JPH02299304A - 過変調防止回路 - 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】 及呈上■肌■公団 本発明は、たとえば、ビデオテープレコーダなどのＦＭ
記録系などに設置されて記録すべきオーディオ信号の過
変調を防止する過変調防止回路に関する。

従来■故地 従来、ビデオテープレコーダのオーディオＦＭ記録回路
では、第４図に示すように、記録すべきオーディオ信号
として左チャネル（Ｌ）側のオーディオ信号Ａ、が加え
られると、このオーディオ信号Ａ、が可変抵抗などから
なるレベル調整回路１を経てノイズリダクション回路（
ＮＲ）　　２に加えられる。このノイズリダクション回
路２では、オーディオ信号Ａ１に対数二乗圧縮特性が付
与されてダイナミックレンジが圧縮される。このノイズ
リダクション回路２を経たオーディオ信号Ａ、は、エン
ファシス回路（ＥＭＰＨ）　　３に加えられ、ＦＭ記録
のＳＮ比を改善するため高域成分が増強された後、オー
ディオリミッタ４に加えられて過変調を防止するための
レベル制限が行われる。オーディオリミッタ４では、過
変調を防止するため、その過変調レベルが設定されてお
り、その過変調レベルをオーディオ信号Ａｒが越えた場
合に、その信号振幅の制限が行われる。

そして、このように処理されたオーディオ信号Ａ１はＦ
Ｍ変調器５に加えられ、ＦＭ変調器５では、オーディオ
信号Ａｔを変調信号とし、左チャネル（Ｌ）の場合、搬
送波周波数ｆＬとしてたとえば、１．３ＭＨｚの搬送波
を以てＦＭ変調が行われる。

また、右チャネル（Ｒ）のオーディオ信号Ａ、も右チヤ
ネル側で左チヤネル側と同様の信号処理の後、ＦＭ変調
が行われる。その場合、右チャネルでは、搬送波周波数
ｆｉｔとしてたとえば、１．７ＭＨｚの搬送波を以てＦ
Ｍ変調が行われる。

各左右チャネルのＦＭ信号ＡＦ、。＋　ｍｌは、加算回
路６によって合成され、その合成ＦＭ信号は記録増幅器
７に加えられる。この合成ＦＭ信号は、記録増幅器７で
増幅された後、磁気ヘッド８に加えられ、記録媒体であ
る磁気テープ９に対して映像信号とともに磁気記録され
る。

そして、磁気テープ９に記録されている合成ＦＭ信号は
、この記録系とは逆特性を持つＦＭ再生回路を以て再生
され、左右のチャネルごとにオーディオ信号Ａｉ　とし
て取り出される。

ところで、第５図のＪに示すように、通常の音声などの
低周波信号成分り、に三味線などの振幅幅が狭く周波数
が高いバースト音などの高周波信号成分Ｈ，を含むオー
ディオ信号Ａ、を記録する場合、このオーディオ信号Ａ
、を第４図に示したＦＭ記録回路に加えると、第５図の
Ｋに示すように、ノイズリダクション回路２を以て対数
二乗圧縮特性が付与された後、エンファシス回路３を以
て高域成分の増強が図られる。第５図のＫにおいて、Ｃ
Ｍは上限クリップレベルｌ　　ＣＬは下限クリップレベ
ルを表す、このように処理されたオーディオ信号Ａ、は
、周波数変調された後、磁気テープ９に記録されるので
、これをＦＭ記録回路と全く逆特性を持つＦＭ再生回路
によって再生した場合、第５図のＭに示すように、再生
オーディオ信号Ａ、が得られる。

この再生オーディオ信号Ａ、と第５図のＪに示すオーデ
ィオ信号Ａ、とを比較した場合、第５図のＭのＢ、で示
すように、高周波信号成分Ｈ，の正負振幅の片側振幅の
みが欠落し、上下非対称となるためこれがパルス的な直
流電圧の変動となり、再生音にポツプ音として生じるこ
とがｉ認されている。すなわち、三味線台などのバース
ト音を記録し、再生した場合には、記録時のオーディオ
リミッタ４におけるクリップ処理によって高周波信号成
分Ｈ，が非対称にクリップされることが原因で、三味線
台と同期する状態で聴感上、耳障りな異常音を生じるの
である。

そこで、オーディオ信号に含まれる三味線台などのバー
スト音の高周波信号成分が到来したとき、回路特性を変
更して高周波信号成分の記録特性を改善し、再生時、異
常音の発生を抑えた第６図に示す如き過変調防止回路が
提案されている。

第６図において、記録すべきオーディオ信号Ａｉは、対
数二乗圧縮特性の付与によってダイナミックレンジを圧
縮するためのノイズリダクション回路２０に加えられて
いる。このノイズリダクション回路２０には増幅器２１
が設置されており、この増幅器２１には、たとえば、演
算増幅器が用いられる。

オーディオ信号Ａｔは、増幅器２１の非反転入力端子（
＋）に加えられて増幅され、その増幅出力は、コントロ
ール電流によって利得が変化する電流コントロール増幅
器２２に加えられる。電流コントロール増幅器２２の出
力はＮＲエンファシス回路２４により周波数特性を持た
せた上で前記増幅器２１の反転入力端子（−）に帰還経
路２３を通して帰還されている。

更にノイズリダクション回路２０には増幅器２１の出力
であるオーディオ信号Ａ、の高域成分に周波数的な重み
付けを行うウェイティング（Ｗｅｉｇｈｔｉｎｇ）回路
２６が設けられており、このウェイティング回路２６に
よって高域成分に周波数的な重み付けを行った後、オー
ディオ信号Ａ、を検波回路２７で検波することによって
得られた信号を抵抗Ｒ７を介してキャパシタ２９に生じ
させ、キャパシタ２９で得られた検波出力が電圧・電流
変換回路２８に加えられている。更に、この電圧・電流
変換回路２８の出力が電流コントロール増幅器２２に加
えられている。

従って、ノイズリダクション回路２０では、電流コント
ロール増幅器２２．検波回路２７．電圧・電流変換回路
２８等により構成された帰還経路２５が持つ二乗伸長特
性によって対数二乗圧縮特性が付与されたオーディオ信
号Ａ、が得られる。

このノイズリダクション回路２０を経たオーディオ信号
Ａｊは、エンファシス回路３０を以て高域成分の増強が
行われ、このエンファシス回路３０を経て得られたオー
ディオ信号Ａｋはオーディオリミッタ４０に加えられる
。

オーディオリミッタ４０では、過変調防止レベルとして
上限リミッティングレベル■、と下限リミッティングレ
ベル■Ｌとが設定されており、上限リミッティングレベ
ル■イおよび下限リミ・ンテイングレベルＶ、の範囲内
にオーディオ信号Ａ、の振幅が制限される。　オーディ
オリミッタ４０を以て振幅制限されたオーディオ信号Ａ
、は、ＦＭ変調器５０に加えられる。

そして、エンファシス回路３０の出力側にはエンファシ
ス回路から得られるオーディオ信号のレベルを検出して
オーディオ信号のピークレベルを圧縮する信号を発生す
るピークレベル圧縮信号形成回路８０が設けられている
。このピークレベル圧縮信号形成回路８０には、エンフ
ァシス回路３０から得られるオーディオ信号Ａ、のピー
クレベル電圧Ｖ、を基準電圧として取り出すための分圧
回路を成す抵抗６１．６２が直列に接続されている。こ
れら抵抗６１．６２の接続点で検出されるオーディオ信
号Ａ８゜が、キャパシタ２９をそのレベルに応じて象、
速充電するために設置された象、速充電回路６０に加え
られている。

急速充電回路６０では、オーディオリミッタ４０に対す
る上限リミッティングレベルｖ、ｌおよび下限リミッテ
ィングレベル■１が基準レベルとして加えられており、
これらのリミッティングレベル■０．■、を越える急速
充電レベル■３が設定され、オーディオ信号Ａ、。のレ
ベルが急速充電レベル■、を越えたとき、急速充電電流
Ｉ、を発生する。

抵抗６１．６２の分圧によってオーディオリミツティン
ダレベルと急速充電レベルとの関係をわずかにずらして
設定している。キャパシタ２９は、帰還経路２５による
オーディオ信号Ａ、に基づく充電に無関係に急速充電電
流■、によって急速に充電される。

この結果、キャパシタ２９の充電電圧は、急速充電回路
６０による補正を受け、補正された充電電圧を変換して
得られた電流によって電流コントロール増幅器２２の利
得が増加するので、それに基づく特性付加がオーディオ
信号Ａ、に対して行われ、急速充電レベルを超えた部分
の信号圧縮が行われる。その特性付加出力としてオーデ
ィオ信号Ａ、が得られる。

そして、上述のような象、速充電を行う場合には、第７
図のＡに示すように、高周波信号成分Ｈ，を待ったオー
ディオ信号Ａ、が増幅器２１に加えられたとき、キャパ
シタ２９の充電特性は、急速充電を伴う場合、第７図の
Ｂの８１に示すようになる。

第７図のＢにおいて、Ｂ８は急速充電を伴わない場合を
示す、このように急速充電を付加した場合、エンファシ
ス回路３０を経て得られるオーディオ信号Ａｋは、第７
図のＣに示すように、キャパシタ２９の充電電圧の急速
充電による増強に対応した振幅の減衰特性ＣＩが得られ
、破線で示した充電特性Ｂ２に対応する減衰特性Ｃ２に
比較し、瞬時のレベルの減衰が得られる。

このような減衰特性が付与されたオーディオ信号Ａｋを
オーディオリミッタ４０に加えて振幅制限を施すと、第
８図のＤに示すように振幅が調整され、その振幅Ｄ１は
急速充電を伴わない振幅Ｄ２に比較し、レベル低下によ
ってオーディオリミッタ４０による波形欠落時間が短く
なる。

このような急速充電の有無によって振幅が異なった高周
波信号成分Ｈｒを低周波信号成分Ｌｒに重畳させてオー
ディオ信号Ａ７を周波数変調した後、磁気記録したもの
を再生すると、急速充電を伴わない場合には、第８図の
Ｅに示すように、振幅レベルに非対称性の欠落が生じる
のに対し、急速充電を伴った場合には、第８図のＦに示
すように、高周波信号成分Ｈｔおよび低周波信号成分Ｌ
ｆの各レベルが共に低下し、全体レベルが対称に低下す
るので、三味線音などのバースト音を表す高周波信号成
分Ｈ，に伴う異常音の発生が抑制される。

ａ　＜”′　しよ゛と　る２ しかしながら、上記従来の過変調防止回路ではピークレ
ベルの圧縮を充分早くすると、キャパシタ２９に急速な
充電がなされるが、放電時間は通常のノイズリダクショ
ンの動作時定数と同し設定になっているので、急速な充
電により充電電圧が高くなった分、ノイズリダクション
のりカバリ一時間が長くなってしまい、入力のオーディ
オレベルが恰も低下しているかのような印象を与えてし
まう。即ち、第６図の回路において、ピークレベル圧縮
信号形成回路８０を働かせないときの自己録音・再生波
形（第９図）に対しピークレベル圧縮信号形成回路８０
を働かさせ場合には第１０図のようにオーディオ信号の
振幅が全体的に縮んだ（即ちオーディオ信号のレベルが
低くなった）ようになり、元のレベルに戻るまでのりカ
バリ一時間が長くかかる。このリカバリ一時間は、記録
時にキャパシタ２９を急速充電してピークレベル圧縮を
急速に行うアタック時間が５　ｍ５ｅｃ位であるのに対
し、７（１＋＋ｓｅｃという長い時間になる。

尚、第９図、第１０図においてＲ３は記録系において第
６図のオーディオリミッタ４０に入る前の波形、従って
ＦＭエンファシス３０の出力の信号波形であり、ＰＳは
再生系におけるライン出力信号波形、従って磁気テープ
からの再生信号をＦＭ復調し、更にディエンファシスや
、ノイズリダクション、デコード回路等を経た後の再生
オーディオ信号波形である。

本発明はこのような点に鑑みなされたものであって、オ
ーディオ信号のピークレベルを急！速に圧縮するように
してもリカバリ一時間が長くならないように工夫した新
規な過変調防止回路を提供することを目的とする。

）　を”するための 上記の目的を達成するため本発明の過変調防止回路は、
オーディオ信号を検波しその検波出力によって第１のキ
ャパシタを充電し該充電電圧に応じて前記オーディオ信
号に対数圧縮特性を付与するノイズリダクション回路と
、該ノイズリダクション回路を通過した前記オーディオ
信号のレベルを検出し該検出出力によって第２のキャパ
シタを急速に充電するピークレベル圧縮信号形成回路と
、前記第２のキャパシタの出力を前記第１のキャパシタ
の出力に重畳する回路とを備えた構成とっている。

止−貝 このような構成によると、ピークレベル圧縮信号はノイ
ズリダクション用の第１のキャパシタとは分離され、こ
の第１のキャパシタの充放電に関与しない。そして、ピ
ークレベル圧縮信号は専用の第２のキャパシタで処理す
るので、ノイズ圧縮のアタック及びリカバリーを早く成
すことができる。

スー施二医 以下、本発明の実施例について説明する。本発明を実施
した第１図において、第６図の先行技術と同一部分には
同一の符号を付して重複説明を省略する。本実施例にお
いて、６５はピークレベル圧縮信号形成回路８０に設け
られた第２のキャパシタであり、充電抵抗Ｒ３を介して
急速充電回路６０に接続されると共に放電抵抗Ｒ４と、
第２の電圧・電流変換回路８５に接続されている。この
第２の電圧・電流変換回路８５の出力電流は加算回路９
０でノイズリダクション用の第１の電圧・電流変換回路
２８からの出力電流に重畳され、電流コントロール増幅
器２２へ印加される。即ち、本実施例ではピークレベル
圧縮信号形成用のキャパシタ６５がノイズリダクション
用の第１のキャパシタ２９とは別個に設けられており、
第１．第２のキャパシタ２９．６５の出力電圧は電流に
変換した状態で互いに加算されるのである。従って、急
速充電回路６０で形成された電流Ｉ、によって第２のキ
ャパシタ６５が充電されるが、充電抵抗Ｒ１とによる時
定数を短かくし、それによって電流コントロール増幅器
２２での急速なレベル圧縮をオーディオ信号に施すこと
ができる。

また、放電抵抗Ｒ４の値も例えばＲ１と同値に選ぶこと
によって電流コントロール増幅器２２での圧縮状態を迅
速に解くことができる。

第１の電圧・電流変換回路からのノイズリダクジョン電
流■。、ピークレベル圧縮電流をＩ　ＰＬＣとすると、
電流コントロール増幅器２２のゲインＡ９の変化量（従
って利得変化感度）ΔＡｖは、となる。ここで、Ｉ　Ｐ
ＬＣを一定とすると、ΔＡｖは第２図に示すようになる
。この第２図から窺知できるようにｌＮ１１の小さいと
き程、同じＩ　ＦＬＣに対しΔＡｙが大きくなる。換言
すればオーディオ信号入力が小さいレベルから大きいレ
ベルに変化するとき程、Ｉ　ＰＬＣの利きが大きくなる
。

第３図は第１図の回路においてピークレベル圧縮信号形
成回路８０がＯＮ状態のときのオーディオ信号の波形を
第１０図に対応して示している。本実施例ではピークレ
ベル圧縮を受けた後、元の状態に復帰するりカバリ一時
間が短かい（例えば１５ｍ５ｅｃ）ので、信号波形Ｒ３
の振幅は全体的に小さくならない。従って、三味線音な
どの成分に対しピークレベルの圧縮が行われても、それ
に伴なってオーディオ信号が低レベルになったような印
象を与えることがない。

衾凱■四來 本発明によれば、ピークレベル圧縮信号はノイズリダク
ション回路のアタック、リカバリ一時定数とは独立に時
定数設定できるので、ピークレベル圧縮のアタック時間
を短かくしても、そのリカバリ一時間が従来のように長
くなってしまうということがなく、迅速なりカバリ−を
実現できる。

即ち、三味線音等に対するピークレベル圧縮作用の余波
を受け′ζ該三味線音など全体の音量が低下し余韻が欠
除したり音の切れが悪くなることなく、オフセット等に
よる耳ざわすなノイズを防止できる。

また、ノイズリダクション用の第１のキャパシタの出力
とピークレベル圧縮信号形成用の第２のキャパシタの出
力を合成するようにしていることにより、入力信号が微
小レベルから急激に立ち上がる程、ピークレベル圧縮の
利きが強くなり、ピークレベル圧縮の目的がより効果的
に達せられる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施した過変調防止回路のブロック図
であり、第２図及び第３図はその説明図である。第４図
は従来のＦＭ記録回路を示すブロック図であり、第５図
はその問題点を示す信号波形図である。第６図は従来の
過変調防止回路のブロック図であり、第７図、第８図、
第９図及び第１Ｏ図はその説明図である。 ２０−ノイズリダクション回路。 ２９−第１のキャパシタ。 ６５−第２のキャパシタ１ ８０−　ピークレベル圧縮信号形成回路。 ９〇−加算回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）オーディオ信号を変調処理する前に過変調防止を
   施こす過変調防止回路であって、オーディオ信号を検波
   しその検波出力によって第１のキャパシタを充電し該充
   電電圧に応じて前記オーディオ信号に対数圧縮特性を付
   与するノイズリダクション回路と、該ノイズリダクショ
   ン回路を通過した前記オーディオ信号のレベルを検出し
   該検出出力によって第２のキャパシタを急速に充電する
   ピークレベル圧縮信号形成回路と、前記第２のキャパシ
   タの出力を前記第１のキャパシタの出力に重畳する回路
   とを備えた過変調防止回路。