JPS6338888B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は一般にオーデイオ信号もしくはその他
の信号のダイナミツクレンジを変えるための回路
装置に関する。即ち、ダイナミツクレンジを圧縮
するための圧縮回路と、信号変動範囲を拡張する
ための伸長回路に関する。さらに詳細には、本発
明は圧縮回路と伸長回路が望ましくない信号によ
つて誤動作する率を低減するための改良に関す
る。かかる改良を本発明では「変調抑制」と称す
ることにするが、その理由は以下に説明する。

圧縮回路とそれに相補的な伸長回路とは、しば
しば共用されて（圧縮伸長回路、コンパンダーシ
ステム）雑音低減の目的に用いられる。信号は送
信もしくは録音される前に圧縮され、伝送されて
受信もしくは再生された後に伸長される。しか
し、時には圧縮回路と単独で使用してダイナミツ
クレンジを圧縮するだけの場合もある。これは例
えば伝送路の容量が十分でない時に信号を切りつ
める場合などに用いられ、目的によつては後に伸
長することなく用いられる。更に、圧縮回路はあ
る種の製品、特にオーデイオ製品のうち、既に圧
縮された放送番組もしくは録音された信号を送信
することだけを目的とする製品に単独で用いられ
る。また伸長回路のみを単独で用いる場合として
は、特に既に圧縮された信号を受信したり、予じ
め録音された信号を再生することだけを目的とす
るオーデイオ製品がある。ある種の製品、特にオ
ーデイオ録音再生機器においては、しばしば一つ
の回路と切り変えて、録音の時には圧縮モードで
動作し、圧縮された放送番組や予じめ録音された
信号を再生する時には伸長モードで動作させるよ
うになつている。

圧縮もしくは伸長の量はdBで表わす。例えば
10dBの圧縮とは、入力のダイナミツクレンジが
NdBである時に、出力のダイナミツクレンジが
（Ｎ−10）dBになるような圧縮量を示す。雑音低
減回路においては、10dBの圧縮の後、10dBの相
補的伸長を施した時、10dBの雑音低減が行われ
たと言う。

本発明は入力信号のダイナミツクレンジを変え
る回路方式の改良に関し、上記回路方式は双線型
特性（バイリニア特性）を有し（ここに「線型」
とは本発明では利得が一定であることを指すもの
とする）、上記双線型特性は次の各部より成る。

１ 闘値以下の低レベル線型部分。

２ 閾値より上で終端点より下のレベルに位置
し、与えられた最大圧縮比並びに伸長比を付与
するための中間非線型部分。

３ 低レベル部分とは異る利得を有する高レベル
線部分。

上記の特性は実質的に利得一定の部分を２つ有
するので双線型特性と称することにする。

実際上は閾点及び終端点は必ずしも厳密な意味
での「点」ではない。中間レベル部分が低レベル
及び高レベルの線型部分につながる２つの遷移領
域は、圧縮回路と伸長回路の特性に応じて、なだ
らかな曲線にしたり鋭い折れ線にしたりすること
ができる。

また上記の双線型特性を有する回路方式は、次
の２つの公知の方式とは異ることを指摘する必要
がある。即ち、 (a) 対数回路あるいは非線型回路で利得の変化傾
配が一定値をとるかもしくは変化するもの。こ
の場合には利得は信号変動の全範囲にわたつて
変化する。

(b) 特性が２つ以上の領域から構成されている
が、そのうちの１つの部分のみが線型である回
路方式（「単線型方式」）。本発明は後に説明す
るように単線型回路にも適用できる。

双線型特性を有する回路方式は特別の利点を有
するため広く実用に供されている。閾点は、回路
が雑音によつて動作させられないように入力雑音
や伝送路雑音のレベルより高い点にセツトでき
る。高レベル部分では利得が実質的に一定に保た
れるため、高レベルの信号が非線型的に処理され
ることがなく歪が導入されない。

公知の２つの双線型回路として、スライデイン
グバンド回路と固定バンド回路とがある。

スライデイングバンド回路は、オーデイオ信号
の高周波成分を圧縮伸長する際、下部かど周波数
可変の高域フイルターを用いて高周波側を増強
（圧縮の時）したり減衰（伸長の時）させたりす
ることにより、所定の望ましい特性を構成するこ
とができる。高周波帯域の信号レベルが増加する
とフイルターのかど周波数が高周波側に移動して
増強帯域もしくは減衰帯域を狭め、有用な信号が
増強されたり減衰されたりしないように動作す
る。かかる回路の例は、米国特許US−PS
Re28426、US−PS3757254、US−PS4072914、
US−PS3934190及び特願昭46−55529号に述べら
れている。かかる回路は低周波信号に対して作動
するように構成することもでき、この場合には上
部かど周波数可変の低域フイルターを用いて低周
波成分を増強したり減衰したりする。

固定バンド回路では、周波数スペクトルが帯域
フイルターによつて複数の対応する周波数域に分
離され、圧縮回路の場合、圧縮伸張操作は各周波
数域の内部で利得制御回路（自動応答式のダイオ
ード型リミツテイング回路もしくはコントロール
ド・リミツテイング回路）によつて行われる。伸
張回路には、これと逆の回路もしくは相補的な回
路が用いられる。このような回路の例は、US−
PS3846719、US−PS3903485、及びオーデイオ
工学会報第15巻４号1967年10月型PP383−388
（Journal of the Audio Engineering Society
vol.15 No.４ October.1967.PP383−388）に見
られる。上記の固定バンド回路では各々の周波数
帯域内で独立に信号操作がなされる。

スライデイングバンド型、並びに固定バンド型
の、双線型圧縮回路と伸長回路は単独の信号路の
みを用いて構成しうることはよく知られている。
しかし一般に好ましいとされる回路は、ダイナミ
ツクレンジに関して線型な主信号回路と、主信号
回路内に含まれる結合回路と副回路とから構成さ
れる。副回路は主回路の入力もしくは出力から入
力信号をとり且つ、その出力は上記結合回路に接
続される。副回路は（自己作動式もしくはコント
ロールド式の）リミツターを含有し、リミツター
を通つた副回路信号は圧縮の際には結合回路内の
主回路信号を増強し、伸張を際には主回路信号を
抑制する。リミツターを通つた副信号路信号は入
力のダイナミツクレンジ内の高レベル主回路信号
に比べて小さい。主回路及び副回路は別個の信号
路として形成するのが好ましく便利である。固定
バンド回路の場合、１つ以上の副回路を設けるの
が普通である。主回路及び副回路の両者を有する
双線型回路はしばしば二重信号回路と呼ばれる。

かかる公知の二重信号路式の圧縮回路並びに伸
長回路は、高レベル時に歪を導入することなく、
望みの伝送特性を精密に実現しうるから特に有利
である。利得が実質的に一定である低レベル部分
は、副信号路の閾点を雑音レベルより高く設定
し、この閾点より下で副信号路を線型とすること
により形成される。中間レベル部分は副信号路の
リミツター動作が部分的に開始する領域に形成さ
れ、利得が実質的に一定となる高レベル部分は、
リミツターが完全に動作して副信号路信号がもは
や増加しなくなり主信号に比べて無視しうる程度
の大きさになつた時に生じる。入力信号が最大に
なつた時には、回路の出力信号は、ダイナミツク
レンジに関して線型の主信号路を通つてきた信号
のみで構成される。

これらの公知の回路の例は、US−PS3846719、
US−PS3903485、US−PS Re28426に示されて
いる。他にも似たような動作をする類似の回路が
公知であり、これらの副信号路の特性はリミツタ
ー特性を反転したものであり、圧縮時に副回路出
力は主信号路の出力を抑制し、伸長時にはこれを
増強する（US−PS3828280、US−PS3875537）。

本発明は上記公知のいずれの双線型回路にも適
用でき、その利点を発揮することができる。本発
明はまた双線型回路のみに限ることなく前記の単
線型回路にも適用することができる。後に説明す
るように対数回路においてその伝送特性が多少、
対数関数から外れることが許されるならば、本発
明は対数回路にも適用できる。しかし、本発明の
好ましい実施例は双線型回路に関するので特に断
らない限り、本明細書では双線型回路のみについ
て説明する。

先に述べたとおり、双線型回路において望みの
特性を得るためには必ずしも「二重信号路」技術
を用いる必要はない。単一の信号路のみを用いて
動作する他の方式も存在し、US−PS3757254、
US−PS3967219、US−PS4072914、US−
PS3909733及び特願昭46−55529号等に記載され
ている。上記単一信号路方式は、通常、二重信号
路方式に比較して満足に動作しなかつたり不便で
高価につく場合もあるが一般的には同等の結果を
与えるものである。

本発明はまた、複数の双線型回路を直列に接続
して用いる圧縮回路及び伸長回路にも関する（多
段双線型回路）。かかる方式はベルギー国特許第
889428号に示されている。

特に周波数選択性もしくはマルチバンド回路を
有する圧縮回路もしくは伸長回路においては、あ
る一つの周波数域の信号が他の周波数域の信号に
不都合な影響を与えないことが望ましい。多数の
回路に用いられるフイルタリングや等化といつた
手法は、対数回路や単線型、双線型といつた特殊
な回路において上記の問題を解決するための標準
的な手段である。これらの先行技術の回路におい
ては、パスバンド（通過帯域）信号とストツプバ
ンド（停止帯域）信号を線型に加算結合してDC
制御信号を発生し、上記制御信号は可変利得／損
失回路（例えば電圧抑制増幅器VCAのような可
変利得増幅器やFET減衰器のような可変損失器）
や可変フイルターを制御する。本発明において
は、信号レベルに応じて上記の単純な結合法を修
正し、パスバンド信号とストツプバンド信号の相
対関係に応じて圧縮回路及び伸長回路の動作を最
適化する。周波数スペクトルのいろいろな部分に
対して整流操作を含む非線型操作を行ない、相対
振幅及び／或いは絶対振幅の解析を行なう。最終
的な制御は、複数の信号から１つを選択したり、
２つ以上の信号を結合したり、少くとも１つの信
号をリミツトするような非線型操作を加えること
により行われる。

本発明は最も広い意味においては、入力信号の
ダイナミツクレンジを変えるための回路方式に関
し、上記回路方式は、ダイナミツクレンジが変化
せしめられる周波数帯を決めるパスバンドを与え
る周波数選択性回路と、上記パスバンド内の信号
成分を動的且つ漸進的に変化せしめたり周波数パ
スバンドを漸次的に移動せしめるためのダイナミ
ツクレンジ可変手段とから構成され、以つてダイ
ナミツクレンジを変化せしめ、上記ダイナミツク
レンジ可変手段は回路内部のパスバンド信号成分
とストツプバンド信号成分との実質的な線型加算
結合信号のレベル増加に対して反応するが入力信
号レベルが高い時には上記可変手段の反応性はス
トツプバンド信号成分に対して比較的鈍くなるこ
とを特徴とする。言いかえれば、信号レベルの低
い時には上記の回路は従来型の圧縮回路もしくは
伸長回路と実質上同等の作用をするが入力信号レ
ベルが高い時には本発明による変調抑制手段によ
つて圧縮伸長作用が修正される。

副次的効果として回路の入出力レベルの伝送特
性が任意の特定の周波数又は複数の周波数におい
て変化する。しかしこの効果はあまり重要性がな
く、双線型システムの主要な周波数領域において
検出不可能なほど小さい。しかし対数回路では変
調抑制の効果は主としてダイナミツクレンジの高
レベル側で行われるので純粋に対数的な特性から
外れる。この効果が問題になるか否かは個々の適
用例によつて異る。

本発明は、圧縮回路もしくは伸長回路におい
て、圧縮伸長作用がある望ましい周波数パスバン
ド内の信号レベルに対してのみ行われて他の周波
数（ストツプバンドという）の信号レベルには反
応しないのが理想的であるとの考察に基いてい
る。例えば、理想的な回路では、固定バンドもし
くはスライデイングバンドのパスバンドの中に入
らない信号のレベルには、その信号レベルが変動
しているが静止しているかに拘らず、反応しては
ならない。本発明によれば、スライデイングバン
ド回路の場合に、周波数の移動量が必要以上に大
きくならないようにし、制御信号が（圧縮の場
合）基準レベル以上に増強されないことが保障さ
れる。

本発明を双線型回路、特に二重信号路方式に適
用した場合、上記回路方式固有の特性を更に生か
すことができる。即ち、入力信号レベルが高い場
合、主信号路の信号は副信号路（もしくは側路）
（単数もしくは複数）の信号（単数もしくは複数）
よりも実質的に大きい。したがつて、副信号路中
における高レベル信号を操作してもその効果は本
質的に聴き取れず、また位相の移動を除くと測定
にもかからない（レベル変化が検出不可能なほど
小さい）。双線型回路のこの性質は二重信号路回
路の場合に最も分かりやすい。しかしその原理は
信号路が分離せず同一の信号路中に２つ以上の信
号成分が存在する単一信号路回路の場合も同様に
あてはまる。

本発明は、双線型回路の特性に関する上記の事
実を有利に利用することができる。先行技術にお
ける双線型圧縮回路並びに伸長回路に比較して、
本発明では圧縮回路並びに伸長回路の全体的な応
答が線型であるような高入力信号レベル時に、更
に別の信号処理（変調抑制）を行なう。上記信号
の比較的低レベルの雑音低減成分は高信号レベル
時においてのみ上記の特別の処理を受ける。この
ようにして、信号路に対して重要ないかなる効果
も大きな主信号成分によつて覆いかくされてしま
う。

二重信号路式双線型回路においては、本発明の
効果は、側路（もしくは副信号路）の伝送特性を
修正して、上記側路の特性自体が単に平坦化特性
や下降特性ではなく双線型特性ならしめるように
した点にある。このことは、変調抑制に比例特性
を与えた結果である。即ち、入力信号レベルが高
い場合には、側路レベルは主信号路レベルのある
選択された割合（例えば四分の一又は十分の一）
以下に落ちない。この点は、主信号路のレベルが
高い場合には、側路の信号レベルが主信号路レベ
ルよりもまだ実質上小さく、且つストツプバンド
の位相が主信号路の信号に対して通常の場合かな
り移動しているために特に問題を生じない。

上記と同じ理由で、本発明は、高信号レベル時
において線型レスポンスを有する単線型回路にも
実施することができる。

別の見地から見ると本発明は、高信号レベル時
に装置出力においてストツプバンドの信号成分を
増大せしめる作用をする。しかしこの場合、録音
信号路や送信信号路中の信号はまだ小さいので、
ストツプバンド成分の増大は問題が生じない程度
にとどめられる。かかるストツプバンド信号を増
大せしめること自体は特に有利なことではないが
パスバンド中の動特性や雑音低減特性を向上させ
るために必要である。回路の出力端で、高信号時
にストツプバンド信号レベルを増大させるために
は高レベル信号時に制御信号路のストツプバンド
信号成分を減少させるか又は高信号時にあたかも
抑制信号発生用の信号の中でストツプバンド信号
成分のレベルが下がつたかのような制御信号を発
生するよう回路を構成する必要がある（例えば制
御回路中でフイルター動作やリミツター動作をさ
せたり、制御信号を周波数に応じて低減させれば
よい）。

本発明のもう一つの利点は、シングル・エンデ
イド圧縮回路及び伸長回路の試聴時におけるポン
ピング効果を除去できないまでも低減できる。こ
のように本発明は相補的な雑音低減回路に用いら
れるほか単独で用いる圧縮回路や伸長回路（即ち
信号を圧縮するだけで次に伸長しない圧縮回路や
予じめ圧縮されない信号を伸長するだけの伸長回
路）にも有用である。

次に本発明の背景を説明する。既に、数々の雑
音低減回路が実用的な実施例として成功している
が実際に動作させた時、ストツプバンド信号によ
る圧縮伸長制御が適当でないため理想的な動作か
ら外れるという問題がある。上記の欠点は次の諸
問題が互いに関連し合つた状態で表われる。

１ 雑音低減装置のパスバンドの部分で雑音低減
作用が下がる。

２ 雑音変調効果（例えば、ある周波数における
信号レベルにおいて、周波数スペクトルのうち
の他の部分のノイズレベルを変調する） ３ 信号変調効果（例えば、ある周波数の信号レ
ベルによつて他の周波数の信号レベルが変調さ
れる。） ４ 相互変調効果（例えば、上記最後の２つの変
調効果の一方もしくは両方から生じる有害変調
効果） 上記いくつかの欠陥がどの程実際に現れるかは
雑音低減装置や、用いた回路の種類、録音再生装
置、録音再生信号及び媒体、信号の性質によつて
異る。多くの場合、上記欠陥は試験装置を用いな
ければ検出できない程小さいが、その場合でもこ
れらの諸欠陥を是正するのが好ましい。前述した
公知の圧縮回路、伸長回路の諸欠点は、信号又は
雑音による変調効果に関連しているため、かかる
欠点を抑制することを目的とする本発明は変調抑
制と呼ぶことにする。

上記の変調効果の程度は圧縮回路と伸長回路の
間に設けられる伝送路の一様性に大きく依存して
いる。例えば磁気テープによる録音再生装置にお
いては周波数特性にヘツドバンプと称する現象が
現れる。専門家用の装置の場合でも、特に30イン
チ／秒の速度で動作するものは100Hz以下の再生
レスポンスは信号のテープ上での波長とヘツドの
寸法関係（この２つは大体同じ大きさである）か
らくる不均一性が存在する。もし圧縮回路／伸長
回路がヘツドバンプ領域の信号に対して弱点を有
していると、かかる信号が再生された時、その再
生信号は伸長回路を圧縮回路に対して非相補的に
制御するため3KHといつた高周波側の信号や雑
音が100Hz以下の信号によつて変調されることが
ある。

先行技術における固定バンド（単一バンドの場
合もマルチバンドの場合も含む）回路において
は、種々のフイルター技術を用いて望ましくない
信号によつて圧縮伸長作用が左右されないよう工
夫されている。これらの技術によれば、鋭いフイ
ルター（例えば、裾部分が急激に立ち上がるも
の）を信号路もしくは（リミツテイング回路の）
制御回路の中に設けている。

しかし、信号路用フイルターとして、マルチバ
ンドの圧縮回路及び伸長回路中に6dB／オクター
ブより鋭いフイルターを用いると、信号を全スペ
クトルにわたつて再結合した時に振幅及び位相の
誤差が生じる。この効果は12dB／オクターブ以
上のフイルターを用いると大きく悪化する。しか
し6dB／オクターブとか12dBオクターブ程度の
フイルター勾配では全ての望ましくない信号を十
分に分別することはできない。US−PS3846719
と音響工学会報（Journal of the Audio
Engineering Society）第15巻、４号、1967年10
月383〜388頁に示されているマルチバンド（固定
バンド）双線型回路の例では、４つの固定バンド
中の３つのバンド内の信号路に12dB／オクター
ブの勾配をもつフイルターが用いられている。鋭
いフイルターの近傍の周波数バンドに複雑なフイ
ルター特性を用いないと全周波数レスポンスを平
坦にすることはできない。このような解決法は全
ての場合に一般的に適用できるとは限らないのは
明白である。

無線技術報告（Rundfunktech.Mitteitungen）
22巻（1978）H.263〜74頁に述べられている対数
マルチバンド（固定バンド）圧縮／伸長回路にお
いては、入力信号はシングルポール・フイルター
によつて４つの帯域に分割されるが、各帯域の制
御回路には鋭い18dB／オクターブフイルターが
用いられている。また商品名「dbx」の名前で
販売されている単一固定バンド圧縮／伸長回路に
も鋭い制御回路用フイルター（12dB／オクター
ブ）が用いられている。しかし制御回路用のフイ
ルターとして鋭いものを用いると、制御回路用フ
イルターのパスバンド内に大振幅信号が存在しな
い場合に、制御回路フイルターのパスバンド外の
高レベル信号が過大に増幅されることになり、信
号路内にも鋭いカツトオフフイルターを設けてお
かないと伝送路の過励振の可能性がある。

スペクトル・スキユーイングと呼ばれる公知の
技術は、ベルギー国特許第889427号、オーデイオ
（Audio）1981年５月号20〜26頁、1981年11月の
音響工学会議（ニユーヨーク）に提出した論文Ｊ
−６及びその予稿に述べられている。スペクト
ル・スキユーイングもまた、圧縮／伸長回路の、
伝送路誤差に基く非相補性から生じる変調効果を
抑制することを目的とする。スペクトル・スキユ
ーイング技術では、少くとも圧縮回路の方に、装
置の通常の帯域幅の十分内側の、伝送路周波数レ
スポンスが平坦な周波数領域に鋭いフイルターが
設けられる。スペクトル・スキユーイングは伝送
路の欠陥に基く不要信号による変調効果を減少さ
せる点では成功しているが、スライデイングバン
ド回路の過大な周波数移動や固定バンド回路にお
ける過大な減衰効果の問題を扱うことはできな
い。

したがつて、本発明の目的は、望ましくない信
号による圧縮伸長動作への影響を、副次的効果を
生じたり、従来技術におけるように回路を複雑化
することなく最小化することにある。

本発明においては、測定器によつて検出可能な
変調効果が全て除去されるわけではないが、音響
工学に本発明を適用した場合、その効果は音響心
理学上のマスキング効果によつて補償されほとん
どの音楽的素材において、またほとんどの聴取者
にとつて、変調効果は耳では聞き取れないように
なる。人間の耳で聴き取れるのは、被変調信号の
周波数と変調信号の周波数とが十分に隔つている
場合のみである。本発明では信号がその周波数に
非常に近い他の信号によつて変調されている場
合、その変調効果は殆んど改善されないが、この
ような現象は次の２つの互いに関連する理由によ
つて耳で聴き取ることは困難である。

(a)ある強い信号に対してその周波数が非常に接
近している他の弱い信号が混入していても、この
弱い信号は強い信号に覆われてしまつて聴取する
ことができない。(b)もし前記の弱信号が圧縮操作
以前に既に聴取可能であるか、もしくは圧縮回路
によつて増強されて聴取可能になつたとしても、
主信号との周波数差が小さいためにその変調効果
は音響心理学的に許容し得る。

結論的に言えば、人間の耳は近接する周波数の
信号を変調してもその変調効果を判別できないの
で本発明もそのような信号に対しては十分に効果
を発揮する必要はない。

本発明が実施される環境は、通常DC制御信号
によつて制御される可変回路手段を有する固定バ
ンドもしくはスライデイング・バンド圧縮回路も
しくは伸長回路である。上記可変回路手段は低ダ
イナミツクレンジ部で動作する。本発明では変調
制御手段は高ダイナミツクレンジ部で動作し、上
記可変回路手段の作用が、優勢な信号、即ちその
周波数がストツプバンドにあるかパスバンドにあ
るかに関係なく優勢な信号に適当な減衰を与える
に必要な量以上になることを防止する。実際の方
法として可変回路手段の作用を制御するためには
上記回路手段を制御している制御信号に操作を加
えるのが普通である。

変調効果を抑制する方法としては、信号レベル
が高くなつた場合に制御信号の振幅を制限するた
めの能動素子もしくは受動素子から成るリミツタ
ー手段を設けるか、または高レベル信号の存在を
検出して制御信号レベルを抑制するための信号を
発生する手段を設けるかすればよい。このよう
な、制御信号の制限は１つまたは複数の周波数選
択性信号路内で行わせてもよい。もし複数の信号
路内で上記の動作を行わせる場合には、複数の制
御信号を選択したり結合したりして可変回路素子
が受ける制御信号を最適化するための手段が設け
られる。高レベル信号検出回路、即ち、変調制御
信号発生器を用いる場合には、その方法はいろい
ろあるが、少くともダイナミツクレンジの高振幅
部において信号レベルの目安を与えるように構成
しなければならない。例えば、変調抑制信号は圧
縮回路もしくは伸長回路の入力から取り出しても
よいし出力から取り出してもよい。変調制御信号
は、実効的には（VCA又は電圧制御フイルター
といつた）可変回路素子に印加するDC制御信号
に対して基準値を与える作用をする。DC制御信
号は主としてストツプバンド信号成分の大きさに
対応して発生され、ストツプバンド中の信号、即
ち固定バンドやスライデイングバンドのパスバン
ド外にある信号に対応して可変回路素子に送られ
る制御信号の大きさに制限を加えるものである
が、上記基準信号は上記DC制御信号に対して逆
位相で（例えば逆極性又は制御信号を抑制するよ
うに）結合される。実際には、上記制限効果は比
較的“厳しく”することもできるし比較的“柔軟
に”することもできる。即ち、制御信号が連続的
に増大していく場合にこれを急激に抑制すること
もできるし単に増加速度を抑えるだけに留めるこ
ともできる。

更にまた、変調抑制信号は、可変回路の電圧又
は電流を測ることによつて可変回路（VCAもし
くは可変フイルター）から取り出すこともでき
る。また必要に応じて、可変回路に供給される制
御信号がストツプバンド信号に応答して増大する
場合、その上限を与えるための信号を発生するた
めに等化を行うこともできる。

固定バンドもしくはスライデイングバンド装置
に本発明を適用すると、その結果として、固定バ
ンドもしくはスライデイングバンドのパスバンド
外の信号に対し事実上免疫になる。本発明はスラ
イデイングバンド装置に対しては更に大きな利点
を発揮する。即ち、優勢信号に応答するスライデ
イングバンドの移動量を、少なくとも基準値に等
しいかそれ以上のレベルに対し該信号周波数の利
得が略々一様になるところまでにとどめる。基準
レベルはダイナミツクレンジの高部かそれに近い
ところ、即ち最大許容レベルより約６〜20dB下
に設定される。先行技術におけるスライデイング
バンド回路は信号レベルが高い時にフイルターの
可変かど周波数が必要以上に上昇するという弱点
をもつ。この場合には、変調効果が入る可能性が
生じる他に、スペクトルの一部で雑音低減効果が
消失する。

スライデイングバンド二重信号回路に適用した
場合、本発明は、その最も簡単な実施例において
は、入力もしくは出力信号を整流し平滑化して生
じたDC信号を、可変フイルターに印加するため
の制御信号を結合させる。基準信号のレベルは、
副信号路中の優勢信号レベルが主信号路中の対応
する信号に対してある望ましい比率になるように
設定することができる。例えば、変調抑制回路を
うまく動作させて、例えばダイナミツクレンジの
上部20dB内において、リミツターによる減衰量
を加減して、副信号路中の優勢信号成分が主信号
路中の同じ成分に対して比較的一定の比率（例え
ば15dB低くなるように）保つこともできる。

固定バンド二重信号路回路に適用した場合、本
発明はその最も簡単な実施例においては、スライ
デイングバンド回路の時と同様に入力もしくは出
力信号を整流し、平滑化して変調抑制信号を発生
する。上記変調抑制信号は、主として入力の高レ
ベル信号に応答する。しかし、固定バンド回路で
はパスバンド制御回路に鋭いフイルターを使用し
てパスバンド制御信号を発生する。更にストツプ
バンド制御回路を用いてストツプバンド制御信号
を発生する。変調抑制信号は、上記ストツプバン
ド制御信号に対して基準値を提供する（即ち高信
号レベル時にストツプバンド制御信号を抑制す
る）。上記基準値に合わせたストツプバンド制御
信号はパスバンド制御信号と比較され、これら２
つの信号は、最大信号選択回路によつて結合され
て、一般に大きい方の信号が優先されるように処
理される。こうして結合された信号がVCAを制
御する。上記回路の全体的効果は、パスバンド内
で全般的な圧縮公式に基いて必要量の減衰効果を
与え、一方でストツプバンド中の大振幅信号によ
つてパスバンドの減衰効果が影響を受けないよう
にし、他方で、全圧縮回路の出力側から見た場合
にストツプバンド内の高レベル信号が過度に増幅
されないようにすることにある。

上記の実施例や他の実施例にも見られるような
基準抑止信号を発生するような回路においては、
信号は入力から取り入れても出力から取り入れて
もどちらでもよい。その理由は本発明が作動する
程信号レベルが高い場合には、入力と出力のレベ
ルは殆んど同一だからである。ある種の実施例で
は変調抑制信号を、整流勢前にフイルターや等化
器に通してもよい。上記の等価操作は、固定もし
くは可変フイルタリングもしくは信号回路内での
等価作用と制御回路との共同動作で全体的な変調
抑制を行ない、ストツプバンド中での信号成分に
よる制御作用を最も効果的に抑制し、同時にパス
バンド中の信号成分による制御をできるだけ妨害
しないように作用する。

本発明の他の実施例は後述する。例えば、スラ
イデイングバンド可変フイルターの増幅された
AC出力は各々選択された振幅制限閾値を有する
２つ以上のバンドパス信号に分割され整流され結
合されて制御信号を発生する。スライデイングバ
ンド圧縮回路並びに伸長回路のDC制御回路は、
適当な閾値を選ぶことにより、周波数依存性をも
つ最大出力特性を有し、スライデイングパスバン
ド外の信号による圧縮伸長回路への影響が最小と
なるように動作する。

単一の制御回路を有するその他の例では、制御
増幅器の内部に低周波増強回路が設けられる。そ
の次に振幅リミツター、高周波増強回路がおかれ
る。生じたAC信号は整流平滑化されて制御信号
となる。

双線型相補的圧縮伸長回路の（特定の周波数に
対する）伝送特性の例を第１図に示す。この図の
圧縮曲線に対して、利得が実質上一定の低レベル
部分、閾領域、動的作用の現れる部分、終端点、
利得が実質上一定の高レベル部分が示されてい
る。二重信号路スライデイングバンド双線型回路
の詳細が第２乃至第４図に示されている。本発明
のスライデイングバンド回路に対する実施例は、
この回路について詳述するが、本発明はその他の
回路に対しても適用できる。。第２，３，４図は
US−PS Re28426の第４，５，１０図とそれぞれ
同一であり、上記回路の詳細とその動作及び理論
については上記米国特許に述べられている。第５
図は第２図のブロツク図である（第４図に示した
修正がなされている場合とそうでない場合の両方
を含む）。第２，３，４図に関する以下の説明は
大部分US−PS Re28426より引用したものであ
る。

第２図の回路は一般消費者用テープレコーダー
の録音回路に用いるよう特に設計したもので、ス
テレオレコーダーではこの回路が２台必要であ
る。入力信号は端子１０に印加され、エミツター
フオロワ段１２に導びかれそのインピーダンスを
下げられる。上記信号はまず抵抗器１４より成る
主信号路を通つて直接、出力端子１６に導かれ
る。第２の経路として同信号は副信号路を通つて
やはり出力端子１６に導かれる。この経路の最後
の要素は抵抗器１８である。抵抗器１４，１８は
主信号路と副信号路の出力を加算して必要な圧縮
公式を満たす特性をつくり出す。

副信号路は固定フイルター２０、FET（電界効
果トランジスタ）２４を含むカツトオフ周波数可
変フイルタ２２（上記の２つは、フイルター／リ
ミツターを構成する）、その出力が２ダイオード
リミツターもしくはクリツパー２８と抵抗器１８
へ接続された増幅器２６から構成される。非線型
リミツターは入力信号が急激に増大した時に、出
力のオーバーシユートを抑制する。増幅器２６は
副信号路の信号を増幅してシリコンダイオードか
ら成るリミツターもしくはオーバーシユート抑御
器２８の特性中のひざの部分が、過渡状態下にお
いて、適当な信号レベルで作用を開始するよう
に、上記副信号路中の信号レベルを調節する。オ
ーバーシユート抑制器の閾値はシラブルフイルタ
ー／リミツターの閾値よりもいく分高く設定され
ている。抵抗器１４と１８の比は副信号路中の信
号を適度に減衰できるような値に設定されてい
る。

増幅器２６の出力は増幅器３０にも接続され、
増幅器３０の出力はゲルマニウム・ダイオード３
１によつて整流されて平滑フイルター３２で積分
されFET２４に対する制御電圧を発生する。

ここでは単純なRCフイルターを用いたが、同
等のLCフイルターやLCRフイルターも用いるこ
とができる。固定フイルター２０は1700Hz（現在
1500Hz）のカツトオフ周波数をもち、その周波数
以下では信号が減衰して圧縮作用が行われる。フ
イルター２２は直列コンデンサー３４、並列抵抗
器３６、次に直列抵抗器３８、FET２４から構
成され、上記FET２４はソース・ドレイン間が
並列抵抗器として動作する。FET２４のゲート
に信号が印加されない零入力状態ではFETはピ
ンチオフ状態となつてそのインピーダンスは実質
上無限大となり抵抗器３８は存在しないのと同じ
になる。こうして、フイルター２２のカツトオフ
周波数は800Hz（現在750Hz）となる。このカツト
オフ周波数は、固定フイルター２０のカツトオフ
周波数より実質的に低い点に注意されたい。

ゲートに印加される信号が十分に大きくなつて
FETの抵抗が例えば1KΩに下がつたとすると、
抵抗器３８は抵抗器３６を十分効果的に短絡し、
カツトオフ周波数が上昇してフイルターの通過帯
域を狭める。もちろんカツトオフ周波数は漸次的
に上昇する。

FETは、信号振幅が一定の限界内にある限り
（両極性信号に対して）実質上線型な抵抗器とし
て作用するのでかかる応用には便利である。その
抵抗値はゲートに印加される電圧によつて制御さ
れる。

抵抗器３６とFETの他端は、温度補償用ゲル
マニウムダイオード４８を含有する分圧器の可変
端子４６に接続される。可変端子４６はフイルタ
ー２２の圧縮閾値の調節に用いられる。

増幅器２６はコンプリメンタリー・トランジス
タで構成され、高入力インピーダンスと低出力イ
ンピーダンスを与える。この増幅器は、ダイオー
ドリミツター２８を駆動するのである有限の出力
インピーダンスを有する必要があり、これは結合
抵抗器５０によつて与えられる。ダイオード２８
は既に注意したようにシリコンダイオードであ
り、1/2ボルト付近に鋭い屈曲点を有する。

リミツター上の、従つて抵抗器１８上の信号
は、圧縮回路を動作させたくない場合には、スイ
ツチ５３によつて接地電位に短絡できる。

増幅器３０はNPNトランジスターで構成され、
エミツター側の時定数回路５２によつて高周波数
信号に対する利得が大きくなる。したがつて強い
高周波信号、例えばシンバル音等が入ると、急激
に圧縮動作の行われる帯域幅が狭くなり信号の歪
が減少する。

上記増幅器は整流ダイオード３１を介して平滑
フイルター３２に接続される。フイルターは直列
抵抗器５４と並列コンデンサー５６で構成され
る。抵抗器５４に並列にシリコンダイオード５８
が接続され、急激な信号変化がある場合にコンデ
ンサー５６を急速に充電し、且つ定常状態では良
好な片滑特性を示す。コンデンサー５６の電圧は
直線FET２４のゲートに印加される。

以上述べた圧縮回路に相補的な伸長回路の完全
な回路図を第３図に示す。

第２図と第３図の相違点は以下のとおりであ
る。

第３図では、副信号路の入力は出力端子１６ａ
から取る。また増幅器２６ａは反転型であり、抵
抗器１４，１８で結合された信号はエミツターフ
オロワ１２の入力（ベース）に接続され、エミツ
ターフオロワ１２の出力（エミツター）は端子１
６ａに接続される。駆動インピーダンスを下げる
ために、入力端子１０ａは抵抗器１４へエミツタ
ーフオロワ６０を介して接続される。伸長回路に
バイアスが入り込まないよう適当な手段を構ずる
べきである。

増幅器２６ａは第２（PNP）トランジスタのコ
レクターではなくエミツターから出力を取ること
により反転型になつている。上記の変更に伴つて
（第２図の）10KΩ抵抗器６２がコレクターから
エミツター（第２図）へ移され、自動的に、リミ
ツターを駆動するに必要な出力インピーダンスが
得られている。したがつて抵抗器５０は第３図で
は省かれている。

雑音低減装置を完全に調整するためには、トラ
ンジスタ１２のエミツターにおける信号レベルが
圧縮回路、伸長回路の両者において等しくするこ
とが重要である。図に示すようにメーターへの出
力端子Ｍは上記エミツターに接続される。

第４図は第２，３図においてＡ，Ｂ，Ｃ点の間
に代替して挿入すべき回路の好ましい実施例を示
す。FET２４がピンチオフした場合、第２のRC
回路網２２が動作しなくなり、この時第1RC回路
網２０が副信号路の応答を決定する。上記の改良
型回路では、入力零の状態下で単一のRC回路網
しか働かないので位相的に有利になる上、信号が
存在する状態下では、RCフイルターを２つ用い
たのと同等の12dB／オクターブの減衰特性を得
ることができる。

実用回路でMPF104型のFETを用いた場合、
FETからみた入力インピーダンスを有限の値に
するために39KΩの抵抗器３６ａが必要である。
このように全周波数域及び全レベルにおける圧縮
比は最大で約２になるように保たれている。39K
Ω抵抗器３６ａは、第２，３図において抵抗器３
６が果していた。圧縮比を制限するという作用を
改良型回路において果している。更にこの抵抗器
は信号の低周波用通路を提供する。

第２，３，４図中の回路の細い点のいくつか
は、年とともに進歩して、この回路の新しい形式
が発表されて、当業者には公知となつている。
US−PS Re28426を例として示したのは本発明の
説明を便利にするために過ぎない。

第５図は第２，４図に示した圧縮回路の主要要
素を示すブロツク図である。結合回路１５は第
２，３図の結合用抵抗器１４，１８を示してい
る。

スライデイングバンド装置の帯域を変える動作
が第６図に示されている。これは、第４図の回路
を含む第２図の実際の回路について探索信号に対
する応答をチヤート記録針に苗かせたものであ
る。帯域可変動作は圧縮回路の周波数応答を図示
することによつて示されている。この周波数応答
は、高レベル信号の存在下で（圧縮回路の閾値よ
りも低レベルの探索信号を入力し、圧縮回路の出
力側で追跡フイルターによつて検出して描かせた
ものである。高レベル信号が存在するために、圧
縮回路が動作状態に入る。グラフはフイルターの
転移周波数に対する効果を示している。

本発明を用いたスライデイングバンド回路では
スライデイングバンド動作を生じる高レベル信号
もしくは主要信号の振幅は、過度の周波数移動を
起こさない大きさでなければならないし、またス
ライデイングバンドのパスバンド外の高レベル信
号も過度の周波数移動を起こすように作用しては
ならない。過度の周波数移動とは、主要信号のレ
ベルを基準レベル以上に増強しないよう設計され
た圧縮回路特性が必要とする以上にフイルター転
移周波数を移動させることである。基準レベルは
システムデザイナーによつて選択されるが通常は
普通使われる最高レベルより10dB程下に設定さ
れる。

第７図は、第２図（第４図の修正回路を用いた
もの）のスライデイングバンド圧縮回路と類似の
実際の回路について、探策信号曲線をチヤート式
記録計に描かせたものである。ただし低レベル利
得は8dB、フイルターの無信号時周波数は800Hz
である。探索信号レベルは−40dBで圧縮回路の
閾値以下である。曲線は100Hz信号について、−
20，−10，０，＋10，＋20dBに対して描かせてあ
る。ここに0dBとは基準レベルである。また100
Hz信号無しに対する曲線も示されている。−10，
０，＋10，＋20dBに対する曲線は全て約200Hzから
始まつている。これは第８図の場合も同様であ
る。第９，１０図には無信号時の曲線を含めてあ
る。

再び第７図を参照すると、理想的には、100Hz
信号に対しては転移周波数移動が生じてはならな
い。これは、100Hz信号は最低転移周波数（無信
号時の転移周波数）時のパスバンド周波数から十
分よく離れているからである。それにも拘わら
ず、100Hz信号のレベルが上昇していくにつれて、
バンドは上方向に移動している。−10，０，＋10，
20dB曲線は、100Hz信号の実質的な増強効果を避
ける目的のためには−20dB曲線より大きく移動
する必要がない。不必要な移動は次の２つの効果
をもたらす。(a)増強されなければならない周波数
で増強作用が現れないため、再生時に雑音低減作
用が実質上失われる。(b)100Hz信号の振幅が変化
するにつれてスライデイングバンドが変化してよ
り高い周波数側の信号が変調され、もし録音信号
伝送路が100Hz付近で不規則な周波数レスポンス
を有していると伸長回路で信号が元に復調される
時に誤差が生じる可能性がある。

第８図は同一の回路に対する探索信号曲線群の
実際のチヤート記録を示すが、この回路にはこの
後で述べる変調抑制回路が組み込まれている。こ
の場合、100Hz信号のレベルが第７図と同程度の
大きさになつても本質的に転移周波数の移動は生
じていない。このスライデイングバンド圧縮回路
は、そのパスバンドの外側の強い信号に対して反
応しないようになつている。この場合のスライデ
イングバンド応答は、大きな信号がない場合の閾
値以下での応答と本質的に変わらない。

第９，１０図にスライデイングバンド圧縮回路
の変調抑制の別の効果を示す。これらのグラフも
第７，８図と同じ回路、同じ探索信号レベルにつ
いて探索信号曲線を実際にチヤート式記録計に描
かせたものである。これらの図には、回路の応答
周波数範囲内にある800Hz主要信号の効果が描か
れている。理想的な場合、スライデイングは800
Hz信号を0dBの基準レベル以上に増強しないよう
に行なわれるのが望ましい。したがつて、変調抑
制をしない第９図に見られる−10，０，＋10，＋
20dBの800Hz信号レベルは過大であると言える。
第１０図は変調抑制をした場合の応答を示す。の
場合は0dBもしくはそれより上のレベルでのスラ
イデイングは大幅に抑制されている。この効果は
信号レベルの低下に伴つて漸次減少していくが−
10dB信号レベルでもなおある程度の効果が認め
らる。

第１１図は、本発明による変調抑制を二重信号
略スライデイングバンド回路に実施した場合の好
ましい実施例の一般的説明図である。参照番号
は、第５図の同一素子、もしくは同一機能をもつ
素子に対してはできるだけ同じ番号を付してあ
る。第７図乃至１０図の探索信号応答曲線は、第
１１図に示したスライデイングバンド回路に関し
て得られたもので、変調抑制もしない場合の曲線
は点線で囲んだ変調抑制用サブブロツクを取り去
つた回路について得られたものである。説明を簡
単にするために、第１１図の回路の詳細は第２，
４図の回路と同一であるものとする。前述したよ
うに、回路を修正しても変調抑制用のサブ回路の
基本的動作は変わらない。

第１１図に見られるように、変調抑制サブ回路
は回路入力からのDC制御信号を増幅器３０′、整
流器３１′、平滑回路３２a′を通して取り入れる
（もしくはオプシヨンとして結合回路１５からと
つてもよい）。ポテンシヨメーター１０２は平滑
回路３２a′からの信号が可変利得であることを示
す。実際には利得は設計の段階で予じめ設定され
る。結合回路３３では、増幅器３０、整流器３
１、平滑回路３２ａから供給される主制御信号か
ら、サブ回路１００によつて供給される信号が差
し引かれる。

第１１図の平滑回路は回路部品のコストを下げ
るために２段階に分割される。したがつて、ブロ
ツク３ａと３２a′は同一の回路を用いて各々単一
のRCで構成してもよい。結合した制御信号を更
に平滑するためのブロツク３２ｂは別のRC回路
から成る。

信号は、回路３３によつて結合される前に（整
流器３１及び３１′によつて）整流されてDC信号
に変換される。これはもしAC信号を結合してか
ら整流すると結合時に極性のあいまいさが入り込
むからである。（即ちAC信号では２つの可能な定
常状態が存在する）。

このように第１１図の回路は、DC制御信号を
安定化するための基準レベルを与える。上記基準
レベルは入力信号レベルに応じて変動しており、
以つて、可変フイルターの動作の一部を移動変位
せしめて基準レベルによつて定められるレベル領
域へ移行させる。変調抑制サブ回路１００からの
相対レベルは、スライデイングバンドのパスバン
ドの外側の信号に対する移動応答動作を最小にす
るように選択される。

第１１図に示す実施例は、変調抑制サブ回路１
００への入力を広帯域入力（もしくは出力）から
取ることによつて効果的に動作するが、信号変動
範囲の最強部における信号レベルの目安を与える
ような回路を用いても同様な結果が得られる。例
えばサブ回路１００の入力を帯域フイルター２０
の出力から取つてもある程度の変調抑制効果が得
られる。理想的には、変調抑制の効果を（パスバ
ンド成分対ストツプバンド成分による制御）全体
的に最適化するために増幅器３０，３０′の内部
で等化を行うことが望ましい。この場合フイルタ
ー２０，２２の両者による周波数特性と制御増幅
器２６での等化作用を考慮に入れる必要がある。

本発明を、ベルギー国特許第889428号にあるよ
うな直列接続回路に実施する場合、単一変調抑制
サブ回路によつて各段に基準信号を供給するよう
に設けてもよい。直列に接続された各段が第一段
の閾レベルが最高レベルになるような好ましい配
置になつている場合、その入力を圧縮回路の最終
段から取り出すのが有利である。基準信号を出力
から取ることにより、低レベルの段は、より低い
信号レベルで変調抑制信号を受けとることにな
り、変調抑制作用が一層増強される。

前にも述べた通り、スライデイングバンド回路
における変調抑制は、制御信号の基準を入力（も
しくは出力）から取るという上記の方法以外の方
法によつても達成することができる。１つ以上の
制御信号を可変フイルターの出力から取り、リミ
ツテイングを行うことにより第１１図に示す抑止
実施例で得られたものと類似の結果を得ることも
できる。その結果は本質的に前の例と同様で、回
路の動的変調作用をストツプバンド内の高レベル
信号に対して非敏感性にすることができる。第１
２，１３，１４図は、リミツテングを利用したか
かる実施例を示す。

第１２図に示す実施例では、抑制信号発生手段
（第５図のブロツク３０，３１，３３）は増幅器
３０，１１６，１２４とフイルター１１０，１１
８，１２６によつて、高周波路、中周波路、低周
波路、の３つの信号路に分割される。各々の信号
路は、予じめ設定された閾値をもつリミツター１
１２，１２０，１２８を含有する。リミツターと
しては、第２図のダイオード２８のような背中合
わせ型のダイオードを用いることもできる。第７
図乃至１０図に示すような一般特性を有する高周
波数オーデイオ圧縮回路では、フイルター周波数
は例えば次のように選べばよい。フイルター１２
６ 200Hz低域フイルター、フイルター１１８
200〜800Hz帯域フイルター、フイルター１１０
800Hz高域フイルター。各リミツターの出力は整
流器１１４，１２２，１３０によつて整流し、結
合されて（もしくは最大値が選択されて）片滑化
回路網３２に印加される。別の方法として、リミ
ツテング動作を整流後に行なうやり方もある。実
際の動作に際しては、低周波並びに中周波帯域リ
ミツターはパスバンド外の信号によるスライデイ
ング効果を最小化するように設定される。高周波
信号路にはリミツテング作用は殆ど又は全く必要
ではない。そしてこの信号路による制御作用はブ
ロツク５２に示すような高周波増強特性を有する
増幅器３０を設けることにより効果を高めること
ができる。

第１３図は信号路分離型制御回路のもう一つの
実施例を示す。この例では高周波路と低周波路の
２つの信号路が設けられる。高周波路の方は、リ
ミツター１１２が省略されている点を除いて第１
２図の実施例と本質的に同一である。低周波路
は、高周波減衰回路網１３４を有する増幅器１３
２を含有する。上記増幅器の出力は低域フイルタ
ー１３６とリミツター１３８に印加される。リミ
ツターの閾値は、他のいろいろなフイルターや増
幅器用のフイルター特性と共に、ストツプバンド
信号によるスライデイングバンドの移動が最小に
なるように設定される。２つの信号路内の信号は
整流器１１４，１４０によつて整流され、平滑回
路３２への入力において結合される。

第１３図の実施例を簡略化した実施例を第１４
図に示す。高域フイルター１１０、低域フイルタ
ー１３６及び高周波減衰回路網１３４が省略され
ている。増幅器３０の高周波プリエンフアシス回
路網５２′は、回路網５２に比べて高周波増強作
用がより高い周波数において行われるように修正
されている。したがつて、増幅器１３２を含む広
帯域信号路のみが低周波信号を（高周波信号と共
に）搬送する。リミツター１３８の閾値は、回路
網５２の高域増強特性と共に、ストツプバンド内
の信号によるスライデイング効果を最小化するよ
うに調整される。

第１５図は単信号路制御回路の実施例を示し、
低周波増強回路網１４２を有する周波数依存性増
幅器１４１とそれに続くリミツター１４４及び高
周波増強回路網１４８を有する増幅器１４６を含
有する。スペクトルの低周波部は望ましくないス
ライデイングの原因となるが、実際の動作に際し
てはこの部分をまず増強し次に振幅制限をかけ
る。リミツター１４４は、それ自身閉ループ増幅
器、整流器、平滑回路、（第１７図のブロツク２
７６，２８０，２８２，２７０のような）利得制
御素子を有するシラブル型リミツターであること
が好ましい。高周波増強回路網１４８を有する増
幅器１４６は、必要とされるかも知れない高周波
側のプリエンフアシスを元に戻す作用をする。増
幅器１４６の出力は次にブロツク１１４によつて
整流されブロツク３２によつて平滑化される。こ
の単信号路制御回路においては、高レベルのスト
ツプバンド信号成分は整流点１１４において大い
に減勢される。

説明を簡単にするため、今まで特定のスライデ
イングバンド回路を例としてスライデイングバン
ド方式への実施例を説明してきた。本発明は、第
１１乃至１４図の実施例に示される雑音低減用副
信号路制御回路に何らの変更を施すことなく伸長
回路にもそのまま適用できる。圧縮回路と伸張回
路の両方を用いる雑音低減装置においては、本発
明の変調抑制を両方の回路に適用して相補性を保
持するのが好ましい。本発明はまた、圧縮伸張作
用が低周波域の信号に対して行われる低周波スラ
イデイングバンド回路にも適用できる。

第１６図は固定バンド二重信号路双線型圧縮回
路及び伸長回路のブロツク図を示す。この装置の
基本的考え方についてはUS−PS384671、US−
PS3903485及び音響技術会報（Journal of the
Audio Engineering Society）第15巻４号1967年
10月383頁〜388頁に公開されている。

第１６図の公知の実施例においては、副信号路
回路網２５０が４つの帯域を有している。帯域
１，３及び４は、従来型の12dB／オクターブの
入力フイルターを有している。即ち、帯域１の入
力部の80Hz低域フイルター２５２、帯域２の入力
部の3KHz高域フイルター２５４、帯域３の入力
部の9KHz高域フイルター２５６である。各フイ
ルターの次にはエミツターフオロワーから成るア
イソレーシヨン段２５８が続く。帯域２の周波数
応答特性は帯域１及び３に対して相補的である。
上記の応答特性は、帯域１及び３のエミツターフ
オロワー２５８出力の和を（加算器２６０内で）
とり、上記和信号を全入力信号より（減算器２６
２内で）差し引くことにより得られる。各全域の
エミツターフオロワー２５８の出力と減衰器２６
２の出力は各々リミツター２６４，２６４′に印
加される。帯域１，２のリミツター２６４′と帯
域３，４のリミツター２６４とは、２６４′が２
６４に比べて時定数が２倍である点を除いて同一
である。帯域１乃至４の出力は結合回路２６６内
において、主信号路信号と結合される。圧縮回路
の出力は雑音の多い信号路に送り出される。上記
出力は次に相補的な伸長回路に送り込まれ、ここ
で、圧縮回路の場合と同一の副信号路回路網出力
が伸長回路入力から差し引かれ圧縮回路特性に相
補的な伸長回路特性が生み出される。

第１７図はリミツター２６４，２６４′の詳細
を示す。各リミツターはFET減衰器２７０を含
有し、上記FETは制御信号に応答して動作する。
減衰器の出力は信号増幅器２７２で増幅され、そ
の利得は、低レベル信号に対して望ましい倍率を
与えるように設定される。全ての帯域の出力は主
信号と結合されて、圧縮回路の低レベル出力とし
て5KHzまでは入力レベルよりも10dB高く、それ
より高域側ではなだらかに増大して15KHzで入力
よりも15dB高くなるような出力を発生する。

FET減衰器は、制御信号用サブ回路により制
御される。上記サブ回路はピーク動作レベルより
40dB低い圧縮閾電圧を発生する。制御用サブ回
路は、制御信号増幅器２７６、それに続く位相ス
プリツター２７８を含有し、位相スプリツターは
全波整流器２８０を駆動する。整流器からの直流
出力は平滑回路網２８２に送られ、その出力が制
御信号となる。回路網２８２はRC前置積分器、
エミツターフオロワー、最終RC積分器を含有し、
上記各回路はダイオードと共同動作して、上記前
置積分器並びに最終積分器がダイオードの有する
非線型特性を得るように作用する。速く大きな信
号変化は速く通過するが、小さな変化はゆつくり
と伝送される。この平滑動特性によつて、変調効
果、低周波歪、制御信号によつて発生する歪成分
に関して最適の結果が生じる。この回路は速い回
復速度と低い信号歪という両方の利点を同時に実
現することができる。

第１８図は、低レベル利得８dB及びパスバン
ド高域フイルター周波数800Hzを有する固定バン
ド圧縮回路の、圧縮閾値以下での応答特性の実際
のチヤート記録を示す。装置の活動周波数領域
（これは800Hz転移周波数によつて決定される）内
での増強量は約−10dB（基準レベルを0dBとした
場合）までである。

第１９図は、フイルターの転移周波数800Hzよ
り十分低周波の100Hz信号が高レベルで存在した
場合の圧縮動作への効果を示す。強い100Hz信号
のためにストツプバンドが効果的に圧縮回路を閉
鎖し、パスバンド内での圧縮作用を妨げているの
でパスバンド内において望まれる雑音低減作用が
失われている。更に、もし100Hz信号が断続的に
入力されたとすると、パスバンド内の圧縮作用が
現れたり消えたりして雑音変調及び／もしくは信
号変調が生じる。

第２０図は以下で述べる変調抑制サブ回路を固
定バンド回路に付加した場合の効果を示す。この
場合は強い（＋10dBの）100Hz信号が存在する場
合でも圧縮作用が行われている。したがつて変調
抑制サブ回路が、固定バンド回路を強いストツプ
バンド信号に対して非敏感性にする効果を有する
ことがわかる。

第２１図は第１６図に関連して説明した固定バ
ンド二重信号路双線型圧縮回路の１つのバンドに
本発明を適用した場合の好ましい実施例を示す。
変調抑制を行うために２つの要素が追加されてい
る。第１１図のスライデイングバンドの実施例に
おけるものと類似の変調抑制サブ回路１９８が設
けられ、上記サブ回路は、整流器２０８′、平滑
化回路の第１段２１０a′を含有する。オプシヨン
として変調抑制信号は圧縮回路の出力から取り出
してもよい。素子２０８と２０８′、及び２１０
ａと２１０a′は同一のものでもよいが、別に設け
なければならない。平滑化回路２１０a′の変調抑
制信号レベルは減衰器２１２もしくは他の何らか
の手段によつて与えられ、回路２１４において平
滑回路２１０ａからのストツプバンドDC制御信
号と逆位相で結合される。更に、VCA２０４と
増幅器２０６の出力は、フイルター２０２と同じ
転移周波数を有するフイルター２１６に送られ
る。但し、フイルター２０２とフイルター２１６
が同一転移周波数を有することはここでは本質的
に重要ではない。第１９乃至２０図の比較図はフ
イルター２１６として単純な6dB／オクターブの
3KHz低域フイルターを用いた場合について得ら
れたものである。しかし理想的には、フイルター
２１６として12dB／オクターブとか18dB／オク
ターブとかいつた比較的鋭いカツトオフ特性を有
し、且つフイルター２０２とほぼ同じカツトオフ
周波数を有するものを用いるのがよい。フイルタ
ー２１６の出力は整流され、次にブロツク２１
８，２２０によつて平滑化されてパスバンド制御
信号を発生する。ブロツク２１０ａ，２１０a′，
２１０a″によつて与えられる平滑化作用は、回路
２１０ｂによる平滑化のための予備的フイルター
段と考えてもよい。パスバンドフイルター信号路
の出力は最大値選択器２２２に印加され、上記最
大値選択器２２２の他の入力端は結合回路２１４
の出力、即ち、変調抑制を受けたストツプバンド
制御信号を受信する。最大値選択器の最も簡単な
形は２本のダイオードを用いて２つの信号のうち
の一方を通過するようにすることであるが、更に
洗練された方式ではオペレーシヨナルアンプを用
いてダイオードでの電圧降下を除去し、精度を向
上させる。

動作時においてはストツプバンド中の信号は圧
縮作用を施こそうとするパスバンド中に大きな信
号がない場合にはサブ回路１９８の作用を受け
る。したがつて＋10dBの100Hz信号といつた強い
信号はブロツク２０８，２１０ａ，２１０ｂから
大きな制御信号を発生させるが、上記制御信号は
変調抑制サブ回路信号によつて抑止され、以つて
VCA２０４の利得はパスバンド中の圧縮作用が
失われるほど降下することはない。これに反して
100Hz信号が大体−20dBのレベルにある時には、
抑止作用は大きく低下し、次にパスバンド制御信
号が圧縮回路を制御しないような信号状態に入る
と直ちにストツプバンド制御信号が圧縮回路の作
用を適切に制御する。パスバンドの活性領域内に
強い信号が存在すると鋭いフイルター信号路の出
力と、パスバンド制御回路が最大値選択器に作用
して、VCAが適切に応答できるようにする。

入力もしくは出力に対する変調抑制サブ回路の
レベルは（入力に対する）十分な動的基準信号を
与え、強いパスバンド信号出力に対して圧縮回路
を実質的に非敏感性にする。スライデイングバン
ド回路。

スライデイングバンド回路に関して等化制御回
路及び変調抑制回路に対して与えたコメントは固
定バンドの実施例にも適用される。したがつて整
流器２０８′，２０８への信号路内にオプシヨン
としてフイルター／等化器２２４，２２６を挿入
してもよい。しかし固定バンドの場合にはある１
つの周波数特性が他の周波数特性よりもよく動作
するということがあつたがスライデイングバンド
の場合にはこのような可能性は少くなる。このこ
とが、固定バンドの場合に制御回路が１つ余計に
（２つに対して３つ）必要となる理由である。

固定バンド回路の場合には、制御信号の基準を
圧縮回路又は伸長回路の入力（又は出力）から取
つたが、その他の方法によつて固定バンド回路の
変調抑制を行うことも可能である。１つ又はそれ
以上の制御信号を制御可能素子（減衰器又は
VCA）の出力から取り出して制限し、第２１図
の抑止作用を有する実施例と同じ結果を得ること
もできる。第２２図はそのようなリミツテングの
実施例を示す。

第２２図の実施例においては、制御信号発生手
段（第１７図のブロツク２７６，２７８，２８
０，２８２）を、増幅器２２８、（第２１図の実
施例に見られるような）鋭い遮断フイルタ及び整
流器２１８を有する信号路と、増幅器２３０、リ
ミツター２３２、及び整流器２１８′を有する信
号路の２つに分離する。リミツター２３２（例え
ば背中合わせにしたダイオードでよい）の閾値を
うまく選択してリミツテング作用が比較的高いレ
ベルで始まるように、即ち、第２１図の実施例の
結合器２１４の出力が優勢になるようなレベルか
ら始まるようにする。整流器２１８，１２８′の
出力を結合して平滑回路２１０に印加し、その出
力を制御信号としてVCA２０４に印加すること
もできるし、また整流器の出力を（第２１図のブ
ロツク２２２のような）最大値選択回路に印加す
るかもしくは整流器自体を最大値選択回路として
動作させ、上記最大値選択回路の出力を平滑回路
２１０に印加することもできる。

第２２図の実施例は第２１図の実施例と同じよ
うに動作する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、相補的双線型圧縮伸長特性を示す曲
線の例であり、第２図は、先行技術におけるスラ
イデイングバンド圧縮回路の概略図であり、第３
図は、先行技術におけるスライデイングバンド伸
長回路の概略図であり、第４図は、第２，３図を
修正した回路の概略図であり、第５図は、先行技
術におけるスライデイングバンド圧縮回路のブロ
ツク図であり、第６図は、第２，４図に示す回路
のスライデイングバンド動作を示す探索信号曲線
群を示し、第７図乃至１０図は、スライデイング
バンド圧縮回路に本発明を適用した場合の変調抑
制効果を示す探索信号曲線群を示し、第１１図
は、スライデイングバンド圧縮回路に本発明を実
施した場合の好ましい実施例を示すブロツク図で
あり、第１２乃至１５図は、スライデイングバン
ド圧縮回路に本発明を実施した場合の他の実施例
を示すブロツク図であり、第１６乃至１７図は、
先行技術における固定バンド圧縮回路並びに伸長
回路のブロツク図であり、第１８乃至２０図は、
本発明をスライデイングバンド圧縮回路に実施し
た場合の変調抑制効果を示す応答曲線であり、第
２１図は、固定バンド圧縮回路に本発明を実施し
た場合の好ましい実施例のブロツク図であり、第
２２図は、固定バンド圧縮回路に本発明を実施し
た他の実施例を示す。 ２０……固定フイルター、２２……可変フイル
ター、２６……増幅器、３０……増幅器、３１…
…整流器、３２ａ，３２ｂ……平滑回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 入力信号のダイナミツクレンジを修正するた
   めの回路装置にして、 上記入力信号がストツプバンド及びパスバンド
   領域に位置するように周波数スペクトルを分割す
   る周波数選択回路装置と、 上記パスバンド及びストツプバンド領域に位置
   する信号成分に応答して、該パスバンドの信号成
   分のダイナミツクレンジを動的に修正する装置に
   して、該入力信号レベルが増大するにつれて、ス
   トツプバンド信号成分に対する応答度が低下する
   動的修正装置 とから構成されることを特徴とするダイナミツク
   レンジ修正回路装置。 ２ 特許請求の範囲第１項に記載の回路装置にし
   て、上記動的修正装置が前記パスバンド成分を漸
   進且つ動的に修正する可変利得回路又は可変損失
   回路もしくは前記周波数パスバンドを漸進的に移
   動させる可変フイルターを含有し、上記装置の動
   的機能が制御回路によつて制御されることを特徴
   とする回路装置。 ３ 特許請求の範囲第２項に記載の回路装置にし
   て、上記制御回路が、ストツプバンド信号成分に
   応答して高入力レベル時の上記漸進的動的修正又
   は漸進的周波数移動を妨害する装置を含有するこ
   とを特徴とする回路装置。 ４ 特許請求の範囲第２項に記載の音声信号用回
   路装置にして、上記動的修正装置が可変フイルタ
   ーを含み、上記フイルターは信号周波数帯域の高
   周波側又は低周波側を増強もしくは減衰し、また
   優勢な信号に応答してフイルターのかど周波数
   を、該増強もしくは減衰帯域を狭める方向に移動
   させ、また前記制御回路は整流装置及び増幅装置
   を含有し、フイルター出力から得られた制御信号
   をフイルターのインピーダンス制御装置に供給し
   て該フイルターかど周波数を移動させ、該制御回
   路は、該回路装置入力もしくは出力から得た制御
   信号を抑止するために基準信号を供給するサブ回
   路を含有し、該基準信号のレベルは上記入力もし
   くは出力信号レベルに応じて動的に変化し、該サ
   ブ回路は、該基準信号の利得を設定して該制御信
   号内のストツプバンド信号成分の影響が高入力レ
   ベル時に低下するようにすることを特徴とする回
   路装置。 ５ 特許請求の範囲第２項に記載の音声信号用回
   路装置にして、上記動的修正装置が可変フイルタ
   ーを含有し、上記フイルターは信号周波数帯域の
   高周波側又は低周波側を増強もしくは減衰し、ま
   た優勢な信号に応答してフイルターのかど周波数
   を、該増強もしくは減衰帯域を狭める方向に移動
   させ、また前記制御回路は整流装置、平滑装置、
   及び増幅装置を含有し、フイルター出力から得ら
   れた制御信号をフイルターのインピーダンス制御
   装置に供給して該フイルターかど周波数を移動さ
   せ、該制御回路は少なくとも１つのリミツターと
   周波数選択回路装置を含有し、リミツターがスト
   ツプバンドの信号に選択的に作用し、ストツプバ
   ンド信号成分の影響が高入力信号レベル時に低下
   するようにすることを特徴とする回路装置。 ６ 特許請求の範囲第２項に記載の音声信号用回
   路装置にして、上記動的修正装置が可変利得もし
   くは可変損失装置を含有し、該装置はパスバンド
   信号を動的に修正し、優勢な信号に応答して漸進
   的動的修正を行ない、また、前記制御回路は、該
   装置の制御入力に制御信号を供給して漸進的に動
   的修正を行なわせ、該制御回路は、前記周波数選
   択回路と類似の周波数特性をもつ鋭いフイルター
   を少なくとも１つ含有する第一サブ回路と、第一
   信号を供給するための整流装置及び増幅装置と、
   利得装置もしくは損失装置出力から第二信号を得
   るための整流増幅装置を含有する第二サブ回路
   と、該回路装置の入力もしくは出力から第三信号
   を得るための整流、増幅装置を更に含む第三サブ
   回路とを含有し、該第三信号は第二信号を抑止し
   て第四信号を得るための基準信号から構成され、
   該基準信号のレベルは該入力もしくは出力信号の
   レベルに応じて動的に変動し、該第二サブ回路
   は、基準信号レベルを設定して、入力信号レベル
   が高い時に第三信号中のストツプバンド信号成分
   の影響を低下させるようにする装置と、第一信号
   と第四信号のうちの大きい方を制御信号として該
   装置の制御入力に印加するための装置とを含有す
   ることを特徴とする回路装置。 ７ 特許請求の範囲第２項に記載の音声信号用の
   回路装置にして、上記動的修正装置が可変利得、
   可変損失装置を含有し、上記装置はパスバンド中
   の信号の動的修正を行ない、優勢な信号に応答し
   て漸進的な動的修正を行ない、更に、上記制御回
   路は可変利得もしくは損失装置の出力から得られ
   た制御信号を上記装置の制御信号入力端子に供給
   して漸進的動的修正作用を行わしめる装置を含有
   し、上記制御回路は上記周波数選択回路に類似の
   周波数特性を有する鋭いフイルターを少なくとも
   １つ含有する第一サブ回路と、整流、平滑、増幅
   装置と、少なくとも１つのリミツターと周波数選
   択回路装置によつて特徴づけられる回路にしてリ
   ミツターがストツプバンド中の信号に選択的に作
   用して高入力レベル時にストツプバンド信号成分
   の影響を低下させる第二サブ回路とを含有するこ
   とを特徴とする回路装置。 ８ 特許請求の範囲第３項に記載の回路装置にし
   て、上記妨害装置が前記ストツプバンド信号成分
   を非線型に処理する装置を含有することを特徴と
   する回路装置。 ９ 特許請求の範囲第３項に記載の回路装置にし
   て、上記妨害装置が、上記制御回路を応答させる
   ための信号の一成分として抑止基準信号を発生す
   るサブ回路を含有し、該基準信号が、少なくとも
   高入力レベル時に、制御回路内のストツプバンド
   信号成分の作用を減少せしめるような情報を提供
   することを特徴とする回路装置。 １０ 特許請求の範囲第３項に記載の回路装置に
   して、上記制御回路が少なくとも１つのリミツタ
   ーと周波数選択回路手段を含有し、上記リミツタ
   ーはストツプバンド内の信号に対して選択的に作
   用し、ストツプバンド信号成分の制御回路内での
   作用が高入力信号レベル時に低下することを特徴
   とする回路装置。 １１ 特許請求の範囲第１項乃至第３項又は第８
   項乃至第１０項のいずれか一つの項に記載の回路
   装置にして、 閾値に至るまで実質的に一定の利得を有する低
   レベル部分と、 閾値より上で、最大の圧縮伸長比を与えるよう
   な利得可変中間レベル部分と、 低レベル部分の利得とは異なる実質的に一定の
   利得を有する高レベル部分とを有する双線型特
   性、もしくは低レベル部分の利得も変化するよう
   な単線型特性を有することを特徴とする回路装
   置。 １２ 特許請求の範囲第１項乃至第３項又は第８
   項乃至第１１項のいずれか一つの項に記載の回路
   装置にして、 双線型で且つダイナミツクレンジに関して線型
   の主路と該主路中に設けられた結合回路と、入力
   を副路の入力又は出力に接続し且つ出力を該結合
   回路に接続した副路とを含む二重路回路であつ
   て、該副路が少なくとも該周波数帯域の上部にお
   いて、該結合回路を経て該主路信号を増強又は抑
   止するが、該入力ダイナミツクレンジの上部にお
   いて、該副路信号が該主路信号より小さくなるよ
   うに制限された信号を与えることを特徴とする回
   路装置。 １３ 特許請求の範囲第１２項に記載の回路装置
   にして、上記副路も同様に、高入力信号レベル時
   において、該副路信号レベルが選択された上記主
   路信号レベル部分より大きい双線型特性を有する
   ことを特徴とする回路装置。 １４ 特許請求の範囲第５項に記載の回路装置に
   して、ダイナミツクレンジ修正を行う周波数パス
   バンドを決定する周波数選択回路を夫々有する複
   数の直列接続装置と、当該パスバンドの信号成分
   を漸進且つ動的に修正するか若しくは前記パスバ
   ンドを漸進的に移動させる動的修正装置とから成
   り、可変利得又は損失装置若しくは可変フイルタ
   を含み、動的可変動作が制御回路で制御される前
   記動的機能修正装置が、単一の副回路のみを有す
   ると共に高入力信号レベルに対し各装置の制御回
   路におけるストツプバンド信号成分の影響を低減
   させるために、前記阻止基準信号を前記直列接続
   装置の各々に結合する装置を更に含有する回路装
   置。