JPH01144808A - 歪抑圧回路 - 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】 技術分野 本発明は、音響信号を増幅回路によって増幅して音−Ｗ
ｆヒする音響装置に関連して実施される歪抑圧回路に関
し、もつと詳しくは、前記増幅回路に過大な電圧を有す
る音響信号が入力されて音：＃信号のクリップが生じて
、いわゆる音割れを生じることを防ぐようにした歪抑圧
回路に関する。

背景技術 典型的な先行技術は、第６図に示されている。

音響信号はライン１から入力され、トランジスタ２を備
えた′ｇ衰回路３に与えられ、この減衰回路３からの出
力は増幅回路４によって増幅され、ライン５からスピー
カに与えられる。音割れを防止するために、ライン５か
らの音響信号は、直流化回路６に与えられ、この直流化
回路６においてライン５からの音響信号はカップリング
コンデンサを介して整流および平滑され、ライン７に直
流信号が導出される。この直流信号は、ライン７を介し
てトランジスタ２のベースに与えられる。このトランジ
スタ２は、音響信号が音割れを生じるレベルを超えたと
き、導通して歪の発生を防ぐ。

このような第６図に示された先行技術では、トランジス
タ２が導通および遮断を行い、したがって音声信号の減
衰量すなわち利得を連続的に変化して制御するものでは
ない。したがって音楽などを聴取している際に、ファフ
ァと体が中に浮いているような感じに聞こえ、聴感上の
違和感が大きく、実用上、満足のゆくものではない。

他の先行技術は、第７図に示されている。ライン８から
音響信号は、電子ボリウムなどと呼ばれる直流電圧制御
増幅回路９に与えられ、ここで利得が制御された音響信
号は、ライン１０から増幅回路１１に与えられて増幅さ
れ、ライン１２からスピーカに与えられる。電圧制御増
幅回路９からライン１０に導出される音響信号はまた、
制御回路１３に与えられ、ここでライン１０の音響信号
が、音割れを生じる予め定めた弁別レベルを超えたとき
、電圧制御増幅回路９の利得を連続的に低下して制御す
ることができる。

発明が解決すべき問題点 このような第７図に示されている先行技術の新たな問題
は、増幅回路１１の特性にばらつきがあり、この増幅回
路１１の利得が大きすぎると、音割れを防ぐことができ
ず、歪の抑圧を行うことができなくなる。

本発明の目的は、聴感上の違和感を生じることなく、ま
た音響信号を増幅するための増幅回路の特性に依存する
ことなく、確実に音割れの防止を行うことができるよう
にした歪抑圧回路を提供することである。

問題点を解決するための手段 本発明は、増幅回路からの音響信号をカップリングコン
デンサを介して整流・平滑して直流信号を出力する直流
化回路と、 直流化回路の出力と予め定めた弁別レベルとの差を表す
信号を導出するレベル弁別回路と、増幅回路の前に設け
られ、レベル弁別回路からの出力に応答し、音響信号を
増幅または減衰させ、前記差が大きいほど利得低下する
手段とを含むことを特徴とする歪抑圧回路である。

好ましい実施態様では、前記レベル弁別回路は、単電源
用演算増幅回路を用いて実現されることを特徴とする。

また好ましい実施態様では、前記レベル弁別回路の弁別
レベルは、音響信号を増幅する増幅回路を電力付勢する
電源の出力電圧を、分圧抵抗によって分圧して得ること
を特徴とする。

作用 本発明に従えば、音響信号を直流化回路によって直流レ
ベルに変換し、その直流化回路の出力と予め定めた弁別
レベルとの差を求め、この差に応じて減衰回路または増
幅回路の利得を低下するようにしたので、聴感上の違和
感をなくすことができるようになる。

また直流化回路は、増幅回路からの音響信号を直流化す
るようにし、したがってこの増幅回路の利得にばらつき
があっても、その増幅回路の前段に設けられている利得
変化手段の利得を変化させて、音割れの防止を確実に行
うことができるようになる。

実施例 第１図は、本発明の一実施例の全体のブロック図である
。ラジオ受信機または磁気媒体再生装置などの音響信号
発生回路２０からの左（Ｌ＞チャネルの音響信号はライ
ン２１から、また右（Ｒ）チャオ・ルの音響信号はライ
ン２２から、ステレオ再生のために導出され、バッファ
回路２３．２４を介して、電子ボリウムなどと呼ばれて
いる電圧制御増幅回路２５に与えられる。電圧制御増幅
回路２５は入力端子２６．２７を有し、その入力端子２
７に与えられる電圧に対応して、ＬチャネルおよびＲチ
ャネルの音響信号の利得を連動して変化し、その変化後
のＬチャネルおよびＲチャネルの音響信号をライン２８
，２．９にそれぞれ導出する。ライン２８．２９からの
音響信号は、フェーダ３０に与えられる。

第２（２１は、自動車３１の簡略化した平面図である。

自動車３１の車室３２には、その前部の左右にスピーカ
ＦＬＬ、ＦＲＩがそれぞれ配置され、後部の左右にスピ
ーカＲＬ　１　、　Ｒｒ（１がそれぞれ配置され、こう
してき計４つのスピーカを用いてステレオ再生を行うこ
とができる。

フェーダ３０は、これらのスピーカＦＬＬ、ＦＲ１，Ｒ
ＬＩ、ＲＲＩにおいて、それぞれ再生されるべき音響信
号ＦＬ、ＦＲ，ＲＬ、ＲＲを導出して、バッファ３３〜
３６を介して増幅回路３７〜４０にそれぞれ与える。増
幅回路３７〜４０の出力は、スピーカＦＬＬ、ＦＲＩ、
ＲＬＩ、ＲＲ１にそれぞれ与えられて、音響信号が制御
される。

増幅回路３７〜４０に過大なレベルを有する音。

音信号が入力されてクリップを生じ、音割れが発生する
ことを防ぐために、本発明が実施される。

増幅回路３７〜４０の出力は、直流化回路４１゜４２に
与えられる。一方の直流化回路４１は、カップリング回
路４３．４４と、それらの出力が与えられる整流・平滑
回路４５とを有する。カップリング回路４３には、前左
スピーカＦＬ１に与えられるべき音響信号が与えられ、
またもう１つのカップリング回路４１１には、前右スピ
ーカＦＲＩに与えられるべき音響信号が与えられる。こ
れらのカップリング回ｆ１４３，４４は、カップリング
コンデンサＣ１，Ｃ２と、抵抗Ｒ，１，Ｒ２とをそれぞ
れ有している。カップリング回路４３．４４の出力は、
ライン４６を介して整流・平滑回路４５に与えられる。

この整流・平滑回路４５は、ダイオードＤｉ、Ｄ３と、
コンデンサＣ５と、抵抗Ｒ５とを有し、コンデンサＣ１
，Ｃ２とともに倍電圧整流を行って平滑し、これによっ
て前左および前右スピーカＦＬＬ、ＦＲＩの音響信号の
レベルの和に対応したレベルを有する直流電圧をライン
４７に導出する。

もう１つの直流化回路４２は、前述の直流化回路４１に
類似した構成を有し、後左スピーカＲＬ１と後右スピー
カＲＲＩとに与えられるべき音響信号は、カップリング
回路４８．４９にそれぞれ与えられ、これらのカップリ
ング回路４８．４９の相の出力は、ライン５０から整流
・平滑回路５１に与えられる。カップリング回路４８．
４９は、コンデンサＣ３，Ｃ４と、抵抗Ｒ３，Ｒ４とを
それぞれ含み、また整流・平滑回路５１はダイオードＤ
２．Ｄ４と、コンデンサＣ６と、抵抗Ｒ５とを有し、倍
電圧整流を行って平滑する。整流・平滑回路５１の直流
出力は、ライン５２に導出される。

ライン４７．５２からの直流電圧は、ダイオードＤ５．
Ｄ６を介してライン５３に与えられる。

これによってライン５３には、ライン４７．５２の出力
電圧レベルのうち、大きい方のレベルが導出される。

直流化回路４１．４２において、時定数Ｒ１・Ｃ１，Ｒ
２・Ｃ２，Ｒ３・Ｃ３，Ｒ４・Ｃ４は、アタックタイム
τＡを設定し、また時定数Ｒ５・Ｃ５，Ｒ６・Ｃ６は、
リリースタイムτＲを設定しており、聴感上、アタック
タイムτＡは２〜３「口ｓｅｃに定められ、またリリー
スタイムτＲは２００　ｒｎ　ｓ　ｅ　Ｃ〜２　ｓ　ｅ
　ｃに定められる。この直流化回路４１．４２では倍電
圧整流が行われ、したがってライン４７．５２に導出さ
れる直流電圧を高くすることができ、聴感上、好ましい
結果が得られたけれども、その他の構成によって整流を
行うようにしてもよい。

ライン５３からの直流電圧の信号は、レベル弁別器ｌ８
５４における単電源用演算増幅回路Ｑ１の非反転入力端
子５５ａに、抵抗Ｒ４０，Ｒ１２によって分圧されて与
えられる。演算増幅回路Ｑ１の反転入力端子５５ｂには
、分圧抵抗Ｒ７，Ｒ８および可変抵抗器Ｒ１９によって
分圧された電圧が、ライン５６がら抵抗Ｒ９を介して弁
別レベルとして与えられる。抵抗Ｒ７は、ライン５７を
介して直流電源５８に接続される。この電源５８は、音
響信号発生回路２０．電圧制御増幅回路２５、フェーダ
３０、増幅回路３７〜４ｏおよびその他の電気回路を電
力付勢しており、したがって演算増幅回路Ｑ１に与えら
れる弁別レベルは、電源５８の電圧に依存して変化する
。

このレベル弁別回路５４では、 Ｒ９＝Ｒ１０＝Ｒ１１＝Ｒ１２−（１）したがって、演
算増幅回路Ｑ１がらライン６゜に導出される電圧ＶＯＩ
は、演算増幅回路Ｑ１の非反転入力端子５５ａに入力さ
れる電圧を■（＋）とし、反転入力端子５５ｂに入力さ
れる弁別レベルをＶ　（−）とするとき、その減算動作
を第２式で示されるように行う。

ＶＯ１＝Ｖ　　　（＋）　　　−Ｖ　　　（−）　　　
　　　　　・・・　（２）演算増幅回路Ｑ１は、単電源
用演算増幅回路であり、したがって非反転入力端子５５
　ａに与えられる電圧■（＋）が反転入力端子５５ｂに
与えられる弁別レベルＶ（−）以下であるとき、ライン
６０の電圧Ｖ０１は零である。もしも演算増幅回路Ｑ１
が両電源用演算増幅回路であるとすれば、非反転入力端
子５５ａに与えられる電圧Ｖ（＋）が反転入力端子５５
ｂに与えられる弁別レベル（−）以下であるとき、出力
ライン６０には０．２〜０．４Ｖ程度の残留電圧が出力
され、後続の回路の誤動作を生じる恐れがあるけれども
、上述の実施例では演算増幅回路Ｑ１は単電源用であり
、そのような問題を解決している。

スピーカＦＬＬ、ＦＲＩ、ＲＬＩ、ＲＲＩからの音響出
力を調１２するために、電圧制御増幅回路２５の入力端
子２６には、可変抵抗器６１が接続され、手動によって
ブラシ６２が変位調整される。

演算制御回路６３では、可変抵抗器６１のブラシ６２か
らの出力は抵抗Ｒ１６，Ｒ１５によって分圧され、演算
増幅回路Ｑ２の非反転入力端子６４に与えられる。演算
増幅回路Ｑ２の反転入力端子６５には、レベル弁別回路
５４からの出力がライン６０および抵抗Ｒ１３を経て与
えられる。この演算増幅回路Ｑ２には、抵抗Ｒ１４が接
続される。

演算増幅回路Ｑ２の出力端子６６からの出力は、ライン
６７を介して電圧制御増幅回路２５の入力端子２７に与
えられる。演算増幅回路Ｑ２の出力端子６６の電圧ＶＯ
は、可変抵抗器６１のブラシ６２から導出される電圧Ｖ
Ｃと、レベル弁別回路５４からの出力電圧ＶＯＩとの差
である。

ＶＯ＝ＶＣ−ＶＯ１・・・（３） なお、レベル弁別回路５４内のコンデンサＣ７、および
演算制御回路６３内のコンデンサＣ８は、ノイズ吸収用
である。演算制御回路６３の演算増幅回路Ｑ２は、レベ
ル弁別回路５４に用いられている演算増幅回路Ｑ１と同
様な理由によって、単電源用演算増幅回路である。

第３［ｍを参照して、第１図および第２図に示された実
施例の動１ヤを説明する。音響信号発生回路２０のライ
ン２１．２２に第３図（１）で示されるような音響信号
が導出され、その車室３２における前後の音響レベルが
フェーダ３０によって異なるように調整され、したがっ
て直流化回路４１゜４２のライン４７．５２に第３図（
２）の参照符Ｖ（＋＞１およびＶ　（＋）　２が導出さ
れた場きを想定する。レベル弁別回路５４の弁別レベル
は、第３Ｉ２Ｉ（２）において参照符■（−）で示され
ており、この弁別レベルは聴怒上から適宜定められる値
である。第３図（２）では、 ｖ（＋）１　　でＶ　（＋＞　　２　　　　　　・・・
（４）であり、したがってライン５３には、第３図（３
）で示されるように大きい方の直流出力Ｖ　（＋）　２
が導出される。

レベル弁別回路５４によって、ライン６０には、第３図
（４）で示される大きい方の直流レベルＶ（＋）２と弁
別レベルＶ（−）との差ＶＯＩが導出される。可変抵抗
器６１のブラシ６２によって第３図（５）で示される電
圧ＶＣが導出されているとき、演算制御回路６３の演算
増幅回路Ｑ２の出力端子６６からライン６７を介して電
圧制御増幅回路２５の入力端子２７には、第３［２Ｉ（
６）で示される電圧■０が導出される。

このようにして出力最大振幅レベルが規定された増幅回
路３７〜４０において、そのクリップレベルを超える過
大入力が入った際、スピーカＦＬ１、ＦＲＩ、ＲＬＩ、
ＲＲＩの音響がクリップして歪むことを防止するために
、増幅回路３７〜４０からの音響信号を直流化回路４１
．４２によって直流信号に変換し、その直流電圧がレベ
ル弁別回路５４において予め定めた弁別レベルＶ（−）
を超えた差だけを取出して、電圧制御増幅回路２５の利
得を前記差が大きくなるにつれて利得が、低下するよう
に制御し、これによってできるだけ瞬時的に大きな利得
変化が生じることを抑制し、聴５上の違和感が生じるこ
とを防いでいる。しかもこのような実施例では、増幅回
路３７〜４０の出力によって電圧制御増幅回路２５の利
得を制御しているので、増幅回路３７〜４０の利得、し
たがってクリップレベルが増幅回路３７〜４０毎に異な
っていても、過大入力によって音割れを生じて歪を生じ
ることが確実に防がれる。

上述の実施例ではまた、車室３２の前に配置されている
スピーカＦＬＬ、ＦＲＩの第１グループでは、共通の直
流化回路４１に増幅回路３７．３８の出力が与えられ、
また車室３２の後に配置されているスピーカＲＬＩ、Ｒ
ＲＩの第２グループでは、増幅回路３９．４０からの音
響信号は直流化回路４２に共通に与えられている。直流
化回路４１．４２からの出力は、ライン４７．５２から
ダイオードＤ５．Ｄ６を経てライン５３に与えられ、こ
うして直流化回路４１．４２の出力のうち、大きい方の
レベルがライン５３に選択的に導出される。これによっ
て音割れ防止動作が上述のように達成される。

自動車３１の車室３２内の人がフェーダ３０を操作して
、（ａ）前にある第１グループのスピーカＦＬＬ、Ｉ”
Ｒ１のみで音響（ヒを行い、このときｔ麦の第２グル−
１のスピーカＲ，Ｌ　１　、　ＲＲ１から音響を出力し
ないようにした場き、（ｂ）およびその逆に、前の第１
グループのスピーカＦＬＬ、ＦＢＩからは音響を出力せ
ず、漫の第２グループのスピーカＲＬ　１　、　ＲＲ１
からだけ音響を出力するようにした場きのいずれの場＃
（ａ）、（ｂ）においても、音割れ防止機能が達成され
る。

この理由をさらに詳述すると、第１図のカップリング回
路４３．４４において、増幅回路３７の音響信号の出力
レベルをＶＦＬとし、増幅回路３８からの音響信号の出
力レベルをＶＦＲ，とじ、増幅回路３７．３８の出力イ
ンピーダンスＺを零とし、カップリング回路４３、−４
４の出力が接続されるライン４６から整流・平滑回ｉｌ
！８４５側を見たときのインピーダンスをＲｉ　ｎとし
、このライン４６の電圧レベルをＶＦとするとき、第５
式が成立する。

・・・　（５） ここでＲ２７Ｒｉ　ｎは、抵抗Ｒ２とインピーダンスＲ
ｉ　ｎの並列インピーダンスを表すものとする。

ここで、 Ｒｉ　ｒｒ　＞　Ｒ，１１，Ｒ２・　（６）とすると、
第５式で示される信号レベルＶＦは、第７式に示される
値ＶＦＩとなる。

、ここで、 Ｒ１＝Ｒ２・・・〈８） に定めると、第７式で示される値ＶＦ１は、第９式のＶ
Ｆ２で示される。

たとえば、 ＶＦＬ＝ＶＦＲ・・・（１０） であるとき、第９式から、ライン４６の信号レベルＶＦ
３は第１１式で示されるとおりとなる。

・・　（１１） したがって、車室３２の前の第１グループのスピーカＦ
ＬＹ、ＦＲＩからのみ音響出力が得られ、ｆ＆の第２グ
ループのスピーカＲＬＩ、ＦこＲ１からは音響化が行わ
れないようにフェーダ３０を操牛した場きであっても、
第１１式で示されるようにライン４６の出力レベルとし
て、増幅回路３７の音響出力レベルＶＦＬがライン４６
に得られる二とになる。そのため、このライン４６の信
号レベルＶＦＬによって電圧制御増幅回路２５の利得を
制御して、増幅回路３７．３８に入力される音響信号が
それらの増幅回路３７．３８のクリップレベルに達しな
いように抑制することが可能であるという優れた効果が
達成される。

同様なことは、車室３２の前の第１グループのスピーカ
ＦＬＬ、Ｉ”Ｒ１からのｆｆｆ出力を零とし、後の第２
グループのスピーカＲＬ１．ＲＲ，１からのみ音響を出
力する場合においても、音割れの防止動作が達成される
。

第４［２Ｉは、本発明のさらに他の実施例の電気回路図
である。この実施例では、自動車３１の車室３２の前ま
たは後において左右の中央位置にウーハ６８を配置して
、いわゆる３Ｄシステムを実現するものである。ウーハ
６８に与えられるバッファ６９　ａから増幅回路６つを
介する音響信号は、左右の音響信号がそれぞれ加ｇ　（
＝Ｌ＋Ｒ）されて、直流化回路７２のカップリング回路
７０に与えられ、さらに整流・平滑回路７１からダイオ
ードＤ７を経て導出され、その直流化回路７２の出力は
ライン５３に与えられる。直流化回路７２は、直流化回
路４１．４２と同様な構成を有する。

本発明のさらに他の実施例として、ウーハ６８に代えて
サラウンドシステムなどで用いられる音場コントロール
信号、たとえば左信号りと右信号Ｒとの差の信号（Ｌ−
Ｒ）、（Ｒ−Ｌ）などを直流化してライン５３に与える
ようにして、同様に本発明を実施することができる。

第５図は、本発明のさらに他の実施例の電気回路図であ
る。この実施例では、自動車３１の車室３２に左右のス
ピーカＦＬＬ、ＦＲＩのみを備えており、前述の実施例
における後のスピーカＲＬ１、ＲＲＩに代えて、その車
室３２の後にウーハ６８を備える。前述の実施例に対応
する部分には、同一の参照符を付す。このような実施例
においても、フェーダ３０を繰作して、車室３２の前の
第１グループのスピーカＦＬＬ、ＦＲＩのみから音響を
出力し、車室３２の後の第２グループのウーハ６８から
の音響出力を零とした場き、およびその逆の場きにおい
ても、音割れ防止の動ずヤを達成することができる。第
５図の実施例に代えて、ウーハ６８を車室３２の前に配
置し、車室３２の後に左右のスピーカＲＬＩ、ＲＲＩを
配置して３Ｄシステムを構成するようにしてもよい。

レベル弁別回路５４における演算増幅回路Ｑ１の非反転
入力端子５５ａに与えられる弁別レベル■（−）を設定
するための抵抗Ｒ７，Ｒ８，Ｒ１９は、直流電源５８に
接続されており、この直流電源５８によって本件音響装
置の全体が電力付勢されている。この電源５８は、自動
車３１に搭載されており、バッテリであり、たとえば１
０．５Ｖ〜１６Ｖの範囲で大きく変動し、これによって
増幅回路３７〜４０の音割れを生じるクリップレベルも
また変動するけれども、上述のように弁別レベルＶ　（
−）も電源５８の電圧の変動に追従するので、最適な最
大無歪出力を得ることが可能になるという利点がある。

電圧制御回路２５の利得を変化する代わりに、減衰回路
の減衰率、したがって利得を変化するようにしてもよい
。

効　　果 以上のように本発明によれば、聴感上の違和感を生じる
ことなしに、また増幅回路の利得のばらつきがあっても
、確実に音割れによる歪の発生を防止することができる
ようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の電気回路図、第２図は自動
車３１の車室３２を簡略化して示す図、第３１１３は第
１図および第２図に示された実施例の動作を説明するた
めの波形図、第４図は本発明の池の実施例の電気回路図
、第５図は本発明のさらに他の実施例の電気回路図、第
６図は先行技術の電気回路図、第７図は他の先行技術の
電気回路図である。 ２０・・・音響信号発生回路、２５・・・電圧制御増幅
回路、３０・・・フェーダ、３７〜４０・・・増幅回路
、Ｆ　Ｌ　１　、　Ｆ　Ｒ１、ＲＬ　１　、　ＲＲ１・
・・スピーカ、４１．４２．７２・・・直流化回路、４
３，４４．４８゜４９．７０・・・カップリング回路、
４５，５１．７１・・・整流・平滑回路、５４・・・レ
ベル弁別回路、６３・・・演算制御回路 代理人　　弁理士　画数　圭一部 第２図 ）（）（１３２ｔ−）（１ 第３図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）増幅回路からの音響信号をカップリングコンデン
   サを介して整流・平滑して直流信号を出力する直流化回
   路と、 直流化回路の出力と予め定めた弁別レベルとの差を表す
   信号を導出するレベル弁別回路と、増幅回路の前に設け
   られ、レベル弁別回路からの出力に応答し、音響信号を
   増幅または減衰させ、前記差が大きいほど利得低下する
   手段とを含むことを特徴とする歪抑圧回路。
2. （２）前記レベル弁別回路は、単電源用演算増幅回路を
   用いて実現されることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の歪抑圧回路。
3. （３）前記レベル弁別回路の弁別レベルは、音響信号を
   増幅する増幅回路を電力付勢する電源の出力電圧を、分
   圧抵抗によつて分圧して得ることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項または第２項記載の歪抑圧回路。