JPH03814B2 - - Google Patents

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JPH03814B2
JPH03814B2 JP56214824A JP21482481A JPH03814B2 JP H03814 B2 JPH03814 B2 JP H03814B2 JP 56214824 A JP56214824 A JP 56214824A JP 21482481 A JP21482481 A JP 21482481A JP H03814 B2 JPH03814 B2 JP H03814B2
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JP
Japan
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circuit
signal
amplitude limiting
output
resistor
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JP56214824A
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JPS58116818A (ja
Inventor
Masayuki Katakura
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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Priority to CA000417843A priority patent/CA1188384A/en
Priority to US06/451,453 priority patent/US4462008A/en
Priority to GB08236737A priority patent/GB2113955B/en
Priority to DE19823248552 priority patent/DE3248552A1/de
Priority to FR8222030A priority patent/FR2519174B1/fr
Publication of JPS58116818A publication Critical patent/JPS58116818A/ja
Publication of JPH03814B2 publication Critical patent/JPH03814B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03GCONTROL OF AMPLIFICATION
    • H03G9/00Combinations of two or more types of control, e.g. gain control and tone control
    • H03G9/02Combinations of two or more types of control, e.g. gain control and tone control in untuned amplifiers
    • H03G9/025Combinations of two or more types of control, e.g. gain control and tone control in untuned amplifiers frequency-dependent volume compression or expansion, e.g. multiple-band systems

Landscapes

  • Reduction Or Emphasis Of Bandwidth Of Signals (AREA)
  • Signal Processing Not Specific To The Method Of Recording And Reproducing (AREA)
  • Tone Control, Compression And Expansion, Limiting Amplitude (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、信号ダイナミツクレンジの圧縮・伸
張過程を介して伝送系や録音再生系のダイナミツ
クレンジを見かけ上拡大するノイズリダクシヨン
装置に関する。
一般にノイズリダクシヨン装置は、録音時(又
は送信時)に圧縮動作を、再生時(又は受信時)
に伸張動作をそれぞれ行なわせることによつて、
録音媒体(又は信号伝送路)のダイナミツクレン
ジを見かけ上拡大するものであり、入力側に圧縮
回路を、出力側に伸張回路をそれぞれ備えて構成
されている。これらの圧縮回路や伸張回路には、
可変伝達関数回路およびその制御回路が設けられ
ており、信号レベルや周波数に応じて伝達関数を
変化させている。これらの可変伝達関数回路およ
び制御回路は、応答時定数を有しており、信号レ
ベル等が急激に変化した場合の過渡応答に問題が
生ずることがある。
たとえば、上記圧縮回路においては、一般的
に、信号レベルが小さいときに利得を大きく、信
号レベルが大きいときに利得を小さく制御してい
るが、信号レベルが急激に上昇した場合には、上
記応答時定数のために、過渡的に高利得状態のま
ま大レベル信号が入力され、極めて大きなピー
ク、いわゆるオーバーシユートを伴なつた信号が
出力される。ここで、録音媒体等には、飽和レベ
ル等の許容最大レベルが存在し、これを越えるよ
うなレベルの信号が供給されても正常な記録再生
あるいは伝送が行なえず、伸張回路側で元の信号
の正確な復元がなされなくなつてしまう。
そこで、ダイオード等を用いた振幅制限手段を
圧縮回路内に設け、上記オーバーシユートの発生
を防止することが必要とされる。
第1図は、このような振幅制限回路を設けた圧
縮回路10の基本的構成の一例を示すものであ
る。この第1図の圧縮回路10は、入力端子1と
出力端子2との間に配設された主信号路3、副信
号路4、および加算器5から構成される。副信号
路4は、可変遮断周波数の高域通過フイルタ6、
その遮断周波数を制御する制御回路7、および上
述の振幅制限回路8から構成される。
第2図は、この圧縮回路10の周波数応答を説
明するためのグラフである。この第2図におい
て、上記主信号路3の伝達特性Aは、たとえば利
得1で平坦な(フラツトな)周波数特性を有して
いる。これに対して副信号路4の伝達特性Bは、
ほぼ高域通過フイルタ6の特性により決定され、
信号レベルに応じて遮断周波数が変化する。すな
わち、無信号時には遮断周波数が最も低下した特
性B1となり、信号レベルの上昇に伴なつて遮断
周波数が上昇してたとえば特性B2となる。そし
て、圧縮回路10の入出力端子1,2間の伝達特
性Cは、これらの信号路3,4の伝達特性A,B
を合成したものとなり、上記無信号時に特性C1
となり、信号レベルが上昇した状態でたとえば特
性C2となる。このような過程を介して、入力信
号のダイナミツクレンジの圧縮が行なわれる。再
生時(又は受信時)には、圧縮回路10に対して
相補的な伝達特性を有する伸張回路(図示せず)
により伸張動作がなされ、元のダイナミツクレン
ジに復元されることは勿論である。
次に、振幅制限回路8について説明する。第1
図の圧縮回路10において、振幅制限回路8が無
い場合に、第3図Aに示すようなトーンバースト
信号が時刻t1からt2までの間入力されると、たと
えば第3図Bに示すような応答波形の信号が出力
される。すなわち時刻t1以前にほぼ無信号状態に
あるため、高域通過フイルタ6の伝達特性は第2
図B1のように遮断周波数が低域側にあり、時刻t1
直後においては、制御回路7の有限の立上り時定
数のために遮断周波数の高域側へのシフトは瞬時
にはなされず、出力波形にオーバーシユートが発
生する。伝送路や録音媒体は固有のクリツピング
レベルあるいは許容最大レベルを有しており、発
生したオーバーシコートがクリツピングレベルを
越える可能性がある。このような事態を回避する
ために、振幅制限回路8により上記クリツピング
レベル以内のリミツタレベルLを第3図のように
設定し、このリミツタレベルLを越えるオーバー
シユートに対して振幅制限特性を与えている。
このような振幅制限回路8は、非線形素子を用
いて構成されるが、通常PN接合が最も一般的に
用いられる。第4図は第1図の圧縮回路10のよ
り具体的な構成を示したものであり、対応する回
路部には同じ参照番号を付している。この第4図
における振幅制限回路8には、逆並列接続された
PN接合、すなわち、2個のダイオード11,1
2のアノード、カソードをそれぞれ互いに逆向き
となるように並列接続したものを用いている。こ
こで、非線形素子のリミツタレベルは、素子固有
の値を持ち、自由度は小さい。たとえばシリコン
PN接合は約0.6Vの閾値を有し、これを逆並列接
続した第4図の振幅制限回路8のリミツタレベル
は約1.2VP-Pの値となる。この値は通常設定され
る信号レベルに対してかなり大きな値であり、そ
のままでは利用できないため、振幅制限回路8の
前段(入力側)に演算増幅器13を配設し、高域
通過フイルタ6からの出力を増幅して振幅制限回
路8に印加することにより、実質的に上記リミツ
タレベルが信号に対して最適値となるように構成
することが必要とされる。この場合、上記加算器
5となる加算抵抗16,17および演算増幅器1
5において、加算抵抗16,17の比を適当に設
定することにより、演算増幅器13で増幅された
副信号路4の出力が主信号路3の出力に対して一
定の比率を持つて(小さな加算係数を有して)加
算されるようにすることも必要である。
ところが、このような第4図の構成において
は、副信号路4内にリミツタレベル設定用の演算
増幅器13が必要となるため、回路構成が複雑化
し、信号レベルを増幅して減衰するという余分な
操作により、精度やSN比等が劣化する。また振
幅制限回路8には歪み電流が流れ、第4図の構成
では、接地回路の共通インピーダンスを介して他
の回路に影響を与える可能性がある。
本発明は、このような従来の欠点を除去すべく
なされたものであり、リミツタレベルと信号レベ
ルとの適合をとるためのみの演算増幅器を不要と
し、比較的簡単な回路構成でリミツタ素子固有の
リミツタレベルが信号に対して最適値となるよう
に設定でき、精度やSN比等の特性向上が図れ、
しかも、振幅制限回路を流れる歪み電流が接地回
路を介して流れることなく他の回路に影響を与え
ることのない圧縮回路や伸張回路を備えたノイズ
リダクシヨン装置の提供を目的とする。
すなわち、本発明に係るノイズリダクシヨン装
置の特徴は、入力信号が供給される主信号路と、
可変伝達関数回路及びその制御回路を含み上記入
力信号が供給される副信号路とから構成され、上
記主信号路の主信号と上記副信号路の副信号との
加算手段である演算増幅器と、上記可変伝達関数
回路の出力を電流に変換する手段と、振幅制限手
段とを具備し、上記演算増幅器の非反転入力端子
に上記主信号を印加し、上記電流変換手段の出力
に第1の抵抗の一端と上記振幅制限手段の一端と
を接続し、上記第1の抵抗の他端と第2の抵抗の
一端とを上記演算増幅器の反転入力端子に接続
し、上記第2の抵抗及び上記振幅制限手段の各々
他端を上記演算増幅器の出力端子に接続し、上記
第1及び第2の抵抗の少なくとも一方の抵抗値に
より上記振幅制限手段の特性を設定するようにし
たことである。
以下、本発明に係る好ましい実施例について図
面を参照しながら説明する。
第5図は本発明の一実施例としてのノイズリダ
クシヨン装置の圧縮回路20を示している。この
第5図において、入力端子21と出力端子22と
の間には、主信号路23副信号路24およびこれ
らの信号路23,24からの出力信号を加算する
手段としての演算増幅器25が配置されている。
副信号路24は、可変伝達関数回路である可変遮
断周波数の高域通過フイルタ26と、その遮断周
波数を制御する制御回路27とを有し、高域通過
フイルタ26の出力は、電圧のままではリミツタ
のレベル適正化のために増幅が必要となることを
考慮して、電圧−電流変換器33により電流に変
換され、抵抗34を介して演算増幅器25の反転
入力端子に送られている。この反転入力端子と演
算増幅器25の出力端子、すなわちこの圧縮回路
20の出力端子22との間に、帰還抵抗35が接
続され、電圧−電流変換器33の出力端子と演算
増幅器25の出力端子22との間に振幅制限回路
28が挿入接続されている。また、演算増幅器2
5の非反転入力端子には主信号路23が接続され
ている。
以上の構成を有するノイズリダクシヨン装置の
圧縮回路20において、演算増幅器25は、主信
号路23に対してボルテージフオロワとして動作
し、副信号路24に対しては反転増幅器として動
作する。電圧−電流変換器33の出力電流は、抵
抗34と抵抗35を介して演算増幅器25の出力
端子22に流れ込む。このとき、電圧−電流変換
器33によつて変換された電流の変化にともな
い、抵抗35に生ずる電圧降下が出力信号として
寄与する。したがつて、副信号路24に対する加
算係数は、電圧−電流変換器33の変換係数と抵
抗35により設定することができる。電圧−電流
変換器33の変換係数は、副信号路24の信号を
主信号路23の信号に加算するために、負とする
必要がある。
一方、振幅制限回路28は、一般にPN接合素
子を逆並列接続して構成され、本実施例において
は、2個のシリコンダイオード31,32のアノ
ード、カソードの向きが互いに逆となるように並
列接続したものを用いている。この振幅制限回路
28のリミツタレベルは、約1.2VP-Pと固有の値
を持つが、この一定のリミツタレベルは電圧−電
流変換器33によつて変換された電流の変化にと
もない、抵抗34,35に生ずる電圧降下の和に
対して設定されることになるため、抵抗34の値
を適当に選択することにより、出力端子22にお
ける信号レベルとは独立に、回路全体における実
質的なリミツタレベルを自由に設定できる。
ここで、抵抗34,35の抵抗値をそれぞれ
R1,R2とするとき、上記実質的なリミツタレベ
ルは、振幅制限素子28固有の名目上のリミツタ
レベル(たとえば約1.2VP-P)のR2/R1+R2倍とな り、たとえば抵抗34の抵抗値R1を抵抗35の
抵抗値R2の2倍に設定すると、出力端子22の
実質的なリミツタレベルは約0.4VP-Pとなる。こ
の振幅制限動作は、主信号に対して何らの影響を
も及ぼさない。
ここで、上記電圧−電流変換器33の具体的回
路構成は種々考えられるが、たとえば第6図のよ
うな構成するのが好ましい。この第6図におい
て、入力端子41が上記可変遮断周波数の高域通
過フイルタ26の出力端子に接続され、出力端子
42が上記第1の抵抗34と振幅制限回路28と
の接続点に接続される。端子43,44は、それ
ぞれ正、負の電源供給端子である。上記高域通過
フイルタ26の出力は差動トランジスタ回路46
により電流変換される。差動トランジスタ回路4
6を構成するトランジスタ47,48のコレクタ
には、それぞれ電流反転(カレントミラー)回路
53,54が接続され、電流反転回路53の出力
は出力端子42に、電流反転回路54の出力は電
流反転回路55により電流反転されて出力端子4
2に、それぞれ供給される。
なお、ノイズリダクシヨン装置の伸張回路は、
上記圧縮回路20と対称的なあるいは相補的な回
路を別個に構成してもよいが、一般に、テープレ
コーダ等の録音再生装置においては、録音、再生
のいずれか一方のモードのみが選択されることに
鑑み、第7図に示すように切換スイツチ29を切
換えることにより、圧縮、伸張動作のいずれか一
方が選択されるように構成してもよい。
すなわち、この第7図において、切換スイツチ
29の一方の切換端子cは入力端子21に接続さ
れ、他方の切換端子eは出力端子22からの出力
を反転する反転増幅器30の出力端子に接続され
ている。そして、切換スイツチ29を端子c側に
切換接続することにより圧縮動作が、端子e側に
切換接続することにより伸張動作がそれぞれ行な
われ、これらの圧縮、伸張動作は互いに相補的と
なる。他の構成は第5図と同様であるため説明を
省略する。
以上の説明からも明らかなように、本発明に係
るノイズリダクシヨン装置によれば、従来のよう
なリミツタレベル設定専用の演算増幅器が不要と
なり、主信号と副信号とを加算する手段としての
演算増幅器25を1個用いるのみで、最適な実質
的リミツタレベルの設定が行なえる。したがつ
て、回路構成が簡略化され、従来のように信号レ
ベルを持ち上げてリミツタレベルを設定した後に
減衰させるという余分な操作が省かれて精度向上
が実現できるのみならず、主信号に対してはボル
テージフオロワとして動作するために、利得が従
来のような抵抗比に依存せず、精度が高い。ま
た、振幅制限回路を流れる歪み電流が従来のよう
に接地回路を介して流れることを防止でき、他の
回路への影響を防止できる。
【図面の簡単な説明】
第1図はノイズリダクシヨン装置の圧縮回路の
基本構成を示すブロツク図、第2図は第1図の回
路の伝達特性を示すグラフ、第3図はトーンバー
スト信号の入出力応答を示すタイムチヤート、第
4図は第1図の回路の従来の具体例を示す回路図
である。第5図は本発明に係るノイズリダクシヨ
ン装置の圧縮回路の一実施例を示す回路図、第6
図は第5図の回路中の電圧−電流変換器の具体回
路構成例を示す回路図、第7図は第5図の回路を
圧縮、伸張動作切換可能とした構成例を示す回路
図である。 21……入力端子、22……出力端子、23…
…主信号路、24……副信号路、25……加算手
段としての演算増幅器、26……可変遮断周波数
の高域通過フイルタ、27……制御回路、28…
…振幅制限回路、33……電圧−電流変換器、3
4……第1の抵抗、35……第2の抵抗。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 入力信号が供給される主信号路と、可変伝達
    関数回路及びその制御回路を含み上記入力信号が
    供給される副信号路とから構成され、 上記主信号路の主信号と上記副信号路の副信号
    との加算手段である演算増幅器と、 上記可変伝達関数回路の出力を電流に変換する
    手段と、 振幅制限手段とを具備し、 上記演算増幅器の非反転入力端子に上記主信号
    を印加し、上記電流変換手段の出力に第1の抵抗
    の一端と上記振幅制限手段の一端とを接続し、上
    記第1の抵抗の他端と第2の抵抗の一端とを上記
    演算増幅器の反転入力端子に接続し、上記第2の
    抵抗及び上記振幅制限手段の各々他端を上記演算
    増幅器の出力端子に接続し、上記第1及び第2の
    抵抗の少なくとも一方の抵抗値により上記振幅制
    限手段の特性を設定するようにしたことを特徴と
    するノイズリダクシヨン装置。
JP56214824A 1981-12-29 1981-12-29 ノイズリダクシヨン装置 Granted JPS58116818A (ja)

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JP56214824A JPS58116818A (ja) 1981-12-29 1981-12-29 ノイズリダクシヨン装置
CA000417843A CA1188384A (en) 1981-12-29 1982-12-16 Noise reduction circuit
US06/451,453 US4462008A (en) 1981-12-29 1982-12-20 Noise reduction circuit having voltage to current converting means in the auxiliary channel
GB08236737A GB2113955B (en) 1981-12-29 1982-12-24 Noise reduction circuits
DE19823248552 DE3248552A1 (de) 1981-12-29 1982-12-29 Schaltungsanordnung zum herabsetzen von rauschen
FR8222030A FR2519174B1 (fr) 1981-12-29 1982-12-29 Circuit de reduction de bruit

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JPS58116818A JPS58116818A (ja) 1983-07-12
JPH03814B2 true JPH03814B2 (ja) 1991-01-09

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2619192A1 (de) * 1976-04-30 1977-11-17 Licentia Gmbh Schaltung zur automatischen dynamik-kompression oder -expansion
JPS5441006A (en) * 1977-09-08 1979-03-31 Sony Corp Compression expansion unit
JPS56154836A (en) * 1980-04-30 1981-11-30 Sony Corp Noise reduction circuit

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JPS58116818A (ja) 1983-07-12

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