JPS60244189A - acoustic transducer - Google Patents
acoustic transducerInfo
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- JPS60244189A JPS60244189A JP9997884A JP9997884A JPS60244189A JP S60244189 A JPS60244189 A JP S60244189A JP 9997884 A JP9997884 A JP 9997884A JP 9997884 A JP9997884 A JP 9997884A JP S60244189 A JPS60244189 A JP S60244189A
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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
- H04R1/00—Details of transducers, loudspeakers or microphones
- H04R1/005—Details of transducers, loudspeakers or microphones using digitally weighted transducing elements
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Audible-Bandwidth Dynamoelectric Transducers Other Than Pickups (AREA)
- Circuit For Audible Band Transducer (AREA)
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。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
この発明はPCM(パルスコード変調)化された音響信
号を、い変換器を介さずに直接入力してもとの音響信号
に変換する音響変換器に関するものである。[Detailed Description of the Invention] [Technical Field of the Invention] This invention relates to an acoustic conversion method in which a PCM (pulse code modulation) acoustic signal is directly inputted without going through a converter and converted into the original acoustic signal. It is related to vessels.
PCM化された信号を復元する1つの一般的方法として
は、PCM信号を一度電気系でD/A変換してアナログ
信号とし、これをアンプで増幅して電気音響変換器を駆
動する方法が考えられている。One common method for restoring a PCM signal is to convert the PCM signal into an analog signal by electrically converting it into an analog signal, which is then amplified by an amplifier to drive an electroacoustic transducer. It is being
これに対して、別な方法としてはPCMコードの各ビッ
ト信号に対応して電気振動素子とこれを駆動する信号電
極とから成る音響変換ユニットをそれぞれ設け、これら
をPCMコードの対応するビット信号で直接駆動し、音
響変換ユニットの機械系あるいは音響系を介してD/A
変換を行う方法がある。これがいわゆるディジタル・ス
ピーカーで、機械系あるいは音響系でD/A変換を行う
ことから、電気系での復元方法に比べてD/A変喚器が
不要と外ス剰1占φ;ム7+へ
この音響変換器ではD/A変換を行う都合上pcMコー
ドの各ビット信号に対応して重み付けが必要であるが、
従来はこれを各音響変換ユニットの音響変換効率の設定
をかえることによシ行っていた。たとえば第1図は特開
昭58−121897号公報に提案された面積の異なる
同心円状配置の信号電極を電気振動素子に設けて、音響
変換器として構成したもので、上記各信号電極と電気振
動素子で音響変換二二ツ)N2〜Nrが構成される。On the other hand, another method is to provide acoustic transducer units each consisting of an electric vibrating element and a signal electrode for driving the electric vibrating element in response to each bit signal of the PCM code, and convert these units with the corresponding bit signal of the PCM code. Direct drive, D/A via the mechanical system or acoustic system of the acoustic conversion unit
There is a way to do the conversion. This is a so-called digital speaker, which performs D/A conversion using a mechanical or acoustic system, so a D/A converter is unnecessary compared to electrical restoration methods. In this acoustic converter, it is necessary to weight each bit signal of the pcM code in order to perform D/A conversion.
Conventionally, this has been done by changing the settings of the acoustic conversion efficiency of each acoustic conversion unit. For example, Fig. 1 shows an acoustic transducer in which signal electrodes arranged concentrically with different areas are provided on an electric vibrating element, as proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-121897. The acoustic conversion elements (22) N2 to Nr are configured by the elements.
この場合、上位ビットに対する電極は外周に、下位ビッ
トに対する電極は内周に配置したものであるが、各信号
電極32 、33 、・・・、3rの面積比を調整する
ことによシ変換効軍の設定を行っている。すなわち、第
1図の音響変換器は、面積比が音響変換効率の比に等し
いとして、t[32,3r−4r−2
3、・・・、3rの面積比を2 .2 、 。In this case, the electrodes for the upper bits are arranged on the outer periphery and the electrodes for the lower bits on the inner periphery, but the conversion efficiency can be improved by adjusting the area ratio of each signal electrode 32, 33, ..., 3r. I have a military setting. That is, in the acoustic transducer of FIG. 1, assuming that the area ratio is equal to the ratio of acoustic conversion efficiency, the area ratio of t[32, 3r-4r-2 3, . . . , 3r is 2. 2.
2 となるように設定する。Set it so that it becomes 2.
しかしながら、このような方法においては、音響変換ユ
ニツ)Nl〜Nrを構成する各信号電極の面積比が内周
から外周に向って2のべき乗という形で増加するので、
ピット数の大きな入力信号に対しては形状が非常に大き
くならざるを得ないという欠点があった。例えば16ビ
ツトの場合、最少ビットの電極と最大ビットの電極との
面積比は実に32768倍にもなる。さらに、このよう
な方法においては、各音響変換ユニットの変換効率の設
定を精度よく行うことは極めて困難で、復元された音響
信号にひずみが生ずる欠点があった。However, in such a method, the area ratio of each signal electrode constituting the acoustic conversion units (Nl to Nr) increases from the inner circumference to the outer circumference in the form of a power of 2.
There was a drawback that the shape had to be very large for input signals with a large number of pits. For example, in the case of 16 bits, the area ratio between the electrode of the smallest bit and the electrode of the largest bit is actually 32,768 times. Furthermore, in such a method, it is extremely difficult to accurately set the conversion efficiency of each acoustic conversion unit, and there is a drawback that distortion occurs in the restored acoustic signal.
本発明は、上記のような従来の音響変換器の欠点を解消
する目的でなされたもので、音響変換ユニットを駆動す
るための駆動回路中に重み付はアンプを設けるものであ
る。The present invention has been made for the purpose of solving the above-mentioned drawbacks of conventional acoustic transducers, and includes providing a weighting amplifier in a drive circuit for driving an acoustic transducer unit.
まず、本発明の理解を容易にするために音響変換器の駆
動回路の原理について説明する。First, in order to facilitate understanding of the present invention, the principle of a drive circuit for an acoustic transducer will be explained.
一般に、音響変換ユニットを構成する撮動板は、撮動域
の中央に位置するように設計されている。Generally, the imaging plate constituting the acoustic conversion unit is designed to be located at the center of the imaging area.
したがってPCM化された音響信号を直接、音響変換ユ
ニットに加えるディジタル音響変換器においては、駆動
するPCM信号としては、正方向の変位しか与えない2
値(0/1 ”lのディジタル信号から、正負両方向の
変位を与えることのできる3値(−110/1 )のデ
ィジタル信号に変換する必要がある。Therefore, in a digital acoustic transducer that directly applies a PCM acoustic signal to the acoustic transducer unit, the driving PCM signal only gives displacement in the positive direction.
It is necessary to convert a digital signal with a value of (0/1"l) into a digital signal with three values (-110/1) that can provide displacement in both positive and negative directions.
第2図はこのための原理図を示したものである。FIG. 2 shows a principle diagram for this purpose.
図において、各入力端子II〜IrにSM(SIGN、
mGNtTtrng )形式の2値のディジタル信号が
加わるものとする。この時、最上位ビット(MSB)は
符号ビットであるから、MSBを用いて入力信号の極性
判定を行い、各入力ビツト信号に対して極性判定した正
あるいは負の電源電圧を乗算すれば出力は3値のディジ
タル信号に変換されることになる。このディジタル信号
がビットごとに音響変換ユニツ)N2〜Nrの各信号電
極32〜3rに印加される。In the figure, each input terminal II to Ir is connected to SM (SIGN,
It is assumed that a binary digital signal of mGNtTtrng ) format is added. At this time, since the most significant bit (MSB) is the sign bit, the polarity of the input signal is determined using the MSB, and the output is obtained by multiplying each input bit signal by the positive or negative power supply voltage whose polarity has been determined. It will be converted into a ternary digital signal. This digital signal is applied bit by bit to each signal electrode 32 to 3r of the acoustic conversion units N2 to Nr.
第3図は、第2図の原理に基づく変換回路を論理演算素
子を用いて具体的に実現し、さらにその出力信号を重み
付はアンプを介して音響変換二二ツ)N2〜Nrの電極
32〜3rに結合した、本発明における音響変換器の一
実施例を示したものである。同図において、1はインバ
ータ、2a。Figure 3 shows a concrete realization of the conversion circuit based on the principle of Figure 2 using logical operation elements, and furthermore, the output signal is weighted via an amplifier for acoustic conversion. 32 to 3r, an embodiment of the acoustic transducer of the present invention is shown. In the figure, 1 is an inverter and 2a.
2 b 、 3 a 、 3 b 、 −−−、r a
、 r bはAND回路、12.13.・・・、1r
は演算増幅器Tよシ成る減算器、22,23.・・・、
2rは重み付はアンプ、30は電気音響変換器の裏面全
体に設けられたアース電極用端子、32,33.・・・
、3rはその表面に設けられた信号電極、42,43.
・・・、4rは2値から3値への変換回路の出力電圧で
ある。2 b , 3 a , 3 b , ---, ra
, r b is an AND circuit, 12.13. ..., 1r
are subtracters consisting of operational amplifiers T, 22, 23 . ...,
2r is a weighted amplifier, 30 is a ground electrode terminal provided on the entire back surface of the electroacoustic transducer, 32, 33. ...
, 3r are signal electrodes provided on the surfaces thereof, 42, 43 .
..., 4r is the output voltage of the binary to ternary conversion circuit.
さて、第3図においてディジタル信号が人力されると、
変換回路の出力電圧42,43.・・・、4rとしては
、MS a=r OJ (正極性)の時は各ビット信号
がそのままの形で出力され、MSB=「1」(負極性)
の時は、極性が反転されて出力される。このようにして
ディジタル入力信号は2値から3値のディジタル信号に
変換され、重み付はアンプ22 、23 、・・・、2
rで電圧が増幅され出力されて、各音響変換ユニツ)N
2〜Nrの電極32 、33 、・・・、3rに印加さ
れる。ここで、印加電圧をE 2 、 E 5+・・・
Erとし、電気音響変換器の各電極32,33.・・・
、3rによる変換効率を112.η5.・・・、ηrと
すると、本発明の音響変換器に用いる重み付はアンプの
増幅度としては、各変換効率η2.ηう、・・・、ηr
と印加電圧E2.E5.・ 、Erとの積η2E2 、
η5E5、・・・・・・、ηrBrについてそれらの比
が21r−z 、 i
2 、・・・・・・12 となるように設定する。この
ようにすることによって、例えば各信号電極32゜33
、・・・、3rのとシ得る面積に限界があって音響変換
効率が第1図の場合のような21.2、・・・・・・、
2 という比にならなくてもディジタル音響変換器とし
ての動作が可能である。このことは逆に考えれば、限ら
れた大きさの音響変換器を構成する場合でも信号電極の
面積の設定に自由度があシ例えば最下位ビットの信号電
極でも面積を十分とれることを示しておシ、組立が容易
になる利点がある。さらに各信号電極への印加電圧E2
゜E5.・・・、Erは重み付はアンプの増幅度全調整
することによって、’72E21η3E5.・・・・・
・。Now, in Figure 3, when the digital signal is input manually,
Output voltages 42, 43 of the conversion circuit. ..., 4r, when MS a=r OJ (positive polarity), each bit signal is output as is, MSB = "1" (negative polarity)
When , the polarity is inverted and output. In this way, the digital input signal is converted from a binary to a ternary digital signal, and the weighting is performed by the amplifiers 22, 23, . . . , 2.
The voltage is amplified and output at r, and each acoustic conversion unit)N
2 to Nr are applied to the electrodes 32 , 33 , . . . , 3r. Here, the applied voltages are E2, E5+...
Er, each electrode 32, 33 . ...
, 3r conversion efficiency is 112. η5. ..., ηr, the weighting used in the acoustic transducer of the present invention is the amplification degree of the amplifier, each conversion efficiency η2. ηuh...,ηr
and applied voltage E2. E5.・ , product η2E2 with Er,
The ratios of η5E5, ..., ηrBr are set to be 21r-z, i2, ...12. By doing this, for example, each signal electrode 32°33
,...,3r, there is a limit to the area that can be obtained, and the acoustic conversion efficiency is 21.2, as in the case of Fig. 1,...
It is possible to operate as a digital acoustic transducer even if the ratio is not 2. If we think about this in reverse, it shows that even when configuring an acoustic transducer with a limited size, there is a degree of freedom in setting the area of the signal electrode, and for example, even the signal electrode of the least significant bit can have a sufficient area. However, it has the advantage of being easier to assemble. Furthermore, the applied voltage E2 to each signal electrode
゜E5. ..., Er is weighted by fully adjusting the amplification degree of the amplifier, '72E21η3E5.・・・・・・
・.
ηrErの比t−2,2、・・・・・・、2 となるよ
うに精度よく設定することができるからPCM化された
音響信号をひずみなく復元することが可能となる。Since the ratio of ηrEr can be set with high precision so that the ratio t-2, 2, .
この発明は以上説明したように2値のディジタル信号を
3値のディジタル信号に変換するための変換回路と上記
3値の信号に重み付けを与える重み付はアンプとを設け
るようにしたので音響変換器自体の形状を適度な大きさ
に保つことができるとともにひずみの少ない音響信号を
復元できる効果があるーAs explained above, this invention includes a conversion circuit for converting a binary digital signal into a ternary digital signal and a weighting amplifier for weighting the ternary signal. It has the effect of keeping its shape to an appropriate size and restoring an acoustic signal with less distortion.
第1図は従来の電気音響変換器の一例を示す図、第2図
は2値のディジタル信号から3値のディジタル信号へ変
換する為の変換回路の原理図、第3図は本発明による音
響変換装置の一実施例を示す回路図である。
1−・・インバータ、2a、2b、3a、3b、−・−
、ra、rb*a*AND回路、12,13+ ・L
、 1 ra @ I減算器、22 、23 、 ・、
2 r・・・重み付はアンプ、30・・・アース軍極
端 第1子、3.2,33.・・・、3r・・・信号電
塚、42.43.・・・、4r−φ・変換回路。
なお各図中同一符号は同一または相当部分を示す。
代理人 大 岩 増 雄(ほか2名)
図 第2図Fig. 1 is a diagram showing an example of a conventional electroacoustic transducer, Fig. 2 is a principle diagram of a conversion circuit for converting a binary digital signal into a ternary digital signal, and Fig. 3 is an acoustic transducer according to the present invention. FIG. 2 is a circuit diagram showing an example of a conversion device. 1-...Inverter, 2a, 2b, 3a, 3b, ---
, ra, rb*a*AND circuit, 12, 13+ ・L
, 1 ra @ I subtractor, 22 , 23 , .
2 r... Weighting is amplifier, 30... Earth Army Extreme 1st child, 3.2, 33. ..., 3r... Signal Denzuka, 42.43. ..., 4r-φ conversion circuit. Note that the same reference numerals in each figure indicate the same or corresponding parts. Agent Masuo Oiwa (and 2 others) Figure 2
Claims (2)
する変換回路及び上記3値のデジタル信号をそれぞれ増
幅するアンプを備え、各アンプの出力電圧E 2 、
E 5、−、 E r (rは整数)を、少なくとも電
気撮動子と信号電極とから成シ、音響変換効率η2.η
う、・・・、ηrの音響変換ユニットのそれぞれに印加
するようにした音響変換器であって、上記電圧E2.E
う、・・・、Erと変換効率η2.η5.・・・、ηr
との積E2・η2.E5ηう、・・・、Erηrのそれ
ぞれの値の比を所定の値に設定したことを特徴とする音
響変換器。(1) Equipped with a conversion circuit that converts a binary digital signal into a ternary digital signal and an amplifier that amplifies each of the ternary digital signals, and output voltage E 2 of each amplifier,
E 5,−, E r (r is an integer) is composed of at least an electric sensor and a signal electrode, and the acoustic conversion efficiency η2. η
An acoustic transducer configured to apply the voltage E2 to each of the acoustic transducer units . E
U..., Er and conversion efficiency η2. η5. ..., ηr
The product E2・η2. An acoustic transducer characterized in that the ratio of the values of E5η, . . . , Erηr is set to a predetermined value.
れぞれの値の比を2 .2 、・・・・・・、2 に設
定したことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の音
響変換器。(2) Product E2-t)2. f15η5. -ETt)r, the ratio of each value is 2. The acoustic transducer according to claim 1, wherein the acoustic transducer is set to 2, ..., 2.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9997884A JPS60244189A (en) | 1984-05-18 | 1984-05-18 | acoustic transducer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9997884A JPS60244189A (en) | 1984-05-18 | 1984-05-18 | acoustic transducer |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60244189A true JPS60244189A (en) | 1985-12-04 |
Family
ID=14261754
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9997884A Pending JPS60244189A (en) | 1984-05-18 | 1984-05-18 | acoustic transducer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60244189A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01208100A (en) * | 1988-02-15 | 1989-08-22 | Foster Electric Co Ltd | System for driving electrodynamic plane driving speaker |
| US5270633A (en) * | 1990-10-11 | 1993-12-14 | U.S. Philips Corporation | Ternary energy supply circuit with a high frequency rejection filter |
-
1984
- 1984-05-18 JP JP9997884A patent/JPS60244189A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01208100A (en) * | 1988-02-15 | 1989-08-22 | Foster Electric Co Ltd | System for driving electrodynamic plane driving speaker |
| US5270633A (en) * | 1990-10-11 | 1993-12-14 | U.S. Philips Corporation | Ternary energy supply circuit with a high frequency rejection filter |
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