JPH07503350A - 周波数依存振幅調整付拡声機装置 - 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】 周波数依存振幅調整付拡声機装置 （技術分野） 本発明は、拡声機、信号を受入れる入力端、受入れた信号の振幅を増大させる手 段、所定周波数範囲内の信号部分における振幅の変化を検出する振幅検出器およ び当該振幅検出器の出力信号に応じ前記振幅の増大を制御して増大した前記信号 の高レベル部における過負荷を防ぐ濾波手段を備えた拡声機装置に関するもので ある。

供給された信号の低域周波数領域に特別の増幅を施すことによって通常の拡声機 における低音再生を改善し得ることは慣用の技術である。拡声機の周波数特性は 低音周波数領域て低落する。この周波数領域内での適切な振幅増大により、拡声 機の振動膜は、この周波数領域内で増大した「ポンプ効果」を伴って作動せざる を得なくなる。これにより、周波数特性が真直ぐになるものもある。比較的小さ い拡声機によっても驚くほど良好な低音再生が達成されることになる。

しかしなから、この従来技術には限度があり、振動膜の作動行程に限度かあるの で、やや強い中域信号に正しく反応する拡声機の能力に限度か生ずる。この従来 技術をある信号強度で最大限に使用している場合に、信号か周期的にさらに強く なると過負荷が生ずる。拡声機に従来理想的に適合させて来た問題の整合用増幅 器についても同じことか言える。拡声機がとうしても再生し得ない信号を増幅器 に処理させることを目的とするものではない。したかって、強い信号部分につい ても十分に正しい再生を必要とする場合には、かかる拡声機はある限度までしか 使用し得ない、ということが判る。

しかしながら、既に知られているように、信号レベルを検出して、その検出結果 により振幅増大の調整を制御すれば、この問題を克服することができる。すなわ ち、信号が強くなる程、振幅増大を抑制するようにする。このようにすれば、問 題の信号が段々に圧縮されるにつれて連続的に下降する領域内で拡声機が正確に 再生し得る目立った周波数範囲内の強過ぎる信号さえも普通に立派に再生するこ とができる。一般に、ある拡声機は、特に強い信号部分があっても、相対的に減 衰さえしておれば、音量を増大させて、かなりの過負荷を伴わずに作動し得る。

拡声機は、上述した振幅増大が普通に行なわれる領域を超えた周波数範囲でも作 動し得なければならない。しかしながら、かかる高い周波数領域においては、拡 声機は、振幅検出器の影響で減衰されない強い信号部分さえも再生することがで きる。

米国特許明細書第４．３２７．２５０号には、この問題に対する解答が開示され ている。その解答は、振幅検出器より前に帯域通過もしくは低域通過のフィルタ を挿入して「危険ではない」周波数領域内では強い振幅の信号には反応しないよ うにすることによってなされている。

この解答は簡単であるが、注目すべき問題を伴っている。問題のフィルタを用い た場合には、信号のある時間歪みが生じ、振幅検出およびその作用効果を遅らせ ることになる。その結果、検出器によって信号レベルが低減されるまでの短期間 に、増幅器・拡声機ユニットに過負荷が生じて極めて耳障りとなる。一方、検出 器回路が遅れて情報を受取ると、問題の信号レベル以内でレベル低下がおこり、 所望レベル以下に信号レベルが低下することになる。かか問題の発生を防止する ために調整の速度を低下させることは可能である。しかしながら、調整速度の低 下は、強い信号部分の始端における調整系内の遅滞に基づいて過負荷発生のおそ れが増大することになる。

本発明の目的は、冒頭に述べたとおりの拡声機装置において、上述したような問 題の発生を伴うことなく、前述した米国特許明細書により知られている問題の解 答を施したものを提供することにある。

（発明の開示） 本発明によれば、上述の目的は、冒頭に述べたとおりの拡声機装置であって、前 記浦波手段に、当該拡声機装置の出力端に結合した入力端を有する帯域通過フィ ルタおよび当該帯域通過フィルタによって生じた信号の減衰に対応して当該帯域 通過フィルタから受入れた信号を増幅する微分フィルタを備え、前記振幅検出器 を前記帯域通過フィルタの出力端に結合させてフィルタ出力の振幅変化を検出す るとともに、当該振幅検出器の出力端を前記帯域通過フィルタの制御入力端に結 合させて前記振幅の増大を選択的に制御することを特徴とするものにより達成さ れる。

信号受入れ用帯域通過フィルタは、その出力信号を直接に振幅検出器に送って、 強い信号部分に対し、帯域通過フィルタを適切に制御してその下側遮断周波数を 増大させる。したがって、受入れた信号は、一般に、印加した信号の「余分の強 さ」に比例して弱められる。その弱められた信号は、フィルタを通過して直前の 低域周波数成分の振幅増大を選択的に受けたうえで、最後に微分過程を通過し、 信号受入れ用帯域通過フィルタで受けた減衰と同程度に全域の信号が増幅される 。このようにして、信号は、歪みがなく、しかも、低域周波数部分の振幅を所望 のとおりに増大させた状態で拡声機に供給される。

その結果、振幅検出器は、ドラムを叩く音のように、信号強度の急激な増大に刻 々反応することができ、信号が少しでも過負荷を生ずる前に整合用低減が完了し 得るようになる。

（図面の簡単な説明） 第１図はこの種の拡声機装置の従来の構成を示すブロック線図である。

第２図は本発明によるこの種の拡声機装置における要部の構成例を示すブロック 線図である。

第３図は本発明によるこの種の拡声機装置の構成例を示すブロック線図である。

（発明を実施するための最良の形態） 以下に図面を参照して実施例につき本発明の詳細な説明する。

例えば米国特許明細書第４．３２７．２５０号に記載の従来の拡声機装置におい ては、図１に示すように、増幅器出力信号を、基底低音周波数成分を可調整に増 大させるように構成した高域通過フィルタ・ユニット２に供給している。

このフィルタ・ユニット２の出力信号は、直接に接続しである拡声ＩＬＳに導く とともに、低域通過フィルタ４にも導いており、このフィルタ４は、「危険な」 低域周波数領域内の信号周波数成分のみを通過させるものである。このフィルタ ４の出力端６は振幅検出器８に接続してあり、その検出器８を高域通過フィルタ ・ユニット２の制御入力端に接続して、フィルタ４により濾波して検出器８によ り検出した図１に例示するように振幅か増大する低域の遮断周波数を増大させて いる。

図１においてフィルタ・」、ニット２の上側に伝達関数特性曲線によって例示し であるように、低域遮断周波数の増大は、その周波数が増大する程、低域周波数 成分の振幅増大を劣化させることになる。その結果として、確実に、拡声機ＬＳ は、振動膜の機械的歪みを伴うことなく、強い信号部分を再生し得るようになる 。しかしながら、低域通過フィルタ４のみが調整の遅れを生じ、その結果として 上述したような不利な点が生ずる。

本発明においては、図２に示すように、信号受入れフィルタ２を可調整の帯域通 過フィルタ１０に置換し、その帯域通過フィルタ１０はその出力信号を直接に振 幅検出器８に供給し、その振幅検出器８は全周波数帯域の信号振幅を検出する。

この振幅検出ユニットは、その出カケーブル１２を介して帯域通過フィルタｌＯ の通過帯域特性を制御し、上部に図示するように、そのフィルタＩＯの伝達関数 曲線の下側遮断周波数を調整する。

かかる伝達特性によれば、一般の信号は、低域周波数成分を抑圧されて、オクタ ーブ当り６ｄＢの減衰を生ずる。

フィルタ出力信号は、出カケーブルＩ４を介して帯域通過フィルタ１０から高域 通過フィルタ１６に導く。この高域通過フィルタ１６は、定常的に低周波数成分 の振幅を選択的に増大させ、残余の周波数帯域フィルタ特性は、上部に図示する ように、伝達関数か線形となる。

帯域通過フィルタ・ユニット１６の出力信号は微分フィルタ１８に導くが、微分 フィルタ１８においては、一般の信号は、例えばオクターブ当り６ｄＢで増幅さ れるので、帯域通過フィルタ１０によって生じた減衰をここで等化することにな る。微分フィルタ１８の出力端においては、総合の伝達関数が上部に図示するよ うになる。図の下部に示す伝達関数特性曲線は、上述したフィルタ１０．１６お よび１８の伝達関数の総和であり、この総合の伝達関数特性が正しく本発明の目 指すものであることは明らかである。

振幅検出機８は、帯域通過フィルタｌＯの出力端における信号振幅の変化に直ち に反応する。かかる即応が信号振幅の急増周期の前半ですでに行なわれることは 試験済みである。したがって、調整は急速に行なわれ、耳障りな歪みは全く生じ ない。

信号強度が低下した場合には、上述の調整回路は緩慢に作動し、信号振幅の減少 に対応して急激に作動するおそれはなく、例えば、１秒乃至２秒に亘って再調整 が行なわれる。したがって、調整がなされた音質・音量の変化はほとんど聞えな い。

上述した解答の基本、すなわち、全帯域信号の総合の減衰および引続く再増幅自 体は、甘く行き過ぎても、本来良好な信号対ノイズ比を正確には改善するもので はないから、有利であるとは言えない。したがって、図３に示すように、図２に 示した回路に並列に、入力信号を直接に拡声機に供給するようにするのが好適で ある。低域周波数成分を分離する帯域分離フィルタ３０を拡声機に直接に接続し ておく。入力信号中の例えば２０Ｈｚ乃至５００Ｈｚの低周波成分は帯域通過フ ィルタｌＯに供給する。例えば５００Ｈｚ以上の高域周波数成分は、信号加算回 路３１に供給して、その高域周波数成分を微分フィルタ１Ｂから受入れた低周波 成分に加算する。信号加算回路３１の合成出力信号を拡声機ＬＳに供給する。

留意すべとこととして、高域通過フィルタ１６は、帯域通過フィルタ１０より前 に置くこともでき、また、微分フィルタ１８の後に置くこともできる。重要なこ とは、これらのフィルタ・ユニットの伝達関数特性を互いに加算することである 。

特に、大型の拡声機の場合には、低音はすでに十分に再生されているのであるか ら、その振幅を故意に増大させる必要はない。この場合には、高域通過フィルタ １６を除外することができる。その場合にも、低域遮断周波数の調整を瞬時に制 御して作動することは、なお、極めて適切な処置であり、したがって、ユニット １Ｏ２８および１８は本発明拡声機装置の基本をなすものである。

全調整系は、使用する拡声機に入念に適応させなければならないのであるから、 拡声機の筐体内に組込むのが当然であり、拡声機の前に電力増幅器を含めること も当然である。しかしながら、本発明は、上述したところに限られるものではな く、例えば、全調整系を分離した増幅器ユニット内に配置することもできる。

（発明の効果） 以上の説明から明らかなとおり、本発明によれば、過負荷や歪みを伴うことなく 、拡声機による低音部の再生を良好に達成することかてきる。

国際講査報失 ＋＋　＋、＋＋＋−ＰＣ工／ＥＰ　９３１００９４１

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. １．拡声機、信号を受入れる入力端、受入れた信号の振幅を増大させる手段、所 定周波数範囲内の信号部分における振幅の変化を検出する振幅検出器および当該 振幅検出器の出力信号に応じ前記振幅の増大を制御して増大した前記信号の高レ ベル部における過負荷を防ぐ濾波手段を備えた拡声機装置において、前記濾波手 段に、当該拡声機装置の出力端に結合した入力端を有する帯域通過フィルタおよ び当該帯域通過フィルタによって生じた信号の減衰に対応して当該帯域通過フィ ルタから受入れた信号を増幅する微分フィルタを備え、前記振幅検出器を前記帯 域通過フィルタの出力端に結合させてフィルタ出力の振幅変化を検出するととも に、当該振幅検出器の出力端を前記帯域通過フィルタの制御入力端に結合させて 前記振幅の増大を選択的に制御することを特徴とする周波数依存振幅調整付拡声 機装置。
2. ２．受信した信号を低域周波数部分と高域周波数部分とに分割する帯域分離フィ ルタを備え、前記帯域通過フィルタの入力端を当該帯域分離フィルタの第１出力 端に結合させて前記信号の低域周波数部分を受入れるとともに、信号合成手段の 第１および第２の入力端を、前記微分フィルタの出力端および前記帯域分離フィ ルタの第２出力端にそれぞれ結合させて、前記信号の高域周波数部分を前記微分 フイルタから受入れた信号に合成し、当該信号合成手段の出力端を前記拡声機に 結合させて当該合成した信号を当該拡声機に供給することを特徴とする請求項１ 記載の周波数依存振幅調整付拡声機装置。