end of a power amplifier 5, which is a general power amplifier.
, P2 are provided. Here, one external input terminal P
1 is connected to one input terminal P3 of the speaker unit 2, and the other input terminal P4 of the speaker unit 2 is connected to the operating reference potential point of the amplifier unit 3. Further, the vibration state detection output of the speaker unit 2 by the vibration sensor 21 is fed back to the input of the power amplification circuit 31 of the amplifier unit 3 as negative feedback, and the output is fed back to the input of the power amplification circuit 31 of the amplifier unit 3 via a transfer function providing circuit 33 having a predetermined transfer function. It is configured to supply a signal supplied to one external input terminal P1.
振動センサ２１は、スピーカユニット２の振動板２２の
振動状態を何らかの方法で検出するもので、例えば速度
センサ、変位センサまたは加速度センサ等からなる。な
お、この振動センサ２１に代えて、特開平１−２２９５
９８号に記載されるように、ブリッジ回路を用いて振動
状態を検出することもできる。アンプユニット３は、電
力増幅回路３１、負帰還回路３２゛および伝達関数付与
回路３３からなる。負帰還回路３２゛は前記振動センサ
２１または振動状態検出ブリッジ回路の検出出力を所定
の伝達関数βで増幅し、電力増幅回路３１の反転入力端
子へ入力する。The vibration sensor 21 detects the vibration state of the diaphragm 22 of the speaker unit 2 by some method, and includes, for example, a speed sensor, a displacement sensor, or an acceleration sensor. Note that instead of this vibration sensor 21, a
A bridge circuit can also be used to detect vibration conditions, as described in No. 98. The amplifier unit 3 includes a power amplification circuit 31, a negative feedback circuit 32', and a transfer function imparting circuit 33. The negative feedback circuit 32' amplifies the detection output of the vibration sensor 21 or the vibration state detection bridge circuit by a predetermined transfer function β and inputs it to the inverting input terminal of the power amplification circuit 31.
第８図の音響装置においては、アンプユニット３が一般
のパワーアンプ５と共働し、全体として特開平１−２２
９５９８号の音響装置と全く同様のＭＦＢ駆動が行なわ
れる。In the audio device shown in FIG. 8, the amplifier unit 3 works together with a general power amplifier 5, and as a whole,
MFB driving is performed exactly the same as in the acoustic device of No. 9598.
第１図は、この発明の一実施例に係る音響装置の構成を
示す回路図、
第２図は、この発明の第２の実施例に係る音響装置の構
成を示す回路図、
第３図Ａ〜Ｃは、それぞれ第２図の音響装置の等価回路
図、ならびに第１および第２の従来例に係る音響装置の
等価回路図、
第４図は、この発明の第３の実施例に係る音響装置の回
路図、
第５図は、第４図の音響装置のより具体的な回路例を示
す回路図、
第６図は、この発明の第４の実施例に係る音響装置の回
路図、
第７図は、第６図の音響装置をより具体化した回路図、
そして
第８図は、この発明の第５の実施例に係る音響装置の回
路図である。
１：キャビネット
１１：共鳴管ポート
２ニスピーカニニツト
２１：振動センサ
３：アンプユニット
３１コ電力増幅回路
３２．３２’ ：帰還回路
３３：伝達特性付与回路
５；一般のパワーアンプ
Ｐｉ、Ｐ２：外部入力端子
Ｐ３．Ｐ４：スピーカの入力端
Ｒ８：スピーカ電流検出抵抗FIG. 1 is a circuit diagram showing the configuration of an audio device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a circuit diagram showing the configuration of an audio device according to a second embodiment of the invention, and FIG. 3A ~C are equivalent circuit diagrams of the audio device in FIG. 2 and equivalent circuit diagrams of the audio devices according to the first and second conventional examples, respectively. FIG. 4 is an equivalent circuit diagram of the audio device according to the third embodiment of the present invention. 5 is a circuit diagram showing a more specific circuit example of the audio device shown in FIG. 4; FIG. 6 is a circuit diagram of an audio device according to a fourth embodiment of the present invention; Figure 7 is a circuit diagram that more specifically embodies the acoustic device shown in Figure 6;
FIG. 8 is a circuit diagram of an audio device according to a fifth embodiment of the present invention. 1: Cabinet 11: Resonance tube port 2 speaker unit 21: Vibration sensor 3: Amplifier unit 31 power amplification circuit 32.32': Feedback circuit 33: Transfer characteristic imparting circuit 5: General power amplifier Pi, P2: External Input terminal P3. P4: Speaker input terminal R8: Speaker current detection resistor
Claims (10)
されてスピーカをその電気音響再生特性を改善すべく駆
動する音響装置において、 前記スピーカを特性改善駆動することによって前記通常
駆動時より増大する分の電気エネルギーを生成する第２
の電力増幅器を設けるとともに、前記増大する分の電気
エネルギー以外の電気エネルギーである前記通常駆動分
のエネルギーは前記第１の電力増幅器から供給するよう
に構成したことを特徴とする音響装置。(1) In an acoustic device that is driven by a first power amplifier that normally drives the speaker to drive the speaker to improve its electroacoustic reproduction characteristics, the electroacoustic reproduction characteristics of the speaker are increased compared to the normal driving by driving the speaker to improve its characteristics. The second to generate electrical energy for minutes
2. An acoustic device comprising: a power amplifier, and the energy for the normal drive, which is electrical energy other than the increased electrical energy, is supplied from the first power amplifier.
ある請求項１記載の音響装置。(2) The acoustic device according to claim 1, wherein the characteristic improvement drive is negative impedance drive.
ク駆動である請求項１記載の音響装置。(3) The acoustic device according to claim 1, wherein the characteristic improvement drive is a motion feedback drive.
れるキャビネット内に配設されている請求項１記載の音
響装置。(4) The audio device according to claim 1, wherein the second power amplifier is disposed within a cabinet in which the speaker is housed.
４記載の音響装置。(5) The acoustic device according to claim 4, wherein the cabinet has a resonator structure.
続された電力増幅回路と、 前記スピーカユニットの他方の入力端に接続された第１
の外部入力端子と、 前記電力増幅回路の動作基準電位点に接続された第２の
外部入力端子と、 前記スピーカユニットに流れる電流を検出しその検出出
力を前記電力増幅回路の入力側へ正帰還する正帰還回路
と、 前記第１の外部入力端子に供給される信号を所定の伝達
関数を介して前記電力増幅回路へ入力する伝達関数付与
回路と、 前記スピーカユニット、ならびに前記の電力増幅回路、
正帰還回路および伝達関数付与回路からなるアンプユニ
ットを収納するキャビネットとを具備することを特徴と
する音響装置。(6) a speaker unit; a power amplifier circuit whose output terminal is connected to one input terminal of the speaker unit; and a first power amplifier circuit whose output terminal is connected to the other input terminal of the speaker unit.
a second external input terminal connected to an operating reference potential point of the power amplifier circuit; a current flowing through the speaker unit is detected and the detected output is positively fed back to the input side of the power amplifier circuit; a positive feedback circuit that inputs a signal supplied to the first external input terminal to the power amplification circuit via a predetermined transfer function; the speaker unit and the power amplification circuit;
1. An audio device comprising: a cabinet housing an amplifier unit comprising a positive feedback circuit and a transfer function imparting circuit.
ピーカユニットの一方の入力端にその出力端を接続され
た電力増幅回路と、 前記スピーカユニットの他方の入力端に接続された第１
の外部入力端子と、 前記電力増幅回路の動作基準電位点に接続された第２の
外部入力端子と、 前記スピーカユニットの振動状態検出出力を前記電力増
幅回路の入力側へ負帰還する負帰還回路と、 前記第１の外部入力端子に供給される信号を所定の伝達
関数を介して前記電力増幅回路へ入力する伝達関数付与
回路と、 前記スピーカユニット、ならびに前記の電力増幅回路、
負帰還回路および伝達関数付与回路からなるアンプユニ
ットを収納するキャビネットとを具備することを特徴と
する音響装置。(7) a speaker unit capable of detecting a vibration state; a power amplifier circuit whose output terminal is connected to one input terminal of the speaker unit; and a first power amplifier circuit whose output terminal is connected to the other input terminal of the speaker unit.
a second external input terminal connected to the operating reference potential point of the power amplifier circuit; and a negative feedback circuit that negatively feeds back the vibration state detection output of the speaker unit to the input side of the power amplifier circuit. a transfer function providing circuit that inputs a signal supplied to the first external input terminal to the power amplification circuit via a predetermined transfer function; the speaker unit and the power amplification circuit;
1. An audio device comprising: a cabinet housing an amplifier unit comprising a negative feedback circuit and a transfer function imparting circuit.
増幅器と協働し、スピーカをその電気音響再生特性を改
善すべく駆動する駆動装置であって、 前記一般電力増幅器の一方の出力端を前記スピーカの一
方の入力端に実質的に直結する接続回路と、 前記電力増幅器の他方の出力端を動作基準電位点として
前記一方の出力端の信号を入力し所定の伝達関数で増幅
して前記スピーカの他方の入力端を駆動する電力増幅回
路と、 前記スピーカの駆動または作動の状態を検出しその検出
出力を前記電力増幅回路の入力側に帰還する帰還回路と を具備することを特徴とする駆動装置。(8) A drive device that works with a general power amplifier whose output impedance is substantially zero to drive a speaker to improve its electroacoustic reproduction characteristics, the drive device driving one output end of the general power amplifier to the a connection circuit that is substantially directly connected to one input terminal of the speaker; and a signal from the one output terminal is inputted with the other output terminal of the power amplifier as an operating reference potential point, and the signal is amplified by a predetermined transfer function to transmit the signal to the speaker. A power amplifier circuit that drives the other input terminal of the power amplifier circuit, and a feedback circuit that detects the driving or operating state of the speaker and feeds back the detected output to the input side of the power amplifier circuit. Device.
還し、前記電力増幅回路とともに負性インピーダンス駆
動回路を構成する請求項８記載の駆動装置。(9) The drive device according to claim 8, wherein the feedback circuit positively feeds back the drive current of the speaker and forms a negative impedance drive circuit together with the power amplifier circuit.
出してその検出信号を負帰還し、前記電力増幅回路とと
もにモーショナルフィードバック駆動回路を構成する請
求項８記載の駆動装置。(10) The drive device according to claim 8, wherein the feedback circuit detects the vibration state of the speaker and provides negative feedback of the detection signal, and forms a motional feedback drive circuit together with the power amplifier circuit.
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