JP3208529B2 - オーディオシステムにおけるスピーカドライブ回路の逆起電圧検出方法及びその回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スピーカを利用す
るオーディオ機器において、スピーカを駆動する増幅回
路、効率、特性及び電力改善等に関するオーディオ機器
全般に関する。

【０００２】

【従来の技術】オーディオアンプにおけるスピーカドラ
イブ回路には、スピーカ作動時のボイスコイルに発生す
る誘導逆起電圧による作動歪を低減する目的で、この逆
起電圧に相当する信号をスピーカドライブ回路の入力側
に帰還するようになしたものがある。この場合に、先の
逆起電圧を検出する手段として、図１（ａ）に示す如
く、ボイスコイルＬのインピーダンスを一部分割して、
その抵抗ＲＸ分に対する出力ＶＸを端子により取出す手
段が知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような従来手段に
よると、逆起電圧検出のために、特別な配線、例えばス
ピーカコード等のインピダンス増加の誤差や引出しコー
ドによる抵抗値の増加等によるトラブルがあり、特に、
逆起電圧に基づく帰還回路を備えたスピーカドライブ回
路の一体集積化が出来なかった。そこで、本発明では、
オーディオ機器各個における配線回路の抵抗値のバラツ
キによるトラブル並びにドライブ回路の集積化による当
該回路の機構内組付けが容易であると共に、機能の安定
化と廉価化を図り得る回路装置の開発を目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、前述の
目的は、オーディオ用スピーカドライブ回路におけるボ
イスコイルから発生するエラー成分を訂正するために、
このエラー成分に相当する逆起電力の検出を、オーディ
オアンプ終段のアース電子側に設置した極めて低いイン
ピーダンスを介して得ることによって達成される。更に
前記極めて低いインピーダンスが、ボイスコイルのイン
ピーダンスの約１／１００程度の値を有する抵抗である
ことによって実施される。そして、オーディオアンプ終
段のアース電子側に直列に挿入した抵抗による出力電圧
から、ボイスコイル内で発生する逆起電圧を検出し、正
又は負帰還が可能な位相弁別差動回路により、その利得
を０から最大値に夫々連続的に変化させることによって
実用化が可能である。

【０００５】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図示の実施例を参
照して説明する。図１（ａ）はスピーカを駆動する代表
的な従来例を示すドライブ回路で、ドライブ回路終段の
パワートランジスタＴｒのコレクタ側に直列に挿入した
負荷抵抗ＲＬを介して電源ＶｃｃにボイスコイルＬして
ある。このボイスコイルＬと負荷抵抗ＲＬとの間に挿入
したコンデンサＣは直流分をカットするコンデンサであ
る。このようなスピーカドライブ回路に、図１（ｂ）で
示す如く、ボイスコイルＬの一部又は外付けコイルを設
置してその抵抗値ＲＸに対応する出力ＶＸを得る。

【０００６】かかる従来手段に対して、本発明によれ
ば、パワートランジスタＴｒのエミッター（アース）側
にボイスコイルＬの追加又は分割部分の抵抗値ＲＸに相
当する誘導逆起電圧（電流成分）ＶＸを得る（図１
（ｃ）参照。）

【０００７】図２はドライブ回路終段のアース側から逆
起電圧ＶＸを取り、単一電源による帰還回路からなる本
発明方法のドライブ回路を示し、前記逆起電圧ＶＸとス
ピーカＳＰのボイスコイルに繋がる駆動電圧の分割比の
電圧との比較成分を、作動増幅器ＳＰＸ−０１５７のピ
ン１５及びピン１４に入力させることによって、逆起電
圧信号をピン１の出力として得ることが出来る。

【０００８】図３は先の実施例と同様な作用構成を２電
源システムにより構成した逆気電圧帰還回路の一側であ
り、これは図２及び図３は何れも一つの作動増幅器ＳＰ
Ｘ−０１５７による帰還回路出力（何れも正帰還を示
す）端子（ピン１）にインバータのオペアンプを附設
し、これに通常のオペアンプをもう一段加えて正帰還か
ら負帰還に連続的に変化させるようにした。これによ
り、スピーカＳＰに対して最適条件を、正及び負帰還の
程度を１０Ｋの可変抵抗器のボリューム値により得るこ
とが可能となる。

【０００９】誘導逆起電圧の発生により、正帰還ではス
ピーカ部分で逆起電圧が上昇する方向に作動し、負帰還
では逆起電圧は引き上げられる状況として働くことを意
味する。この正帰還及び負帰還をスピーカの移動するコ
ーン紙の状況で説明すれば、スピーカのドライブするト
ータルの力を正帰還ではより助ける方向（コーン紙の移
動方向に逆起電力分が加わる方向）、負帰還ではトータ
ルの力から差し引かれる方向（コーン紙の移動方向から
差し引かれブレーキがかかる方向）として働くことを意
味する。

【００１０】正帰還及び負帰還を行うことでの逆起電力
の補正を行った場合、実際のスピーカのコーン紙の作動
状況は下記の如くとなる。正帰還の場合、逆起電力の力
は入力信号に対して増加させる方向、すなわちよりコー
ンを押す、又は引く力が加算されるようになるため、定
常なフィードバックがない場合より、コーン紙は動きや
すくなる。一方、負帰還の場合は、この逆になりコーン
紙の動きにブレーキがかかった如く動き難くするような
状況下でコーン紙が作動する。

【００１１】理想的な矩形波形の信号がスピーカのボイ
スコイルに附加された場合、帰還回路がない場合のスピ
ーカコーンの動きは、入力パルスの時間ｔ＝０より当然
時間Ｔｐだけ遅れる。一方、正帰還の場合、既に前述で
説明した如く逆起電力による正帰還は出力信号の立上り
を増加さす方向であるので、立上りＴｐより早く出力信
号は立ち上がる。従って、正帰還では Ｔｐｐ＜＜Ｔｐ 負帰還では、この状況の全く逆であり、 Ｔｐ＜＜ＴｐＮ となり、負帰還によりスピーカコーン紙の動きの立上り
は遅くなる。信号パルスの立上りについても、入力信号
パルスの立上りの条件と全く同様な立上り時間に差が発
生する。

【００１２】本発明による正帰還及び負帰還回路を組合
せた連続する変帰還方式によると、信号検出抵抗ＲＸよ
り取り出す誘導逆起電力の信号を正帰還及び負帰還の夫
々の回路に同時に入力し、その異なる信号を持つ出力信
号を再び作動弁別回路に入れる。そして、その正帰還及
び負帰還回路の利得を抵抗値を変えることで、異なる出
力を次段の作動増幅器の利得も可変抵抗器の抵抗値を変
化させることで連続可変帰還を実現することが出来る。

【００１３】オーディオ用スピーカドライブ回路におい
て、可動磁気駆動システムから発生するエラー成分に相
当する逆起電力は、スピーカボイスコイルから該ドライ
ブ回路の終段増幅器を通ってループ状に流れる。従っ
て、この逆起電力をボイスコイル内部又はボイスコイル
外部に設置する追加のコイル又は抵抗を通して検出する
等価的に、先のドライブ回路における終段増幅器のアー
ス側に挿入した抵抗の端子間電圧として検出することが
可能である。そして、この抵抗の値をボイスコイルイン
ピーダンスの１／１００程度の値に設定することによ
り、増幅機能及びその効率等の影響を極力抑えることが
出来た。

【００１４】逆起電力によるスピーカドライブ回路への
正帰還は、ボイスコイルへの立上りを増加させる向きに
働く。そして、負帰還は正帰還の逆作用として、スピー
カコーン紙の動きの立上りを遅くするように働く。又、
これらの作用は出力信号の下がり時にも、先の条件と同
じように働く。これらの条件を作動分別回路によって正
負向きに連続して選択加減することによって、スピーカ
特性に応じてそのベストな条件でこれを可動させること
が出来る。

【００１５】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、従来
のスピーカのボイスコイルの一部から帰還信号を検出す
るのではなくて、オーディオアンプ終段から帰還信号と
しての逆起電圧を検出するので、特別な配線、例えばス
ピーカコード等によるインピーダンス増加の誤差や引出
しコードによる抵抗値の増加等のトラブルが全く発生せ
ず、又、装置構成において先の検出部を加えてオーディ
オアンプを集積回路にて形成することが出来るなど、信
頼性に優れたシステムを安価に実用化できる。そして、
この逆起電圧を正又は負帰還が可能な位相弁別作動増幅
器に入力し、その出力信号をオーディオアンプの出力段
にフィードバックすることにより、帰還条件を任意に設
定することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１ａ】オーディオアンプにおけるスピーカドライブ
回路の一般例を示す回路図

【図１ｂ】スピーカドライブにおける従来の逆起電圧検
出回路の一例を示す

【図１ｃ】本発明方法による逆起電圧検出回路の一例を
示す

【図２】本発明による帰還回路付きスピーカドライブ回
路の一実施例を示す回路図

【図３】本発明の他の実施例を示すスピーカドライブ回
路

【符号の説明】

Ｖｃｃ 電源 ＲＬ 負荷抵抗 Ｔｒ パワートランジスタ Ｃ 直流分カットコンデンサ Ｌ ボイスコイル Ｒｘ 抵抗 Ｖｘ 出力

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−328482（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−105021（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−134807（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−147994（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−348699（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−344596（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−90493（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−62487（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−22798（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−109290（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04R 3/00 310

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】オーディオ用スピーカドライブ回路におけ
   るボイスコイルから発生するエラー成分を訂正するため
   に、このエラー成分に相当する逆起電力の検出を、オー
   ディオアンプ終段のアース電子側に設置した極めて低い
   インピーダンスを介して得ることを特徴とするオーディ
   オシステムにおけるスピーカドライブ回路の逆起電圧検
   出方法。
2. 【請求項２】前記極めて低いインピーダンスが、ボイス
   コイルのインピーダンスの約１／１００程度の値を有す
   る抵抗であるところの請求項１に記載のオーディオシス
   テムにおけるスピーカドライブ回路の逆起電圧検出方
   法。
3. 【請求項３】オーディオアンプ終段のアース電子側に直
   列に挿入した抵抗による出力電圧から、ボイスコイコ内
   で発生する逆起電圧を検出し、正又は負帰還が可能な位
   相弁別差動回路により、その利得を０から最大値に夫々
   連続的に変化させることを特徴とするスピーカドライブ
   回路。