JPS59181897A - 音響装置 - Google Patents
音響装置Info
- Publication number
- JPS59181897A JPS59181897A JP5565683A JP5565683A JPS59181897A JP S59181897 A JPS59181897 A JP S59181897A JP 5565683 A JP5565683 A JP 5565683A JP 5565683 A JP5565683 A JP 5565683A JP S59181897 A JPS59181897 A JP S59181897A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- circuit
- speaker
- pwm
- switching circuit
- sawtooth wave
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
- H04R3/00—Circuits for transducers, loudspeakers or microphones
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Circuit For Audible Band Transducer (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は総合能率の畠いｆ響装置に関する。
背景技術とその問題点
従来の動電型スピーカの能率はたがだか数％に過ぎず、
ラジオ受信機やテレビジョン受信機に使用される小形の
スピーカでは１％内外の低能率であった。この動電型ス
ピーカの等価回路を第１図に示す。この第１図において
、Ｒａは放射抵抗を示し、スピーカの″心気音響エネル
ギー変換に寄与するものであるが、ボイスコイルの抵抗
１−１ｖに比べて非常に小さいため、動′［株］型スピ
ーカに供給された電力の大部分はボイスコイル抵抗Ｒｖ
で消費され、放射抵抗Ｒａに供給される量が少ないため
、動電型スピーカの能率は低いのであめ。また、ｔｆＪ
”ｔへり及び圧電型の電気音響変換器（以下、静電型ス
ピーカを例示する）は・１ンピーダンスの大部分力錆：
ｉ： ｉ４ｉ：性リアクタンスであって、それ自体の能
率は非′Ｋに高い。この静電型スピーカの等価回路を第
２図に示すが、この第２図から判るように、静電型スピ
ーカのインピーダンスは大部分がその静ＲＬ容量Ｃｏに
よる容量性リアクタンスであって、スピーカに入力が供
給されたとぎ流れる電流は殆ど無効電力となって、人力
実効電力が小さく、静電型スピーカの能率は高いのであ
る。
ラジオ受信機やテレビジョン受信機に使用される小形の
スピーカでは１％内外の低能率であった。この動電型ス
ピーカの等価回路を第１図に示す。この第１図において
、Ｒａは放射抵抗を示し、スピーカの″心気音響エネル
ギー変換に寄与するものであるが、ボイスコイルの抵抗
１−１ｖに比べて非常に小さいため、動′［株］型スピ
ーカに供給された電力の大部分はボイスコイル抵抗Ｒｖ
で消費され、放射抵抗Ｒａに供給される量が少ないため
、動電型スピーカの能率は低いのであめ。また、ｔｆＪ
”ｔへり及び圧電型の電気音響変換器（以下、静電型ス
ピーカを例示する）は・１ンピーダンスの大部分力錆：
ｉ： ｉ４ｉ：性リアクタンスであって、それ自体の能
率は非′Ｋに高い。この静電型スピーカの等価回路を第
２図に示すが、この第２図から判るように、静電型スピ
ーカのインピーダンスは大部分がその静ＲＬ容量Ｃｏに
よる容量性リアクタンスであって、スピーカに入力が供
給されたとぎ流れる電流は殆ど無効電力となって、人力
実効電力が小さく、静電型スピーカの能率は高いのであ
る。
上述のように靜電型スピーカ羊体は高を化率であるが、
この静電型スピーカを実際に駆動する通常の増幅器と組
合わせて考えるとき、総合能率は必づ゛しも篩（ならな
い。これについて説明すると、■常のＡ級もしくは８級
の増幅器で静電型スピー力を駆動する状態は概念的に第
３図のように表わすことができる。この第３図にお（・
て、ｔｌ）及び（２）はそれぞれ増幅器の終段トランジ
スタの内部抵抗を示し、との終段トランジスタのピコ部
抵抗（１）及び（２）は入力信号に応じてその抵抗値が
変化し、電源端子（３）及び（４）に印加されている正
負の直流電圧＋■及び−Ｖを変調して静電型スピーカ（
５）に供給する。
この静電型スピーカを実際に駆動する通常の増幅器と組
合わせて考えるとき、総合能率は必づ゛しも篩（ならな
い。これについて説明すると、■常のＡ級もしくは８級
の増幅器で静電型スピー力を駆動する状態は概念的に第
３図のように表わすことができる。この第３図にお（・
て、ｔｌ）及び（２）はそれぞれ増幅器の終段トランジ
スタの内部抵抗を示し、との終段トランジスタのピコ部
抵抗（１）及び（２）は入力信号に応じてその抵抗値が
変化し、電源端子（３）及び（４）に印加されている正
負の直流電圧＋■及び−Ｖを変調して静電型スピーカ（
５）に供給する。
前述のように、スピーカ（５）に流れる電流が殆ど無効
電流であっても、この電流は終段トランジスタの内部抵
抗（１）及び（２）によって熱損失を生ずる。従って静
電型スピーカとそれを駆動する通常の増幅器との総合能
率は増幅器に使用されるトランジスタの円部損失によっ
てかなり低く抑えられてしまう。・。
電流であっても、この電流は終段トランジスタの内部抵
抗（１）及び（２）によって熱損失を生ずる。従って静
電型スピーカとそれを駆動する通常の増幅器との総合能
率は増幅器に使用されるトランジスタの円部損失によっ
てかなり低く抑えられてしまう。・。
発明の目的
本発明はこれらの点に鑑み、総合能率の高い音＃装置を
提供することを目的とする。
提供することを目的とする。
発明の概要
本発明は入力信号によってパルス幅を変調するパルス幅
変調器と、このパルス幅変調器の出力信号に応じて電源
からの電流をスイッチングするスイッチング回路と、ス
イッチング回路の出力端子に直列に接続されたコイル及
び静電型もしくは圧電型の電気音響変換器とから成って
おり、総合能率の高い音響装置を得るようにしたもので
ある。
変調器と、このパルス幅変調器の出力信号に応じて電源
からの電流をスイッチングするスイッチング回路と、ス
イッチング回路の出力端子に直列に接続されたコイル及
び静電型もしくは圧電型の電気音響変換器とから成って
おり、総合能率の高い音響装置を得るようにしたもので
ある。
実施例
以下、第４Ｎｂ全第６図を参照しなから本発明音響装置
の一実施例について説明しよう。
の一実施例について説明しよう。
この纂４図において、（６）は公知のパルス幅変調器（
以下ＰＷＭ変調器という）を示し、こりＰＷＭ変調器（
６）は加算回路（８）９のこぎり波発生回路（９＋及び
比較回路（１０）から構成さ八る。（１１）はスイッチ
ング回路を示し、このスイッチング回路（【υの出力Ｇ
Ｔ号をコイル０２）を介して静電型スピーカ（５）に供
給するようにする。（１３）はスイッチング回路（１，
１）用の′、に源を示す。この第４図においては、入力
端子（７）に供給された音声信号は、加算回路（８）に
おいてのこぎり波発生回路（９）が発生する繰返し周波
数が光分商いのこぎり波と加算されて、比較回路（１０
１に供給される。この場合、比較回路ｆｌＱｌにおいて
は供給された信号のレベルを基準レベルと比較し、信号
のレベルが基準レベルに等しいがそれ以上である期間中
、パルスを出力する。従って、この比較回路（１０）の
出力信号は、繰返し周波数がのこぎり波のそれと等しく
、パルス幅が入力音声信号で変調されたＰＷＭ信号であ
る。スイッチング回路（［υはこのＰＷＭ信号に従って
電源０３１からの電流をオン・オフし、−ｍの電力増幅
器として働く。
以下ＰＷＭ変調器という）を示し、こりＰＷＭ変調器（
６）は加算回路（８）９のこぎり波発生回路（９＋及び
比較回路（１０）から構成さ八る。（１１）はスイッチ
ング回路を示し、このスイッチング回路（【υの出力Ｇ
Ｔ号をコイル０２）を介して静電型スピーカ（５）に供
給するようにする。（１３）はスイッチング回路（１，
１）用の′、に源を示す。この第４図においては、入力
端子（７）に供給された音声信号は、加算回路（８）に
おいてのこぎり波発生回路（９）が発生する繰返し周波
数が光分商いのこぎり波と加算されて、比較回路（１０
１に供給される。この場合、比較回路ｆｌＱｌにおいて
は供給された信号のレベルを基準レベルと比較し、信号
のレベルが基準レベルに等しいがそれ以上である期間中
、パルスを出力する。従って、この比較回路（１０）の
出力信号は、繰返し周波数がのこぎり波のそれと等しく
、パルス幅が入力音声信号で変調されたＰＷＭ信号であ
る。スイッチング回路（［υはこのＰＷＭ信号に従って
電源０３１からの電流をオン・オフし、−ｍの電力増幅
器として働く。
静電型スピーカを負イｄｉとするスイッチング回路（Ｉ
ｌｌの等価回路を第５図に、電圧及び′電流の波形を第
６図Ａ及びＢにそれぞれ示す。この第５図において、（
１４）及び（１５）はそれぞれ半導体スイッチング素子
より成るスイッチを示し、このスイッチ（１４１及び（
１５）は正及び負の電圧＋Ｖ及び−■が供給される電源
端子（３）及び（４）の間に直列に接続する。このスイ
ッチ（１４１及び（１５１の接続中点ｕ６１をコイル（
１２＋及び静電型スピーカ（５）の直列回路を介して接
地する。この場合、コイル（１２１と静電型スピーカ（
５〕の静電容永とでＰＷＭ（０号を復調する低域フィル
タを構成するようにする。ＰＷＭ信号がスイッチング回
路０υに供給されると、両スイッチ（１４）及び（Ｉ５
）はＰＷＭ信号に従って開閉し、接続中点（ｌｌｉｌの
電圧とコイル（１２）を流れる亜流とはそれぞれ第６図
Ａ及び１３ Ｋ示すように変化する。μ［」ち、ＰＷＭ
変調器（６）に信号人力かない場合、接続中点ｔ１６ｊ
の電圧は、第６図Ａにオ６いて実廟へで示すように、占
有率５０％のパルスとな、る。しかしながら、コイル（
１２）を流れる電流は、第６図Ｂにおいて実線Ｎで示す
ように、立上りと立Ｆりの勾配が等しい三角波になる。
ｌｌの等価回路を第５図に、電圧及び′電流の波形を第
６図Ａ及びＢにそれぞれ示す。この第５図において、（
１４）及び（１５）はそれぞれ半導体スイッチング素子
より成るスイッチを示し、このスイッチ（１４１及び（
１５）は正及び負の電圧＋Ｖ及び−■が供給される電源
端子（３）及び（４）の間に直列に接続する。このスイ
ッチ（１４１及び（１５１の接続中点ｕ６１をコイル（
１２＋及び静電型スピーカ（５）の直列回路を介して接
地する。この場合、コイル（１２１と静電型スピーカ（
５〕の静電容永とでＰＷＭ（０号を復調する低域フィル
タを構成するようにする。ＰＷＭ信号がスイッチング回
路０υに供給されると、両スイッチ（１４）及び（Ｉ５
）はＰＷＭ信号に従って開閉し、接続中点（ｌｌｉｌの
電圧とコイル（１２）を流れる亜流とはそれぞれ第６図
Ａ及び１３ Ｋ示すように変化する。μ［」ち、ＰＷＭ
変調器（６）に信号人力かない場合、接続中点ｔ１６ｊ
の電圧は、第６図Ａにオ６いて実廟へで示すように、占
有率５０％のパルスとな、る。しかしながら、コイル（
１２）を流れる電流は、第６図Ｂにおいて実線Ｎで示す
ように、立上りと立Ｆりの勾配が等しい三角波になる。
そしてこのｇｓ ０図において、ｔｌ 〜ｔ２及びｔ４
〜ｔ５の勘ｉｔ、！］はコイル（１２１Ｋ ”ｉ積され
たエネルキーによって電流が′電源に０１１人し、１２
〜１４の期間は電流が′酸のから流出する。両スイッチ
ｕ勾及び（１５）ならひにコイルｔ１２１に抵抗が；７
；ｃ、 ＜、スピーカ（５）にも抵抗外がブよければ、
１．〜ｔ５０期間の電流・時間積は時間軸の上の部分と
Ｆの部分とで相殺され、この期間での電力消費はない。
〜ｔ５の勘ｉｔ、！］はコイル（１２１Ｋ ”ｉ積され
たエネルキーによって電流が′電源に０１１人し、１２
〜１４の期間は電流が′酸のから流出する。両スイッチ
ｕ勾及び（１５）ならひにコイルｔ１２１に抵抗が；７
；ｃ、 ＜、スピーカ（５）にも抵抗外がブよければ、
１．〜ｔ５０期間の電流・時間積は時間軸の上の部分と
Ｆの部分とで相殺され、この期間での電力消費はない。
次に、ＰＷＭ変調器（６）に直流入力が供給された場−
８は、ＰＷＭ信号のパルス占有率が変化して、接続中点
Ｕ（ｉ＋の電圧及びコイル０２）を流れる電流はそれぞ
れ第６図Ａ及びＢＫ鎖線Ｍで示すように変化する。この
状、弗ではスピーカ（５）の両端には、占有率の変化に
よって生じた平均電圧Ｖｏが現れる。電流波形も占有率
の変化によって三角波からのこぎり波に変り、立上り及
び立下りの勾配はそれぞれ、（Ｖ ＝’Ｖｏ ）／ Ｌ
及ヒー（■＋ｖＯ）／■」とｌ瓜る。この場合も両スイ
ッチ圓及び（Ｉ！ｉｌならびにコイル（Ｉ２）に抵抗が
な（スピーカ（５）にも抵抗分がなければ、期間ｔ５〜
ｔ７及びｔ７〜ｔ９のそれぞれにおける電流・時間積は
時間軸の十Ｆで相殺され、ｔ５〜ｔ９期間での′電力消
費も７Ｌいことになる。ＰＷＭ変調器（６）の入力が音
声信号になってく）、ＰＷＭ信号の繰返し周波数が政声
周波数に比べて光分置く設定されているので同様である
。
８は、ＰＷＭ信号のパルス占有率が変化して、接続中点
Ｕ（ｉ＋の電圧及びコイル０２）を流れる電流はそれぞ
れ第６図Ａ及びＢＫ鎖線Ｍで示すように変化する。この
状、弗ではスピーカ（５）の両端には、占有率の変化に
よって生じた平均電圧Ｖｏが現れる。電流波形も占有率
の変化によって三角波からのこぎり波に変り、立上り及
び立下りの勾配はそれぞれ、（Ｖ ＝’Ｖｏ ）／ Ｌ
及ヒー（■＋ｖＯ）／■」とｌ瓜る。この場合も両スイ
ッチ圓及び（Ｉ！ｉｌならびにコイル（Ｉ２）に抵抗が
な（スピーカ（５）にも抵抗分がなければ、期間ｔ５〜
ｔ７及びｔ７〜ｔ９のそれぞれにおける電流・時間積は
時間軸の十Ｆで相殺され、ｔ５〜ｔ９期間での′電力消
費も７Ｌいことになる。ＰＷＭ変調器（６）の入力が音
声信号になってく）、ＰＷＭ信号の繰返し周波数が政声
周波数に比べて光分置く設定されているので同様である
。
実際には、スイッチ０４）及び（１５）に残留オン抵抗
があり、コイル（１２１も抵抗を持っており、共に電力
損失を生ずる。またスピーカ（５）は当然に放射抵抗Ｒ
ａを伴っており、放射される音響エイ、ルギーに対応す
る電力を消費する。従って、コイル（１２＋を流れる「
Ｉ１流の平均値は零にならないが、スイッチング回路的
）及Ｏ・スピーカ（５）で消費される電力のかなりの部
分が音響エネルギーに変換されるので総合能率は格段に
高いものとなる。更に、本例では静電型スピーカ（５）
の静電容量ＣＯをＰＷＭ伯号を復調するだめの低域フィ
ルタの素子として用いているので、ＰＷＭ信号に対して
良好に動作づ−る昼性北のコンデンサを省くことができ
る。
があり、コイル（１２１も抵抗を持っており、共に電力
損失を生ずる。またスピーカ（５）は当然に放射抵抗Ｒ
ａを伴っており、放射される音響エイ、ルギーに対応す
る電力を消費する。従って、コイル（１２＋を流れる「
Ｉ１流の平均値は零にならないが、スイッチング回路的
）及Ｏ・スピーカ（５）で消費される電力のかなりの部
分が音響エネルギーに変換されるので総合能率は格段に
高いものとなる。更に、本例では静電型スピーカ（５）
の静電容量ＣＯをＰＷＭ伯号を復調するだめの低域フィ
ルタの素子として用いているので、ＰＷＭ信号に対して
良好に動作づ−る昼性北のコンデンサを省くことができ
る。
上述の実施例は静電型スピーカを負荷としたものである
か、圧電型スピーカを用いても、そのインピーダンスの
大部分は容伍性リアクタンスであるから、静電型スピー
カの場合と同様になることは容易に理解することができ
よう。
か、圧電型スピーカを用いても、そのインピーダンスの
大部分は容伍性リアクタンスであるから、静電型スピー
カの場合と同様になることは容易に理解することができ
よう。
発明の効果
以上詳述のように、本発明によればＰ’ＷＭ（Ｑ号が供
給されるスイッチング回路を以て静電型もしくは圧電型
のスピーカを駆動するので総合能率の高い音響装置が得
られる。またＰ ＷＭ ４ｉ調フイルタ用の直性能コン
デンサを省（ことかできろ。
給されるスイッチング回路を以て静電型もしくは圧電型
のスピーカを駆動するので総合能率の高い音響装置が得
られる。またＰ ＷＭ ４ｉ調フイルタ用の直性能コン
デンサを省（ことかできろ。
第１図及び第２図はそれぞれ動電型及び静電型スピーカ
の等価回路を示す結線図、第３図は従来の汗響装置の構
成を示す結線図、第４図む土本発すコの一実施例を示す
ブロック図、２．５図はその要部な示ｆ１晴線図、第６
図は本発明の説明に供する線区で、しる。 （５）はコンデンザスビー力、（６）はＰ Ｗ Ｍ変―
響汁、（ｌυはスイッチング回路、ｔ＋２はＰＷＭ復θ
、けイルり用コイル、（１６ｊは出力端子である。 −６４：
の等価回路を示す結線図、第３図は従来の汗響装置の構
成を示す結線図、第４図む土本発すコの一実施例を示す
ブロック図、２．５図はその要部な示ｆ１晴線図、第６
図は本発明の説明に供する線区で、しる。 （５）はコンデンザスビー力、（６）はＰ Ｗ Ｍ変―
響汁、（ｌυはスイッチング回路、ｔ＋２はＰＷＭ復θ
、けイルり用コイル、（１６ｊは出力端子である。 −６４：
Claims (1)
- 入力信号によってパルス幅を変調するバ／ｌ／ ス幅変
調器と、該パルス幅変調器の出方信号に応じて′１１を
源からの電流をスイッチングするスイッチング回路と、
該スイッチング回路の出方端子に直列に接続されたコイ
ル及び静電型もしくは圧電型の電気音響変換器とから成
ることを特徴とする音響装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5565683A JPS59181897A (ja) | 1983-03-31 | 1983-03-31 | 音響装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5565683A JPS59181897A (ja) | 1983-03-31 | 1983-03-31 | 音響装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59181897A true JPS59181897A (ja) | 1984-10-16 |
Family
ID=13004877
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5565683A Pending JPS59181897A (ja) | 1983-03-31 | 1983-03-31 | 音響装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59181897A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5592559A (en) * | 1991-08-02 | 1997-01-07 | Sharp Kabushiki Kaisha | Speaker driving circuit |
| GB2404813A (en) * | 2003-08-06 | 2005-02-09 | Agilent Technologies Inc | Volume control of loudspeaker |
-
1983
- 1983-03-31 JP JP5565683A patent/JPS59181897A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5592559A (en) * | 1991-08-02 | 1997-01-07 | Sharp Kabushiki Kaisha | Speaker driving circuit |
| GB2404813A (en) * | 2003-08-06 | 2005-02-09 | Agilent Technologies Inc | Volume control of loudspeaker |
| GB2404813B (en) * | 2003-08-06 | 2006-11-29 | Agilent Technologies Inc | Method and apparatus for volume control |
| US7424120B2 (en) | 2003-08-06 | 2008-09-09 | Avago Technologies General Ip Pte Ltd | Method and apparatus for volume control |
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