JPS5887594A - 音圧変調装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はトランスジューサにより音圧を変調する音圧変
調装置に関する。

従来の音圧変調装置は、電子時計の目覚まし回路を例に
とると、２つ以上の音圧の異なる出力を得るために、水
晶発振器からの基準信号を分周した１可聴周波数そのも
の、すなわち、デユーティは一定（通常デユーティは０
．６）の可聴周波数と、この１可聴周波数をさらに分周
して得られる低次の複数の分周出力を、所定のゲート回
路を通して得られる間欠信号、すなわち、必要な時間間
隔でデユーティを段階的に変化させた間欠信号出力との
合成信号をトランスジューサに入力する構成を使ってい
た。このような音圧変調装置は上記１可聴周波数よりパ
ルス幅の広い周波数領域でパルス幅を変化させるため、
音圧変調出力は断続的にしか得られない欠点があった。

本発明は、上記の問題点を改めるものであり、可聴周波
数とこれよシ高い複数の周波数波形とを合成して、その
可聴周波数波形のデー−ティを変え、この可聴周波数信
号をトランスジューサに加えて音圧を変調する音圧変調
装置を提供するものである。また、トランスジューサ出
力には入力パルス周波数成分の他に高次の高調波が含ま
れるため、効率よく音圧を変調させるための可聴周波数
近傍に共振周波数をもつ狭帯域性のトランスジューサを
付加したことに特徴があり、さらにこの音圧変調出力を
時間間欠的に変調することを特徴とする。

まず本発明の音圧変調装置における音圧変調の原理を図
面に基づいて説明する。

第１図は水晶発振器を含む基準信号源から分周して得ら
れる可聴周波数信号の波形を示す。このような矩形波信
号をトランスジューサに加えたとき、その出力としての
音圧、すなわち音の強さは同人力矩形波のフーリエ変換
の振幅値に比例したものとして求めることができる。

第１図の波形は次の式で示される。

第２図は上式をフーリエの展開式 ｎは整数 に代入して得られる基本波（ｎ＝１）、第２高調波（ｎ
−２）、第３高調波（ｎ＝３　）の各振幅値を、基本波
（ｎ−１）におけるデユーティ０・６を基準に規格化し
て表わした、振幅対デユーティの関係を示す。第２図示
の関係に照してみれば、入力波形のデユーティを変化さ
せることにより基本波および各高調波に対応するトラン
スジューサ出力音圧が変えられることがわかる。

第３図は入力波の周波数ｆｏ近傍に共振点を持っ狭帯域
のトランスジューサにおける入力周波数に対する出力音
圧の関係を示す。第３図の特性を持タトランスジューサ
に第１図示の矩形波信号を入力して励振すると、トラン
スジューサ出力音用は入力波のデユーティに対して正弦
波曲線とほとんど同じ形状で表わされる。これを示した
のが第４図である。すなわち、高調渡分が除去されほぼ
基本波に依存する音圧のみが出力されることになる。

以下本発明を図面に基づいて詳細に説明する。

第６図は本発明の一実施例として、電子時計の目覚まし
音発生回路を示すものである。第６図における１は水晶
発振回路、２は水晶発振回路１の出力パルスを入力とし
て分周比１／Ｉｃ１は整数）の分周信号およびそれに到
る各前段信号を得る第１の分周囲路、３は上記第１の分
周回路２の出力パルス（１／１分周信号）を入力として
、これをさらに分周比１／ｍ（ｍは整数）の低次の信号
に分周するだめの第２の分周回路、４は妃２の分周回路
３の１／ｍ分周信号端の出力Ｆを入力とする分周比１／
ｎ（ｎは整数）の分周回路であり、４〜９は上記第２の
分周回路３の中間段ならびに終段から得られる複数の出
力パルスに、　　Ｆを入力店してそれぞれ所望の側倒信
号を形成するための制仰回路である。制（財）ｕ−ｒ＋
路の働きは、音圧変調めタイミングと時系列的に目覚ま
し音を発生させるためのタイミングを適切にすることで
ある。１０〜１４は第１の分周回路２の各段から引き出
されるバイナリ−信号で、第６図に示されるような出力
バルスム、　　Ｂ、　　Ｃ，Ｄを一方の入力とし、上記
制御回路（４〜９）によシ形成された出力パルスＬ。

Ｍ、Ｎ、Ｓｉ他方の入力とするゲートによる論理合成回
路であり、波形合成（ロ）路として働く。１６はゲート
１４の出力パルスで駆動されるトランジスタ、１６は上
記トランジスタ１６を通じて供給される駆動入力で励振
され、上記ゲート１４の出力パルス信号を音に変換する
ためのトランスジューサで、入力波の可聴周波数近傍に
共振点を持つ狭帯域のものである。

まず、第６図における水晶発振回路１の基準発振出力パ
ルスを第１の分周回路２および第２の分周回路３で順次
分周して得られた出力Ｆ１さらに次の分周回路４．で分
周し、この分周回路４の各段で形成されるバイナリ−信
号を順次出力として取り出し、その出力Ｇ、　　Ｈ，Ｉ
、　　Ｊ、　　Ｋをゲート６〜８からなる論理合成回路
に通し、第７図に示すそれぞれの論理合成出力パルスＬ
、Ｍ、Ｎを得る。

この出力り、　Ｍ、　　Ｎは音圧の異なる出力のタイミ
ングを規定するものである。第１の分周回路２の出力パ
ルスム、　　Ｂ、　　Ｃ，Ｄは第６図に示すもので、出
力りを可聴周波数に設定し、１ｏ〜１３の各ゲー゛トを
通して第７図に示す可聴周波数で変調された出力パルス
０．Ｐ、ＱおよびＲを得る。この出力０．　　Ｐ、　　
Ｑおよｄｍの各波形は可聴周波数の大きさで見ると、第
７図に示しだσ　Ｑ′、Ｑｆの部分のそれぞれが、可聴
周波数りと同じ周期Ｔ１で、デユーティのみ、０′が０
．０６２５．Ｐ’が０．１２５゜Ｑ′が０．６の３種に
異なる可聴波を形成している。

さらに、第２の分周回路３のおのおのの出力パルスに、
　　Ｆをゲート９に通して第８図に示す時間間欠的な出
力パルスＳを得、これら出力のＳとＲとの信号をゲート
１４に通すと第８図に示す可聴周波数で変調された時間
間欠的な出力パルスＴ′が得られる。出力Ｔの第８図に
示したＱｆ、　　ＰＩ、　Ｑｆの部分をそれぞれ可聴周
波数の大きさで表わした波形が第９図のＱｆ、　　ＰＩ
、　　Ｑｆである。これらＱｆ、　　ｐ＆、　　Ｑｆの
各波形は可聴周波数りと同じ周期Ｔ１でチューティのみ
が異なる可聴周波数である。

コノ出力パルスＴをトランジスタ１６に与えて、これに
よりトランスジューサ（ブザー）１６を励振すると、第
８図に示すＯ＃、　　ＰＩ、　　Ｑｆの部分の音圧は第
９図に示した波形Ｑ九ＰＺ　　Ｑｆのフーリエ変換の振
幅値、すなわち、第４図示の各デユーティ対応点のそれ
ぞれの振幅にほぼ比例し、したがって、第６図の回路の
出力は時間とともに３段階で音の強さが変わる出力とし
て聞くことができる。

以上本発明の音圧変調装置によれば、可聴周波数のデユ
ーティを変えることによって音圧を変調させるため、従
来音圧変調できなかった連続音でも音圧を時系列的に変
えることを可能にし、また狭帯域性のトランスジューサ
を使用して高調波成分を除去することにより効率よく音
圧を変調させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は本発明の詳細な説明するｋめの図であ
り、第１図はデユーティ０．６の矩形波を示す図、第２
図は第１図の矩形波のデユーティを変化させた場合の、
各デユーティにおける矩形波をフーリエ変換することに
よって求めた振幅値を示す図、第３図は狭帯域のトラン
スジューサの特性図、第４図は同トランスジューサの入
力矩形波のデユーティ対出力音圧の関係をそれぞれ示す
図、第６図は本発明の一実施例の電子時計の目覚まし用
音圧変調装置の回路構成を示す図、第６図、第７図、第
８図は第５図に示した回路の各点の信号波形の図、第９
図は第７図、第８図に示した出力パルスの各部分波形を
示す図である。 １・・・・・・水晶発振回路、２・・・・・・第１の分
周回路、３・・・・・・第２の分周回路、４〜９・・・
・・・分周回路４とゲート５，６，７，８．９とで構成
される制御回路、１０〜１４・・・・・・ゲートで構成
される波形合成回路、１６・・・・・・増幅用トランジ
スタ、１６・・・・・・トランスジューサ（ブザー）。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 ｆ１χ） 小 １１１２図 −〉デ１−ティ 第３図 ｆニーＴ４ ！５５！

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）信号源からの基準信号を分周して可聴周波数とそ
   れより高い少くとも１つの周波数との複数の分周信号を
   得る第１の分周回路と、前記可聴周波数番含む複数の分
   周信号を合成して可聴周波数波形のデユーティを制（財
   ）する合成回路と、前記可聴周波数またはその近傍に共
   振周波数を有する狭帯域のトランスジューサとをそなえ
   たことを特徴とする音圧変調装置。
2. （２）合成回路が前記第１の分周回路の信号から可聴周
   波数より低い周波数信号に分周する第２の分周回路を含
   み、上記第２の分周回路の信号に依存した時系列的な音
   圧発生用信号を形成することを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の音圧変調装置。
3. （３）前記合成回路が第１の分周回路からの可聴周波数
   を含む複数の周波数信号および前記第２の分周回路の信
   号の論理合成により、時間間欠的な音圧発生用信号を形
   成するための制御回路でなることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項もしくは第２項記載の音圧変調装置。