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
Links
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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