JPH02302112A - 音質調整回路 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、音響機器における、一般には音質調節と称
される周波数特性ｔＡ節機能および音量調節機能を有す
る音質調整回路に関するものである。

〔従来の技術〕

音響機器において、音量に関する１１節機能と音質に関
する調節機能とを有するものが多い。

音量に関する調節機能としては、全音声チャネル共通の
音量調節を行なうボリウムコントロール、各音声チャネ
ル間の音量バランスを調節するバランス・フェーダコン
トロールなどが代表的である。

一方、音質に関する調ｉｉ機能としては、音声信号に対
するゲインの周波数特性を変化させることで、音質調節
（以下トーンコントロールと称す）する方法を用いるこ
とが一般的である。通常トーンコントロール操作により
、音声信号の特定の周波数成分が増強あるいは減少され
る。

このようなトーンコントロール機能と、ボリウムコント
ロールなどの音量調節機能とを有する個別の音響機器を
少なくとも音声信号の経路に関し、縦続接続する場合に
おいて生じ得る不都合について以下に説明する。

車載用音響システムで多用される音響機器接続法を例と
して挙げる。第１２図はスピーカ駆動用パワーアンプを
内蔵しないコンパクトカセットテーププレーヤ（以下カ
セットプレーヤと称す）と、パワーアンプ、スピーカが
接続された基本音響システムを示す。

この第１２図において、１はカセットプレーヤであり、
その出力はパワーアンプ２で電力増巾されスピーカ３で
音声に変換される。

カセットプレーヤ１は音声ソースとして、カセットテー
プソース部４と外部入力端５に人力されるものとがあり
、ソース切換信号６に応じて、ソースセレクタ７が切り
替わり選択される。

８はトーンコントロール回路であり、９はボリウムコン
トロール回路、１０は出力端である。ソース切替法につ
いては説明を省略する。

第１３図は上記カセットプレーヤ１に内蔵されるトーン
コントロール回路８の変化特性例を示したもので、いわ
ゆるバス・トレブル型と称される特性である。同図が示
すように、入力された音声信号の特定の周波数成分に対
しては最大＋１２ｄＢ（４倍）のゲインを有することに
なる。

第１２図では、音声ソースの一例としてコンパクトカセ
ットプレーヤを内蔵した機器を挙げているが、この音声
ソースは、たとえばコンパクトディスクプレーヤ（以下
ＣＤプレーヤという）、ディジタルオーディオチーブプ
レーヤ（以下ＤＡＴプレーヤという）、その他音声ソー
スに置き換えても同様に基本音響システムが構成される
。

また、第１２図では、単一の音声ソースを機器に内蔵し
ているが、これは複数であってもよい。

以後、少なくともトーンコントロールとボリウムコント
ロールの両機能を「音声コントロール」と呼び、上記機
器を「音声コントロール付機器」と称す。

以上示した基本音響システムに他の音声ソースを有する
別の機器を接続する場合、第１２図に示した外部入力端
５を用いる。この場合、基本音響システムに音声コント
ロールが内蔵されており、外部入力＠５に入力される外
部機器の音声信号もこの音声コントロール部を通過する
ことから、外部機器には原則として音声コントロールは
不要である。

第１４図は第１２図で示した音声コントロール付カセッ
トプレーヤ１に同じく音声コントロール付ＣＤプレーヤ
を縦続接続し、さらに音声コントロール付ＤＡＴプレー
ヤを縦続接続した音響システムを示す。

第１２図と第１４図における同一符号は同一機能ブロッ
クである。第１４図の１１はＣＤプレーヤ、１２はＣＤ
プレーヤソース部、１３はＤＡＴプレーヤ、１４はＱＡ
Ｔプレーヤソース部である。

この第１４図の音響システムでは、ＣＤプレーヤ１１　
七ＤＡＴプレーヤ１３の音声コントロールは不要である
が、一方任意の音声ソースが不要となって、それを内蔵
した機器をこの音響システムから取り去る場合を考える
と、外部機器にも音声コントロールがあれば即時に新た
な音響システム構成が可能となるというメリットを有す
。

機器の取付空間に余裕のない車室内での音響システムの
構成では、特定の音声ソースを取り去ることは少なくな
い。

以上述べた縦続接続される音響システムにおいて生じて
（る制約条件について考える。

まず、各音声ソースがそれぞれ標準変調あるいは標準記
録レベルである場合には、スピーカから同一音量レベル
が出力されるべきであり、少なくとも外部音声ソースと
して使用される機器、第１４図の例では、ＣＤプレーヤ
１１とＤＡＴプレーヤ１３それぞれにおける外部入力端
５から出力端１０への利得が１倍に設定可能でなくては
ならない。

この利得が１倍より大きいと、スピーカ３からより遠い
機器、第１４図の例では、ＤＡＴプレーヤ１３の音声ソ
ースが選択されたときのスピーカ３の出力音量レベルが
、スピーカ３により近い機器を選択した場合のそれより
太き（なる。

特に利得が１よりかなり大きい場合には、パワーアンプ
２で音声信号がクリンプする以前に音声ソース源とパワ
ーアンプ２の途中の回路でクリップが生ずることも考え
られる。

操作者の外部音声ソース機器のボリウム設定の誤りによ
って、このような不都合が生じないようにする対策の一
つの例として、ボリウムを最大にしたとき、外部入力端
５から出力端１０への利得が１倍になるようにする方法
がある。

すなわち、すべての外部音声ソース機器のボリラムが最
大位置に固定されることで、クリップという不都合を生
ずることなく、適切な各機器間レベル合わせが実現でき
る。

次に、外部音声ソース機器におけるトーンコントロール
について考える。トーンコントロールも一種の利得可変
回路であって、選択された音声ソース機器自身のトーン
コントロールとそれ以後の樅続接続されたトーンコント
ロールの総合の増強量が特定の値を越えると、パワーア
ンプ２以外の回路でクリップを生ずる危険がある。

たとえば、第１４図の音響システムにおいて、各機器の
トーンコントロール変化特性が等しく、第１３図のよう
な特性であって、かつすべての機器で最大の増強状態に
すると、ＤＡＴプレーヤソース部１４の出力信号に対し
ては、最大１２ｄＢｘ３＝３６ｄｅ（６３倍）、ＣＤプ
レーヤソース部１２の出力信号に対しては最大１２ｄＢ
Ｘ２＝２４ｄＢ（１６倍）もの増強が行なわれる。

トーンコントロールに求められる可変中は、１台の機器
のトーンコントロールで満たされており、スピーカ３に
最も近い機器、第１４図ではカセットブレーヤニのトー
ンコントロールのみ操作対象とされ、他の外部音声ソー
ス機器のそれは周波数特性フラット状態で固定しておく
のが正しい。

しかし、音響システムのこのような制約は必ずしも操作
者が理解しているとは限らないし、音声のクリップが生
じた場合に、それが単に音量が大き過ぎるのが原因か、
フラット状態にしておくべき機器のトーンコントロール
でも増強を行なったのが原因か区別がつきにくい場合も
多い。

以上示したようなトーンコントロールの操作によるクリ
ップの危険性をなくすか、あるいは大巾に低下させる手
段として、次のような方法が考えられる。

その第１の方法は、いわゆるトーンコントロール操作入
力の有効・無効を選択できる機能、一般に「トーンコン
トロールディフィート」機能と呼ばれる機能の付加を行
ない、外部音声ソース機器では、トーンコントロール操
作を無効にすることが考えられる。

第１５図はこのトーンコントロールディフィート機能を
具体的に示したもので、図中、８はトーンコントロール
回路、１５はトーンコントロールディフィートスイッチ
である。

トーンコントロール回路８は第１６図に示すように構成
されており、前段からの音声信号は抵抗Ｒ１を通してア
ンプ８ａの（ト）入力端に入力され、出力は抵抗Ｒ２を
介して日入力端にフィードバックされるようになってい
る。

また、入力の高域増強減少はインダクタンス要素Ｌ１　
と抵抗Ｒ３とからなるインピーダンスＺ１をトレブルコ
ントロールＶＲ，に加えることにより行う。

同様にして、入力の低域増強減少をキャパシタンス要素
ＣＩ　と抵抗Ｒ４とによるインピーダンスＺ８をバスコ
ントロールＶＲ，に加えることにより行うようになって
いる。

ここで、説明を第１５図に戻す、この第１５図における
トーンコントロールディフ、イードスイッチ１５は機器
の操作パネルあるいは他の場所に設けられ、図示のよう
にトーンコントロールディフィートスイッチ１５がａ側
にあれば、トーンコントロールは有効に作用し、一方ト
ーンコントロールディフィートスイッチ１５がｂ側にあ
れば、音声信号は周波数特性に調節を加えられることな
く、次段（図示せず）に伝えられる。

このようなトーンコントロールディフィート機能の導入
は、本質的解決策であるが、新たにトーンコントロール
ディフィートスイッチ１５が必要であること、また、ク
リップの危険を生じないわずかの可変中の範囲で各音声
ソース独立のトーンコントロール操作を行なうことも否
定する点で好ましくない。

また、第２の方法は、各機器の任意のトーンコントロー
ル操作に対してパワーアンプを除き、いかなる回路ブロ
ックでもクリップを生じないようにすることである。

具体的には、各回路ブロックにおける標準的信号レベル
を低下させてクリップに対、し余裕を増すこと、あるい
は増巾回路の電源電圧を上げるなどして、その回路の最
大許容入力・出力レベルを増加させること、あるいはこ
れら両方の組合せが考えられる。

この方法は通常のバイポーラ・モノリシック集積回路で
実現し得る低ノイズ性以上を要求したり、車載用音響機
器において、鉛蓄電池出力から容易に得られる電源電圧
以上の電圧を要求する可能性が高く、適用範囲は狭い。

なお、近似技術として、特開昭６３−１５２２０８号公
報がある。

〔発明が解決しようとする諜凹］ 以上示したように、従来の音質調整回路は、ボリウム設
定位置に無関係にその可変巾が決定されているために、
とりわけ音響機器の接続により複数のトーンコントロー
ルが縦続になる場合には、それぞれのトーンコントロー
ルの任意調節に対し、クリップの危険性があり、またこ
れを防止するためには、ダイナミックレンジが犠牲にな
ったり、トーンコントロールディフィートスイッチ１５
のような新たな操作機能が必要となるという問題があっ
た。

この発明は上記のような問題を解消するためになされた
もので、トーンコントロールおよびボリウムコントロー
ル機能を有する音響機器において、それら調節機能を主
たる操作対象とする場合でも、それら調節機能が不要な
場合でも、共通の回路構成でかつ任意操作に対し、クリ
ップの危険性をなくすか、大きく低下させることができ
る音質調整回路を得ることを口約とする。

（課題を解決するための手段） この発明に係る音質調整回路は、音質調整を行うととも
に分割された各帯域ごとに利得の増減が可能な可変周波
数特性回路と、この可変周波数特性回路の出力の音量調
節を行う音量調節回路と、この音量Ｉ！節回路の出力の
可変周波数特性回路に帰還させる帰還回路とを設けたも
のである。

（作　用） この発明における帰還ループによる可変周波数特性回路
への帰還量がこの周波数特性回路の利得の増減の操作に
連動して変化し、トーンコントロールの可変巾、とりわ
け増強量に適切な圧縮を行う。

〔実施例〕

以下、この発明の音質調整回路の実施例について図面に
基づき説明する。

第１図はこの発明の最も基本的な実施例を示すブロック
図であり、第１２図におけるトーンコン［・ロール回路
８と音量調節回路としてのボリウムコントロール回路９
に置きかえられるべきブロックである。

この第１図において、８は可変周波数特性回路としての
トーンコントロール回路、９はボリウムコントロール回
路、１０は出力端、１６は帰還回路を構成する帰還アン
プ、１７ａ〜１７ｎは帰還入力端（加算点）、１８は調
整対象信号の入力端である。

トーンコントロール回路８は分割された各帯域ごとに利
得の増減が可能になっており、この各帯域ごとに、帰還
入力端１７ａ〜１７ｎにボリウムコントロール回路９の
出力を帰還アンプ１６を介して帰還するようになってい
る。

トーンコントロール回路８の具体的回路構成は第２図に
示されている。この第２図において、トーンコントロー
ル回路８は、トレブルコントロールＶ　Ｒ＋　、バスコ
ントロールＶＲｔによって調整されるバス・トレブル型
の１・−ンコントロール回路である。

このトーンコントロール回路８の出力の内、ボリウムコ
ントロール回路９は可変抵抗ＶＲ，によつて調整された
アッテネータ量が帰還アンプ１６を介してトーンコント
ロール回路日へ帰還している。ここで各素子に数値を与
え測定した特性の１例を第３図に示す。トーンコントロ
ール回路８の可変巾は±１２ｄＢ、フラッＩ・時のゲイ
ンがＯｄＢとしており、帰還させるアッテネータ量を出
力に対し−ｏｏｄＢからＯｄＢに変化させている（ただ
し、トーンコントロール回路８は最大または最小に固定
のままである）。

アッテネータ量が−■ｄＢからＯｄＢに変化するに伴っ
て、トーンコントロール回路８による可変巾が±１２ｄ
Ｂからゲイン圧縮されて±ＯｄＢに近づいている。

なお、この第３図において、アッテネータ量が一■のと
きの特性は従来の一般的なトーン・コントロール特性に
なっていることを以下に示す。

アッテネータ量が一■のときの第２図の回路は第１６図
と等価になる。この第２図において、第１６図と同一部
分に同一符号を付して述べる。

調整対象信号は抵抗Ｒ３を介してアンプ８の（ト）入力
端に加えられ、この（ト）入力端とＨ入力端間には可変
抵抗によるトレブルコントロールＶＲ，、バスコントロ
ールＶＲ，が接続されている。

アンプ８ａの出力電圧ｅ０はボリウムコントロール回路
９に加えられるとともに、抵抗Ｒ２を通してアンプ８ａ
の（ハ）入力端に帰還されるようになっている。

このボリウムコントロール回路９の出力は帰還アンプ１
６を通してインダクタンス要素Ｌｉ　　と抵抗Ｒ８とに
よるインピーダンスＺＩ　、キャパシタンス要素Ｃｔ　
と抵抗Ｒ４とによるインピーダンスＺ２をそれぞれ介し
てトレブルコントロールＶＲ，、バスコントロールＶＲ
，の各可動端子に加えるようになっている。

上記インピーダンスＺ＋、Ｚｚ　はそれぞれＺ、＝Ｒ，
＋ｊωＬ、　　　　　　　・・・・・・（１）Ｚ　！　
＝　Ｒ４＋　１　／　ＪωＣ３・・・・・・（２）と表
わされ、同回路における入出力の関係は入力電圧をｅ８
、出力電圧をｅｏとすると、トレブルコントロールＶＲ
，，バスコントロールＶ　Ｒｚ　とも最大または最小位
置において、各々 最大時：　ｅｏ／ｅｔ＝（Ｚ　＋　Ｒ）／　Ｚ　　　−
−（３）最小時：ｅ、／ｅｔ＝Ｚ／（Ｚ＋Ｒ）　　　・
・・・・−（４）ただしＲ＝　（Ｒ＋）　＝　（Ｒｚ） （Ｖ　Ｒ１）＝（Ｖ　Ｒ２） となる。

上記（１）弐〜（４）式により入出力特性の内、高域増
強減少をインピーダンスＺ、が低域増強減少をインピー
ダンスＺｔがほどこす。

すなわち、第１６図の各素子に適切なパラメータを与え
てやると、ＶＲ，をトレブルコントロール、ＶＲ，をバ
スコントロールとする、トーンコントロール回路となり
、第１３図で示した特性を得ることができる。ここまで
の実施例では、バス・トレブル型トーンコントロール回
１１ＢＢヲ用イ、バス回路、トレブル回路両者に同じア
ッテネータ量を帰還させたものを示したが、どちらか一
方のみに帰還させてもよいし、帰還量のバランスを変え
てもよく、グラフィックイコライザ回路に利用すれば多
彩な効果が得られる。

以下、第２図と同等の回路において、バス回路、トレブ
ル回路の各々一方に帰還させた例と両者への帰還量のバ
ランスを変えた例を示す。

すなわち、第４図は第２図と同等の回路において帰還ア
ンプ１６の出力をキャパシタンス要素Ｃ１と抵抗Ｒａ　
のインピーダンスＺ、を経てバス回路（バスコントロー
ルＶＲ１）のみにアッテネータ量を帰還させる回路であ
り、その特性例が第５図である。第５図では、第３図と
違ってバスコントロール（ＶＲｚ）による可変中のみが
ゲイン圧縮されている。

第６図は第４図とは逆に、帰還アンプ１６の出力をイン
ダクタンス要素Ｌ１　と抵抗Ｒ３とによるインピーダン
スＺ、を経て、トレブルコントロール（ＶＲ，）のみに
アッテネータ量を帰還させており、その特性例は第７図
のようになる。

次に、バス回路（バスコントロールＶＲ２）とトレブル
回路（トレブルコントロールＶＲ，）の両者に帰還させ
るアッテネータ量のバランスを変えた例を示す。

第８図はインダクタンス要素Ｌ１　と抵抗Ｒ３ｍとの接
続点より抵抗Ｒ３ｂを介してアースし、また、第１０図
はキャパシタンス要素Ｃ６と抵抗Ｒ４３との接続点より
、抵抗Ｒ４ｂを介してアースすることにより、第８図は
トレブル回路側、また第１０図はバス回路側に帰還させ
るアッテネータ量を各々第２図と比べて半分にした回路
であり、特性は各々第９図および第１１図のようになる
。

ただし、第２図中の抵抗Ｒｓ、Ｒ−と第８図、第１０図
中の抵抗Ｒ３ｉ＋　Ｒ３１１１Ｒ４１１１Ｒａｈとの関
係は、 Ｒ３＝　Ｒ３−／　Ｒ３ｂ　　　　Ｒ３−−Ｒｓ、Ｒ４
−Ｒａ−／　Ｒａｂ　　　　Ｒａ−−Ｒａｂとしている
。

〔発明の効果］ 以上のように、この発明によれば、音声信号に対するゲ
インの周波数特性を変えてトーンコントロールする可変
周波数特性回路と、ボリウムコントロールする音量調節
回路を有する音響機器において、可変周波数特性回路の
出力側に接続された音量調節回路の出力をこの可変周波
数特性回路に帰還するように構成したので、それら調節
機能を主たる操作対象とする場合でも、それら調節機能
が不要な場合でも共通の回路構成でかつ任意操作に対し
クリシブの危険性をなくすか大きく低下させるという効
果がある。また、小口径のスピーカが接続された場合で
も上記任意操作による不要なスピーカのいわゆるビビリ
音を防止できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による音量調節回路のブロ
ック図、第２図は同上音量調節回路の第１の具体実施例
を示す回路図、第３図は第２図の実施例の特性図、第４
図はこの発明の音量調節回路の第２の具体的実施例の回
路図、第５図は第４図の実施例の特性図、第６図はこの
発明の音量調節回路の第３の具体実施例の回路図、第７
図は第６図の実施例の特性図、第８図はこの発明の音量
調整回路の第４の具体的実施例の回路図、第９図は第８
図の実施例の特性図、第１０図はこの発明の音量調節回
路の第５の具体的実施例の回路図、第１１図は第１０図
の実施例の特性図、第１２図は従来の基本音響システム
のブロック図、第１３図は第１２図の基本音響システム
におけるトーンコントロール回路の変化特性図、第１４
図は音声ソース機器を縦続接続した従来の音響システム
のブロック図、第１５図は従来の外部音声ソース機器に
おけるトーンコントロール操作を無効にするためのトー
ンコントロールディフィート回路の回路図、第１６図は
従来のトーンコントロール回路の回路図である。 ８・・・トーンコントロール回路、９・・・ボリウムコ
ントロール回路、１０・・・出力端、１６・・・帰還ア
ンプ、１７ａ〜１７ｎ・・・帰還入力端、１８・・・入
力端。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 調整対象信号の入力端子および少なくとも一つ以上の帰
   還入力端子を有し分割された各帯域ごとに利得の増減が
   可能な可変周波数特性回路と、この可変周波数特性回路
   の出力側に接続されたボリウムコントロールを行う音量
   調節回路と、この音量調節回路の出力を上記帰還入力端
   へ入力する帰還回路とを備えた音質調整回路。