JPH077787A - 電子制御スピーカシステム - Google Patents
電子制御スピーカシステムInfo
- Publication number
- JPH077787A JPH077787A JP14248293A JP14248293A JPH077787A JP H077787 A JPH077787 A JP H077787A JP 14248293 A JP14248293 A JP 14248293A JP 14248293 A JP14248293 A JP 14248293A JP H077787 A JPH077787 A JP H077787A
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- Control Of Amplification And Gain Control (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 大電力音圧レベルを再生する場合でも、低歪
で高品質の音響再生を可能にする。 【構成】 音楽や音声等のプログラム信号は電気入力部
1から入力され、非線形回路4を通して、ホーンスピー
カ3で発生する第2次高調波歪の逆相成分を発生させ
る。第2次高調波歪の量は電力増幅器2の出力レベルに
よって制御され、出力が大きくなれば発生される第2次
高調波歪の量も多くなり、出力が小さければ第2次高調
波歪の量も小さくなるように制御線5を通ずる制御信号
で制御する。非線形回路4を通過した電気信号は、ホー
ンスピーカ3で発生する歪の逆相成分の信号を合わせた
ものとなり、この電気信号を電力増幅器2に入力して増
幅した後、ホーンスピーカ3に印加する。
で高品質の音響再生を可能にする。 【構成】 音楽や音声等のプログラム信号は電気入力部
1から入力され、非線形回路4を通して、ホーンスピー
カ3で発生する第2次高調波歪の逆相成分を発生させ
る。第2次高調波歪の量は電力増幅器2の出力レベルに
よって制御され、出力が大きくなれば発生される第2次
高調波歪の量も多くなり、出力が小さければ第2次高調
波歪の量も小さくなるように制御線5を通ずる制御信号
で制御する。非線形回路4を通過した電気信号は、ホー
ンスピーカ3で発生する歪の逆相成分の信号を合わせた
ものとなり、この電気信号を電力増幅器2に入力して増
幅した後、ホーンスピーカ3に印加する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、スピーカ再生時に発生
する高調波歪成分を無くし、大出力再生時にも高音質な
音響を再生する電子制御スピーカシステムに関するもの
で、音楽や音声等の電気信号を非線形回路を通して高調
波成分を作り出し、スピーカで発生する高調波歪と同じ
レベルで、逆相信号となるようにして、電気入力信号に
加算してスピーカに加える技術に係る。
する高調波歪成分を無くし、大出力再生時にも高音質な
音響を再生する電子制御スピーカシステムに関するもの
で、音楽や音声等の電気信号を非線形回路を通して高調
波成分を作り出し、スピーカで発生する高調波歪と同じ
レベルで、逆相信号となるようにして、電気入力信号に
加算してスピーカに加える技術に係る。
【0002】
【従来の技術】スピーカはエッジやダンパー等の支持系
や磁気回路等の駆動系の直線性が悪いために高調波歪を
発生する。ここでは、特にホーンスピーカについて説明
する。
や磁気回路等の駆動系の直線性が悪いために高調波歪を
発生する。ここでは、特にホーンスピーカについて説明
する。
【0003】ホーンスピーカは、電気・音響変換効率が
高く、小さな入力電圧でも大出力の音圧が再生可能なた
め広く利用されている。図3はホーンスピーカシステム
を示すものであり、音楽や音声等の電気入力部1からの
電気信号は電力増幅器2で増幅された後、ホーンスピー
カ3に接続され駆動される。図4は実際のホーンスピー
カ3に1.2Vの正弦波電圧を加え、ホーンスピーカ3
から1m離れた軸上の点における音圧周波数特性と高調
波歪周波数特性であり、Aは再生音圧、Bは第2次高調
波歪、Cは第3次高調波歪を示している。小さな入力電
圧を加えただけでも高能率な音圧が再生されるが、第2
次高調波歪成分もまた多く発生することがわかる。図5
は図4で測定したホーンスピーカ3に2Vの入力電圧を
加えたときの軸上周波数特性と高調波歪成分を示してい
る。ここに、A、B、Cは図4の場合と同じものを示
す。出力音圧レベルは図4の場合に対して約3.5dB
程が高くなり、第2次高調波歪成分は7dB程多くなっ
ている。
高く、小さな入力電圧でも大出力の音圧が再生可能なた
め広く利用されている。図3はホーンスピーカシステム
を示すものであり、音楽や音声等の電気入力部1からの
電気信号は電力増幅器2で増幅された後、ホーンスピー
カ3に接続され駆動される。図4は実際のホーンスピー
カ3に1.2Vの正弦波電圧を加え、ホーンスピーカ3
から1m離れた軸上の点における音圧周波数特性と高調
波歪周波数特性であり、Aは再生音圧、Bは第2次高調
波歪、Cは第3次高調波歪を示している。小さな入力電
圧を加えただけでも高能率な音圧が再生されるが、第2
次高調波歪成分もまた多く発生することがわかる。図5
は図4で測定したホーンスピーカ3に2Vの入力電圧を
加えたときの軸上周波数特性と高調波歪成分を示してい
る。ここに、A、B、Cは図4の場合と同じものを示
す。出力音圧レベルは図4の場合に対して約3.5dB
程が高くなり、第2次高調波歪成分は7dB程多くなっ
ている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、ホーンスピー
カを用いると、小さな入力電圧で大出力の音響を再生す
ることはできるが、高いレベルの第2次の高調波歪成分
が発生し、そのレベルも出力レベルが大きいほど歪レベ
ルの割合も大きくなるという問題がある。ホーンスピー
カの歪が多く発生するのは、ホーンドライバー内部の位
相等化器やホーンスロート部で大音圧となり空気歪が発
生するためで、第2次高調波歪成分が主となる。
カを用いると、小さな入力電圧で大出力の音響を再生す
ることはできるが、高いレベルの第2次の高調波歪成分
が発生し、そのレベルも出力レベルが大きいほど歪レベ
ルの割合も大きくなるという問題がある。ホーンスピー
カの歪が多く発生するのは、ホーンドライバー内部の位
相等化器やホーンスロート部で大音圧となり空気歪が発
生するためで、第2次高調波歪成分が主となる。
【0005】本発明は、上記問題点に鑑み、大出力音圧
レベルを再生する場合でも、低歪で高音質な音響再生を
可能にすることを目的とするものである。
レベルを再生する場合でも、低歪で高音質な音響再生を
可能にすることを目的とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、請求項1記載の発明は音楽や音声等の電気
入力信号を、スピーカで再生した時に発生する高調波歪
の逆相成分を発生させる非線形回路と、スピーカに加え
られる入力電圧によって前記線形回路で発生する歪量を
自動的に調節する手段とを備え、前記非線形回路の出力
を増幅してスピーカに加えることとしたものである。
するために、請求項1記載の発明は音楽や音声等の電気
入力信号を、スピーカで再生した時に発生する高調波歪
の逆相成分を発生させる非線形回路と、スピーカに加え
られる入力電圧によって前記線形回路で発生する歪量を
自動的に調節する手段とを備え、前記非線形回路の出力
を増幅してスピーカに加えることとしたものである。
【0007】また請求項2記載の発明は、音楽や音声等
の電気信号を、スピーカで再生したときに発生する高調
波歪の逆相信号を発生させる非線形回路手段と、スピー
カに加えられる入力電圧によって前記非線形回路で発生
する歪量を自動的に調節する手段と、前記非線形回路の
出力から入力信号を減算して歪成分だけを取り出す手段
と、この歪成分に対して利得や位相を補正する手段と、
補正された歪成分と電気入力信号を加算する手段を備
え、前記加算器の出力を増幅してスピーカに加えること
としたものである。
の電気信号を、スピーカで再生したときに発生する高調
波歪の逆相信号を発生させる非線形回路手段と、スピー
カに加えられる入力電圧によって前記非線形回路で発生
する歪量を自動的に調節する手段と、前記非線形回路の
出力から入力信号を減算して歪成分だけを取り出す手段
と、この歪成分に対して利得や位相を補正する手段と、
補正された歪成分と電気入力信号を加算する手段を備
え、前記加算器の出力を増幅してスピーカに加えること
としたものである。
【0008】さらに請求項3記載の発明は、上記請求項
2記載の発明に加えて、非線形回路で歪を発生させるに
要する時間と前記歪成分に対して利得や位相を補正する
のに要する時間を補正するために2つの遅延器を電気入
力信号ライン上に設けることとしたものである。
2記載の発明に加えて、非線形回路で歪を発生させるに
要する時間と前記歪成分に対して利得や位相を補正する
のに要する時間を補正するために2つの遅延器を電気入
力信号ライン上に設けることとしたものである。
【0009】
【作用】本発明はスピーカに印加する信号を入力レベル
に応じて歪ませて、高調波歪成分を発生させ、スピーカ
自身で発生する歪成分と振幅が同じで逆相となるように
調整し、この信号を電気入力信号に加算増幅し、スピー
カに入力するもので、スピーカで発生する歪を打ち消
し、高調波歪の発生しない高音質な大出力音圧再生を可
能にするものである。
に応じて歪ませて、高調波歪成分を発生させ、スピーカ
自身で発生する歪成分と振幅が同じで逆相となるように
調整し、この信号を電気入力信号に加算増幅し、スピー
カに入力するもので、スピーカで発生する歪を打ち消
し、高調波歪の発生しない高音質な大出力音圧再生を可
能にするものである。
【0010】
【実施例】(実施例1)以下、本発明の第1の実施例に
ついて図1を参照しながら説明する。図1において、音
楽や音声等のプログラム信号は電気入力部1から入力さ
れ、非線形回路4を通して、ホーンスピーカ3で発生す
る第2次高調波歪の逆相成分を発生させる。この第2次
高調波歪の量は電力増幅器2の出力レベルによって制御
され、出力が大きくなれば発生される第2次高調波歪成
分の量も多くなり、出力が小さければその量も小さくな
るように制御線5を通じて制御信号で制御する。非線形
回路4を通過した電気信号はホーンスピーカ3で発生す
る歪の逆相成分の信号を合わせたものとなり、この電気
信号を電力増幅器2に入力して増幅した後、ホーンスピ
ーカ3に印加する。このホーンスピーカ3から再生され
る音響は次式のように示される。
ついて図1を参照しながら説明する。図1において、音
楽や音声等のプログラム信号は電気入力部1から入力さ
れ、非線形回路4を通して、ホーンスピーカ3で発生す
る第2次高調波歪の逆相成分を発生させる。この第2次
高調波歪の量は電力増幅器2の出力レベルによって制御
され、出力が大きくなれば発生される第2次高調波歪成
分の量も多くなり、出力が小さければその量も小さくな
るように制御線5を通じて制御信号で制御する。非線形
回路4を通過した電気信号はホーンスピーカ3で発生す
る歪の逆相成分の信号を合わせたものとなり、この電気
信号を電力増幅器2に入力して増幅した後、ホーンスピ
ーカ3に印加する。このホーンスピーカ3から再生され
る音響は次式のように示される。
【0011】P=H・E …………(1) ここに、Pはホーンスピーカ3で再生される音圧レベ
ル、Hはホーンスピーカの伝達特性、Eは電気入力信号
を示す。
ル、Hはホーンスピーカの伝達特性、Eは電気入力信号
を示す。
【0012】ところが、ホーンスピーカ3は図7、図8
に示したように第2次高調波歪を発生するので、伝達特
性Hは歪の無い成分Hsと歪成分Hnに分け次式のよう
に示される。
に示したように第2次高調波歪を発生するので、伝達特
性Hは歪の無い成分Hsと歪成分Hnに分け次式のよう
に示される。
【0013】H=Hs+Hn …………(2) 歪発生回路で第2次高調波歪を発生させ、このときの電
気信号Eは E=Es−En …………(3) で表わすことができる。ここに、歪成分に負の符号が付
いているのは、ホーンスピーカ3で発生する歪と逆相関
係にあることを示すためである。
気信号Eは E=Es−En …………(3) で表わすことができる。ここに、歪成分に負の符号が付
いているのは、ホーンスピーカ3で発生する歪と逆相関
係にあることを示すためである。
【0014】従って、1式に2式,3式を代入すると P=(Hs+Hn)・(Es−En) =HsEs−HsEn+HnEs−HnEn …………(4) ここに、歪発生回路でホーンスピーカ3で発生する第2
次高調波成分を打ち消すように歪成分を発生させるの
で、4式で −HsEn+HnEs=0 …………(5) となる。従って4式は次式のように表わされる。
次高調波成分を打ち消すように歪成分を発生させるの
で、4式で −HsEn+HnEs=0 …………(5) となる。従って4式は次式のように表わされる。
【0015】P=HsEs−HnEn …………(6) ここに、Hn・Enはホーンスピーカ3で発生する歪成
分と非線形回路で発生される歪成分の積であり、非常に
微弱な音となるので無視できる。なぜなら、たとえばホ
ーンスピーカで3%の歪成分が発生する。この時、非線
形回路で発生する歪Enの量もまた3%であり、Hn・
Enは0.03×0.03=0.0009となり、0.
09%となるためである。
分と非線形回路で発生される歪成分の積であり、非常に
微弱な音となるので無視できる。なぜなら、たとえばホ
ーンスピーカで3%の歪成分が発生する。この時、非線
形回路で発生する歪Enの量もまた3%であり、Hn・
Enは0.03×0.03=0.0009となり、0.
09%となるためである。
【0016】(実施例2)図2は本発明の第2の実施例
である。音楽や音声等の電気信号部1に電気信号が入力
され、その後2つに分岐される。1つはτ1の遅延時間
をもつ遅延回路6に入力され、他の一つは非線形回路4
に入力される。非線形回路4では電力増幅器2の出力レ
ベルに応じてホーンスピーカ3で発生する第2次高調波
歪成分を打ち消す逆相成分が作り出される。すなわち、
電力増幅器2の出力と非線形回路4を結ぶ制御線5を通
ずる制御信号により非線形回路4で発生する歪の量を制
御する。遅延回路6の遅延時間τ1は、非線形回路4で
歪成分を発生するのに要する時間に等しくなるように設
定される。非線形回路4を通過した信号から電気信号部
1で入力された電気信号成分を減算器9で減算し歪成分
のみが分離される。この歪成分のみの信号は伝達関数補
正回路8に入力され、ホーンスピーカ3で発生する歪量
の周波数特性に一致するように補正される。遅延回路7
は伝達関数補正回路8で補正に要する時間に相当する。
この補正回路8の出力は、遅延回路7の出力である原信
号と加算器10を通して加算され電力増幅器2で増幅さ
れホーンスピーカ3に印加される。その結果、5式で示
されるように、ホーンスピーカ3から歪のない大出力の
音響が再生されることになる。
である。音楽や音声等の電気信号部1に電気信号が入力
され、その後2つに分岐される。1つはτ1の遅延時間
をもつ遅延回路6に入力され、他の一つは非線形回路4
に入力される。非線形回路4では電力増幅器2の出力レ
ベルに応じてホーンスピーカ3で発生する第2次高調波
歪成分を打ち消す逆相成分が作り出される。すなわち、
電力増幅器2の出力と非線形回路4を結ぶ制御線5を通
ずる制御信号により非線形回路4で発生する歪の量を制
御する。遅延回路6の遅延時間τ1は、非線形回路4で
歪成分を発生するのに要する時間に等しくなるように設
定される。非線形回路4を通過した信号から電気信号部
1で入力された電気信号成分を減算器9で減算し歪成分
のみが分離される。この歪成分のみの信号は伝達関数補
正回路8に入力され、ホーンスピーカ3で発生する歪量
の周波数特性に一致するように補正される。遅延回路7
は伝達関数補正回路8で補正に要する時間に相当する。
この補正回路8の出力は、遅延回路7の出力である原信
号と加算器10を通して加算され電力増幅器2で増幅さ
れホーンスピーカ3に印加される。その結果、5式で示
されるように、ホーンスピーカ3から歪のない大出力の
音響が再生されることになる。
【0017】以上、ホーンスピーカ3に着目して説明し
てきたが、このシステムは通常のスピーカに付いても同
様な手段で用いることができ、スピーカシステムで発生
する歪成分を無くすことができる。
てきたが、このシステムは通常のスピーカに付いても同
様な手段で用いることができ、スピーカシステムで発生
する歪成分を無くすことができる。
【0018】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、スピーカ
で発生する高調波歪と逆相関係になる高調波歪成分を、
スピーカを駆動する信号に含ませて駆動することによ
り、スピーカ自身で発生する高調波歪成分を互いに打ち
消しあい、大出力音圧再生時でも歪の無い高音質な音響
再生を可能にする効果を奏する。
で発生する高調波歪と逆相関係になる高調波歪成分を、
スピーカを駆動する信号に含ませて駆動することによ
り、スピーカ自身で発生する高調波歪成分を互いに打ち
消しあい、大出力音圧再生時でも歪の無い高音質な音響
再生を可能にする効果を奏する。
【図1】本発明の第1の実施例の電子制御スピーカシス
テム
テム
【図2】同第2の実施例の電子制御スピーカシステム
【図3】従来のホーンスピーカ駆動システム
【図4】ホーンスピーカの軸上音圧周波数特性と高調波
歪特性(1.2V入力時)
歪特性(1.2V入力時)
【図5】ホーンスピーカの軸上音圧周波数特性と高調波
歪特性(2.0V入力時)
歪特性(2.0V入力時)
1 電気入力部 2 電力増幅器 3 ホーンスピーカ 4 非線形回路 5 制御信号
Claims (3)
- 【請求項1】音楽や音声等の電気入力信号を、スピーカ
で再生した時に発生する高調波歪の逆相成分を発生させ
る非線形回路と、スピーカに加えられる入力電圧によっ
て前記線形回路で発生する歪量を自動的に調節する手段
とを備え、前記非線形回路の出力を増幅してスピーカに
加えることを特徴とする電子制御スピーカシステム。 - 【請求項2】音楽や音声等の電気信号を、スピーカで再
生したときに発生する高調波歪の逆相信号を発生させる
非線形回路手段と、スピーカに加えられる入力電圧によ
って前記非線形回路で発生する歪量を自動的に調節する
手段と、前記非線形回路の出力から入力信号を減算して
歪成分だけを取り出す手段と、この歪成分に対して利得
や位相を補正する手段と、補正された歪成分と電気入力
信号を加算する手段等を備え、前記加算器の出力を増幅
してスピーカに加えることを特徴とする電子制御スピー
カシステム。 - 【請求項3】非線形回路で歪を発生させるに要する時間
と前記歪成分に対して利得や位相を補正するのに要する
時間を補正するために2つの遅延器を電気入力信号ライ
ン上に設けたことを特徴とする請求項2記載の電子制御
スピーカシステム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14248293A JPH077787A (ja) | 1993-06-15 | 1993-06-15 | 電子制御スピーカシステム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14248293A JPH077787A (ja) | 1993-06-15 | 1993-06-15 | 電子制御スピーカシステム |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH077787A true JPH077787A (ja) | 1995-01-10 |
Family
ID=15316352
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP14248293A Pending JPH077787A (ja) | 1993-06-15 | 1993-06-15 | 電子制御スピーカシステム |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH077787A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101123343B1 (ko) * | 2010-12-07 | 2012-03-23 | (주)펄서스 테크놀러지 | 고조파를 이용한 디지털 오디오 증폭 장치 및 그 방법 |
CN112150742A (zh) * | 2020-09-18 | 2020-12-29 | 江苏科技大学 | 基于声场感知的低功耗声学接近报警装置和报警方法 |
-
1993
- 1993-06-15 JP JP14248293A patent/JPH077787A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101123343B1 (ko) * | 2010-12-07 | 2012-03-23 | (주)펄서스 테크놀러지 | 고조파를 이용한 디지털 오디오 증폭 장치 및 그 방법 |
WO2012077931A2 (ko) * | 2010-12-07 | 2012-06-14 | (주)펄서스 테크놀러지 | 고조파를 이용한 디지털 오디오 증폭 장치 및 그 방법 |
WO2012077931A3 (ko) * | 2010-12-07 | 2012-08-02 | (주)펄서스 테크놀러지 | 고조파를 이용한 디지털 오디오 증폭 장치 및 그 방법 |
CN112150742A (zh) * | 2020-09-18 | 2020-12-29 | 江苏科技大学 | 基于声场感知的低功耗声学接近报警装置和报警方法 |
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