JP2006270698A - Low frequency sound emphasizing device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a low frequency sound emphasizing device for emphasizing a sense of low sound frequencies by compensating the reduction of a low frequency characteristic of a speaker without upsizing the speaker and a power amplifier for driving the speaker. <P>SOLUTION: A phase inversion means 3 and a first low pas filter 4 extract a low frequency signal at the outside of a reproduction frequency band of the speaker, a harmonic generating means 5 applies nonlinear arithmetic operations to the extracted signal in a way of asymmetry with respect to the origin wherein the input and output characteristic of the means 5 passes through the origin and has a break point at least at one point or over other than the origin, and the harmonic generating means 5 applies subtraction processing to the signal subjected to the nonlinear arithmetic operation and the extracted signal respectively at a proper multiple to attenuate the fundamental wave and produce second and third harmonics, and summates the produced harmonics to the original signal. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、スピーカやそれを駆動するパワーアンプを大型化することなく、スピーカの低域周波数特性の低下を聴覚的に補償し低音感を増強する低音増強装置に関するものである。   The present invention relates to a bass enhancement device that aurally compensates for a decrease in low-frequency characteristics of a speaker and enhances the bass feeling without increasing the size of a speaker or a power amplifier that drives the speaker.

近年オーディオ機器の小型化が進み、特にスピーカの大きさの制約から十分な低域再生ができないないという問題を有していた。この問題を解決するために、低域は指向性があいまいであることを利用して、前方以外の位置にも設置可能な低域再生専用のスピーカとそれを駆動するパワーアンプを備えたシステムが販売されているが、設置場所を要するとか、高価である等の問題を有しており、また、このようなシステムにおいても小型化の要求が高まっている。   In recent years, audio devices have been miniaturized, and in particular, there has been a problem that sufficient low-frequency reproduction cannot be performed due to restrictions on the size of speakers. In order to solve this problem, a system with a low-frequency reproduction dedicated speaker that can be installed at a position other than the front and a power amplifier that drives the low-frequency reproduction using the fact that the directivity of the low frequency is ambiguous. Although it is sold, it has problems such as requiring an installation place and being expensive, and there is an increasing demand for downsizing in such a system.

スピーカの低域周波数特性の低下を補償し低音感を増強する方法として、最も簡単にはイコライザーを用いて低域のゲインを上昇させる方法がある。しかし、スピーカの再生周波数帯域外の低音感を増強するには、低域ゲインを大幅に上昇させる必要があり、大電力出力が必要となり、スピーカを駆動するパワーアンプが大型化するという問題を有している。また、それに伴ってスピーカの許容入力も大きくする必要があり、スピーカも大型化するという問題を有している。   As a method for compensating for a decrease in the low frequency characteristic of the speaker and enhancing the low tone, there is a simplest method of increasing the low frequency gain using an equalizer. However, in order to enhance the low-frequency sound outside the reproduction frequency band of the speaker, it is necessary to significantly increase the low-frequency gain, which requires a large power output, and there is a problem that the power amplifier that drives the speaker increases in size. is doing. Along with this, it is necessary to increase the allowable input of the speaker, and there is a problem that the speaker is also increased in size.

このような課題に対して、スピーカやそれを駆動するパワーアンプを大型化することなく、スピーカの再生周波数帯域外の低音感を増強する方法として、スピーカの再生周波数帯域外の低域信号を抽出し、その高調波を付加する方法が特許文献1に示されている。図15は特許文献1に示されている低音増強装置のブロック図であって、以下、図15を用いて従来の低音増強装置を説明する。   In response to these problems, low-frequency signals outside the reproduction frequency band of the speaker are extracted as a method of enhancing the low-frequency sound outside the reproduction frequency band of the speaker without increasing the size of the speaker and the power amplifier that drives the speaker. A method for adding the harmonics is disclosed in Patent Document 1. FIG. 15 is a block diagram of a bass enhancement device disclosed in Patent Document 1. Hereinafter, a conventional bass enhancement device will be described with reference to FIG.

まず、装置に入力された左右の音声信号は第2の加算手段32に入力され、左右の信号が加算される。第2の加算手段32から出力された信号は第1の低域通過フィルタ33に入力され、スピーカの再生周波数帯域外の低域信号が抽出される。第1の低域通過フィルタ33から出力された信号は、高調波生成手段34である全波整流器35に入力され、入出力特性が出力軸に対して対称な偶関数であるため、主に第2次高調波に変換される。全波整流器35から出力された信号は、第2の低域通過フィルタ36に入力され、第2次高調波以外の高調波がカットされ、第2次高調波のみが抽出される。第2の低域通過フィルタ36から出力された信号は、第1の加算手段37、38に入力され、装置に入力された左右信号に加算される。このようにして、入力された音声信号に対して、スピーカの再生周波数帯域外の低域信号の第2次高調波を付加することができる。   First, the left and right audio signals input to the apparatus are input to the second adding means 32, and the left and right signals are added. The signal output from the second adding means 32 is input to the first low-pass filter 33, and a low-frequency signal outside the reproduction frequency band of the speaker is extracted. The signal output from the first low-pass filter 33 is input to the full-wave rectifier 35 that is the harmonic generation means 34, and the input / output characteristics are an even function that is symmetric with respect to the output axis. Converted to second harmonic. The signal output from the full-wave rectifier 35 is input to the second low-pass filter 36, and harmonics other than the second harmonic are cut, and only the second harmonic is extracted. The signal output from the second low-pass filter 36 is input to the first adding means 37 and 38 and added to the left and right signals input to the apparatus. In this way, the second harmonic of the low frequency signal outside the reproduction frequency band of the speaker can be added to the input audio signal.

また、生成する高調波レベルを制御する方法として、抽出した信号にオフセットを与えた後に正負各半波成分にそれぞれ適当な値を乗じた信号を、抽出した信号に加算して高調波を生成する方法が特許文献2に示されている。
特開平8−237800号公報 特許第3462590号公報
Further, as a method of controlling the harmonic level to be generated, after adding an offset to the extracted signal, a signal obtained by multiplying each positive and negative half-wave component by an appropriate value is added to the extracted signal to generate a harmonic. A method is shown in US Pat.
JP-A-8-237800 Japanese Patent No. 3462590

しかしながら、特許文献1に記載の方法は第2次高調波のみを付加するものである。音響心理学において、基音(基本波)が発せられず、その高調波のみが発せられる場合でも、人間は基音を感じることができることが知られている。例えば、70Hz以下を再生できないスピーカにおいて、50Hzの第2次高調波、および第3次高調波である100Hz、150Hzを付加して再生した場合、人間は50Hzの基音を感じることができる。しかしながら、第2次高調波、および第4次高調波である100Hz、200Hzを付加して再生した場合は、100Hzを基音、200Hzを第2次高調波であると誤認識し、基音である50Hzを感じることができない。また、第2次高調波である100Hzのみを再生した場合、100Hzを基音と誤認識し、基音である50Hzを感じることができない。このように、音響心理学を応用して、スピーカの低域周波数特性の低下を補償し低音感を増強するためには、第2次高調波および第3次高調波を付加する必要がある。   However, the method described in Patent Document 1 adds only the second harmonic. In psychoacoustics, it is known that humans can feel the fundamental tone even when the fundamental tone (fundamental wave) is not emitted and only its harmonics are emitted. For example, when a speaker that cannot reproduce 70 Hz or less is reproduced by adding 50 Hz second harmonic and third harmonics 100 Hz and 150 Hz, a human can feel a fundamental frequency of 50 Hz. However, when reproduction is performed by adding the second and fourth harmonics 100 Hz and 200 Hz, 100 Hz is fundamentally recognized and 200 Hz is the second harmonic, and the fundamental is 50 Hz. I can't feel it. Further, when only the second harmonic, 100 Hz, is reproduced, 100 Hz is mistakenly recognized as a fundamental tone, and the fundamental tone, 50 Hz, cannot be felt. Thus, in order to apply the psychoacoustics to compensate for the lowering of the low frequency characteristics of the loudspeaker and to enhance the bass feeling, it is necessary to add the second harmonic and the third harmonic.

このように第2次高調波を主体とした偶数次高調波のみを付加する特許文献1の方法は、スピーカの再生周波数帯域外の基音の低音感を増強する効果が弱いという問題がある。   As described above, the method of Patent Document 1 in which only the even-order harmonics mainly including the second-order harmonics are added has a problem that the effect of enhancing the bass tone of the fundamental tone outside the reproduction frequency band of the speaker is weak.

また、特許文献2に記載の方法を実現するためには回路の規模が大きくなり、また抽出した信号から高調波だけでなく基本波も生成されるという問題を有している。   In addition, in order to realize the method described in Patent Document 2, there is a problem that the circuit scale becomes large, and not only harmonics but also fundamental waves are generated from the extracted signal.

本発明の基本的な概念は、図14のようにスピーカの再生周波数特性の低域が、基本波の範囲まで伸びていないものにおいて、原信号の基本波の第2次高調波、第3次高調波を発生させることによって、あたかも基本波が存在するように認識させ、スピーカやそれを駆動するパワーアンプを大型化することなく、スピーカの低域周波数特性の低下を補償し低音感を増強する低音増強装置を提供することを目的とする。   The basic concept of the present invention is that when the low frequency range of the reproduction frequency characteristic of the speaker does not extend to the range of the fundamental wave as shown in FIG. 14, the second harmonic and the third harmonic of the fundamental wave of the original signal. By generating harmonics, it is recognized as if the fundamental wave is present, and the low frequency characteristics of the speaker are compensated for and the bass tone is enhanced without increasing the size of the speaker and the power amplifier that drives it. An object is to provide a bass enhancement device.

上記目的に対応するため、本発明の低音増強装置は、スピーカやそれを駆動するパワーアンプを大型化することなく、スピーカの低域周波数特性の低下を補償し低音感を増強するため、スピーカの再生周波数帯域外の低域信号を抽出し、当該抽出された信号に入出力特性が原点上を通り、原点以外の少なくとも1箇所以上に折れ点を有する原点非対称な非線形演算を施し、当該非線形演算を施された信号と、前記抽出された信号をそれぞれ適当な倍率にて減算処理を行うことにより、基本波を減衰させて第2次高調波と第3次高調波を含んだ高調波を生成し、当該生成した高調波を原信号に加算することで、
入力信号レベルが大きい場合にはスピーカの再生周波数帯域外の低域信号の第2次高調波と第3次高調波を含んだ高調波を付加し、入力信号レベルが小さい場合には低域ゲインを増大させることを最も主要な特徴とする。
In order to respond to the above object, the bass enhancement device of the present invention compensates for the lowering of the low frequency characteristics of the speaker and enhances the bass feeling without increasing the size of the speaker and the power amplifier that drives the speaker. A low-frequency signal outside the reproduction frequency band is extracted, and the extracted signal passes through the origin on the input and output, and the origin is asymmetrically nonlinear with at least one break point other than the origin. By subtracting the extracted signal and the extracted signal at an appropriate magnification, the fundamental wave is attenuated to generate harmonics including the second and third harmonics. Then, by adding the generated harmonics to the original signal,
When the input signal level is high, harmonics including the second and third harmonics of the low frequency signal outside the reproduction frequency band of the speaker are added, and when the input signal level is low, the low frequency gain Is the main feature.

本発明の低音増強装置は、スピーカの低域周波数特性の低下する帯域に含まれる低域信号に対して上記の処理を行うことにより、基本波を減衰させて第2次高調波と第3次高調波を含んだ高調波を生成し、当該生成した高調波を原信号に加算することにより、
小規模な演算で、入力信号レベルが大きい場合にはスピーカの再生周波数帯域外の低域信号の第2次高調波と第3次高調波を含んだ高調波を付加し、入力信号レベルが小さい場合には低域ゲインが増大し、ローコストで、スピーカやそれを駆動するパワーアンプを大型化することなく、スピーカの低域周波数特性の低下を補償し低音感を増強できるという利点がある。
The bass enhancement device of the present invention attenuates the fundamental wave by performing the above-described processing on the low-frequency signal included in the band where the low-frequency characteristics of the speaker are reduced, and thereby the second harmonic and the third harmonic. By generating harmonics including harmonics and adding the generated harmonics to the original signal,
When the input signal level is large in a small-scale calculation, the harmonics including the second and third harmonics of the low frequency signal outside the reproduction frequency band of the speaker are added, and the input signal level is small. In this case, there is an advantage that the low-frequency gain is increased, and the low-frequency feeling can be enhanced by compensating for a decrease in the low-frequency characteristics of the speaker without increasing the size of the speaker and the power amplifier for driving the speaker at low cost.

(実施の形態1)
図1は本発明の実施の形態1における低音増強装置のブロック図、図2は同じくその反転加算増幅器の回路図、図3は同じくその非線形演算手段の回路図、図4は同じく図3の非線形演算手段の入出力特性図、図5は同じく図3の非線形演算手段に単一正弦波を入力した場合のスペクトラム図、図6は同じく高調波生成手段の回路図、図7は同じく図6の高調波生成手段の入出力特性図、図8は同じく図6の高調波生成手段に単一正弦波を入力した場合のスペクトラム図である。
(Embodiment 1)
1 is a block diagram of a bass enhancement device according to Embodiment 1 of the present invention, FIG. 2 is a circuit diagram of its inverting addition amplifier, FIG. 3 is a circuit diagram of its nonlinear arithmetic means, and FIG. 4 is a nonlinear diagram of FIG. FIG. 5 is a spectrum diagram when a single sine wave is input to the nonlinear arithmetic means of FIG. 3, FIG. 6 is a circuit diagram of the harmonic generation means, and FIG. FIG. 8 is a spectrum diagram when a single sine wave is input to the harmonic generation means of FIG.

以下、図1、図2〜図8を用いて、本発明の低音増強装置を説明する。まず、低音増強装置に入力された左右の音声信号は、入力端子T1、T2からそれぞれ第1の加算手段11、12へ入力される信号と、高調波付加部1に入力される信号の2つに分岐される。   Hereinafter, the bass enhancement device of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2 to 8. First, the left and right audio signals input to the bass enhancement device are two signals: a signal input from the input terminals T1 and T2 to the first adding means 11 and 12, respectively, and a signal input to the harmonic adding unit 1. Fork.

高調波付加部1は、第2の加算手段2、位相反転手段3、第1の低域通過フィルタ4、高調波生成手段5、第2の低域通過フィルタ10で構成しており、高調波付加部1に入力された左右の音声信号は、第2の加算手段2に入力され加算される。第2の加算手段2から出力された信号は、位相反転手段3に入力され位相が反転される。   The harmonic addition unit 1 includes a second addition unit 2, a phase inversion unit 3, a first low pass filter 4, a harmonic generation unit 5, and a second low pass filter 10. The left and right audio signals input to the adding unit 1 are input to the second adding unit 2 and added. The signal output from the second adding means 2 is input to the phase inverting means 3 and the phase is inverted.

図2は反転加算増幅器の回路図であり、第2の加算手段2と位相反転手段3の作用を兼用している。抵抗器R11とR12の各一端には音声信号が加えられて加算されてIC11の反転入力端に入力され、IC11の非反転入力は接地されている。また、出力端から反転入力端に抵抗器R13が接続されている。   FIG. 2 is a circuit diagram of the inverting and adding amplifier, in which the functions of the second adding means 2 and the phase inverting means 3 are combined. Audio signals are added and added to one end of each of the resistors R11 and R12 and input to the inverting input terminal of the IC 11, and the non-inverting input of the IC 11 is grounded. A resistor R13 is connected from the output terminal to the inverting input terminal.

位相反転手段3から出力された信号は、第1の低域通過フィルタ4に入力され、スピーカの再生周波数帯域外の低域信号を抽出するように遮断周波数を設定する。回路規模を増大させないために、第1の低域通過フィルタ4は2次のものを使用する。ここで、第1の低域通過フィルタ4により通過帯域では位相の遅れはなく、遮断帯域では位相が180°遅れる。位相反転手段3による位相反転作用を含めると、第1の低域通過フィルタ4の遮断周波数以下の帯域であるスピーカの再生周波数帯域外の低域では位相が180°進み、第1の低域通過フィルタ4の遮断周波数以上の帯域であるスピーカの再生周波数帯域内の帯域では位相の遅れはない。   The signal output from the phase inverting means 3 is input to the first low-pass filter 4, and the cutoff frequency is set so as to extract a low-frequency signal outside the reproduction frequency band of the speaker. In order not to increase the circuit scale, the first low-pass filter 4 uses a second order filter. Here, the first low-pass filter 4 causes no phase delay in the pass band, and the phase is delayed by 180 ° in the cutoff band. Including the phase inversion action by the phase inversion means 3, the phase advances by 180 ° in the low frequency range outside the reproduction frequency band of the speaker, which is a band below the cutoff frequency of the first low pass filter 4, and the first low frequency pass There is no phase delay in the band within the reproduction frequency band of the speaker, which is a band higher than the cutoff frequency of the filter 4.

第1の低域通過フィルタ4から出力された信号は、高調波生成手段5に入力される。高調波生成手段5は、非線形演算手段6、第1の係数器7、第2の係数器8、線形演算手段9で構成する。   The signal output from the first low-pass filter 4 is input to the harmonic generation means 5. The harmonic generation unit 5 includes a non-linear calculation unit 6, a first coefficient unit 7, a second coefficient unit 8, and a linear calculation unit 9.

非線形演算手段6は、その入出力特性が原点上を通り、原点以外の少なくとも1箇所以上に折れ点を有し、原点非対称となるように正負非対称なリミッタ回路で構成する。その1例を示す図3の非線形演算手段6の回路図では、抵抗器R21と直列に接続した、抵抗器R20とダイオードD21の並列回路を用いたダイオードリミッタ回路の構成となっている。ここで、入力電圧が負の一定電圧以下の場合、図4に示すようにダイオードD21が導通状態となり出力振幅が制限される。これにより入出力特性が原点上を通り、原点非対称かつ出力軸に対して非対称な特性となり、奇数次高調波と偶数次高調波を生成することができる。   The nonlinear arithmetic means 6 is constituted by a positive / negative asymmetric limiter circuit so that its input / output characteristics pass over the origin, has break points at least one place other than the origin, and is asymmetric with the origin. In the circuit diagram of the non-linear operation means 6 of FIG. 3 showing one example, the configuration is a diode limiter circuit using a parallel circuit of a resistor R20 and a diode D21 connected in series with the resistor R21. Here, when the input voltage is equal to or less than a negative constant voltage, the diode D21 becomes conductive as shown in FIG. 4, and the output amplitude is limited. As a result, the input / output characteristic passes over the origin, becomes asymmetrical with respect to the origin and asymmetric with respect to the output shaft, and can generate odd-order harmonics and even-order harmonics.

非線形演算手段6に単一正弦波を入力した場合のスペクトラムは、図5に示すように、非線形演算手段6から出力された信号には、非線形演算手段6に入力された信号と同一周波数信号である基本波も含まれている。ここで、基本波が多く含まれていると、その信号が高周波付加部1より出力される際に、後述する第1の加算手段11、12に入力端子T1、T2より入力された音声信号と加算され、スピーカの再生周波数帯域外の低域信号であるにもかかわらず、ゲインが増大して装置から出力され、大出力時にスピーカやそれを駆動するアンプの負担となる。   As shown in FIG. 5, the spectrum when a single sine wave is input to the nonlinear arithmetic means 6 is the same frequency signal as the signal input to the nonlinear arithmetic means 6 in the signal output from the nonlinear arithmetic means 6. Some fundamental waves are also included. Here, if a lot of fundamental waves are included, when the signal is output from the high-frequency adding unit 1, an audio signal input from the input terminals T 1 and T 2 to the first addition means 11 and 12 described later and In spite of being a low-frequency signal outside the reproduction frequency band of the speaker, the gain is increased and output from the apparatus, and becomes a burden on the speaker and the amplifier that drives it at the time of large output.

そこで、第1の係数器7により非線型演算手段6に入力される信号に所定の倍率を乗じ、第2の係数器8により非線型演算手段6から出力される信号に所定の倍率を乗じ、線形演算手段9により第2の係数器8から出力される信号から第1の係数器7から出力される信号を減算することにより、非線型演算手段6から出力された信号に含まれる基本波を減衰させる。これにより、高調波生成手段5は、基本波の信号レベルが小さく、第2次高調波と第3次高調波を含んだ高調波を生成することができる。   Therefore, the signal inputted to the nonlinear arithmetic means 6 by the first coefficient unit 7 is multiplied by a predetermined magnification, the signal outputted from the nonlinear arithmetic means 6 by the second coefficient unit 8 is multiplied by a predetermined magnification, By subtracting the signal output from the first coefficient unit 7 from the signal output from the second coefficient unit 8 by the linear calculation unit 9, the fundamental wave included in the signal output from the nonlinear calculation unit 6 is obtained. Attenuate. Thereby, the harmonic generation means 5 has a low fundamental wave signal level, and can generate harmonics including the second harmonic and the third harmonic.

図6に示す高調波生成手段5の回路図は、線形演算手段9に差動増幅器を用いた例を示す。第1の係数器7は抵抗器R24、R25、第2の係数器8は抵抗器R22、R23で係数を設定している。線形演算手段9は、差動増幅器はIC21、抵抗器R26、R27で構成され、第1の係数器7の出力をIC21の反転入力側に、第2の係数器8の出力を非反転入力側に接続して、後者から前者を減算するように構成する。高調波生成手段5の入出力特性を図7に、高調波生成手段5に単一正弦波を入力したときのスペクトラムを図8に示す。図8から、高調波生成手段5から基本波の信号レベルが小さくなって出力されていることが分かる。   The circuit diagram of the harmonic generation means 5 shown in FIG. 6 shows an example in which a differential amplifier is used for the linear calculation means 9. The first coefficient unit 7 sets the coefficients by resistors R24 and R25, and the second coefficient unit 8 sets the coefficients by resistors R22 and R23. The linear operation means 9 includes an IC 21 and resistors R26 and R27 as differential amplifiers. The output of the first coefficient unit 7 is on the inverting input side of the IC 21 and the output of the second coefficient unit 8 is on the non-inverting input side. And the former is subtracted from the latter. The input / output characteristics of the harmonic generation means 5 are shown in FIG. 7, and the spectrum when a single sine wave is input to the harmonic generation means 5 is shown in FIG. It can be seen from FIG. 8 that the signal level of the fundamental wave is reduced and output from the harmonic generation means 5.

図7から分かるように、高調波生成手段5は、入出力特性が原点上を通り、原点以外の少なくとも1箇所以上に折れ点を有し、原点非対称であり、入力信号レベルの絶対値が一定値以下の場合は線形特性を有し、入力信号レベルの絶対値が一定値以上の場合は、負入力時で、入出力特性が入力軸に交差する方向に折り返す特性を有している。このため、入力信号レベルが小さい場合は、線形性が保たれて、振幅は抑圧されずに高調波も生成されない。一方、入力信号レベルが大きい場合は、負入力電圧の信号は正出力電圧に折り返して出力され、ピーク・トゥ・ピーク振幅は抑圧されるとともに高調波が生成される。   As can be seen from FIG. 7, the harmonic generation means 5 has an input / output characteristic that passes over the origin, has break points at least at one place other than the origin, is asymmetric at the origin, and has an absolute value of the input signal level constant. When the input signal level is below the value, it has a linear characteristic. When the absolute value of the input signal level is above a certain value, it has a characteristic that the input / output characteristic turns back in the direction intersecting the input axis at the time of negative input. For this reason, when the input signal level is small, the linearity is maintained, the amplitude is not suppressed, and no harmonics are generated. On the other hand, when the input signal level is high, the negative input voltage signal is output as a positive output voltage, the peak-to-peak amplitude is suppressed, and harmonics are generated.

すなわち、高調波生成手段5に入力される信号レベルが大きい場合は、入力信号レベルに対する基本波レベルが小さく、高調波レベルが大きくなる。いっぽう、高調波生成手段5に入力される信号レベルが小さい場合は、入力信号レベルに対する基本波レベルが大きく、高調波レベルが小さくなる。   That is, when the signal level input to the harmonic generation means 5 is large, the fundamental wave level with respect to the input signal level is small and the harmonic level is large. On the other hand, when the signal level input to the harmonic generation means 5 is small, the fundamental wave level relative to the input signal level is large and the harmonic level is small.

高調波生成手段5に入力される信号レベルが最大となるときに、線形演算手段9により基本波が最も減衰するように、第1の係数器7および第2の係数器8の係数を設定することにより、高調波生成手段5に入力される信号レベルが最大の場合は、基本波レベルが小さくなり高調波が生成される。そして、高調波生成手段5に入力される信号レベルが小さくなるにつれ、入力信号レベルに対する基本波レベルが大きく、高調波レベルは小さくなる。   The coefficients of the first coefficient unit 7 and the second coefficient unit 8 are set so that the fundamental wave is most attenuated by the linear calculation unit 9 when the signal level input to the harmonic generation unit 5 becomes maximum. As a result, when the signal level input to the harmonic generation means 5 is the maximum, the fundamental wave level is reduced and a harmonic is generated. As the signal level input to the harmonic generation means 5 decreases, the fundamental wave level with respect to the input signal level increases and the harmonic level decreases.

第1の低域通過フィルタ4を比較的緩やかな特性である2次のもので構成したため、第1の低域通過フィルタ4の遮断周波数以下の帯域であるスピーカの再生周波数帯域外の低域信号だけでなく、第1の低域通過フィルタ4の遮断周波数以上の帯域であるスピーカの再生周波数帯域内の低域信号も抽出される。ただし、スピーカの再生周波数帯域外の信号レベルに比べてスピーカの再生周波数帯域内の信号レベルは小さくなる。
したがって、高調波生成手段5に入力される信号レベルが大きい場合は、第1の低域通過フィルタ4の遮断周波数以下の帯域であるスピーカの再生周波数帯域外の低域信号は、信号レベルが大きいため第2次高調波と第3次高調波を含んだ高調波に変換される。第1の低域通過フィルタ4の遮断周波数以上の帯域であるスピーカの再生周波数帯域内の低域信号は、周波数が高くなるにつれ信号レベルが小さくなるため、生成される高調波の比率が小さくなるとともに、基本波の比率が大きくなる。なお、位相反転手段3により第1の低域通過フィルタ4の位相遅れを補償しているため、基本波の位相の遅れはない。
また、高調波生成手段5に入力される信号レベルが小さい場合は、帯域に関係なく高調波が生成されずに通過するが、信号レベルは第1の低域通過フィルタ4の減衰特性にしたがって周波数が高くなるにつれ小さくなる。
Since the first low-pass filter 4 is composed of a secondary one having a relatively gentle characteristic, a low-frequency signal outside the reproduction frequency band of the speaker, which is a band equal to or lower than the cutoff frequency of the first low-pass filter 4. In addition, a low-frequency signal within the reproduction frequency band of the speaker, which is a band equal to or higher than the cutoff frequency of the first low-pass filter 4, is also extracted. However, the signal level within the reproduction frequency band of the speaker is smaller than the signal level outside the reproduction frequency band of the speaker.
Therefore, when the signal level input to the harmonic generation means 5 is large, the low-frequency signal outside the reproduction frequency band of the speaker, which is a band below the cutoff frequency of the first low-pass filter 4, has a high signal level. Therefore, it is converted into a harmonic including the second harmonic and the third harmonic. Since the low-frequency signal in the reproduction frequency band of the speaker, which is a band equal to or higher than the cutoff frequency of the first low-pass filter 4, becomes lower in signal level as the frequency increases, the ratio of generated harmonics becomes smaller. At the same time, the ratio of the fundamental wave increases. Since the phase inverting means 3 compensates for the phase lag of the first low-pass filter 4, there is no phase lag of the fundamental wave.
When the signal level input to the harmonic generation means 5 is small, the harmonics pass without being generated regardless of the band, but the signal level has a frequency according to the attenuation characteristic of the first low-pass filter 4. As the value increases, it decreases.

高調波生成手段5から出力された信号は、第2の低域通過フィルタ10に入力され、不要な高調波がカットされ、必要な帯域の高調波が抽出される。第2の低域通過フィルタ10の遮断周波数は、第1の低域通過フィルタ4で抽出した低域信号の第3次高調波までを抽出するために、第1の低域通過フィルタ4の遮断周波数の約3倍に設定する。回路規模を増大させないために、第2の低域通過フィルタ10は2次のものを使用する。   The signal output from the harmonic generation means 5 is input to the second low-pass filter 10, unnecessary harmonics are cut, and harmonics in a necessary band are extracted. The cutoff frequency of the second low-pass filter 10 is the cutoff frequency of the first low-pass filter 4 in order to extract up to the third harmonic of the low-frequency signal extracted by the first low-pass filter 4. Set to about 3 times the frequency. In order not to increase the circuit scale, a second order low-pass filter 10 is used.

第2の低域通過フィルタ10により、通過帯域では位相の遅れはなく、遮断帯域では位相が180°遅れる。位相反転手段3と第1の低域通過フィルタ4による位相変化を含めると、第1の低域通過フィルタ4の遮断周波数以下の帯域であるスピーカの再生周波数帯域外の低域では位相が180°進み、第1の低域通過フィルタ4の遮断周波数と第2の低域通過フィルタ10の遮断周波数との間の帯域であるスピーカの再生周波数帯域内の低域では位相の遅れはなく、第2の低域通過フィルタ10の遮断周波数以上の帯域であるスピーカの再生周波数帯域内の中低域では位相が180°遅れることになる。   Due to the second low-pass filter 10, there is no phase delay in the pass band, and the phase is delayed by 180 ° in the cutoff band. When the phase change by the phase inverting means 3 and the first low-pass filter 4 is included, the phase is 180 ° in the low band outside the reproduction frequency band of the speaker, which is a band below the cutoff frequency of the first low-pass filter 4. Then, there is no phase lag in the low range within the reproduction frequency band of the speaker, which is the band between the cutoff frequency of the first low-pass filter 4 and the cutoff frequency of the second low-pass filter 10. The phase is delayed by 180 ° in the middle and low frequencies within the reproduction frequency band of the speaker, which is a band higher than the cut-off frequency of the low-pass filter 10.

高調波付加部1に入力される信号レベルが大きい場合は、第1の低域通過フィルタ4の遮断周波数以下の帯域であるスピーカの再生周波数帯域外の低域信号は、第2次高調波と第3次高調波を含んだ高調波に変換される。第1の低域通過フィルタ4の遮断周波数と第2の低域通過フィルタ10の遮断周波数との間の帯域であるスピーカの再生周波数帯域内の低域信号は、周波数が高くなるにつれ生成される高調波の比率が小さくなるとともに、基本波の比率が大きくなる。なお、基本波の位相の遅れはない。第2の低域通過フィルタ10の遮断周波数以上の帯域であるスピーカの再生周波数帯域内の中低域信号は、信号レベルが小さくなり位相が180°遅れて通過する。   When the signal level input to the harmonic addition unit 1 is large, the low-frequency signal outside the reproduction frequency band of the speaker, which is a band equal to or lower than the cutoff frequency of the first low-pass filter 4, is the second harmonic. It is converted into a harmonic including the third harmonic. A low-frequency signal within the reproduction frequency band of the speaker, which is a band between the cutoff frequency of the first low-pass filter 4 and the cutoff frequency of the second low-pass filter 10, is generated as the frequency increases. As the ratio of harmonics decreases, the ratio of fundamental waves increases. There is no phase delay of the fundamental wave. The mid-low band signal in the reproduction frequency band of the speaker, which is a band equal to or higher than the cutoff frequency of the second low-pass filter 10, has a low signal level and a phase that is delayed by 180 °.

高調波付加部1に入力される信号レベルが小さい場合は、第1の低域通過フィルタ4の遮断周波数以下の帯域であるスピーカの再生周波数帯域外の低域信号は、位相が180°進み通過する。第1の低域通過フィルタ4の遮断周波数と第2の低域通過フィルタ10の遮断周波数との間の帯域であるスピーカの再生周波数帯域内の低域信号は、信号レベルが小さくなり位相の遅れがなく基本波のまま通過する。第2の低域通過フィルタ10の遮断周波数以上の帯域であるスピーカの再生周波数帯域内の中低域信号は、さらに信号レベルが小さくなり位相が180°遅れて通過する。   When the signal level input to the harmonic adding unit 1 is small, a low-pass signal outside the reproduction frequency band of the speaker, which is a band equal to or lower than the cutoff frequency of the first low-pass filter 4, is advanced by 180 ° in phase. To do. A low-frequency signal in the reproduction frequency band of the speaker, which is a band between the cutoff frequency of the first low-pass filter 4 and the cutoff frequency of the second low-pass filter 10, has a low signal level and a phase delay. Passes without any fundamental wave. The mid-low band signal in the reproduction frequency band of the speaker, which is a band equal to or higher than the cutoff frequency of the second low-pass filter 10, further passes through the signal level with a phase delay of 180 °.

高調波付加部1の最終段である第2の低域通過フィルタ10から出力された信号は、第1の加算手段11、12に入力され、入力端子T1、T2に入力された左右信号にそれぞれ加算される。   The signal output from the second low-pass filter 10 which is the final stage of the harmonic adding unit 1 is input to the first adding means 11 and 12, and the left and right signals input to the input terminals T1 and T2, respectively. Is added.

第1の加算手段11、12の出力は、入力信号レベルが大きい場合、第1の低域通過フィルタ4の遮断周波数以下の帯域であるスピーカの再生周波数帯域外の低域信号は、第2次高調波と第3次高調波を含んだ高調波が付加される。第1の低域通過フィルタ4の遮断周波数と第2の低域通過フィルタ10の遮断周波数との間の帯域であるスピーカの再生周波数帯域内の低域信号は、第2次高調波と第3次高調波を含んだ高調波が若干付加されるとともに基本波の信号レベルが若干大きくなって出力される。第2の低域通過フィルタ10の遮断周波数以上の帯域であるスピーカの再生周波数帯域内の中低域信号は、高調波付加部1から位相が180°遅れて出力されるが信号レベルが小さいため、第1の加算手段11、12から出力される信号にほとんど影響を与えない。   When the input signal level is high, the outputs of the first adding means 11 and 12 are low-order signals outside the reproduction frequency band of the speaker, which are bands below the cutoff frequency of the first low-pass filter 4. Harmonics including harmonics and third harmonics are added. The low-frequency signal in the reproduction frequency band of the speaker, which is a band between the cutoff frequency of the first low-pass filter 4 and the cutoff frequency of the second low-pass filter 10, is the second harmonic and the third harmonic. The harmonics including the second harmonic are added a little and the signal level of the fundamental wave is slightly increased and output. The mid-low range signal in the reproduction frequency band of the speaker, which is a band higher than the cutoff frequency of the second low pass filter 10, is output from the harmonic adding unit 1 with a phase delayed by 180 °, but the signal level is small. The signals output from the first adding means 11 and 12 are hardly affected.

第1の加算手段11、12の出力は、入力信号レベルが小さい場合、第1の低域通過フィルタ4の遮断周波数以下の帯域であるスピーカの再生周波数帯域外の低域信号は、高調波付加部1から位相が180°進んで出力されるため、信号レベルが小さくなって出力される。第1の低域通過フィルタ4の遮断周波数と第2の低域通過フィルタ10の遮断周波数との間の帯域であるスピーカの再生周波数帯域内の低域信号は、高調波付加部1から位相の遅れがなく出力されるため、信号レベルが大きくなって出力される。第2の低域通過フィルタ10の遮断周波数以上の帯域であるスピーカの再生周波数帯域内の中低域信号は、高調波付加部1から位相が180°遅れて出力されるが信号レベルが小さいため、第1の加算手段11、12から出力される信号にほとんど影響を与えない。   When the input signal level is low, the outputs of the first adding means 11 and 12 are low-frequency signals outside the reproduction frequency band of the speaker, which are bands below the cut-off frequency of the first low-pass filter 4. Since the phase is advanced by 180 ° from the unit 1, the signal level is reduced and output. A low-frequency signal in the reproduction frequency band of the speaker, which is a band between the cutoff frequency of the first low-pass filter 4 and the cutoff frequency of the second low-pass filter 10, is output from the harmonic addition unit 1. Since the signal is output without delay, the signal level is increased and output. The mid-low range signal in the reproduction frequency band of the speaker, which is a band higher than the cutoff frequency of the second low pass filter 10, is output from the harmonic adding unit 1 with a phase delayed by 180 °, but the signal level is small. The signals output from the first adding means 11 and 12 are hardly affected.

このようにして、装置に入力された音声信号に対して、入力信号レベルが大きい場合にはスピーカの再生周波数帯域外の低域信号の第2次高調波と第3次高調波を含んだ高調波を付加し、入力信号レベルが小さい場合には低域ゲインが増大するため、スピーカやそれを駆動するパワーアンプを大型化することなく、スピーカの低域周波数特性の低下を補償し低音感を増強できることとなる。   In this way, when the input signal level is high with respect to the audio signal input to the apparatus, the harmonics including the second and third harmonics of the low-frequency signal outside the reproduction frequency band of the speaker. When a wave is added and the input signal level is low, the low-frequency gain increases. Therefore, the low-frequency response of the speaker is compensated for without lowering the size of the speaker and the power amplifier that drives it, thereby reducing the low-frequency sound. It can be strengthened.

(実施の形態2)
図9は本発明の実施の形態2における低音増強装置のブロック図である。
(Embodiment 2)
FIG. 9 is a block diagram of the bass enhancement device according to Embodiment 2 of the present invention.

以下、図9を用いて説明する。なお、実施の形態1と同様の部分については説明を省略するが、実施の形態1に音量調節手段13、14、付加量調節手段15、第1のフィルタ特性切り替え手段16、第2のフィルタ特性切り替え手段17、制御手段18、音声判別手段19、再生手段20を追加して構成したものである。   Hereinafter, a description will be given with reference to FIG. The description of the same parts as in the first embodiment will be omitted, but the volume adjusting means 13 and 14, the added amount adjusting means 15, the first filter characteristic switching means 16 and the second filter characteristic in the first embodiment. The switching means 17, the control means 18, the sound discrimination means 19, and the reproduction means 20 are added.

まず、低音増強装置に入力された左右の音声信号は、音量調節手段13、14に入力され音量が調節される。音量調節手段13、14は電子ボリュームで構成する。制御手段18は、音量調節手段13、14に対して音量調節の指示を行う。
本発明低音増強装置は、実施の形態1において説明したように、入力信号レベルが小さい場合には低域ゲインが増大するが、音量調節手段13、14を第2の加算手段2および第1の加算手段11、12の前段に配置したことにより、小音量時の低域ゲイン増大の効果が大きくなる。
First, the left and right audio signals input to the bass enhancement device are input to the volume adjusting means 13 and 14 and the volume is adjusted. The volume control means 13 and 14 are constituted by electronic volumes. The control unit 18 instructs the volume adjustment units 13 and 14 to adjust the volume.
As described in the first embodiment, the bass enhancement device of the present invention increases the low-frequency gain when the input signal level is small, but the volume adjustment means 13 and 14 are replaced with the second addition means 2 and the first addition means 2. By arranging it in front of the adding means 11 and 12, the effect of increasing the low-frequency gain at the time of a small sound volume is increased.

音量調節手段13、14から出力された左右の音声信号は、それぞれ第1の加算手段11、12へ入力される信号と、高調波付加部1に入力される信号の2つに分岐される。   The left and right audio signals output from the volume control means 13 and 14 are branched into two signals: a signal input to the first adding means 11 and 12 and a signal input to the harmonic wave adding unit 1, respectively.

高調波付加部1は第2の加算手段2、位相反転手段3、第1の低域通過フィルタ4、高調波生成手段5、第2の低域通過フィルタ10、付加量調節手段15、第1のフィルタ特性切り替え手段16、第2のフィルタ特性切り替え手段17で構成する。   The harmonic addition unit 1 includes a second addition unit 2, a phase inversion unit 3, a first low-pass filter 4, a harmonic generation unit 5, a second low-pass filter 10, an addition amount adjustment unit 15, a first Filter characteristic switching means 16 and second filter characteristic switching means 17.

付加量調節手段15は、第2の低域通過フィルタ10から出力された信号の大きさを調節するもので、電子ボリュームで構成する。制御手段18は、付加量調節手段15に対して付加量調節の指示を行う。
第1のフィルタ特性切り替え手段16は、第1の低域通過フィルタ4の通過特性を切り替えるためのもので、第1の低域通過フィルタ4の定数を切り替えるように構成する。制御手段18は、第1のフィルタ特性切り替え手段16に対してフィルタ特性切り替えの指示を行う。
The additional amount adjusting means 15 adjusts the magnitude of the signal output from the second low-pass filter 10 and is composed of an electronic volume. The control unit 18 instructs the additional amount adjusting unit 15 to adjust the additional amount.
The first filter characteristic switching means 16 is for switching the pass characteristic of the first low-pass filter 4 and is configured to switch the constant of the first low-pass filter 4. The control means 18 instructs the first filter characteristic switching means 16 to switch the filter characteristics.

第2のフィルタ特性切り替え手段17は、第2の低域通過フィルタ10の通過特性を切り替えるためのもので、第2の低域通過フィルタ10の定数を切り替えるように構成する。制御手段18は、第2のフィルタ特性切り替え手段17に対してフィルタ特性切り替えの指示を行う。
ここでは制御手段を1つとして説明したが、個別の制御手段で制御してもよい。
The second filter characteristic switching means 17 is for switching the pass characteristic of the second low-pass filter 10 and is configured to switch the constant of the second low-pass filter 10. The control means 18 instructs the second filter characteristic switching means 17 to switch the filter characteristics.
Here, the description has been made assuming that one control means is provided, but control may be performed by individual control means.

装置に入力される音声信号の種類に応じて最適な補正を行うために、入力される音声が記録されている媒体とその媒体に含まれる音声のチャンネル数を判別する音声判別手段19を備え、音声の種類に関する情報を制御手段18に伝達する。音声判別手段19は、再生手段20により再生され、装置に入力される音声が記録されている媒体のTOC情報などの認識情報から、音声が記録されている媒体、すなわちCDであるかDVDビデオであるかDVDオーディオであるか等を判別する。また、その媒体に含まれる音声のチャンネル数、すなわち2チャンネル音源のみか、5.1チャンネル音源が含まれているかを判別する。そして、その結果を、制御手段18に伝達する。   In order to perform an optimal correction according to the type of audio signal input to the apparatus, the audio discriminating means 19 for discriminating the number of channels of audio recorded in the medium on which the input audio is recorded and the medium is provided. Information about the type of sound is transmitted to the control means 18. The sound discriminating means 19 is a medium on which sound is recorded, that is, a CD or DVD video, based on recognition information such as TOC information of the medium that is reproduced by the reproducing means 20 and inputted to the apparatus. Whether it is DVD audio or not is discriminated. Also, the number of audio channels included in the medium, that is, whether only a 2-channel sound source or a 5.1-channel sound source is included is determined. Then, the result is transmitted to the control means 18.

一般に音楽信号に比べ映画音声信号のほうが、より低い周波数の信号が多く含まれており、また、より強い低音増強効果が求められる。そこで、音声判別手段19から伝達された音声の種類に関する情報をもとに、制御手段18は、音声が記録されている媒体がDVDビデオであり、その媒体に5.1チャンネル音源が含まれている場合は他の場合に比べて、第1の低域通過フィルタ4、第2の低域通過フィルタ10の遮断周波数を低く設定するように、第1のフィルタ切り替え手段16、および第2のフィルタ切り替え手段17に指示を行い、さらに付加量を多くするように付加量調節手段15に指示を行う。この第1のフィルタ切り替え手段16、および第2のフィルタ切り替え手段17への指示と、付加量を多くするように付加量調節手段15への指示とは、いずれか、または両方同時に行ってもよい。   In general, movie audio signals contain more signals of lower frequencies than music signals, and a stronger bass enhancement effect is required. Therefore, based on the information related to the type of sound transmitted from the sound discrimination means 19, the control means 18 has a DVD video as the medium on which the sound is recorded, and the medium includes a 5.1 channel sound source. If so, the first filter switching means 16 and the second filter are set so that the cutoff frequencies of the first low-pass filter 4 and the second low-pass filter 10 are set lower than in other cases. The switching unit 17 is instructed, and the additional amount adjusting unit 15 is instructed to further increase the additional amount. The instruction to the first filter switching unit 16 and the second filter switching unit 17 and the instruction to the additional amount adjusting unit 15 to increase the additional amount may be performed either or both at the same time. .

これにより、装置に入力される音声信号の種類に応じて最適な補正を自動的に行うことができる。   This makes it possible to automatically perform optimum correction according to the type of audio signal input to the apparatus.

(実施の形態3)
図10は、本発明の実施の形態3における低音増強装置の高調波生成手段5の回路図、図11は同じくその非線形演算手段6の入出力特性図、図12は同じくその高調波生成手段5の入出力特性図、図13は同じくその高調波生成手段5に単一正弦波を入力した場合のスペクトラム図である。なお、低音増強装置の基本的な構成は実施の形態1で用いた図1と同様である。
(Embodiment 3)
FIG. 10 is a circuit diagram of the harmonic generation means 5 of the bass enhancement device according to Embodiment 3 of the present invention, FIG. 11 is an input / output characteristic diagram of the nonlinear arithmetic means 6, and FIG. 12 is also the harmonic generation means 5. Similarly, FIG. 13 is a spectrum diagram when a single sine wave is input to the harmonic generation means 5. Note that the basic configuration of the bass enhancement device is the same as that of FIG. 1 used in the first embodiment.

以下、図1、図10〜図13を用いて説明する。図10に示した高調波生成手段5は、ダイオードD31、D32による全波整流回路の前段増幅器IC31の帰還部に抵抗器R32を挿入して、全波整流器の折り返し点をシフトさせるとともに、各抵抗値の定数を正負ゲインが異なるように設定したものである。なお、第1の係数器7および第2の係数器8の係数は線形演算手段9の内部のゲインで設定している。R31〜R35は抵抗器である。またIC32、抵抗器R36、R37で構成した線形演算手段9自体は図6の9のものと同様である。   Hereinafter, description will be made with reference to FIGS. 1 and 10 to 13. The harmonic generation means 5 shown in FIG. 10 inserts a resistor R32 into the feedback section of the pre-stage amplifier IC31 of the full-wave rectifier circuit using the diodes D31 and D32 to shift the turn-around point of the full-wave rectifier and The value constants are set so that the positive and negative gains are different. Note that the coefficients of the first coefficient unit 7 and the second coefficient unit 8 are set by the gain inside the linear arithmetic means 9. R31 to R35 are resistors. The linear calculation means 9 itself composed of the IC 32 and the resistors R36 and R37 is the same as that of 9 in FIG.

図11は非線形演算手段6の入出力特性図であるが、実施の形態1における非線形演算手段6の入出力特性図である図4とは異なった特性である。実施の形態1においては、一定電圧以下の負入力電圧に対して振幅を抑制する特性であったが、実施の形態3においては、一定電圧以下の負入力電圧に対して振幅を拡張する特性である。   FIG. 11 is an input / output characteristic diagram of the nonlinear arithmetic means 6, but is different from FIG. 4 which is an input / output characteristic chart of the nonlinear arithmetic means 6 in the first embodiment. In the first embodiment, the amplitude is suppressed with respect to a negative input voltage of a certain voltage or less. In the third embodiment, the amplitude is expanded with respect to a negative input voltage of a certain voltage or less. is there.

そこで、図10では図6と異なり、高調波生成手段5への入力を線形演算手段9のIC32の非反転入力側に接続し、非線形演算手段6の出力を反転入力側に接続することで、前者から後者を減算し、図12の特性を得る。   Therefore, in FIG. 10, unlike FIG. 6, the input to the harmonic generation means 5 is connected to the non-inverting input side of the IC 32 of the linear calculation means 9, and the output of the nonlinear calculation means 6 is connected to the inverting input side. The latter is subtracted from the former to obtain the characteristics shown in FIG.

図12は高調波生成手段5の入出力特性図であるが、実施の形態1における高調波生成手段5の入出力特性図である図7と類似の特性となる。すなわち、入出力特性が原点上を通り、原点以外の少なくとも1箇所以上に折れ点を有し、原点非対称であり、入力信号レベルの絶対値が一定値以下の場合は線形特性を有し、入力信号レベルの絶対値が一定値以上の場合は負入力時で入出力特性が入力軸と交差する方向に折り返す特性を有している。   FIG. 12 is an input / output characteristic diagram of the harmonic generation means 5, which is similar to FIG. 7 which is an input / output characteristic diagram of the harmonic generation means 5 in the first embodiment. In other words, the input / output characteristics pass over the origin, have break points at at least one place other than the origin, are asymmetric at the origin, and have a linear characteristic when the absolute value of the input signal level is below a certain value. When the absolute value of the signal level is greater than or equal to a certain value, the input / output characteristic has a characteristic that turns back in the direction intersecting the input axis at the time of negative input.

図13は高調波生成手段5に単一正弦波を入力した場合のスペクトラム図であるが、実施の形態1における高調波生成手段5に単一正弦波を入力した場合のスペクトラムである図8と同様、基本波の信号レベルは抑制されており、第2次高調波と第3次高調波を含んだ高調波が生成されている。なお、高調波生成手段5に入力する信号レベルは、実施の形態1に比べ高く調節している。   FIG. 13 is a spectrum diagram when a single sine wave is input to the harmonic generation means 5, but FIG. 8 is a spectrum when a single sine wave is input to the harmonic generation means 5 in the first embodiment. Similarly, the signal level of the fundamental wave is suppressed, and harmonics including the second harmonic and the third harmonic are generated. Note that the signal level input to the harmonic generation means 5 is adjusted higher than in the first embodiment.

このように、本実施形態によれば、非線型演算手段6の入出力特性に関係なく、高調波生成手段5の入出力特性が原点上を通り、原点以外の少なくとも1箇所以上に折れ点を有し、原点非対称であり、入力信号レベルの絶対値が一定値以下の場合は線形特性を有し、入力信号レベルの絶対値が一定値以上の場合は負入力時で入出力特性が入力軸に交差する方向に折り返す特性を有しているならば、基本波の信号レベルが小さく、第2次高調波と第3次高調波を含んだ高調波を生成することができる。   Thus, according to the present embodiment, regardless of the input / output characteristics of the nonlinear arithmetic means 6, the input / output characteristics of the harmonic generation means 5 pass over the origin and break points are formed at least at one place other than the origin. If the absolute value of the input signal level is below a certain value, it has a linear characteristic, and if the absolute value of the input signal level is above a certain value, the input / output characteristics are negative input and the input / output characteristics are If the signal has a characteristic of turning back in the direction intersecting with, the signal level of the fundamental wave is small, and harmonics including the second and third harmonics can be generated.

なお、上記各実施形態において、位相反転手段3の位置は例示の部分に限定せず、高調波付加部内のどの部分に配置しても差し支えない。あるいは、第1の加算手段11、12の前段に配置してもよい。   In each of the above embodiments, the position of the phase inverting means 3 is not limited to the illustrated part, and may be arranged at any part in the harmonic adding part. Or you may arrange | position in the front | former stage of the 1st addition means 11 and 12. FIG.

また、位相反転手段3の作用と第1の加算手段11、12の作用を兼用し、第1の加算手段11、12を減算手段で構成してもよい。すなわち、上記各実施形態において、2つ以上の手段の作用が1つの手段で実現されても、1つの手段の作用が2つ以上の手段で実現されてもよい。   Further, the action of the phase inverting means 3 and the action of the first adding means 11 and 12 may be combined, and the first adding means 11 and 12 may be constituted by subtracting means. That is, in each of the above embodiments, the action of two or more means may be realized by one means, or the action of one means may be realized by two or more means.

さらに、入出力特性が原点上を通り、原点以外の少なくとも1箇所以上に折れ点を有し、原点非対称であり、入力信号レベルの絶対値が一定値以下の場合は線形特性を有し、入力信号レベルの絶対値が一定値以上の場合は、負入力時で入出力特性が入力軸に交差する方向に折り返す特性を得ることができるものであれば、ここに例示した回路に限定されるものではない。   Furthermore, when the input / output characteristics pass over the origin, there are break points at least one place other than the origin, the origin is asymmetric, and the input signal level has a linear characteristic when the absolute value is below a certain value. If the absolute value of the signal level is equal to or greater than a certain value, the circuit is limited to the circuit illustrated here as long as the input / output characteristics can be folded back in the direction intersecting the input axis at the time of negative input. is not.

本発明にかかる低音増強装置は、スピーカやそれを駆動するパワーアンプを大型化することが困難な小型ステレオ、テレビなどにおいて、スピーカからの低域周波数特性の低下を補償し低音感を増強する用途に適用できる。   The bass enhancement device according to the present invention is used to compensate for a decrease in low-frequency characteristics from a speaker and enhance a bass feeling in a small stereo, a television, etc., in which it is difficult to increase the size of a speaker and a power amplifier that drives the speaker. Applicable to.

本発明の実施の形態1および3における低音増強装置のブロック図Block diagram of bass enhancement device in Embodiments 1 and 3 of the present invention 本発明の実施の形態1における反転加算増幅器の回路図1 is a circuit diagram of an inverting addition amplifier according to Embodiment 1 of the present invention. 本発明の実施の形態1における非線形演算手段の回路図Circuit diagram of non-linear operation means in Embodiment 1 of the present invention 本発明の実施の形態1における非線形演算手段の入出力特性図Input / output characteristics diagram of nonlinear arithmetic means in Embodiment 1 of the present invention 本発明の実施の形態1における非線形演算手段に単一正弦波を入力した場合のスペクトラム図Spectrum diagram when a single sine wave is input to the nonlinear arithmetic means in Embodiment 1 of the present invention 本発明の実施の形態1における高調波生成手段の回路図Circuit diagram of harmonic generation means in Embodiment 1 of the present invention 本発明の実施の形態1における高調波生成手段の入出力特性図Input / output characteristic diagram of harmonic generation means in Embodiment 1 of the present invention 本発明の実施の形態1における高調波生成手段に単一正弦波を入力した場合のスペクトラム図Spectrum diagram when a single sine wave is input to the harmonic generation means in Embodiment 1 of the present invention 本発明の実施の形態2における低音増強装置のブロック図Block diagram of bass enhancement device in Embodiment 2 of the present invention 本発明の実施の形態3における高調波生成手段の回路図Circuit diagram of harmonic generation means in Embodiment 3 of the present invention 本発明の実施の形態3における非線形演算手段の入出力特性図Input / output characteristic diagram of nonlinear arithmetic means in Embodiment 3 of the present invention 本発明の実施の形態3における高調波生成手段の入出力特性図Input / output characteristic diagram of harmonic generation means in Embodiment 3 of the present invention 本発明の実施の形態3における高調波生成手段に単一正弦波を入力した場合のスペクトラム図Spectrum diagram when a single sine wave is input to the harmonic generation means in Embodiment 3 of the present invention 本発明の高調波付加の概念図Conceptual diagram of harmonic addition of the present invention 従来の低音増強装置のブロック図Block diagram of a conventional bass booster

符号の説明Explanation of symbols

1 高調波付加部
2 第2の加算手段
3 位相反転手段
4 第1の低域通過フィルタ
5 高調波生成手段
6 非線形演算手段
7 第1の係数器
8 第2の係数器
9 線形演算手段
10 第2の低域通過フィルタ
11、12 第1の加算手段
13、14 音量調節手段
15 付加量調節手段
16 第1のフィルタ特性切り替え手段
17 第2のフィルタ特性切り替え手段
18 制御手段
19 音声判別手段
20 再生手段
31 高調波付加部
32 第2の加算手段
33 第1の低域通過フィルタ
34 高調波生成手段
35 全波整流器
36 第2の低域通過フィルタ
37、38 第1の加算手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Harmonic addition part 2 2nd addition means 3 Phase inversion means 4 1st low-pass filter 5 Harmonic generation means 6 Nonlinear calculation means 7 1st coefficient multiplier 8 2nd coefficient multiplier 9 Linear calculation means 10 1st Two low-pass filters 11, 12 First addition means 13, 14 Volume adjustment means 15 Amount adjustment means 16 First filter characteristic switching means 17 Second filter characteristic switching means 18 Control means 19 Audio discrimination means 20 Reproduction Means 31 Harmonic addition unit 32 Second addition means 33 First low pass filter 34 Harmonic generation means 35 Full wave rectifier 36 Second low pass filter 37, 38 First addition means

Claims (10)

装置に入力された信号の低域成分を抽出する第1の低域通過フィルタと、
前記第1の低域通過フィルタから出力された低域信号の高調波を生成する高調波生成手段と、
前記高調波生成手段から出力された信号の低域成分を抽出する第2の低域通過フィルタと、
前記第2の低域通過フィルタから出力された信号を前記入力された音声信号に加算し装置から信号を出力する第1の加算手段とを備え、
さらに前記高調波生成手段は、前記第1の低域通過フィルタから出力された低域信号に所定の係数を乗じる第1の係数器と、前記第1の低域通過フィルタから出力された低域信号に対して非線形演算を行う非線形演算手段と、前記非線形演算手段から出力された信号に所定の係数を乗じる第2の係数器と、前記第1の係数器から出力された信号と前記第2の係数器から出力された信号に対して加算または減算の処理を行って、前記非線形演算手段から出力された信号より前記第1の低域通過フィルタから出力された低域信号を減衰させる線形演算手段とを備え、
前記非線形演算手段は、その入出力特性が原点上を通り、原点以外の少なくとも1箇所以上に折れ点を有し、原点非対称であることを特徴とする低音増強装置。
A first low-pass filter that extracts a low-frequency component of a signal input to the device;
Harmonic generation means for generating harmonics of a low-frequency signal output from the first low-pass filter;
A second low-pass filter for extracting a low-frequency component of the signal output from the harmonic generation means;
First adding means for adding the signal output from the second low-pass filter to the input audio signal and outputting the signal from the device;
Further, the harmonic generation means includes a first coefficient multiplier that multiplies a low-frequency signal output from the first low-pass filter by a predetermined coefficient, and a low-frequency output from the first low-pass filter. A non-linear operation means for performing non-linear operation on the signal, a second coefficient unit for multiplying the signal output from the non-linear calculation means by a predetermined coefficient, the signal output from the first coefficient unit, and the second A linear operation for performing addition or subtraction processing on the signal output from the coefficient unit and attenuating the low-frequency signal output from the first low-pass filter from the signal output from the nonlinear arithmetic means Means and
The non-linear operation means has an input / output characteristic that passes over the origin, has break points at at least one place other than the origin, and is asymmetric with respect to the origin.
装置に入力された複数チャンネルの音声信号を加算する第2の加算手段と、
前記第2の加算手段から出力された信号の低域成分を抽出する第1の低域通過フィルタと、
前記第1の低域通過フィルタから出力された低域信号の高調波を生成する高調波生成手段と、
前記高調波生成手段から出力された信号の低域成分を抽出する第2の低域通過フィルタと、
前記第2の低域通過フィルタから出力された信号を前記入力された音声信号に加算し装置から信号を出力する第1の加算手段とを備え、
さらに前記高調波生成手段は、前記第1の低域通過フィルタから出力された低域信号に所定の係数を乗じる第1の係数器と、前記第1の低域通過フィルタから出力された低域信号に対して非線形演算を行う非線形演算手段と、前記非線形演算手段から出力された信号に所定の係数を乗じる第2の係数器と、前記第1の係数器から出力された信号と前記第2の係数器から出力された信号に対して加算または減算の処理を行って、前記非線形演算手段から出力された信号より前記第1の低域通過フィルタから出力された低域信号を減衰させる線形演算手段とを備え、
前記非線形演算手段は、その入出力特性が原点上を通り、原点以外の少なくとも1箇所以上に折れ点を有し、原点非対称であることを特徴とする低音増強装置。
Second addition means for adding a plurality of channels of audio signals input to the apparatus;
A first low-pass filter for extracting a low-frequency component of the signal output from the second adding means;
Harmonic generation means for generating harmonics of a low-frequency signal output from the first low-pass filter;
A second low-pass filter for extracting a low-frequency component of the signal output from the harmonic generation means;
First adding means for adding the signal output from the second low-pass filter to the input audio signal and outputting the signal from the device;
Further, the harmonic generation means includes a first coefficient multiplier that multiplies a low-frequency signal output from the first low-pass filter by a predetermined coefficient, and a low-frequency output from the first low-pass filter. A non-linear operation means for performing non-linear operation on the signal, a second coefficient unit for multiplying the signal output from the non-linear calculation means by a predetermined coefficient, the signal output from the first coefficient unit, and the second A linear operation for performing addition or subtraction processing on the signal output from the coefficient unit and attenuating the low-frequency signal output from the first low-pass filter from the signal output from the nonlinear arithmetic means Means and
The non-linear operation means has an input / output characteristic that passes over the origin, has break points at at least one place other than the origin, and is asymmetric with respect to the origin.
前記非線形演算手段は、正負非対称なリミッタ回路で構成したことを特徴とする請求項1または2記載の低音増強装置。 The bass enhancement device according to claim 1 or 2, wherein the non-linear operation means comprises a positive / negative asymmetric limiter circuit. 装置に入力された信号の低域成分を抽出する第1の低域通過フィルタと、
前記第1の低域通過フィルタから出力された低域信号の高調波を生成する高調波生成手段と、
前記高調波生成手段から出力された信号の低域成分を抽出する第2の低域通過フィルタと、
前記第2の低域通過フィルタから出力された信号を前記入力された音声信号に加算し装置から信号を出力する第1の加算手段とを備え、
前記高調波生成手段は、その入出力特性が原点上を通り、原点以外の少なくとも1箇所以上に折れ点を有し、原点非対称であり、
入力信号レベルの絶対値が一定値以下の場合は線形特性を有し、
入力信号レベルの絶対値が一定値以上の場合は、正入力時もしくは負入力時の少なくとも一方で、入出力特性が入力軸と交差する方向に折り返す特性を有することを特徴とする低音増強装置。
A first low-pass filter that extracts a low-frequency component of a signal input to the device;
Harmonic generation means for generating harmonics of a low-frequency signal output from the first low-pass filter;
A second low-pass filter for extracting a low-frequency component of the signal output from the harmonic generation means;
First adding means for adding the signal output from the second low-pass filter to the input audio signal and outputting the signal from the device;
The harmonic generation means has input / output characteristics passing over the origin, having break points at least one place other than the origin, and being asymmetric at the origin,
When the absolute value of the input signal level is below a certain value, it has a linear characteristic,
A bass enhancement device characterized in that when the absolute value of the input signal level is equal to or greater than a certain value, the input / output characteristics are turned back in a direction intersecting the input axis at least during positive input or negative input.
装置に入力された複数チャンネルの音声信号を加算する第2の加算手段と、
前記第2の加算手段から出力された信号の低域成分を抽出する第1の低域通過フィルタと、
前記第1の低域通過フィルタから出力された低域信号の高調波を生成する高調波生成手段と、
前記高調波生成手段から出力された信号の低域成分を抽出する第2の低域通過フィルタと、
前記第2の低域通過フィルタから出力された信号を前記入力された音声信号に加算し装置から信号を出力する第1の加算手段とを備え、
前記高調波生成手段は、その入出力特性が原点上を通り、原点以外の少なくとも1箇所以上に折れ点を有し、原点非対称であり、
入力信号レベルの絶対値が一定値以下の場合は線形特性を有し、
入力信号レベルの絶対値が一定値以上の場合は、正入力時もしくは負入力時の少なくとも一方で、入出力特性が入力軸と交差する方向に折り返す特性を有することを特徴とする低音増強装置。
Second addition means for adding a plurality of channels of audio signals input to the apparatus;
A first low-pass filter for extracting a low-frequency component of the signal output from the second adding means;
Harmonic generation means for generating harmonics of a low-frequency signal output from the first low-pass filter;
A second low-pass filter for extracting a low-frequency component of the signal output from the harmonic generation means;
First adding means for adding the signal output from the second low-pass filter to the input audio signal and outputting the signal from the device;
The harmonic generation means has input / output characteristics passing over the origin, having break points at least one place other than the origin, and being asymmetric at the origin,
When the absolute value of the input signal level is below a certain value, it has a linear characteristic,
A bass enhancement device characterized in that when the absolute value of the input signal level is equal to or greater than a certain value, the input / output characteristics are turned back in a direction intersecting the input axis at least during positive input or negative input.
前記第2の加算手段、前記第1の低域通過フィルタ、前記高調波生成手段、前記第2の低域通過フィルタとからなる高調波付加部の位相を反転する位相反転手段を備えたことを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の低音増強装置。 A phase inversion unit for inverting the phase of the harmonic addition unit including the second addition unit, the first low-pass filter, the harmonic generation unit, and the second low-pass filter; The bass enhancing device according to any one of claims 1 to 5, characterized in that: 前記第1の低域通過フィルタを2次のフィルタで構成したことを特徴とする、請求項6に記載の低音増強装置。 The bass enhancement device according to claim 6, wherein the first low-pass filter is a secondary filter. 装置に入力された複数チャンネルの音声信号の音量を調節する音量調節手段を、前記第1の加算手段および前記第2の加算手段より前段に備えたことを特徴とする、請求項1から7のいずれかに記載の低音増強装置。 The volume adjusting means for adjusting the volume of the audio signals of a plurality of channels input to the apparatus is provided in a stage preceding the first adding means and the second adding means. The bass enhancement device according to any one of the above. 前記第1の低域通過フィルタの通過特性を切り替える第1のフィルタ特性切り替え手段と、
前記第1のフィルタ特性切り替え手段に対し特性切り替えの指示を行う制御手段と、
前記第2の低域通過フィルタの通過特性を切り替える第2のフィルタ特性切り替え手段と、
前記第2のフィルタ特性切り替え手段に対し特性切り替えの指示を行う制御手段と、
前記高調波付加部から出力される信号の音量を調節する付加量調節手段と、
前記付加量調節手段に対し付加量調節の指示を行う制御手段と、
入力される音声が記録されている媒体とその媒体に含まれる音声のチャンネル数を判別する音声判別手段とをさらに備え、
前記第1の低域通過フィルタの通過特性、または前記第2の低域通過フィルタの通過特性、または前記付加量調節手段の付加量のうち少なくとも1つを、入力される音声の種類に応じて自動的に切り替えるように構成したことを特徴とする、請求項1から8のいずれかに記載の低音増強装置。
First filter characteristic switching means for switching a pass characteristic of the first low-pass filter;
Control means for instructing characteristic switching to the first filter characteristic switching means;
Second filter characteristic switching means for switching a pass characteristic of the second low-pass filter;
Control means for instructing characteristic switching to the second filter characteristic switching means;
Additional amount adjusting means for adjusting the volume of the signal output from the harmonic adding unit;
Control means for instructing addition amount adjustment to the addition amount adjustment means;
Further comprising a medium in which the input sound is recorded and a sound determination means for determining the number of channels of the sound included in the medium;
At least one of the pass characteristic of the first low-pass filter, the pass characteristic of the second low-pass filter, or the additional amount of the additional amount adjusting unit is set according to the type of input sound. The bass enhancement device according to any one of claims 1 to 8, wherein the bass enhancement device is configured to be automatically switched.
入力される音声が記録されている媒体がDVDビデオであり、その媒体に5.1チャンネル音源が含まれている場合は他の場合に比べて、前記第1の低域通過フィルタの遮断周波数および前記第2の低域通過フィルタの遮断周波数を低い周波数に切り替える、または前記付加量調節手段の付加量を多くするように構成したことを特徴とする請求項9記載の低音増強装置。 When the medium on which the input sound is recorded is DVD video and the medium includes a 5.1 channel sound source, the cutoff frequency of the first low-pass filter and The bass enhancement device according to claim 9, wherein the cutoff frequency of the second low-pass filter is switched to a low frequency, or the additional amount of the additional amount adjusting means is increased.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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