JP2001268683A - オーディオ信号処理回路 - Google Patents

オーディオ信号処理回路

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JP2001268683A
JP2001268683A JP2000076846A JP2000076846A JP2001268683A JP 2001268683 A JP2001268683 A JP 2001268683A JP 2000076846 A JP2000076846 A JP 2000076846A JP 2000076846 A JP2000076846 A JP 2000076846A JP 2001268683 A JP2001268683 A JP 2001268683A
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frequency
low
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audio signal
speaker
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Masato Meya
正人 女屋
Tomonori Ishikawa
智徳 石川
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Sanyo Electric Co Ltd
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Sanyo Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 スピーカ特性による音のずれを解消する。 【解決手段】 入力オーディオ信号をブロック1に入力
し、ここで高域信号を位相シフトする。次に、ブロック
2において、低域信号を位相シフトする。高域と低域を
任意量位相シフトすることにより、スピーカ3から出力
される音におけるずれを解消する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、スピーカに供給す
るオーディオ信号を処理するオーディオ信号処理回路に
関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、各種のオーディオ機器が知ら
れており、スピーカから出力を改善してリスナーにより
よい音響を提供される工夫が種々なされている。例え
ば、低周波数領域や高周波数領域における増幅率を変更
したり、複数のスピーカから異なったタイミングで音響
出力をするなどの工夫がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ここで、ラジオカセッ
トデッキなど比較的小型のオーディオ機器においては、
1チャンネルにつき、1個のスピーカが接続されている
のが一般的である。このような場合、1つのスピーカか
ら高域から低域までの幅広い音を出力しなければなら
ず、スピーカからの再生出力による音場の明瞭度が悪化
するという問題があった。
【0004】これについて、研究したところ、次のよう
なことがわかった。スピーカは、振動板をドライブする
ことで音を放出する。そして、この振動板を振動させる
のに、コイルが利用されている。一般にコイルは位相特
性を有しており、低域では位相が遅れ、高域では位相が
進む。従って、スピーカの特性により高域と低域とでス
ピーカ出力に音のずれが生じ、これがこもった音の原因
となり音場の明瞭度悪化につながっていることがわかっ
た。
【0005】本発明においては、人の声を中域付近と定
義している。また、オーディオ機器、特に音場補正を行
える機器においては相対的に中域付近を中心として音の
レベルを調整する。そのため、低域および高域が減衰さ
れ、スピーカから出力される低域および高域の音が減少
し、音場の明瞭度を悪化するとい問題もあった。本発明
は、上記課題に鑑みなされたものであり、スピーカ特性
による音のずれを解消できるオーディオ信号処理回路を
提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、スピーカに供
給するオーディオ信号を処理する回路であって、信号の
高周波数帯域の位相をシフトする高域シフト回路と、信
号の低周波数帯域の位相をシフトする低域シフト回路
と、を有し、これら高域シフト回路および低域シフト回
路をいずれかを先にして直列接続し、入力オーディオ信
号に対し、低域および高域をそれぞれ任意量シフトする
とともに、高域と低域のシフト量を異なる量としてスピ
ーカに供給することを特徴とする。
【0007】このように、本発明によれば、高域シフト
回路と低域シフト回路を任意の順で直列接続する。従っ
て、信号のすべてに対し同等の処理を行うことができ、
スピーカからの出力において、歪みなどの発生を少なく
することができる。すなわち、高域信号や低域信号を分
離して、それぞれ別個に処理した場合、両帯域の信号
は、別々の回路で別々の処理を受けることになる。従っ
て、両帯域の信号を合わせた場合に遅延量が異なったり
して、整合することが難しい。本実施形態によれば、こ
のような問題が生じない。
【0008】そして、高域と低域のシフト量を異ならせ
ることによって、出力における音のずれを解消すること
ができ、明瞭な音場を形成することができる。
【0009】また、前記高域シフト回路および低域シフ
ト回路におけるシフト量がそれぞれ別個に調整可能であ
ることが好適である。これによって、スピーカ特性に応
じて、入力オーディオ信号の高域および低域に対し、所
望の位相シフトを付与することができ、所望の音のずれ
の解消が行える。
【0010】また、前記高域シフト回路および低域シフ
ト回路はそれぞれ増幅回路で構成されていることが好適
である。
【0011】また、前記高域シフト回路および低域シフ
ト回路を構成する増幅回路の増幅率は、それぞれの回路
のシフト量に比例した値に設定されていることが好適で
ある。このような低音高音のブーストによって、より適
切な音場形成が行える。
【0012】また、本発明は、スピーカに供給するオー
ディオ信号を処理する回路であって、前記スピーカの高
域の特性を補正するように、オーディオ信号の高周波帯
域の位相シフト量が調整する高域シフト回路と、前記ス
ピーカの低域の特性を補正するように、オーディオ信号
の低周波帯域の位相シフト量が調整する低域シフト回路
と、を有し、これら高域シフト回路および低域シフト回
路をいずれかを先にして直列接続することを特徴とす
る。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態(以下
実施形態という)について、図面に基づいて説明する。
【0014】図1は、本発明の実施形態の基本構成を示
したブロック図である。入力オーディオ信号は、まずブ
ロック1に入力される。このブロック1は、オールパス
フィルタによって構成されており、入力オーディオ信号
中の高周波帯域信号(高域信号)の位相を0〜−180
°の範囲でずらす。また、このブロック1は、入力オー
ディオ信号を位相シフト量に比例した増幅率で増幅して
出力する。
【0015】次に、ブロック1の出力は、これに直列接
続されているブロック2に入力される。このブロック2
も、オールパスフィルタで構成されているが、このブロ
ック2は入力されてくるブロック1の出力信号中の低周
波帯域信号(低域信号)の位相を0〜−180°の範囲
でずらし、また信号を位相シフト量に比例した増幅率で
増幅して処理後のオーディオ信号を出力する。
【0016】そして、ブロック2の出力がスピーカ3に
供給され、ここから音として出力される。このとき、高
域信号の位相シフト量はブロック1によって決定されて
おり、また低域信号の位相シフト量はブロック2によっ
て決定されている。そこで、これらブロック1,2にお
ける位相シフト量を調整することで、入力オーディオ信
号中の高域と低域とで異なる任意のシフト量を与えるこ
とができる。そこで、このブロック1,2におけるシフ
ト量をスピーカ3の特性に応じて適切なものに設定する
ことで、スピーカ3からの出力における音のずれを解消
することができ、明瞭な音場を形成することができる。
【0017】図2は、図1におけるブロック1,2の内
部構成を記載した回路図である。このようにブロック1
は、3つの抵抗R1,R2,R3と、コンデンサC1お
よびオペアンプOP1からなっている。入力オーディオ
信号は、抵抗R1を介しオペアンプOP1の正入力端子
に入力される。また、この正入力端子には、他端がグラ
ンドに接続されたコンデンサC1の一端が接続されてい
る。一方、入力オーディオ信号は、抵抗R3を介し、オ
ペアンプOP1の負入力端にも入力されている。そし
て、、このオペアンプOP1の出力端は、抵抗R2を介
し、オペアンプOP1の負入力端に接続されている。
【0018】従って、オペアンプOP1の正入力端子に
は、抵抗R1とコンデンサC1によって決定される時定
数で周波数に依存して遅延された信号が入力され、OP
1の出力端には、抵抗R1とコンデンサC1によって決
定される周波数fp1〜fp2の信号について0〜−1
80°の位相シフトがなされた信号が得られる。すなわ
ち、図5に示すように、周波数fp1から位相シフトが
開始され、周波数fp2では位相シフト量が−180°
となり、シフトが終了する。
【0019】すなわち、 fp2=1/(2π・R1・C1) [Hz] fp1=fp2/10 [Hz] の式で設定される周波数特性で、0〜−180°の位相
シフトがなされる。従って、抵抗R1の値および/また
はコンデンサC1の容量値を調整することで、図5にお
けるfp1,fp2を任意に調整することができ、所望
の高域側の信号を選択的に位相シフトすることができ
る。なお、コンデンサC1を外付けとし、その容量値を
変更することが好ましい。
【0020】例えば、抵抗R1=10kΩ、コンデンサ
C1=2200pFに設定することで、fp1=700
Hz程度になり、fp2=7000Hz程度となる。
【0021】このようにして、信号の高周波帯域の位相
を遅らすことにより、スピーカ特性の高周波帯域におけ
る進み特性を補正することができる。
【0022】また、入力オーディオ信号は、オペアンプ
OP1により、抵抗R2と抵抗R3の比に応じて増幅さ
れて出力される。
【0023】すなわち、入力オーディオ信号は、 α=20・log(R2/R3) で示される増幅率で増幅される。
【0024】ここで、この増幅は、上述の周波数シフト
が行われるオペアンプOP1において行われるため、上
述した位相シフト量と同様に周波数依存性がある。すな
わち、図6に示すように位相シフトの開始周波数fp1
までの増幅率は1(0dB)であり、シフト終了周波数
fp2以上の増幅率がαとなる。
【0025】このように、抵抗R2およびR3の値を変
更することで、任意の高域信号について任意の増幅が行
え、その周波数特性を位相シフトの周波数特性に比例し
たものにできる。なお、抵抗値の調整の方法としては、
抵抗の一方(例えば、抵抗R3)に並列の抵抗(破線で
示す)を外付けし、その抵抗値を変更することで増幅率
を調整することが好ましい。
【0026】例えば、抵抗R2=10kΩ、抵抗R3=
5kΩに設定することで、α=6dBとなる。すなわ
ち、位相シフト開始周波数fp1において0dB、fp
2において6dBの高域のブーストが行われる。そし
て、抵抗R3に外付けで抵抗を並列接続することで、α
を6dBに比べ小さく設定できる。
【0027】このようにして、信号の高周波帯域のレベ
ルを大きくすることにより、スピーカ特性の高周波帯域
における音の減少を補正することができる。
【0028】次に、ブロック2は、3つの抵抗R4,R
5,R6と、コンデンサC2およびオペアンプOP2か
らなっている。ブロック1の出力信号は、コンデンサC
2を介しオペアンプOP2の正入力端子に入力される。
また、この正入力端子には、他端がグランドに接続され
た抵抗R4の一端が接続されている。一方、ブロック1
の出力信号は、抵抗R6を介し、オペアンプOP2の負
入力端に入力され、このオペアンプOP2の出力端は、
抵抗R5を介し負入力端に接続されている。
【0029】従って、オペアンプOP2の正入力端子に
は、コンデンサC2と抵抗R4によって決定される特性
で位相が進められた信号が入力され、OP2の出力端に
は、抵抗R4とコンデンサC2によって決定される周波
数fp3〜fp4の信号について0〜+180°の位相
シフトがなされた信号が得られる。すなわち、図7に示
すように、周波数fp3において位相シフトが開始し、
周波数fp4において位相シフト量が+180°とな
り、シフトが終了する。
【0030】すなわち、 fp3=1/(2π・R1・C1) [Hz] fp4=fp3/10 [Hz] の式で設定される周波数特性で、0〜+180°の位相
シフトがなされる。従って、抵抗R4の値および/また
はコンデンサC2の容量値を調整することで、fp3,
fp4を任意に調整することができ、所望の高域側の信
号を選択的に位相シフトすることができる。なお、コン
デンサC2を外付けとし、その容量値を変更することが
好ましい。
【0031】例えば、抵抗R4=10kΩ、コンデンサ
C1=8200pFに設定することで、fp3=200
Hz程度になり、fp4=20Hz程度となる。
【0032】このようにして、信号の低周波帯域の位相
を進ませることにより、スピーカ特性の低周波帯域にお
ける遅れ特性を補正することができる。
【0033】また、入力オーディオ信号は、オペアンプ
OP2により、抵抗R5と抵抗R6の比に応じて増幅さ
れて出力される。
【0034】すなわち、入力オーディオ信号は、 α=20・log(R6/R5) で示される増幅率で増幅される。
【0035】ここで、この増幅は、上述の周波数シフト
が行われるオペアンプOP2において行われるため、上
述した位相シフト量と同様に周波数依存性がある。すな
わち、図8に示すように、位相シフトの開始周波数fp
3までの増幅率は1(0dB)であり、シフト終了周波
数fp4以下の増幅率がαとなる。
【0036】このように、抵抗R5およびR6の値を変
更することで、任意の低域信号について任意の増幅が行
え、その周波数特性を位相シフトの周波数特性に比例し
たものにできる。なお、抵抗値の調整の方法としては、
抵抗の一方(例えば、抵抗R6)に並列の抵抗(破線で
示す)を外付けし、その抵抗値を変更することで増幅率
を調整することが好ましい。
【0037】このようにして、信号の低周波帯域のレベ
ルを大きくすることにより、スピーカ特性の低周波帯域
における音の減少を補正することができる。
【0038】以上のように、本実施形態の回路によれ
ば、直列接続した高域の位相をシフトするブロック1
と、低域の位相をシフトするブロック2を利用すること
で、入力オーディオ信号の高域および低域について、所
望の位相シフトを付与することができる。すなわち、図
9に示すように高周波数帯域の位相を遅らせ、低周波数
帯域の位相を進めることができる。これにより、スピー
カ特性の低周波および高周波帯域の位相特性を補正し
て、スピーカから出力される音の位相を全低域で略フラ
ットにすることができる。そして、これらの位相シフト
量は可変になっており、fp1〜fp4を調整すること
により任意の特性を得ることができる。そこで、スピー
カ3から出力される音により形成する音場における音の
ずれを補正して、スピーカ3の出力により明瞭な音場を
形成する音ができる。
【0039】また、本実施形態によれば、高域および低
域信号のブーストを位相シフト量に比例させている。従
って、図10に示すような低音高音のブーストを行うこ
とができ、これにによってより適切な音場形成が行え
る。
【0040】さらに、本実施形態では、ブロック1,ブ
ロック2を直列接続している。従って、信号のすべてに
対し同等の処理を行うことができ、スピーカ3からの出
力において、歪みなどの発生を少なくすることができ
る。すなわち、高域信号や低域信号を分離して、それぞ
れ別個に処理した場合、両帯域の信号は、別々の回路で
別々の処理を受けることになる。従って、両帯域の信号
を合わせた場合に遅延量が異なったりして、整合するこ
とが難しい。本実施形態によれば、このような問題が生
じない。
【0041】上述の例では、ブロック1において高域の
位相シフトを行い、その後ブロック2において低域の位
相シフトを行っている。しかし、この順番を反対にして
も同様の作用効果が得られる。すなわち、図3に示すよ
うに、入力オーディオ信号をまずブロック2に入力しこ
こで低域をシフトし、その後ブロック1に入力して高域
をシフトする。そして、ブロック1の出力をスピーカ3
に供給する。
【0042】また、図4に、詳細回路図を示す。ブロッ
ク1,2の順番が反対になっただけで、それぞれの構成
は同一であり、その説明を省略する。
【0043】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
高域シフト回路と低域シフト回路を任意の順で直列接続
する。従って、信号のすべてに対し同等の処理を行うこ
とができ、スピーカからの出力において、歪みなどの発
生を少なくすることができる。すなわち、高域信号や低
域信号を分離して、それぞれ別個に処理した場合、両帯
域の信号は、別々の回路で別々の処理を受けることにな
る。従って、両帯域の信号を合わせた場合に遅延量が異
なったりして、整合することが難しい。本実施形態によ
れば、このような問題が生じない。そして、高域と低域
のシフト量を異ならせることによって、出力における音
のずれを解消することができ、明瞭な音場を形成するこ
とができる。
【0044】また、前記高域シフト回路および低域シフ
ト回路におけるシフト量がそれぞれ別個に調整可能であ
ることで、入力オーディオ信号の高域および低域につい
て、所望の位相シフトを付与することができ、所望の音
のずれの解消が行える。
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施形態の構成を示すブロック図である。
【図2】 同実施形態の回路図である。
【図3】 他の実施形態の構成を示すブロック図であ
る。
【図4】 同実施形態の回路図である。
【図5】 高周波帯域における位相シフトを説明する図
である。
【図6】 高周波帯域における増幅率を説明する図であ
る。
【図7】 低周波帯域における位相シフトを説明する図
である。
【図8】 低周波帯域における増幅率を説明する図であ
る。
【図9】 位相シフトを説明する図である。
【図10】 増幅率を説明する図である。
【符号の説明】
1 ブロック1、2 ブロック2、3 スピーカ、R
1,R2,R3,R4,R5,R6 抵抗、C1,C2
コンデンサ、OP1,OP2 オペアンプ。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 スピーカに供給するオーディオ信号を処
    理する回路であって、 信号の高周波数帯域の位相をシフトする高域シフト回路
    と、 信号の低周波数帯域の位相をシフトする低域シフト回路
    と、 を有し、 これら高域シフト回路および低域シフト回路をいずれか
    を先にして直列接続し、入力オーディオ信号に対し、低
    域および高域をそれぞれ任意量シフトするとともに、高
    域と低域のシフト量を異なる量としてスピーカに供給す
    ることを特徴とするオーディオ信号処理回路。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の回路において、 前記高域シフト回路および低域シフト回路におけるシフ
    ト量がそれぞれ別個に調整可能であることを特徴とする
    オーディオ信号処理回路。
  3. 【請求項3】 請求項1または2に記載の回路におい
    て、 前記高域シフト回路および低域シフト回路はそれぞれ増
    幅回路で構成されていることを特徴とするオーディオ信
    号処理回路。
  4. 【請求項4】 請求項3に記載の回路において、 前記高域シフト回路および低域シフト回路を構成する増
    幅回路の増幅率は、それぞれの回路のシフト量に比例し
    た値に設定されていることを特徴とするオーディオ信号
    処理回路。
  5. 【請求項5】 スピーカに供給するオーディオ信号を処
    理する回路であって、 前記スピーカの高域の特性を補正するように、オーディ
    オ信号の高周波帯域の位相シフト量が調整される高域シ
    フト回路と、 前記スピーカの低域の特性を補正するように、オーディ
    オ信号の低周波帯域の位相シフト量が調整される低域シ
    フト回路と、 を有し、これら高域シフト回路および低域シフト回路を
    いずれかを先にして直列接続することを特徴とするオー
    ディオ信号処理回路。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005143093A (ja) * 2003-10-15 2005-06-02 Rohm Co Ltd オーディオ信号の音質改善回路およびこれを用いるオーディオ増幅回路
CN107333192A (zh) * 2017-05-08 2017-11-07 深圳市创锐实业有限公司 一种用于音箱的反馈抑制的方法和装置

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