JP2000332557A - ゲインコントロール回路及びそのホールド時間決定方法 - Google Patents

ゲインコントロール回路及びそのホールド時間決定方法

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JP2000332557A
JP2000332557A JP13588199A JP13588199A JP2000332557A JP 2000332557 A JP2000332557 A JP 2000332557A JP 13588199 A JP13588199 A JP 13588199A JP 13588199 A JP13588199 A JP 13588199A JP 2000332557 A JP2000332557 A JP 2000332557A
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gain control
signal
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Satoyoshi Takano
吏可 高野
Takahiro Watanabe
高弘 渡邉
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Sony Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ゲインコントロールにおけるホールド時間を
決定するための特別な構成を付加することなく、有効な
ホールド時間によって最適なゲインコントロールを行
う。 【解決手段】 ホールド時間を決定するために、最低周
波数の正弦波の絶対値をとり、そのピーク間の時間を算
出する。そして、このピーク間の時間をホールド時間T
として決定する。ゲインコントロール回路30では、入
力信号のピークが検出された後、そのピーク値を越える
入力信号がホールド時間Tを経過した後も検出されない
場合に、ゲイン値を所定の割合で変化させる。このゲイ
ン値を変化させる割合Rateには、最大ゲイン値Ma
xを最低周波数信号の1/4波長で割った値を用いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、各種の信号処理系
で処理される信号のゲインをコントロールするゲインコ
ントロール回路に関し、特に入力信号のピーク検出に基
づいてゲイン値を一定に保持するためのホールド時間の
決定方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、この種のゲインコントロール
回路では、入力信号レベルのピークを検出し、この検出
したピーク値に基づいてゲイン値を決定し、このゲイン
値に基づいて信号処理系のゲインをコントロールするも
のである。そして、このようなゲインコントロール回路
でゲインコントロールを行う場合、一旦検出したピーク
値を越える入力が検出されない場合には、一定のホール
ド時間を設けて一度決定したゲイン値に基づくゲインコ
ントロールをホールド時間だけ保持することにより、頻
繁なゲインの変動をなくし、特に低周波数信号に対する
歪み等の影響を回避する方法がとられている。一方、こ
のようなホールド時間を長くし過ぎると、入力信号レベ
ルが低下した場合に、ゲインコントロールが有効に追従
できず、低出力レベルにおけるS/Nの低下等を招く問
題がある。したがって、このようなホールド時間を適正
に決定することが、有効なゲインコントロールを行う上
で重要な要素となる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしならが、従来の
ゲインコントロール回路では、上述したホールド時間を
決定する有効な方法がないことから、このホールド時間
の決定に際しては、例えば、実際に作成した信号処理回
に対し、種々のホールド時間を設定したゲインコントロ
ールを実際に試行してみることにより、最適なホールド
時間を決定するという方法が採用されており、その実証
作業に大きな労力と時間を要するという問題があった。
また、このような問題を解決するため、入力信号に応じ
てホールド時間自体を切り換えるような装置も提案され
ている(例えば特開平9−93061号公報、特開平9
−135136号公報参照)。しかし、このようにホー
ルド時間自体を切り換える構成では、そのためのスイッ
チ等を必要とし、部品点数の増大やコストの上昇を招く
ことになる。
【0004】そこで本発明の目的は、ゲインコントロー
ルにおけるホールド時間を決定するための特別な構成を
付加することなく、有効なホールド時間によって最適な
ゲインコントロールを行うことができるゲインコントロ
ール回路及びそのホールド時間決定方法を提供すること
にある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するため、入力信号に所定の信号処理を施して出力する
信号処理回路に設けられ、前記信号処理回路における出
力信号のゲインをコントロールするゲインコントロール
回路において、前記入力信号のピーク値を検出するピー
ク検出手段と、前記ピーク検出手段によってピーク値が
検出された後、そのピーク値を越える入力信号がない場
合に、前記ピーク値を所定のホールド時間だけ保持する
ピークホールド手段と、前記ピークホールド手段によっ
て保持されたピーク値に基づいてゲイン値を決定するゲ
イン値制御手段とを有し、前記ピークホールド手段にお
けるホールド時間を、前記信号処理回路に入力される最
低周波数信号の略半波長に対応する所定時間としたこと
を特徴とする。
【0006】また本発明は、入力信号のピーク値を検出
し、前記ピーク値が検出された後、そのピーク値を越え
る入力信号がない場合に、前記ピーク値を所定のホール
ド時間だけ保持するとともに、前記ピーク値に基づいて
決定したゲイン値に基づいて信号処理回路のゲインを制
御するゲインコントロール回路のホールド時間決定方法
において、前記ホールド時間を、前記信号処理回路に入
力される最低周波数信号の略半波長に対応して決定する
ことを特徴とする。
【0007】本発明のゲインコントロール回路におい
て、ピーク検出手段では、入力信号のピーク値を検出
し、ピークホールド手段では、ピーク値が検出された
後、そのピーク値を越える入力信号がない場合に、前記
ピーク値を所定のホールド時間だけ保持する。また、ゲ
イン値制御手段では、前記ピーク値に基づいて決定した
ゲイン値により信号処理回路のゲインを制御する。そし
て、ピークホールド手段におけるホールド時間は、信号
処理回路に入力される最低周波数信号の略半波長に対応
して設定されている。このため、信号処理回路の入力信
号が低周波数信号である場合にも、ホールド時間が短過
ぎることはなく、このホールド時間に基づくゲインの切
り換え動作によって、出力信号が悪影響を受けることは
ない。
【0008】また、信号処理回路の入力信号のレベルが
急激に低下した場合にも、ホールド時間が長過ぎないた
め、ゲインコントロールが有効に追従でき、低レベルの
出力信号が悪影響を受けることはない。したがって、本
発明のゲインコントロール回路では、必要十分な長さの
1つのホールド時間を容易に設定できるので、複数のホ
ールド時間を切り換えるような特別な構成を付加するこ
となく、有効なホールド時間によって最適なゲインコン
トロールを行うことができる。
【0009】また、本発明のホールド時間決定方法にお
いて、ゲインコントロール回路でピークホールドに用い
るホールド時間を、信号処理回路に入力される最低周波
数信号の略半波長に対応して決定する。このため、ゲイ
ンコントロールの際に、信号処理回路の入力信号が低周
波数信号である場合にも、ホールド時間が短過ぎること
はなく、このホールド時間に基づくゲインの切り換え動
作によって、出力信号が悪影響を受けることはない。
【0010】また、ゲインコントロールの際に、信号処
理回路の入力信号のレベルが急激に低下した場合にも、
ホールド時間が長過ぎないため、ゲインコントロールが
有効に追従でき、低レベルの出力信号が悪影響を受ける
ことはない。したがって、本発明のホールド時間決定方
法では、必要十分な長さの1つのホールド時間を容易に
決定できるので、複数のホールド時間を切り換えるよう
な特別な構成を付加することなく、有効なホールド時間
によって最適なゲインコントロールを行うことができ
る。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明によるゲインコント
ロール回路及びそのホールド時間決定方法の実施の形態
について説明する。図1は、本実施の形態によるゲイン
コントロール回路を設けた信号処理回路の具体例を示す
ブロック図である。本例のゲインコントロール回路は、
各種のオーディオ機器等において利用されているDBB
(ダイナミック・バス・ブースト)を適用した信号処理
回路に設けられている。すなわち、信号処理回路は、入
力音楽データを高域と低域に周波数分割し、それぞれ個
別のフィルタを通すことにより強調処理を施した後、高
域と低域とを合成して出力音楽データとして出力するも
のであり、高域強調部10と、低域強調部20と、ゲイ
ンコントロール回路30と、乗算器40と、加算器50
とを有する。
【0012】そして、高域強調部10は、入力音楽デー
タの高域部分を抽出して入力し、この入力データにフィ
ルタ処理を施して加算器50に出力する。また、低域強
調部20は、入力音楽データの低域部分を抽出して入力
し、この入力データにフィルタ処理を施して乗算器40
に出力する。また、ゲインコントロール回路30は、低
域強調部20の出力データのゲインコントロールを行う
ものであり、入力音楽データに基づいて決定したゲイン
値を乗算器40に出力し、必要に応じて低域強調部20
の出力データを増幅する。加算器50では、高域強調部
10からの高域強調データと乗算器40からのゲインコ
ントロールされた低域強調データとを加算し、出力音楽
データとして出力する。
【0013】このような信号処理回路において、ゲイン
コントロール回路30は、入力信号(低域音楽データ)
のピーク値を検出するピーク検出手段と、このピーク検
出手段によってピーク値が検出された後、そのピーク値
を越える入力信号がない場合に、ピーク値を所定のホー
ルド時間だけ保持するピークホールド手段と、このピー
クホールド手段によって保持されたピーク値に基づいて
ゲイン値を決定するゲイン値制御手段とを有している。
そして、本例のゲインコントロール回路30では、ピー
クホールド手段におけるホールド時間を、信号処理回路
に入力される最低周波数信号の略半波長に対応する所定
時間としたものである。
【0014】以下、このようなホールド時間の決定方法
と、このホールド時間に基づくゲインコントロール回路
30の動作について、図2〜図4を参照して説明する。
図2は、本例において信号処理回路の入力信号として想
定される最低周波数を有する正弦波の一例を示す説明図
である。本例では、ホールド時間を決定するために、図
2(A)に示す正弦波を図2(B)に示すように整流し
て絶対値をとり、そのピーク間の時間を算出する。そし
て、このピーク間の時間をホールド時間Tとして決定す
る。すなわち、このホールド時間Tは、最低周波数信号
である図2に示す正弦波の半波長分の時間に相当するも
のである。なお、このホールド時間Tは、一定の幅をも
って決定できるが、例えば、図2(A)に示す正弦波の
少なくとも半波長以上の時間とすることで、低域の入力
信号に対して影響しない値を確実に選択できる。また、
ゲインコントロール回路30では、入力信号のピークが
検出された後、そのピーク値を越える入力信号がホール
ド時間Tを経過した後も検出されない場合に、ゲイン値
を所定の割合で変化させる。
【0015】図3は、このゲイン値を変化させる際の割
合を決定する方法を説明する説明図である。まず、ゲイ
ンコントロール回路30でとり得る最大ゲイン値をMa
xとし、また、ゲインを変化させる割合をRate(△
Gain/△t)とする。また、上述した最低周波数を
有する正弦波の波長をLとすると、本例では、次式によ
ってRateを決定する。 Rate=△Gain/△t=Max/(L/4) すなわち、本例では、最大ゲイン値Maxを最低周波数
信号の1/4波長で割った値をゲインを変化させる割合
Rateとして用いる。
【0016】図4は、以上のようなホールド時間T及び
変化割合Rateに基づくゲインコントロール動作の具
体例を示す説明図である。まず、入力データのピーク値
(絶対値)を検出し、そのピーク値に対応してゲイン値
を決定し、その決定したゲイン値を乗算器40に出力す
るとともに、ホールド時間Tを起動する(動作1)。こ
の後、図4(B)に示すように、入力データがピーク値
を越えた場合には、この新たなピーク値を用いてゲイン
値を決定するとともに、ホールド時間Tを再起動してゲ
インコントロールを行う(動作2)。また、図4(A)
に示すように、入力データがピーク値を越えることな
く、ホールド時間Tが経過した場合には、上述したRa
teの割合でゲインを変化させていく。また、これとと
もにピークホールド手段におけるピーク値もゲインに合
わせて変化させていく(動作3)。そして、入力データ
の絶対値レベルがピーク値を越えない場合には、ゲイン
値が初期値になるまで減らしていき、ゲイン値が初期値
になると、(動作1)に戻って処理を繰り返す(動作
4)。
【0017】次に、以上のようなゲインコントロール回
路の動作を図1に示す構成に則して具体的に説明する。
上述のように、DBBでは、低域強調した音楽データを
必要に応じてゲインコントロールし、アンバランスに聞
こえないよう、その低域強調データに高域強調したデー
タを加算して出力する。例えば、低域強調部20におい
て音楽データの低域部分のゲインを18dBだけ上げた
い場合、元の音楽データの値が小さいときは、そのまま
18dB上げてもよいが、元の音楽データの値が大きい
ときには、そのまま18dB上げると、サチュレーショ
ンを起す恐れがある。そこで、このような場合には、ゲ
インコントロール回路によってゲイン値を調節すること
により、適正な出力を確保する。すなわち、図4におい
て、入力信号のピーク値が大きい状態ではゲイン値を抑
制する制御を行い、入力信号のピーク値が小さい状態で
はゲイン値を初期値(この場合は18dB)に近づける
ように制御を行う。
【0018】なお、以上の例は、本発明をDBBによる
信号処理回路に適用した場合について説明したが、本発
明は、他の自動利得制御(AGC)を行う信号処理回路
に広く適用し得るものである。
【0019】
【発明の効果】以上説明したように本発明のゲインコン
トロール回路では、ピークホールド手段におけるホール
ド時間を、信号処理回路に入力される最低周波数信号の
略半波長に対応して設定するようにした。このため、必
要十分な長さの1つのホールド時間を容易に設定できる
ので、複数のホールド時間を切り換えるような特別な構
成を付加することなく、また、ホールド時間の検証作業
時間を短縮でき、有効なホールド時間によって最適なゲ
インコントロールを行うことができる。
【0020】また、本発明のホールド時間決定方法で
は、ゲインコントロール回路でピークホールドに用いる
ホールド時間を、信号処理回路に入力される最低周波数
信号の略半波長に対応して決定するようにした。このた
め、必要十分な長さの1つのホールド時間を容易に決定
できるので、複数のホールド時間を切り換えるような特
別な構成を付加することなく、また、ホールド時間の検
証作業時間を短縮でき、有効なホールド時間によって最
適なゲインコントロールを行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態によるゲインコントロール
回路を設けた信号処理回路の具体例を示すブロック図で
ある。
【図2】図1に示す信号処理回路の入力信号として想定
される最低周波数を有する正弦波の一例を示す説明図で
ある。
【図3】図1に示す信号処理回路においてゲイン値を変
化させる際の割合を決定する方法を説明する説明図であ
る。
【図4】図1に示す信号処理回路におけるゲインコント
ロール動作の具体例を示す説明図である。
【符号の説明】
10……高域強調部、20……低域強調部、30……ゲ
インコントロール回路、40……乗算器、50……加算
器。

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力信号に所定の信号処理を施して出力
    する信号処理回路に設けられ、前記信号処理回路におけ
    る出力信号のゲインをコントロールするゲインコントロ
    ール回路において、 前記入力信号のピーク値を検出するピーク検出手段と、 前記ピーク検出手段によってピーク値が検出された後、
    そのピーク値を越える入力信号がない場合に、前記ピー
    ク値を所定のホールド時間だけ保持するピークホールド
    手段と、 前記ピークホールド手段によって保持されたピーク値に
    基づいてゲイン値を決定するゲイン値制御手段とを有
    し、 前記ピークホールド手段におけるホールド時間を、前記
    信号処理回路に入力される最低周波数信号の略半波長に
    対応する所定時間とした、 ことを特徴とするゲインコントロール回路。
  2. 【請求項2】 前記最低周波数信号の略半波長に対応す
    る所定時間とは、少なくとも最低周波数信号の半波長以
    上の時間であることを特徴とする請求項1記載のゲイン
    コントロール回路。
  3. 【請求項3】 前記最低周波数信号は正弦波であること
    を特徴とする請求項1記載のゲインコントロール回路。
  4. 【請求項4】 前記ピーク検出手段によってピーク値が
    検出された後、そのピーク値を越える入力信号が前記ホ
    ールド時間を経過した後も検出されない場合に、前記ゲ
    イン値制御手段は、前記ゲイン値を単位時間に対して所
    定の割合で変化させることを特徴とする請求項1記載の
    ゲインコントロール回路。
  5. 【請求項5】 前記ゲイン値制御手段が前記ゲイン値を
    変化させる所定の割合は、前記ゲイン値制御手段におけ
    る最大ゲイン値を前記最低周波数信号の1/4波長で割
    った値であることを特徴とする請求項4記載のゲインコ
    ントロール回路。
  6. 【請求項6】 前記ピークホールド手段は、前記ピーク
    検出手段によってピーク値が検出された後、そのピーク
    値を越える入力信号が前記ホールド時間経過前に検出さ
    れた場合には、前記ピーク値を新たに検出された値に更
    新するとともに、前記ホールド時間を再設定して更新し
    たピーク値の保持を行うことを特徴とする請求項1記載
    のゲインコントロール回路。
  7. 【請求項7】 前記信号処理回路は、音楽信号を処理す
    るフィルタ回路であることを特徴とする請求項1記載の
    ゲインコントロール回路。
  8. 【請求項8】 前記信号処理回路は、音楽信号の高域を
    強調処理する高域強調部と、音楽信号の低域を強調処理
    する低域強調部と、前記各強調部からの出力音楽信号を
    合成する合成部とを有し、前記ゲインコントロール回路
    が前記低域強調部のゲインをコントロールするために設
    けられていることを特徴とする請求項1記載のゲインコ
    ントロール回路。
  9. 【請求項9】 入力信号のピーク値を検出し、前記ピー
    ク値が検出された後、そのピーク値を越える入力信号が
    ない場合に、前記ピーク値を所定のホールド時間だけ保
    持するとともに、前記ピーク値に基づいて決定したゲイ
    ン値に基づいて信号処理回路のゲインを制御するゲイン
    コントロール回路のホールド時間決定方法において、 前記ホールド時間を、前記信号処理回路に入力される最
    低周波数信号の略半波長に対応して決定する、 ことを特徴とするゲインコントロール回路のホールド時
    間決定方法。
  10. 【請求項10】 前記最低周波数信号の略半波長に対応
    する所定時間とは、少なくとも最低周波数信号の半波長
    以上の時間であることを特徴とする請求項9記載のゲイ
    ンコントロール回路のホールド時間決定方法。
  11. 【請求項11】 前記最低周波数信号は正弦波であるこ
    とを特徴とする請求項9記載のゲインコントロール回路
    のホールド時間決定方法。
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