JPH01253397A - Acoustic device - Google Patents
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- JPH01253397A JPH01253397A JP8103388A JP8103388A JPH01253397A JP H01253397 A JPH01253397 A JP H01253397A JP 8103388 A JP8103388 A JP 8103388A JP 8103388 A JP8103388 A JP 8103388A JP H01253397 A JPH01253397 A JP H01253397A
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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、共鳴器を音響放射体として用いた音響装置
に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an acoustic device using a resonator as an acoustic radiator.
音響装置では、共鳴現象が種々の形で利用されている。 In acoustic devices, resonance phenomena are utilized in various ways.
第1の従来例として、共鳴器が仕切壁によってA室とB
室の2室に区切られ、仕切壁の穴には振動器として、動
電形電気音響変換器(ダイナミックスピーカ)が取り付
けられたものが知られている。ここで、A室とB室には
それぞれ開口ダクトが設けられ、ここから共鳴音響が外
部へ放射されるようになっている。A室およびB室は、
それぞれ空胴の容積や開口ダクトの寸法などで定まる共
鳴周波数f (Hz)およびf。b (Hz )を持
っa
ている。従って、スピーカが増幅器などで駆動されると
、振動板の振動によってA室およびB室で共鳴現象が生
じ、そのときの出力エネルギーは上記の共鳴周波数近傍
で最大になる。その結果、上記のf およびf。、のそ
れぞれにピークを有するa
音圧の周波数特性を持った共鳴音響を得ることができる
。As a first conventional example, a resonator is separated from room A and room B by a partition wall.
It is known that the room is divided into two rooms, and an electrodynamic electroacoustic transducer (dynamic speaker) is installed as a vibrator in a hole in the partition wall. Here, the A room and the B room are each provided with an open duct, from which resonant sound is radiated to the outside. Room A and room B are
The resonant frequencies f (Hz) and f are respectively determined by the volume of the cavity and the dimensions of the opening duct. b has a (Hz). Therefore, when the speaker is driven by an amplifier or the like, a resonance phenomenon occurs in chambers A and B due to the vibration of the diaphragm, and the output energy at that time becomes maximum near the above-mentioned resonance frequency. As a result, f and f above. It is possible to obtain resonant sound having the frequency characteristics of sound pressure a having a peak at each of .
第2の従来例として、箱体によって構成される共鳴室に
振動器としての第1の動電形電気音響変換器(スピーカ
)が取り付けられると共に、共鳴室からの共鳴音響を外
部へ放射するための開口が形成されたものがある。ここ
で、上記箱体には第2の動電形電気音響変換器(スピー
カ)が別個に設けられ、ここから音響が外部へ直接放射
されるようになっている。このような音響装置において
も、第1のスピーカが増幅器で駆動されると振動板の振
動により共鳴室で共鳴現象が生じる。従って、第2のス
ピーカによる直接放射とは別個に、開口からは共鳴室に
固有の共鳴周波数f 近傍の音圧をピークとして共鳴音
響の再生がなされる。As a second conventional example, a first electrodynamic electroacoustic transducer (speaker) as a vibrator is attached to a resonance chamber formed by a box, and a resonant sound from the resonance chamber is radiated to the outside. Some have openings formed in them. Here, a second electrodynamic electroacoustic transducer (speaker) is separately provided in the box, from which sound is directly radiated to the outside. Even in such an acoustic device, when the first speaker is driven by an amplifier, a resonance phenomenon occurs in the resonance chamber due to the vibration of the diaphragm. Therefore, apart from the direct radiation from the second speaker, resonant sound is reproduced from the opening with a peak sound pressure near the resonant frequency f 1 specific to the resonant chamber.
しかしながら、従来の音響装置によると、振動器により
音響放射体としての共鳴器の共振のQ値が低下するとい
う問題があった。これは、振動器としてのスピーカには
固有の内部インピーダンスZ があるためであり、これ
が共鳴器の共鳴を制■
動する要素となっているからである。このように共振の
Q値が低いと、共鳴音響の放射能力は必然的に低くなり
、音響装置としての意義は小さくなる。However, the conventional acoustic device has a problem in that the vibrator lowers the resonance Q value of the resonator as an acoustic radiator. This is because the speaker as a vibrator has an inherent internal impedance Z, which is an element that suppresses the resonance of the resonator. If the Q value of resonance is low in this way, the radiation ability of resonance sound will inevitably be low, and the significance as an acoustic device will be reduced.
また、共鳴器を小形化しながら共鳴周波数を低くしよう
とすると、開口ダクトは細くかつ長くなければならない
。すると、開口ダクトの音響抵抗(機械抵抗)が必然的
に大きくなり、共振のQ値はますます低下してしまう。Furthermore, in order to reduce the resonance frequency while downsizing the resonator, the opening duct must be thin and long. Then, the acoustic resistance (mechanical resistance) of the open duct inevitably increases, and the resonance Q value further decreases.
このため、共振のQ値の低下によって音響放射能力が更
に低下し、音響装置としての現実的な用途には適しない
ものとなる。Therefore, the acoustic radiation ability further decreases due to the decrease in the resonance Q value, making the device unsuitable for practical use as an acoustic device.
その結果、上記のような従来装置では、いずれも十分な
共鳴音響の放射能力を有しておらず、またこの能力をあ
る程度確保しようとすると、キャビネットが極めて大形
化することは避けられなかった。As a result, none of the conventional devices mentioned above have sufficient resonant sound radiation ability, and in order to secure this ability to some extent, it was inevitable that the cabinet would become extremely large. .
そこで、この発明は、十分な音響放射能力を実現するこ
とができ、しかも小形化が可能な音響装置を提供するこ
とを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide an acoustic device that can realize sufficient sound radiation ability and can be made smaller.
この発明に係る音響装置は、共鳴による音響を放射する
ための共鳴放射部をなす受動振動体を有する共鳴器と、
この共鳴器に配設される振動器と、この振動器を駆動す
る振動器駆動手段とを備える。The acoustic device according to the present invention includes a resonator having a passive vibrating body forming a resonance radiation section for radiating sound due to resonance;
The resonator includes a vibrator disposed in the resonator and a vibrator driving means for driving the vibrator.
そして、この振動器は共鳴器を駆動するための共鳴器駆
動部を含んで構成される能動振動体を有し、振動器駆動
手段は振動器による共鳴器の駆動時に、この共鳴器から
の大気反作用を打ち消すように駆動状態を制御する駆動
制御手段を有することを特徴とする。This vibrator has an active vibrating body including a resonator driving section for driving the resonator, and the vibrator driving means is configured to generate air from the resonator when the resonator is driven by the vibrator. It is characterized by having a drive control means for controlling the drive state so as to cancel the reaction.
上記の構成によれば、共鳴器は振動器が有する能動振動
体の共鳴器駆動部によって駆動され、従って共鳴器の共
鳴放射部をなす受動振動体からは共鳴による音響が外部
へ放射される。According to the above configuration, the resonator is driven by the resonator driving section of the active vibrator included in the vibrator, and therefore, sound due to resonance is radiated to the outside from the passive vibrator that constitutes the resonance radiating section of the resonator.
ここで、振動器は固有の内部インピーダンスを有してい
るが、この振動器は共鳴器駆動時の当該共鳴器からの大
気反作用を打ち消すように駆動されるため、能動振動板
は等価的に共鳴器の壁となり、共鳴器から見たときの振
動器の存在が無効化され、従って振動器に固有の内部イ
ンピーダンスが共鳴器の共振のQ値を低下させる要因と
はならなくなる。このため、駆動制御手段が負性インピ
ーダンス発生手段を具備する場合も、またモーショナル
フィードバック手段を具備する場合も、いずれも共鳴器
の共振のQ値は極めて高い。従って、共鳴器を小形化し
、かつ共鳴周波数を低くすることにより、共鳴器として
の音響抵抗が大きくなって通常の駆動方式では共振のQ
値が非常に小さくなるような場合でも、この発明では振
動器により共振のQ値の低下は生じない。また、共鳴器
の共振周波数は受動振動体の等価質量を大きくすること
で容易に低くすることができ、これらは空気等価質量を
大きくするものに比べ、共振周波数の低下に伴なう音圧
レベルでの音響放射能力の低下を少なくでき、これに加
え、振動器の有する固有の内部インピーダンスが見掛は
上で小さくされているため、共鳴器への振動器(能動振
動体)配設に伴なう共鳴Q値の低下がなく、上述した受
動振動体の等価質量を大きくして共振周波数を低下させ
ると音圧レベルでの音響放射能力の減少が少ないという
効果が顕著に現われ、結果として十分な音圧の重低音再
生を実現できる。Here, the vibrator has a unique internal impedance, but since this vibrator is driven to cancel the atmospheric reaction from the resonator when the resonator is driven, the active diaphragm is equivalently resonant. This becomes the wall of the resonator, and the presence of the vibrator when viewed from the resonator is negated, so that the internal impedance inherent in the vibrator no longer becomes a factor that lowers the Q value of the resonance of the resonator. Therefore, whether the drive control means includes negative impedance generation means or motion feedback means, the Q value of the resonance of the resonator is extremely high. Therefore, by making the resonator smaller and lowering the resonant frequency, the acoustic resistance of the resonator increases, and the resonance Q
Even if the value becomes very small, the vibrator in this invention does not cause a reduction in the resonance Q value. In addition, the resonant frequency of the resonator can be easily lowered by increasing the equivalent mass of the passive vibrator, and compared to increasing the air equivalent mass, the sound pressure level associated with the decrease in the resonant frequency is lower. In addition, since the inherent internal impedance of the vibrator is apparently smaller, it is possible to reduce the reduction in the acoustic radiation ability due to the installation of the vibrator (active vibrator) in the resonator. By increasing the equivalent mass of the passive vibrator and lowering the resonant frequency without causing a reduction in the resonance Q value, the effect of reducing the acoustic radiation ability at the sound pressure level is small, and as a result, the effect is sufficient. It is possible to achieve deep bass reproduction with a high sound pressure.
さらに、キャビネットを小形化するにあたっても、受動
振動体は何ら駆動用の専用磁気回路を必要としないし、
また、振動のストローク幅にしても、口径を大きくすれ
ば、いくらでも小さくなるため、特に、奥行方向の小形
化に適しており、いわゆる薄形キャビネットを容易に実
現できる。Furthermore, when downsizing the cabinet, the passive vibrator does not require any dedicated magnetic circuit for driving.
Furthermore, since the vibration stroke width can be reduced as much as possible by increasing the diameter, it is particularly suitable for downsizing in the depth direction, and a so-called thin cabinet can be easily realized.
以下、添付の第1図ないし第12図を参照して、この発
明の詳細な説明する。なお、図面の説明において同一の
要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。The present invention will now be described in detail with reference to the accompanying FIGS. 1 to 12. In addition, in the description of the drawings, the same elements are given the same reference numerals, and redundant description will be omitted.
第1図は、この発明の第1の実施例の基本的構成を示し
ている。同図(a)のように、この実施例では、共鳴放
射部としての受動振動板11を有する共鳴器10を用い
ている。この共鳴器10においては、閉じられた空胴と
、エツジ部12によって取り付けられた受動振動板11
とによって共鳴現象が生じる。そして、この共鳴周波数
f はop
1/2
f =(S /m ) /2π ・・・(
1)op c I
として求められる。ここで、
So:空洞の等価スチフネスS ′とエツジ部12の等
価スチフネスS ′の和
(s ’+s ’)
c c
mp:受動振動板11の等価質量
である。FIG. 1 shows the basic configuration of a first embodiment of the invention. As shown in FIG. 4A, this embodiment uses a resonator 10 having a passive diaphragm 11 as a resonance radiation section. This resonator 10 includes a closed cavity and a passive diaphragm 11 attached by an edge portion 12.
A resonance phenomenon occurs. Then, this resonance frequency f is op 1/2 f = (S /m) /2π...(
1) Obtained as op c I. Here, So: the sum of the equivalent stiffness S' of the cavity and the equivalent stiffness S' of the edge portion 12 (s'+s') c c mp: the equivalent mass of the passive diaphragm 11.
この第1の実施例の音響装置では、これに能動振動板2
1および変換器22からなる振動器20を取り付けてい
る。そして、この変換器22は振動器駆動装置30に接
続され、これは出力インビーダンス中に等価的に負性イ
ンピーダンス成分(−Zo)を発生させる負性インピー
ダンス発生部31を具備している。In the acoustic device of this first embodiment, the active diaphragm 2
A vibrator 20 consisting of a transducer 1 and a transducer 22 is attached. This converter 22 is connected to a vibrator drive device 30, which includes a negative impedance generating section 31 that equivalently generates a negative impedance component (-Zo) in the output impedance.
この音響装置の電気的等価回路の構成は、第1図(b)
のようになっている。ここで、並列共振回路z1は振動
器20の等価モーショナルインピーダンスによるもので
あり、r は振動系の等価抵抗を示し、S は振動系の
等価スチフネスを示し、m は振動系の等価質量を示し
ている。また、直列共振回路Z は回路Z ′としてあ
られされる共鳴器10の空胴と回路Z ″としてあられ
される受動振動板11およびエツジ部12の直列接続か
らなる共鳴器10の等価モーショナルインピーダンスに
よるものであり、r ′は共鳴器10の空胴の等価抵抗
を示し、r ′はエツジ部12の等価抵抗を示している
。また、図中のAは力係数であり、例えば振動器が動電
形直接放射スピーカであるときには、Bを磁気ギャップ
中の磁束密度、gをボイスコイル導体の長さとすると、
A−Blとなる。さらに、図中のZ は変換器22の■
内部インピーダンスである。The configuration of the electrical equivalent circuit of this audio device is shown in Figure 1(b).
It looks like this. Here, the parallel resonant circuit z1 is due to the equivalent motional impedance of the vibrator 20, r represents the equivalent resistance of the vibration system, S represents the equivalent stiffness of the vibration system, and m represents the equivalent mass of the vibration system. ing. Furthermore, the series resonant circuit Z is based on the equivalent motional impedance of the resonator 10, which is composed of the series connection of the cavity of the resonator 10, which is shown as a circuit Z', and the passive diaphragm 11 and the edge part 12, which are shown as a circuit Z''. r' indicates the equivalent resistance of the cavity of the resonator 10, and r' indicates the equivalent resistance of the edge portion 12.A in the figure is the force coefficient, and for example, when the vibrator is in motion, When it is an electric direct radiation speaker, if B is the magnetic flux density in the magnetic gap and g is the length of the voice coil conductor, then
It becomes A-Bl. Further, Z in the figure is the internal impedance of the converter 22.
次に、第1図に示す構成の音響装置の作用を簡単に説明
する。Next, the operation of the acoustic device having the configuration shown in FIG. 1 will be briefly explained.
負性インピーダンス駆動機能を有する振動器駆動装置3
0から、振動器20の変換器22に駆動信号が与えられ
ると、変換器22はこれを電気機械変換し、能動振動板
21を前後(図中の左右)に往復駆動する。ここで、振
動器駆動装置30は負性インピーダンス駆動機能を有し
ているが故に、変換器22に固有の内部インピーダンス
は実効的に減少化(理想的には無効化)されている。従
って、変換器22は振動器駆動装置30からの駆動信号
に忠実に応答して能動振動板21を駆動し、共鳴器10
に対して独立的に駆動エネルギーを与える。Vibrator drive device 3 with negative impedance drive function
When a drive signal is applied from 0 to the transducer 22 of the vibrator 20, the transducer 22 converts it into an electromechanical signal and reciprocates the active diaphragm 21 back and forth (left and right in the figure). Here, since the vibrator drive device 30 has a negative impedance drive function, the internal impedance specific to the converter 22 is effectively reduced (ideally, nullified). Therefore, the transducer 22 faithfully responds to the drive signal from the vibrator drive device 30 to drive the active diaphragm 21 and drive the resonator 10.
gives driving energy independently to the
このとき、能動振動板21の前面側(図中の右面側)に
は、共鳴器10の空胴内の空気からの大気反作用が加わ
るが、振動器駆動装置30はこの反作用を打ち消すよう
に振動器20を駆動する。At this time, an atmospheric reaction from the air in the cavity of the resonator 10 is applied to the front side (right side in the figure) of the active diaphragm 21, but the vibrator drive device 30 vibrates to cancel this reaction. drive the device 20.
これは、振動器20の変換器22に固有の内部インピー
ダンスZ が等価的に無効化されているた■
めであり、従って、能動振動板21は共鳴器10の等価
的な壁となり、共振のQ値は理想的には無限大となる。This is because the internal impedance Z specific to the transducer 22 of the vibrator 20 is effectively nullified, and therefore the active diaphragm 21 becomes an equivalent wall of the resonator 10, reducing the resonance Q. Ideally, the value would be infinite.
このため、共鳴器10中の空気および受動振動板11と
エツジ部12が共鳴させられて、共鳴放射部としての受
動振動板11から十分な音圧の音響が共鳴放射される。Therefore, the air in the resonator 10, the passive diaphragm 11, and the edge portion 12 are caused to resonate, and sound with sufficient sound pressure is resonantly radiated from the passive diaphragm 11 as a resonance radiating portion.
そして、共鳴器10における受動振動板11の等価質量
およびエツジ部12の等価スチフネスの調整、特に上記
の等価質量の調整により、この共鳴周波数f を所望の
周波数帯域に設定し、かつ、p
Q値を適正レベルに設定することにより、例えば第2図
のような音圧の周波数特性を得ることかできる。なお、
図中の点線は振動器自体の周波数特性を示している。Then, by adjusting the equivalent mass of the passive diaphragm 11 and the equivalent stiffness of the edge portion 12 in the resonator 10, particularly by adjusting the equivalent mass described above, this resonant frequency f is set to a desired frequency band, and the pQ value is By setting the value to an appropriate level, it is possible to obtain the sound pressure frequency characteristic as shown in FIG. 2, for example. In addition,
The dotted line in the figure shows the frequency characteristics of the vibrator itself.
第1図(b)において、■は回路を流れる電流とし、■
および12はそれぞれ並列共振回路■
Z および直列共振回路Z2を流れる電流であるとする
と、2 −2 −28としたときに、次の3■
(2)〜(4)式が成り立つ。In Figure 1(b), ■ is the current flowing through the circuit, and ■
Assuming that and 12 are currents flowing through the parallel resonant circuit Z and the series resonant circuit Z2, respectively, the following equations (2) to (4) hold when 2 -2 -28.
E、−Eo’ (Zl−22/ (Z、 +22) 1
/ [: (21・Z2/(Z1+22))+Z3]
・・・(2)I t ” E oφ(Z2/(Zl+
22))/ [(Zl−Z2/ (Z1+Z2) l
+Z3] −(3)■2−Eo・(Z1/(Z1+2
2))/ [(Zl・Z2/(Z1+22))+Z3]
・・・(4)ここで、(3)、(4)式を簡単にする
ために、Z −Z −Z /(Z +22)と
すると、上4 1 2 l
記の(3)式は
1l−Eo/ (21(1+23/Z4) l
・(5)となり、(4)式は
12−Eo/ (Z2(1+23/Z4) l
−(6)となる。E, -Eo' (Zl-22/ (Z, +22) 1
/ [: (21・Z2/(Z1+22))+Z3]
...(2) I t ”E oφ(Z2/(Zl+
22))/ [(Zl−Z2/ (Z1+Z2) l
+Z3] -(3)■2-Eo・(Z1/(Z1+2
2))/ [(Zl・Z2/(Z1+22))+Z3]
...(4) Here, in order to simplify equations (3) and (4), if Z - Z - Z / (Z + 22), then equation (3) written above becomes 1l -Eo/ (21(1+23/Z4) l
・(5), and equation (4) is 12-Eo/ (Z2(1+23/Z4) l
−(6).
この(5)、(6)式より、次の2点が理解できる。第
1は、Z3の値がゼロに近づけば、それだけ振動器側の
並列共振回路z1および共鳴器側の直列共振回路Z2は
、共に交流的には短絡された状態に近づくことである。The following two points can be understood from these equations (5) and (6). The first is that as the value of Z3 approaches zero, the parallel resonant circuit z1 on the vibrator side and the series resonant circuit Z2 on the resonator side both approach a short-circuited state in terms of alternating current.
第2は、並列共振回路Z と直列共振回路Z2が、z3
−2v−2゜を介して互いに影響を及ぼし合う関係にあ
り、このZ3の値がゼロに近づけば、それだけ並列共振
回路Z と直列共振回路Z2は独立性を強めることであ
る。そして、理想的には、
z −z −zo−。The second is that the parallel resonant circuit Z and the series resonant circuit Z2 are
-2v-2°, and the closer the value of Z3 is to zero, the more independent the parallel resonant circuit Z and series resonant circuit Z2 become. And ideally, z −z −zo−.
v
と仮定すると、式(5)、(6)はそれぞれI
−E o /z 1
・ (7)1 − Eo/z2
−(8)となり、並列共振回路Z1および直
列共振回路z2はそれぞれ共に交流的にゼロインピーダ
ンスで短絡され、かつ全く独立した共振系とみなすこと
ができる。Assuming that v, equations (5) and (6) are respectively I
-E o /z 1
・ (7) 1 − Eo/z2
-(8), and the parallel resonant circuit Z1 and the series resonant circuit z2 are both short-circuited with zero impedance in terms of alternating current, and can be regarded as completely independent resonant systems.
そこで、まず共鳴器10、受動振動板11およびエツジ
部12による受動共振系を検討する前提として、振動器
20による共振系について考察してみると、等価モーシ
ョナルインピーダンスによる並列共振回路Z1は、両端
が交流的にゼロインピーダンスで短絡されている。従っ
て、この並列共振回路Z1は、実質的には、もはや共振
回路ではなくなっている。すなわち、振動器20は駆動
信号入力に対してリアルタイムで線形応答し、全く過渡
応答することなく、電気信号(駆動信号)を忠実に電気
機械変換し、能動振動板21を変位させることになる。Therefore, first, as a premise for examining the passive resonance system consisting of the resonator 10, the passive diaphragm 11, and the edge part 12, we consider the resonance system consisting of the vibrator 20. is short-circuited with zero impedance in AC. Therefore, this parallel resonant circuit Z1 is essentially no longer a resonant circuit. That is, the vibrator 20 linearly responds in real time to the drive signal input, faithfully performs electromechanical conversion of the electric signal (drive signal) without any transient response, and displaces the active diaphragm 21.
また、この振動器20にありでは、単に共鳴器10に振
動器20を取付けた状態で有していた最低共振周波数f
という概念がもはやなくなっている。(以後、振動器
20の最低共振周波数f 相当値と言う場合には、実質
的には無効化されてしまった上記概念を仮に呼ぶにすぎ
ない。)さらに、振動器20と共鳴器10は互いに無関
係であり、しかも、振動器20と受動振動板11も無関
係であり、このため共鳴器10の容積の大小や受動振動
板11およびエツジ部12の設計仕様などとは全く無関
係に(受動共振系の等価モーショナルインピーダンスと
は全く無関係に)機能する。Moreover, in this vibrator 20, the lowest resonant frequency f that is simply possessed when the vibrator 20 is attached to the resonator 10 is
That concept no longer exists. (Hereinafter, when we refer to the value equivalent to the lowest resonant frequency f of the vibrator 20, we are only temporarily referring to the above concept, which has been essentially invalidated.) Furthermore, the vibrator 20 and the resonator 10 are mutually connected to each other. Furthermore, the vibrator 20 and the passive diaphragm 11 are also unrelated, and therefore have no relation to the volume of the resonator 10 or the design specifications of the passive diaphragm 11 and the edge portion 12 (passive resonance system functions completely independently of the equivalent motional impedance of
また、並列共振回路Z と直列共振回路Z2は、共振系
として互いに無関係に独立して並存している。従って、
システムを小形化するために共鳴器10を小容積に設計
したときにも、また受動共振系の共振周波数を下げるた
めに受動振動板11を大きく設計したときにも、ユニッ
ト振動系の設計は何ら影響されず、その最低共振周波数
f 相当値なども全く影響されない。このため、相互依
存条件にとられれない容易な設計が可能になる。Furthermore, the parallel resonant circuit Z 1 and the series resonant circuit Z2 coexist independently and independently as a resonant system. Therefore,
Even when the resonator 10 is designed to have a small volume in order to downsize the system, or when the passive diaphragm 11 is designed to be large in order to lower the resonance frequency of the passive resonance system, there is no change in the design of the unit vibration system. The value corresponding to the lowest resonant frequency f is not affected at all. This allows for easy design that does not depend on interdependent conditions.
別の見方をすれば、このユニット振動系は実効的には共
振系でなくなっているので、駆動信号入力がゼロボルト
ならば、能動振動板21は実質的には共鳴器10の壁の
一部になってしまう。その結果、受動共振系を考える際
には、能動振動板21の存在を無視することができる。From another perspective, this unit vibration system is effectively no longer a resonant system, so if the drive signal input is zero volts, the active diaphragm 21 is effectively a part of the wall of the resonator 10. turn into. As a result, the existence of the active diaphragm 21 can be ignored when considering the passive resonance system.
さらに別の見方をすれば、この発明の音響装置では、共
振系は受動共振系のみとなり、従来の密閉形と同様の単
峰特性を呈することになるといえる。From another perspective, it can be said that in the acoustic device of the present invention, the resonance system is only a passive resonance system, and it exhibits the same single-peak characteristics as the conventional closed type.
−なお、並列共振系において、
(負荷抵抗)/(共振インピーダンス)として表される
Q値は、並列共振回路Z1についてはゼロになる。従っ
て、能動振動板21は完全な制動状態になる。すなわち
、能動振動板21を駆動したことによる反作用に対して
は、駆動電流が増減することにより、この反作用に対抗
すべく制御がなされる。- Note that in the parallel resonant system, the Q value expressed as (load resistance)/(resonant impedance) becomes zero for the parallel resonant circuit Z1. Therefore, the active diaphragm 21 is in a completely damped state. That is, control is performed to counteract the reaction caused by driving the active diaphragm 21 by increasing or decreasing the drive current.
次に、共鳴器10、受動振動板11およびエツジ部12
による受動共振系について詳しく検討する。Next, the resonator 10, the passive diaphragm 11 and the edge part 12
Let us consider in detail the passive resonant system based on
第1図(b)に示すように、この直列共振回路Z2につ
いても、両端は交流的にゼロΩで短絡されている。しか
し、この場合は前述した並列共振回路Z1の場合と異な
り、共振系としての意味は何ら失なわれない。逆に、共
振系としてのQ値が極めて大きく(理想状態に近ければ
Q’too)なるという効果が生じる。また、この共鳴
器10.受動振動板11およびエツジ部12による仮想
音響源(スピーカ)の駆動は、実際には能動振動板21
の変位(振動)によってなされるものではあるが、等価
回路としては振動器2oとは全く並列的に、駆動源Ev
から駆動エネルギーが供給されているものと考えられる
。このため、共鳴周波数と共振Q値を共鳴器側で独自に
設定することにより、小形でありながら十分な音圧の重
低音再生が可能になる。As shown in FIG. 1(b), both ends of this series resonant circuit Z2 are also short-circuited at zero Ω in terms of alternating current. However, in this case, unlike the case of the parallel resonant circuit Z1 described above, the meaning as a resonant system is not lost at all. On the contrary, there is an effect that the Q value as a resonant system becomes extremely large (Q'too if it is close to the ideal state). Moreover, this resonator 10. The drive of the virtual acoustic source (speaker) by the passive diaphragm 11 and the edge part 12 is actually driven by the active diaphragm 21.
However, as an equivalent circuit, the drive source Ev is completely parallel to the vibrator 2o.
It is thought that driving energy is supplied from Therefore, by independently setting the resonant frequency and the resonant Q value on the resonator side, it is possible to reproduce deep bass with sufficient sound pressure despite the small size.
この仮想スピーカ(共鳴器10.受動振動板11および
エツジ部12による音響源)については、まず前述の(
7)、(8)式より、変換器22に流れる電流Iは、
■綱! ■+ I 2
−(1/Zl+1/Z2)Eo −(9)となる。ま
た、(8)式より、受動振動板11の共鳴周波数f 付
近(受動共振系が共鳴をしていp
る状態)においては、Z2→0になり(但し、実際には
抵抗骨によりダンプされている)、一方、能動振動板2
1の最低共振周波数f 相当値は受動共振系の共鳴周波
数f より高いから、共鳴器p
波数f 付近においてはzlの値は十分に大きくp
なっている。このため、(9)式は
l−11+12→■2
となり、変換器22に流れる電流の大部分は、受動共振
系(仮想スピーカ)の駆動のために寄与していることに
なる。また、受動共振系は小振幅電圧(大電流)で駆動
されているため、これと並列な変換器22も小振幅電圧
で駆動されることになり、従って能動振動板21は小振
幅動作となっていることがわかる。ここにおいて、能動
振動板21が小振幅動作であることから、ダイナミック
・コーン・スピーカなどの大振幅動作にありがちな非線
形な歪を減少するできる効果がある。そして、この効果
は特に重低音で著しい。Regarding this virtual speaker (acoustic source made up of the resonator 10, passive diaphragm 11, and edge part 12), first of all, the above-mentioned (
From equations 7) and (8), the current I flowing through the converter 22 is: ■L! ■+I2-(1/Zl+1/Z2)Eo-(9). Furthermore, from equation (8), near the resonant frequency f of the passive diaphragm 11 (in a state where the passive resonant system is resonating), Z2 → 0 (however, in reality, it is dumped by the resistance bone). ), while active diaphragm 2
Since the value corresponding to the lowest resonant frequency f of 1 is higher than the resonant frequency f of the passive resonant system, the value of zl is sufficiently large p in the vicinity of the wave number f of the resonator p. Therefore, equation (9) becomes l-11+12→■2, and most of the current flowing through the converter 22 contributes to driving the passive resonance system (virtual speaker). Furthermore, since the passive resonance system is driven with a small amplitude voltage (large current), the converter 22 in parallel with it is also driven with a small amplitude voltage, and therefore the active diaphragm 21 operates with a small amplitude. You can see that Here, since the active diaphragm 21 operates with a small amplitude, it has the effect of reducing nonlinear distortion that tends to occur in large amplitude operations such as a dynamic cone speaker. This effect is particularly noticeable in deep bass.
次に、共鳴器10の共鳴周波数について説明する。この
共鳴周波数数とは、すなわち直列共振回路Z2の共振周
波数のことであるが、これは、前述の(1)式から明ら
かなように、受動振動板11の等硬質量と空胴およびエ
ツジ部12の等価スチフネスの調整、特に上記の等硬質
量を調整することにより共鳴器10の空胴の体積に無関
係に任意設定できる。(もちろん体積を含んで調整する
ことも可能である。)
次に、共鳴器10が形成する直列共振回路z2の共振の
Q値について説明する。この直列共振回路Z2の両端は
交流的にゼロインピーダンスで短絡されているため、
(負荷抵抗)/(共振インピーダンス)として表わされ
る共振のQ値を正確に算出すると1/2
Q −(m I S c )
/(1/r ’+1/r ’)
C
・・・(10)
となるが、通常r ’ + r c ’は極めて小
さく、に
れをゼロとみなせば無限大となる。Next, the resonant frequency of the resonator 10 will be explained. This resonant frequency number is the resonant frequency of the series resonant circuit Z2, and as is clear from equation (1) above, it is determined by the equal hard mass of the passive diaphragm 11 and the cavity and edge portions. By adjusting the equivalent stiffness of 12, particularly by adjusting the above-mentioned equivalent stiffness, it can be arbitrarily set regardless of the volume of the cavity of the resonator 10. (Of course, it is also possible to adjust the volume including the volume.) Next, the resonance Q value of the series resonant circuit z2 formed by the resonator 10 will be explained. Since both ends of this series resonant circuit Z2 are short-circuited with zero impedance in terms of alternating current, the resonance Q value expressed as (load resistance)/(resonance impedance) can be accurately calculated as 1/2 Q - (m I S c ) /(1/r'+1/r') C...(10) However, normally r'+r c' is extremely small, and becomes infinite if we consider the margin to be zero.
すなわち、この発明によれば、共鳴器10の共振のQ値
が従来に比べて格段に大きくなるということであり、こ
れは共鳴器10の音響放射能力の余裕度を極めて大きく
しているとも見れる。That is, according to the present invention, the Q value of the resonance of the resonator 10 becomes much larger than that of the conventional one, and this can be seen as making the margin of the acoustic radiation ability of the resonator 10 extremely large. .
一般に、共鳴器10等の共鳴Q値を必要に応じて低下さ
せる制御は容易にできる。例えば、共鳴器10による受
動共振系の共鳴周波数f。、を低くすることは、前述の
(1)式
%式%
において、受動振動板11の等価質量m!!を太きくす
ることにより実現される。これは、例えば、受動振動板
110体の重量を増大するだけで容易に実現できる。こ
の場合、等価抵抗r0′。Generally, the resonance Q value of the resonator 10 etc. can be easily controlled to be lowered as necessary. For example, the resonance frequency f of the passive resonance system by the resonator 10. , is the equivalent mass m! of the passive diaphragm 11 in the above-mentioned formula (1). ! This is achieved by making the This can be easily achieved, for example, by simply increasing the weight of the passive diaphragm 110. In this case, the equivalent resistance r0'.
ro′の増大がないとすれば、前述の(10)式により
受動共鳴系の共鳴Q値は見掛は上増大する。If there is no increase in ro', the resonance Q value of the passive resonance system will apparently increase according to the above-mentioned equation (10).
しかし、音圧レベルで見た音響放射能力は共鳴周波数f
の低下に伴ない6dB10ct程度の割合p
で低下していくことになるので、この点だけでは総合的
に判断した場合、それほど顕著な効果とも言いがたい。However, the sound radiation ability in terms of sound pressure level is the resonance frequency f
It decreases at a rate p of about 6 dB10 ct as the value decreases, so when judged comprehensively from this point alone, it cannot be said that the effect is that remarkable.
なお、受動振動体を用いずにこれに相当する等価質量を
空気で構成するものも考えられる。例えば、バスレフ形
スピーカボックス等のような、開口管ボートを有するヘ
ルムホルツ共鳴器を利用するものである。これにおいて
共振周波数を低下させるために、その開口管ボートの寸
法形状を変更して等価質量を増大させることが考えられ
る。しかし、この場合には、どうしてもボートを細くし
たり長くしたりしなければならないため必ず空気抵抗が
増大し、前記等価抵抗の大幅な増大を伴なってしまい、
Q値、音響放射能力ともに、前述の受動振動体を用いる
場合より更に大きい割合で低下していく。Note that it is also conceivable that the equivalent mass is made of air without using a passive vibrator. For example, a Helmholtz resonator with an open tube boat, such as a bass reflex speaker box, is used. In order to lower the resonance frequency, it is conceivable to increase the equivalent mass by changing the dimensions and shape of the open tube boat. However, in this case, the boat must be made thinner or longer, which inevitably increases air resistance, which is accompanied by a significant increase in the equivalent resistance.
Both the Q value and the acoustic radiation ability decrease at an even greater rate than when using the above-mentioned passive vibrator.
ところで、受動振動体を含む含まずに拘らず、共鳴器に
、該共鳴器を駆動するための振動器を配設すると、この
振動器の駆動構成が一般のもの(単なる電圧駆動)であ
る限り、この振動器に固有の内部インピーダンスが必ず
共振回路の制動抵抗となってしまい、通常この値は、前
述した等価抵抗の大きさに比較すればはるかに大きいた
め、結果的には共鳴器のQ値が極端に低下してしまう。By the way, if a resonator is provided with a vibrator for driving the resonator, regardless of whether it includes a passive vibrator, as long as the drive configuration of this vibrator is a general one (mere voltage drive), , the internal impedance inherent in this vibrator always becomes the damping resistance of the resonant circuit, and this value is usually much larger than the equivalent resistance mentioned above, so as a result, the Q of the resonator increases. The value drops dramatically.
したがって従来装置では、受動振動板の重量を増大させ
て等価質量の増大を図っても、空気等価質量を増大させ
ても、いずれも音響放射能力が激減しほとんど無いに等
しいものとなってしまうので、これらの間に顕著な差異
は生じ得なかった。Therefore, in conventional devices, even if you try to increase the equivalent mass by increasing the weight of the passive diaphragm, or increase the air equivalent mass, the acoustic radiation ability will be drastically reduced to almost nothing. , no significant difference could occur between them.
この発明の音響装置では、振動器を共鳴器側からの大気
反作用を打ち消すように駆動するために、前述の負性イ
ンピーダンス駆動あるいは後述のモーショナルフィード
バック駆動を行なうようにしている。この場合、当該振
動器に固有の内部インピーダンスは見掛は上小さくなっ
ており、共鳴器に当該振動器を配設しても何ら共鳴の制
動要素とはならない。すなわち、振動器の能動振動板は
共鳴器の壁と化しているものである。従って、空気等価
質量ではなく受動振動板の重量を増加させて等価質量を
大きくしたことの上述した効果は、はとんどそのまま音
響装置としての効果となって現われる。もって、極めて
重低音域まで十分な放射能力ををする共鳴音響の再生が
可能となる。In the acoustic device of the present invention, in order to drive the vibrator so as to cancel out the atmospheric reaction from the resonator side, the above-mentioned negative impedance drive or the below-mentioned motional feedback drive is performed. In this case, the internal impedance specific to the vibrator is apparently small, and even if the vibrator is disposed in the resonator, it does not act as a damping element for resonance. In other words, the active diaphragm of the vibrator becomes the wall of the resonator. Therefore, the above-mentioned effect of increasing the equivalent mass by increasing the weight of the passive diaphragm instead of the air equivalent mass appears as an effect as an acoustic device. As a result, it is possible to reproduce resonant sound with sufficient radiation ability up to the extremely deep bass range.
また、この発明によれば、装置(キャビネット)を小形
にしながら十分な共鳴音響の放射能力を実現することが
、この発明の先願に係る特願昭62−334263号(
未公開)に比べてはるかに容易になる。すなわち、上記
の先願によれば、共鳴放射部は第3図のようにヘルムホ
ルツ共鳴器101に形成された開口ボート102により
実現されている。そして、振動器103は負性インピー
ダンスを発生させる振動器駆動手段により負性インピー
ダンス駆動されるようになっている。このため、上記の
先願において共鳴周波数を低くしようとすると、開口ボ
ート102の断面積を一定の大きさに保ちながら、ダク
ト104を長(しなければならず、結果として第3図(
a)のようにダクト104がへルムホルツ共鳴器101
から大きく突出したり、同図(b)のようにダクト 9
.104がへルムホルツ共鳴器101の内部に大きく伸
びることは避けられなかった。これは、キャビネットの
大形化(特に奥行寸法の大形化)をもたらし、従って小
形でありながら十分な音響放射能力を可能にするという
要請と矛盾する。また、開口ボート102が小面積とな
ることは避けられないため、音源集中という点では優れ
ているものの、低音スピーカは大口径であるというユー
ザーの一般的認識には反したものとなり、十分な満足を
得られないこともある。Further, according to the present invention, it is possible to realize sufficient resonant sound radiation ability while making the device (cabinet) small.
(unpublished) is much easier. That is, according to the above-mentioned prior application, the resonance radiation section is realized by the open boat 102 formed in the Helmholtz resonator 101 as shown in FIG. The vibrator 103 is driven to a negative impedance by a vibrator driving means that generates a negative impedance. Therefore, in order to lower the resonant frequency in the above-mentioned prior application, the duct 104 must be lengthened while maintaining the cross-sectional area of the open boat 102 at a constant size, and as a result, as shown in FIG.
As shown in a), the duct 104 is the Helmholtz resonator 101
The duct protrudes greatly from the duct 9 as shown in the same figure (b).
.. It was inevitable that 104 would extend largely into the Helmholtz resonator 101. This results in an increase in the size of the cabinet (in particular, an increase in depth dimension) and is therefore inconsistent with the requirement to enable sufficient acoustic radiation capacity while being compact. In addition, since it is inevitable that the opening boat 102 has a small area, although it is excellent in terms of concentrating the sound source, it is contrary to the general perception of users that bass speakers have a large diameter, and it is not satisfactory. Sometimes you can't get it.
この発明によれば、共振周波数を低(することは受動振
動板を大きくする(等価質量を大きくする)ことで達成
され、従って、キャビネットの奥行寸法を著しく低減さ
せることができ、しかも所望の口径とすることができる
ので、上記先願の有していた問題点を克服することがで
きる。According to this invention, lowering the resonant frequency is achieved by increasing the size of the passive diaphragm (increasing the equivalent mass), and therefore, the depth dimension of the cabinet can be significantly reduced, and the desired diameter can be reduced. Therefore, the problems of the above-mentioned earlier application can be overcome.
なお、以上の基本構成の説明では、理想的状態として z −z −zo麿0 v と仮定して説明したが、本質的には 0≦z8くzv とすることでこの発明の効果が充分に得られる。In addition, in the above explanation of the basic configuration, the ideal state is z −z −zomaro0 v Although the explanation was made assuming that 0≦z8kuzv By doing so, the effects of the present invention can be fully obtained.
すなわち、振動器が共鳴器駆動時に共鳴器から受ける大
気反作用を少しでも打ち消すように駆動してやれば、そ
れなりに効果を生じるのである。In other words, if the vibrator is driven so as to cancel out even a small amount of the atmospheric reaction received from the resonator when the resonator is driven, a certain effect will be produced.
なぜなら、振動器の能動振動板が共鳴器の壁面と化す程
度は、共鳴器からの大気反作用によって該能動振動板が
勝手に駆動される度合に関係し、反作用打ち消しの効果
は、z3の値が減少するに従って増加するからである。This is because the degree to which the active diaphragm of the vibrator becomes the wall of the resonator is related to the degree to which the active diaphragm is driven by the atmospheric reaction from the resonator, and the effect of reaction cancellation is determined by the value of z3. This is because it increases as it decreases.
また、負性インピーダンスを大きくし過ぎることにより
、z3mzv−zoの値を負にするようなことは好まし
くない。なぜなら、z3が負になると回路は負荷を含め
全体として負性回路となり、発振を生じるからである。Furthermore, it is not preferable to make the value of z3mzv-zo negative by increasing the negative impedance too much. This is because when z3 becomes negative, the entire circuit including the load becomes a negative circuit, causing oscillation.
従って、内部インピーダンスZ の値が動作中の発熱な
どで変化すると■
きには、これに応じて負性インピーダンスの値をあらか
じめ余裕をもって設定しておくか、温度変化に応じて負
性インピーダンスの値を変える(温度補償する)必要が
ある。Therefore, if the value of internal impedance Z changes due to heat generation during operation, etc., the value of negative impedance should be set with some margin in advance, or the value of negative impedance should be adjusted according to temperature changes. It is necessary to change (temperature compensation).
次に、これまで第1図で説明した第1の実施例の基本構
成において、適用可能な各種の態様を説明する。Next, various aspects that can be applied to the basic configuration of the first embodiment described above with reference to FIG. 1 will be described.
まず、共鳴器については、第1図(a)のものに限られ
ない。例えば、空胴部の形状は球形に限らず直方体、立
方体等としてもよく、また、その容積についても特に限
定されることがない。First, the resonator is not limited to the one shown in FIG. 1(a). For example, the shape of the cavity is not limited to a spherical shape, but may be a rectangular parallelepiped, a cube, etc., and its volume is not particularly limited either.
振動器(電気音響変換器)については、動電形、電磁形
、圧電形および静電形など各種の形のものを適用するこ
とができる。As for the vibrator (electroacoustic transducer), various types such as electrodynamic type, electromagnetic type, piezoelectric type, and electrostatic type can be applied.
負性インピーダンス発生手段についても、各種のちのが
ある。There are also various types of negative impedance generating means.
第4図は、その基本構成を示している。図示のように、
利得Aの増幅回路131の出力をスピーカ132による
負荷ZLに与える。そして、この負荷zLに流れる電流
iを検出し、伝達利得βの帰還回路133を介して増幅
回路131に正帰還する。このようにすれば、回路の出
力インピーダンスZoは
Zo−Zs (1−Aβ) −(11)とし
て求められる。この(11)式でAβ〉1とすれば、Z
oは開放安定形の負性インピーダンスとなる。ここで、
Zsは電流を検出するセンサのインピーダンスである。FIG. 4 shows its basic configuration. As shown,
The output of the amplifier circuit 131 with a gain of A is applied to a load ZL formed by a speaker 132. Then, the current i flowing through this load zL is detected and positively fed back to the amplifier circuit 131 via a feedback circuit 133 with a transfer gain β. In this way, the output impedance Zo of the circuit can be obtained as Zo-Zs(1-Aβ)-(11). If Aβ>1 in this equation (11), then Z
o becomes an open stable negative impedance. here,
Zs is the impedance of the sensor that detects current.
このような回路に相当する具体例は、例えば特公昭59
−51771号、特公昭54−33704号などに示さ
れている。A concrete example corresponding to such a circuit is, for example,
-51771, Japanese Patent Publication No. 54-33704, etc.
次に、この第1の実施例の具体的態様について、順次に
説明する。Next, specific aspects of this first embodiment will be sequentially explained.
第5図は、直方体のキャビネットに適用した具体的態様
の構成図である。図示のように、直方体形状のキャビネ
ット41の後面には穴があけられ、ここに動電形直接放
、射スピーカ42が取り付けられている。スピーカ42
はコーン状の能動振動板43と、その円錐頂部近傍に設
けられた動電形変換器44により構成される。また、キ
ャビネット41の前面にはコーン状の受動振動板45が
設けられ、これがこの発明に特有の仮想スピーカをなし
ている。駆動回路46は負性抵抗駆動用のサーボ回路4
7を有し、この出力で動電形変換器44が駆動される。FIG. 5 is a configuration diagram of a specific embodiment applied to a rectangular parallelepiped cabinet. As shown in the figure, a hole is made in the rear surface of the rectangular parallelepiped-shaped cabinet 41, and an electrodynamic direct radiation speaker 42 is attached to the hole. speaker 42
is composed of a cone-shaped active diaphragm 43 and an electrodynamic transducer 44 provided near the top of the cone. Further, a cone-shaped passive diaphragm 45 is provided on the front surface of the cabinet 41, and this constitutes a virtual speaker unique to this invention. The drive circuit 46 is a servo circuit 4 for driving negative resistance.
7, and the electrodynamic converter 44 is driven by this output.
ここで、動電形変換器44は固有の内部インピーダンス
としてボイスコイル直流抵抗Rを有し、これに対し駆動
回路46は出力インピーダンス中に等価負性抵抗成分(
−R)を有し、従って、これにより抵抗Rが実質的に無
効化できるようになっている。また、R、L 、Cは
それぞ8MM
れスピーカ42を電気的に等価表現したときのモーショ
ナルインピーダンスであり、R,L はCC
それぞれキャビネット41を電気的に等価表現したとき
のインピーダンスであり、R、L 。Here, the electrodynamic converter 44 has a voice coil DC resistance R as a unique internal impedance, whereas the drive circuit 46 has an equivalent negative resistance component (
-R), thus making it possible to substantially nullify the resistance R. Further, R, L and C are the motional impedances when the 8MM speaker 42 is electrically equivalently expressed, and R and L are the impedances when the CC cabinet 41 is electrically equivalently expressed, R,L.
p
Cは受動振動板45を電気的に等価表現したときのモー
ショナルインピーダンスである。p C is the motional impedance when the passive diaphragm 45 is electrically equivalently expressed.
第5図に示す具体的態様の等価的動作構成は、第6図の
ようになる。すなわち、受動振動板45によって等価的
に形成される仮想のスピーカ45′は、容積が無限大の
密閉形キャビネット41′に取り付けられたのと等価と
なる。そして、仮想のスピーカ45′は等画形成された
低域通過フィルタ(LPF)48を介して、通常の(ア
クティブサーボ駆動をしない)アンプ49に接続される
。なお、共鳴器に設けられた受動振動板45からの音圧
周波数特性は、その等価質量によって調整できるだけで
なく、アンプ側の入力信号のレベルを増減設定すること
で任意とすることができ、例えば第7図のような周波数
依存性をもった音響放射を実現できる。An equivalent operational configuration of the specific embodiment shown in FIG. 5 is as shown in FIG. 6. That is, a virtual speaker 45' equivalently formed by the passive diaphragm 45 is equivalent to being installed in a closed cabinet 41' having an infinite volume. The virtual speaker 45' is connected to a normal amplifier 49 (not driven by active servo) via a low-pass filter (LPF) 48 formed with equal dimensions. Note that the sound pressure frequency characteristics from the passive diaphragm 45 provided in the resonator can not only be adjusted by its equivalent mass, but also can be made arbitrary by increasing or decreasing the level of the input signal on the amplifier side. Acoustic radiation with frequency dependence as shown in FIG. 7 can be realized.
第7図は、この発明の第1の実施例の他の具体的態様を
示している。図示の通り、共鳴器は第1および第2の共
鳴器51a、51bがらなり、これらはそれぞれ左右に
振動自在の受動振動板52a、52bを有している。そ
して、共鳴器51a、51bの間の仕切壁53には穴が
あけられ、ここに動電形スピーカ54が取り付けられて
いる。そして、スピーカ54は負の出力インビーダンス
(−R)を等価的に有する駆動制御装置30によって動
作させられ、第1および第2の共鳴器51a、51bか
らのそれぞれの大気反作用に影響されず、その能動振動
板は等価的にこれら共鳴器の壁面の一部となる。この例
では、各共鳴系A、Bはそれぞれ別個の共鳴周波数f。FIG. 7 shows another specific aspect of the first embodiment of the invention. As shown in the figure, the resonator consists of first and second resonators 51a and 51b, each of which has passive diaphragms 52a and 52b that can freely vibrate left and right. A hole is made in the partition wall 53 between the resonators 51a and 51b, and an electrodynamic speaker 54 is attached to the hole. The speaker 54 is operated by the drive control device 30 which equivalently has a negative output impedance (-R), and is not affected by the respective atmospheric reactions from the first and second resonators 51a, 51b. , the active diaphragm equivalently becomes part of the wall of these resonators. In this example, each resonant system A, B has a separate resonant frequency f.
、a。, a.
f を持っている。I have f.
pb 次に、この発明の第2の実施例の基本構成を説明する。pb Next, the basic configuration of the second embodiment of this invention will be explained.
第9図はその基本構成を示している。そして、この実施
例では、振動器駆動装置30は能動振動板21の動きに
対応するモーショナル信号を何らかの手法で検出し、入
力側に負帰還するモーショナルフィードバック(MFB
)部を具備している。FIG. 9 shows its basic configuration. In this embodiment, the vibrator driving device 30 detects a motion signal corresponding to the movement of the active diaphragm 21 by some method, and provides a motion feedback (MFB) that provides negative feedback to the input side.
) section.
この音響装置の電気的等価回路の構成は、第9図(b)
のようになっており、これは第1の実施例と同様である
。The configuration of the electrical equivalent circuit of this audio device is shown in FIG. 9(b).
This is similar to the first embodiment.
この振動器20の本来のインピーダンス等価回路は電気
等価的に見ると、第10図に示すように、前述の等価モ
ーショナルインピーダンスZMと、変換器22固有の内
部インピーダンスZ との直列回路から構成されている
。等価モーショナルインピーダンスzMから検出すべき
モーショナル信号SMとしては、等価モーショナルイン
ピーダンスZHの両端電圧、あるいはその微分出力、ま
たは積分出力であり、これらはそれぞれ能動振動板21
の振動速度、振動加速度、振動変位(振幅)に対応する
ものである。振動器駆動装置30に設けられるモーショ
ナルフィードバック構成は、上記のうちいずれかに対応
する量をモーショナル信号として検出するモーショナル
信号検出部24を有するものであり、これによるモーシ
ョナル信号SMはフィードバック部25によって振動器
駆動装置30の入力側に負帰還される。The original impedance equivalent circuit of this vibrator 20, when viewed in electrical equivalent terms, consists of a series circuit of the above-mentioned equivalent motional impedance ZM and the internal impedance Z specific to the converter 22, as shown in FIG. ing. The motional signal SM to be detected from the equivalent motional impedance ZM is the voltage across the equivalent motional impedance ZH, its differential output, or its integral output, and these are the active diaphragm 21
This corresponds to the vibration velocity, vibration acceleration, and vibration displacement (amplitude) of The motional feedback configuration provided in the vibrator drive device 30 includes a motional signal detection section 24 that detects an amount corresponding to any one of the above as a motional signal, and the resulting motional signal SM is sent to the feedback section 25. Negative feedback is provided to the input side of the vibrator drive device 30.
次に、第9図に示す第2の実施例の音響装置の作用を簡
単に説明する。Next, the operation of the second embodiment of the acoustic device shown in FIG. 9 will be briefly explained.
モーショナルフィードバック機能を有する振動器駆動装
置30から振動器20の変換器22に駆動信号が与えら
れると、変換器22はこれを電気機械変換し、能動振動
板21を前後(図中の左右)に往復駆動する。ここで、
振動器駆動装置30はモーショナルフィードバック部を
有しているが故に、負帰還量が極めて大きいとすれば、
この振動器駆動装置30の駆動状態は、駆動入力に対応
する量の信号が常に上記の等価モーショナルインピーダ
ンスの両端電圧、あるいはその微分電圧、または積分電
圧として正確に伝達されるように追従制御される。言い
換えれば、等価モーショナルインピーダンスに印加され
るモーショナル電圧が、駆動入力と1対1の関係で対応
するように制御されている。従って、振動器駆動装置3
0は見掛は上で振動器20の等価モーショナルインピー
ダンス自体を直接的に線形駆動、あるいは積分駆動また
は微分駆動しているのと等価になり、変換器22に固有
の内部インピーダンスは実効的に無効化されることにな
る。このため、変換器22は振動器駆動装置30からの
駆動信号に忠実に応答して能動振動板21を駆動し、共
鳴器10に対して独立的に駆動エネルギーを与える。When a drive signal is given to the transducer 22 of the vibrator 20 from the vibrator drive device 30 having a motion feedback function, the converter 22 converts this into an electromechanical signal, causing the active diaphragm 21 to move back and forth (left and right in the figure). Drive back and forth. here,
Since the vibrator drive device 30 has a motion feedback section, if the amount of negative feedback is extremely large,
The driving state of this vibrator driving device 30 is tracked and controlled so that a signal corresponding to the driving input is always accurately transmitted as the voltage across the equivalent motional impedance, or its differential voltage, or integral voltage. Ru. In other words, the motional voltage applied to the equivalent motional impedance is controlled to correspond to the drive input in a one-to-one relationship. Therefore, the vibrator drive device 3
0 is equivalent to directly linearly driving, integrally driving, or differentially driving the equivalent motional impedance of the vibrator 20 itself, and the internal impedance specific to the converter 22 is effectively It will be invalidated. Therefore, the converter 22 drives the active diaphragm 21 in faithful response to the drive signal from the vibrator drive device 30, and independently provides drive energy to the resonator 10.
このとき、能動振動板21の前面側(図中の右面側)は
共鳴器10を駆動するための共鳴器駆動部をなしており
、ここには、共鳴器10の空胴内の空気から大気反作用
が加わるが、振動器駆動装置はモーショナルフィードバ
ックによりこの大気反作用を打ち消すように振動器20
を駆動する。At this time, the front side (the right side in the figure) of the active diaphragm 21 constitutes a resonator drive section for driving the resonator 10, and here, the air inside the cavity of the resonator 10 is transferred to the atmosphere. Although a reaction force is added, the vibrator drive device operates the vibrator 20 in such a way that this atmospheric reaction is canceled out by motion feedback.
to drive.
これは、振動器20の変換器22固有の内部インピーダ
ンスZ が実効的に無効化されているため■
であり、従って、能動振動板21は共鳴器10の等価的
な壁となり、共振のQ値は理想的には無限大となる。従
って、第1の実施例と同様にして受動振動板11の等価
質量を調整することにより、例えば第2図のような音圧
の周波数特性を得ることができる。This is because the internal impedance Z specific to the transducer 22 of the vibrator 20 is effectively nullified. Therefore, the active diaphragm 21 becomes an equivalent wall of the resonator 10, and the Q value of resonance is reduced. is ideally infinite. Therefore, by adjusting the equivalent mass of the passive diaphragm 11 in the same manner as in the first embodiment, it is possible to obtain the frequency characteristics of the sound pressure as shown in FIG. 2, for example.
この第2の実施例において特徴的なことは、いわゆる過
剰補償が全く生じないことである。モーショナルフィー
ドバックは駆動入力に対応する量の信号が等価モーシジ
ナルインピーダンス側に正確に伝達されるよう追従制御
するものであって、これによって内部インピーダンスは
見掛は上で無効化されるものである。そして、この内部
インピーダンスの低減もしくは無効化は、振動板の動き
に対応するモーショナル信号を検出し、これと駆動入力
とが常に対応するように駆動状態を負帰還制御すること
で実現されるものであり、負帰還量をβとしたとき内部
インピーダンスの大きさを1/βに減少させるものであ
る。すなわち、上記βが無限大という理想状態で内部イ
ンピーダンスは完全に打消されるものであり、打消しが
過剰に行なわれすぎて全体として負インピーダンスを呈
してしまうというような過剰補償は原理的に生じ得ない
。また、内部インピーダンスがボイスコイルの発熱等で
変動したような場合でも、βがある程度大きければ、上
記内部インピーダンスの低減もしくは無効化の程度は大
きく異なったりすることはなく、このため、第1の実施
例と異なり温度変化に応じてモーショナルフィードバッ
クの程度を変える(温度補償する)必要は全くない。What is distinctive about this second embodiment is that so-called overcompensation does not occur at all. Motional feedback is a tracking control so that the amount of signal corresponding to the drive input is accurately transmitted to the equivalent motional impedance side, and by this, the internal impedance is apparently nullified above. . Reduction or nullification of this internal impedance is achieved by detecting a motion signal corresponding to the movement of the diaphragm and controlling the drive state with negative feedback so that this signal always corresponds to the drive input. This reduces the internal impedance to 1/β, where β is the amount of negative feedback. In other words, in the ideal state where β is infinite, the internal impedance is completely canceled, and in principle, over-compensation occurs where the cancellation is excessive and the impedance as a whole becomes negative. I don't get it. Further, even if the internal impedance fluctuates due to heat generation of the voice coil, etc., as long as β is large to a certain extent, the degree of reduction or nullification of the internal impedance will not differ greatly. Unlike the example, there is no need to change the degree of motional feedback (temperature compensation) in response to temperature changes.
なお、以上の説明では、内部インピーダンス2 はモー
ショナルフィードバック駆動により完全に無効化(Z
−0)されると仮定して説明したが、本質的にはZ
を実効的に減少化させるこ■
とでこの第2の実施例の効果が充分に得られることは、
前述の第1の実施例と同様である。In addition, in the above explanation, internal impedance 2 is completely nullified (Z
−0), but essentially Z
The fact that the effects of this second embodiment can be fully obtained by effectively reducing
This is similar to the first embodiment described above.
モーショナルフィードバックのかけ方およびモーショナ
ル信号の検出方式には、各種のものがある。There are various methods of applying motional feedback and detecting motional signals.
モーショナルフィードバック部の基本的構成については
、第10図において既に説明した通りであるが、このモ
ーショナルフィードバック駆動を行なうためには、能動
振動体の動きに対応したモーショナル信号を検出するこ
とが必要となる。そして、このモーショナル信号の検出
方式については、前述したように変位検出形4、速度検
出形および加速度検出形の三方式があり、検出部の構成
については振動器駆動装置の出力からモーショナル信号
を電気回路的に検出するようにしたものと、振動器の能
動振動体から検出するようにしたものもある。The basic configuration of the motional feedback section has already been explained in FIG. 10, but in order to perform this motional feedback drive, it is necessary to detect a motional signal corresponding to the movement of the active vibrator. becomes. As for the detection method of this motional signal, as mentioned above, there are three methods: displacement detection type, speed detection type, and acceleration detection type.As for the configuration of the detection section, the motional signal is electrically transmitted from the output of the vibrator drive device. Some are designed to detect using a circuit, while others are detected from an active vibrating body of a vibrator.
変位検出方式は能動振動板の振幅に対応した量、すなわ
ち等価モーショナルインピーダンスの両端電圧の積分出
力に対応する量のモーショナル信号を得るもので、例え
ば容量変化形MFBスピーカとして知られている。速度
検出方式は能動振動板の速度、すなわち等価モーショナ
ルインピーダンスの両端電圧の微分出力に対応する量の
モーショナル信号を得るもので、例えば検出コイル形M
FBスピーカとして知られている。The displacement detection method obtains a motion signal of an amount corresponding to the amplitude of the active diaphragm, that is, an amount corresponding to the integrated output of the voltage across the equivalent motional impedance, and is known as, for example, a capacitive variable MFB speaker. The speed detection method obtains a motion signal of an amount corresponding to the speed of the active diaphragm, that is, the differential output of the voltage across the equivalent motional impedance.For example, the detection coil type M
It is known as an FB speaker.
加速度検出方式は能動振動板の加速度、すなわち等価モ
ーショナルインピーダンスの両端電圧そのものに対応し
た量のモーショナル信号を得るもので、例えば圧電形M
FBスピーカが知られている。The acceleration detection method obtains a motion signal corresponding to the acceleration of the active diaphragm, that is, the voltage across the equivalent motional impedance itself.For example, a piezoelectric type M
FB speakers are known.
上記のようにして検知される振幅対応、速度対応および
加速度対応のそれぞれのモーショナル信号は、微分回路
あるいは積分回路を用いて相互に変換することが可能で
ある。従って、検出方式として上記三方式のいずれを採
用したかということに制約されることなく、振幅、速度
および加速度のいずれに対応するモーショナル信号でも
フィードバックすることができ、またこれらを適切な割
合で混合させてフィードバックすることもできる。The amplitude-corresponding, velocity-corresponding and acceleration-corresponding motion signals detected as described above can be mutually converted using a differentiating circuit or an integrating circuit. Therefore, without being restricted by which of the three detection methods is adopted, it is possible to feed back motional signals corresponding to any of the amplitude, velocity, and acceleration, and to mix these in an appropriate ratio. You can also give feedback.
次に、第11図を参照して、電気的に構成された検出手
段によりモーショナル信号を検出して負帰還する方式と
して、ブリッジ型モーショナルフィードバックの例を説
明する。Next, with reference to FIG. 11, an example of bridge type motional feedback will be described as a method of detecting a motional signal using an electrically configured detection means and giving negative feedback.
第11図はその回路図である。図中において、バンドパ
スフィルタ(B P F)回路220は入力端子209
から信号v1を入力して信号(v1+V M)を出力す
る。この回路によれば、入力信号v1の電圧波形を正確
にスピーカ223のモーショナルインピーダンスの両端
へ伝達することができる。FIG. 11 is its circuit diagram. In the figure, a bandpass filter (BPF) circuit 220 has an input terminal 209.
It inputs the signal v1 from and outputs the signal (v1+VM). According to this circuit, the voltage waveform of the input signal v1 can be accurately transmitted to both ends of the motional impedance of the speaker 223.
裸利得の大きい電圧増幅器221aとパワー段をなすト
ランジスタ221bおよび221cとから構成される。It is composed of a voltage amplifier 221a with a large bare gain and transistors 221b and 221c forming a power stage.
増幅部221の出力端はスピーカ223の一端に接続さ
れているが、このスピーカ223の能動振動板は共鳴器
駆動部をなし、ここに受動振動板を有する共鳴器(図示
せず)が配設される。The output end of the amplifier section 221 is connected to one end of the speaker 223, and the active diaphragm of this speaker 223 constitutes a resonator drive section, in which a resonator (not shown) having a passive diaphragm is arranged. be done.
スピーカ223、抵抗224〜226,231およびコ
ンデンサ227は、モーショナル電圧■Mを検出するた
めのブリッジ回路232を構成する。このブリッジ回路
232の抵抗224〜226の合成抵抗値
(α 争 R+ α−R/2 + α−R/2)v
S
Sは、抵抗228,231の合成抵抗値(R+R)に対
して十分大きく、かつ抵抗231の抵抗値Rは抵抗22
8の抵抗値Rに対して十分S
vに小さい値と
なるように設定されている。また、抵抗224,225
,226および231はスピーカ223に対して、
α ・ R/ α 争 R−R/R・・・ (5)S
VS
なる条件に設定されている。このように各抵抗の値を決
定することで、抵抗225と抵抗226との接続点P4
と、スピーカ223の他端と抵抗231の接続点P3と
の間にモーショナル電圧■Mが正確に検出される。The speaker 223, the resistors 224 to 226, 231, and the capacitor 227 constitute a bridge circuit 232 for detecting the motional voltage (M). Combined resistance value of the resistors 224 to 226 of this bridge circuit 232 (α R+ α-R/2 + α-R/2)v
S
S is sufficiently larger than the combined resistance value (R+R) of the resistors 228 and 231, and the resistance value R of the resistor 231 is
Sufficient S for the resistance value R of 8
v is set to a small value. In addition, resistors 224 and 225
, 226 and 231 to the speaker 223, α・R/α dispute R-R/R... (5)S
The conditions are set to VS. By determining the value of each resistor in this way, the connection point P4 between the resistor 225 and the resistor 226 is
Then, the motional voltage ■M is accurately detected between the other end of the speaker 223 and the connection point P3 of the resistor 231.
ブリッジ回路232、増幅器234,237、抵抗23
5,236,238.239およびコンデンサ240は
ブリッジ増幅部241を構成する。Bridge circuit 232, amplifiers 234, 237, resistor 23
5, 236, 238, 239 and the capacitor 240 constitute a bridge amplification section 241.
そして、このブリッジ増幅部241は、等価モーショナ
ルインピーダンスに印加されるモーショナル電圧を検出
してモーショナル信号を出力する検出手段に該当する。The bridge amplification section 241 corresponds to a detection means that detects a motional voltage applied to the equivalent motional impedance and outputs a motional signal.
このようにすれば、ブリッジ増幅器234の出力電圧v
4からスピーカ223のモーショナル電圧VMを、V4
−VMとして正確に得られることになる。In this way, the output voltage v of the bridge amplifier 234
4 to the motional voltage VM of the speaker 223, V4
- It will be obtained exactly as VM.
次に、以上の構成における第11図の回路の動作を説明
する。Next, the operation of the circuit shown in FIG. 11 with the above configuration will be explained.
まず、BPF回路220によって人力信号■1のうちの
所定の周波数成分の信号レベルが増強される。すなわち
、モーショナルフィードバック駆動を行なったためにス
ピーカ223に固有の内部インピーダンスが見掛は上無
効化された結果として、スピーカ223はQL=IOの
動作となり、したかって最低共振周波数f 相当値近傍
での音圧時性が低下するので、これを補償すべく該当周
波数帯の信号レベルを増強する。そして、信号(v1+
VM)は増幅部221の増幅器221aで増幅された後
、スピーカ223へ供給され、スピーカ223が略々平
坦な振動特性で駆動される。First, the BPF circuit 220 enhances the signal level of a predetermined frequency component of the human input signal (1). In other words, as a result of the motional feedback drive, the internal impedance specific to the speaker 223 is apparently nullified, and as a result, the speaker 223 operates as QL=IO, and therefore the lowest resonance frequency f near the equivalent value. Since the sound pressure temporality decreases, the signal level of the corresponding frequency band is increased to compensate for this. Then, the signal (v1+
VM) is amplified by the amplifier 221a of the amplifying section 221 and then supplied to the speaker 223, and the speaker 223 is driven with substantially flat vibration characteristics.
スピーカ223が駆動されると、スピーカ223の等価
回路230の両端にモーショナル電圧VMが発生する。When the speaker 223 is driven, a motional voltage VM is generated across the equivalent circuit 230 of the speaker 223.
そして、モーショナル電圧vMはブリッジ増幅部241
によって検出され、コンデンサ242を介して増幅器2
21aの反転入力端へ供給される。ここにおいて、検出
ブリッジにはスピーカ223の内部インピーダンス22
9に対応するコンデンサ227が設けられているので、
モーショナル電圧は従来の検出ブリッジに比べてはるか
に正確に検知される。従って、増幅部221に対しては
、モーショナル電圧vMが正確にかつ極めて大きい帰還
量で帰還されることになる。The motional voltage vM is the bridge amplifier 241
is detected by amplifier 2 via capacitor 242.
It is supplied to the inverting input terminal of 21a. Here, the detection bridge includes the internal impedance 22 of the speaker 223.
Since a capacitor 227 corresponding to 9 is provided,
Motional voltages are sensed much more accurately than traditional sensing bridges. Therefore, the motional voltage vM is accurately fed back to the amplifying section 221 with an extremely large amount of feedback.
このようにモーショナル電圧VMを増幅部221へ極め
て大量に負帰還させるようにしたので、スピーカ223
の内部インピーダンスR。In this way, since the motional voltage VM is negatively fed back to the amplifying section 221 in an extremely large amount, the speaker 223
internal impedance R.
L は共に略々完全に無効化され、従ってスビー■
力223は振動系の過渡応答による歪を全く含むことな
しに、駆動入力に対して忠実に応答して変位する。さら
に、そのうえで駆動入力のレベルを制御しているため、
最終的には従来と同様の振動特性を実現することができ
、さらにはこの駆動入力レベル制御の内容如何では振動
特性を元より低域まで伸ばすことも可能となる。Both L and L are almost completely nullified, so that the smooth force 223 is displaced in faithful response to the drive input without including any distortion due to the transient response of the vibration system. Furthermore, since the drive input level is controlled on top of that,
In the end, it is possible to achieve the same vibration characteristics as in the past, and furthermore, depending on the content of this drive input level control, it is also possible to extend the vibration characteristics to a lower range than the original.
これに加えて、スピーカ223の共振系は実質的に共振
系ではなくなり、スピーカ223の振動板は図示しない
共鳴器の壁面と等価になるので、この共鳴系にはスピー
カ223の振動系とは全(独立にエネルギーが供給され
ることになる。また、共鳴器の受動振動板の等価質量を
大きくすることで、共鳴周波数を低くしながら同時に共
鳴のQ値を大きくできることになる。そして、内部イン
ピーダンスが見掛は上無効化されるため、このスピーカ
223を共鳴器に配設しても当該共鳴器のQ値は、それ
により何ら低下することはなく、結果として当該共鳴器
の音響放射能力は充分強大となる。In addition, the resonance system of the speaker 223 is no longer substantially a resonance system, and the diaphragm of the speaker 223 becomes equivalent to the wall surface of the resonator (not shown). (Energy will be supplied independently.Also, by increasing the equivalent mass of the passive diaphragm of the resonator, the resonance frequency can be lowered and the resonance Q value can be increased at the same time.And the internal impedance is apparently nullified, so even if this speaker 223 is placed in a resonator, the Q value of the resonator will not be reduced in any way, and as a result, the acoustic radiation ability of the resonator will be reduced. Become strong enough.
モーショナル信号の検出手法については、上記の例に限
られず、種々の態様が可能である。The method of detecting a motion signal is not limited to the above example, and various embodiments are possible.
まず、光学的な検出としては、実公昭42−5561号
公報あるいは同42−15110号公報に示されたもの
があり、その他にも、スリットによる変調を利用した実
公昭43−12619号公報や、光ファイバを用いた特
公昭54−111327号公報が知られている。First, as optical detection, there are those shown in Japanese Utility Model Publication No. 42-5561 or Japanese Utility Model Publication No. 42-15110, and there are also methods such as Japanese Utility Model Publication No. 43-12619 that utilizes modulation by slits, Japanese Patent Publication No. 54-111327 using an optical fiber is known.
半導体を用いた検出としては、例えばスピーカの磁気ギ
ャップに感磁性の半導体素子を挿入するもの(実公昭4
4−28472号公報)や、スピーカのポールピースの
前方にホール素子を配設するもの(特開昭49−102
324号公報)などがある。Detection using semiconductors includes, for example, inserting a magnetically sensitive semiconductor element into the magnetic gap of a speaker.
4-28472), and those in which a Hall element is disposed in front of the pole piece of the speaker (Japanese Patent Application Laid-open No. 49-102).
Publication No. 324).
圧電効果を用いた検出としては、例えばコーンスピーカ
のコーン紙の前面に圧電素子を配設するもの(実公昭4
1−20247号公報)などがある。Detection using the piezoelectric effect includes, for example, a method in which a piezoelectric element is placed in front of a cone paper of a cone speaker.
1-20247).
また、静電的に能動振動板の振幅を検出するものとして
は、例えば内側固定電極と外側固定電極との間にボビン
の可動電極を配設することでモーショナル信号を検出し
たものがある(特公昭54−36486号公報)。In addition, as a method for electrostatically detecting the amplitude of an active diaphragm, there is a method that detects a motion signal by disposing a movable electrode of a bobbin between an inner fixed electrode and an outer fixed electrode, for example. Publication No. 54-36486).
一方、電気的構成によってモーショナル信号を検出する
ものでは、ブリッジ検出を差動増幅回路で行なうもの(
実公昭44−9634号公報)、ブリッジ回路の構成要
素にセンタータップ付きの出カドランスを用いたもの(
実公昭43−2502号公報)などがある。On the other hand, among devices that detect motional signals using an electrical configuration, bridge detection is performed using a differential amplifier circuit (
Utility Model Publication No. 44-9634), a bridge circuit using an output transformer with a center tap as a component (
Utility Model Publication No. 43-2502).
次に、この第2の実施例の具体的態様について、説明す
る。Next, specific aspects of this second embodiment will be explained.
第12図は、直方体のキャビネットに適用した実施例の
構成図である。図示のように、直方体形状のキャビネッ
ト41の後面に取り付けられたスピーカ42の反対側(
前面側)にはコーン状の受動振動板45が前後に移動自
在に配設され、これがこの発明に特有の仮想スピーカを
なしている。FIG. 12 is a configuration diagram of an embodiment applied to a rectangular parallelepiped cabinet. As shown in the figure, the opposite side of the speaker 42 attached to the rear surface of the rectangular parallelepiped-shaped cabinet 41 (
A cone-shaped passive diaphragm 45 is disposed on the front side) so as to be movable back and forth, and constitutes a virtual speaker unique to this invention.
駆動回路46は裸利得の大きい駆動部47aと、動電形
変換器44の等価モーショナルインピーダンスに印加さ
れるモーショナル電圧を検出する検出部47bと、この
検出部47bの出力に所定の変換を施してモーショナル
信号を出力する帰還部47cと、この帰還部47cから
出力されるモーショナル信号を入力側に負帰還する減算
器47cを有し、この出力で動電形変換器44が駆動さ
れる。。The drive circuit 46 includes a drive section 47a with a large bare gain, a detection section 47b that detects a motional voltage applied to the equivalent motional impedance of the electrodynamic converter 44, and a predetermined conversion on the output of the detection section 47b. The subtracter 47c has a feedback section 47c that outputs a motional signal and a subtracter 47c that negatively feeds back the motional signal outputted from the feedback section 47c to the input side, and the electrodynamic converter 44 is driven by this output. .
ここで、動電形変換器44は固有の内部インピーダンス
としてボイスコイル直流抵抗Rを有し、これは駆動回路
46のモーショナルフィードバック駆動により見掛は上
無効化できるようになっている。Here, the electrodynamic converter 44 has a voice coil DC resistance R as an inherent internal impedance, which can be apparently nullified by the motional feedback drive of the drive circuit 46.
この例によっても、受動振動板45によって等価的に形
成される仮想のスピーカは、容積が無限大の密閉形キャ
ビネットに取り付けられたのと等価となる。そして、仮
想のスピーカは等価的に形成された低域通過フィルタ(
L P F)を介して、通常の(アクティブサーボ駆動
をしない)アンプに接続されたのと等価になる。In this example as well, the virtual speaker equivalently formed by the passive diaphragm 45 is equivalent to being installed in a closed cabinet with an infinite volume. Then, the virtual speaker is an equivalently formed low-pass filter (
It is equivalent to being connected to a normal amplifier (without active servo drive) via the LPF).
なお、この例においても、共鳴器の音圧周波数特性はア
ンプ側の入力信号のレベルを増減設定することで任意と
することができる。このような調整は、第10図の回路
において例えばBPF回路220によって実現されてい
る。In this example as well, the sound pressure frequency characteristics of the resonator can be made arbitrary by increasing or decreasing the level of the input signal on the amplifier side. Such adjustment is realized, for example, by the BPF circuit 220 in the circuit of FIG.
上記の構成によれば、共鳴器を駆動するための能動振動
体を有する振動器は固有の内部インピーダンスを有して
いるが、この振動器は共鳴器駆動時の当該共鳴器からの
大気反作用を打ち消すように駆動されるため、能動振動
板は等価的に共鳴器の壁となり、共鳴器から見たときの
振動器の存在が無効化され、従って振動器に固有の内部
インピーダンスが共鳴器の共振のQ値を低下させる要因
とはならなくなる。このため、共鳴器の共振のQ値は極
めて高くなり、これは負性インピーダンス駆動を行なう
ときにも、モーショナルフィードバック駆動を行なうと
きにも、同様である。従って、共鳴器を小形化し、かつ
共鳴周波数を低くすることにより、共鳴器としての音響
抵抗が大きくなって通常の駆動方式では共振のQ値が非
常に小さくなるような場合でも、この発明では振動器に
より共振のQ値の低下はない。According to the above configuration, the vibrator having the active vibrator for driving the resonator has a unique internal impedance, but this vibrator does not react to the atmospheric reaction from the resonator when the resonator is driven. Since the active diaphragm is driven to cancel, it equivalently becomes the wall of the resonator, negating the presence of the oscillator when seen from the resonator, and thus causing the inherent internal impedance of the oscillator to interfere with the resonance of the resonator. It will no longer be a factor that lowers the Q value of. Therefore, the resonance Q value of the resonator becomes extremely high, and this is the same when performing negative impedance driving and when performing motional feedback driving. Therefore, by making the resonator smaller and lowering the resonant frequency, the acoustic resistance of the resonator becomes large and the resonance Q value becomes extremely small in a normal drive system. There is no decrease in the resonance Q value depending on the device.
また、共鳴器の共振周波数は受動振動体の等価質量を大
きくすることで容易に低くすることができ、さらに、受
動振動板の等価質量を大きくして共振周波数を低くした
場合、空気質量を大きくすることと比べて音響放射能力
の低下が少ない。また、キャビネットの小形化(特に薄
形化)を実現でき、その口径も原理的には任意に設計で
きることになる。結果として、小形でありながら十分な
音響放射能力を実現できる。In addition, the resonant frequency of the resonator can be easily lowered by increasing the equivalent mass of the passive diaphragm, and furthermore, if the equivalent mass of the passive diaphragm is increased and the resonant frequency is lowered, the air mass can be increased. There is less decline in acoustic radiation ability compared to Furthermore, the cabinet can be made smaller (particularly thinner), and its diameter can be designed arbitrarily in principle. As a result, it is possible to realize sufficient sound radiation ability despite being small.
第1図は、この発明の第1の実施例の基本構成を説明す
る図、
第2図は、音圧の周波数特性図、
第3図は、本出願人による先願の問題点を説明する図、
第4図は、負性インピーダンス生成の基本構成を説明す
る図、
第5図は、第1の実施例の具体的態様を説明する図、
第6図は、第5図の等価的動作構成を説明する図、
第7図は、第5図および第6図に示す具体的態様の音圧
の周波数依存性を説明する図、第8図は、第1の実施例
の他の具体的態様を説明する図、
第9図は、この発明の第2の実施例の基本構成を説明す
る図、
第10図は、モーショナルフィードバックの概念を説明
する図、
第11は、ブリッジ検出を用いたモーショナルフィード
バックの例の回路図、
第12図は、第2の実施例の具体的態様を説明する図、
である。
10・・・共鳴器、11・・・受動振動板、12・・・
エツジ部、20・・・振動器、21・・・能動振動板、
22・・・変換器、24・・・モーショナル信号検出部
、25・・・フィードバック部、Zo・・・出力インピ
ーダンス、Z ・・・内部インピーダンス。
第2図
先願の問題点の説明図
第3図
第7図FIG. 1 is a diagram explaining the basic configuration of the first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a frequency characteristic diagram of sound pressure, and FIG. 3 is a diagram explaining the problems of the previous application by the present applicant. 4 is a diagram explaining the basic configuration of negative impedance generation. FIG. 5 is a diagram explaining a specific aspect of the first embodiment. FIG. 6 is an equivalent operation of FIG. 5. 7 is a diagram illustrating the frequency dependence of sound pressure in the specific embodiment shown in FIGS. 5 and 6. FIG. 9 is a diagram explaining the basic configuration of the second embodiment of the present invention. FIG. 10 is a diagram explaining the concept of motional feedback. 11 is a diagram explaining the concept of motional feedback. FIG. 12 is a diagram illustrating a specific aspect of the second embodiment. 10... Resonator, 11... Passive diaphragm, 12...
Edge part, 20... vibrator, 21... active diaphragm,
22...Converter, 24...Motional signal detection section, 25...Feedback section, Zo...Output impedance, Z...Internal impedance. Figure 2: Explanatory diagram of the problems of the earlier application Figure 3: Figure 7
Claims (3)
受動振動体を有する共鳴器と、 前記共鳴器を駆動するための共鳴器駆動部を含んで構成
される能動振動体を有しかつ前記共鳴器に配設される振
動器と、 この振動器による前記共鳴器の駆動時に当該共鳴器から
の大気反作用を打ち消すように駆動状態を制御する駆動
制御手段を有し、前記振動器を駆動する振動器駆動手段
と、 を備えることを特徴とする音響装置。1. a resonator having a passive vibrating body as a resonance radiating section for radiating sound due to resonance; and an active vibrating body configured to include a resonator driving section for driving the resonator; A vibrator drive for driving the vibrator, the vibrator having a vibrator arranged therein, and a drive control means for controlling a drive state so as to cancel an atmospheric reaction from the resonator when the vibrator drives the resonator. An acoustic device comprising: means;
ンピーダンス中に等価的に負性インピーダンス成分を発
生する負性インピーダンス発生手段であることを特徴と
する請求項1記載の音響装置。2. 2. The acoustic device according to claim 1, wherein the drive control means is a negative impedance generating means that equivalently generates a negative impedance component in the output impedance of the vibrator driving means.
するモーショナル信号を検出して入力側へ負帰還するモ
ーショナルフィードバック手段を有し前記振動器をモー
ショナルフィードバック駆動することを特徴とする請求
項1記載の音響装置。3. 2. The vibrator driving means includes a motional feedback means for detecting a motion signal corresponding to the movement of the active vibrating body and negatively feeding it back to an input side, and drives the vibrator by motional feedback. 1. The acoustic device according to 1.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8103388A JPH01253397A (en) | 1988-04-01 | 1988-04-01 | Acoustic device |
| EP19890104934 EP0340435A3 (en) | 1988-04-01 | 1989-03-20 | Acoustic apparatus |
| US07/328,473 US5009280A (en) | 1988-04-01 | 1989-03-24 | Acoustic apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8103388A JPH01253397A (en) | 1988-04-01 | 1988-04-01 | Acoustic device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01253397A true JPH01253397A (en) | 1989-10-09 |
Family
ID=13735148
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8103388A Pending JPH01253397A (en) | 1988-04-01 | 1988-04-01 | Acoustic device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01253397A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019115039A (en) * | 2017-12-20 | 2019-07-11 | ブジョン カンパニー,リミテッド | Acoustic device having multiple diaphragms |
-
1988
- 1988-04-01 JP JP8103388A patent/JPH01253397A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019115039A (en) * | 2017-12-20 | 2019-07-11 | ブジョン カンパニー,リミテッド | Acoustic device having multiple diaphragms |
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