【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、音声再生の、低音再生に関するものである。とりわけ、低音再生の貧弱なＴＶセットの低音再生に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＴＶセットに搭載されているスピーカは、大きさや形状の制約から充分な低音成分が再生できず、ＢＳ（衛星放送）やハイビジョン等のデジタル高性能の音楽ソースが放送されているにもかかわらず、貧弱な低音再生しか楽しめないという問題を有していた。
【０００３】
また最近では、ＣＤ、ＤＶＤ等の外部ソース機器と接続する機会が増え、更に、低音再生の必要性が望まれている。通常、低音を増強するには、音質制御回路（トーンコントロール）で低音をブーストすれば良いが、通常、この音質制御回路はＩＣ化されていることが多く、ＩＣの使用電源から、ダイナミックレンジが決定され、おのずと、増幅する量が限られてくる。
【０００４】
この欠点を補う為、特開平５−２３６５８９号公報に示すように、音声信号のレベルに応じて低音の増幅率を制御し、微小レベル時は増幅効果を無くし、小中音量時は十分な低音増強を行い、大音量時はダイナミックレンジを越えないように増強効果を押さえる低音増強方法が知られている。
【０００５】
以下、図４、図５を参照しながら低音増強の一例について説明する。
【０００６】
図４において、符号２１は低音成分を抽出するＬＰＦ、２２は低音成分を増幅するボリュームコントロールアンプ（以下、ＶＣＡと略す）、２３は増幅された低音成分と入力された音声信号とを加算する加算器、２４は入力された音声信号の実効値を検出する実効値化回路、２５は微小レベル検出回路、２６は最大値検出回路である。
【０００７】
以上のように構成された低音増強について、その動作を説明する。入力された音声信号を使って、実効値化回路２４で入力レベルを検出し、微小レベル検出回路２５、最大値検出回路２６により、微小レベル時は増幅効果を無くし、大音量時はダイナミックレンジを越えないように、ＶＣＡ２２を制御して、ＬＰＦ２１を通過した低音成分を増幅させ、入力された音声信号と加算器２３で加算する。つまり図５（ａ）に示すごとく、固定の増幅率で低音成分を増幅加算すると、入力された音声信号が、微小レベルではノイズの増強につながり、また大音量では歪を発生することになるが、このＶＣＡ２２の増幅率を可変にすることにより、図５（ｂ）に示すごとく、ノイズ増加、歪発生を抑えた低音増強が行える。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら前記従来の構成では、低音再生の貧弱なＴＶセットのスピーカを使用して低音を再生すると、歪ぽい、堅い低音しか再生できない。通常、低音信号は、ベースの楽器で代表されるごとく、立ち上がり部が大振幅であり、あとは緩やかに減衰していくエンベロープ（包絡線）を描く。
【０００９】
この信号を、エッジの堅い、応答の悪いスピーカで再生すると、過振幅、または応答遅れが発生し、結果として、スピーカエッジがあたった様な歪、スピーカの逆起電力による歪発生があり、堅い低音、明瞭さのない聴きづらい低音となる問題がある。
【００１０】
これは、大音量時のダイナミックレンジを越えないような制御動作だけでは解決できない。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明の低音再生回路は、入力された音声信号の低音成分を抽出するＬＰＦと、ＬＰＦ出力信号を増幅する増幅器の後段に信号レベルを整流する整流回路と、整流された信号レベルを検出するレベル検出回路と、レベル検出回路で検出されたレベル検出区間を積分する積分回路からなる低音検出制御回路部を具備すると共に、低音検出制御回路部で得られた低音検出区間の電圧波形を制御信号として、ＬＰＦ出力信号を制御増幅するボリュームコントロールアンプを具備し、ボリュームコントロールアンプ出力と、入力された音声信号の中高音成分を抽出するＨＰＦを通過したＨＰＦ出力信号とを加算する加算器を具備し、低音再生を図る様に構成したものである。
【００１２】
本発明によれば、低音の立ち上がり部を緩やかに再生し、低音成分を時系列制御することで、スピーカへの負担の軽減、パワーアンプへの負担の軽減ができる低音再生回路を提供できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の低音再生回路は、入力された音声信号の低音成分を抽出するＬＰＦと、前記ＬＰＦ出力信号を増幅する増幅器の後段に信号レベルを整流する整流回路と、整流された信号レベルを検出するレベル検出回路と、前記レベル検出回路で検出されたレベル検出区間を積分する積分回路からなる低音検出制御回路部を具備すると共に、前記低音検出制御回路部で得られた低音検出区間の電圧波形を制御信号として、前記ＬＰＦ出力信号を制御増幅するボリュームコントロールアンプを具備し、前記ボリュームコントロールアンプ出力と、入力された音声信号の中高音成分を抽出するＨＰＦを通過したＨＰＦ出力信号とを加算する加算器を具備し、歪の少ない低音再生を図る様に構成したものである。
【００１４】
さらに、請求項２に記載の低音再生回路は、入力された音声Ｌｃｈ信号と音声Ｒｃｈ信号とを加算する加算器の後段に、入力された音声信号の低音成分を抽出するＬＰＦと、前記ＬＰＦ出力信号を増幅する増幅器の後段に信号レベルを整流する整流回路と、整流された信号レベルを検出するレベル検出回路と、前記レベル検出回路で検出されたレベル検出区間を積分する積分回路からなる低音検出制御回路部を具備すると共に、前記低音検出制御回路部で得られた低音検出区間の電圧波形を制御信号として、前記ＬＰＦ出力信号を制御増幅するボリュームコントロールアンプを具備し、前記ボリュームコントロールアンプ出力と、入力された音声Ｌｃｈ信号の中高音成分を抽出する第１のＨＰＦの出力信号とを加算する第１の加算器と、前記ボリュームコントロールアンプ出力と、入力された音声Ｒｃｈ信号の中高音成分を抽出する第２のＨＰＦの出力信号とを加算する第２の加算器とを具備し、歪の少ない低音再生を２チャンネル信号で図るように構成したものである。
【００１５】
以下本発明の実施の形態について、図１から図３を用いて説明する。
【００１６】
（実施の形態１）
以下に、本発明の請求項１及び請求項２に記載された発明の実施の形態について、図１、図２を用いて説明する。
【００１７】
図１は、本発明の一実施例における低音再生回路のブロック構成図を示す。図１において、符号１は入力された音声信号の内、中高音成分を抽出するＨＰＦ、２は低音成分を抽出するＬＰＦ、３は低音成分の出力区間を検出し増幅率を制御する低音検出制御回路部、４は前記ＬＰＦで抽出された信号レベルを増幅する増幅器、５は信号レベルを整流する整流回路、６は整流された信号レベルを検出するレベル検出回路、７は前記レベル検出回路で出力されたパルスを積分する積分回路、８は前記ＬＰＦで抽出された低音成分の信号レベルを、前記積分回路出力信号で制御調整するＶＣＡ、９は前記ＨＰＦで抽出された中高音成分と前記ＶＣＡで調整された低音成分を加算する加算器である。
【００１８】
以上のように構成された低音再生回路について、その動作を説明する。入力された音声信号はＬＰＦ２により低音成分のみを抽出し、増幅器４で信号増幅される。増幅された低音成分は整流回路５により整流され、そのエンベロープレベルが出力される。このエンベロープレベルを元に、低音成分の有音区間を検出するレベル検出回路６でパルス波形とする。つまり低音成分がある区間はＨレベルとなる。この低音成分有音区間のパルスを積分回路７で積分し、得られた出力電圧でＶＣＡ８の増幅率を制御する電圧とし、前記ＬＰＦ２で出力された低音成分をＶＣＡ８で増幅させ、加算器９で、入力された音声信号の内、中高音を通過させるＨＰＦ１の出力と加算することにより、低音成分の内、立ち上がり部のみ、緩やかに信号が立ち上がる。具体的に説明すると、以下のようになる。
【００１９】
通常、低音を再生する楽器としてベースが代表的な楽器であり、ベースをボンボンボンと弾く場合を考える（ベースランニングと呼ぶ）。この場合、ベースの一音は数サイクルの波形が出現し、ブランクがあって、つぎの一音がまた、数サイクル来る。つまり、このベース一音の数サイクルの波形の内、立ち上がりの数サイクル分だけ、信号レベルを緩やかに立ち上げ、アタックを弱め、低音の立ち上がり部で発生する歪を改善し、柔らかい音質の低音再生を図るのが、本発明の意図である。
【００２０】
図２は図１に示す低音再生回路の各部の時系列波形を示すものであり、全帯域を含んだ音声信号を入力した時の説明図である。すなわち、入力された全帯域の音声信号（ａ）波形が入力されると、ＬＰＦ２で低音成分のみ抽出され（ｂ）波形となる。（ｂ）波形は増幅器４で増幅され、整流回路５で整流されエンベロープ信号の（ｃ）波形が取り出される。（ｃ）波形はレベル検出回路６でパルス波形（ｄ）となる。このパルス波形（ｄ）のＨレベルが低音成分がある区間となる。この低音成分有音区間のパルス波形（ｄ）を積分回路７で積分し、（ｅ）波形を得る。積分回路７で得られた出力電圧（ｅ）波形でＶＣＡ８の増幅率を制御する電圧とし、前記ＬＰＦ２で出力された低音成分をＶＣＡ２で増幅させ、低音成分は（ｆ）波形に示すごとく、立ち上がり部が緩やかになり、この（ｆ）波形と、ＨＰＦ１を通過した中高音成分を加算器９で加算することにより、低音成分の内、立ち上がりの数サイクル分だけ、信号レベルを緩やかに立ち上げ、アタックを弱め、低音の立ち上がり部で発生する歪を改善し、柔らかい音質の低音再生が図れる。
【００２１】
（実施の形態２）
つぎに、本発明の請求項３に記載された発明の実施の形態について、図３を用いて説明する。なお、前述した実施の形態と同じ構成につては、同じ符号を用い、説明を省略する。
【００２２】
図３は、本発明の一実施例における低音再生回路のブロック構成図を示す。図３において、符号１０は入力された音声信号の内、中高音成分を抽出するＨＰＦ、１１は音声ＬＲ信号を加算する加算器、１２は前記ＨＰＦで抽出された中高音成分と前記ＶＣＡで調整された低音成分を加算する加算器である。
【００２３】
以上のように構成された低音再生回路について、その動作を説明する。入力された音声ＬＲ２チャンネルの信号は加算器１１で加算される。通常低音成分は２チャンネル時はＬＲ同相信号である為、加算する事ができる。加算された信号の内、低音成分を抽出するＬＰＦ２を通して、前述の実施の形態１と同様の構成で、低音の有音区間を検出し、ＶＣＡ８で立ち上がり部のみ緩やかに低音成分を通過させ、加算器９、１２で入力され、中高音成分を抽出されたＬＲにそれぞれ加算することで、回路の簡略化が図れ、同じ低音再生が図れる。
【００２４】
実施の形態１、２でＶＣＡ８により、低音の立ち上がり部のみを低音成分レベル制御を行っているが、簡単な電子スイッチ、トランジスタによるミュート回路でも容易に実現でき、また、効果に応じて、低音加算の量も調整する必要があることはいうまでもない。
【００２５】
【発明の効果】
以上のように、本発明の低音再生回路は、低音の立ち上がり部を緩やかに再生することで、低音の立ち上がり部で発生する歪を改善し、柔らかい音質の低音が再生され、しかもスピーカへの負担の軽減、パワーアンプへの負担の軽減ができる低音再生回路を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における低音再生回路のブロック構成図
【図２】図１の各部の動作を説明する波形図
【図３】本発明の実施の形態２における低音再生回路のブロック構成図
【図４】従来低音増強回路のブロック構成図
【図５】従来低音増強回路の増幅特性図
【符号の説明】
１ ＨＰＦ
２ ＬＰＦ
３ 低音検出制御回路部
４ 増幅器
５ 整流回路
６ レベル検出回路
７ 積分回路
８ ボリュームコントロールアンプ（ＶＣＡ）
９ 加算器
１０ ＨＰＦ
１１ 加算器
１２ 加算器
２１ ＬＰＦ
２２ ボリュームコントロールアンプ（ＶＣＡ）
２３ 加算器
２４ 実効値化回路
２５ 微小レベル検出回路
２６ 最大値検出回路[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to sound reproduction and bass reproduction. In particular, the present invention relates to bass reproduction of a TV set with poor bass reproduction.
[0002]
[Prior art]
The speakers mounted on the TV set cannot reproduce sufficient bass components due to size and shape restrictions, and despite the broadcasting of digital high-performance music sources such as BS (Satellite Broadcasting) and Hi-Vision, There was a problem that only poor bass reproduction could be enjoyed.
[0003]
In recent years, the number of occasions of connection with external source devices such as CDs and DVDs has increased, and the need for bass reproduction has been desired. Normally, the bass can be enhanced by boosting the bass with a tone control circuit (tone control). However, this tone control circuit is often implemented as an IC, and the dynamic range from the power supply used by the IC is usually increased. Once determined, the amount of amplification is naturally limited.
[0004]
To compensate for this drawback, as shown in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-236589, the bass amplification factor is controlled in accordance with the level of the audio signal, the amplification effect is eliminated when the level is very low, and the bass is sufficiently low when the volume is low to medium. There has been known a bass enhancement method in which enhancement is performed so that the enhancement effect is suppressed so that the dynamic range is not exceeded when the volume is large.
[0005]
Hereinafter, an example of bass enhancement will be described with reference to FIGS. 4 and 5.
[0006]
In FIG. 4, reference numeral 21 denotes an LPF for extracting bass components, reference numeral 22 denotes a volume control amplifier (hereinafter abbreviated as VCA) for amplifying bass components, and reference numeral 23 denotes an addition for adding the amplified bass components to an input audio signal. A reference numeral 24 denotes an effective value conversion circuit for detecting an effective value of the input audio signal, 25 denotes a minute level detection circuit, and 26 denotes a maximum value detection circuit.
[0007]
The operation of the bass enhancement configured as described above will be described. Using the input audio signal, the input level is detected by the effective value conversion circuit 24, and the amplification effect is eliminated at the minute level and the dynamic range is adjusted at the high volume by the minute level detection circuit 25 and the maximum value detection circuit 26. The VCA 22 is controlled so as not to exceed, and the bass component that has passed through the LPF 21 is amplified and added to the input audio signal by the adder 23. In other words, as shown in FIG. 5A, when the bass component is amplified and added at a fixed amplification factor, the input audio signal leads to an increase in noise at a very low level and distortion occurs at a high volume. By making the amplification factor of the VCA 22 variable, as shown in FIG. 5B, it is possible to perform bass enhancement while suppressing noise increase and distortion generation.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described conventional configuration, when bass is reproduced using a speaker of a TV set with poor bass reproduction, only distorted and hard bass can be reproduced. Normally, as represented by a bass instrument, a bass signal has an envelope (envelope) in which the rising portion has a large amplitude and then gradually attenuates.
[0009]
When this signal is reproduced by a speaker having a hard edge and a poor response, an over-amplitude or a response delay occurs. As a result, distortion as if the speaker edge hit, distortion due to the back electromotive force of the speaker occurs, and There is a problem that bass sounds and bass sounds without clarity are hard to hear.
[0010]
This cannot be solved only by a control operation that does not exceed the dynamic range at the time of a large sound volume.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problem, a bass reproduction circuit of the present invention comprises: an LPF that extracts a bass component of an input audio signal; a rectifier circuit that rectifies a signal level after an amplifier that amplifies the LPF output signal; And a low-tone detection control circuit unit including a level detection circuit for detecting the detected signal level, and an integration circuit for integrating the level detection section detected by the level detection circuit. A volume control amplifier for controlling and amplifying the LPF output signal using the voltage waveform of the section as a control signal is provided. The output of the volume control amplifier and the HPF output signal passed through the HPF for extracting the middle and high frequency components of the input audio signal are output. An adder for addition is provided to achieve low-frequency sound reproduction.
[0012]
According to the present invention, it is possible to provide a bass reproduction circuit capable of reducing the burden on a speaker and the burden on a power amplifier by slowly reproducing a rising portion of a bass and controlling a bass component in a time-series manner.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
A bass reproduction circuit according to claim 1 of the present invention comprises: an LPF for extracting a bass component of an input audio signal; a rectifier circuit for rectifying a signal level after an amplifier for amplifying the LPF output signal; And a bass detection control circuit unit including a level detection circuit for detecting a signal level detected by the level detection circuit and an integration circuit for integrating a level detection section detected by the level detection circuit, and a bass sound obtained by the bass detection control circuit unit. A volume control amplifier for controlling and amplifying the LPF output signal using a voltage waveform in a detection section as a control signal, comprising: a volume control amplifier output; and an HPF output that has passed through an HPF for extracting middle and high frequency components of an input audio signal. It has an adder for adding a signal and is configured to reproduce bass sound with little distortion.
[0014]
3. The low-frequency sound reproduction circuit according to claim 2, further comprising: an LPF for extracting a low-frequency component of the input audio signal, after the adder for adding the input audio Lch signal and the audio Rch signal, and the LPF output. A bass detection comprising a rectifier circuit for rectifying a signal level at a subsequent stage of an amplifier for amplifying a signal, a level detection circuit for detecting a rectified signal level, and an integration circuit for integrating a level detection section detected by the level detection circuit. A volume control amplifier for controlling and amplifying the LPF output signal, using a voltage waveform of a bass detection section obtained by the bass detection control circuit section as a control signal, and A first adder for adding an output signal of a first HPF for extracting a medium / high frequency component of the input audio Lch signal; A second adder for adding the output of the volume control amplifier and the output signal of the second HPF for extracting the middle and high frequency components of the input audio Rch signal, so that bass reproduction with little distortion can be performed by a two-channel signal. It is configured as shown.
[0015]
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
[0016]
(Embodiment 1)
An embodiment of the present invention described in claims 1 and 2 of the present invention will be described below with reference to FIGS.
[0017]
FIG. 1 is a block diagram showing a bass reproduction circuit according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an HPF for extracting a middle and high frequency component from an input audio signal, 2 denotes an LPF for extracting a low frequency component, and 3 denotes a low frequency detection control for detecting an output section of the low frequency component and controlling an amplification factor. A circuit section, 4 is an amplifier for amplifying the signal level extracted by the LPF, 5 is a rectifying circuit for rectifying the signal level, 6 is a level detecting circuit for detecting the rectified signal level, and 7 is an output from the level detecting circuit. An integration circuit 8 integrates the extracted pulse, 8 is a VCA that controls and adjusts the signal level of the low-frequency component extracted by the LPF using the output signal of the integration circuit, and 9 is a VCA that controls the mid-high frequency component extracted by the HPF and the VCA. This is an adder that adds the adjusted bass component.
[0018]
The operation of the bass sound reproduction circuit configured as described above will be described. From the input audio signal, only the low frequency component is extracted by the LPF 2, and the signal is amplified by the amplifier 4. The amplified bass component is rectified by the rectifier circuit 5 and its envelope level is output. Based on this envelope level, a pulse waveform is formed by a level detection circuit 6 for detecting a sound section of a low-frequency component. That is, the section where the bass component exists has the H level. The pulse in the low-frequency component sound section is integrated by the integration circuit 7, the obtained output voltage is used as a voltage for controlling the amplification factor of the VCA 8, the low-frequency component output from the LPF 2 is amplified by the VCA 8, and added by the adder 9. By adding to the output of the HPF 1 that passes the middle and high frequencies out of the input audio signal, the signal gradually rises only in the rising part of the low frequency components. This will be specifically described as follows.
[0019]
Usually, a bass is a typical instrument for reproducing bass, and a case where the bass is played with a bonbonbon (called bass running) is considered. In this case, one tone of the bass has a waveform of several cycles, there is a blank, and the next tone comes again several cycles. In other words, of the waveform of several cycles of this bass tone, the signal level is gradually increased for several cycles of the rise, the attack is weakened, the distortion generated at the rising part of the bass is improved, and the bass reproduction with soft sound quality It is the intention of the present invention to achieve this.
[0020]
FIG. 2 shows a time-series waveform of each part of the bass reproduction circuit shown in FIG. 1, and is an explanatory diagram when an audio signal including the entire band is input. That is, when the input audio signal (a) waveform of the entire band is input, only the low frequency component is extracted by the LPF 2 to obtain the waveform (b). The waveform (b) is amplified by the amplifier 4 and rectified by the rectifier circuit 5 to obtain the waveform (c) of the envelope signal. (C) The level detection circuit 6 changes the waveform to a pulse waveform (d). The H level of the pulse waveform (d) is a section having a low-frequency component. The pulse waveform (d) of this low sound component sound section is integrated by the integration circuit 7 to obtain the waveform (e). The output voltage (e) obtained by the integrating circuit 7 is used as a voltage for controlling the amplification factor of the VCA 8, the bass component output from the LPF 2 is amplified by the VCA 2, and the bass component rises as shown in the waveform (f). The part (f) becomes gentler, and the waveform (f) is added to the middle and high frequency components passed through the HPF 1 by the adder 9 to gradually raise the signal level for several cycles of the rising of the low frequency components. The attack is weakened, the distortion generated at the rising part of the bass is improved, and bass reproduction with soft sound quality can be achieved.
[0021]
(Embodiment 2)
Next, an embodiment of the invention described in claim 3 of the present invention will be described with reference to FIG. The same components as those in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
[0022]
FIG. 3 is a block diagram showing a bass reproduction circuit according to an embodiment of the present invention. In FIG. 3, reference numeral 10 denotes an HPF for extracting a middle / high-frequency component from the input audio signal, 11 denotes an adder for adding the audio LR signal, and 12 denotes an intermediate / high-frequency component extracted by the HPF and adjusted by the VCA. This is an adder for adding the obtained bass component.
[0023]
The operation of the bass sound reproduction circuit configured as described above will be described. The input signal of the audio LR2 channel is added by the adder 11. Normally, the bass component is an LR in-phase signal at the time of two channels, and thus can be added. From the added signal, through the LPF 2 that extracts a bass component, a voiced section of the bass is detected in the same configuration as in the first embodiment, and the VCA 8 allows the bass component to pass through only the rising part gently. By adding the middle and high frequency components to the extracted LRs input by the devices 9 and 12, the circuit can be simplified and the same low frequency reproduction can be achieved.
[0024]
In the first and second embodiments, the low-frequency component level control is performed only on the rising portion of the low frequency by the VCA 8. However, a simple electronic switch and a mute circuit using a transistor can easily realize the low-frequency component level. It is needless to say that it is necessary to adjust the amount.
[0025]
【The invention's effect】
As described above, the bass reproduction circuit of the present invention improves the distortion generated at the beginning of the bass by gently reproducing the beginning of the bass, reproduces the bass of soft sound quality, and furthermore, burdens the speaker. It is possible to provide a low-frequency sound reproduction circuit that can reduce the load on the power amplifier.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram of a bass reproduction circuit according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 2 is a waveform diagram illustrating the operation of each unit in FIG. 1. FIG. 3 is a diagram of a bass reproduction circuit according to Embodiment 2 of the present invention. FIG. 4 is a block diagram of a conventional bass enhancement circuit. FIG. 5 is an amplification characteristic diagram of a conventional bass enhancement circuit.
1 HPF
2 LPF
3 Bass detection control circuit section 4 Amplifier 5 Rectifier circuit 6 Level detection circuit 7 Integrator circuit 8 Volume control amplifier (VCA)
9 Adder 10 HPF
11 Adder 12 Adder 21 LPF
22 Volume control amplifier (VCA)
23 adder 24 effective value conversion circuit 25 minute level detection circuit 26 maximum value detection circuit
