JP3137289B2 - Audio signal processing equipment - Google Patents
Audio signal processing equipmentInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はオーディオ信号処理装置に係り、より詳細に
は、オーディオ信号を取り扱うアンプ装置などにおいて
オーディオ信号を処理するオーディオ信号処理装置に関
するものである。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an audio signal processing device, and more particularly, to an audio signal processing device that processes an audio signal in an amplifier device that handles the audio signal. .
現在、CDなどのようにオーディオ信号をデジタル信号
に変換して記録したデジタル音声記録媒体では、その記
録の際原音をA/D変換している関係で、記録されたオー
ディオ信号は、A/D変換の際のサンプリング周波数によ
って、その高域が例えば20kHz近辺で帯域制限されてい
る。At present, digital audio recording media, such as CDs, which convert audio signals into digital signals and record them, use A / D conversion of the original sound during the recording. Depending on the sampling frequency at the time of conversion, the high frequency band is band-limited around, for example, 20 kHz.
しかし、自然界での音場では、原音は20kHz以上の所
謂倍音といわれる帯域も伴ってなりたっているので、帯
域制限されて記録されたオーディオ信号の再生では、原
音を忠実に再現することができない。However, in the sound field in the natural world, the original sound is accompanied by a so-called overtone band of 20 kHz or more. Therefore, when reproducing an audio signal recorded in a band-limited manner, the original sound cannot be faithfully reproduced.
同様のことは、例えば制限された周波数特性を有する
マイクロホンでピックアップして得たオーディオ信号を
アンプ装置で増幅し、これによってスピーカを駆動して
再生する場合にも起こる。A similar situation occurs when, for example, an audio signal obtained by picking up with a microphone having limited frequency characteristics is amplified by an amplifier device, and a speaker is driven to reproduce the audio signal.
よって本発明は、上述した状況に鑑み、原オーディオ
信号を処理して原音に忠実な音の再現を行うことができ
るようにするオーディオ信号処理装置を提供することを
課題としている。Accordingly, it is an object of the present invention to provide an audio signal processing device that can process an original audio signal and reproduce a sound that is faithful to the original sound in view of the above situation.
上記課題を解決するため本発明により成された請求項
１に記載のオーディオ信号処理装置は、所定周波数で帯
域制限されたオーディオ信号が入力されるとともに、前
記オーディオ信号に基づく高周波成分を含み、かつ周波
数成分が前記所定周波数以上であり、さらに前記所定周
波数とほぼ連続的な周波数成分を有する信号を発生する
発生手段と、前記オーディオ信号と前記発生手段が発生
した信号を加算する加算手段とを有し、前記加算手段に
より加算された信号を出力することを特徴としている。The audio signal processing apparatus according to claim 1, which has been made by the present invention to solve the above problem, receives an audio signal whose band is limited at a predetermined frequency, includes a high frequency component based on the audio signal, and Generating means for generating a signal having a frequency component equal to or higher than the predetermined frequency and having a frequency component substantially continuous with the predetermined frequency; and adding means for adding the audio signal and the signal generated by the generating means. The signal output by the adding means is output.
また、請求項２に記載のオーディオ信号処理装置は、
前記発生手段は２次高調波発生部を有することを特徴と
している。The audio signal processing device according to claim 2 is
The generation means has a second harmonic generation section.
また、請求項３に記載のオーディオ信号処理装置は、
前記オーディオ信号はCDから再生されたものであり、前
記所定周波数は約20KHzであることを特徴としている。The audio signal processing device according to claim 3 is
The audio signal is reproduced from a CD, and the predetermined frequency is about 20 KHz.
上記構成において、本発明におけるオーディオ信号処
理装置は、所定周波数で帯域制限されたオーディオ信号
と、前記オーディオ信号に基づく高調波成分を含み、か
つ周波数成分が前記所定周波数以上であり、さらに前記
所定周波数とほぼ連続的な周波数成分を有する信号を加
算することで、より原音に忠実なオーディオ信号を再現
することができる。また、より自然で違和感の無いオー
ディオ信号を提供することができる。In the above configuration, the audio signal processing device according to the present invention includes an audio signal band-limited at a predetermined frequency, a harmonic component based on the audio signal, and a frequency component equal to or higher than the predetermined frequency, and By adding signals having frequency components that are substantially continuous with the original sound, an audio signal that is more faithful to the original sound can be reproduced. In addition, it is possible to provide a more natural and comfortable audio signal.
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
第１図は本発明によるオーディオ信号処理装置の一実
施例を示すブロック図であり、同図において、１は例え
ばCDプレーヤにおいてピックアップされたデジタルオー
ディオ信号をD/A変換して得た、帯域制限された原オー
ディオ信号が入力される入力端子である。２は入力端子
１に入力された原オーディオ信号が一方の入力に入力さ
れ、該原オーディオ信号と他方の入力に入力される信号
を加算して出力する加算器、３は処理されたオーディオ
信号を出力し、例えば電力増幅器などに供給する出力端
子、４は入力端子１に入力される原オーディオ信号が入
力され、外原オーディオ信号中の例えば10kHz以上の高
域成分を通過させるハイパスフィルタ（HPF）、５はHPF
4を通過されたオーディオ信号の高域成分が入力され、
該高域成分に基づいて可聴域外のｎ次までの高調波を発
生し、該発生したｎ次高調波を上記加算器２の他方の入
力に入力する。FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of an audio signal processing apparatus according to the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a band limiting device obtained by D / A converting a digital audio signal picked up by a CD player, for example. Input terminal to which the input original audio signal is input. An adder 2 receives the original audio signal input to the input terminal 1 at one input, adds the original audio signal to a signal input to the other input, and outputs the added signal. An output terminal for outputting to, for example, a power amplifier or the like, and a high-pass filter (HPF) 4 for receiving an original audio signal input to an input terminal 1 and passing a high-frequency component of, for example, 10 kHz or more in the external original audio signal. 5 is HPF
The high frequency component of the audio signal passed through 4 is input,
Based on the high frequency component, a harmonic up to the nth order outside the audible range is generated, and the generated nth harmonic is input to the other input of the adder 2.
この実施例において、上記HPF4及びｎ次高調波発生器
５は、原オーディオ信号に相関のある可聴域外の信号を
発生する信号発生手段として働く。In this embodiment, the HPF 4 and the n-th harmonic generator 5 function as signal generating means for generating a signal outside the audible range that is correlated with the original audio signal.
以上の構成により、ｎ次高調波発生器５により、原オ
ーディオ信号の高域成分に基づく可聴域外の高調波、所
謂倍音が作り出され、これが加算器２において原オーデ
ィオ信号に加算されて、出力端子３から出力される。従
って、出力端子３から出力されるオーディオ信号は、原
オーディオ信号に擬似的な倍音信号が重畳されたものと
なり、該信号を増幅してスピーカを駆動することによっ
て、スピーカからは、原音に比較的近い音が放出され、
原音に比較的忠実な再現が可能となる。With the above configuration, the n-th harmonic generator 5 generates a harmonic outside the audible range, that is, a so-called harmonic, based on the high frequency component of the original audio signal, and the harmonic is added to the original audio signal in the adder 2 and output to the output terminal. 3 is output. Therefore, the audio signal output from the output terminal 3 is a signal in which a pseudo harmonic signal is superimposed on the original audio signal, and by driving the speaker by amplifying the signal, the speaker can relatively generate the original sound. A close sound is emitted,
Reproduction relatively faithful to the original sound becomes possible.
上記実施例において、HPF4は10kHz乃至20kHzの通過帯
域を有するバンドパスフィルタ（BPF）に代えても同等
の効果が得られ、要は原オーディオ信号の高域成分を通
過させるフィルタ手段であればよい。In the above embodiment, the same effect can be obtained by replacing the HPF4 with a band-pass filter (BPF) having a pass band of 10 kHz to 20 kHz. In short, any filter means that passes the high-frequency component of the original audio signal may be used. .
また、上記実施例におけるｎ次高調波発生器５として
最も簡単なものは２次高調波発生器であり、その一構成
例を第２図に示す。第２図において、定電流源ｌと共に
差動増幅器51を構成している一対のトランジスタTr1及
びTr2の一方トランジスタTr1のベースに直接、他方のト
ランジスタTr2のベースに反転増幅器Ａを介して、HPF4
により描出された原オーディオ信号の高域成分がそれぞ
れ印加され、両トランジスタのコレクタと抵抗Ｒとの接
続点から上記高域成分を自乗した二次高調波信号が出力
されるようになっている。The simplest n-th harmonic generator 5 in the above embodiment is a second-harmonic generator, an example of which is shown in FIG. In FIG. 2, HPF4 is connected directly to the base of one transistor Tr1 of the pair of transistors Tr1 and Tr2 constituting the differential amplifier 51 together with the constant current source 1 via the inverting amplifier A to the base of the other transistor Tr2.
The high-frequency components of the original audio signal drawn by the above are applied, and a second harmonic signal obtained by squaring the high-frequency components is output from a connection point between the collectors of the two transistors and the resistor R.
勿論、上記ｎ次高調波発生器５が発生する高調波は各
々の次数が異なる複数の高調波を合成したものであって
もよい。例えば原オーディオ信号の３次及び５次の高調
波を発生するための構成例を第３図に示す。第３図にお
いて、高調波発生器５は、HPF4からの高域成分が２つの
入力に入力される掛け算器52と、２つの入力にHPF4から
の高域成分と上記乗算器52の出力信号がそれぞれ入力さ
れている掛け算器53と、２つの入力に掛け算器52及び53
の出力信号がそれぞれ入力されている掛け算器54と、２
つの入力に掛け算器53及び54の出力信号がそれぞれ入力
されている加算器55とから構成され、加算器55の出力に
３次高調波と５次高調波が発生されるようになってい
る。Of course, the harmonics generated by the n-th harmonic generator 5 may be a combination of a plurality of harmonics having different orders. For example, FIG. 3 shows a configuration example for generating the third and fifth harmonics of the original audio signal. In FIG. 3, a harmonic generator 5 includes a multiplier 52 in which a high frequency component from the HPF 4 is input to two inputs, and a high frequency component from the HPF 4 and the output signal of the multiplier 52 in two inputs. Multipliers 53 that are input respectively, and multipliers 52 and 53 that are input to two inputs
Multiplier 54 to which the output signals of
An adder 55 has two inputs to which the output signals of multipliers 53 and 54 are input, respectively, and the third and fifth harmonics are generated at the output of the adder 55.
例えばHPF4からの信号が4/π・sinωｔであるとする
と、加算器55の出力には、なる高調波が発生される。For example, if the signal from the HPF 4 is 4 / π · sin ωt, a higher harmonic is generated at the output of the adder 55.
なお、高調波を発生する上記高調波発生器５として
は、上述の例の他に、例えば周波数逓倍回路や、飽和領
域での動作により信号に歪みを発生させて高調波を発生
するエミッタフォロワ回路などが適用することができ
る。 As the harmonic generator 5 for generating a harmonic, in addition to the above-described example, for example, a frequency multiplier circuit or an emitter follower circuit for generating a harmonic by generating a distortion in a signal by operating in a saturation region Etc. can be applied.
以上説明した実施例では、原オーディオ信号にに加算
している信号は、原オーディオ信号の高域成分に基づ
く、原オーディオ信号に相関のある可聴域外信号である
が、原オーディオ信号に加算する信号は非相関信号であ
ってもよい。In the embodiment described above, the signal added to the original audio signal is an out-of-audible signal correlated with the original audio signal based on the high-frequency component of the original audio signal. May be an uncorrelated signal.
第４図は、非相関信号を加算するようにした本発明に
よるオーディオ信号処理装置の他の実施例を示し、同図
において、入力端子１、加算器２及び出力端子３は第１
図のものと同じものである。本実施例では、加算器２の
他方の入力に、HPF6を介してホワイトノイズ発生器７を
接続している。FIG. 4 shows another embodiment of the audio signal processing apparatus according to the present invention in which the decorrelated signals are added. In FIG. 4, the input terminal 1, the adder 2 and the output terminal 3 are the first terminal.
It is the same as that in the figure. In this embodiment, a white noise generator 7 is connected to the other input of the adder 2 via an HPF 6.
この構成により、ホワイトノイズ発生器７が発生する
無数の周波数成分の内から例えば20kHz以上の成分がHPF
6により抽出される。このHPF6により抽出された信号
は、可聴帯域外の信号で、加算器２において原オーディ
オ信号に加算・重畳される。可聴帯域外の信号が重畳さ
れた原オーディオ信号は出力端子３から出力される。With this configuration, out of the countless frequency components generated by the white noise generator 7,
Extracted by 6. The signal extracted by the HPF 6 is a signal outside the audible band, and is added to and superimposed on the original audio signal in the adder 2. The original audio signal on which the signal outside the audible band is superimposed is output from the output terminal 3.
従って、出力端子３から出力されるオーディオ信号
は、原オーディオ信号に相関のない擬似的な倍音信号が
重畳されたものとなり、該信号を増幅してスピーカを駆
動することによって、スピーカから放出される音は、原
音に比較的近い忠実なものとなる。Therefore, the audio signal output from the output terminal 3 is a signal in which a pseudo harmonic signal having no correlation with the original audio signal is superimposed, and the signal is emitted from the speaker by amplifying the signal and driving the speaker. The sound becomes faithful relatively close to the original sound.
以上説明したように本発明のオーディオ信号処理装置
は、所定周波数で帯域制限されたオーディオ信号と、前
記オーディオ信号に基づく高調波成分を含み、かつ周波
数成分が前記所定周波数以上であり、さらに前記所定周
波数とほぼ連続的な周波数成分を有する信号を加算する
ことで、より原音に忠実なオーディオ信号を再現するこ
とができる。また、より自然で違和感の無いオーディオ
信号を提供することができる。As described above, the audio signal processing device of the present invention includes an audio signal band-limited at a predetermined frequency, a harmonic component based on the audio signal, and a frequency component equal to or higher than the predetermined frequency. By adding a signal having a frequency component substantially continuous with the frequency, an audio signal more faithful to the original sound can be reproduced. In addition, it is possible to provide a more natural and comfortable audio signal.
第１図は本発明によるオーディオ信号処理装置の一実施
例を示すブロック図 第２図は第１図中のｎ次高調波発生器の一例を示す回路
図 第３図は第１図中のｎ次高調波発生器の他の例を示すブ
ロック図 第４図は本発明によるオーディオ信号処理装置の他の実
施例を示すブロック図 ２……加算器 ４……HPF ５……ｎ次高調波発生器 ６……ホワイトノイズ発生器 ７……HPFFIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of an audio signal processing device according to the present invention. FIG. 2 is a circuit diagram showing an example of an n-th harmonic generator in FIG. 1. FIG. 3 is n in FIG. FIG. 4 is a block diagram showing another embodiment of the audio signal processing apparatus according to the present invention. 2... An adder 4... HPF 5. Unit 6 White noise generator 7 HPF
フロントページの続き (72)発明者 阪本 正治 東京都大田区大森西４丁目15番５号 パ イオニア株式会社大森工場内 (56)参考文献 特開 昭59−22419（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−216195（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−278428（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−74306（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−160120（ＪＰ，Ａ) 実開 昭64−56000（ＪＰ，Ｕ)Continuation of the front page (72) Inventor Masaharu Sakamoto 4-15-5 Omori Nishi, Ota-ku, Tokyo Pioneer Corporation Omori Plant (56) References JP-A-59-22419 (JP, A) JP-A-59-219 JP-A-216195 (JP, A) JP-A-63-278428 (JP, A) JP-A-63-74306 (JP, A) JP-A-56-160120 (JP, A) JP-A-64-56000 (JP, U )
Claims (3)
号が入力されるとともに、 前記オーディオ信号に基づく高調波成分を含み、かつ周
波数成分が前記所定周波数以上であり、さらに前記所定
周波数とほぼ連続的な周波数成分を有する信号を発生す
る発生手段と、 前記オーディオ信号と前記発生手段が発生した信号を加
算する加算手段とを有し、 前記加算手段により加算された信号を出力することを特
徴とするオーディオ信号処理装置。An audio signal whose band is limited at a predetermined frequency is input, a harmonic component based on the audio signal is included, and the frequency component is equal to or higher than the predetermined frequency, and is substantially continuous with the predetermined frequency. Generating means for generating a signal having various frequency components, and adding means for adding the audio signal and the signal generated by the generating means, and outputting the signal added by the adding means. Audio signal processing device.
ことを特徴とする請求項１に記載のオーディオ信号処理
装置。2. The audio signal processing apparatus according to claim 1, wherein said generating means has a second harmonic generating section.
のであり、前記所定周波数は約20KHzであることを特徴
とする請求項２に記載のオーディオ信号処理装置。3. The audio signal processing apparatus according to claim 2, wherein the audio signal is reproduced from a CD, and the predetermined frequency is about 20 KHz.
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