JPS58104514A - 振幅制限装置 - 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】 本発明は、音響装置に使用する振幅制限装置に関し、大
入力時に、アンプのクリップやスピーカの飽和等によダ
発生する高調波歪みや混変調歪みを除去することを目的
とする。

オーディオアンプやスピーカ等、オーディオ信号を取扱
う装置は５すべてその取扱う信号レベルに限界があり、
そｎ以上の信号に対しては飽和し、歪みを発生する。

一般に、オーディオ信号には、色々の周波数成分の信号
が含まれているため、それが飽和すると、元の信号とは
無関係の音、すなわち混変調歪みが発生し、非常に不快
な音になる。

発明者は、このような問題を改善するために、第１図に
示すように、入力端子１に印加式れた入力信号を帯域分
割手段２で複数の周波数帯域に分割し、振幅制限器３で
それぞ几の分割さｎた信号の振幅を制限し、振幅制限に
よって生じた歪み成分を除去するために、帯域合成手段
４でもう一度同じ帯域のフィルタを通した後それらを合
成して出力端子６に出力する振幅制限装置を提案した。

（同一出願人による昭和６６年１１月１２日付特許願（
４７）ｒ振幅制限装置」参照。）ここで、振幅制限手段
３の制限レベルを、後続のアンプやスピーカ等の飽和レ
ベルよりも低目に設定しておけば、出力端子６のレベル
は制限され、アンプやスピーカの飽和を防止することが
できるという効果がある。

しかし、この方法では、入力レベルが小さく各振幅制限
手段の制限レベル以内である場合には、入力に対する出
力の周波数特性は平坦にならなけ扛ばならないが、そｎ
ぞ扛の帯域では、フィルタを２度ずつ通過するため、で
れによる位相ずれがあり、合成した周波数特性を平坦に
することが非常にむづかしいという問題がある。

本発明は、以上の問題を解決し、小入力時には入出力間
の周波数特性が平坦になるようにした振幅制限装置を提
供するものである。

本発明の基本構成は、各分割さ扛た帯域において、まず
、振幅制限された信号に、入力信号からその周波数帯域
成分を引いたものを加えることによって、小入力時に対
しては平坦となる信号を作り、つき゛に、そｆ′Ｌをも
う一度同じ帯域を通過させるフィルタに通した後、上記
の入力信号からその周波数帯域成分を引いたものと加え
合せることにより、小入力時に対しては平坦となる出力
を得るようにしたものである。

第２図に、単一の帯域分割による、本発明の第１の実施
例を示す。

第２図において、６は帯域通過フィルタ、７は入力信号
から帯域通過フィルタ６の出力信号を引算する加算器、
８は振幅制限器、９は加算器７の出力信号と振幅制限器
８の出力信号とを加算する加算器、１ｏはフィルタ６と
同じ周波数特性を持つフィルタ、１１は加算器７の出力
信号とフィルタ１ｏの出力信号とを加算する加算器であ
る。

第２図の実施例において、入力端子１に、フィルタ６の
通過帯域の大レベルの信号が加わると、フィルタ６の出
力信号は、振幅制限器８でクリップされ、入力信号から
フィルタ６の通過帯域成分を引いたものに加算されるた
め、加算器９の出力の信号レベルは、入力信号レベルよ
りも小さくなっている。しかしこの信号には、振幅制限
器８でクリップすることによって発生した歪み成分が含
まれている。この歪み成分は、フィルタ６の帯域内の信
号成分の整数倍または和、差成分であるため、大部分は
フィルタ６の通過帯域外に分布する〇％ニ、フィルタ６
の通過帯域幅が１オクタ一ブ以内の場合は、歪成分はす
べて帯域外になる。

そこで、加算器９の出力信号をフィルタ６と同じ通過帯
域を持つフィルタ１ｏ全通して、加算器７の出力信号と
加算することによシ、加算器９の出力信号のうちの、は
とんど歪みを含まない帯域成分のみを取出し、帯域外の
信号については加算器７から補給する。

このようにす扛ば、出力端子６には、入力信号からフィ
ルタ６の通過帯域成分を減衰させ、しかも歪みを除去し
た信号が得られる。

つぎに、小入力時について考えてみる。いま、入力信号
をムとし、フィルタ６および１０の伝達関数をＦとおく
と、フィルタ６の出力信号はム・ｙ、加算器７の出力信
号はＡ・（１−Ｆ　）となり。

小入力時には、振幅制限器８の出力信号もＡ、Ｆとなる
ため、加算器９の出力信号はム（１−Ｆ−１−Ｆ）＝ム
となる０フイルター１０の伝達関数もＦであるため、フ
ィルター１０の出力信号はム・Ｆとなり、加算器１１の
出力信号はＡ（Ｆ＋１−Ｆ）二人となって、入力信号と
同じになり、平坦な入出力周波数特性が得られる。

第２図の実施例は、単一の帯域分割による振幅制限装置
であるが、こｆＬを複数個並列、または縦続に接続し、
そ汎ぞれの通過帯域を順次ずらせて構成することにより
、広い周波数帯域に亘って、効果的な振幅制限特性を得
ることができる。

第２図の振幅制限装置を複数個並列に接続した本発明の
第２の実施例を第３図に示す。

第３図の実施例は、入力１と加算器１１を共通にして並
列接続したものであるが、このように、並列接続する場
合は、加算器１１については、まず、加算器１２で入力
信号から各周波数帯域のフィルタ６の出力全引算し、そ
の出力に、各周波数帯域のフィルタ１ｏの出力を加算す
ることにより、全周波数帯域に亘って平坦な周波数特性
が得られる０ なお、第３図において、加算器１１と１２は、同一の加
算器で構成するようにしてもよい。

ところで、第２図の実施例において、入力端子１から加
算器７へ行く信号径路を、フィルタ６の出力から加算器
７へ行く信号径路より分離すると、第４図に示す本発明
の第３の実施例のように変換することができる。

また、第４図の実施例において、入力端子１から加算器
９へ行く径路の信号と、フィルタ６の出力から加算器１
１へ行く径路の信号とは、フィルタ６とフィルタ１０の
特性が等しいため、互いに打消し合い、第６図に示す本
発明の第４の実施例のように変換することができる。

さらに、第５図の実施例における、振幅制限器８と加算
器９で構成さ扛る部分は、振幅に対して不感帯特性を持
つものに置換えても等価になるＱ第６図の実施例を、不
感帯手段を用いて変換した１本発明の第６の実施例を第
６図に示す。

また、第６図の実施例を、複数個並列接続した本発明の
第６の実施例を第７図に示す０第７図の実施例は、上述
の説明でわかる通り、第３図の実施例と全く等価である
が、第３図の実施例と比較して、構成が簡単になるとい
う利点がある。

ここで、第６図に示す実施例を、実際の回路素子で構成
した、本発明の第７の実施例を第８図に示す。

第８図の実施例では、フィルタ６はオペアンプに用いた
バンドパスフィルタで構成され、振幅制限器８は、抵抗
と逆並列接続ダイオードとで構成され、加算器９とフィ
ルタ１０はオペアンプを用いたバンドパスフィルタ１４
の正入力と負入力に、振幅制限器８の出力信号と、フィ
ルター６の出力信号をそ扛ぞれ加えるようにして構成さ
れ、加算器１１は抵抗で構成されている。

なお、第５図〜第８図の実施例においては、小人−力時
には、フィルタ１０の入力信号はセ゛口となるため、フ
ィルタ１０の特性は必ずしもフィルタ６の特性に厳密に
合わせなくても、平坦な入出力特性が得られるという効
果がある。

以上説明したように、本発明によれば、大入力信号に対
しては、レベルの大きな周波数成分のみを、歪みが発生
しないように振幅制限することができ、後続のアンプや
スピーカの飽和を効果的に防止することができると共に
、小入力信号に対しては、入出力間の周波数特性が平坦
になるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の振幅制限装置のブロック図、第２図〜第
８図はそｎぞれ本発明の第１〜第７の実施例のブロック
図である。 ６・・・・・・第１のフィルタ手段、７・・・・・・第
１の加算器、８・・・・・・振幅制限手段、９・・・・
・・第２の加算器、１ｏ・・・・・・第２のフィルタ手
段、１１・・・・・・第３の加算器、１２・・・・・・
第４の加算器、１３・・・・・・不感帯手段０ 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名１２
図 第３図 １４図 Ｉｓ５ＦＭ 第６図 ｍ７図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１１入力信号の一部の周波数成分を取出す第１のフィ
   ルタ手段と、入力信号から上記第１のフィルタ手段の出
   力信号を引算する第１の加算器と、上記第１のフィルタ
   手段の出力信号の振幅を制限する振幅制限手段と、上記
   振幅制限手段の出力信号と上記第１の加算器の出力信号
   とを加算する第２の加算器と、上記第２の加算器の出力
   端に接続され、上記第１のフィルタ手段に対応した特性
   を持つ第２のフィルタ手段と、上記第２のフィルタ手段
   の出力信号と上記第１の加算器の出力信号とを加算する
   第３の加算器とで構成ちれた振幅制限ブロックを有する
   振幅制限装置０ （２、特許請求の範囲第１項において周波数帯域の互い
   に異なる振幅制限ブロックを複数個並列または縦続接続
   したことを特徴とする振幅制限装置０ （３）特許請求の範囲第２項において、各振幅制限ブロ
   ックが入力を共通にして並列接続され、第１の加算器が
   、各振幅制限ブａｙり内で入力信号から第１のフィルタ
   手段の出力信号を引算する加算器と、入力信号から各振
   幅制限ブロックの第１のフィルタ手段の出力信号を引算
   する第４の加算器とで構成さ扛、第３の加算器で、上記
   第４の加算器の出力信号と、各振幅制限ブロックの第２
   のフィルタ手段の出力信号とを加算するようにしたこと
   を特徴とする振幅制限装置。 （４）　　特許請求の範囲第２項において、第３の加算
   器で、入力信号から各振幅制限ブロックの第１のフィル
   タ手段の出力信号を引算すると共に。 各振幅制限手段の第２のフィルタ手段の出力信号を加算
   するようにしたことを特徴とする振幅制限装置。 （６）入力信号の一部の周波数成分を取出す第１のフィ
   ルタ手段と、上記第１のフィルタ手段の出力信号の振幅
   を制限する振幅制限手段と、上記振幅制限手段の出力信
   号から上記第１のフィルタ手段の出力信号を引算する第
   ２の加算器と、上記第２の加算器の出力端に接続さｎ１
   上記第１のフィルタ手段に対応した特性を持つ第２のフ
   ィルタ手段と、上記第２のフィルタ手段の出力信号と上
   記入力信号とを加算する第３の加算器とで構成さ扛た振
   幅制限ブロックを有する振幅制限装置。 （６）特許請求の範囲第６項において、振幅制限手段と
   第２の加算器とで構成さｎる部分が、不感帯手段で構成
   １′ｎたことを特徴とする振幅制限装置。 （７）特許請求の範囲第６項において、第１のフィルタ
   手段の周波数帯域の互に異なる振幅制限ブロックを複数
   個並列または縦続接続したことを特徴とする振幅制限装
   置。