JPS60244189A - 音響変換器 - 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】 〔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。

〔従′来技術〕

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。

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。

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　、　。

２　となるように設定する。

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。

〔発明の概要〕

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。

〔発明の実施例〕

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。

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。

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。

第２図はこのための原理図を示したものである。

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。

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。

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。

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．・・・・・
・。

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。

〔発明の効果〕

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

【図面の簡単な説明】

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

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）２値のデジタル信号を３値のデジタル信号に変換
   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。
2. （２）積Ｅ２−ｔ）２．ｆ１５η５．−ＥＴｔ）ｒのそ
   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。