DE68917710T2

DE68917710T2 - Einrichtung zur Einstellung der Verstärkung.

Info

Publication number: DE68917710T2
Application number: DE68917710T
Authority: DE
Inventors: Jiro C O Mitsubishi Denk Naito; Hidenori C O Mitsubis Yamasaki
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1989-01-06
Filing date: 1989-12-19
Publication date: 1994-12-15
Anticipated expiration: 2009-12-20
Also published as: CA2006288A1; EP0377165A2; US5127058A; JP2827240B2; KR930001295B1; KR900012421A; EP0377165A3; AU624206B2; CA2006288C; EP0377165B1; DE68917710D1; JPH02181507A; AU4719389A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

1. Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft einen Verstärkungsregler zur Verwendung in einem Gerät mit einem Frequenzgangregler (nachfolgend als Klangregler bezeichnet), und sie betrifft spezieller einen Verstärkungsregler vom Typ, der dazu in der Lage ist, die Verstärkung im Gerät unter Beibehalten eines guten S/R-Verhältnisses und unter Verhindern einer Begrenzungsverzerrung, wie sie durch Sättigung im Klangregler hervorgerufen wird, einzustellen.

2. Beschreibung des Standes der Technik

Bisher wurde bei Audioausrüstung eine elektronische Volumen- oder Lautstärke-Regelschaltung verwendet, wie sie in JP-Y- 63-92418 dargestellt ist. Bei einer solchen elektronischen Lautstärke-Regelschaltung wird ein erstes Betätigungs-Erkennungssignal an eine Steuerschaltung ausgegeben, wenn eine erste Drucktaste betätigt wird, um die elektronische Lautstärkeregelung so einzustellen, daß ihr Widerstand erhöht wird, und der Steuerschaltung wird ein zweites Betätigungs- Erkennungssignal zugeführt, wenn eine zweite Drucktaste betätigt wird, um den elektronischen Lautstärkeregler so einzustellen, daß sein Widerstand verringert wird. Dabei wird die elektronische Lautstärkeregelung dann, wenn das erste und das zweite Betätigungs-Erkennungssignal der Steuerschaltung gleichzeitig zugeführt werden, gesteuert durch die Steuerschaltung auf einen bestimmten Wert eingestellt. Ferner offenbart JP-Y-63-111015 eine andere bekannte Regelungsvorrichtung für Audioausrüstung. Bei einer solchen Klangregelungsvorrichtung wird die Klangcharakteristik für einen wiedergegebenen Ton durch eine Klangqualität-Einstelleinheit eingestellt, und die ausgewählten Klangqualitäten für jeweilige Tonquellen werden in einer Speichereinheit abgespeichert. Die Klangqualität eines von mehreren Tonquellen ausgewählten Audiosignals wird auf Grundlage der zugehörigen Klangcharakteristik durch einen Tonregler eingestellt, und die Klangcharakteristik, die zur ausgewählten Tonquelle gehört, wird aus der Speichereinheit ausgelesen, wenn die Wiedergabe von der ausgewählten Tonquelle gestartet wird, und sie wird über eine Steuereinheit dem Klangregler zugeführt.
Ein weiterer bekannter Verstärkungsregler mit den Merkmalen im Oberbegriff von Anspruch 1 ist aus JP-A-63-160405 bekannt, bei dein Störsignale dadurch verringert werden, daß die Vorstufe und die Nachstufe einer Phase-Tonqualität-Einstellschaltung mit einer elektronischen Lautstärkeregelung versehen werden. In der Vorstufe wird die Lautstärke so eingestellt, daß die Dämpfung ausgehend von einein vorgegebenen Wert proportional zum Ansteigen einer von Hand eingestellten Variablen abniinmt, während in der Nachstufe die Lautstärke so eingestellt wird, daß die Dämpfung ausgehend vom Wert unendlich proportional zum Ansteigen der von Hand eingestellten Variablen abnimmt, um die Gesamtdämpfung auf null zu stellen.
Fig. 1 zeigt ein schernatisches Diagramm einer Audioausrüstung mit einem bekannten Klangregler, wobei die Zahl 1 einen Klangregler bezeichnet, die Zahl 6 einen Festwertdämpfer bezeichnet, der aus Festwiderständen besteht, und die Zahl 7 einen Lautstärkeregler bezeichnet, der aus einem einstellbaren Widerstand besteht.
Der Klangregler 1 ist vorhanden, um den Frequenzgang durch Einstellen einer Verstärkung und einer Dämpfung über ein spezielles Frequenzband einzustellen, wodurch das Frequenzspektrum eines Audiosignals verändert werden kann.
Andererseits ist der Lautstärkeregler 7 vorhanden, um das Audiosignal über das gesamte Band gleichmäßig um einen beliebigen Pegelbetrag abzuschwächen.
Der Betrieb beim Stand der Technik wird nun für den Fall detaillierter beschrieben, daß der Frequenzgang des Klangreglers 1 so eingestellt ist, daß er eine Verstärkung von "0" dB in einem Band A niedrigerer Frequenz und die Verstärkung "a" dB in einem Band B höherer Frequenz aufweist. Die Relativverstärkungen im Frequenzband des Audiosignals an Eingangspunkten zwischen Blöcken sind aus den Fig. 2a - 2c erkennbar. Zunächst wird der Pegel des Eingangssignals "i" in den Festwertdämpfer 6 von Fig. 1 auf "0" dB eingestellt, wie in Fig. 2a dargestellt, und es wird angenommen, daß dieser Pegel eine zulässige Amplitude für den Klangregler 1 darstellt. Der Pegel des Ausgangssignals "ii" des Festwertdämpfers 6 wird im gesamten Frequenzband um einen Betrag "b" dB abgeschwächt, wie in Fig. 2b dargestellt. Demgemäß ist eine Vorabeinstellung des maximalen Eingangspegels des Klangreglers 1 unter Berücksichtigung der maximalen Pegelanhebung (der Maximalverstärkung) desselben erforderlich.
Anders gesagt, ist es erforderlich, daß die Dämpfung von "b" dB, die einem Grenzwert genügt, innerhalb des zulässigen Eingabewerts für den Klangregler 1 liegt. Daher wird der Betrag des Grenzwerts von "b" dB als ein solcher Wert gewählt, innerhalb dessen ein Tonsignal selbst bei der maximalen Pegelanhebung im Klangregler 1 nicht begrenzt wird. Dann wird vom Klangregler 1 ein Ausgangssignal erhalten, wie es in Fig. 2c dargestellt ist, das im Band B der höheren Frequenz pegelmäßig um den Betrag "a" dB angehoben ist.
Wie es vorstehend beschrieben wurde, ist bei der Audioausrüstung mit dein bekannten Klangregler der für den Klangregler erstellte Grenzwert ohne Nutzen, wenn im Klangregler keine Pegelanhebung erfolgt, und er führt zu einer Dämpfung des Audiosignals auf einen kleineren Pegel als erforderlich. Dies wiederum beeinträchtigt das S/R-Verhältnis und verschlechtert die Qualität des Audiosignals.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die vorstehend beschriebenen Schwierigkeiten zu beseitigen und einen Verstärkungsregler mit einem Tonregler zu schaffen, von dem immer ein Audiosignal mit gutem S/R-Verhältnis unabhängig vom Betrag der Pegelanhebung, wozu keine Pegelanhebung wie auch ein kleiner Betrag der Pegelanhebung gehören, ausgegeben wird.
Diese Aufgabe wird durch den in Anspruch 1 dargelegten Verstärkungsregler gelöst.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist ein Blockdiagramm, das die Anordnung einer bekannten Audioausrüstung zeigt;
Fig. 2a - 2c sind Diagramme, die Frequenzgänge zum Veranschaulichen von Dämpfungsbeträgen an verschiedenen Punkten bei der bekannten Audioausrüstung zeigen;
Fig. 3 ist ein Blockdiagramm, das einen Verstärkungsregler gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt;
Fig. 4 ist ein Diagramm, das den Frequenzgang eines Klangreglers beim vorstehenden Ausführungsbeispiel zeigt;
Fig. 5 ist ein Diagramm, das einen Frequenzgang zum Veranschaulichen der Summe von Dämpfungen in einem ersten und einein zweiten elektronischen Lautstärkeregler beim vorstehenden Ausführungsbeispiel zeigt;
Fig. 6a - 6c sind Diagramme, die Frequenzgänge zum Veranschaulichen von Dämpfungsbeträgen an verschiedenen Punkten des erfindungsgemäßen Verstärkungsreglers unter Bezugnahme auf die in Fig. 4 und Fig. 5 dargestellten Charakteristiken zeigen;
Fig. 7 ist ein Blockdiagramm zum Veranschaulichen einer Signalpegeländerung über die Blöcke des erfindungsgemäßen Verstärkungsreglers unter Bezugnahme auf die in Fig. 4 und Fig. 5 dargestellten Charakteristiken; und
Fig. 8 ist ein Blockdiagramm, das den Betrieb eines Mikroprozessors beim Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt.

BESCHREIBUNG DES BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELS

Es wird nun ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen detaillierter beschrieben. Es wird nun auf Fig. 3 Bezug genommen, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung als Blockdiagramm dargestellt ist, wobei die Zahl 1 einen Klangregler bezeichnet, der als Frequenzgangregler zu verwenden ist, die Zahl 2 einen ersten elektronischen Lautstärkeregler bezeichnet, der als Dämpfer zu verwenden ist und in der Eingangsstufe des Klangreglers 1 angeordnet ist, die Zahl 3 einen zweiten elektronischen Lautstärkeregler bezeichnet, der als anderer Dämpfer zu verwenden ist und in der Ausgangsstufe des Klangreglers 1 angeordnet ist, und die Zahl 4 einen Mikroprozessor bezeichnet.
Der Klangregler 1, der erste elektronische Lautstärkeregler 2 sowie der zweite elektronische Lautstärkeregler 3 werden auf zusammenwirkende Weise durch den Mikroprozessor 4 gesteuert betrieben. Genauer gesagt, werden der Betrag der Dämpfung durch den ersten elektronischen Lautstärkeregler 2 sowie derjenige durch den zweiten elektronischen Lautstärkeregler 3 vom Mikroprozessor 4 auf den Frequenzgang hin ermittelt, der im Klangregler 1 eingestellt wurde.
Wie erkennbar, bilden der erste elektronische Lautstärkeregler 2, der zweite elektronische Lautstärkeregler 3 und der Mikroprozessor 4 den erfindungsgemäßen Verstärkungsregler 5. Frequenzgänge an verschiedenen Punkten des Verstärkungsreglers sind in Fig. 6a - 6c für den Fall veranschaulicht, daß der Frequenzgang des Klangreglers 1 so ausgewählt ist, daß er in einem Band B höherer Frequenz eine Verstärkung von dB aufweist, wie es in Fig. 4 dargestellt ist, und daß die Gesamtdämpfung des Verstärkungsreglers 5, oder die Summe der Dämpfungen des ersten und des zweiten elektronischen Lautstärkereglers 2, 3 so eingestellt ist, daß sie innerhalb des gesamten Frequenzbandes "c" dB beträgt, wie es in Fig. 5 dargestellt ist. (i) - (iv) bezeichnen Audiosignale zwischen den Blöcken in Fig. 3.
Es wird auf Fig. 6a Bezug genommen, in der der dargestellte Frequenzgang den Eingangssignalpegel von 0 dB für den ersten elektronischen Lautstärkeregler 2 veranschaulicht. Dies ist ein zulässiger Signalpegel für den Klangregler 1, bei dem es zu keinen Begrenzungsverzerrungen kommt, wenn der Frequenzgang desselben hinsichtlich des Pegelanhebebetrags auf 0 (oder auf keine Verstärkung) eingestellt ist.
Demgemäß steuert der Mikroprozessor 4 den ersten elektronischen Lautstärkeregler 2 so, daß das Eingangssignal (i) innerhalb des gesamten Frequenzbands um den Betrag "a", dB abgeschwächt wird, da der Frequenzgang des Klangreglers so eingestellt wurde, wie es in Fig. 4 dargestellt ist. Das gedämpfte Eingangssignal ist in Fig. 6b als (ii) dargestellt. Daher ist der Verstärkungsfrequenzgang für das Signal am Ausgangspunkt des Klangreglers 1 dergestalt, wie es als (iii) in Fig. 6b und 6c dargestellt ist, und der Maximalpegel überschreitet nie 0 dB.
Wenn das Eingangssignal im ersten elektronischen Lautstärkeregler 2 nicht abgeschwächt wird, überschreitet das Signal im Klangregler bei seinem Maximalpegel den Pegel von 0 dB, wie dies in Fig. 6b mit (iiia) dargestellt ist, und dies führt dazu, daß im Klangregler 1 Begrenzungsverzerrung auftritt.
Dann steuert der Mikroprozessor 4 den zweiten elektronischen Lautstärkeregler 3 so, daß das Signal um den Betrag "c - a" dB abgeschwächt wird, was die Differenz zwischen der Gesamtdämpfung von "c" dB durch den Verstärkungsregler 5 und der Dämpfung von "a" dB im ersten Lautstärkeregler 2 ist, wie sie in Fig. 6c dargestellt sind, um zum endgültigen Verstärkungsfrequenzgang zu führen, wie er mit (iv) in Fig. 6c dargestellt ist.
Der Zustand der Verstärkungsänderung für das Audiosignal über jeden Block des Verstärkungsreglers ist in Fig. 7 dargestellt, wobei der Frequenzgang des Klangreglers 1 so eingestellt ist, wie es in Fig. 4 dargestellt ist. Genauer gesagt, ist angenommen, daß das Eingangssignal (i) für den ersten elektronischen Lautstärkeregler 2 den maximal zulässigen Pegel von 0 dB für den Klangregler 1 aufweist. Der erste elektronische Lautstärkeregler 2 wird dann vom Mikroprozessor 2 abhängig von einem Steuersignal I eingestellt, um das Eingangssignal um einen Betrag von "a" dB abzuschwächen, was dem Pegelanhebebetrag zum Erzielen des ausgewählten Frequenzgangs im Klangregler 1 gleich ist. Das Signal wird innerhalb des Frequenzbands B im Klangregler 1 abhängig von einem vom Mikroprozessor 4 gelieferten Steuersignal II um den Betrag von "a" dB verstärkt, ohne daß es zu irgendeiner Pegeländerung im Frequenzband A kommt. Der Mikroprozessor erzeugt gleichzeitig mit dem Steuersignal I auch ein Steuersignal III für den zweiten elektronischen Lautstärkeregler 3, und er stellt daher die Dämpfung im zweiten elektronischen Lautstärkeregler 3 so ein, daß das Signal um den Betrag "c - a" dB geschwächt wird, der dadurch erhalten wird, daß "a" dB oder die Dämpfung im ersten elektronischen Lautstärkeregler 2 von "c" dB oder der Gesamtdämpfung des Verstärkungsreglers 5 abgezogen wird.
Demgemäß entspricht das Ausgangssignal (iv) des zweiten elektronischen Lautstärkereglers 3 dem Eingangssignal (i), das im Frequenzband A um einen Betrag von "c" dB und im Frequenzband um einen Betrag von "c - a" dB abgeschwächt wurde.
Aus der vorstehenden Beschreibung ist erkennbar, daß der Ausgangspegel (iii) des Klangreglers nie null dB übersteigt, und die Einstellung des Frequenzgangs im Klangregler 1 spiegelt sich im Ausgangssignal gut wieder.
Außer die Erfindung auszuführen, ist es möglich, das Eingangssignal durch Dämpfen des Eingangspegels unter Berücksichtigung der abgeschätzten Verstärkung im Klangregler auf einen ausreichend niedrigen Wert zu dämpfen, damit es den maximal zulässigen Eingangspegel des Klangreglers nicht überschreitet, jedoch verschlechtert dies das S/R-Verhältnis, und es verdirbt die Tonqualität beträchtlich. Daher sticht der erfindungsgemäße Verstärkungsregler hinsichtlich des S/R-Verhältnisses hervor.
Beim Ausführungsbeispiel der Erfindung, wie es vorstehend beschrieben wurde, wurde davon ausgegangen, daß die Gesamtdämpfung des Verstärkungsreglers 5 größer als die Verstärkung ist, die in irgendeinem Frequenzband des Klangreglers erzielt wird; wenn jedoch die Gesamtdämpfung des Verstärkungsreglers kleiner als die im Klangregler zu erzielende Verstärkung ist, sollte der Dämpfungsbetrag im ersten elektronischen Lautstärkeregler 2 so beschränkt werden, daß der für das Gesamtsystem eingestellte Dämpfungsbetrag nicht überschritten wird, vorausgesetzt, daß die Dämpfung im zweiten elektronischen Klangregler 3 0 dB beträgt.
Die Erfindung wurde unter Bezugnahme auf das bevorzugte Ausführungsbeispiel beschrieben, bei dem im Klangregler 1 das Signal in einem bestimmten Frequenzband verstärkt wird; jedoch erfolgt dann, wenn das Signal im Klangregler gedämpft wird, im ersten elektronischen Lautstärkeregler 2 keine durch den Mikroprozessor 4 gesteuerte Dämpfung.
Des Betrieb des Mikroprozessors 4 wird nun unter Bezugnahme auf das in Fig. 8 dargestellte Flußdiagramm beschrieben. Der Mikroprozessor löst den Betrieb durch einen ersten Schritt S1 aus, bei dem das gesamte System anfangs durch eine Eingabevorrichtung wie einen (nicht dargestellten) Schalter so eingestellt wird, daß es einen vorgegebenen Dämpfungsbetrag aufweist, und die Spannungsquelle wird eingeschaltet. Der für die Dämpfung des Gesamtsystems eingestellte Wert von "c" dB wird vom Mikroprozessor 4 in einem Schritt S2 aus der Stellung der Eingabevorrichtung wie des Schalters erkannt. Dann wird vom Mikroprozessor 4 in einem Schritt S3 aus der Stellung einer anderen Eingabevorrichtung wie eines Schalters und dergleichen (nicht dargestellt) ermittelt, ob im Klangregler 1 ein Pegelanhebebetrag eingestellt wurde oder nicht. Wenn eine Einstellung erfolgte, wird der Pegelanhebebetrag von "a" dB in einem Schritt S4 erfaßt. Wenn keine Einstellung erfolgte, geht das Programm direkt zu einem Schritt S7 weiter. Der Dämpfungsbetrag für den ersten elektronischen Lautstärkeregler 2 wird in einem Schritt S5 auf Grundlage des erfaßten Werts von "a" dB und der Steuerung durch den Mikroprozessor 4 ermittelt. Der Dämpfungsbetrag von "b" dB für den zweiten elektronischen Lautstärkeregler 3 wird seinerseits in einem Schritt S6 ermittelt. Der Dämpfungsbetrag wird aus der Gleichung b = c - a dB ermittelt. Der Steuerungsvorgang endet im Schritt S7.
Die Erfindung wurde unter Bezugnahme auf ein Ausführungsbeispiel beschrieben, bei dem der Klangregler 1 als Frequenzgangregler verwendet wird. Es ist jedoch ersichtlich, daß viele Änderungen vorgenommen werden können. Z.B. kann der Klangregler durch einen Grafik-Equalizer ersetzt werden, der ein Frequenzgangkompensator ist, der die Verstärkung unabhängig für mehrere Frequenzen einstellen kann.
Bei der vorstehend erwogenen Modifizierung ist es für den Fachmann offensichtlich, daß die Dämpfungsbeträge für den ersten und den zweiten elektronischen Lautstärkeregler 2, 3 durch den Mikroprozessor 4 auf ähnliche Weise auf Grundlage des im Grafik-Equalizer eingestellten Frequenzgangs ermittelt werden.
Ferner ist es selbst bei digitaler Signalverarbeitung bevorzugt, daß die Dämpfung des Signalpegels so klein wie möglich gehalten wird, und die Obergrenze des Signalpegels sollte innerhalb des maximal zu erzielenden Werts gehalten werden. Demgemäß ist es selbstverständlich, daß dieselben Vorteile, wie sie vorstehend beschrieben wurden, selbst bei digitaler Signalverarbeitung bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung erzielt werden können.
Gemäß der vorstehenden Beschreibung ist zu beachten, daß die Erfindung einen verbesserten Verstärkungsregler zum Minimieren der Dämpfung eines Eingangssignals und zum Verhindern einer Verschlechterung des S/R-Verhältnisses wie auch des Auftretens einer Begrenzungsverzerrung in der Stufe der Frequenzgangeinstellung schafft.

Claims

1.Verstärkungsregler, umfassend

einen ersten elektronischen Volumenregler (2) zum Dämpfen eines Eingangssignals (i),

einen das Ausgangssignal (ii) des ersten Volumenreglers (2) aufnehmenden Frequenzgangregler (1) zur Einstellung eines Frequenzgangs,

einen zweiten elektronischen Volumenregler (3) zum Dämpfen des Ausgangssignals (iii) des Frequenzgangreglers (1), und

ein Steuerelement (4) zur Steuerung des ersten und des zweiten Volumenreglers (2, 3),

dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerelement ein Mikroprozessor (4) ist, das den ersten Volumenregler (2), den zweiten Volumenregler (3) und den Frequenzgangregler (1) zusammenwirkend derart steuert, daß das Eingangssignal (i) durch den ersten Volumenregler (2) um einen Betrag gedämpft wird, der gleich ist dem Höchstbetrag der an dem Frequenzgangregler (1) eingestellten Pegelanhebung, und das Ausgangssignal (iii) des Frequenzgangreglers (1) durch den zweiten Volumenregler (3) um einen Betrag gedämpft wird, der gleich ist der Differenz zwischen einer gewünschten Gesamtdämpfung und der von dem ersten Volumenregler (2) vermittelten Dämpfung.

2. Verstärkungsregler nach Anspruch 1, wobei der Frequenzgangregler (1) einen Klangregler zum Anheben des Signalpegels in höheren oder niedrigeren Frequenzbändern umfaßt.

3. Verstärkungsregler nach Anspruch 1, wobei der Frequenzgangregler (1) einen Tonregler zum Dämpfen des Signalpegels in höheren oder niedrigeren Frequenzbändern umfaßt.

4. Verstärkungsregler nach Anspruch 1, wobei der Frequenzgangregler (1) einen Graphic-Equaliser umfaßt.

5. Verstärkungsregler nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der erste und der zweite Volumenregler (2, 3) elektronische veränderbare Widerstände umfassen.

6. Verstärkungsregler nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Eingangssignal (i) ein Digitalsignal ist.

7. Verfahren zur Verstärkungsregelung, das eine Signalbeschneidung ohne unnötige Herabsetzung der Signalqualität vermeidet, wobei der Signal frequenzselektiv angehoben wird,

dadurch gekennzeichnet,

daß das Signal vor der Pegelanhebung um einen Betrag gedämpft wird, der gleich ist dem größten während der Pegelanhebung auf das Signal angewandten Pegelanhebungsbetrag, und

daß das Signal nach der Pegelanhebung um einen Betrag gedämpft ist, der gleich ist der Differenz zwischen einer gewünschten Gesamtdämpfung und der im ersten Dampfungsschritt angewandten Dämpfung.