JP2005142924A - オーディオ信号増幅回路 - Google Patents

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Abstract

【課題】 ローパス型能動フィルタ機能を持ったオーディオ信号増幅回路1を用い、オーディオ信号中のパイロット信号とともにサブキャリア信号を減衰することができるオーディオ信号増幅回路1を提供する。
【解決手段】 エミッタ接地型トランジスタ2と、トランジスタ2のベース・コレクタ間に接続されたコンデンサ8と、トランジスタ2のコレクタと交流的接地点間に接続された抵抗9とを備え、トランジスタ2とコンデンサ8と抵抗9によりオーディオ信号の最高域周波数をカットオフ周波数とするローパス型能動フィルタを構成し、ステレオ信号復調回路用IC18は、オーディオ信号中に含まれるパイロット信号を選択的に減衰させる特性を有し、ローパス型能動フィルタは、オーディオ信号中に含まれるサブキャリア信号を減衰させる特性を有する。
【選択図】 図1

Description

本発明は、ステレオ復調回路で復調されたステレオオーディオ信号を増幅するオーディオ信号増幅回路に係り、特に、ステレオオーディオ信号中に含まれている周波数19KHzのパイロット信号及び周波数38KHzのサブキャリア信号を有効に除去できるオーディオ信号増幅回路に関する。
従来、FMステレオ放送においては、ステレオオーディオ信号を得るために、送信側で19KHzの周波数のパイロット信号とサブオーディオ信号とを使用して多重周波数変調を行い、受信側で多重周波数変調の復調をするときに、19KHzの周波数のパイロット信号から38KHzの周波数のサブキャリア信号を形成し、形成したサブキャリア信号を使用してステレオ復調を行っている。このようなステレオ復調を行ったときには、ステレオオーディオ信号とともに、19KHzの周波数のパイロット信号と38KHzの周波数のサブキャリア信号が同時に出力されることになる。
この場合、汎用的なFMステレオ受信機においては、ステレオ復調によってステレオオーディオ信号を得るときに、ステレオ復調されたオーディオ信号中に19KHzの周波数のパイロット信号と38KHzの周波数のサブキャリア信号とが含まれていたとしても、19KHzの周波数のパイロット信号及び38KHzの周波数のサブキャリア信号がFMステレオ受信機の再生可能な周波数帯域外になっているため、当該FMステレオ受信機で聴取することができない、あるいは、聴取することができたとしても、低レベルで聞き取り難い意味不明な音声であるため、そのまま再生したとしても聴取者に殆ど影響を及ぼすことがない。
しかしながら、ステレオ復調されたステレオオーディオ信号を、ドルビーシステムを使用しているカセットレコーダや、無音時を検出して演奏曲間の判定を行っているMDレコーダ等の高レベルの記録再生機器を用いて再生または録音するときには、オーディオ信号に含まれている19KHzの周波数のパイロット信号や38KHzの周波数のサブキャリア信号がそれら記録再生機器の機能の妨げになり、正常に動作させることができない場合がある。
このような弊害を除去するため、従来、これらの高レベルの記録再生機器においては、ステレオ復調回路の出力側に、オーディオ信号増幅回路とともにMPXフィルタと呼ばれる2ポールトラップ回路を接続した構成のオーディオ信号増幅回路を用いていた。この場合、オーディオ信号増幅回路は、オーディオ信号の信号レベルが所定の信号レベルになるようにオーディオ信号を増幅するものであり、2ポールトラップ回路は、増幅したオーディオ信号中の不要な周波数成分を減衰除去するもので、パイロット信号が存在する周波数19KHz及びサブキャリア信号が存在する周波数38KHzにそれぞれトラップ回路が設けてあり、それによって19KHzの周波数のパイロット信号及び38KHzの周波数のサブキャリア信号をそれぞれ選択的に減衰させるものである。
ここで、図3は、ステレオ復調回路の出力側にオーディオ信号増幅回路とともに2ポールトラップ回路を接続したオーディオ信号増幅回路の一例を示す回路構成図である。
図3に示されるように、このオーディオ信号増幅回路は、ステレオ復調回路49に接続され、左チャネル(L)オーディオ信号増幅回路30Lと右チャネル(R)オーディオ信号増幅回路30Rとからなっている。この場合、左チャネルオーディオ信号増幅回路30Lは、オーディオ信号増幅用エミッタ接地トランジスタ31Lと、信号入力端子46Lとトランジスタ31Lのベースとの間に接続されたデエンファシス回路と、トランジスタ31Lのコレクタと信号出力端子47Lとの間に接続された2ポールトラップ回路とを備え、同様に、右チャネルオーディオ信号増幅回路30Rは、オーディオ信号増幅用エミッタ接地トランジスタ31Rと、信号入力端子46Rとトランジスタ31Rのベースとの間に接続されたデエンファシス回路と、トランジスタ31Rのコレクタと信号出力端子47Rとの間に接続された2ポールトラップ回路とを備えている。
また、双方のデエンファシス回路は、分路接続コンデンサ32L、32R及び直列接続抵抗33L、33Rからなり、双方の2ポールトラップ回路は、第1直列接続インダクタ40L、40Rと分路接続コンデンサ41L、41Rと第2直列接続インダクタ42L、42R及び分路回路に直列接続されたインダクタ43L、43Rとコンデンサ44L、44Rからなっている。そして、2ポールトラップ回路において、第1直列接続インダクタ40Lと分路接続コンデンサ41L、それに第1直列接続インダクタ40Rと分路接続コンデンサ41Rはそれぞれ周波数38KHzをトラップする第1トラップ回路を構成し、第2直列接続インダクタ42Lと直列接続されたインダクタ43L及びコンデンサコンデンサ44L、それに第2直列接続インダクタ42Rと直列接続されたインダクタ43R及びコンデンサコンデンサ44Rはそれぞれ周波数19KHzをトラップする第2トラップ回路を構成している。
また、図4は、図3に図示された左チャネルオーディオ信号増幅回路30L及び右チャネルオーディオ信号増幅回路30Rの周波数特性を示す特性図である。
図4において、横軸はKHzで表したオーディオ信号周波数、縦軸はdBmで表したオーディオ信号レベルである。この特性図において、実線は2ポールトラップ回路を含んだ周波数特性を表し、一点鎖線は2ポールトラップ回路を除いた周波数特性を表している。
前記構成による左チャネルオーディオ信号増幅回路30Lは、次のように動作する。いま、信号入力端子46Lにステレオ復調回路49から出力された左チャネルオーディオ信号が供給されると、そのオーディオ信号は、デエンファシス回路を通るときに所定のデエンファシス特性が付与された後、結合コンデンサ34Lを介してエミッタ接地トランジスタ31Lのベースに印加される。エミッタ接地トランジスタ31Lは、この左チャネルオーディオ信号を所定信号レベルになるように増幅し、増幅された左チャネルオーディオ信号がコレクタから取り出され、結合コンデンサ39Lを介して2ポールトラップ回路に供給される。2ポールトラップ回路は、図4の実線に示されるように、増幅された左チャネルオーディオ信号中の38KHzの周波数のサブキャリア信号を第1トラップ回路によって大きく減衰させ、次いで増幅された左チャネルオーディオ信号中の19KHzの周波数のパイロット信号を第2トラップ回路によって大きく減衰させ、信号出力端子47Lには、サブキャリア信号及びパイロット信号が除去された増幅された左チャネルオーディオ信号がに供給される。
また、右チャネルオーディオ信号増幅回路30Rの動作も、増幅する信号が右チャネルオーディオ信号になるだけで、前述の左チャネルオーディオ信号増幅回路30Lの動作と全く同じであり、それにより信号出力端子47Rには、サブキャリア信号及びパイロット信号が除去された増幅された右チャネルオーディオ信号が供給される。
ところで、前記構成を有する既知のオーディオ信号増幅回路は、2ポールトラップ回路を用いることにより、オーディオ信号中のサブキャリア信号及びパイロット信号を有効に除去することができるものの、2ポールトラップ回路を構成する場合、3個のインダクタと2個のコンデンサが必要になるため、オーディオ信号増幅回路を集積回路構成にすることができないだけでなく、小型化すること及び製造コストの低減化を図ることが難しいものである。
このような2ポールトラップ回路の使用を回避するものとして、最近になって、ステレオ復調回路の中にパイロットキャンセル回路を組み込み、そのパイロットキャンセル回路を含んだステレオ復調回路全体を集積回路(IC)構成にしたステレオ復調回路用ICが開発されるようになった。このパイロットキャンセル回路は、オーディオ信号回路内に19KHzの周波数のパイロット信号を選択的に負帰還させる負帰還回路を設けたもので、この選択的負帰還回路によりオーディオ信号中の19KHzの周波数のパイロット信号が選択的に減衰され、2ポールトラップ回路を使用しなくても、ステレオ復調回路から出力されるオーディオ信号中の19KHzの周波数のパイロット信号を大きく減衰させることができるものである。
しかしながら、パイロットキャンセル回路を内蔵したステレオ復調回路用ICは、パイロットキャンセル回路によってオーディオ信号中の19KHzの周波数のパイロット信号を減衰させることができるものの、オーディオ信号中の38KHzの周波数のサブキャリア信号を減衰させることができないので、増幅されたオーディオ信号中に未だ38KHzの周波数のサブキャリア信号が残留している。このため、パイロットキャンセル回路を内蔵したステレオ復調回路用ICを用いただけでは、残留しているサブキャリア信号が高レベルの記録再生機器に影響を及ぼすことも考えられ、この種の高レベルの記録再生機器の機能を全うさせるに不十分なものである。
従来技術として特許文献の採用なし
本発明は、このような技術的背景に鑑みてなされたもので、その目的は、オーディオ信号増幅回路にローパス型能動フィルタ機能を持たせ、オーディオ信号増幅回路を用いるだけオーディオ信号中のパイロット信号とともにサブキャリア信号を減衰することができるオーディオ信号増幅回路を提供することにある。
前記目的を達成するために、本発明によるオーディオ信号増幅回路は、ステレオ信号復調回路用ICから出力されたオーディオ信号を増幅するオーディオ信号増幅回路であって、ベースにステレオ信号復調回路用ICからオーディオ信号が供給され、コレクタから増幅されたオーディオ信号が出力されるエミッタ接地型トランジスタと、トランジスタのベース・コレクタ間に接続されたコンデンサと、トランジスタのコレクタと交流的な接地点間に接続された抵抗とを備え、トランジスタとコンデンサと抵抗とによりオーディオ信号の最高域周波数をカットオフ周波数とするローパス型能動フィルタを構成し、ステレオ信号復調回路用ICは、オーディオ信号中に含まれるパイロット信号を選択的に減衰させる特性を有し、ローパス型能動フィルタは、オーディオ信号中に含まれるサブキャリア信号を減衰させる特性を有する手段を具備している。
この場合、前記手段におけるパイロット信号は周波数19KHzのパイロット信号であり、サブキャリア信号は周波数38KHzのサブキャリア信号である。
また、前記手段におけるローパス型能動フィルタはカットオフ周波数が15KHzに設定されている。
本発明によれば、オーディオ信号増幅回路において、エミッタ接地型トランジスタと、当該トランジスタのベース・コレクタ間に接続されたコンデンサと、当該トランジスタのコレクタと交流的な接地点間に接続された抵抗とによってオーディオ信号の最高域周波数をカットオフ周波数とするローパス型能動フィルタを構成し、ステレオ信号復調回路用ICに内蔵されるパイロットキャンセル回路によりオーディオ信号中に含まれるパイロット信号を選択的に減衰させ、ローパス型能動フィルタによりオーディオ信号中に含まれるサブキャリア信号を減衰させるようにしているので、2ポールトラップ回路を用いることなく、しかも、オーディオ信号増幅回路に簡単な回路を付加するだけで、オーディオ信号中のパイロット信号とともにサブキャリア信号を十分に減衰させることができるという効果がある。
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図1は、本発明によるオーディオ信号増幅回路を実施するための最良の形態を示す回路構成図である。
図1に示されるように、この実施の形態によるオーディオ信号増幅回路は、パイロットキャンセル回路19を内蔵したステレオ復調回路用IC18の出力側に接続配置されているもので、左チャネルオーディオ信号増幅回路1Lと、右チャネルオーディオ信号増幅回路1Rとからなっている。この場合、左チャネルオーディオ信号増幅回路1Lは、エミッタ接地型トランジスタ2Lと、信号入力端子15Lとトランジスタ2Lのベースとの間に接続されたデエンファシス回路と、トランジスタ2Lのベース・コレクタ間に接続されたローパス型能動フィルタ回路とを備えている。同じように、右チャネルオーディオ信号増幅回路1Rは、エミッタ接地型トランジスタ2Rと、信号入力端子15Rとトランジスタ2Rのベースとの間に接続されたデエンファシス回路と、トランジスタ2Rのベース・コレクタ間に接続されたローパス型能動フィルタ回路とを備えている。
そして、双方のデエンファシス回路は、分路接続コンデンサ3L、3Rと、直列接続抵抗4L、4Rとからなる。また、双方のローパス型能動フィルタ回路は、トランジスタ2L、2Rのベース・コレクタ間に接続された帰還コンデンサ8L、8Rと、トランジスタ2L、2Rのコレクタに接続されたコレクタ抵抗9L、9Rとからなっている。この場合、双方のローパス型能動フィルタ回路は、オーディオ信号周波数帯の最高周波数、例えば15KHzの周波数がカットオフ周波数になるように、帰還コンデンサ8L、8Rの容量値とコレクタ抵抗9L、9Rの抵抗値とがそれぞれ選択される。
さらに、トランジスタ2Lは、ベースとデエンファシス回路との間に結合コンデンサ5Lが接続され、ベースと電源端子15L間及びベースと接地点間にそれぞれベースバイアス抵抗6L、7Lが接続され、エミッタと接地点間にエミッタ抵抗10Lが接続され、コレクタと信号出力端子13Lとの間に結合コンデンサ11Lが接続されている。同じように、トランジスタ2Rは、ベースとデエンファシス回路との間に結合コンデンサ5Rが接続され、ベースと電源端子15R間及びベースと接地点間にそれぞれベースバイアス抵抗6R、7Rが接続され、エミッタと接地点間にエミッタ抵抗10Rが接続され、コレクタと信号出力端子13Rとの間に結合コンデンサ10Rが接続されている。
この他に、信号出力端子13Lと接地点間にインピーダンス整合抵抗12Lが接続されている。同様に、信号出力端子13Rと接地点間にインピーダンス整合抵抗12Rが接続されている。
次に、図2は、図1に図示されたステレオ復調回路用IC18を含む左チャネルオーディオ信号増幅回路1L及び右チャネルオーディオ信号増幅回路1Rの周波数特性を示す特性図であって、実線はそれらの総合特性であり、点線は比較のために示した左チャネルオーディオ信号増幅回路1L及び右チャネルオーディオ信号増幅回路1Rのみの特性である。
ここで、図2に図示の特性図を併用して図1に図示されたステレオ復調回路用IC18を含むオーディオ信号増幅回路の動作について説明する。
まず、ステレオ復調回路用IC18にその前段回路(図1に図示なし)から復調すべきステレオ信号が供給されると、ステレオ復調回路用IC18は、周波数19KHzのパイロット信号から得られた周波数38KHzのサブキャリア信号を用いて復調すべきステレオ信号を復調し、復調されたステレオオーディオ信号を発生させる。このとき得られたステレオオーディオ信号は、左チャネルオーディオ信号と右チャネルオーディオ信号の2つのオーディオ信号であって、その中に周波数19KHzのパイロット信号と周波数38KHzのサブキャリア信号とが含まれている。この後、左チャネルオーディオ信号と右チャネルオーディオ信号は、それぞれパイロットキャンセル回路19に供給され、そこで周波数19KHzのパイロット信号が選択的に負帰還され、周波数19KHzのパイロット信号が大幅に減衰され、ステレオ復調回路用IC18の左チャネル出力端20Lから周波数19KHzのパイロット信号が大幅に減衰された左チャネルオーディオ信号が出力され、ステレオ復調回路用IC18の右チャネル出力端20Rから同じく周波数19KHzのパイロット信号が大幅に減衰された右チャネルオーディオ信号が出力される。そして、出力された左チャネルオーディオ信号は、左チャネルオーディオ信号増幅回路1Lの信号入力端子14Lに供給され、出力された右チャネルオーディオ信号は、右チャネルオーディオ信号増幅回路1Rの信号入力端子14Rに供給される。
次に、左チャネルオーディオ信号増幅回路1Lは、信号入力端子14Lに左チャネルオーディオ信号が供給されると、デエンファシス回路において左チャネルオーディオ信号に所定のデエンファシス特性を付与した後、左チャネルオーディオ信号を結合コンデンサ5Lを介してエミッタ接地トランジスタ2Lのベースに供給する。エミッタ接地トランジスタ2Lは、供給された左チャネルオーディオ信号を所定信号レベルになるように増幅し、増幅した左チャネルオーディオ信号がコレクタから取り出される。このとき、エミッタ接地トランジスタ2Lは、そのベース・コレクタ間に接続されたローパス型能動フィルタ回路により、図2に図示の特性図における点線で示すように、増幅した左チャネルオーディオ信号中の38KHzの周波数のサブキャリア信号を減衰させる。
一方、ステレオ復調回路用IC18は、内蔵するパイロットキャンセル回路19により左チャネルオーディオ信号増幅回路1Lに供給する左チャネルオーディオ信号中の19KHzの周波数のパイロット信号を大幅に減衰させた状態で出力しているので、エミッタ接地トランジスタ2Lのコレクタに導出される増幅された左チャネルオーディオ信号は、図2に図示の特性図における実線で示すように、19KHzの周波数のパイロット信号と38KHzの周波数のサブキャリア信号とがともに減衰されたものになり、信号出力端子13Lに19KHzの周波数のパイロット信号と38KHzの周波数のサブキャリア信号が減衰した左チャネルオーディオ信号が供給される。
また、右チャネルオーディオ信号増幅回路1Rにおいても、信号入力端子14Rに右チャネルオーディオ信号が供給されると、デエンファシス回路において右チャネルオーディオ信号に所定のデエンファシス特性を付与した後、右チャネルオーディオ信号を結合コンデンサ5Rを介してエミッタ接地トランジスタ2Rのベースに供給する。エミッタ接地トランジスタ2Rは、供給された右チャネルオーディオ信号を所定信号レベルになるように増幅し、増幅した右チャネルオーディオ信号がコレクタから取り出される。このときも、エミッタ接地トランジスタ2Rは、そのベース・コレクタ間に接続されたローパス型能動フィルタ回路により、図2に図示の特性図における点線で示すように、増幅した右チャネルオーディオ信号中の38KHzの周波数のサブキャリア信号を減衰させる。
このときも、ステレオ復調回路用IC18は、内蔵するパイロットキャンセル回路19により右チャネルオーディオ信号増幅回路1Rに供給する右チャネルオーディオ信号中の19KHzの周波数のパイロット信号を大幅に減衰させた状態で出力しているので、エミッタ接地トランジスタ2Rのコレクタに導出される増幅された右チャネルオーディオ信号は、図2に図示の特性図における実線で示すように、19KHzの周波数のパイロット信号と38KHzの周波数のサブキャリア信号とがともに減衰されたものになり、信号出力端子13Rに19KHzの周波数のパイロット信号と38KHzの周波数のサブキャリア信号が減衰した右チャネルオーディオ信号が供給される。
このように、この実施の形態に係わるオーディオ信号増幅回路によれば、既知のこの種の回路で用いられていた2ポールトラップ回路を用いることなく、しかも、オーディオ信号増幅回路に簡単な構成のローパス型能動フィルタ回路を付加するだけで、オーディオ信号中のパイロット信号とともにサブキャリア信号を十分に減衰させることができ、集積回路化が可能であって、小型化及び製造コストの低減化を図れるオーディオ信号増幅回路が得られる。
なお、前記実施の形態においては、トランジスタ2L、2Rのベース・コレクタ間に接続するローパス型能動フィルタ回路を、帰還コンデンサ8L、8Rと、コレクタ抵抗9L、9Rとにより構成する例を挙げて説明したが、本発明に使用するローパス型能動フィルタ回路は、このような構成のものに限られるものでなく、回路構成を複雑なものにしない限り、これらの素子に他の素子を付加したものであってもよい。
また、前記実施の形態においては、ローパス型能動フィルタ回路のカットオフ周波数が15KHzの周波数である例を挙げて説明したが、本発明に使用するローパス型能動フィルタ回路のカットオフ周波数は15KHzの周波数であるものに限られず、オーディオ信号の周波数帯域に応じて15KHzの周波数の近傍の周波数に選択してもよいことは勿論である。
さらに、前記実施の形態においては、パイロット信号が19KHzの周波数であり、サブキャリア信号が38KHzの周波数であるとして説明したが、本発明におけるパイロット信号とサブキャリア信号の各周波数が19KHz、38KHzである場合に限定されるものでなく、FM放送信号の種別によって他の周波数のものであってもよいことは勿論である。
本発明によるオーディオ信号増幅回路を実施するための最良の形態を示す回路構成図である。 図1に図示されたステレオ復調回路用ICを含む左チャネルオーディオ信号増幅回路及び右チャネルオーディオ信号増幅回路の周波数特性を示す特性図である。 ステレオ復調回路の出力側にオーディオ信号増幅回路とともに2ポールトラップ回路を接続したオーディオ信号増幅回路の一例を示す回路構成図である。 図3に図示された左チャネルオーディオ信号増幅回路及び右チャネルオーディオ信号増幅回路の周波数特性を示す特性図である。
符号の説明
1L 左チャネルオーディオ信号増幅回路
1R 右チャネルオーディオ信号増幅回路
2L、2R エミッタ接地型トランジスタ
3L、3R 分路接続コンデンサ
4L、4R 直列接続抵抗
5L、5R、11L、11R 結合コンデンサ
6L、6R、7L、7R ベースバイアス抵抗
8L、8R 帰還コンデンサ
9L、9R コレクタ抵抗
10L、10R エミッタ抵抗
12L、12R インピーダンス整合抵抗
13L、13R 信号出力端子
14L、14R 信号入力端子
15L、15R 電源端子
18 ステレオ復調回路用IC
19 パイロットキャンセル回路

Claims (3)

  1. ステレオ信号復調回路用ICから出力されたオーディオ信号を増幅するオーディオ信号増幅回路であって、ベースに前記ステレオ信号復調回路用ICからオーディオ信号が供給され、コレクタから増幅されたオーディオ信号が出力されるエミッタ接地型トランジスタと、前記トランジスタのベース・コレクタ間に接続されたコンデンサと、前記トランジスタのコレクタと交流的な接地点間に接続された抵抗とを備え、前記トランジスタと前記コンデンサと前記抵抗とによりオーディオ信号の最高域周波数をカットオフ周波数とするローパス型能動フィルタを構成し、前記ステレオ信号復調回路用ICは、オーディオ信号中に含まれるパイロット信号を選択的に減衰させる特性を有し、前記ローパス型能動フィルタは、オーディオ信号中に含まれるサブキャリア信号を減衰させる特性を有していることを特徴とするオーディオ信号増幅回路。
  2. 前記パイロット信号は周波数19KHzのパイロット信号であり、前記サブキャリア信号は周波数38KHzのサブキャリア信号であることを特徴とする請求項1に記載のオーディオ信号増幅回路。
  3. 前記ローパス型能動フィルタはカットオフ周波数が15KHzに設定されていることを特徴とする請求項1あるいは2に記載のオーディオ信号増幅回路。
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