JPH0135560B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0135560B2 JPH0135560B2 JP54049514A JP4951479A JPH0135560B2 JP H0135560 B2 JPH0135560 B2 JP H0135560B2 JP 54049514 A JP54049514 A JP 54049514A JP 4951479 A JP4951479 A JP 4951479A JP H0135560 B2 JPH0135560 B2 JP H0135560B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- speaker
- variable delay
- output
- clock oscillator
- delay circuit
- 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.)
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-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; ELECTRIC HEARING AIDS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
- H04R3/00—Circuits for transducers
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Reverberation, Karaoke And Other Acoustics (AREA)
- Circuit For Audible Band Transducer (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はスピーカのドツプラー歪みを打消すよ
うにした音響装置に関するものである。
うにした音響装置に関するものである。
スピーカは、多くの周波数成分を持つて電気信
号を、同時に音響エネルギーに変換するものであ
る。したがつて、例えば周波数成分の低い信号と
周波数成分の高い信号が同時に加わつた場合、周
波数成分の高い信号の発音位置は、周波数成分の
低い信号による発音体の変位によつて、刻々変化
を受ける。その結果、周波数成分の高い信号の周
波数は、ドツプラー効果により、周波数成分の低
い信号で周波数変調を受け、入力信号と異つた周
波数成分を含む音響エネルギーを発生させる。こ
れがドツプラー歪みと言われているものである。
号を、同時に音響エネルギーに変換するものであ
る。したがつて、例えば周波数成分の低い信号と
周波数成分の高い信号が同時に加わつた場合、周
波数成分の高い信号の発音位置は、周波数成分の
低い信号による発音体の変位によつて、刻々変化
を受ける。その結果、周波数成分の高い信号の周
波数は、ドツプラー効果により、周波数成分の低
い信号で周波数変調を受け、入力信号と異つた周
波数成分を含む音響エネルギーを発生させる。こ
れがドツプラー歪みと言われているものである。
このドツプラー歪みは１信号の場合でも発生す
る。１信号の場合でも、それ自身の信号によつて
スピーカの発音位置が変化するため、発音位置か
ら聴取位置までの到達時間が変化し、その結果歪
むものである。
る。１信号の場合でも、それ自身の信号によつて
スピーカの発音位置が変化するため、発音位置か
ら聴取位置までの到達時間が変化し、その結果歪
むものである。
この１信号の場合のドツプラー歪みを、第１図
を用いて説明する。
を用いて説明する。
第１図において、p0はスピーカの発音体の静止
位置、Ｑは聴取位置、P0，P1，P2，P3，P4は各
時刻における発音体の位置、ｘ（ｔ）は発音体の
変移、ｐ（ｔ）は発音位置における音圧、T0，
T1，T2，T3，T4は各発音位置P0，P1，P3，P4
からの音が聴取位置Ｑに遅達する時刻、ｑ（ｔ）
は聴取位置における音圧、P1，P3は発音位置P1，
P3における音圧、q1，q3は聴取位置での時刻T1，
T3における音圧、ｔは時間、ｌはP0Q間の距離、
Ｖは音速である。
位置、Ｑは聴取位置、P0，P1，P2，P3，P4は各
時刻における発音体の位置、ｘ（ｔ）は発音体の
変移、ｐ（ｔ）は発音位置における音圧、T0，
T1，T2，T3，T4は各発音位置P0，P1，P3，P4
からの音が聴取位置Ｑに遅達する時刻、ｑ（ｔ）
は聴取位置における音圧、P1，P3は発音位置P1，
P3における音圧、q1，q3は聴取位置での時刻T1，
T3における音圧、ｔは時間、ｌはP0Q間の距離、
Ｖは音速である。
まずスピーカに正弦波を加えた場合、ピストン
振動領域では、正弦波の音圧ｐ（ｔ）が発生する。
この時、スピーカの発音体の変位ｘ（ｔ）は、ｐ
（ｔ）を２回積分したものになり、第１図のｘ
（ｔ）のような正弦波になる。
振動領域では、正弦波の音圧ｐ（ｔ）が発生する。
この時、スピーカの発音体の変位ｘ（ｔ）は、ｐ
（ｔ）を２回積分したものになり、第１図のｘ
（ｔ）のような正弦波になる。
点P0から発せられた音は点ＱにT0＝ｌ／Ｖの時間
後に到達する。点P1からの音は同様に時刻T1に
到達する。この時の音圧q1は点P1での音圧p1に比
例したものである。以下同様に、点P2，P3，P4
から発せられた音は、聴取位置に時刻T2，T3，
T4に到達するため、聴取位置Ｑにおける音圧は、
第１図ｑ（ｔ）に示すように歪んだ波形になる。
到達する。この時の音圧q1は点P1での音圧p1に比
例したものである。以下同様に、点P2，P3，P4
から発せられた音は、聴取位置に時刻T2，T3，
T4に到達するため、聴取位置Ｑにおける音圧は、
第１図ｑ（ｔ）に示すように歪んだ波形になる。
本発明は、このドツプラー歪みを回路的に打消
すようにした音響装置を提供するものである。こ
の歪みは、第１図で説明したように、各発音体位
置から聴取位置までの到達時間が刻々変化するた
めに生ずるものである。時刻ｔにおいて発生した
音が聴取点に到達するまでの所要時間をＴ（ｔ）
とおくと、次のようになる。
すようにした音響装置を提供するものである。こ
の歪みは、第１図で説明したように、各発音体位
置から聴取位置までの到達時間が刻々変化するた
めに生ずるものである。時刻ｔにおいて発生した
音が聴取点に到達するまでの所要時間をＴ（ｔ）
とおくと、次のようになる。
Ｔ（ｔ）＝ｌ−ｘ（ｔ）／Ｖ＝T0−１／Ｖｘ（ｔ）…
…(1) したがつて、この所要時間の変化分を予め補正
した信号をスピーカに加えることによつて、到達
時間を一定にし、歪みを打消すことができる。
…(1) したがつて、この所要時間の変化分を予め補正
した信号をスピーカに加えることによつて、到達
時間を一定にし、歪みを打消すことができる。
この補正は、BBC等の可変遅延回路を用いて
行うことができる。
行うことができる。
第２図を用いて、BBDによる信号遅延の説明
を行う。第２図において、C1，C2……CnはBBD
の各段を表わし、ａ（t1）は時刻t1におけるBBD
入力信号の振幅、ｂ（t1＋to）は入力信号ａ（t1）
のBBD内通過所要時間to後の出力信号の振幅で、
これら入力信号の振幅と出力信号の振幅の間には
ａ（t1）＝ｂ（t1＋to）なる関係がある。
を行う。第２図において、C1，C2……CnはBBD
の各段を表わし、ａ（t1）は時刻t1におけるBBD
入力信号の振幅、ｂ（t1＋to）は入力信号ａ（t1）
のBBD内通過所要時間to後の出力信号の振幅で、
これら入力信号の振幅と出力信号の振幅の間には
ａ（t1）＝ｂ（t1＋to）なる関係がある。
いま、BBDのクロツク周波数が信号の周波数
よりも十分大きいとすると、信号のある微少時間
区間におけるBBDのクロツク周期τ（ｔ）は一定
とみなせる。
よりも十分大きいとすると、信号のある微少時間
区間におけるBBDのクロツク周期τ（ｔ）は一定
とみなせる。
そこで、信号のある微少時間区間における信号
のBBD通過時間to（ｔ）は to（ｔ）＝nτ（ｔ） ……(2) となる。ここでｎはBBDの段数である。
のBBD通過時間to（ｔ）は to（ｔ）＝nτ（ｔ） ……(2) となる。ここでｎはBBDの段数である。
そこで、クロツク周期τ（ｔ）の平均値をτ0，
τ0からの変化分をΔτ（ｔ）とおくと、(2)式は to（ｔ）＝ｎ｛τ0＋Δτ（ｔ）｝ ＝nτ0＋nΔτ（ｔ） ……(3) となる。
τ0からの変化分をΔτ（ｔ）とおくと、(2)式は to（ｔ）＝ｎ｛τ0＋Δτ（ｔ）｝ ＝nτ0＋nΔτ（ｔ） ……(3) となる。
そこで、(3)式のｎ，Δτ（ｔ）を
nΔτ（ｔ）＝１／Ｖｘ（ｔ） ……(4)
となるように設定および制御すると、信号の
BBD内通過時間to（ｔ）は to（ｔ）＝nτ0＋１／Ｖｘ（ｔ） ……(5) となる。
BBD内通過時間to（ｔ）は to（ｔ）＝nτ0＋１／Ｖｘ（ｔ） ……(5) となる。
このように制御された信号をスピーカに加えた
場合の、各位相が聴取点に到達する時間は、次の
ようになる。
場合の、各位相が聴取点に到達する時間は、次の
ようになる。
to（ｔ）＋Ｔ（ｔ）＝nτ0＋１／Ｖｘ（ｔ）
＋T0−１／Ｖｘ（ｔ）
＝T0＋nτ0 ……(6)
すなわち一定となり、歪みが補正される。
前述のように、ｘ（ｔ）は信号を２回積分した
ものである。そこで、(5)式に示すような信号遅延
を行う回路の具体例を第３図に示す。
ものである。そこで、(5)式に示すような信号遅延
を行う回路の具体例を第３図に示す。
第３図において、１は入力端、２は信号遅延用
のBBD、３はBBD用クロツク発振器、４は積分
回路、５は増幅器、６はスピーカである。
のBBD、３はBBD用クロツク発振器、４は積分
回路、５は増幅器、６はスピーカである。
第３図の例では、まず信号を積分回路４で２回
積分し、その積分出力で、クロツク発振器３の発
振周期を制御し、その発振出力で、BBD２をク
ロツクすることによつて、BBDの入力に加えら
れた信号の遅延時間を制御する。そしてBBD出
力を増幅器５で増幅してスピーカ６を駆動する。
この場合、積分出力でクロツク周期を制御する程
度すなわち変調度は(4)式を満たすように、BBD2
の段数および音速から決定される。
積分し、その積分出力で、クロツク発振器３の発
振周期を制御し、その発振出力で、BBD２をク
ロツクすることによつて、BBDの入力に加えら
れた信号の遅延時間を制御する。そしてBBD出
力を増幅器５で増幅してスピーカ６を駆動する。
この場合、積分出力でクロツク周期を制御する程
度すなわち変調度は(4)式を満たすように、BBD2
の段数および音速から決定される。
第３図の積分回路４は、例えば第４図に示すよ
うな回路で実現できる。第４図において、７，８
は演算増幅器、９，１０は入力抵抗、１１，１２
は帰還コンデンサ、１３は積分回路出力である。
うな回路で実現できる。第４図において、７，８
は演算増幅器、９，１０は入力抵抗、１１，１２
は帰還コンデンサ、１３は積分回路出力である。
また、第３図のクロツク発振器３は、例えば、
第５図に示すような回路で実現できる。第５図に
おいて、１４はトランジスタ、１５はエミツタ抵
抗、１６はコンデンサ、１７はトリガーダイオー
ド、１８は抵抗、１９は1/2分周器、２０，２１
は発振器出力である。
第５図に示すような回路で実現できる。第５図に
おいて、１４はトランジスタ、１５はエミツタ抵
抗、１６はコンデンサ、１７はトリガーダイオー
ド、１８は抵抗、１９は1/2分周器、２０，２１
は発振器出力である。
第５図に示す発振器の動作を第６図の波形を用
いて説明する。
いて説明する。
まず端子１３に加えられた電圧に従つて、トラ
ンジスタ１４のコレクタに電流を発生させる。そ
の電流でコンデンサ１６を充電する。コンデンサ
１６の充電電圧がトリガーダイオード１７のトリ
ガー電圧に達すると、トリガーダイオード１７は
導通し、コンデンサ１６は放電する。そして放電
し終ると、また充電が始まる。したがつて、コン
デンサ１６の両端には第６図ａのような波形が現
れる。抵抗１８の両端には第６図ｂのような放電
電流に相当する電圧が現れる。これが分周器１９
で1/2の周波数に分周され、第６図ｃの波形およ
びその逆相の波形（第６図ｄ）が得られる。この
第６図ｃ，ｄの波形によつて、BBD２をクロツ
クする。
ンジスタ１４のコレクタに電流を発生させる。そ
の電流でコンデンサ１６を充電する。コンデンサ
１６の充電電圧がトリガーダイオード１７のトリ
ガー電圧に達すると、トリガーダイオード１７は
導通し、コンデンサ１６は放電する。そして放電
し終ると、また充電が始まる。したがつて、コン
デンサ１６の両端には第６図ａのような波形が現
れる。抵抗１８の両端には第６図ｂのような放電
電流に相当する電圧が現れる。これが分周器１９
で1/2の周波数に分周され、第６図ｃの波形およ
びその逆相の波形（第６図ｄ）が得られる。この
第６図ｃ，ｄの波形によつて、BBD２をクロツ
クする。
現在入手できるBBDは、Ｓ／Ｎ性能について
は十分ではなく、そのままでは、ハイフアイ機器
に用いた場合問題となる。
は十分ではなく、そのままでは、ハイフアイ機器
に用いた場合問題となる。
それを解決した例を第７図に示す。この例は、
増幅器を２系統以上用い、各増幅器でそれぞれス
ピーカを駆動するマルチアンプ方式であつて、ス
ピーカ発生体の振幅が大きいため、ドツプラー歪
みが大きくなる低音用スピーカ６にのみ上述の
BBCによるドツプラー歪み補正回路を用い、そ
の補正回路２，３，４を入力端１とローパスフイ
ルタ２２の間に挿入したものである。なお２３は
ハイパスフルルタ、２４は高音用増幅器、２５は
高音用スピーカである。
増幅器を２系統以上用い、各増幅器でそれぞれス
ピーカを駆動するマルチアンプ方式であつて、ス
ピーカ発生体の振幅が大きいため、ドツプラー歪
みが大きくなる低音用スピーカ６にのみ上述の
BBCによるドツプラー歪み補正回路を用い、そ
の補正回路２，３，４を入力端１とローパスフイ
ルタ２２の間に挿入したものである。なお２３は
ハイパスフルルタ、２４は高音用増幅器、２５は
高音用スピーカである。
このように構成した場合、BBDから発生する
雑音の高域部分は、ローパスフイルタ２２でカツ
トされる。このカツトオフ周波数は通常可聴周波
数領域の中程に設定されるため、Ｓ／Ｎ改善効果
はかなり大きい。またこのローパスフイルタ２２
はBBD出力のキヤリア抑圧の効果をもつ。
雑音の高域部分は、ローパスフイルタ２２でカツ
トされる。このカツトオフ周波数は通常可聴周波
数領域の中程に設定されるため、Ｓ／Ｎ改善効果
はかなり大きい。またこのローパスフイルタ２２
はBBD出力のキヤリア抑圧の効果をもつ。
第３図、第７図の例は、増幅器、スピーカ、フ
イルタ、補正回路等が一体になつているが、例え
ばスピーカが別になつたものや、スピーカとアン
プが別になつたものや、また補正回路のみが独立
したような場合では、組合わせるアンプやスピー
カの特性によつて補正量を調整する必要があるた
め、そのような調整機能を備えるようにすること
が望ましい。
イルタ、補正回路等が一体になつているが、例え
ばスピーカが別になつたものや、スピーカとアン
プが別になつたものや、また補正回路のみが独立
したような場合では、組合わせるアンプやスピー
カの特性によつて補正量を調整する必要があるた
め、そのような調整機能を備えるようにすること
が望ましい。
また、スピーカは低域共振周波数以下では、入
力信号に対して周波数特性が低下し、位相特性が
変化する。したがつて、上述のドツプラー歪補正
回路は、低減共振周波数以下ではうまく補正でき
ない。そこで、この周波数特性や位相特性を回路
的に補正することによつて、ドツプラー歪補正回
路の補正可能周波数領域を拡大した例を第８図に
示す。
力信号に対して周波数特性が低下し、位相特性が
変化する。したがつて、上述のドツプラー歪補正
回路は、低減共振周波数以下ではうまく補正でき
ない。そこで、この周波数特性や位相特性を回路
的に補正することによつて、ドツプラー歪補正回
路の補正可能周波数領域を拡大した例を第８図に
示す。
第８図において２６がこのスピーカの低減補正
回路である。この低減補正回路は、スピーカの特
性を補正するものであるから、ドツプラー歪補正
回路２〜４よりもスピーカ側に入つている。
回路である。この低減補正回路は、スピーカの特
性を補正するものであるから、ドツプラー歪補正
回路２〜４よりもスピーカ側に入つている。
なお、本発明は、１信号のドツプラー歪みにも
多信号のドツプラー歪みにも同様に有効である。
以上のように本発明によれば、 (1) スピーカのドツプラー歪みを回路的に補正す
ることができる。
多信号のドツプラー歪みにも同様に有効である。
以上のように本発明によれば、 (1) スピーカのドツプラー歪みを回路的に補正す
ることができる。
(2) マルチツンプ方式と組合わせた場合、BBD
等の可変遅延回路のＳ／Ｎが改善される。
等の可変遅延回路のＳ／Ｎが改善される。
(3) スピーカの低域周波数特性補正回路と組合わ
せた場合、ドツプラー歪み補正可能領域が拡大
できる。
せた場合、ドツプラー歪み補正可能領域が拡大
できる。
という優れた効果が得られる。
第１図はドツプラー歪み発生原理の説明図、第
２図はBBDの説明図、第３図は本発明の第１の
実施例のブロツク図、第４図は本発明に用いる積
分回路の一例を示す図、第５図は本発明に用いる
クロツク発振器の一例を示す図、第６図ａ〜ｄは
第５図の説明のための波形図、第７図は本発明の
第２の実施例のブロツク図、第８図は本発明の第
３の実施例のブロツク図である。 ２……BBD、３……クロツク発振器、４……
積分回路、５……増幅器、６……スピーカ、１４
〜１８……のこぎり波発振器、１９……分周器、
２２……ローパスフイルタ、２３……ハイパスフ
イルタ、２４……第２の増幅器、２５……第２の
スピーカ、２６……スピーカの低域周波数特性補
正回路。
２図はBBDの説明図、第３図は本発明の第１の
実施例のブロツク図、第４図は本発明に用いる積
分回路の一例を示す図、第５図は本発明に用いる
クロツク発振器の一例を示す図、第６図ａ〜ｄは
第５図の説明のための波形図、第７図は本発明の
第２の実施例のブロツク図、第８図は本発明の第
３の実施例のブロツク図である。 ２……BBD、３……クロツク発振器、４……
積分回路、５……増幅器、６……スピーカ、１４
〜１８……のこぎり波発振器、１９……分周器、
２２……ローパスフイルタ、２３……ハイパスフ
イルタ、２４……第２の増幅器、２５……第２の
スピーカ、２６……スピーカの低域周波数特性補
正回路。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 発音体を有するスピーカと、増幅器と、可変
遅延回路と、上記可変遅延回路用のクロツク発振
器と、２回積分を行なう積分回路と、入力信号を
上記可変遅延回路の入力と上記積分回路の入力に
注入する手段と、上記積分回路の出力で上記クロ
ツク発振器の周期を変調する手段と、上記クロツ
ク発振器の発振出力で上記可変遅延回路の遅延時
間を可変制御する手段と、上記可変遅延回路の出
力を上記増幅器の入力に結合する手段と、上記増
幅器の出力を上記スピーカに結合する手段とを備
え、上記クロツク発振器の周期の変調度を設定
し、上記可変遅延回路の遅延時間の変位分を上記
スピーカの発音体の変位分とすることにより、上
記スピーカのドツプラー歪を打消すようにしたこ
とを特徴とする音響装置。 ２ 特許請求の範囲第１項においてクロツク発振
器が、可変傾斜の定振幅のこぎり波発振器と分周
器で構成されたことを特徴とする音響装置。 ３ 特許請求の範囲第１項において、可変遅延回
路の出力を増幅器の入力に結合する手段に、スピ
ーカの低域周波数特性補正回路を含めたことを特
徴とする音響装置。 ４ 発音体を有する第１および第２のスピーカ
と、これら第１および第２のスピーカを駆動する
第１および第２の増幅器と、可変遅延回路と、上
記可変遅延回路用クロツク発振器、２回積分を行
なう積分回路と、上記第１の増幅器の入力側に接
続されたローパスフイルタと、上記第２の増幅器
の入力側に接続されたハイパス又はバンドパスフ
イルタと、入力信号を上記可変遅延回路の入力と
上記積分回路の入力と上記ハイパス又はバンドパ
スフイルタに注入する手段と、上記積分回路の出
力で上記クロツク発振器の周期を変調する手段
と、上記クロツク発振器の発振出力で上記可変遅
延回路の遅延時間を可変制御する手段と、上記可
変遅延回路の出力を上記ローパスフイルタの入力
に結合する手段とを備え、上記クロツク発振器の
周期の変調度を設定し、上記可変遅延回路の遅延
時間の変位分を上記スピーカの発音体の変位分と
することにより、上記第１のスピーカのドツプラ
ー歪みを打消すようにしたことを特徴とする音響
装置。 ５ 特許請求の範囲第４項において、クロツク発
振器が、可変傾斜の定振幅のこぎり波発振器と分
周器で構成されたことを特徴とする音響装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4951479A JPS55141892A (en) | 1979-04-20 | 1979-04-20 | Acoustic unit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4951479A JPS55141892A (en) | 1979-04-20 | 1979-04-20 | Acoustic unit |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS55141892A JPS55141892A (en) | 1980-11-06 |
| JPH0135560B2 true JPH0135560B2 (ja) | 1989-07-26 |
Family
ID=12833233
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4951479A Granted JPS55141892A (en) | 1979-04-20 | 1979-04-20 | Acoustic unit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS55141892A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5688786B2 (ja) * | 2009-08-05 | 2015-03-25 | 国立大学法人 名古屋工業大学 | ドップラ歪補償器 |
| JP5424396B2 (ja) * | 2009-11-19 | 2014-02-26 | 昭彦 米谷 | ドップラ歪補償機能を有する増幅装置 |
| JP7683606B2 (ja) * | 2020-07-14 | 2025-05-27 | ソニーグループ株式会社 | 信号処理装置および方法、並びにプログラム |
-
1979
- 1979-04-20 JP JP4951479A patent/JPS55141892A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS55141892A (en) | 1980-11-06 |
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