JP2844653B2

JP2844653B2 - 信号処理装置

Info

Publication number: JP2844653B2
Application number: JP1091828A
Authority: JP
Inventors: 雅幸片倉
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1989-04-13
Filing date: 1989-04-13
Publication date: 1999-01-06
Anticipated expiration: 2014-01-06
Also published as: JPH02273377A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、例えばテープレコーダを使用して従来の1/
Nの時間でダビングする際に用いる信号処理装置に関
し、特に集積回路として構成するのに好適な信号処理装
置に関する。

〔発明の概要〕

本発明の信号処理装置は、入力信号の周波数と大きさ
に応じた高域圧縮動作を制御する変調と、該変調と逆特
性の高域伸長動作を制御し復調された信号を発生する復
調とを切換える圧縮・伸長切換え手段と、変調時には前
記入力信号の電圧が、復調時には変調された信号の電圧
が選択的に入力され、該電圧を電流変換するgm変換器お
よびＫ倍増幅器で構成される伝達コンダクタンス回路
と、コンデンサとから成る可変フィルタを有し、信号を
圧縮または伸長する信号処理装置において、信号処理装
置が標準速度のｎ倍で動作するＮ倍速モードを設けると
共に、前記Ｎ倍速モード時に前記伝達コンダクタンス回
路の可変コンダクダクタンスをＮ倍に設定する設定手段
を設けることにより、例えばテープレコーダを使用して
1/Nの時間で倍速ダビングする際に使用して好適である
と共に、コンデンサを少なくできるので、集積回路化が
容易になる。

〔従来の技術〕

従来、例えば特開昭61−230625号後方に記載されてい
る通り、テープ走行速度及びシリンダの回転速度を従来
のＮ倍速で動作させてプリエンファシスされた映像信号
をダビングするダビング装置において、信号処理回路の
周波数特性を従来のＮ倍の周波数において従来と同一特
性にするものが知られている。

また、第７図のコンデンサ切換方式の信号処理装置を
示すブロック図に示される如く、周波数特性を標準速度
で動作するモードと標準速度のＮ倍の速度で動作するＮ
倍速モードとを切換えるものが提案されている。

すなわち、第７図はドルビーＢタイプノイズリダクシ
ョンシステム（登録商標）の一例を示すものであり、１
は入力端子を示し、圧縮または伸長すべき入力信号が供
給される。２は演算増幅器であり、帰還ループにエンコ
ード時の圧縮とデコード時の伸長とを切換えるために第
１の接点3a、第２の接点3bよび共通接点3cからなる切換
スイッチ３が設けられる。前記演算増幅器２の出力は加
算回路４の一方の入力に直接供給されると共に、可変ハ
イパスフィルタ５およびオーバーシュート抑圧用のリミ
ッタ６を通じて加算回路４の他方の入力に供給される。
前記可変ハイパスフィルタ５はコンデンサ5aと、可変イ
ンピーダンス素子5bと、このコンデンサ5aに並列された
コンデンサ5cと周波数特性切換用のオン／オフスイッチ
5dの直列回路とから構成される。７は可変ハイパスフィ
ルタ５の出力に接続された高域重み付け回路であり、演
算増幅器7aと、この演算増幅器7aの帰還ループに接続さ
れた抵抗器7bと、演算増幅器7aの反転入力端子と基準電
位点との間に接続されたコンデンサ7cと抵抗器7dの直列
回路と、前記コンデンサ7cに並列に接続されたコンデン
サ7eと周波数特性切換用のオン／オフスイッチ7fの直列
回路とから成る。８は高域重み付け回路７の出力に接続
されたレベル検出回路であり、ダイオード8aと、時定数
設定用のコンデンサ8b、8cおよび抵抗器8dと、立ち上が
り特性改善用のダイオード8eと、時定数切換用のコンデ
ンサ8fおよび8gと、オン／オフスイッチ8hおよび8iとか
ら構成され、このレベル検出回路８の出力電圧により可
変ハイパスフィルタ５の可変インピーダンス素子5bのイ
ンピーダンスを制御する。なお、９は圧縮された信号が
あ出力される出力端子であり、10は伸長された信号が出
力される出力端子である。

以上の構成において、図示しないテープレコーダから
標準テープ速度で再生された入力信号が入力端子１に供
給された時、切換スイッチ３の共通接点3cを第１の接点
3a側に接続し、可変ハイパスフィルタ５のオン／オフス
イッチ5d、高域重み付け回路７のオン／オフスイッチ7
f、レベル検出回路８のオン／オフスイッチ8hおよびオ
ン／オフスイッチ8iを全てオンにすることにより、出力
端子９に圧縮された出力信号が得られる。この場合、可
変ハイパスフィルタ５の可変インピーダンス素子5bはレ
ベル検出回路８の出力レベルに応じてコンダクタンスが
増大し、カットオフ周波数を高い周波数に変化させる。
また、切換スイッチ３の共通接点3cを第２の接点3b側に
接続することにより、出力端子10に伸長された出力信号
が得られる。

次に、標準テープ速度のＮ倍の速度で再生されＮ倍速
モードの入力信号が入力端子１の供給された時、切換ス
イッチ３の共通接点3cを第１の接点3a側に接続し、可変
ハイパスフィルタ５のオン／オフスイッチ5d、高域重み
付け回路７のオン／オフスイッチ7f、レベル検出回路８
のオン／オフスイッチ8hおよびオン／オフスイッチ8iを
全てオフすることにより、可変ハイパスフィルタ５およ
び高域重み付け回路８の周波数特性を標準速度時の周波
数のＮ倍の周波数において同一特性にすると同時に、レ
ベル検出回路８の時定数を1/Nに設定し、出力端子９に
圧縮された出力信号を得る。また、切換スイッチ３の共
通接点3cを第２の接点3b側に接続することにより、出力
端子10に伸長された出力信号が得られる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、前者のダビング装置では、標準速度時
とＮ倍側モード時との間で周波数特性を切換えるため
に、各回路要素が２系統必要になり、構成が複雑になる
欠点があった。

また、後者の信号処理装置によれば、コンデンサのみ
を切換スイッチによって切換えることにより、回路構成
の簡易化を図ることができるが、コンデンサを複数個使
用するために外付部品が多くなり、集積回路化が困難で
あった。

従って、本発明の目的は前記欠点を改良した信号処理
装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の信号処理装置は、入力信号の周波数と大きさ
に応じた高域圧縮動作を制御する変調と、該変調と逆特
性の高域伸長動作を制御し復調された信号を発生する復
調とを切換える圧縮・伸長切換手段と、変調時には前記入力信号の電圧が、復調時には変調さ
れた信号の電圧が選択的に入力され、該電圧を電流変換
するgm変換器およびＫ倍増幅器で構成される伝達コンダ
クタンス回路と、コンデンサとから成る可変フィルタ
と、前記入力信号または、前記変調された信号の周波数と
大きさを検出するとともに、該入力信号または該変調さ
れた信号の周波数と大きさに応じた制御信号を前記可変
フィルタに入力する検出手段と、周波数特性を標準速度で動作するモードと、標準速度
のＮ倍の速度の動作するＮ倍速モードとを選択する速度
モード選択手段と、前記速度モード選択手段によって該Ｎ倍速モードが選択
されたとき、前記伝達コンダクタンス回路のgm・Ｋ定ま
る可変コンダクタンスをＮ倍に設定する設定手段が設け
られる。

〔作用〕

本発明によれば、可変フィルタのコンデンサは単一の
コンデンサで良く、またＮ倍速モード時には伝達コンダ
クタンス回路の可変コンダクタンスをＮ倍に設定するだ
けで所定の周波数特性が得られるので、構成の簡素化が
図れると共に集積回路化が容易になる。

〔実施例〕

本発明は、第７図および第８図に示すように、録音時
に高域を圧縮する変調（エンコード）を行うとともに、
再生時に高域を伸長して復調（デコード）することによ
り、高域ノイズを除去するノイズリダクションシステム
に関連する。

本願発明の構成は、第９図に示すように、録音時の変
調（圧縮）および再生時の復調（伸長）を切換える切換
スイッチ３を必須構成要件とし、入力電圧または変調さ
れた信号（具体的には変調された圧縮信号Veを示す）の
電圧を電流変換するgm変換器（V/I変換器15c等）および
Ｋ倍増幅器（留増幅器15d等）で構成される伝達コンダ
クタンス回路15と、コンデンサ16とから成る可変フィル
タ14と、入力信号または変調された信号（具体的には変
調された圧縮信号Veを示す）の周波数と大きさを検出す
るとともに、その周波数と大きさに応じた制御信号を可
変フィルタ14に入力する高域重み付け回路21やレベル検
出器22などの検出手段と、周波数特性を標準速度で動作
するモードと、標準速度のＮ倍の速度で動作するＮ倍速
モードとを選択する速度モード選択手段と、この速度モ
ード選択手段を願み、該Ｎ倍速モード時にコンデンサ16
の容量を一定に保ったまま、伝達コンダクタンス回路15
の可変コンダクタンスＧ＝gm・ＫをＮ倍に設定する設定
手段17を備える。

そして、第９図における録音時には、切換スイッチ３
を変調（圧縮）3a側に切換え、第10図の録音時の略線図
に示すように、入力信号Vrはそのまま演算増幅器２およ
び変調時の伝達関数Ｔ（Ｓ）を経て、出力端子９から録
音時の変調された信号である圧縮信号Veとして出力す
る。その変調された信号である圧縮信号Veは所定の記録
媒体Ａに記録される。

第９図における再生時には、切換スイッチ３を復調
（伸長）3b側に切換え、第10図の再生時の略線図に示す
ように、記録媒体Ａから再生された変調信号である圧縮
信号Veは演算増幅器２に入力される。それとともに、演
算増幅器２には変調時と逆特性の伝達関数Ｔ（Ｓ）が印
加されて復調され、出力端子10から再生時の伸長信号
（復調された信号）として出力される。なお、以上の説
明は本発明の実現手段をコンデンサ切換方式の信号処理
装置（第７図）に適用して説明したものであり、第１図
からの説明は本発明の他の実現手段を示すものである。

以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説
明する。

第１図の本発明の信号処理装置の一実施例を示すブロ
ック図において、10は圧縮または伸長すべき入力信号が
供給される入力端子、11は加算器、12は反転増幅器、13
は圧縮または伸長された出力信号が出力される出力端子
である。14は可変フィルタであり、伝達コンダクタンス
回路15とコンデンサ16とから構成される。前記伝達コン
ダクタンス回路15は、入力端子15aと出力端子15bを有
し、後述する如く変換利得gmにより、入力電圧Vinを電
流Ｉに変換するV/I変換器15cと電流利得Ｋを有する電流
増幅器15dとから成り、電流増幅器15dの電流出力をコン
デンサ16に供給する。前記伝達コンダクタンス回路15の
可変コンダクタンスＧは、V/I変換器15の変換利得gmと
電流増幅器の電流利得Ｋの積（Ｇ＝gm・Ｋ）で定まり、
変換利得gmまたは電流利得Ｋを可変することにより可変
できる。なお、17は速度モード選択手段（ここでは図示
せず）から周波数特性の標準速度とＮ倍速度で動作する
モードを選択した結果得られる出力信号が供給される設
定手段を示し、Ｎ倍速モード時に前記可変コンダクタン
スＧをＮ倍（gm・Ｋ・Ｎ）に設定する。

前記伝達コンダクタンス15を、第２図の本発明に用い
る伝達コンダクタンス回路の説明図について詳述する。
入力電圧Vinは伝達コンダクタス回路の入力端子15aと出
力端子15b間の電位差Vrとコンデンサ16の両端電圧とに
分圧され、可変コンダクタンスの値をＧ、コンデンサ16
の容量値をＣとすれば電位差Vrは次式で表される（但
し、ｓ＝jwとする）従って、伝達コンダクタンス回路15の伝達関数Ｔ（Ｓ）
は次式で表される。

前記（２）式の特性は、Ｓがの時の周波数をカットオフ周波数とする可変ハイパスフ
ィルタの特性になり、可変コンダクタンスＧ（gm・Ｋ）
を可変することにより周波数特性を可変することができ
る。そして、設定手段17により、可変コンダクタンスＧ
をＮ倍（gm・Ｋ・Ｎ）に設定する。

18は作動増幅器であり、非反転入力端子（＋）と反転
入力端子（−）との間に伝達コンダクタンス回路15が接
続される。20は第１の接点20a、第２の接点20b及び共通
接点20cを有する切換スイッチであり、第１の接点20aは
入力端子10に接続され、第２の接点20bは出力端子13に
接続され、共通接点20cは差動増幅器18の非反転入力端
子（＋）及び伝達コンダクタンス15の入力端子15aに接
続される。そして、前記可変フィルタ14は差動増幅器18
と共に可変ハイパスフィルタを構成し、差動増幅器18の
出力は加算器11に供給される。なお、21は差動増幅器18
の出力に接続された高域重み付け回路、22は高域重み付
け回路21の出力に接続されたレベル検出器であり、この
レベル検出器の出力レベルに応じて前記伝達コンダクタ
ンス回路15の可変コンダクタンスＧを制御し、差動増幅
器18と可変フィルタ14からなる可変ハイパスフィルタの
周波数特性を高域信号レベルに応じて制御するように構
成してもよい。

以上の構成において、テープレコーダ（図示しない）
から標準テープ速度で再生された入力信号が入力端子１
に供給された時、信号圧縮する場合には切換スイッチ20
の共通接点20cを第１の接点20a側に接続し、伝達コンダ
クタンス回路15の可変コンダクタンスＧをgm・Ｋに設定
することにより、入力端子10からの入力信号が切換スイ
ッチ20の第１の接点20a、共通接点20cを介して差動増幅
器18の非反転端子に入力され、一方レベル検出器22から
の周信号で、高周波信号のレベルの大きさに応じて周波
数特性を可変する可変フィルタ14からの出力信号が反転
端子にそれぞれ供給され、これら入力信号の差信号が増
幅され、周波数特性が可変した周波数の高域節分が加算
器11に印加される。この加算器11には更に直接入力信号
が印加されているので、この入力信号に関し差動増幅器
18から印加された信号帯域が強調（ここでは高域周波数
成分が高周波数数側へシフトして結果的には高域圧縮と
なっている。）されることになる。即ち、出力端子13か
ら第３図の本発明の信号処理装置の説明図の周波数特性
D_a、D_b、D_cで示される通り、高域成分が大きくなるにつ
れて、周波数特性がD_aからD_cの間で連続的に変化するよ
うに圧縮された出力信号が得られる。また、標準テープ
速度のＮ倍の速度で再生されたＮ倍速モードの入力信号
が入力端子10に供給された時、伝達コンダクタンス回路
15の可変コンダクタンスＧを設定手段17によりＮ倍（gm
・Ｋ・Ｎ）に設定することにより、可変フィルタ14の伝
達画数の周波数特性を決めるC/GのコンダクタンスＧを
Ｎ倍（NG）可変し、カットオフ周波数を変えることがで
きる。この結果周波数特性D_d、D_e、D_fで示されるように
例えば周波数特性D_cのカットオフ周波数f_sの周波数のＮ
倍の周波数f_nにおいて周波数特性D_fのレベルが同一とな
るように圧縮された出力信号が出力端子13から得られ
る。

次に、標準テープ速度で再生された入力信号の信号伸
長時には切換スイッチ20の共通接点20cを第２の接点20b
側に接続し、伝達コンダクタンス回路15の可変コンダク
タンスＧをgm・Ｋに設定することにより、加算器11から
の出力信号が反転され、出力端子13から導出された変調
信号である圧縮信号が切換スイッチ20の第２の接点20
b、共通接点20cを介して差動増幅器18の非反転端子に入
力されると共に可変フィルタ14の入力端子15aに供給さ
れる。このフィルタに供給された信号はレベル検出器22
からの出力信号で、高周波信号のレベルの大きさに応じ
て周波数特性が制御された後、前述の差動増幅器18の反
転端子にそれぞれ供給される。これら入力信号の差信号
が増幅され、周波数特性が可変した周波数の高域成分が
加算器11に印加され入力信号から減算される。即ち変調
された信号（具体的には変調されて圧縮された信号を示
す）である入力信号から高周波領域の信号が減算され、
低域通過型の周波数特性が周波数の高域側へシフトす
る。この結果出力端子13から第４図の本発明の信号処理
装置の信号伸長時の説明図の周波数特性E_a、E_b、E_cで示
される通り、第３図の特性に対して逆特性に伸長された
出力信号が得られる。また、標準テープ速度のＮ倍の速
度で再生されたＮ倍側モードの入力信号が入力端子10に
供給された時、伝達コンダクタンス回路15の可変コンダ
クタンスＧを設定手段によりＮ倍（gm・ｋ・Ｎ）に設定
することにより、可変フィルタ14の伝達関数の周波数特
性を決めるC/GのコンダクタンスＧをＮ倍（NG）可変
し、カットオフ周波数を変えることができる。この結果
第４図の周波数特性E_d、E_e、E_fで示されるＮ倍の周波数
において周波数特性が同一となるように伸長された出力
信号が出力端子13から得られる。

なお、前述の実施例において、入力端子10に供給され
る入力信号の一例として、デープレコーダの再生出力に
ついて説明したが、例えばコンパクトディスク（商標）
プレーヤの再生出力を用いることが可能である。

次に、第５図の伝達コンダクタンス回路の他の例を示
すブロック図について説明する。（なお、第１図に対応
する部分には同一番号を付して説明は省略する）第５図において、23は増幅器、24は出力端子、25は加
算器、26は乗算回路、27は乗算係数Ｋが印加される入力
端子、28は乗算係数ＫをＮ倍に設定する係数設定回路、
29は乗算係数ＫとKNを乗算回路26に選択的に供給する切
換スイッチである。この実施例における伝達コンダクタ
ンス回路15の伝達関数Ｔ（ｓ）は前述の（２）式により
表され、可変ハイパスフィルタの特性を有する。

更に、第６図の可変フィルタの更に他の例を示すブロ
ック図のように、入力端子10の入力信号を抵抗器30と抵
抗器31により分圧して、加算器25に供給し、出力端子24
の出力と減算するように構成することにより、高域重み
付け回路21に適した可変ハイパスフィルタの特性を得る
ことができる。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかな通り、本発明の信号処理装置
は、変調時には前記入力信号の電圧が、復調時には変調
された信号の電圧が選択的に入力され、該電圧を電流変
換するgm変換器およびＫ倍増幅器で構成される伝達コン
ダクタンス回路と、コンデンサとから成る可変フィルタ
を有し、信号を圧縮または伸長する信号処理装置におい
て、信号処理装置が標準速度のＮ倍で動作するＮ倍速モ
ードを設けると共に、前記Ｎ倍速モード時に前記伝達コ
ンダクタンス回路の可変コンダクタンスをＮ倍に設定す
る設定手段を設けることにより、Ｎ倍速モード時には伝
達コンダクタンス回路の可変コンダクタンスをＮ倍に設
定するだけで所定の周波数特性が得られれので、構成の
簡易化が図れると共い集積回路化が容易になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の信号処理装置の一実施例を示すブロッ
ク図、第２図は本発明に用いる伝達コンダクタンス回路
の説明図、第３図は本発明の信号処理装置の信号圧縮時
の説明図、第４図は本発明の信号処理装置の信号伸長時
の説明図、第５図は可変フィルタの他の例を示すブロッ
ク図、第６図は可変フィルタの更に他の例を示すブロッ
ク図、第７図はコンデンサ切換方式の信号処理装置を示
すブロック図である。第８図は本発明のノイズリダクションシステムの説明
図、第９図はコンデンサ切換方式の信号処理装置に本発
明を適用したブロック図、第10図は第９図の動作を説明
する略線図である。１……入力端子２……演算増幅器３……切換スイッチ４……加算回路５……可変ハイパスフィルタ７……高域重み付け回路８……レベル検出回路 10……入力端子 11……加算器 12……反転増幅器 13……出力端子 14……可変フィルタ 15……伝達コンダクタンス回路 15c……V/I変換器 15d……電流増幅器 16……コンデンサ 17……設定手段 18……演算増幅器 20……切換スイッチ 21……ハイパスフィルタ 22……レベル検出器 28……係数設定回路

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】入力信号の周波数と大きさに応じた高域圧
縮動作を制御する変調と、該変調と逆特性の高域伸長動
作を制御し復調された信号を発生する復調とを切換える
圧縮・伸長切換え手段と、変調時には前記入力信号の電圧が、復調時には変調され
た信号の電圧が選択的に入力され、該電圧を電流変換す
るgm変換器およびＫ倍増幅器で構成される伝達コンダク
タンス回路と、コンデンサとから成る可変フィルタと、前記入力信号または、前記変調された信号の周波数と大
きさを検出するとともに、該入力信号または該変調され
た信号の周波数と大きさに応じた制御信号を前記可変フ
ィルタに入力する検出手段と、周波数特性を標準速度で動作するモードと、標準速度の
Ｎ倍の速度で動作するＮ倍速モードとを選択する速度モ
ード選択手段と、前記速度モード選択手段によって該Ｎ倍速モードが選択
されたとき、前記伝達コンダクタンス回路のgm・Ｋで定
まる可変コンダクタンスをＮ倍に設定する設定手段とを具備することを特徴とする信号処理装置。