JPH04102395U - スピーカー用デイジタルチヤンネルデバイダ - Google Patents

スピーカー用デイジタルチヤンネルデバイダ

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JPH04102395U
JPH04102395U JP260391U JP260391U JPH04102395U JP H04102395 U JPH04102395 U JP H04102395U JP 260391 U JP260391 U JP 260391U JP 260391 U JP260391 U JP 260391U JP H04102395 U JPH04102395 U JP H04102395U
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 各チャンネルの総合音圧周波数特性の平坦化
および位相周波数特性の直線化を実現することによって
音響信号の忠実再生を可能にし、さらに低周波数域での
各スピーカーユニットへの過大入力を防止できるスピー
カー用ディジタルチャンネルデバイダを提供することを
目的とする。 【構成】 本考案のディジタルチャンネルデバイダはデ
ィジタル入力信号に対し、所望の伝送周波数特性を任意
に設定できるフィルタを複数個並列接続し、各フィルタ
より出力された信号を独立して出力するようにした構成
であって、各チャンネルの総合音圧周波数特性の平坦化
および位相周波数特性の直線化を実現する特性補正用逆
フィルタ、およびスピーカーユニットの最低共振周波数
以下でのスピーカーユニットに加わる過大入力を制限す
るディジタルハイパスフィルタを一つ以上のチャンネル
に設けたものである。

Description

【考案の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本考案は、マルチアンプ方式スピーカーシステムに用いられるディジタルチャ ンネルデバイダに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば周波数帯域専用のスピーカーを複数個組合わせて使用するマルチ ウエイ方式スピーカーシステムにおいては、コイルおよびコンデンサによって構 成されるＬＣネットワークを用いる方式や、各周波数帯域（チャンネル）ごとに 専用のチャンネルデバイダを用いるマルチアンプ方式が採用されている。ＬＣネ ットワークやマルチアンプ方式で用いられるチャンネルデバイダは可聴周波数帯 域を幾つかの必要な周波数帯域に周波数分割し、対応した周波数帯域専用のスピ ーカーに音響信号を供給する機能がある。
【０００３】 ところでマルチアンプ方式では、電子回路で構成されるチャンネルデバイダの ディジタル化が進められてきた。図５は例えば実公平2-6673に開示されたチャン ネルデバイダの一実施例で、ディジタル方式を用いた上記マルチアンプ方式によ るスピーカーシステムの一例をブロック図で示したものである。図において２， ２1 ，２2 ，……２n は複数個のパワー増幅器、３，３1 ，３2 ，……３n は複 数個のスピーカーユニット、４はチャンネルデバイダ（周波数帯域分割回路）で 、複数個の直線位相ＦＩＲ形フィルタ４1 ，４2 ，……４n から構成される。４ 11 ，４22，……４nnはそれぞれ上記直線位相ＦＩＲ形フィルタに所望の周波数帯 域分割特性を持たせるためのフィルタ係数を与える演算手段である複数個のフィ ルタ係数可変装置、５，５1 ，５2 ，……５n は複数個のＤ／Ａ変換回路である 。
【０００４】 上記のマルチウエイ方式スピーカーシステムでは、ディジタル信号入力がチャ ンネルデバイダ４に印加され、直線位相ＦＩＲ形フィルタ４1 ，４2 ，……４n で、所望の周波数帯域分割特性を持たせるためのフィルタ係数可変装置４11，４ 22 ，……４nnのフィルタ係数と畳み込み演算が行われる。つぎに直線位相ＦＩＲ 形フィルタ４，４1 ，４2 ，……４n の出力はそれぞれのＤ／Ａ変換器５，５1 ，５2 ，……５n にてアナログ信号に変換され、以下、パワー増幅器２，２1 ， ２2 ，……２n にて所定のレベルまで増幅されスピーカーユニット３，３1 ，３ 2 ，……３n で音に変換される。
【０００５】
【考案が解決しようとする課題】
上記のようなマルチウエイ方式スピーカーシステムはチャンネルデバイダ４と して直線位相ＦＩＲ形フィルタ４1 ，４2 ，……４n を用いているため、チャン ネルデバイダ部分では直線位相特性が保持されるものの、スピーカーユニットの 音圧周波数特性は一般に直線位相とはならないために、最終的に得られる音圧周 波数特性は常に直線位相とはなり得ない。その結果、再生音の波形が歪み、音の 忠実再生が困難となる。
【０００６】 本考案は上記のような問題点を解消するためになされたもので、各チャンネル の総合音圧周波数特性の平坦化および位相周波数特性の直線化を実現することに よって音響信号の忠実再生を可能にし、さらに低周波数域での各スピーカーユニ ットへの過大入力を防止するスピーカー用ディジタルチャンネルデバイダを提供 することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本考案に係るスピーカー用ディジタルチャンネルデバイダでは、各チャンネル の総合音圧周波数特性の平坦化および位相周波数特性の直線化を実現する特性補 正用逆フィルタ、および低周波数域でのスピーカーユニットに加わる入力レベル を制限するディジタルハイパスフィルタを一つ以上のチャンネルに設ける。
【０００８】
【作用】
本考案に係るディジタルチャンネルデバイダでは、各チャンネルの総合音圧周 波数特性の平坦化および位相周波数特性の直線化を行う特性補正用逆フィルタ、 および低音域での入力を制限するディジタルハイパスフィルタを設けたので、音 響信号の忠実再生を実現すると同時に、過大入力がスピーカーユニットに加わる ことを防止する。
【０００９】
【実施例】
図１は本考案によるディジタルチャンネルデバイダをマルチアンプ方式スピー カーシステムに用いた一実施例をブロック図で示したものである。 図１において、記号２、２1 ，２2 ，…２n はパワー増幅器、３，３1 ，３2 ， …３n はスピーカーユニット、１０は本考案によるディジタルチャンネルデバイ ダ、４，４1 ，４2 ，…４n はディジタルチャンネルデバイダ１０の構成要素で ある周波数帯域分割回路、６，６1 ，６2 ，…６n は、低周波数域でのスピーカ ーユニット３，３1 ，３2 ，…３n への入力を制限するディジタルハイパスフィ ルタ、７はディジタルチャンネルデバイダ１０の構成要素であり、各チャンネル の総合伝送周波数特性の振幅特性の平坦化および位相周波数特性の直線化を実現 するための特性補正用逆フィルタ、７1 ，７2 ，…７n は、特性補正用逆フィル タ７の構成要素である特性補正用ＦＩＲフィルタ、７11，７22，…７nnは逆フィ ルタ用係数発生回路、５，５1 ，５2 ，…５n はディジタル信号をアナログ信号 に変換するためのＤ／Ａ変換回路、２０は音圧周波数特性測定用マイクロホンで ある。
【００１０】 図１において動作を説明する。ディジタル入力信号は初めに周波数帯域分割回 路４に導かれる。周波数帯域分割回路４では、ＦＩＲフィルタやＩＩＲフィルタ 等のディジタルフィルタにより所望の周波数帯域に分割される。
【００１１】 周波数帯域分割回路４からの出力信号は、次にディジタルハイパスフィルタ６ に入力され、スピーカーユニットの最低共振周波数以下の周波数で入力レベルが 低減される。ディジタルハイパスフィルタ６を用いる理由については後述する。
【００１２】 ディジタルハイパスフィルタ６により最低共振周波数以下での入力を制限され たディジタル出力信号は次に特性補正用逆フィルタ７に入力される。特性補正用 逆フィルタ７では、補正用ＦＩＲフィルタ７1 ，７2 ，…７n により、ディジタ ルハイパスフィルタ６からの出力信号とスピーカーユニットの音圧周波数特性の 逆特性を与える係数発生回路７11，７22，…７nnの係数データとの間で実時間畳 込み演算が行われ、特性補正されたディジタル信号を作りだす。
【００１３】 この様に、特性補正用逆フィルタ７によって前もって特性補正されたディジタ ル信号はさらにＤ／Ａ変換回路５，５1 ，５2 ，…５n でアナログ信号に変換さ れ、パワー増幅器２，２1 ，２2 ，…２n を介して、スピーカーユニット３，３ 1 ，３2 ，…３n に導かれる。スピーカーユニット３，３1 ，３2 ，…３n では 、特性補正されたアナログ信号とスピーカーユニット音圧のインパルス応答との 畳込みが行われ、最終的に音圧周波数特性の平坦化および位相周波数特性の直線 化を実現する。
【００１４】 図１において、逆フィルタ用係数発生回路７11，７22，…７nnの係数データと しては、スピーカーユニット３，３1 ，３2 ，…３n の音圧周波数特性の逆特性 を与える係数データ、あるいはディジタル信号が入力されて最終的にマイクロホ ン２０に到達するまでの系（スピーカーユニット３，３1 ，３2 ，…３n からマ イクロホン２０までの音波伝ぱん時間ｔ1 ，ｔ2 ，…ｔn を含む）について、デ ィジタルハイパスフィルタ６および特性補正用逆フィルタ７を除く総合伝送周波 数特性の逆特性を与える係数データに設定する。
【００１５】 この理由は、あらかじめ特性補正されたアナログ信号の周波数特性とスピーカ ーユニットの音圧周波数特性とが互いに補正しあい、少なくともスピーカーユニ ットの最低共振周波数以上では音圧平坦、位相直線を実現し、音響信号の忠実伝 送、再生を実現させるためである。
【００１６】 図２は一般的なスピーカーユニットの電気音響的特性を音圧周波数特性３１お よび電気インピーダンス３３について示したものである。図２において示される ように音圧周波数特性３１は一般的に低周波数域で音圧レベルが減少する。した がって、特性補正用逆フィルタ７の周波数特性３２としては必然的に低周波数域 の音圧レベルを上昇させた形となる。この結果、特性補正用逆フィルタ７を設け るとスピーカーユニットへの入力電圧が低周波数域で急激に増加し、かえってス ピーカーユニットの破損を招く結果になる。
【００１７】 ディジタルハイパスフィルタ６の導入の目的は上記のような低周波数域でのス ピーカーユニットへの過大入力を制限するためである。特にディジタルハイパス フィルタ６の遮断周波数をスピーカーユニットの最低共振数付近に選ぶことによ り低周波数域での入力レベルは急激に低下するからスピーカーユニットへの過大 入力を効率良く押さえることが可能となる。
【００１８】 上記のようにディジタルハイパスフィルタ６および特性補正用逆フィルタ７を ディジタルチャンネルデバイダー１０の構成要素として設けることによって、音 響信号の忠実再生と過大入力の防止が同時に実現可能となる。
【００１９】 なお、周波数帯域分割回路４と特性補正用逆フィルタ７の並び順序を入れ替え ても上記動作が同様であることは勿論である。
【００２０】 実施例２． 図３は本考案によるディジタルチャンネルデバイダをマルチアンプ方式スピー カーシステムに用いた他の実施例をブロック図で示したものである。
【００２１】 図３において基本的な動作は図１と同一であり、同様な理由で音響信号の忠実 再生と過大入力の防止が同時に実現可能となる。
【００２２】 図１と異なる点はディジタルハイパスフィルタ６と特性補正用逆フィルタ７と を統合したハイパス／特性補正用フィルタ６７を設けたことである。
【００２３】 ここで統合とは下記の意味である。すなわち、前記ディジタルハイパスフィル タ６をＦＩＲ形フィルタで実現し、そのフィルター係数データと、スピーカーユ ニットの逆特性を与える係数発生回路７11，７22，…７nnの係数データとをあら かじめ畳込み演算し、その演算結果を新たな係数データとしてＦＩＲ形ディジタ ルフィルタを構成することである。
【００２４】 図３において、６７1 ，６７2 ，…６７n は上記目的のために設けたハイパス ／特性補正用ＦＩＲ形フィルタ、６７11，６７22，…、６７nnは畳込み演算の結 果得られた新たな係数データを有するハイパス／特性補正用フィルターの係数発 生回路である。
【００２５】 実施例３． 図４は本考案によるディジタルチャンネルデバイダをマルチアンプ方式スピー カーシステムに用いた第３の実施例をブロック図で示したものである。
【００２６】 図４において基本的な動作は図１、図３と同一であり、同様な理由で音響信号 の忠実再生と過大入力の防止が同時に実現可能となる。
【００２７】 図１、図３と異なる点は周波数帯域分割回路４とディジタルハイパスフィルタ ６および特性補正用逆フィルタ７とを統合した周波数帯域分割／ハイパス／特性 補正用フィルタ４６７を設けたことである。
【００２８】 ここで統合とは実施例２と同様の意味である。すなわち、前記周波数帯域分割 回路４とディジタルハイパスフィルタ６とをＦＩＲ形フィルタで実現し、それら のフィルター係数データあらかじめ畳込み演算し、さらにその演算結果とスピー カーユニットの逆特性を与える係数発生回路 ７11，７22，…７nnの係数データとを畳込み演算し、最終的に得られる演算結果 を新たな係数データとしてＦＩＲ形ディジタルフィルタを構成することある。
【００２９】 図４において、４６７1 ，４６７2 ，…４６７n は上記目的のために設けた周 波数帯域分割／ハイパス／特性補正用ＦＩＲ形フィルタ、４６７11，４６７22， …、４６７nnは畳込み演算の結果得られた新たな係数データを有する周波数帯域 分割／ハイパス／特性補正用フィルターの係数発生回路である。
【００３０】
【考案の効果】
以上のように、この考案のディジタルチャンネルデバイダは、各チャンネルの 総合音圧周波数特性の平坦化および位相周波数特性の直線化を行う特性補正用逆 フィルタ、および最低共振周波数以下での入力を低減するディジタルハイパスフ ィルタを設けたので、音響信号の忠実再生を実現すると同時に、過大入力がスピ ーカーユニットに加わることを防止する効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この考案の実施例１を示すブロック図である。
【図２】この考案の実施例２を示すブロック図である。
【図３】一般的なスピーカーユニットの電気音響的特性
を音圧周波数特性および電気インピーダンスについて示
した特性図である。
【図４】この考案の実施例３を示すブロック図である。
【図５】ディジタル方式を用いたマルチアンプ方式によ
るスピーカーシステムの従来例を示すブロック図であ
る。
【符号の説明】
２，２1 ，２2 ，…２n パワー増幅器 ３，３1 ，３2 ，…３n スピーカーユニット ４ 周波数帯域分割回路 ４1 ，４2 ，…４n 直線位相ＦＩＲ形フィ
ルタ ５，５1 ，５2 ，…５n Ｄ／Ａ変換回路 ６，６1 、６2 ，…，６n ディジタルハイパスフ
ィルタ ７ 特性補正用逆フィルタ ７1 ，７2 ，…７i…７n 特性補正用ＦＩＲ形フ
ィルタ ７11，７22，…７ii…７nn 逆フィルタ用係数発生
回路 １０ ディジタルチャンネル
デバイダ ２０ マイクロホン ６７ ハイパス／特性補正用
フィルタ ６７1 、６７2 、…，６７n ハイパス／特性補正用
ＦＩＲ形フィルタ ６７11、６７22，…，６７nn ハイパス／特性補正用
フィルタ係数発生回路 ４６７ 周波数帯域分割／ハイ
パス／特性補正用フィルタ ４６７1 ,４６７2 ,…,４６７n 周波数帯域分割
／ハイパス／特性補正用ＦＩＲ形フィルタ ４６７11,４６７22,…,４６７nn 周波数帯域分割
／ハイパス／特性補正用フィルタ係数発生回路 ｔ1 ，ｔ2 ，…ｔn スピーカーユニットか
らマイクロホンまでの音波伝ぱん時間

Claims (7)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ディジタル入力信号に対し、所望の伝送
    周波数特性を任意に設定できるフィルタを複数個並列接
    続し、各フィルタより出力された信号を独立して出力す
    るように構成したスピーカー用ディジタルチャンネルデ
    バイダであって、各チャンネルに接続されるスピーカー
    ユニットの音圧周波数特性の逆特性を与える逆フィルタ
    と共に、そのカットオフ周波数がスピーカーユニットの
    最低共振周波数にほぼ一致するディジタルハイパスフィ
    ルタを一つ以上のチャンネルに設けたことを特徴とする
    スピーカー用ディジタルチャンネルデバイダ。
  2. 【請求項２】 ディジタル入力信号に対し、所望の伝送
    周波数特性を任意に設定できるフィルタを複数個並列接
    続し、各フィルタより出力された信号を独立して出力す
    るように構成したスピーカー用ディジタルチャンネルデ
    バイダであって、ディジタル信号が入力されて最終的に
    マイクロホン２０に到達するまでの系について、ディジ
    タルハイパスフィルタおよびスピーカーユニットの音圧
    特性補正用逆フィルタを除く総合伝送周波数特性の逆特
    性を与える逆フィルタと共に、そのカットオフ周波数が
    スピーカーユニットの最低共振周波数にほぼ一致するデ
    ィジタルハイパスフィルタを一つ以上のチャンネルに設
    けたことを特徴とするスピーカー用ディジタルチャンネ
    ルデバイダ。
  3. 【請求項３】 ディジタル入力信号に対し、所望の伝送
    周波数特性を任意に設定できるフィルタを複数個並列接
    続し、各フィルタより出力された信号を独立して出力す
    るように構成したスピーカー用ディジタルチャンネルデ
    バイダであって、各チャンネルに接続されるスピーカー
    ユニットの音圧周波数特性の逆特性を与える逆フィルタ
    と共に、スピーカーユニットに加わる直流入力を除去す
    るためのディジタルハイパスフィルタを一つ以上のチャ
    ンネルに設けたことを特徴とするスピーカー用ディジタ
    ルチャンネルデバイダ。
  4. 【請求項４】 ディジタル入力信号に対し、所望の伝送
    周波数特性を任意に設定できるフィルタを複数個並列接
    続し、各フィルタより出力された信号を独立して出力す
    るように構成したスピーカー用ディジタルチャンネルデ
    バイダであって、ディジタル信号が入力されて最終的に
    マイクロホンに到達するまでの系について、ディジタル
    ハイパスフィルタおよびスピーカーユニットの音圧特性
    補正用逆フィルタを除く総合伝送周波数特性の逆特性を
    与える逆フィルタと共に、スピーカーユニットに加わる
    直流入力を除去するための当該ディジタルハイパスフィ
    ルタを一つ以上のチャンネルに設けたことを特徴とする
    スピーカー用ディジタルチャンネルデバイダ。
  5. 【請求項５】 ディジタルハイパスフィルタおよび逆フ
    ィルタとしてＦＩＲ形ディジタルフィルタを用いたこと
    を特徴とする請求項第１項、第２項、第３項、および第
    ４項記載のスピーカー用ディジタルチャンネルデバイ
    ダ。
  6. 【請求項６】 ディジタルハイパスフィルタおよび逆フ
    ィルタとして設定したＦＩＲ形ディジタルフィルタの係
    数データを畳込むことによって当該ディジタルハイパス
    フィルタと逆フィルタとを統合したＦＩＲ形フィルタを
    １つ以上のチャンネルに設けたことを特徴とする請求項
    第１項、第２項、第３項、および第４項記載のスピーカ
    ー用ディジタルチャンネルデバイダ。
  7. 【請求項７】 周波数帯域分割回路、ディジタルハイパ
    スフィルタおよび逆フィルタとしてＦＩＲディジタルフ
    ィルタで設定し、設定したＦＩＲ形ディジタルフィルタ
    の係数データを畳込むことによって当該周波数帯域分割
    回路、ディジタルハイパスフィルタおよび逆フィルタと
    を統合したＦＩＲ形フィルタを１つ以上のチャンネルに
    設けたことを特徴とする請求項第１項、第２項、第３
    項、および第４項記載のスピーカー用ディジタルチャン
    ネルデバイダ。
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008109279A (ja) * 2006-10-24 2008-05-08 Pioneer Electronic Corp オーディオ信号処理装置及びオーディオ信号処理方法

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