JPS62155698A - 容量性拡声器の省電力駆動装置 - Google Patents
容量性拡声器の省電力駆動装置Info
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- JPS62155698A JPS62155698A JP29575785A JP29575785A JPS62155698A JP S62155698 A JPS62155698 A JP S62155698A JP 29575785 A JP29575785 A JP 29575785A JP 29575785 A JP29575785 A JP 29575785A JP S62155698 A JPS62155698 A JP S62155698A
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- Japan
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- inductance
- transistor
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- loudspeaker
- power source
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- Granted
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 230000005236 sound signal Effects 0.000 description 1
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- 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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、たとえばＤ／Ａ変換可能な高分子圧電形ヘッ
ドホンのような、容量性拡声器の駆動回路における、省
電力駆動装置に関するものである。
ドホンのような、容量性拡声器の駆動回路における、省
電力駆動装置に関するものである。
（従来の技術）
上記した種類の容量性拡声器は、駆動信号としてディジ
タル信号を与えると、その内部構造によシこれをアナロ
グ信号に自身で変換し、音声を発生するものとして知ら
れている０この場合、駆動信号はディジタル信号である
から、当然にある電圧ＶＨ（ＶＨ）０）と０電圧との２
種のものとなる。従来における容量性拡声器（以下、容
量負荷という）の駆動回路を第２図について説明すると
、１はオペアンプで、電源端子１ａには正電源２から正
電圧＋ＶＤＤが与えられ、電源端子１ｂには負電源３か
ら負電圧−ＶＳＳが与えられて作動するものである。
タル信号を与えると、その内部構造によシこれをアナロ
グ信号に自身で変換し、音声を発生するものとして知ら
れている０この場合、駆動信号はディジタル信号である
から、当然にある電圧ＶＨ（ＶＨ）０）と０電圧との２
種のものとなる。従来における容量性拡声器（以下、容
量負荷という）の駆動回路を第２図について説明すると
、１はオペアンプで、電源端子１ａには正電源２から正
電圧＋ＶＤＤが与えられ、電源端子１ｂには負電源３か
ら負電圧−ＶＳＳが与えられて作動するものである。
オペアンプ１の反転入力端子１Ｃは抵抗器４（抵抗値Ｒ
１）を介して入力端子５が接続され、入力電圧Ｖｉを与
えられるようになっている◎オペアンプ１の非反転入力
端子１ｄは接地されている。またオペアンプ１の出力端
子１ｅにはトランジスタ６．７のベースが接続され、ト
ランジスタ６のコレクタは正電源２へ、またトランジス
タ７のコレクタは負電源３に、それぞれ接続されている
。トランジスタ６．７のエミッタは、−極が接地された
容量負荷８（容量Ｃ）の他極と、一端がオペアンプ１の
反転入力端子１Ｃに接続された抵抗器９の他極とに接続
されているＯ 以下、この回路の作動を説明する。始めに駆動電圧■ｏ
が０であるとすると、容量負荷８に貯えられている篭荷
鷺は０である０次に駆動電圧ｖｏがＶＩ（になると、ト
ランジスタ６を負荷電流が流れ出し、容量負荷８に電荷
Ｑ ＝ ｃｖＨが供給されることになる。簡単のためと
、実際上はとんど問題にならないため、音声となって空
間に放射されるエネルギを無視して説明をすすめる。
１）を介して入力端子５が接続され、入力電圧Ｖｉを与
えられるようになっている◎オペアンプ１の非反転入力
端子１ｄは接地されている。またオペアンプ１の出力端
子１ｅにはトランジスタ６．７のベースが接続され、ト
ランジスタ６のコレクタは正電源２へ、またトランジス
タ７のコレクタは負電源３に、それぞれ接続されている
。トランジスタ６．７のエミッタは、−極が接地された
容量負荷８（容量Ｃ）の他極と、一端がオペアンプ１の
反転入力端子１Ｃに接続された抵抗器９の他極とに接続
されているＯ 以下、この回路の作動を説明する。始めに駆動電圧■ｏ
が０であるとすると、容量負荷８に貯えられている篭荷
鷺は０である０次に駆動電圧ｖｏがＶＩ（になると、ト
ランジスタ６を負荷電流が流れ出し、容量負荷８に電荷
Ｑ ＝ ｃｖＨが供給されることになる。簡単のためと
、実際上はとんど問題にならないため、音声となって空
間に放射されるエネルギを無視して説明をすすめる。
このとき容量負荷８にはＷＬ＝Ｃ−ｖＨ２／２のエネル
ギが貯えられたことになる。
ギが貯えられたことになる。
再び駆動電圧が０になると、今度はトランジスタ７から
負荷電流が流れ込み、容量負荷８の電荷量はＱ＝Ｏとな
る。つまり、この過程で負荷に貯えられていたエネルギ
Ｗ＝Ｃ−ｖＨ２／２が消費されてしまったことになる。
負荷電流が流れ込み、容量負荷８の電荷量はＱ＝Ｏとな
る。つまり、この過程で負荷に貯えられていたエネルギ
Ｗ＝Ｃ−ｖＨ２／２が消費されてしまったことになる。
（発明が解決しようとする問題点）
以上説明したように従来の回路においては、トランジス
タ６．７の電力消費を無視した場合においても、１サイ
クルの駆動電圧の変化（０→ＶＨ−＋Ｑ）に際して、確
実にエネルギＷ＝Ｃ−ｖＨ２／２の消費が発生すること
になる。ちなみに駆動電圧ｖＨを１０■、容量負荷８の
容量をＩ１１μＦ、１秒間のくシ返しサイクル数を４４
．１ＫＨｚとすると、電力消費は０．２２Ｗ程度となる
。
タ６．７の電力消費を無視した場合においても、１サイ
クルの駆動電圧の変化（０→ＶＨ−＋Ｑ）に際して、確
実にエネルギＷ＝Ｃ−ｖＨ２／２の消費が発生すること
になる。ちなみに駆動電圧ｖＨを１０■、容量負荷８の
容量をＩ１１μＦ、１秒間のくシ返しサイクル数を４４
．１ＫＨｚとすると、電力消費は０．２２Ｗ程度となる
。
特に電池動作の機器においては、電池寿命が亘要であシ
、寛力消費は可能な限シ押える必要があるために、上述
の機構で発生する電力消費といえども、無視することは
できないことになる。
、寛力消費は可能な限シ押える必要があるために、上述
の機構で発生する電力消費といえども、無視することは
できないことになる。
本発明はこの問題を解決することを目的として成された
ものである。
ものである。
（問題点を解決するだめの手段〕
本発明は上記問題点を解決するための手段として、容量
性拡声器と該容量性拡声器を駆動する出力回路との間を
スイッチング素子とインダクタンスとの直列回路を介し
て接続し、前記容量性拡声器と電源との間を前記インダ
クタンスとは密結合した第２のインダクタンスを介して
接続し、前記スイッチング素子を、前記答蓋性拡声器を
駆動するときのみオンとなるよう制御する回路を設けた
ものである０ （作用） このような構成とすれば、容量負荷を駆動しない時には
容を負荷に貯えられたエネルギが第２のインダクタンス
を介して電源に戻されることになるので、無駄な電力消
費をしないことになる〇 （実施例） 次に１本発明の一実施例を、第１図について第２図と同
一の部材には同一の符号を付して説明すると、この回路
では、オペアンプ１の反転入力端子１Ｃと出力端子１ｅ
との間に抵抗器１０が接続されておシ、また出力端子１
Ｃには抵抗器１１を介して、スイッチング素子としての
トランジスタ１２のペースが接続されている◇トランジ
スタ１２のコレクタは正１（源２に接続され、またペー
スも抵抗器１６を介して正電源２に接続されているｏト
ランジスタ１２のエミッタはインダクタンス１４を介し
て容量負荷８の一極に接続されている。また容量負荷８
の一極は、インダクタンス１４と密結合させた逆巻きの
第２のインダクタンス１５とダイオード１６の直列回路
を介して、正電源２に接続されているＯ このように構成されたこの回路の作動を説明する０この
場合にも、駆動電圧は０とＶＨの２値のみとし、トラン
ジスタ１２およびダイオード１６の電圧降下は無視する
と、第２図のものと異なる部分は、まず、トランジスタ
１２のエミッタ側からインダクタンス１４を介して容量
負荷８に接続され、トランジスタ１２はオペアンプ１の
出力によってオン状態とフローティング状態のみが許さ
れるようにしたことであり、また容量負荷から第２のイ
ンダクタンス１５（インダクタンス１４と密結合）とダ
イオード１６を介して正電源２に接続されたことである
。そしてインダクタンス１４．１５は値が相等しく、ま
た相互インダクタンスを介して電気的に充分に結合して
いることである。
性拡声器と該容量性拡声器を駆動する出力回路との間を
スイッチング素子とインダクタンスとの直列回路を介し
て接続し、前記容量性拡声器と電源との間を前記インダ
クタンスとは密結合した第２のインダクタンスを介して
接続し、前記スイッチング素子を、前記答蓋性拡声器を
駆動するときのみオンとなるよう制御する回路を設けた
ものである０ （作用） このような構成とすれば、容量負荷を駆動しない時には
容を負荷に貯えられたエネルギが第２のインダクタンス
を介して電源に戻されることになるので、無駄な電力消
費をしないことになる〇 （実施例） 次に１本発明の一実施例を、第１図について第２図と同
一の部材には同一の符号を付して説明すると、この回路
では、オペアンプ１の反転入力端子１Ｃと出力端子１ｅ
との間に抵抗器１０が接続されておシ、また出力端子１
Ｃには抵抗器１１を介して、スイッチング素子としての
トランジスタ１２のペースが接続されている◇トランジ
スタ１２のコレクタは正１（源２に接続され、またペー
スも抵抗器１６を介して正電源２に接続されているｏト
ランジスタ１２のエミッタはインダクタンス１４を介し
て容量負荷８の一極に接続されている。また容量負荷８
の一極は、インダクタンス１４と密結合させた逆巻きの
第２のインダクタンス１５とダイオード１６の直列回路
を介して、正電源２に接続されているＯ このように構成されたこの回路の作動を説明する０この
場合にも、駆動電圧は０とＶＨの２値のみとし、トラン
ジスタ１２およびダイオード１６の電圧降下は無視する
と、第２図のものと異なる部分は、まず、トランジスタ
１２のエミッタ側からインダクタンス１４を介して容量
負荷８に接続され、トランジスタ１２はオペアンプ１の
出力によってオン状態とフローティング状態のみが許さ
れるようにしたことであり、また容量負荷から第２のイ
ンダクタンス１５（インダクタンス１４と密結合）とダ
イオード１６を介して正電源２に接続されたことである
。そしてインダクタンス１４．１５は値が相等しく、ま
た相互インダクタンスを介して電気的に充分に結合して
いることである。
始めに駆Ｔ＠電圧ｖｏが０であれば、容量負荷８に貯え
られている電荷はＱ＝０である。次にトランジスタ１２
がオンとなると、ｖＨを一定と近似して ｄｉ Ｉ ＶＨ＝Ｌｄｔ＋Ｔ５ｆｉｄｔ が成立し、これを解くと、 が得られる。ここでトランジスタ１２のオン時間Ｔ１を
癲（Ｔｔ／４ｒ）＝ １となるように、すなわちＴ、＝
π〆ＩＤ ／ ２の如くに選ぶと、ｔ＝Ｔｌにおいて、
容量負荷８に貯えられる電荷量はＱ＝Ｔｌ。
られている電荷はＱ＝０である。次にトランジスタ１２
がオンとなると、ｖＨを一定と近似して ｄｉ Ｉ ＶＨ＝Ｌｄｔ＋Ｔ５ｆｉｄｔ が成立し、これを解くと、 が得られる。ここでトランジスタ１２のオン時間Ｔ１を
癲（Ｔｔ／４ｒ）＝ １となるように、すなわちＴ、＝
π〆ＩＤ ／ ２の如くに選ぶと、ｔ＝Ｔｌにおいて、
容量負荷８に貯えられる電荷量はＱ＝Ｔｌ。
ｆｏｌｄｔ＝ＣＬ−ｖＨとなシ、貯えられるエネルギは
、Ｃ−ｖＨ２／２となる。このときのインダクタンス１
４の電流はｉ ＝ Ｖｏ ＩＣ１であるから、インダク
タンス１４に貯えられるエネルギはＬＨ２／２ ＝ Ｃ
Ｌ −ＶＨｚ ／ ２ トナ’）、容ｉｔ 負荷８ Ｋ
貯Ｌ ラれるエネルギと全く相等しいｏしたがってこ
の両者の保有エネルギの和はＣＬ−ＶＨ２である。
、Ｃ−ｖＨ２／２となる。このときのインダクタンス１
４の電流はｉ ＝ Ｖｏ ＩＣ１であるから、インダク
タンス１４に貯えられるエネルギはＬＨ２／２ ＝ Ｃ
Ｌ −ＶＨｚ ／ ２ トナ’）、容ｉｔ 負荷８ Ｋ
貯Ｌ ラれるエネルギと全く相等しいｏしたがってこ
の両者の保有エネルギの和はＣＬ−ＶＨ２である。
次に駆動電流■ｏがフローティング状態になると、相互
インダクタンスを介して第２のインダクタンス１５が能
動的になり、これがダイオード１６を介して正電源２に
電流を逆流させようとする０このとき成立する式は、 ｄｉ Ｉ ＶＤＤ＝ Ｌ石＋ 、 ｆ ｚａｔ でｌ）、初期条件は＋ （’ｌ ＝ Ｖｏ Ｖ／Ｃ／
’Ｌ ＋ Ｑ （０） ＝Ｃ・■□である。これらの条
件で式を解くと５電を得る。ＶＤＤ■ｖＨとみなせば、
第１項は無視と近似される。この電流はｔ＝πメ工Ｃ／
２（＝Ｔｘ）において０となシ停止する。このとき容量
負荷８の電荷は、 Ｑ＝−石” ｉｄｔ −Ｑ（０） ＝ ０ となシ、完全に容量負荷８からは消失する。すなわち、
容量負荷８に貯えられていたエネルギＣ−ｖＨ２／２は
容量負荷８から流出する。またインダクタンス１４のエ
ネルギはＬ ｉｚ ／ ２ ＝Ｃである。したがって両
者合計でＣ−ｖＨ２のエネルギが流出したことになる。
インダクタンスを介して第２のインダクタンス１５が能
動的になり、これがダイオード１６を介して正電源２に
電流を逆流させようとする０このとき成立する式は、 ｄｉ Ｉ ＶＤＤ＝ Ｌ石＋ 、 ｆ ｚａｔ でｌ）、初期条件は＋ （’ｌ ＝ Ｖｏ Ｖ／Ｃ／
’Ｌ ＋ Ｑ （０） ＝Ｃ・■□である。これらの条
件で式を解くと５電を得る。ＶＤＤ■ｖＨとみなせば、
第１項は無視と近似される。この電流はｔ＝πメ工Ｃ／
２（＝Ｔｘ）において０となシ停止する。このとき容量
負荷８の電荷は、 Ｑ＝−石” ｉｄｔ −Ｑ（０） ＝ ０ となシ、完全に容量負荷８からは消失する。すなわち、
容量負荷８に貯えられていたエネルギＣ−ｖＨ２／２は
容量負荷８から流出する。またインダクタンス１４のエ
ネルギはＬ ｉｚ ／ ２ ＝Ｃである。したがって両
者合計でＣ−ｖＨ２のエネルギが流出したことになる。
ところで正電源２には上式の電流が流入するために、エ
ネルギの回収があるはずであるので、これを計算する０
正電源２へのエネルギの流入はｆ １ｖｄｔで計算でき
、１’ １ｖｄｔ ＝ ＶＤＤ 、／′ｌＴ’ ５ｄｔ
＝ｃ−ｖＨ！ （’、” Ｖｌ（＃ＶＤ）を得る。し
たがって、トランジスタ１２がオンの間に容量負荷８に
供給されたエネルギは、トランジスタ１２が７０−ティ
ング状態の間に電源に回収されることが明らかになった
。
ネルギの回収があるはずであるので、これを計算する０
正電源２へのエネルギの流入はｆ １ｖｄｔで計算でき
、１’ １ｖｄｔ ＝ ＶＤＤ 、／′ｌＴ’ ５ｄｔ
＝ｃ−ｖＨ！ （’、” Ｖｌ（＃ＶＤ）を得る。し
たがって、トランジスタ１２がオンの間に容量負荷８に
供給されたエネルギは、トランジスタ１２が７０−ティ
ング状態の間に電源に回収されることが明らかになった
。
（発明の効果）
本発明は以上説明したように構成したものであるから、
駆動信号を８ビツトのＰＣＭ信号とし、各々２ （Ｎ
＝Ｏ〜７）に比例した面積を有するように区分された振
動板を有するような面積分割型直接Ｄ／Ａ変換型容量性
スピーカ、まだはヘッドホン等の拡声器に適用すること
によって。
駆動信号を８ビツトのＰＣＭ信号とし、各々２ （Ｎ
＝Ｏ〜７）に比例した面積を有するように区分された振
動板を有するような面積分割型直接Ｄ／Ａ変換型容量性
スピーカ、まだはヘッドホン等の拡声器に適用すること
によって。
音声信号を省電力で音圧に変換することができるので、
その利用範囲はきわめて大きいものである・
その利用範囲はきわめて大きいものである・
第１図は本発明の一実施例の回路図、第２図は従来のも
のの回路図である０ １・・・オペアンプ ２・・・正電源３・・・負
電源 ５・・・入力端子８・・・容重負荷
１２・・・トランジスタ１４・・・インダクタン
ス １５・・・第２のインダクタンス １６・・・ダイオード
のの回路図である０ １・・・オペアンプ ２・・・正電源３・・・負
電源 ５・・・入力端子８・・・容重負荷
１２・・・トランジスタ１４・・・インダクタン
ス １５・・・第２のインダクタンス １６・・・ダイオード
Claims (1)
- （１）容量性拡声器と該容量性拡声器を駆動する出力回
路との間をスイッチング素子とインダクタンスとの直列
回路を介して接続し、前記容量性拡声器と電源との間を
前記インダクタンスとは密結合した第２のインダクタン
スを介して接続し、前記スイッチング素子を、前記容量
性拡声器を駆動するときのみオンとなるよう制御する回
路を設けたことを特徴とする容量性拡声器の省電力駆動
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29575785A JPS62155698A (ja) | 1985-12-27 | 1985-12-27 | 容量性拡声器の省電力駆動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29575785A JPS62155698A (ja) | 1985-12-27 | 1985-12-27 | 容量性拡声器の省電力駆動装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62155698A true JPS62155698A (ja) | 1987-07-10 |
| JPH0583040B2 JPH0583040B2 (ja) | 1993-11-24 |
Family
ID=17824769
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29575785A Granted JPS62155698A (ja) | 1985-12-27 | 1985-12-27 | 容量性拡声器の省電力駆動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62155698A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997048253A1 (en) * | 1996-06-07 | 1997-12-18 | Panphonics Oy | Electroacoustic transducer |
| EP2369741A1 (en) * | 2010-03-26 | 2011-09-28 | Seiko Epson Corporation | Capacitive load driving device and fluid ejection device |
-
1985
- 1985-12-27 JP JP29575785A patent/JPS62155698A/ja active Granted
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997048253A1 (en) * | 1996-06-07 | 1997-12-18 | Panphonics Oy | Electroacoustic transducer |
| US6570818B1 (en) | 1996-06-07 | 2003-05-27 | Panphonics Oy | Electroacoustic transducer |
| EP2369741A1 (en) * | 2010-03-26 | 2011-09-28 | Seiko Epson Corporation | Capacitive load driving device and fluid ejection device |
| US8262183B2 (en) | 2010-03-26 | 2012-09-11 | Seiko Epson Corporation | Capacitive load driving device and fluid ejection device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0583040B2 (ja) | 1993-11-24 |
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