JPH0380400B2

JPH0380400B2 -

Info

Publication number: JPH0380400B2
Application number: JP59181368A
Authority: JP
Inventors: Masao Noro
Original assignee: Yamaha Corp
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 1984-08-30
Filing date: 1984-08-30
Publication date: 1991-12-24
Also published as: JPS6160000A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、２チヤンネルステレオの音場を拡
大する音場拡大器に関し、従来のものに比べて自
然感を向上させたものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Field of Application] The present invention relates to a sound field expander that expands the sound field of a two-channel stereo system, and provides an improved sense of naturalness compared to conventional ones.

[Conventional technology]

一般の２チヤンネルステレオでは、音の分布の
範囲（サウンドステージ）は左右のスピーカの間
に限られている。音場拡大器は、これをスピーカ
の外側まで拡大しようとするものである。２チヤ
ンネルステレオにおける音場拡大は、それぞれ一
方のチヤンネルの信号に特定の振幅特性および位
相特性を与えて、他方のチヤンネルに加算しあう
ことで得られる。 In a typical two-channel stereo system, the range of sound distribution (sound stage) is limited between the left and right speakers. A sound field expander attempts to expand this to the outside of the speaker. Sound field expansion in two-channel stereo is obtained by giving specific amplitude characteristics and phase characteristics to the signals of one channel and adding them to the other channel.

従来における音場拡大器の構成を第２図に示
す。これは、左右各チヤンネル入力端子１０，１
２から入力した信号Ain（＝Ｌ）Bin（＝Ｒ）をバ
ツフアアンプ１４，１６を介して加算器１８，２
０に入力すると共に、これらの信号Ｌ，Ｒに振幅
位相特性付与回路２２，２４でx(f)e^j〓(f)（ｘ：振
幅利得、θ：位相変化量）を乗じたものを相互に
反対側チヤンネルの加算器２０，１８に加えたも
のである。これによれば、左チヤンネル出力端子
２６に出力信号Aoutとして、 Aout＝Ｌ＋Ｒ・x(f)e^j〓(f) が得られ、右チヤンネル出力端子２８に出力信号
Boutとして、 Bout＝Ｒ＋Ｌ・x(f)e^j〓(f) が得られる。 FIG. 2 shows the configuration of a conventional sound field expander. This is the left and right channel input terminals 10 and 1.
The signals Ain (=L) and Bin (=R) input from 2 are sent to adders 18 and 2 via buffer amplifiers 14 and 16.
0, and the amplitude and phase characteristic imparting circuits 22 and 24 multiply these signals L and R by x(f)e ^j 〓(f) (x: amplitude gain, θ: phase change amount) and mutually and adders 20 and 18 on the opposite channel. According to this, Aout=L+R・x(f)e ^j 〓(f) is obtained as the output signal Aout at the left channel output terminal 26, and the output signal Aout is obtained at the right channel output terminal 28.
As Bout, Bout=R+L・x(f)e ^j 〓(f) is obtained.

ところが、この構成で再生させると音場拡大効
果はあるが、聴感上原音と周波数特性が大きく異
なつて聞こえる。しかも、それが音楽ソースで最
も情報量の多い中央付近に定位する音で起こりや
すく、モノラルの原音に対し最も顕著になる。す
なわち、モノラル入力として左右の入力端子１
０，１２にＬ＋Ｒという信号を共通に入力した場
合、左右各チヤンネル出力Aout，Boutは、 Aout＝（Ｌ＋Ｒ）＋（Ｌ＋Ｒ）x(f)e^j〓(f) ＝（Ｌ＋Ｒ）（１＋x(f)e^j〓(f)） Bout＝（Ｌ＋Ｒ）＋（Ｌ＋Ｒ）x(f)e^j〓(f) ＝（Ｌ＋Ｒ）（１＋x(f)e^j〓(f)）となり、原音に１＋x(f)e^j〓(f)という振幅、位相特
性が乗ぜられた出力となり、聴感上原音と異なつ
て聞こえる。 However, when played back with this configuration, although it has the effect of expanding the sound field, the frequency characteristics of the sound are audibly very different from the original sound. Furthermore, this phenomenon tends to occur with sounds localized near the center of the music source, where the amount of information is greatest, and is most noticeable with respect to monaural original sounds. In other words, the left and right input terminals 1 are used as monaural inputs.
When the signals L+R are commonly input to 0 and 12, the left and right channel outputs Aout and Bout are Aout=(L+R)+(L+R)x(f)e ^j 〓(f)=(L+R)(1+x(f) )e ^j 〓(f)) Bout=(L+R)+(L+R)x(f)e ^j 〓(f) =(L+R)(1+x(f)e ^j 〓(f)), and the original sound is 1+x(f )e ^j 〓(f), which is the output multiplied by the amplitude and phase characteristics, and audibly sounds different from the original sound.

また、左右各チヤンネル入力Ain，Binにそれ
ぞれＬ，Ｒを入力して、出力で加算してモノラル
化した場合にも、 Aout＋Bout＝Ｌ＋Ｒ・x(f)e^j〓(f) ＋Ｒ＋Ｌ・x(f)e^j〓(f) ＝（Ｌ＋Ｒ）（１＋x(f)e^j〓(f)）となり、同じ結果となる。 Also, when L and R are input to the left and right channel inputs Ain and Bin respectively and added at the output to make monaural, Aout + Bout = L + R・x(f)e ^j 〓(f) +R+L・x(f )e ^j 〓(f) = (L+R) (1+x(f)e ^j 〓(f)), which gives the same result.

第２図の方式では、実用的にはトーンコントロ
ール等で聴感補正をして使用される例が多いが、
補正カーブが異なる特性であるため、やはり聴感
上不満が残る。 The method shown in Figure 2 is often used in practice with auditory correction using tone controls, etc.
Since the correction curves have different characteristics, the auditory sense remains unsatisfactory.

そこで、１＋x(f)e^j〓(f)を打ち消す方法として、
まずこの逆特性を作り、これを入力もしくは出力
に乗ずることが考えられる。第３図はそのように
構成したもので、前記第２図の回路の入力側に逆
特性１／１＋x(f)e^j〓(f)を乗ずる逆特性付与回路３０
，３２を接続したものである。この回路において
は、入力Ain，Binにモノラル入力としてＬ＋Ｒ
という等しい信号を入力したとき、出力Aout，
Boutは、 Aout＋Bout＝（Ｌ＋Ｒ）＋（Ｌ＋Ｒ）・x(
f)e^j〓(f)／１＋x(f)e^j〓(f)＝Ｌ＋Ｒとなり、入力と等しくなる。また、出力で加算し
た場合も、 Aout＋Bout＝Ｌ＋Ｒ・x(f)e^j〓(f)＋Ｒ＋
Ｌ・x(f)e^j〓(f)／１＋x(f)e^j〓(f)＝Ｌ＋Ｒとなり、入力で加算したときと同じになる。 Therefore, as a way to cancel 1+x(f)e ^j 〓(f),
One idea is to first create this inverse characteristic and then multiply the input or output by this. FIG. 3 shows such a configuration, and includes an inverse characteristic imparting circuit 30 that multiplies the input side of the circuit in FIG. 2 by the inverse characteristic 1/1+x(f)e ^j 〓(f).
, 32 are connected. In this circuit, the inputs Ain and Bin are L+R as monaural inputs.
When equal signals are input, the output Aout,
Bout is Aout+Bout=(L+R)+(L+R)・x(
f)e ^j 〓(f)/1+x(f)e ^j 〓(f)=L+R, which is equal to the input. Also, when adding at the output, Aout+Bout=L+R・x(f)e ^j 〓(f)+R+
L・x(f)e ^j 〓(f)/1+x(f)e ^j 〓(f)=L+R, which is the same as when adding at the input.

このように第３図の回路によれば、逆特性
１／１＋x(f)e^j〓(f)によつて１＋x(f)e^j〓(f)の打ち消
しが可能となり、原音に近い音が得られる。ところ
が、音場拡大のために使用されるx(f)e^j〓(f)の振幅
および位相特性は、イコライザのような単調な特
性ではないため、正確な逆特性１／１＋x(f)e^j〓(f)を独立した回路３０，３２で作ることは容易ではな
い。また、このx(f)e^j〓(f)は、ソースの内容、再生
環境によりｘおよびθの値を可変したいという要
求が当然生ずるため、それぞれに対応した正確な
逆特性を作ることはかなりの困難を伴う。 In this way, according to the circuit shown in Figure 3, the inverse characteristic 1/1+x(f)e ^j 〓(f) makes it possible to cancel 1+x(f)e ^j 〓(f), producing a sound close to the original sound. can get. However, the amplitude and phase characteristics of x(f)e ^j 〓(f) used for sound field expansion are not monotonous characteristics like those of an equalizer, so the exact inverse characteristics 1/1 + x(f)e It is not easy to create ^j 〓(f) using independent circuits 30 and 32. Furthermore, since there is a natural need to vary the values of x and θ depending on the content of the source and the playback environment, it is quite difficult to create accurate inverse characteristics corresponding to each of x(f)e ^j 〓(f). with difficulties.

[Problem that the invention seeks to solve]

この発明は、前記従来の技術における欠点を解
決して、逆特性を与える回路を独立に設けること
なく、逆特性を与えて音場拡大することができる
音場拡大器を提供しようとするものである。 The present invention aims to solve the drawbacks of the conventional technology and provide a sound field expander that can provide reverse characteristics and expand the sound field without independently providing a circuit that provides reverse characteristics. be.

[Means for solving problems]

この発明は、左右２チヤンネルのステレオ入力
信号のうち一方の入力信号を第１の反転アンプの
反転入力端に入力し、前記第１の反転アンプの非
反転入力端を接地し、前記第１の反転アンプの出
力を、当該出力に対して周波数に応じた所定の振
幅利得および位相変化量を付与する第１の振幅位
相特性付与回路に入力し、前記第１の反転アンプ
の出力と前記第１の振幅位相特性付与回路の出力
を前記一方の入力信号に加算して前記第１の反転
アンプの反転入力端に入力する第１の変換回路
と、前記２チヤンネルのステレオ入力信号のうち
他方の入力信号を第２の反転アンプの反転入力端
に入力し、前記第２の反転アンプの非反転入力端
を接地し、前記第２の反転アンプの出力を前記第
１の振幅位相特性付与回路と同等の第２の振幅位
相特性付与回路に入力し、前記第２の反転アンプ
の出力と前記第２の振幅位相特性付与回路の出力
を前記他方の入力信号に加算して前記第２の反転
アンプの反転入力端に入力する第２の変換回路
と、前記第１の反転アンプの出力と前記第２の振
幅位相特性付与回路の出力を加算する第１の加算
回路と、前記第２の反転アンプの出力と前記第１
の振幅位相特性付与回路の出力を加算する第２の
加算回路とからなり、前記第１の加算回路の出力
と前記第２の加算回路の出力を音場拡大された２
チヤンネルのステレオ出力信号として取り出すよ
うに構成したことを特徴とするものである。 In the present invention, one input signal of the two left and right channels of stereo input signals is input to the inverting input terminal of the first inverting amplifier, the non-inverting input terminal of the first inverting amplifier is grounded, and the first input signal is input to the inverting input terminal of the first inverting amplifier. The output of the inverting amplifier is input to a first amplitude phase characteristic imparting circuit that imparts a predetermined amplitude gain and phase change amount to the output according to the frequency, and the output of the first inverting amplifier and the first a first conversion circuit that adds the output of the amplitude phase characteristic imparting circuit to the one input signal and inputs the resultant signal to the inverting input terminal of the first inverting amplifier; and an input of the other of the two channels of stereo input signals. A signal is input to the inverting input terminal of the second inverting amplifier, the non-inverting input terminal of the second inverting amplifier is grounded, and the output of the second inverting amplifier is equivalent to that of the first amplitude phase characteristic imparting circuit. , and adds the output of the second inverting amplifier and the output of the second amplitude and phase characteristic imparting circuit to the other input signal to generate the output signal of the second inverting amplifier. a second conversion circuit input to the inverting input terminal; a first addition circuit that adds the output of the first inverting amplifier and the output of the second amplitude-phase characteristic imparting circuit; output and said first
a second adder circuit that adds the outputs of the amplitude and phase characteristic imparting circuits, and adds the outputs of the first adder circuit and the second adder circuit to a sound field expanded two.
The present invention is characterized in that it is configured to be extracted as a channel stereo output signal.

[Effect]

この発明の前記解決手段によれば、振幅位相特
性付与回路自身を用いてその逆特性を作ることが
でき、正確な逆特性が容易に得られると共に、逆
特性を付与する回路を独立に設けるのに比べてコ
ストも安くなる。 According to the solution of the present invention, the inverse characteristic can be created using the amplitude phase characteristic imparting circuit itself, and accurate inverse characteristics can be easily obtained, and a circuit for imparting the inverse characteristic can be independently provided. The cost is also lower than that of

〔Example〕

この発明の一実施例を以下説明する。第１図
は、この発明で用いられる振幅位相変換回路（第
１、第２の変換回路）の構成例を示したものであ
る。 An embodiment of this invention will be described below. FIG. 1 shows an example of the configuration of an amplitude phase conversion circuit (first and second conversion circuits) used in the present invention.

第１図において、入力端子３３から入力される
信号V1は、加算器３４を介して反転アンプ３６
の反転入力端に入力される。反転アンプ３６の非
反転入力端は接地されている。反転アンプ３６の
出力V2はバツフアアンプ３８を介して出力端子
４０に導かれている。また、反転アンプ３６の出
力は振幅位相特性x(f)e^j〓(f)を付与する振幅位相特
性付与回路３７を介して出力端子４２に導かれ
る。バツフアアンプ３８の出力V3と振幅位相特
性付与回路３７の出力V4は加算器４４で加算さ
れる。加算器４４の出力V5は、加算器３４にお
いて入力信号に加算されて反転アンプ３６の反転
入力端３６に入力される。 In FIG. 1, a signal V1 input from an input terminal 33 is passed through an adder 34 to an inverting amplifier 36.
is input to the inverting input terminal of . A non-inverting input terminal of the inverting amplifier 36 is grounded. The output V2 of the inverting amplifier 36 is led to an output terminal 40 via a buffer amplifier 38. Further, the output of the inverting amplifier 36 is led to the output terminal 42 via an amplitude phase characteristic imparting circuit 37 which imparts an amplitude phase characteristic x(f)e ^j 〓(f). The output V3 of the buffer amplifier 38 and the output V4 of the amplitude phase characteristic imparting circuit 37 are added by an adder 44. The output V5 of the adder 44 is added to the input signal in the adder 34 and input to the inverting input terminal 36 of the inverting amplifier 36.

以上の構成によれば、V1〜V5には次の各式が
成り立つ。 According to the above configuration, the following formulas hold true for V1 to V5.

V1＝−V5（：反転アンプ３６の反転入力すなわち加算器３４の出力＝０） V3＋V4＝V5 V3＝V2 V4＝V2・x(f)e^j〓(f) よつて、これらの式から、 V3＋V4＝V2＋V2・x(f)e^j〓(f) ＝V2（１＋x(f)e^j〓(f) ＝−V1 したがつて、 V2＝−V1／１＋x(f)e^j〓(f) となり、ここに振幅位相特性x(f)e^j〓(f)の逆特性
V1／１＋x(f)e^j〓(f)が得られる。そして、出力V3，V4 には、 V3＝V2＝−V1／１＋x(f)e^j〓(f) V4＝−V1・x(f)e^j〓(f)／１＋x(f)e^j〓(f) が得られる。したがつて、このV3，V4を用いて
音場拡大器を作ることができる。 V1=-V5 (: inverting input of inverting amplifier 36, i.e. output of adder 34=0) V3+V4=V5 V3=V2 V4=V2・x(f)e ^j 〓(f) Therefore, these equations From, V3+V4=V2+V2・x(f)e ^j 〓(f) =V2(1+x(f)e ^j 〓(f) =−V1 Therefore, V2=−V1/1+x(f)e ^j 〓(f ), where the amplitude-phase characteristic x(f)e ^j 〓(f) is the inverse characteristic
V1/1+x(f)e ^j 〓(f) is obtained. Then, for the outputs V3 and V4, V3=V2=-V1/1+x(f)e ^j 〓(f) V4=-V1・x(f)e ^j 〓(f)/1+x(f)e ^j 〓( f) is obtained. Therefore, a sound field expander can be made using these V3 and V4.

第１図の変換回路を用いたこの発明の音場拡大
器の一実施例を第４図に示す。これは、第１図の
回路を２組組合せたものである。すなわち、一方
の回路の出力V3と他方の回路の出力V4とを相互
に加算器４６，４８で加算して出力端子５０，５
２に出力を得ている。 FIG. 4 shows an embodiment of the sound field expander of the present invention using the conversion circuit shown in FIG. This is a combination of two sets of the circuits shown in FIG. That is, the output V3 of one circuit and the output V4 of the other circuit are added together by adders 46 and 48, and output terminals 50 and 5 are output.
The output is obtained in 2.

第４図の構成によれば、入力端子３３ａ，３３
ｂに入力Ain，Binとして信号Ｌ，Ｒをそれそれ
入力すれば、出力端子５０，５２には、次の出力
Aout，Boutが得られる。 According to the configuration of FIG. 4, the input terminals 33a, 33
If the signals L and R are input as inputs Ain and Bin into b, the output terminals 50 and 52 will have the following outputs.
Aout and Bout are obtained.

Aout＝Ｌ＋Ｒ・x(f)e^j〓(f)／１＋x(f)e^j〓(f) Bout＝Ｒ＋Ｌ・x(f)e^j〓(f)／１＋x(f)e^j〓(f) この出力Aout，Boutは前記第３図の回路にお
けるものと同じものである。また、入力Ain，
Binにモノラル入力としてＬ＋Ｒを共通に入力し
た場合には、出力Aout，Boutは、 Aout＝Bout＝Ｌ＋Ｒとなり原音そのままとなる。入力Ain，Binに信
号Ｌ，Ｒをそれぞれ入力し、出力で加算した場合
にも、Ｌ＋Ｒの出力が得られる。 Aout＝L＋R・x(f)e ^j 〓(f)／1＋x(f)e ^j 〓(f) Bout＝R＋L・x(f)e ^j 〓(f)／1＋x(f)e ^j 〓(f) The outputs Aout and Bout are the same as those in the circuit shown in FIG. 3 above. Also, the input Ain,
When L+R are commonly input as monaural inputs to Bin, the outputs Aout and Bout become Aout=Bout=L+R, and the original sound remains unchanged. Even when signals L and R are input to inputs Ain and Bin, respectively, and added at the output, an output of L+R is obtained.

このように、第１図の回路を用いて音場拡大器
を構成すれば、逆特性を付与する回路を別個に用
いることなく、第３図の回路と同様な出力が得ら
れる。 In this way, if a sound field expander is constructed using the circuit shown in FIG. 1, an output similar to that of the circuit shown in FIG. 3 can be obtained without using a separate circuit that imparts an inverse characteristic.

ここで、第４図の回路の具体例を第５図に示
す。 Here, a specific example of the circuit shown in FIG. 4 is shown in FIG.

第５図において、反転アンプ３６は第４図にお
ける加算器３４，４４の機能を兼ねており、V1
＋V3＋V4の演算を行なう。すなわち、入力信号
V1は入力端子３３から入力され、抵抗R1，C1、
抵抗R2を介して反転アンプ３６の反転入力端に
入力される。また信号V3（＝V2）は、反転アン
プ３６の出力から抵抗R3を介して反転アンプ３
６の反転入力端に入力される。また、信号V4は、
振幅位相特性付与回路３７の出力をボリウム
VR1，VR2、バツフアアンプ６０、ボリウム
VR3、抵抗R4を介して反転アンプ３６の反転入
力端に入力される。 In FIG. 5, the inverting amplifier 36 also has the functions of the adders 34 and 44 in FIG.
Perform the calculation +V3+V4. That is, the input signal
V1 is input from input terminal 33, resistors R1, C1,
It is input to the inverting input terminal of the inverting amplifier 36 via the resistor R2. Further, the signal V3 (=V2) is passed from the output of the inverting amplifier 36 to the inverting amplifier 3 through the resistor R3.
It is input to the inverting input terminal of No. 6. Also, signal V4 is
The output of the amplitude phase characteristic imparting circuit 37 is
VR1, VR2, buffer amplifier 60, volume
It is input to the inverting input terminal of the inverting amplifier 36 via VR3 and resistor R4.

加算器４６，４８は、反転アンプ６２で構成さ
れ、信号V3と反対側の信号V4とを加算して、加
算値を抵抗R5、コンデンサC2、抵抗R6を介して
出力端子５０，５２に導く。 Adders 46 and 48 are composed of an inverting amplifier 62, add signal V3 and opposite signal V4, and lead the added value to output terminals 50 and 52 via resistor R5, capacitor C2, and resistor R6.

〔Effect of the invention〕

以上説明したように、この発明によれば、振幅
位相特性付与回路自身を用いてその逆特性を容易
に得ることができると共に、逆特性を付与する回
路を独立に設けるのに比べてコストも安くなる。 As explained above, according to the present invention, the inverse characteristic can be easily obtained using the amplitude-phase characteristic imparting circuit itself, and the cost is lower than that of independently providing a circuit imparting the inverse characteristic. Become.

[Brief explanation of drawings]

第１図は、この発明で用いられる振幅位相変換
回路の構成例を示す回路図である。第２図、第３
図は、それぞれ従来の振幅位相変換回路を示す回
路図である。第４図は、第１図の振幅位相変換回
路を用いて構成したこの発明の音場拡大器の一実
施例を示す回路図である。第５図は、第４図の回
路の具体例を示す回路図である。３６……第１，第２の反転アンプ、３７……第
１，第２の振幅位相特性付与回路、４６，４８…
…第１，第２の加算回路。 FIG. 1 is a circuit diagram showing an example of the configuration of an amplitude phase conversion circuit used in the present invention. Figures 2 and 3
Each figure is a circuit diagram showing a conventional amplitude phase conversion circuit. FIG. 4 is a circuit diagram showing an embodiment of a sound field expander of the present invention constructed using the amplitude phase conversion circuit of FIG. 1. FIG. 5 is a circuit diagram showing a specific example of the circuit shown in FIG. 4. 36...First and second inverting amplifiers, 37...First and second amplitude phase characteristic imparting circuits, 46, 48...
...first and second addition circuits.

Claims

[Claims] 1. One input signal of the two left and right channels of stereo input signals is input to the inverting input terminal of the first inverting amplifier, the non-inverting input terminal of the first inverting amplifier is grounded, and the The output of the first inverting amplifier is inputted to a first amplitude phase characteristic imparting circuit that imparts a predetermined amplitude gain and phase change amount according to the frequency to the output, and the output of the first inverting amplifier and a first conversion circuit that adds the output of the first amplitude phase characteristic imparting circuit to the one input signal and inputs the result to the inverting input terminal of the first inverting amplifier; and one of the two channels of stereo input signals. The other input signal is input to the inverting input terminal of the second inverting amplifier, the non-inverting input terminal of the second inverting amplifier is grounded, and the output of the second inverting amplifier is input to the first inverting amplifier.
and adds the output of the second inverting amplifier and the output of the second amplitude-phase characteristic imparting circuit to the other input signal. a second conversion circuit that inputs the input signal to the inverting input terminal of the second inverting amplifier; and a first adding circuit that adds the output of the first inverting amplifier and the output of the second amplitude-phase characteristic imparting circuit. , a second addition circuit that adds the output of the second inverting amplifier and the output of the first amplitude-phase characteristic imparting circuit, and the output of the first addition circuit and the output of the second addition circuit 1. A sound field expander, characterized in that the sound field expander is configured to output the sound field as a two-channel stereo output signal with an expanded sound field.