JPH0355992A - 周波数変調音声信号処理回路 - 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〕 この発明は音声信号を周波数変調して磁気媒体に記録再
生を行う磁気記録再生装置の周波数変調音声信号処理回
路に関するものである。

〔従来の技術〕

第５図は例えばＬ，　Ｒチャンネル（又は主，副）音声
信号を周波数変ｔｌｊｌ（以後、ＦＭ変調と記す）し、
磁気テープの長平方向に対し、所定の傾きをもって形威
されるトラックに記録再生するＶＨＳ規格ビデオ・テー
プ・レコーダのＦＭ変調音声信号処理回路の構威の従来
例を示すブロック図である．図において、１はＬチャン
ネル（または主音声）記録音声信号入力端子、２はノイ
ズリダクシａン回路、３１はエンファシス回路、４は演
算増幅器、１８はリミッタ回路、１９はＦＭ変調器、２
０は低域通過フィルタ、２１は加算器、２２はＲチャン
ネル（または副音声）記録ＦＭ変調音声信号入力端子、
２３は記録増幅器、２４はＦＭ変調音声信号記録再生用
回転磁気ヘッド、２５は磁気テープ、２６は前置増幅器
、２７は帯域通過フィルタ、２８はＦＭ復調器、２９は
デイエンファシス回路、３０はＬチャンネル（または主
音声）再生音声信号出力端子、３２，３４，３５．３７
は抵抗器、３３．３６はコンデンサである．次に動作に
つき、ＬチャンネルＦＭ変調音声信号処理回路を中心に
説明する． まず、記録時において、Ｌチャンネル記録信号入力端子
ｌに入力された音声信号はノイズリダクション回路２に
入力される．ＶＨＳ規格ビデオ・テープ・レコーダのＦ
Ｍ変調音声信号記録再生方式では記録すべき音声信号の
圧縮比２：１の対数圧縮などの所定のエンコード処理が
ノイズリダクション回路２にて行われる。エンコードさ
れた音声信号はエンファシス回路３１に入力され、ＦＭ
変復調に伴って発生する三角ノイズを低減するため高域
強調される。ＶＨＳ規格ビデオ・テープ・レコーダにお
いては第６図に示すような２つの時定数Ｔ，’　＝５６
μｓｅｃ　，　Ｔ２　’　＝２　０　ｇｓｅｃで規定さ
れる６ｄＢ／オクターブの高域強調特性となる。抵抗器
３２．３４の抵抗をＲｌ　　（Ω）．Ｒｔ　（Ω）．コ
ンデンサ３３の静電容量をＣ．。とすれば、 Ｔ　＋　’　＝　（　Ｒ　ｌ＋　Ｒ　ｚ　）　　・ＣＴ
　ｔ　’　””　Ｒ　ｚ　　・Ｃ にて設定することができ、エンファシス回路３０の伝達
関数はＣ’　（３）は、 以上のように高域強調されたエンファシス回路３１の出
力信号は後段のＦＭ変調器１９における過変調により、
主にＦＭ変調音声信号とともに磁気テープ２５に記録．
再生される映像信号への妨害を防ぐためにリミッタ回路
１８にて振幅制限される。

次に、リミッタ回路ｌ８の出力信号はＦＭ変調器１９に
入力され、所定の中心周波数．変調度をもってＦＭ変調
され、低域通過フィルタ（ＬＰＦ）２０を通り、ＦＭ変
調器１９の出力信号の有する高調波戒分が除去されて、
加算器２１に入力される． 以上と同様の処理をＲチャンネル（または副音声）音声
信号にも行って得られたＲチャンネル（または副音声）
ＦＭ変゛調音声信号がＲチャンネル（または副音声）Ｆ
Ｍ変調音声信号入力端子２２から入力される．加算器２
１ではＬチャンネル（または主音声）及びＲチャンネル
（または副音声）ＦＭ変調音声信号が加算（混合）され
、記録ＦＭ変調音声信号となって、記録増幅器２３に送
られＦＭ変調音声信号記録再生用回転磁気ヘッド２４に
て磁気テーブ２５上のテープ長手方向に対し、所定の傾
斜角を持って磁気テーブ２５の映像信号用トラックの深
層に形威されるＦＭ変調音声信号用トラックに記録され
る。スタンダード記録モード（ＳＰモード）のＦＭ変調
音声信号用トラックの概略図を第８図に示す．なお、３
８は映像信号用トラック、３９はＦＭ変調音声信号用ト
ラックである． 再生時においては、第５図（ｂ）に示すように磁気テー
プ２５のＦＭ変調音声信号用トランク３９に記録されて
いるＦＭ変調音声信号はＦＭ変調音声信号記録再生用回
転磁気ヘッド２４にて再生され、前置増幅器２６で増幅
された後、Ｌチャンネル（または主音声）ＦＭ変調音声
信号のみが帯域通過フィルタ２７で抜き出され、ＦＭ復
調器２８にてＦＭ復調される。ＦＭ復調して得られた音
声信号はディエンファシス回路２９に送られ、記録時に
エンファシス回路３ｌで施された高域強調特性とは逆特
性の高域抑圧される． ここで、抵抗器３５．３７．コンデンサ３６をエンファ
シス回路３１で用いた値と同一とすれば、時定数Ｔ＋　
　’　＝　（Ｒ＋　＋Ｒｔ　）　　・Ｃ　ｒ　Ｔ　＊　
　’　＝　Ｒ２　・Ｃで規定されるエンファシス回路３
１とは逆特性の伝達関数、 １　　　　　１＋７３　　　　１＋ＴｔＧ１３）　　　
　　１　＋ＴＩ　　　　　１　＋ＴＩで表わされる高域
抑圧特性が得られる．ディエンファシス回路２９の高域
抑圧特性を第７図に示す。

ディエンファシス回路２９の出力信号はノイズリダクシ
ョン２へ送られ、記録時にノイズリダクション回路２で
施されたエンコード処理とは逆特性の対数伸長などのデ
コード処理が行われ、Ｌチャンネル（または主音声）再
生音声信号出力端子３０に出力される。

通常、ＦＭ変調音声信号記録再生用回転器ヘッド２４は
複数個用いられ、第８図に示したＦＭ変調音声信号用ト
ラックに記録．再生が行われる．従って、複数個のＦＭ
変調音声信号記録再生用回転磁気へッド２４の信号切り
換え部分が存在し、この切り換え部分では回転ムラや切
り換えによって生ずる切り換えノイズ等の影響により、
復調後の音声信号にパルス性ノイズが生ずる。このよう
なパルス性ノイズを低減するために、通常、ＦＭ復調器
２８の後段には前置ホールド（図示せず）等を設けるよ
うにしている． 〔発明が解決しようとする課題〕 従来例に示したようなＶＨＳ規格ビデオ・テープ・レコ
ーダのＦＭ変調音声信号記録再生方式においては、再生
される音声信号のＳ／Ｎ比は通常７０ｄＢ前後と言われ
ている．しかし、エンファシス回路３１は本来、ＦＭ変
復調によって生ずるＦＭ変復調固有の三角ノイズを抑圧
するために設けられており、高域強調特性はＦＭ変調音
声信号処理回路入力端子から入力される音声信号には無
関係に一律の周波数特性となるため、例えば通常Ｓ／Ｎ
比が４０〜５０ｄＢのマイクロホンによって集音された
音声信号など信号のノイズレベルが第９図（ａ）．　（
ｂ）に示すようにＦＭ変調音声信号処理回路の有するノ
イズレベルよりもかなり大きい場合には入力音声信号の
ノイズがそのまま記録再生され、再生時にＦＭ変調音声
信号処理回路出力端子３０に出力されることになる。特
に、人力音声信号の高域周波数或分が存在しない場合、
高域周波数或分は主に入力音声信号の有するノイズ戒分
となり、しかもこのようなノイズは同帯域に音声信号戒
分が存在しないため、音声信号によりマスキングされ難
く、聴感上耳障りなものとなる。ノイズリダクション回
路２も同様に、主に磁気テープ２５への記録再生過程で
生ずるノイズを低減するために設けられており、入力音
声信号の有するノイズを低減する効果はない． この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、入力音声信号のノイズレベルがＦＭ変調音声
信号処理回路の有するノイズレベルよりもかなり大きく
、しかも入力音声信号の高域周波数戒分が存在しない場
合に、再生時にＦＭ変調音声信号処理回路出力端子２９
に現われる高域に分布するノイズ戒分を低減し、聴感上
のＳ／Ｎ比を上げることのできる周波数変調音声信号処
理回路を得ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る周波数変調音声信号処理回路は、記録時
に動作する２つの時定数’ｒ，　．　ＴＺ　　（ＴＩ≧
Ｔ＋；Ｔｔは一定）で規定される高域強調特性を持つエ
ンファシス手段と、再生時に動作する２つの時定数Ｔ＋
　，Ｔ３　　（ＴＩ　＞Ｔｓ　　；Ｔ＋　，Ｔｓは一定
）で規定される高域抑圧特性を持つディエンファシス手
段とを有し、該エンファシス手段に入力されるｆ．＝１
／２）πＴ１より高域の音声信号をウェイティング手段
により高域強調を行い、その後の信号レベルの大きさに
応じて、エンファシス手段の高域強調特性を規定する時
定数Ｔ２をＴ１≧Ｔｔ≧Ｔ，の範囲で変化させるように
したものである． 〔作用〕 この発明においては、エンファシス手段は入力されるｆ
ｌ　＝１／２）πＴ１より高域の音声信号をウェイティ
ング手段により高域強調を行った信号レベルの大きさに
応じて高域強調特性を規定する時定数Ｔ，をＴ１≧Ｔ２
≧Ｔ，の範囲で変化される． 〔実施例〕 以下、この発明の一実施例を図について説明する。

第１図（ａ），　（ｂ）はそれぞれこの発明の一実施例
による周波数変調音声信号処理回路の記録時と再生時の
構成を示すブロック図である。図において、１はＬチャ
ンネル（または主）記録音声信号入力端子、２はノイズ
リダクション回路、３はエンファシス回路、４は演算増
幅器、５は抵抗器、６はコンデンサ、７及び８は抵抗器
、９は可変トランスコンダクタンス増幅器、ｌＯは演算
増幅器、１はコンデンサ、１２は位相反転器、１３は増
幅器、１４は高域通過フィルタ（ＨＰＦ）、１５はウェ
イティング回路、ｌ６はレベル検出器、１７は電圧一電
流変換器、１８はリミッタ回路、１９はＦＭ変調器、２
０は低域通過フィルタ（ＬＰＦ）、２１は加算器、２２
はＲチャンネル（または副）記録ＦＭ変調音声信号入力
端子、２３は記録増幅器、２４はＦＭ変調音声信号記録
再生用回転磁気ヘッド、２５は磁気テープ、２６は前置
増幅器、２７は帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）、２８はＦ
Ｍ復調器、２９はディエンファシス回路、３０はＬチャ
ンネル（または主）再生音声信号出力端子、３５は抵抗
器、３６はコンデンサ、３７は抵抗器である。

次に動作について、従来例の説明と同様にＬチャンネル
（または主）ＦＭ変調音声信号処理回路を中心に説明す
る。

まず、従来例同様、Ｌチャンネル（主）記録音声信号入
力端子１に人力された音声信号はノイズリダクシゴン回
路２に入力され、所定のエンコード処理が行われ、エン
コードされた音声信号がエンファシス回路３に入力され
る。

次にエンファシス回路３は可変トランスコンダクタンス
増幅器９のトランスコンダクタンスｇｍを変化させるこ
とにより、高域強調特性を規定する時定数Ｔｔを変化さ
せる。ここで、抵抗器５の抵抗を（Ｒ＋＋Ｒｔ）（Ω）
，コンデンサの静電容量をＣ　（Ｆ）　とすれば、Ａ−
Ｂの伝達関数ＧＨ（ｓ，は、 Ｇ＋　（３）　＝　１　＋　Ｓ　Ｔ＋　　　（但し、Ｔ
，＝Ｔ．’　　）となる。また、抵抗器７及び８の抵抗
を同一値とし、可変トランスコンダクタンス増幅器９の
トランスコンダクタンスをｇｍ．コンデンサ１１の静電
容量をＣ　（Ｆｌ　　とすれば、Ｂ−Ｃの伝達関数Ｇ２
Ｃ３》は・ Ｇ２１３）一 Ｃ Ｉ＋Ｓ　　・ ｇｍ となる。従って、Ａ−Ｃの伝達関数Ｇ《，）は、Ｃ １＋Ｓ　　・ ｇｍ １＋ｓＴＩ １　＋　Ｓ　Ｔｚ　　　　　　となる．ここで、Ｔ，≧
Ｔ２≧Ｔ，となるようにｇｍを変化させた時のエンファ
シス回路３の高域強調特性の変化を第２図に示す。この
エンファシス回路３の出力信号が従来例と同様にしてＦ
Ｍ変調して磁気テープ２５に記録される。

また、再生時の動作は従来例と同様であり、ディエンフ
ァシス回路２９の高域抑圧特性も第７図に示した特性と
同一となる（但しＴ３　＝’ｒｚ　　’　）。

上述のようにエンファシス回路３の高域強調特性はｇｍ
で変化させることができるが、ｇｍの制御は次のように
行う．即ち、エンファシス回路３の入力音声信号は増幅
器１３へも送られ、所定のゲインで増幅され、高域通過
フィルタ１４によりｆ＋　＝１／２ｚＴ．（Ｈｚ）より
高域の帯域ノ音声信号のみが抜き出され、ウェイティン
グ回路１５に送られる．ウェイティング回路１５では信
号周波数が高くなるほどｇｍを大きくコントロールする
ことにより、ｆ　ｓ　−　１　／　２　ｚ　Ｔ　ｚ　　
（　Ｈ　ｚ　）を大きくするように高域強調特性を持た
せる．ウェイティング回路１５の出力信号はレベル検出
器１６に送られ、信号のレベルを検出し、検出電圧信号
が電圧一電流変換器１７にて電流信号に変換される．加
えてＴ１≧Ｔｔ≧Ｔ，となるように、つまりＣ　／　Ｔ
　ｓ≧ｇｍ≧Ｃ　／　Ｔ　＋の範囲でｇｍが変化するよ
うに、電流信号の上限，及び下限を電圧一電流変換器１
７で設定する．このようにして、ｆｌ−１／２πＴｌよ
り高域の音声信号の存在を検出し、時定数ＴよをＴ＋≧
Ｔ２≧Ｔ３の範囲で変化させる。

さて、以上のように記録時にエンファシス回路３により
高域強調特性を施された音声信号が再生時に固定の高域
抑圧特性をもつディエンファシス回路２９を通るとエン
ファシス〜ディエンファシス動作を組み合わせることに
より第３図に示すような高域抑圧特性もたせることにな
る．即ち、ｇｍの大きさに応じ、平坦な周波数特性から
ディエンファシス回路２９と同じ高域抑圧特性まで周波
数特性を変化させることができる。例えば、記録時に第
２図中■〜■のような高域強調特性を施された信号を、
再生時に第７図に示す高域抑圧特性を施すと、第３図中
のそれぞれ■〜■に示すような高域抑圧特性をもたせる
ことができる．ここで、例えば第４図（ａ）に示すよう
な主にｆ１以下に周波数或分が集中し、高域はノイズ或
分だけとなるような周波数分布をもつ音声信号がエンフ
ァシス回路３に入力される場合を考える．ｆ１以上の周
波数戒分を検出し、エンファシス回路３の高域強調特性
は同図（ｂ）示すように設定され、同図（Ｃ）に示すよ
うな周波数分布をもつ信号としてエンファシス回路３か
ら出力される．このような信号を再生時に同図（ｄ）に
示すような固定の高域抑圧特性をもつディエンファシス
回路２９を通ることにより、同図（ｅ）示すような周波
数分布を持つ信号としてディエンファシス回路２９より
出力される。

同図（ａ）と（ｅ）を比較してわかるように高域のノイ
ズａ分がこのようなエンファシス〜ディエンファシス動
作を組み合わせることより低減される。

上記の実施例ではＶＨＳ規格ビデオ・テープ・レコーダ
のＦＭ変調音声信号処理回路の場合について説明したが
、これはＦＭ変調手段の前段に高域強調特性を有するエ
ンファシス手段と、ＦＭ復調手段の後段に高域抑圧特性
を有するディエンファシス手段とを備えたＦＭ変調音声
信号処理回路であれば同様に実施することができる。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によればエンファシス手段の高
域強調特性を規定する２つの時定数Ｔ１，Ｔ．（Ｔ．≧
Ｔｔ）のうちのＴ２をｆ，＝１／２πＴ１より高域の音
声信号をウェイティング手段もつ高域強調特性により重
み付けを行った後の信号レベルの大きさに応じてＴ．≧
Ｔ２≧Ｔ３の範囲で変化させるように構威したので、主
に入力音声信号のＳ／Ｎ比がＦＭ変調音声信号処理回路
のＳ／Ｎ比よりも小さく、また入力音声信号の周波数戒
分が高域の帯域には存在せず、主にノイズ威分となるよ
うな音声信号を記録再生する場合に再生音声信号の高域
の帯域に分布するノイズ戒分を有効に低減することがで
きる効果がある．

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による周波数変調音声信号
処理回路の構戒を示すブロック図、第２図はこの発明の
一実施例におけるｇｍを変化させた時のエンファシス特
性図、第３図はこの発明の一実施例におけるｇｍを変化
させた時のエンファシスーディエンファシスを通じた周
波数特性図、第４図（ａ）〜（ｅ）はこの発明の一実施
例のエンファシス回路入力信号周波数分布からディエン
ファシス回路出力信号周波数分布におけるノイズ或分の
低減の様子を示す動作説明図、第５図は従来例による周
波数変調音声信号処理回路の構戒を示すブロック図、第
６図はＶＨＳ方式ビデオ・テープ・レコーダのＦＭ変調
音声信号処理におけるエンファシス特性図、第７図はＶ
ＨＳ方式ビデオ・テープ・レコーダのＦＭ変調音声信号
処理におけるディエンファシス特性図、第８図はＶＨＳ
方式ビデオ・テープ・レコーダにおける磁気テープに形
威されるＦＭ変調音声信号用トラックの概略図、第９図
は記録音声信号のＳ／Ｎ比と周波数音声信号処理回路の
Ｓ／Ｎ比に差のある場合の信号レベル及びノイズレベル
を示す模式図である。 図において、ｌはＬチャンネル（または主）記録音声信
号入力端子、２はノイズリダクシゴン回路、３はエンフ
ァシス回路、４は演算増幅器、５は抵抗器、６はコンデ
ンサ、７及び８は抵抗器、９は可変トランスコンダクタ
ンス増幅器、１ｏは演算増幅器、１はコンデンサ、１２
は位相反転器、１３は増幅器、１４は高域通過フィルタ
（ＨＰＦ）、１５はウェイティング回路、１６はレベル
検出器、１７は電圧一電流変換器、ｌ８はリミッタ回路
、１９はＦＭ変調器、２ｏは低域通過フィルタ（ＬＰＦ
）、２１は加算器、２２はＲチャンネル（または副）記
録ＦＭ変調音声信号入力端子、２３は記録増幅器、２４
はＦＭ変調音声信号記録再生用回転磁気ヘッド、２５は
磁気テープ、２６は前置増幅器、２７は帯域通過フィル
タ（ＢＰＦ）、２８はＦＭ復調器、２９はディエンファ
シス回路、３０はＬチャンネル（または主）再生音声信
号出力端子、３５は抵抗器、３６はコンデンサ、３７は
抵抗器である．

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）音声信号を周波数変調して磁気媒体に記録再生を
   行う磁気記録再生装置の周波数変調音声信号処理回路に
   おいて、 記録時に動作し、２つの時定数Ｔ＿１、Ｔ＿２（Ｔ＿１
   ≧Ｔ＿２；Ｔ＿１は一定）で規定される高域強調特性を
   有するエンファシス手段と、 再生時に動作し、２つの時定数Ｔ＿１、Ｔ＿３（Ｔ＿１
   ＞Ｔ＿３；Ｔ＿１、Ｔ＿３は一定）で規定される高域抑
   圧特性を有するディエンファシス手段とを備えており、 上記エンファシス手段は、 該エンファシス手段に入力されるｆ＿１＝（１／２）π
   Ｔ＿１より高域の音声信号に対して重み付けを行うウェ
   イティング手段と、 該ウェイティング手段の出力信号レベルの大きさに応じ
   て、上記エンファシス手段の高域強調特性を規定する時
   定数Ｔ＿２をＴ＿１≧Ｔ＿２≧Ｔ＿３の範囲で変化させ
   る手段とを有するものであることを特徴とする周波数変
   調音声信号処理回路。