JPH04343508A - デジタルオートゲインコントローラ - Google Patents

デジタルオートゲインコントローラ

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JPH04343508A
JPH04343508A JP14262991A JP14262991A JPH04343508A JP H04343508 A JPH04343508 A JP H04343508A JP 14262991 A JP14262991 A JP 14262991A JP 14262991 A JP14262991 A JP 14262991A JP H04343508 A JPH04343508 A JP H04343508A
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正人 田中
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卓治 姫野
Toshiya Kan
韓 敏哉
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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】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、例えばオーディオ信
号のレベルをコントロールする際に有用なデジタルオー
トゲインコントローラに関するものである。
【0002】
【従来の技術】テープレコーダ等でオーディオ信号を記
録する際は、入力音響信号のレベルをコントロールして
磁気テープに対する記録信号レベルが最適となるように
AGC(Automatic gain Contro
l)回路を介して供給することが行われている。
【0003】この場合、特に、テープレコーダが、例え
ば、DAT(Digital Audio Tape 
Recorder )とされているときは、その広いダ
イナミックレンジを有効に利用するために、高い分解能
を有すると共に、最適な応答を示すような自動レベルコ
ントロール回路が必要になる。
【0004】そこで、可変利得増幅器の出力を検出して
、その出力が所定の記録電流となるように異なるレベル
検出器と、異なる時定数を有する積分回路をフィードバ
ック回路に設け、細かなゲイン設定を行うAGC回路が
開発されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなAGC回路において閉ループ線形制御を適用し、そ
の制御特性を向上させる、つまり帰還コントロールのゲ
インを出来るだけ高くしようとすると、オ−トゲインコ
ントロ−ラの出力値が外乱(ノイズ)等の影響によって
微振動を繰り返すようになる。又、AGC回路をアナロ
グ的に構成すると、回路構成が複数になり、実装部品点
数の増加によってコストアップを招くという問題があっ
た。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、かかる問題点
を解消するため、可変利得手段と、該可変利得手段のゲ
インをコントロールするゲイン設定手段と、前記可変利
得手段の出力レベルに基づいて、前記ゲイン設定手段の
設定値を定めるレベル検出手段を備えているオートゲイ
ンコントローラにおいて、ゲイン設定手段として、少な
くとも3個の時定数の異なるデジタルローパスフィルタ
と、この各デジタルローパスフィルタに供給される各検
出信号のレベルが独立して変化できるようなフィルタユ
ニット手段を設けている。そして、前記可変利得手段の
出力レベルを所定のタイミングでサンプルした値を、前
記フィルタユニット手段に供給し、デジタル的な信号処
理によって出力レベルが所望のレベル特性でコントロー
ルされるようにしたものである。
【0007】
【作用】レベルコントロ−ル回路全体が、デジタル信号
系のフィードバック回路によって構成されているため、
部品点数が少なくなり、経時変化や、環境変化に対して
安定性のあるレベルコントロ−ルが安価に提供すること
ができる。
【0008】
【実施例】図1は、本発明のオートゲインコントローラ
のブロック図を示したもので、10は可変利得回路であ
り、アナログ信号のレベルを調整してデジタル信号に変
更するADゲイン変換部10Aと、乗算器により構成さ
れているDSPゲイン変換部10Bを備えている。
【0009】ADゲイン変換部10Aは特に入力端子T
inより供給されているオーディオソースの入力信号レ
ベルを粗調整するために設けられており、このADゲイ
ン変換部10Aでディジタル化された信号は、次のDS
Pゲイン変換部10Bに供給され、このDSOゲイン変
換部10Bに入力されているは乗算係数によって、例え
ば0.1 〜0.2 dB位の細かなレベル調整を行う
ようになされている。
【0010】11はレベル調整された出力信号の最大値
を所定のタイミングで検出している最大値検出部であり
、ステレオ信号の場合は、左信号L、右信号Rのいずれ
か大きい方の値を検出している。そして、検出されたこ
の最大値は次の対数変換部12に供給され、人間の聴感
に対応するようにレベル圧縮処理が施されている。
【0011】13は後で述べるようにバックラッシュ機
能を付加しても、その影響がループ内に生じないように
するための逆バックラッシュデータ付加回路を示し、こ
の逆バックラッシュデ−タ付加回路13の出力データは
ゲイン設定部14に供給されている。
【0012】ゲイン設定部14には後で詳述するように
、デジタル信号処理部17に送出される出力信号のレベ
ル変化に対してを低速(10〜100 秒)で応答する
第1のフィルタユニット14Aと、中速(1 〜10秒
)で応答する第2のフィルタユニット14B、及び急速
(0.1 秒以下)で応答する第3のフィルタユニット
14Cが設けられ、これら各フィルタユニットの出力が
加算器14Dで統合されて、AGC回路の利得を設定す
る制御データを形成するようになされている。
【0013】ちなみに、第1のフィルタユニット14A
は入力されたオーディオソースのレベル差に対応するよ
うなゲインコントロール信号を形成し、第3のフィルタ
ユニット14Cは急激に立ち上がる高レベルのピーク値
が生じてダイナミックレンジを越えるような信号を抑圧
するゲインコントロール信号を形成する。又、第2のフ
ィルタユニット14Bは、中レベル以上の信号に応答し
、通常のAGC回路におけるゲインコントロール信号を
形成するものになる。
【0014】15は前回のタイミングで出力されたゲイ
ンコントロール指令値Yn−1 と今回のタイミングで
得られたゲイン設定手段14の制御データXn を比較
して、外乱等による微振動が抑圧されるようなゲインコ
ントロ−ル指令値Yn を形成するバックラッシュ回路
であり、このゲインコントロール指令値Yn によって
前記した可変利得回路10のゲインを設定するゲインコ
ントロールデータがインタフェース16を介して供給さ
れるようになされている。
【0015】バックラッシュ回路15の動作は図6のフ
ローチャートに示されているように、現在のタイミング
得られた制御データXn と前回のタイミングで出力さ
れた可変利得回路10のゲインコントロール指令値Yn
−1 の差を演算し、この差出力が或る一定値Zより大
きいか否かによって、次に出力されるゲイン指令値Yn
 の値を決定している。
【0016】つまり|Xn −Yn−1 |がZより小
さいときは、次に出力されるゲインコントロール指令値
Yn は特に出力せず、前回のゲインコントロール指令
値Yn−1 のままである。又、|Xn −Yn−1 
|がZより大きいときは、もし、Zが正であるときに、
次に出力されるゲイン指令値Yn−1 は、「Xn +
Z」として出力するが、Zが負となっているときは、次
に出力されるゲイン指令値Yn は「Xn −Z」とな
るように出力する。
【0017】したがって、本発明のオートゲインコント
ローラは、外乱ノイズ等による出力レベルの微振動はバ
ックラッシュ値となるZのレベル範囲内(不感帯レベル
内)で抑圧されたものになり、クリックノイズの原因を
除去することができる。
【0018】ところで、上記バックラッシュ制御は非線
形の閉ループ制御系となるため、この非線形動作を打ち
消す方向にゲイン設定部14の出力値Xnが例えば図7
に示されている様に変動する。そこで、本発明ではこの
不要な動きを抑圧するために前述した逆バックラッシュ
回路13を閉ループ内に挿入して、例えば、|Xn −
Yn |>Zのときの(Xn −Yn )値を逆バック
ラッシュ回路にフィードバックして、時定数を有するゲ
イン設定部に対してバックラッシュを施したために生じ
た非線形な動作がないように擬性させている。
【0019】図2は前述したゲイン設定設14を形成す
る第1,第2、及び第3のフィルタユニット14(A,
B,C)の構成ブロック図を示したもので、C1 は図
3に示すように、例えば回転ドラムに記録されるオ−デ
ィオ信号の1トラック分に対応するタイミング(T=2
0ms)毎に取込まれた出力レベルSの正のピーク値P
1,P2 ,P3 ・・・・、及び負のピーク値P−1
,P−2,P−3・・・・が供給される入力端子、21
A,21Bは負側のスレッショルドレベルE(−)、及
び正側のスレッショルドレベルE(+)によって前記出
力信号をスライスするスライス回路、22A,22Bは
正側及び負側の出力を得るための整流回路、23A,2
3Bはそれぞれ整流出力レベルを可変するアンプ、24
は加算器を示す。
【0020】減算器25、係数器26A,26B、加算
器27、及び1サンプル遅延回路28は、正及び負の信
号をその極性に沿って積分するようなデジタルローパス
フィルタを形成するものであって、図示しない回路より
供給される切換信号Si により、スイッチS1 ,S
2 が切り換わり、例えば、ディジタルロ〜パスフイル
タの演算結果が負となっているときは接点aが選択され
、が正となっているときは接点bが選択されるように制
御される。
【0021】このデジタルローパスフィルタは図5の(
a)に示すようにnサンプルにおける入力データXn 
に対する出力データYn は Yn =(Xn −Yn−1 )τ+Yn−1=Xn 
・τ+Yn−1 (1−τ) である。
【0022】したがって、その等価回路は図5の(b)
に示すように書き替えられが、図5の(a)の場合は1
回の乗算によって出力データが得られるため、演算時間
を短縮することができる。時定数を示すτは、τ<1で
あり、τが小さい程、前回の出力データの影響が大きく
なり、時定数の大きい積分回路となる。
【0023】このようなフィルタユニット入力は、可変
利得回路10の出力が所定タイミング周期T毎に最大値
検出部11で図3のように検出され、対数変換部12で
ピークレベルデータが聴感に合うように圧縮される。そ
して、逆バックラッシュ回路13を介して供給されるこ
とになるが、この出力レベルデータは第1のフィルタユ
ニット14Aにおいてスライス回路21A,21B、整
流回路22A,22B、及びアンプ23A,23Bにお
いて、図4の(a)に示すような入−出力特性で処理さ
れる。
【0024】すなわち、第1のフィルタユニット14A
ではスレッショルドレベルE(−),E(+)共0レベ
ルであり、アンプ23A,23Bのゲインを示す角度θ
1 は比較的小さい。又、同様な構成とされている第2
のフィルタユニット14Bでは、図4の(b)に示され
ている様にスライス回路21A,21Bのスレッショル
ドレベルがE(−),及びE(+)となるように設定さ
れ、このレベルよりさらに大きい出力データのみに対し
てゲインθ2 で変換される。
【0025】さらに、同様な構成とされている第3のフ
ィルタユニット14Cでは、図4の(c)に示されてい
る様に+側の出力レベルデータのみに対してスレッショ
ルドレベルE(++)が設定され、このE(++)より
大きい出力レベルデータに対してのみゲインθ3 とな
る大きな利得で変換されるようになされている。
【0026】次に、第1のフィルタユニット14Aを構
成するデジタルフィルタの積分時定数は10〜100 
Secの低いものであり、ユーザがマニュアル操作で行
うようなスピード変化で出力データを形成する。
【0027】第2のフィルタユニット14Bに構成され
ているデジタルフィルタの積分時定数は1 〜10 S
ecに選定される。この時定数は、一般のテープレコー
ダの録音レベル自動設定回路(AGC回路)におけるレ
ベル変化を示すものであるが、前述した図4の(b)に
示すように小レベルの信号データに対しては応答しない
ようにされている。
【0028】さらに、本発明の実施例では第3のフィル
タユニット14C内に高速で応答する早い積分時定数0
.1 S以下のデジタルフィルタを設けることによって
、瞬間的に生じる高レベルの信号を抑圧する。この場合
に、デジタルフィルタが応答するレベルは、例えば図4
の(c)に示した様に正のスレッショルドレベルE(+
+)以上の信号であり、このレベルを越える急峻な信号
に対して、強い抑圧作用を与えるようにしている。
【0029】以上の実施例からなるゲイン設定部14は
、例えば、瞬間的に入力される大入力のオーディオ信号
に対しては、主に第3のフィルタユニット14Cが対応
して、出力レベルを抑圧すると共に、その直後の小さい
オーディオ入力レベルに対して第1のフィルタユニット
14Aが対応して、瞬間的なレベル低下にも対応するこ
とができる。又、平均的なレベル変動に対しては第2の
フィルタユニット14Bが対応して、適正なレベルの出
力をデジタル信号処理部17に供給することができる。
【0030】又、各フィルタユニットの時定数τ(f)
 ,τ(r) 及びスレッショルドレベルE(+) E
(−) 、θ1 θ2 θ2 等は個別に設定すること
が容易であるから、ユーザの好みに応じて、適宜AGC
回路の応答特性を定めることができる。又、帰還ループ
のゲインを高くすることによって、入力レベルの細かな
調整が可能になり、磁気テープに対して最適な記録レベ
ルを与えることができる。
【0031】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のデジタル
オートレベルコントローラは、入力されたオーディオ信
号をデジタル信号に変換したのち、可変利得回路に供給
し、所定のタイミングで検出された出力レベルのピーク
値に対して、3種数の応答特性を有するフィルタユニッ
トによってゲインコントロ−ル信号を形成するようにし
ているため、回路全体を、例えばマイクロプロセッサに
よるプログラムに沿ってコントロールできるようなAG
C回路にすることができる。
【0032】特に、フィードバック回路系が分割された
複数帯域処理系統で行われるため、入力信号のあらゆる
変化に対して、適正なレベルコントロールを行うことが
できるという利点がある。又、デジタル的な信号処理と
しているため、経年変化や環境変化に優れており、AG
C回路の特性を変更することも容易にできると共に、回
路のコストダウン、省スペース化が可能になるという効
果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のデジタルオートゲインコントローラの
全体図である。
【図2】出力レベルを検出してゲインを設定するフィル
タユニットの具体例を示すブロック図である。
【図3】ピークレベル検出点の説明波形図である。
【図4】3個のデジタルフィルタに供給される出力レベ
ルのゲイン特性図である。
【図5】デジタルフィルタの等価回路図である。
【図6】バックラッシュを付加するためのフローチャー
トである。
【図7】非線形ル−プ内の回路に生じる制御デ−タの変
動を示す図である。
【符号の説明】
10利得可変回路 11  最大値検出部 12  対数圧縮回路 13  逆バックラッシュ付加回路 14A  第1のフィルタユニット 14B  第2のフィルタユニット 14C  第3のフィルタユニット

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  可変利得手段と、該可変利得手段のゲ
    インを設定するゲイン設定手段と、前記可変利得手段の
    出力を所定のタイミング毎に検出してそのピ−ク値を得
    るとともに、該ピ−ク値を対数で圧縮して前記ゲイン設
    定手段に供給するレベル検出手段を備え、前記ゲイン設
    定手段は、時定数の異なる複数個のデジタルローパスフ
    ィルタと、前記各デジタルローパスフィルタに供給され
    る各信号のレベルを独立して可変できるレベル設定手段
    を備えていることを特徴とするデジタルオートゲインコ
    ントローラ。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009122204A (ja) * 2007-11-12 2009-06-04 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 音量調整装置、方法及びプログラム

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009122204A (ja) * 2007-11-12 2009-06-04 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 音量調整装置、方法及びプログラム

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