JPS609367B2 - トーンコントロール回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はオーディオアンプ等で用いられるトーンコント
ロール回路に関し、特にコントロール量が比較的少ない
ときにおける音質を良好に保ち得るようにしたトーンコ
ントロール回路に関する。

′従釆のトーンコントロール回路の一般的なものとして
、第１図に示すような帰還形トーンコントロール回路が
知られている。この回路は音声入力信号が平坦な周波数
特性を持つバッファ増幅器１に供ｖ給され、その出力が
同様に平坦な周波数特性をもつ増幅器３に導かれるよう
機成されるとともに、増幅器３の帰還回路中に周波数特
性調整回路２が設けられており、この調整回路２内の低
音調整用および高音調整用の可変抵抗器ＶＲ−Ａ，ＶＲ
−Ｂにより上記帰還回路の周波数特性を変化させる形で
、全体としての周波数特性を変化させるものであり、第
２図に示すごとき利得一周波数特性の変化を示す。スイ
ッチ４はトーンコントロールの必要のないときに増幅器
１の出力信号を直酸取出すためのトーンキャンセルスイ
ッチで、省略する場合もある。

また、第１図と異なり第３図に示すように平坦な周波数
特性を持つ増幅器５と周波数特性調整回路６とをスイッ
チ７ａ，７ｂによりトーンコントロールを行なう場合と
行なわない場合とで切換えて使用するようにしたものも
ある。以上のようにする理由は、トーンコントロールを
行なう場合は信号が複雑な周波数特性を持つ周波数特性
調整回路を通過することによって、歪率、Ｓ／Ｎなど全
ての点で音質が劣化するので、トーンキャンセルの際だ
けは最良の音質が得られるようにするためである。しか
しながら、以上挙げた従来の回路では、トーンキャンセ
ル時には良い音質が得られるが、トーンコントロールを
行なおうとすると、必らず周波数特性調整回路を通すた
めに、僅かに周波数特性を変化させたい場合でも、大幅
に音質が劣化する欠点がある。

これは特に周波数特性調整回路が複雑なためと、この回
路内に存在するコンデンサの共振現象等に起因するもの
と考えられる。本発明は上記した点に鑑みてなされたも
ので、周波数特性調整回路を通した信号と、この回路を
通さない信号とを合成する構成とすることによって、比
較的コントロール量が少ないときの音質の劣化を最小限
に抑えることができるようにしたトーンコントロール回
路を提供しようとするものである。以下図面を参照して
本発明の詳細を説明する。

第４図は本発明に係るトーンコントロール回路の基本的
構成を示す図で、音声入力信号と、この信号を周波数特
性調整回路１１に通した信号とを合成回路１２で合成し
、この合成出力を平坦な周波数特性を持つ増幅器１３を
介して出力信号として取出す構成となっている。このよ
うにした場合、トーンコントロールの量が減少すると、
それに応じて周波数特性調整回路１１を通過する信号、
つまり周波数特性調整回路１１によりＳ／Ｎや歪率その
他の特性の劣化した信号の量が入力信号量に対し相対的
に減少するため、出力信号の劣化、すなわち音声の劣化
は比較的少ない。第５図は本発明の具体的な一実施例を
示す回路構成図である。

入力端子２１に供給される音声入力信号はトランジスタ
ＴＲ３によるヱミツタフオロワからなるバッファ増幅器
２２に加えられ、この増幅器２２の出力は３つの経路に
分岐されるが、その一部は抵抗Ｒ，を介して増幅器２３
の反転入力端子Ｔ，に導かれる。この増幅器２３の増幅
度はその負帰還回路Ｒ４と抵抗Ｒ，，Ｒ２，Ｒ３の並列
合成抵抗との比で決定される。なお、増幅器２３の非反
転入力端子Ｌは接地されている。バッファ増幅器２２の
出力はさらに周波数特性調整回路２４に導かれる。

この回路２４は次のように構成される。すなわち、バッ
ファ増幅器２２の出力は周波数特性調整回路２４におい
てまず可変抵抗器ＶＲ，、コンデンサＣ，からなる低域
信号通過回路２５およびコンデンサＣ２、可変抵抗器Ｖ
Ｒ２からなる高城信号通過回路２６をそれぞれ介して第
１，第２の位相分割回路を構成するトランジスタＴＲ，
，ＴＲ２の各ベースに加えられる。なお、ＶＲ，，ＶＲ
２はそれぞれ低域側および高域側のターンオーバ周波数
調整用である。上記トランジスタＴＲ，，ＴＲ２のコレ
クタとエミツタとには、それぞれ互いに逆相の信号が得
られるが、これら両信号はコンデンサＣ３，Ｃ４および
Ｃ５，Ｃ６をそれぞれ介して、第１，第２の合成回路と
して、低域レベルおよび高城レベル調整用の可変抵抗器
ＶＲ３，ＶＲ４の各両端に加えられる。そして、ＶＲ３
，ＶＲ４の摺動端子に生じる信号は抵抗Ｒ２，Ｒ３をそ
れぞれ介して前記増幅器２３の反転入力端子Ｔ，に導か
れる。したがって、ＶＲ４の摺動端子にはその接点位置
に応じて、抵抗Ｒ，を通った信号に対し同相方向、逆相
方向に電圧値がリニアに変化する信号が現れる。この場
合、ＶＲ３，ＶＲ４の中点タップを図示のごとく接地し
ておけば、この点での信号電圧は完全に零となり、この
点に摺動端子接点を合せた場合は、周波数特性調整回路
２４を通った信号は出力端子２７には現れず、トーンキ
ャンセルの状態となる。上記構成であれば、ＶＲ３，Ｖ
Ｒ４の調整方向、つまり中点位置を中心にしていずれの
方向に調整するかによって、低域あるいは高城を増強さ
せたり、減衰させたりすることができ、またその調整量
によってトーンコントロール量を変えることができる。

なお、抵抗Ｒ，〜Ｒ４、増幅器２３で構成される回路は
、第４図の合成回路１２、増幅器１３に相当する。次に
このトーンコントロール回路の作用を数式を用いてさら
に詳細に説明する。

まず、低域信号通過回路２５の伝達関数は次のように表
わされる。１ １ Ｔ夕（Ｓ）＝▽覇寂＝▽亨÷……‘１ｌ （ただし〜 Ｒ：ＶＲ，の抵抗値、７＝Ｃ，Ｒ）したが
って、この回路２５の周波数特性は第６図ａに示すよう
に、入力信号の角周波数が１ノヶに等しくなったところ
でな旧低下し、それ以上の周波数ではめＢ／ｏｃｔで低
下する特性となる。

この回路２５の出力はトランジスタＴＲ，によりこの世
力と同相成分および逆相成分に変換された後、コンデン
サＣ３，Ｃ４を介して可変抵抗器ＶＲ３により合成され
、さらに抵抗Ｒ２を通って抵抗Ｒ，を通った信号とベク
トル演算されて増幅器２３により増幅されて出力端子２
７に出力信号として現れる。この出力信号は、抵抗Ｒ２
を流れる信号電流と抵抗Ｒ，を流れる信号電流との比を
ｋとすれば、入力信号に対しＴ〆′（Ｓ）＝１十ｋＴそ
（Ｓ） −（１十ｋＺ＋Ｓで……■ − １十Ｓ７ なる周波数特性を持つことになる。

ここでｋ＝０の場合は勿論ＴＺ′（Ｓ）ｉｌである。

通常必要とされるトーンコントロール量は最大で±ＩＭ
Ｂ程度とされているので、これよりｋの値を計算すると
、十ＩＮＢは約Ｔそ′（Ｓ）＝３に相当するから、低い
周波数領域でＳ７《１とすれば、（１十ｋ）／１＝３よ
りｋ＝２と求まる。すなわち、抵抗Ｒ２を通る信号電流
が抵抗Ｒ，を通る信号電流の２倍であればよい。一方、
一１位旧は、Ｔ〆′（Ｓ）三１／３に相当するから、こ
のときのｋはｋ＝−２／３と求まる。すなわち、Ｒ２を
通る信号電流がＲ，を通る信号電流と逆相でかつ一２／
針音であればよいことになる。この場合の全体の周波数
特性について考えると、まず十１０旧の場合は、Ｔ〆′
〈Ｓ）＝串会う……｛３， となり、山＝２汀′７のときには、 Ｍ（Ｓ）：器より ＩＴ〆′（Ｓ）ｌ＝ノ守＝２．２３６（約十６．母Ｂ）
となるから、このときの全体の周波数特性は第６図ｂに
−点鎖線で示すようになる。

一方、一１Ｑ旧の場合はＴそ′（Ｓ）＝き‐三王奪；…
…【４１ となり、ｗ＝２汀′？のときには び（Ｓ）ヒ帯より ，び（Ｓ）ｌ＝昨。

‐７５欄−２職となるので、全体の周波数特性は第６図
ｂに破線で示すようになる。

以上は低域側についての説明であるが、高域側について
は高城信号通過回路２６の伝達関数がＳ７ｍ（Ｓ）＝庁
に…棚 のように表わされ、その周波数特性は第６図実線と逆の
特性となり、全体の周波数特性も第６図一点鎖線および
破線の特性と逆になる。

すなわち、本回路においては可変抵抗器ＶＲ３，ＶＲ４
の調整により従来回路と同様に第２図に示したような利
得一周波数特性の変化を得ることができる。以上一実施
例を挙げて説明したように、本発明のト−ンコントロー
ル回路では周波数特性調整回路２４を通した信号と入力
信号とを合成（加減算）し、周波数特性調整回路２４の
調整によってトーンコントロールを行なうようにしてい
るため、特にコントロール量が少ないときの音質劣化を
少なくすることができる。

すなわち、従来の例えば第１図に示したような帰還形ト
ーンコントロール回路では、コントロール量が少ないと
きでも、周波数特性調整回路を介してコントロールの必
要のない中城成分も含めてなる一定量以上の負帰還を常
にかける必要があり、そのため周波数特性調整回路を比
較的多量の信号が通過することによって音質の大幅な劣
化をもたらした。これに対し、本発明によれば周波数特
性調整回路２４を通過する信号そのものについては周波
数特性調整回路２４の回路内に存在するコンデンサの共
振現象の影響等を受けるため、信号の劣化は避けられな
いが、コントロールの必要のない中域成分は周波数特性
調整回路２４を全く通す必要がない。しかもコントロー
ル量が少ないとき周波数特性調整回路２４を通過する低
域あるいは高城の信号量はコントロール量に相当した分
だけでよい。従って本発明の回路によると、音質の劣化
は従来の回路に比べて非常に少なくなるのである。また
前記実施例では周波数特性調整回路を入力信号の低域成
分および高城成分と逆相成分にそれぞれ変換して低域お
よび高城レベル調整用の可変抵抗器により任意の比率で
合成する構成としたので、低域および高城の利得を零を
中心として正負両方向に調整し得るようにした周波数特
性調整回路に比べ構成が簡単となる。さりこ前記実施例
では低域および高城レベル調整用の可変抵抗器として中
点タップ付のものを用い、その中点タップを接地するよ
うにしたため、港敷端子をその中点タップ位置に合せる
ことで完全なトーンキャンセル状態とすることができ、
従来のようにトーンキャンセルスイッチを特別に必要と
しないといった利点もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のトーンコントロール回路の一例を示す回
路構成図、第２図はその周波数特性の変化を示す図、第
３図は従来のトーンコントロール回路の他の例を示すブ
ロック図、第４図は本発明に係るトーンコントロール回
路の基本的構成を示すブロック図、第５図は本発明の一
実施例を示す回路構成図、第６図は第５図中の低域信号
通過回路の周波数特性および低域トーンコントロール時
の全体の周波数特性を入力信号の角周波数と伝達関数と
の関係で示す図である。 １１，２４・…・・周波数特性調整回路、１２・…・・
合成回路、１３，２３・・・・・・増幅器、２２・・・
…バッファ増幅器、２５・・・・・・低域信号通過回路
、２６…・・・高城信号通過回路、ＶＲ．・・・・・・
低域ターンオーバ周波数調整用可変抵抗器、ＶＲ２・・
・…高域ターンオーバ周波数調整用可変抵抗器、ＶＲ３
・・・・・・低域レベル調整用可変抵抗器、ＶＲ４・・
・・・・高域レベル調整用可変抵抗器。 オ１図 才２蟹 ．沙 ３函 ＊ム愚 ＊５函 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 音声入力信号を導入し、その低域成分および高域成
   分を任意に強調あるいは減衰して取出すトーンコントロ
   ール回路において、前記音声入力信号の低域信号および
   高域信号をそれぞれ通過させる低域および高域信号通過
   回路と、これら低域および高域信号通過回路の各出力の
   同相成分および逆相成分を取出す第１，第２の位相分割
   回路と、これら第１，第２の位相分割回路の各出力の同
   相成分と逆相成分とをそれぞれ任意の比率で合成する第
   １，第２の合成回路と、これら第１，第２の合成回路の
   出力および前記音声入力信号を合成する回路とを具備し
   たことを特徴とするトーンコントロール回路。