JP2008193352A - Microphone filter circuit and microphone signal control circuit using it - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、マイクロホン用フィルタ回路及びこれを用いたマイクロホン用信号制御回路に関するものである。 The present invention relates to a microphone filter circuit and a microphone signal control circuit using the same.
マイクロホンでは、屋外で使用されたりボーカルマイクとして使用されたりする場合には、周囲の風や使用者の息による風雑音が問題となる。 When the microphone is used outdoors or used as a vocal microphone, wind noise due to the surrounding wind or the breath of the user becomes a problem.
下記の特許文献1には、マイクロホンからの信号に対して電気的な処理を行うことで、風雑音を低減させる装置が開示されている。この装置は、マイクロホンからの信号を前置増幅する前置アンプと、該前置アンプの出力信号に対して自動利得制御(AGF)を行う自動利得制御回路と、該自動利得制御回路の出力信号をA/D変換するA/D変換器と、該A/D変換器によりA/D変換されたデジタル信号に対して固有の風雑音低減処理を行う風音低減回路と、から構成されている。
しかしながら、特許文献1に開示された装置では、マイクロホンからの風雑音が混入した信号が前置アンプにより増幅されるので、風雑音が大きいと、前記前置アンプが飽和状態となってしまい、音声等の本来の信号が劣化してしまう。
However, in the apparatus disclosed in
また、特許文献1に開示された装置では、風雑音が混入した信号を基準にして自動利得制御が行われるので、風雑音が大きいと、音声等の本来の信号のレベルが低下してしまい、SN比が低下してしまう。
Further, in the apparatus disclosed in
さらに、特許文献1に開示された装置では、風音低減回路の構成は複雑であるため、コストアップを免れない。
Furthermore, in the apparatus disclosed in
さらにまた、前記特許文献1に開示された装置では、プロの歌手が行うような近接効果を用いたマイクロホン利用法と同様の効果を、意図的に口にマイクロホンを近づけたり遠ざけたりすることができない初心者向けに、自動的に実現することはできなかった。ここで、近接効果を用いたマイクロホン利用法とは、声を張る時には口からマイクロホンを遠ざけることにより音量制限と音声の明瞭化(低域を弱め、音声のフォルトマントを強調)を行い、反対に小声で語りかけるような時には口にマイクロホンを近づけ、感度アップと音声のソフト化(近接効果による低音強調)を行う利用法である。
Furthermore, the device disclosed in
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、風雑音を効果的に低減しつつ、風雑音が大きいことによる音声等の本来の信号が劣化したりSN比が低下してしまうことを軽減することができ、しかも構成が簡単で安価なマイクロホン用フィルタ回路を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and while reducing wind noise effectively, an original signal such as voice or the like due to large wind noise is deteriorated or an SN ratio is lowered. An object of the present invention is to provide a microphone filter circuit that can reduce the noise and has a simple configuration and is inexpensive.
また、本発明は、風雑音を効果的に低減しつつ、風雑音が大きいことによる音声等の本来の信号が劣化したりSN比が低下してしまうことを軽減することができ、しかも、近接効果を用いたマイクロホン利用法と同様の効果を自動的に実現する音量自動制御を行うことができるマイクロホン用信号制御回路を提供することを目的とする。 In addition, the present invention can reduce wind noise and effectively reduce the deterioration of the original signal such as voice or the SN ratio due to the large wind noise, and the proximity. It is an object of the present invention to provide a microphone signal control circuit capable of automatic volume control that automatically realizes the same effect as that of the microphone using the effect.
前記課題を解決するため、本発明の第1の態様によるマイクロホン用フィルタ回路は、マイクロホンからの信号に対してハイパスフィルタリングを行うマイクロホン用フィルタ回路であって、(i)順次接続された4段以上の要素回路を備え、(ii)前記各段の要素回路は、共通接続部と、入力部と、コンデンサと抵抗部とからなる直列回路であって前記コンデンサを前記入力部側とするように前記共通接続部と前記入力部との間に接続された直列回路と、前記コンデンサと前記抵抗部との間の接続点又は前記抵抗部の中間接続点に接続された出力部と、を有し、(iii)前記4段の要素回路の前記共通接続部は、互いに共通に接続され、前記4段以上の要素回路のうちの1段目の要素回路の前記入力部に、前記マイクロホンからの信号が入力され、(iv)前記4段以上の要素回路のうちの2段目以降の要素回路の前記入力部は、当該要素回路に対する前段の要素回路の前記出力部に接続され、(v)前記4段以上の要素回路のうちの最終段の要素回路の出力部から当該マイクロホン用フィルタ回路の出力信号が出力されるものである。 In order to solve the above-described problem, a microphone filter circuit according to a first aspect of the present invention is a microphone filter circuit that performs high-pass filtering on a signal from a microphone, and (i) four or more stages connected in sequence (Ii) The element circuit at each stage is a series circuit including a common connection portion, an input portion, a capacitor and a resistance portion, and the capacitor is on the input portion side. A series circuit connected between a common connection portion and the input portion, and an output portion connected to a connection point between the capacitor and the resistance portion or an intermediate connection point of the resistance portion, (Iii) The common connection parts of the four-stage element circuits are connected in common to each other, and a signal from the microphone is input to the input part of the first-stage element circuit of the four-stage or more element circuits. Input (Iv) the input part of the element circuit after the second stage among the element circuits of the four or more stages is connected to the output part of the element circuit of the preceding stage with respect to the element circuit, and (v) the four or more stages The output signal of the microphone filter circuit is output from the output portion of the last stage element circuit.
この第1の態様によれば、前記要素回路が4段以上で構成されているので、風雑音を低減させるのに十分な程度に、カットオフ周波数以下での周波数に対する利得の変化を急峻にすることができ、風雑音を効果的に抑えることができる。後述するシミュレーションの結果、マイクロホン用フィルタ回路を構成する要素回路の段数が多いほど、カットオフ周波数以下での周波数に対する利得の変化を急峻にすることができるので好ましいが、4段以上であれば、風雑音を効果的に抑えることができることを、実験的に見出した。 According to the first aspect, since the element circuit is composed of four or more stages, the change in gain with respect to the frequency below the cutoff frequency is made steep enough to reduce wind noise. Wind noise can be effectively suppressed. As a result of the simulation to be described later, it is preferable that the number of stages of the component circuits constituting the microphone filter circuit is large, since the change in gain with respect to the frequency below the cut-off frequency can be made steeper. It was experimentally found that wind noise can be effectively suppressed.
また、第1の態様によるマイクロホン用フィルタ回路は受動フィルタであり、マイクロホンからの信号は、増幅される前に、風雑音の主をなす可聴外の低周波成分がマイクロホン用フィルタ回路により除去されるので、風雑音が大きくても、アンプ等が飽和状態となって音声等の本来の信号が劣化してしまうような事態が低減される。 Further, the microphone filter circuit according to the first aspect is a passive filter, and before the signal from the microphone is amplified, the low-frequency component that is the main component of wind noise is removed by the microphone filter circuit. Therefore, even if wind noise is large, a situation in which an amplifier or the like is saturated and an original signal such as voice is deteriorated is reduced.
さらに、第1の態様によれば、基本的に抵抗とコンデンサで構成されるので、構成が簡単で安価となる。 Furthermore, according to the first aspect, since it is basically configured by a resistor and a capacitor, the configuration is simple and inexpensive.
本発明の第2の態様によるマイクロホン用信号制御回路は、前記第1の態様によるマイクロホン用フィルタ回路と、前記マイクロホン用フィルタ回路の出力信号を少なくとも増幅する信号処理手段と、を備え、前記4段以上の要素回路のうちの少なくとも1段の要素回路の前記抵抗部のうちの少なくとも一部は、可変抵抗手段で構成され、前記可変抵抗手段の抵抗は、前記信号処理手段の出力信号の振幅が増大しようとするとき、前記マイクロホン用フィルタ回路の出力信号の振幅が低減するとともに前記マイクロホン用フィルタ回路のカットオフ周波数が高くなるように、前記信号処理手段の出力信号の振幅に応じて変化するものである。 A microphone signal control circuit according to a second aspect of the present invention includes the microphone filter circuit according to the first aspect, and signal processing means for amplifying at least an output signal of the microphone filter circuit, and the four stages. Among the above element circuits, at least a part of the resistance section of at least one element circuit is configured by variable resistance means, and the resistance of the variable resistance means has an output signal amplitude of the signal processing means. When increasing, the amplitude of the output signal of the microphone filter circuit decreases and the cut-off frequency of the microphone filter circuit increases so that the cutoff frequency of the microphone filter circuit increases. It is.
この第2の態様によれば、前述した第1の態様の利点の他、次の利点も得られる。すなわち、この第2の態様によれば、マイクロホン用フィルタ回路の出力信号(すなわち、風雑音の主成分が除去された後の信号)を基準として総合的な利得が自動的に制御されることになるので、風雑音が大きくても、音声等の本来の信号のレベルの低下が軽減され、SN比の低下も軽減される。また、第2の態様によれば、前記信号処理手段の出力信号の振幅が増大しようとするとき、前記マイクロホン用フィルタ回路の出力信号の振幅が低減するとともに前記マイクロホン用フィルタ回路のカットオフ周波数が高くなるように、前記可変抵抗手段の抵抗が変化するので、近接効果を用いたマイクロホン利用法と同様の効果を自動的に実現する機能を併せ持った音量自動制御を行うことができる。 According to the second aspect, in addition to the advantages of the first aspect described above, the following advantages are also obtained. That is, according to the second aspect, the overall gain is automatically controlled on the basis of the output signal of the microphone filter circuit (that is, the signal after the main component of the wind noise is removed). Therefore, even if the wind noise is large, a decrease in the level of the original signal such as voice is reduced, and a decrease in the SN ratio is also reduced. According to the second aspect, when the amplitude of the output signal of the signal processing means is to increase, the amplitude of the output signal of the microphone filter circuit is reduced and the cutoff frequency of the microphone filter circuit is reduced. Since the resistance of the variable resistance means changes so as to increase, it is possible to perform automatic sound volume control having a function of automatically realizing the same effect as the method of using the microphone using the proximity effect.
本発明の第3の態様によるマイクロホン用信号制御回路は、前記第2の態様において、前記信号処理手段は、前記マイクロホンからの信号に対して音響効果(例えば、音声信号を所定時間遅延させて加え合わせることによるエコー付加機能など)を付与した信号を出力する音響効果付与回路を含むものである。 The microphone signal control circuit according to a third aspect of the present invention is the signal control circuit for a microphone according to the second aspect, wherein the signal processing means adds an acoustic effect (for example, an audio signal delayed for a predetermined time) to the signal from the microphone. And an acoustic effect imparting circuit that outputs a signal imparted with an echo addition function by combining them.
この第3の態様によれば、音響効果付与の結果増大した合計振幅を基準に音量自動制御が行われるので、品質の良い音量自動制御を行える。 According to the third aspect, since the automatic volume control is performed based on the total amplitude increased as a result of applying the acoustic effect, the automatic volume control with high quality can be performed.
本発明によれば、風雑音を効果的に低減しつつ、風雑音が大きいことによる音声等の本来の信号が劣化したりSN比が低下してしまうことを軽減することができ、しかも構成が簡単で安価なマイクロホン用フィルタ回路を提供することができ、しかも、近接効果を用いたマイクロホン利用法と同様の効果を自動的に実現する音量自動制御を行うことができるマイクロホン用信号制御回路を提供することができる。 Advantageous Effects of Invention According to the present invention, it is possible to reduce an original signal such as a voice or a signal-to-noise ratio from being deteriorated due to a large wind noise while effectively reducing the wind noise, and the configuration is improved. A microphone signal control circuit that can provide a simple and inexpensive filter circuit for microphones and that can perform automatic volume control that automatically realizes the same effect as a microphone using the proximity effect is provided. can do.
以下、本発明によるマイクロホン用フィルタ回路及びこれを用いたマイクロホン用信号制御回路について、図面を参照して説明する。 Hereinafter, a microphone filter circuit and a microphone signal control circuit using the same according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[第1の実施の形態] [First Embodiment]
図1は、本発明の第1の実施の形態によるマイクロホン用信号制御回路1をマイクロホン2と共に示す回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a microphone
マイクロホン2は、例えば、いわゆるヴォーカルマイクロホンとして用いられる。マイクロホン2は、例えば、コンデンサマイクロホンでもよいし、ダイナミックマイクロホンでもよい。
The microphone 2 is used as a so-called vocal microphone, for example. The
本実施の形態によるマイクロホン用信号制御回路1は、マイクロホン2からの信号に対してハイパスフィルタリングを行うマイクロホン用フィルタ回路11と、マイクロホン用フィルタ回路11の出力信号を少なくとも増幅する信号処理回路12と、信号処理回路12の出力信号に応じて、マイクロホン用フィルタ回路11の可変抵抗手段としてのトランジスタTr1の抵抗を変化させる抵抗制御回路13と、を備えている。
The microphone
本実施の形態では、マイクロホン用フィルタ回路11は、順次接続された6段の要素回路N1〜N6を備えている。各要素回路N1〜N6は、互いに共通に接続された共通接続部を有しており、これらが接地されている。マイクロホン用フィルタ回路11の入力端子A1,A2は、マイクロホン2の両端子にそれぞれ接続される。入力端子A2は接地されている。
In the present embodiment, the
1段目の要素回路N1の入力部は、端子A1に接続されている。1段目の要素回路N1は、コンデンサC1と抵抗R1とからなる直列回路であって、コンデンサC1側を1段目の要素回路N1の入力部側とするように1段目の要素回路N1の入力部と接地との間に接続された直列回路を有している。 The input part of the first stage element circuit N1 is connected to the terminal A1. The first-stage element circuit N1 is a series circuit composed of a capacitor C1 and a resistor R1, and the first-stage element circuit N1 is arranged such that the capacitor C1 side is the input side of the first-stage element circuit N1. It has a series circuit connected between the input and ground.
コンデンサC1と抵抗R1との間の接続中点が、1段目の要素回路N1の出力部となっており、そこには2段目の要素回路N2の入力部が接続されている。2段目の要素回路N2は、コンデンサC2と抵抗R2とからなる直列回路であって、コンデンサC2側を2段目の要素回路N2の入力部側とするように2段目の要素回路N2の入力部と接地との間に接続された直列回路を有している。 The midpoint of connection between the capacitor C1 and the resistor R1 is the output section of the first-stage element circuit N1, to which the input section of the second-stage element circuit N2 is connected. The second-stage element circuit N2 is a series circuit including a capacitor C2 and a resistor R2, and the second-stage element circuit N2 is arranged so that the capacitor C2 side is the input side of the second-stage element circuit N2. It has a series circuit connected between the input and ground.
コンデンサC2と抵抗R2との間の接続中点が、2段目の要素回路N2の出力部となっており、そこには3段目の要素回路N3の入力部が接続されている。3段目の要素回路N3は、コンデンサC3と抵抗R3とからなる直列回路であって、コンデンサC3側を3段目の要素回路N3の入力部側とするように3段目の要素回路N3の入力部と接地との間に接続された直列回路を有している。 The midpoint of connection between the capacitor C2 and the resistor R2 is the output section of the second-stage element circuit N2, to which the input section of the third-stage element circuit N3 is connected. The third-stage element circuit N3 is a series circuit composed of a capacitor C3 and a resistor R3. The third-stage element circuit N3 has a capacitor C3 side as an input side of the third-stage element circuit N3. It has a series circuit connected between the input and ground.
コンデンサC3と抵抗R3との間の接続中点が、3段目の要素回路N4の出力部となっており、そこには4段目の要素回路N4の入力部が接続されている。4段目の要素回路N4は、コンデンサC4と抵抗R4とからなる直列回路であって、コンデンサC4側を4段目の要素回路N4の入力部側とするように4段目の要素回路N4の入力部と接地との間に接続された直列回路を有している。 The midpoint of connection between the capacitor C3 and the resistor R3 is the output section of the third stage element circuit N4, to which the input section of the fourth stage element circuit N4 is connected. The fourth-stage element circuit N4 is a series circuit composed of a capacitor C4 and a resistor R4. The fourth-stage element circuit N4 is arranged so that the capacitor C4 side is the input side of the fourth-stage element circuit N4. It has a series circuit connected between the input and ground.
コンデンサC4と抵抗R4との間の接続中点が、4段目の要素回路N4の出力部となっており、そこには5段目の要素回路N5の入力部が接続されている。5段目の要素回路N5は、コンデンサC5と抵抗R5とからなる直列回路であって、コンデンサC5側を5段目の要素回路N5の入力部側とするように5段目の要素回路N5の入力部と接地との間に接続された直列回路を有している。 The midpoint of connection between the capacitor C4 and the resistor R4 is the output section of the fourth-stage element circuit N4, to which the input section of the fifth-stage element circuit N5 is connected. The fifth-stage element circuit N5 is a series circuit composed of a capacitor C5 and a resistor R5. The fifth-stage element circuit N5 has a capacitor C5 side as an input side of the fifth-stage element circuit N5. It has a series circuit connected between the input and ground.
コンデンサC5と抵抗R5との間の接続中点が、5段目の要素回路N5の出力部となっており、そこには6段目の要素回路N6の入力部が接続されている。6段目の要素回路N6は、コンデンサC5と抵抗部(抵抗R6,R7及び可変抵抗手段としてのトランジスタTr1からなる抵抗部)とからなる直列回路であって、コンデンサC6側を6段目の要素回路N6の入力部側とするように5段目の要素回路N5の入力部と接地との間に接続された直列回路を有している。コンデンサC6と接地との間に抵抗R6が接続され、抵抗R7とトランジスタTr1との直列回路が抵抗R6と並列に接続されている。トランジスタTr1のコレクタが抵抗R7に接続され、トランジスタTr1のエミッタが接地されている。トランジスタTr1のベースに印加される電圧が変化すると、トランジスタTr1のコレクタ・エミッタ間の抵抗が変化するので、本実施の形態では、トランジスタTr1が可変抵抗手段として用いられている。もっとも、本実施の形態で用いる可変抵抗手段はトランジスタに限定されるものではない。また、本実施の形態では、抵抗R6と並列に、音声の周波数範囲を超える周波数域(例えば、1kHz以上)の信号をカットするためのコンデンサC7が接続されている。もっとも、このコンデンサC7は必ずしも設ける必要はない。抵抗R7とトランジスタTr1のコレクタとの間の接続中点(抵抗R6,R7及びトランジスタTr1からなる抵抗部の中間接続点)B1が、6段目の要素回路N6の出力部、ひいては、マイクロホン用フィルタ回路11の出力部となっている。抵抗R6,R7のいずれか一方又は両方は、必ずしも設ける必要はない。本実施の形態では、抵抗R7の抵抗値を適宜設定することで、音量の自動制御範囲を設定することができる。
The midpoint of connection between the capacitor C5 and the resistor R5 is the output section of the fifth stage element circuit N5, to which the input section of the sixth stage element circuit N6 is connected. The sixth-stage element circuit N6 is a series circuit composed of a capacitor C5 and a resistance section (resistance section consisting of resistors R6 and R7 and a transistor Tr1 as variable resistance means), and the capacitor C6 side is connected to the sixth-stage element circuit. It has a series circuit connected between the input part of the fifth stage element circuit N5 and the ground so as to be on the input part side of the circuit N6. A resistor R6 is connected between the capacitor C6 and the ground, and a series circuit of the resistor R7 and the transistor Tr1 is connected in parallel with the resistor R6. The collector of the transistor Tr1 is connected to the resistor R7, and the emitter of the transistor Tr1 is grounded. When the voltage applied to the base of the transistor Tr1 changes, the resistance between the collector and the emitter of the transistor Tr1 changes. Therefore, in this embodiment, the transistor Tr1 is used as variable resistance means. However, the variable resistance means used in this embodiment is not limited to a transistor. In the present embodiment, a capacitor C7 for cutting a signal in a frequency range (for example, 1 kHz or more) exceeding the audio frequency range is connected in parallel with the resistor R6. However, the capacitor C7 is not necessarily provided. A connection midpoint between the resistor R7 and the collector of the transistor Tr1 (an intermediate connection point between the resistors R6 and R7 and the transistor Tr1) B1 is an output portion of the sixth-stage element circuit N6, and thus a microphone filter. This is the output section of the
信号処理回路12の入力部は、マイクロホン用フィルタ回路11の出力部(接続中点B1)に接続されている。信号処理回路12の出力部は、本実施の形態によるマイクロホン用信号制御回路1の一方の出力端子O1に接続され、他方の出力端子O2は接地されている。出力端子O1,O2間には、例えば、ヘッドホンの入力端子や録音ケーブルの端子などが接続される。
The input section of the
本実施の形態では、信号処理回路12は、その入力部と出力部との間に順次接続された、直流カット用コンデンサC11、増幅器AP1、音響効果付与回路PS及び増幅器AP2で構成されている。増幅器AP1は、マイクロホン用フィルタ回路11の出力部から出力された音声信号をコンデンサC11を介して受け、この音声信号を増幅する。音響効果付与回路PSは、増幅器AP1により増幅された音声信号に対して音響効果として例えばエコーを付与した信号を出力するものであり、例えば、市販のICを用いることができる。増幅器AP2は、音響効果付与回路PSの出力信号を増幅して出力端子O1から出力させる。図面には示していないが、スイッチ等の操作器によって、音響効果付与回路PSによる音響効果の付与のオン・オフを切り替えられるようにしてもよい。なお、信号処理回路12は、必ずしも音響効果付与回路PSを含む必要はなく、音響効果付与回路PS及び増幅器AP2を除去して、増幅器AP1の出力部を出力端子O1に接続してもよい。
In the present embodiment, the
抵抗制御回路13の入力部は、マイクロホン用フィルタ回路11の出力部(増幅器A2の出力部)に接続されている。抵抗制御回路13は、その入力部に接続された直流カット用コンデンサC21と、包絡線検出回路を構成するダイオードD21,D22、コンデンサC22及び抵抗R21と、抵抗R22,R23と、トランジスタTr2とを備えている。トランジスタTr2はトランジスタTr1とダーリントン接続され、トランジスタTr2のエミッタがトランジスタTr1のベースに接続されている。トランジスタTr2のベースは抵抗R22を介して、前記包絡線検出回路の出力部(ダイオードD22のカソードと抵抗R21との間の接続中点)に接続されている。トランジスタTr2のコレクタは、抵抗23を介して電源Vccに接続されている。
The input section of the
したがって、この抵抗制御回路13によれば、信号処理回路12の出力信号の振幅が増大すると、トランジスタTr1のコレクタ・エミッタ間の抵抗が低減される一方、信号処理回路12の出力信号の振幅が減少すると、トランジスタTr1のコレクタ・エミッタ間の抵抗が増大することになる。その結果、トランジスタTr1がマイクロホン用フィルタ回路11の6段目の要素回路N6において前述したように接続されているので、信号処理回路12の出力信号の振幅が増大しようとするとき、マイクロホン用フィルタ回路11の出力信号の振幅が低減するとともにマイクロホン用フィルタ回路11のカットオフ周波数が高くなるように、可変抵抗手段としてのトランジスタTr1のコレクタ・エミッタ間の抵抗が変化することになる。
Therefore, according to the
図2は、本実施の形態によるマイクロホン用信号制御回路1の特性を模式的に示す図である。図2において、横軸は周波数を示し、縦軸は、入力端子A1,A2間に入力されるマイクロホン2からの信号に対する出力端子O1,O2間から出力される出力信号の利得(以下、「総合利得」と呼ぶ場合がある。)を示している。本実施の形態によれば、図2に示すように、マイクロホン2からの信号が大きくなると、前記総合利得が自動的に低減されて音量が自動的に低減されるとともに、カットオフ周波数が自動的に高くなることで、音声の明瞭化(低域を弱め、音声のフォルトマントを強調)が自動的に行われ、マイクロホン2からの信号が小さくなると、前記総合利得が自動的に増大されて音量が自動的に増大されるとともに、感度アップと音声のソフト化(近接効果による低音強調)が行われることになる。このように、本実施の形態によれば、使用者が意図的に口にマイクロホン2を近づけたり遠ざけたりしなくても、近接効果を用いたマイクロホン利用法と同様の効果を自動的に実現する音量自動制御を行うことができる。
FIG. 2 is a diagram schematically showing the characteristics of the microphone
そして、本実施の形態によれば、マイクロホン用フィルタ回路11が、前述したように、4段以上の要素回路N1〜N6で構成されているので、風雑音を低減させるのに十分な程度に、カットオフ周波数以下での周波数に対する利得の変化を急峻にすることができ、風雑音を効果的に抑えることができる。後述するシミュレーションの結果、マイクロホン用フィルタ回路11を構成する要素回路の段数が多いほど、カットオフ周波数以下での周波数に対する利得の変化を急峻にすることができるので好ましいが、4段以上であれば、風雑音を効果的に抑えることができることが判明した。
And according to this Embodiment, since the
また、本実施の形態によれば、マイクロホン用フィルタ回路11は受動フィルタであり、マイクロホン2からの信号は、信号処理回路12により増幅される前に、風雑音成分がマイクロホン用フィルタ回路11により除去されるので、風雑音が大きくても、アンプ等が飽和状態となって音声等の本来の信号が劣化してしまうような事態は生じない。
Further, according to the present embodiment, the
さらに、本実施の形態によれば、マイクロホン用フィルタ回路11の出力信号(すなわち、風雑音成分が除去された後の信号)を基準として前記総合利得が自動的に制御されるので、風雑音が大きくても、音声等の本来の信号のレベルが低下してしまうようなことがなく、SN比が低下してしまうようなことがない。 Furthermore, according to the present embodiment, since the total gain is automatically controlled on the basis of the output signal of the microphone filter circuit 11 (that is, the signal after the wind noise component is removed), the wind noise is reduced. Even if it is large, the level of the original signal such as voice does not decrease, and the SN ratio does not decrease.
さらにまた、本実施の形態によれば、マイクロホン用フィルタ回路11は、前述したように、基本的に抵抗とコンデンサで構成されるので、構成が簡単で安価となる。
Furthermore, according to the present embodiment, as described above, the
ここで、本実施の形態に関連して行った第1のシミュレーションとその結果について、図3乃至図5を参照して説明する。第1のシミュレーションは、マイクロホン用フィルタ回路における要素回路の段数の影響を調べるためのものである。 Here, the first simulation performed in connection with the present embodiment and the result thereof will be described with reference to FIGS. The first simulation is for examining the influence of the number of stages of element circuits in the microphone filter circuit.
図3及び図4は、第1のシミュレーションにおいて用いた各マイクロホン用フィルタ回路を示す図である。図3及び図4において、図1中の要素と同一又は対応する要素には、同一符号を付している。図3及び図4において、eはマイクロホン2に相当する電圧源、r1はマイクロホン2の内部インピーダンス、R0は増幅器AP1の入力インピーダンスを示す。
FIG. 3 and FIG. 4 are diagrams showing each microphone filter circuit used in the first simulation. 3 and 4, the same or corresponding elements as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. 3 and 4, e is a voltage source corresponding to the
図3(a)に示すマイクロホン用フィルタ回路では、要素回路の段数nが1段とされ、この回路はコンデンサC1及びR1で構成されている。図3(b)に示すマイクロホン用フィルタ回路では、要素回路の段数nが2段とされ、この回路は、コンデンサC1,C2及び抵抗R1,R2で構成されている。図3(c)に示すマイクロホン用フィルタ回路では、要素回路の段数nが3段とされ、この回路は、コンデンサC1〜C3及び抵抗R1〜R3で構成されている。図4(a)に示すマイクロホン用フィルタ回路では、要素回路の段数nが4段とされ、この回路は、コンデンサC1〜C4及び抵抗R1〜R4で構成されている。図4(b)に示すマイクロホン用フィルタ回路では、要素回路の段数nが5段とされ、この回路は、コンデンサC1〜C5及び抵抗R1〜R5で構成されている。図4(c)に示すマイクロホン用フィルタ回路では、要素回路の段数nが6段とされ、この回路は、コンデンサC1〜C6及び抵抗R1〜R5,R36で構成されている。抵抗R36は、図1中の抵抗R6,R7及びトランジスタTr1からなる抵抗部に対応している。 In the microphone filter circuit shown in FIG. 3A, the number of stages n of the element circuits is one, and this circuit is composed of capacitors C1 and R1. In the microphone filter circuit shown in FIG. 3B, the number n of element circuits is two, and this circuit is composed of capacitors C1 and C2 and resistors R1 and R2. In the microphone filter circuit shown in FIG. 3C, the number of stages n of the element circuits is three, and this circuit includes capacitors C1 to C3 and resistors R1 to R3. In the microphone filter circuit shown in FIG. 4A, the number of stages n of the element circuits is four, and this circuit includes capacitors C1 to C4 and resistors R1 to R4. In the microphone filter circuit shown in FIG. 4B, the number n of the element circuits is five, and this circuit includes capacitors C1 to C5 and resistors R1 to R5. In the microphone filter circuit shown in FIG. 4C, the number n of element circuits is six, and this circuit includes capacitors C1 to C6 and resistors R1 to R5 and R36. The resistor R36 corresponds to the resistor portion including the resistors R6 and R7 and the transistor Tr1 in FIG.
この第1のシミュレーションでは、図3及び図4に示す各回路について、r1=600Ω、R0=10GΩ、C1=10μF、C2=4.7μF、C3=2.2μF、C4=1μF、C5=0.22μF、C6=0.1μF、R1=1kΩ、R2=2kΩ、R3=4kΩ、R4=8kΩ、R5=16kΩ、R36=32kΩとした場合の、各回路の特性をシミュレーションにより求めた。そのシミュレーションの結果を図5に示す。図5において、横軸は周波数を示し、縦軸は、入力端子A1,A2間に入力される信号に対する端子B1,B2間から出力される出力信号の利得を示している。 In this first simulation, for each circuit shown in FIGS. 3 and 4, r1 = 600Ω, R0 = 10GΩ, C1 = 10 μF, C2 = 4.7 μF, C3 = 2.2 μF, C4 = 1 μF, C5 = 0. The characteristics of each circuit were determined by simulation when 22 μF, C6 = 0.1 μF, R1 = 1 kΩ, R2 = 2 kΩ, R3 = 4 kΩ, R4 = 8 kΩ, R5 = 16 kΩ, and R36 = 32 kΩ. The result of the simulation is shown in FIG. In FIG. 5, the horizontal axis indicates the frequency, and the vertical axis indicates the gain of the output signal output from between the terminals B1 and B2 with respect to the signal input between the input terminals A1 and A2.
図5から、マイクロホン用フィルタ回路を構成する要素回路の段数nが多いほど、カットオフ周波数以下での周波数に対する利得の変化を急峻にすることができ、4段以上であれば、風雑音を効果的に抑えることができることがわかる。なお、風雑音は、おおよそ100Hz以下である。 From FIG. 5, as the number of stages n of the element circuits constituting the microphone filter circuit increases, the gain change with respect to the frequency below the cut-off frequency can be made steeper, and wind noise is effective when the number is four or more. It can be seen that it can be suppressed. The wind noise is approximately 100 Hz or less.
次に、本実施の形態に関連して行った第2のシミュレーションとその結果について、図6及び図7を参照して説明する。第2のシミュレーションは、マイクロホン用フィルタ回路における可変抵抗手段の抵抗値の変化の影響を調べるためのものである。 Next, the second simulation performed in connection with the present embodiment and the result thereof will be described with reference to FIGS. The second simulation is for examining the influence of the change in the resistance value of the variable resistance means in the microphone filter circuit.
図6は、第2のシミュレーションにおいて用いたマイクロホン用フィルタ回路を示す図である。図6において、図1中の要素と同一又は対応する要素には、同一符号を付している。図6において、eはマイクロホン2に相当する電圧源、r1はマイクロホン2の内部インピーダンス、R0は増幅器AP1の入力インピーダンスを示す。
FIG. 6 is a diagram illustrating a microphone filter circuit used in the second simulation. In FIG. 6, elements that are the same as or correspond to the elements in FIG. In FIG. 6, e is a voltage source corresponding to the
図6に示すマイクロホン用フィルタ回路では、要素回路の段数nが4段とされ、この回路は、コンデンサC1〜C4及び抵抗R1〜R3,R46,R47,Rで構成されている。抵抗R46,R47は図1中の抵抗R6,R7にそれぞれ対応し、可変抵抗Rは図1中のトランジスタTr1に対応している。 In the microphone filter circuit shown in FIG. 6, the number n of the element circuits is four, and this circuit includes capacitors C1 to C4 and resistors R1 to R3, R46, R47, and R. The resistors R46 and R47 correspond to the resistors R6 and R7 in FIG. 1, respectively, and the variable resistor R corresponds to the transistor Tr1 in FIG.
この第2のシミュレーションでは、図6に示す回路について、r1=600Ω、R0=10GΩ、C1=10μF、C2=4.7μF、C3=2.2μF、C4=1μF、R1=1kΩ、R2=2kΩ、R3=3.9kΩ、R46=10kΩ、R47=1kΩとした上で、可変抵抗Rの値をそれぞれ変えた場合(R=10Ω,100Ω,1kΩ,1MΩとした場合)の、特性をシミュレーションにより求めた。そのシミュレーションの結果を図7に示す。図7において、横軸は周波数を示し、縦軸は、入力端子A1,A2間に入力される信号に対する端子B1,B2間から出力される出力信号の利得を示している。また、図7中の黒丸は、抵抗Rの値をそれぞれ変えた場合のカットオフ周波数を示している。 In this second simulation, for the circuit shown in FIG. 6, r1 = 600Ω, R0 = 10GΩ, C1 = 10 μF, C2 = 4.7 μF, C3 = 2.2 μF, C4 = 1 μF, R1 = 1 kΩ, R2 = 2 kΩ, The characteristics when R3 = 3.9 kΩ, R46 = 10 kΩ, R47 = 1 kΩ and the variable resistance R is changed (when R = 10Ω, 100Ω, 1 kΩ, 1 MΩ) were obtained by simulation. . The result of the simulation is shown in FIG. In FIG. 7, the horizontal axis indicates the frequency, and the vertical axis indicates the gain of the output signal output from between the terminals B1 and B2 with respect to the signal input between the input terminals A1 and A2. In addition, black circles in FIG. 7 indicate cutoff frequencies when the value of the resistance R is changed.
図7から、可変抵抗Rの値を小さくするほど、利得が低くなるとともにカットオフ周波数が高くなり、逆に、可変抵抗Rの値を大きくするほど、利得が高くなるとともにカットオフ周波数が低くなることが、わかる。これによって、前述した実施の形態において、近接効果を用いたマイクロホン利用法と同様の効果を自動的に実現する音量自動制御を行うことができることが、裏付けられた。 From FIG. 7, the smaller the value of the variable resistor R, the lower the gain and the higher the cut-off frequency. Conversely, the larger the value of the variable resistor R, the higher the gain and the lower the cut-off frequency. I understand that. This confirms that in the above-described embodiment, it is possible to perform automatic sound volume control that automatically realizes the same effect as the microphone utilization method using the proximity effect.
[第2の実施の形態] [Second Embodiment]
図8は、本発明の第2の実施の形態によるマイクロホン用信号制御回路101をマイクロホン2と共に示す回路図である。図8において、図1中の要素と同一又は対応する要素には同一符号を付し、その重複する説明は省略する。本実施の形態が前記第1の実施の形態と異なる所は、以下に説明する点のみである。
FIG. 8 is a circuit diagram showing the microphone
本実施の形態では、2段目の要素回路N2において、コンデンサC2と抵抗R2との間に抵抗R92が挿入され、抵抗R2,R92間の接続中点(抵抗R2,R92からなる抵抗部の中間接続点)が2段目の要素回路N2の出力部とされ、そこに3段目の要素回路N3の入力部(コンデンサC3の一端)が接続されている。 In the present embodiment, in the second-stage element circuit N2, a resistor R92 is inserted between the capacitor C2 and the resistor R2, and a midpoint of connection between the resistors R2 and R92 (an intermediate portion of the resistor portion composed of the resistors R2 and R92). The connection point is an output part of the second stage element circuit N2, and the input part (one end of the capacitor C3) of the third stage element circuit N3 is connected thereto.
また、本実施の形態では、6段目の要素回路N6において抵抗R7及びトランジスタTr1が除去され、コンデンサC6と抵抗R6との間の接続中点が、6段目の要素回路N6の出力部、ひいては、マイクロホン用フィルタ回路11の出力部とされ、そこに信号処理回路12のコンデンサC12の一端が接続されている。
In the present embodiment, the resistor R7 and the transistor Tr1 are removed from the sixth-stage element circuit N6, and the connection midpoint between the capacitor C6 and the resistor R6 is the output section of the sixth-stage element circuit N6. As a result, it is set as the output part of the
さらに、本実施の形態では、4段目の要素回路N4において、抵抗R4が除去され、その代わりに、抵抗R94及びトランジスタTr1が追加されている。4段目の要素回路N4の入力部と接地との間に、コンデンサC4と、抵抗R94及びトランジスタTr1(そのコレクタ・エミッタ間)からなる抵抗部との直列回路が接続され、当該抵抗部の中間接続点(抵抗R94とトランジスタTr1のコレクタとの間の接続中点)が4段目の要素回路N4の出力部とされている。 Further, in the present embodiment, the resistor R4 is removed from the fourth-stage element circuit N4, and a resistor R94 and a transistor Tr1 are added instead. A series circuit of a capacitor C4 and a resistor part composed of a resistor R94 and a transistor Tr1 (between its collector and emitter) is connected between the input part of the fourth-stage element circuit N4 and the ground. A connection point (a connection midpoint between the resistor R94 and the collector of the transistor Tr1) is an output section of the fourth-stage element circuit N4.
本実施の形態によっても、前記第1の実施の形態と同様の利点が得られる。 Also in this embodiment, the same advantages as those in the first embodiment can be obtained.
なお、図8において2段目の要素回路N2に抵抗94を挿入したのと同様に、図1においていずれか1段以上の要素回路に抵抗94に相当する抵抗を挿入してもよい。また、図1では6段目の要素回路N6が可変抵抗手段としてのトランジスタTr1を含み、図8では4段目の要素回路N4が可変抵抗手段としてのトランジスタTr1を含んでいるが、図1中のいずれか1段以上の要素回路がトランジスタTr1に相当する抵抗手段を含んでいてもよい。 8, a resistor corresponding to the resistor 94 may be inserted into any one or more element circuits in FIG. 1 in the same manner as the resistor 94 is inserted into the element circuit N2 at the second stage. In FIG. 1, the sixth stage element circuit N6 includes a transistor Tr1 as variable resistance means. In FIG. 8, the fourth stage element circuit N4 includes a transistor Tr1 as variable resistance means. Any one or more of the element circuits may include resistance means corresponding to the transistor Tr1.
以上、本発明の各実施の形態について説明したが、本発明はこれらの実施の形態に限定されるものではない。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to these embodiments.
例えば、本発明によるマイクロホン用フィルタ回路は、単に風雑音を低減させるためだけに用いてもよく、その場合には、必ずしも可変抵抗手段を含んでいなくてもよい。 For example, the microphone filter circuit according to the present invention may be used only for reducing wind noise, and in that case, the variable resistance means may not necessarily be included.
1,101 マイクロホン用信号制御回路
11 マイクロホン用フィルタ回路
12 信号処理回路
13 抵抗制御回路
N1〜N6 要素回路
1,101 Microphone
Claims (3)
順次接続された4段以上の要素回路を備え、
前記各段の要素回路は、共通接続部と、入力部と、コンデンサと抵抗部とからなる直列回路であって前記コンデンサを前記入力部側とするように前記共通接続部と前記入力部との間に接続された直列回路と、前記コンデンサと前記抵抗部との間の接続点又は前記抵抗部の中間接続点に接続された出力部と、を有し、
前記4段の要素回路の前記共通接続部は、互いに共通に接続され、
前記4段以上の要素回路のうちの1段目の要素回路の前記入力部に、前記マイクロホンからの信号が入力され、
前記4段以上の要素回路のうちの2段目以降の要素回路の前記入力部は、当該要素回路に対する前段の要素回路の前記出力部に接続され、
前記4段以上の要素回路のうちの最終段の要素回路の出力部から当該マイクロホン用フィルタ回路の出力信号が出力される、
ことを特徴とするマイクロホン用フィルタ回路。 A microphone filter circuit that performs high-pass filtering on a signal from a microphone,
It has four or more stages of element circuits connected in sequence,
The element circuit of each stage is a series circuit including a common connection portion, an input portion, a capacitor, and a resistance portion, and the common connection portion and the input portion are arranged so that the capacitor is on the input portion side. A series circuit connected in between, and an output part connected to a connection point between the capacitor and the resistance part or an intermediate connection point of the resistance part,
The common connection parts of the four-stage element circuits are connected in common to each other,
A signal from the microphone is input to the input unit of the first stage element circuit among the four or more stage element circuits,
The input part of the element circuit after the second stage among the element circuits of the four or more stages is connected to the output part of the element circuit of the preceding stage for the element circuit
The output signal of the microphone filter circuit is output from the output unit of the last stage element circuit among the four or more stage element circuits.
A filter circuit for a microphone.
前記マイクロホン用フィルタ回路の出力信号を少なくとも増幅する信号処理手段と、
を備え、
前記4段以上の要素回路のうちの少なくとも1段の要素回路の前記抵抗部のうちの少なくとも一部は、可変抵抗手段で構成され、
前記可変抵抗手段の抵抗は、前記信号処理手段の出力信号の振幅が増大しようとするとき、前記マイクロホン用フィルタ回路の出力信号の振幅が低減するとともに前記マイクロホン用フィルタ回路のカットオフ周波数が高くなるように、前記信号処理手段の出力信号に応じて変化する、
ことを特徴とするマイクロホン用信号制御回路。 A microphone filter circuit according to claim 1;
Signal processing means for amplifying at least an output signal of the microphone filter circuit;
With
At least a part of the resistance portion of at least one element circuit of the four or more element circuits is configured by variable resistance means.
When the amplitude of the output signal of the signal processing means increases, the resistance of the variable resistance means decreases the amplitude of the output signal of the microphone filter circuit and increases the cutoff frequency of the microphone filter circuit. So as to change according to the output signal of the signal processing means,
A microphone signal control circuit.
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