JP2004166033A - オーディオ・エフェクタ回路 - Google Patents

Abstract

【目的】各種音楽ソースに適応して音量変化の強調を行うオーディオ・エフェクタ回路を提供する。
【構成】オーディオ・エフェクタ回路１０は、リリースタイムＴ_１ＲがアタックタイムＴ_１Ａよりも長い第１のＡＬＣ回路５と、リリースタイムＴ_２Ｒが前記第１のＡＬＣ回路５の値Ｔ_１Ｒと同等の値に設定され、且つアタックタイムＴ_２Ａが前記第１のＡＬＣ回路５の値Ｔ_１Ａよりも長くなるように設定された第２のＡＬＣ回路７と、を備えるとともに、同一のオーディオ信号Ｓ_ＩＮが直接又は第１のローパスフィルタＬＰＦ１を通して前記第１のＡＬＣ回路５及び第２のＡＬＣ回路７に入力されて、両回路５、７の出力Ｓ_１Ｏ、Ｓ_２Ｏの差信号ＳＭを抽出して直接又は第２のローパスフィルタＬＰＦ２を通して元のオーディオ信号Ｓ_ＩＮに加える構成であり、音量の急激な増加の場合に変化を強調してメリハリを与える。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はオーディオ機器の分野に属し、特にスピーカから出力されるオーディオ信号に躍動感を与えるオーディオ・エフェクタ回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、音楽の躍動感を向上させるために、オーディオ信号に対し静的な周波数特性を変化させたり（トーン・コントロール回路／グラフィック・イコライザー回路／バス・ブースト回路等）、音楽信号振幅の大小を拡大（振幅エキスパンダー／アタックタイムを長くしたオートマチック・レベル・コントロール回路（以降、ＡＬＣ回路とも略称する）等）する各種オーディオ・エフェクタ回路が挿入されている。
【０００３】
人の聴覚には音楽信号において躍動感を心理的に向上させる周波数帯域があり、静的なエフェクタ回路であるトーン・コントロール回路やイコライザ回路で躍動感を出そうとした場合は、ある種の音楽ソースでは上記周波数帯域で盛り上がって躍動感が向上する良い結果が得られるが、単に静的にその周波数帯域のみが強調されてしまうので他の音楽ソース、例えばクラシック音楽等では不自然に聴こえる場合が多い。
【０００４】
また、音楽信号振幅の大小を拡大する動的なエフェクタ回路でも、一律に制御されるので静的エフェクタ回路と同様にクラシック音楽等、入力ソースによっては不自然になる場合がある。
【０００５】
なお、図３に示されるように、上記ＡＬＣ回路１５は自動音量調節ＡＶＣ（オートマチック・ボリューム・コントロール）回路とも称され、入力されたオーディオ信号Ｓ_ＩＮの振幅に応じて自動的にアンプの増幅度を変える働きをする回路であって、電圧で振幅を制御するＶＣＡ回路１１とそのフィードバック回路１２とアンプ１３で構成されている。その原理はダイオードＤの検波出力中の直流分をＶＣＡ回路１１の制御電圧として利用し増幅度を制御するものである（従来のＡＬＣ回路としては例えば特許文献１参照）。
【０００６】
そして上記ＡＬＣ回路１５の動作特性を表すパラメータ項目として、アタックタイムＴ_ＡとリリースタイムＴ_Ｒがある。図４の波形図において、前記アタックタイムＴ_Ａはオーディオ信号Ｓ_ＩＮの振幅の急激な増大につきレベル制御が働いて出力信号レベルＳ_ｏが制御値Ｖ_０に制限されるまでの制御開始の遅れ時間をいい、前記リリースタイムＴ_Ｒはオーディオ信号Ｓ_ＩＮの振幅の急激な制御値Ｖ_０未満へのレベル低下につきレベル制御が解放されて元の入力信号に追随するまでの制御停止の遅れ時間を指す。
【０００７】
通常のＡＬＣ回路１５では、アタックタイムＴ_Ａは非常に短く、リリースタイムＴ_Ｒは比較的長く設定されている。図３のＡＬＣ回路１５でリリースタイムＴ_Ｒは抵抗Ｒ_１とコンデンサＣ_１のＣＲ時定数で決まり、アタックタイムＴ_ＡはコンデンサＣ_１を充電するための微小抵抗Ｒ_Ａ（≒０）とコンデンサＣ_１で決まる時定数の非常に短い時間となる。
【０００８】
【特許文献１】
実開昭６３−１６７１２号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
先に挙げた従来のオーディオ・エフェクタ回路では、躍動感の向上を特に必要としない、たとえば緩やかな信号変化のクラシック音楽などのオーディオ信号に対しても特定周波数帯域に変化を与えてしまう。また、効果が十分でなく不自然になる場合もある。
【００１０】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、効かすべき時は十分にＡＬＣのエフェクタ回路を働かして振幅拡張のエフェクト効果を得て、効かさざるべき時はエフェクタ回路を働かせないでエフェクト効果を控えるようにした新規なオーディオ・エフェクタ回路を提供するものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、リリースタイムＴ_１ＲがアタックタイムＴ_１Ａよりも長い第１のオートマチック・レベル・コントロール回路５と、リリースタイムＴ_２Ｒが前記第１のオートマチック・レベル・コントロール回路５の値Ｔ_１Ｒと同等の値に設定され、且つアタックタイムＴ_２Ａが前記第１のオートマチック・レベル・コントロール回路５の値Ｔ_１Ａよりも長くなるように設定された第２のオートマチック・レベル・コントロール回路７と、を備えるとともに、同一のオーディオ信号Ｓ_ＩＮが直接又は第１のローパスフィルタＬＰＦ１を通して前記第１のオートマチック・レベル・コントロール回路５及び第２のオートマチック・レベル・コントロール回路７に入力されて、両回路５、７の出力Ｓ_１Ｏ、Ｓ_２Ｏの差信号Ｓ_Ｍを抽出して直接又は第２のローパスフィルタＬＰＦ２を通して元のオーディオ信号Ｓ_ＩＮに加える構成であることを特徴とするオーディオ・エフェクタ回路１０を提供することにより、上記課題を達成する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明に係るオーディオ・エフェクタ回路の実施の形態について図面に基づいて説明する。
【００１３】
図１は本発明に係るオーディオ・エフェクタ回路の回路図である。
【００１４】
図２は本発明に係るオーディオ・エフェクタ回路の振幅制御を説明するための波形模式図である。
【００１５】
先ず、本発明の実施の形態の一例のオーディオ・エフェクタ回路１０は、リリースタイムＴ_１ＲがアタックタイムＴ_１Ａよりも長い第１のＡＬＣ回路５と、リリースタイムＴ_２Ｒが前記第１のＡＬＣ回路５の値Ｔ_１Ｒと同等の値に設定され、且つアタックタイムＴ_２Ａが前記第１のＡＬＣ回路５の値Ｔ_１Ａよりも長くなるように設定された第２のＡＬＣ回路７と、を備えており、例えばバッファアンプ１の出力である同一のオーディオ信号Ｓ_ＩＮが第１のローパスフィルタＬＰＦ１を通して前記第１のＡＬＣ回路５及び第２のＡＬＣ回路７に入力され、この第１のＡＬＣ回路５及び第２のＡＬＣ回路７の各出力Ｓ_１Ｏ、Ｓ_２Ｏの差信号Ｓ_Ｍ（＝Ｓ_２Ｏ−Ｓ_１Ｏ）を抽出し、第２のローパスフィルタＬＰＦ２を通して元のオーディオ信号Ｓ_ＩＮに加えている回路構成である。上記第１のＡＬＣ回路５、第２のＡＬＣ回路７の回路構成は前述の従来のＡＬＣ回路１５とほぼ同様であり、それぞれＶＣＡ回路のＶＣＡ１とそのフィードバック回路、ＶＣＡ２とそのフィードバック回路から成る。
【００１６】
上記第１のＡＬＣ回路５のリリースタイムＴ_１Ｒは抵抗Ｒ１とコンデンサＣ_１の時定数で決まり、アタックタイムＴ_１Ａは微小抵抗Ｒ_ＡとコンデンサＣ_１の時定数で決まる。そして、第２のＡＬＣ回路７のリリースタイムＴ_２Ｒは抵抗Ｒ_２とコンデンサＣ_２の時定数で決まり、アタックタイムＴ_２Ａは抵抗Ｒ_３とコンデンサＣ_２の時定数で決まる。而して、Ｃ_１＝Ｃ２（数μＦ）、Ｒ_１＝Ｒ_２（数百ＫΩ〜１ＭΩ程度）としてＲ_３を数百Ω程度とすれば、アタックタイムの充電時間を除いては殆どＲ_３は無いのと同様になり、両者のリリースタイムＴ_１ＲとＴ_２Ｒは同等となる。
【００１７】
上記回路構成では、電気的な特性において、アタックタイムＴ_Ａだけが異なる（Ｔ_１Ａ＜Ｔ_２Ａ、Ｔ_１Ｒ＝Ｔ_２Ｒ）２つのＡＬＣ回路５、７に対して同一のオーディオ信号Ｓ_ＩＮを入力すると図２の（ａ）、（ｂ）に示されるように、音楽信号振幅増加の著しい部分だけにおいてこれら２つのＡＬＣ回路５、７の出力信号Ｓ_１Ｏ、Ｓ_２Ｏにレベル差を生ずる。これらの２つのＡＬＣ出力信号Ｓ_１Ｏ、Ｓ_２Ｏを引き算器９に入力するか又は第１のＡＬＣ回路５の出力信号Ｓ_１Ｏを反転アンプで反転してＡＬＣ出力信号Ｓ_２Ｏと加える等の処理によって、図２の（ｃ）のような差信号Ｓ_Ｍを取り出すことにより、オーディオ信号Ｓ_ＩＮの音量増加が著しい部分の信号変化に応じた差信号だけを抽出することができる。この差信号Ｓ_Ｍをそのまま若しくは第２のローパスフィルタＬＰＦ２を通してノイズ成分を除去して元のオーディオ信号Ｓ_ＩＮに加え合わせることによりロックやポップス等の音楽再生における音量の急激な増加の場合にさらにメリハリが強調され、音楽聴取時の躍動感を大きく向上させることができる。
【００１８】
また、クラシック音楽等の音楽ソースに対しては、これらが穏やかな変化が主体的で一般的に急激な振幅増加が少ないために、本オーディオ・エフェクタ回路１０ではＡＬＣ出力信号Ｓ_１Ｏ、Ｓ_２Ｏとの間にほとんど変化がなく差信号Ｓ_Ｍはほぼゼロとなって、オーディオ信号Ｓ_ＩＮにほとんど変化を与えず、不自然なエフェクト効果を生じさせないで済む。
【００１９】
ここに、上記第２のＡＬＣ回路７のフィードバックは自己の出力信号Ｓ_２Ｏに因らずに第１のＡＬＣ回路５のダイオードＤ_１の検波後の直流成分を利用しているが、これは次の理由による。
【００２０】
即ち、オーディオ信号Ｓ_ＩＮの急激なレベル上昇と下降が短い時間で生じた場合に、アタックタイムＴ_２Ａの長い第２のＡＬＣ回路７のコンデンサＣ_２の両端電圧に第１のＡＬＣ回路５のコンデンサＣ_１の両端電圧と同程度の電圧が現れないことがあり、リリースタイムに差が生じてしまうことになる。本発明のオーディオ・エフェクタ回路では、レベル減少時の際には差信号Ｓ_Ｍによるエフェクト効果は生じないようにしたいので、上記不具合を避けるために、換言すればリリースタイムを常に同等（Ｔ_１Ｒ＝Ｔ_２Ｒ）にするために図１の回路構成としているのである。
【００２１】
なお、本発明のオーディオ・エフェクタ回路は構成要素としてアタックタイムの異なる２つのＡＬＣ回路を備え、それらに同一のオーディオ信号を加え、それらの出力信号の差信号を元のオーディオ信号に加える構成を基本とするが、これに加えてノイズに反応しないように、図１のように上記基本的なオーディオ・エフェクタ回路の入口と出口にそれぞれノイズ成分の除去の第１のローパスフィルタＬＰＦ１と第２のローパスフィルタＬＰＦ２を挿入しておくのが好ましい実施形態といえる。
【００２２】
【発明の効果】
本発明に係るオーディオ・エフェクタ回路は、上記のように構成されているため、
（１）元の音楽ソース（オーディオ信号Ｓ_ＩＮ）の音量増加が著しい部分の信号変化に応じた検出信号を、ＡＬＣ出力信号Ｓ_１０、Ｓ_２０間の差信号Ｓ_Ｍとして抽出することができる。したがって、差信号Ｓ_Ｍをそのまま若しくはＬＰＦを介してオーディオ信号Ｓ_ＩＮに加え合わせることによって、オーディオ信号Ｓ_ＩＮの音量増加がが著しい部分に対して振幅拡張のエフェクト効果を与えることができる。よって、音の強弱の変化が大きい音楽ソースに対して強弱にメリハリを付けて音楽聴取時の躍動感を大きく向上させることができる。
（２）クラシック音楽等の穏やかな音量変化が主体の音楽ソースに対してはＡＬＣ出力信号Ｓ_１Ｏ、Ｓ_２Ｏとの間にほとんど変化がなく差信号Ｓ_Ｍはほぼゼロとなって、オーディオ信号Ｓ_ＩＮにほとんど変化を与えず、音の強弱に不自然な変化を与えない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るオーディオ・エフェクタ回路の回路図である。
【図２】本発明に係るオーディオ・エフェクタ回路の振幅制御を説明するための波形模式図である。
【図３】従来技術のＡＬＣ回路図である。
【図４】ＡＬＣ回路におけるアタックタイムとリリースタイムを説明するための波形図である。
【符号の説明】
１ バッファアンプ
５ 第１オートマチック・レベル・コントロール回路
７ 第２オートマチック・レベル・コントロール回路
９ 引き算器
１０ オーディオ・エフェクタ回路
１１ ＶＣＡ回路
１２ フィードバック回路
１３ アンプ
１５ ＡＬＣ回路
Ｄ_１、Ｄ ダイオード
Ｓ_ＩＮ オーディオ信号
Ｓ_１Ｏ、Ｓ_２Ｏ 出力
Ｓ_Ｍ 差信号
Ｔ_Ａ、Ｔ_１Ａ、Ｔ_２Ａ アタックタイム
Ｔ_Ｒ、Ｔ_１Ｒ、Ｔ_２Ｒ リリースタイム
Ｖ_０ 制御値
ＬＰＦ１、ＬＰＦ２ ローパスフィルタ

Claims (1)

1. リリースタイムがアタックタイムよりも長い第１のオートマチック・レベル・コントロール回路と、リリースタイムが前記第１のオートマチック・レベル・コントロール回路の値と同等の値に設定され、且つアタックタイムが前記第１のオートマチック・レベル・コントロール回路の値よりも長くなるように設定された第２のオートマチック・レベル・コントロール回路と、を備えるとともに、同一のオーディオ信号が直接又は第１のローパスフィルタを通して前記第１のオートマチック・レベル・コントロール回路及び第２のオートマチック・レベル・コントロール回路に入力されて、両回路の出力の差信号を抽出して直接又は第２のローパスフィルタを通して元のオーディオ信号に加える構成であることを特徴とするオーディオ・エフェクタ回路。

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