JP2936952B2 - トーンコントロール装置 - Google Patents

トーンコントロール装置

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JP2936952B2
JP2936952B2 JP5094033A JP9403393A JP2936952B2 JP 2936952 B2 JP2936952 B2 JP 2936952B2 JP 5094033 A JP5094033 A JP 5094033A JP 9403393 A JP9403393 A JP 9403393A JP 2936952 B2 JP2936952 B2 JP 2936952B2
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勝志 山田
博昭 恒川
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、各種オーディオ装置に
おいて、ディジタル信号処理により特定周波数帯域にお
いてレベルを増減させるトーンコントロール処理に利用
するトーンコントロール装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図4は従来のディジタル信号処理による
トーンコントロール装置の構成を示している。図4にお
いて、401はローパスフィルタ(LPF)であり、4
02はアナログ信号をディジタル信号に変換するADコ
ンバータである。403はディジタル信号処理によるト
ーンコントロール処理を実現するDSPである。404
はディジタル信号をアナログ信号に変換するDAコンバ
ータであり、405はLPFを含むアナログ回路であ
る。
【0003】次に上記従来例の動作について説明する。
図4において、ADコンバータ402に対してフルビッ
トとなるアナログ入力レベルすなわち最大入力レベル
が、ADコンバータ402に入力された場合において
も、DSP403でトーンコントロール処理行い、ディ
ジタルクリップを防止し、トーンコントロール処理をし
ていない周波数帯域での入出力レベル関係に変化を与え
ず、出力レベルと入力レベルを等しくさせる(以下、こ
れを、入出力レベル関係を保つ、と略す。)必要があ
る。
【0004】入出力レベル関係を保つために、上記従来
例における第1の方法としては、アナログ回路401に
おいて、入力に対して、DSP403によるトーンコン
トロール処理で行う、ある特定周波数帯域においてレベ
ルを増加させる(以下、ブーストと呼ぶ。)量の最大値
に等しい量をクリップマージンとして減衰させ、アナロ
グ回路405において、DSP403によるトーンコン
トロール処理で行うブースト量の最大値に等しい量を増
加させる方法である。
【0005】さらに、上記従来例の第2の方法として
は、DSP403において、入力に対して、トーンコン
トロール処理でのブーストを行う前に、トーンコントロ
ール処理で行うブースト量の最大値に等しい量をクリッ
プマージンとして減衰させ、アナログ回路405におい
て、DSP403で行うトーンコントロール処理でのブ
ースト量の最大値に等しい量を増加させる方法である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ADコンバータでフル
ビットとなるアナログ入力レベルすなわち最大入力レベ
ルがADコンバータに入力された場合、DSPへの入力
がフルビットとなる。この時、トーンコントロール処理
でブーストを行うと、ディジタルクリップ状態になり、
ノイズや異音が出力される結果になる。これは、DSP
内のディジタル信号処理において、オーバーフロー、ま
たは、アンダーフローが生じ、折り返し波形が生じた
り、オーバーフロー補正処理により、演算値が最大値ま
たは最小値に固定されるためである。したがって、最大
入力レベルを越えない、いかなる入力信号が入力して
も、トーンコントロール処理でのブーストとした場合、
このディジタルクリップを防止する方法が必要となる。
【0007】しかしながら、ADコンバータでフルビッ
トとなるアナログ入力レベルすなわち最大入力レベル
が、トーンコントロール装置に入力された場合、従来例
の第1の方法では、ADコンバータの入力レベルが、D
SPで行うトーンコントロール処理での最大ブースト量
分小さくなり、AD変換時のダイナミックレンジ等の性
能が悪化するという問題があった。特に、トーンコント
ロール処理を行ってなくても、また、トーンコントロー
ル処理でレベルを減衰を行っても、最大ブースト時のデ
ィジタルクリップを防止するクリップマージンのため
に、性能が悪化するという問題があった。
【0008】また、従来例の第2の方法では、DAコン
バータの入力レベルが、DSPで行うトーンコントロー
ル処理での最大ブースト量分小さくなり、DA変換時の
ダイナミックレンジ等の性能が悪化するという問題があ
った。
【0009】本発明はこのような従来の問題を解決する
ものでありDSPでのトーンコントロール処理におい
て、AD変換、DA変換時の性能悪化の原因となるクリ
ップマージンを設けず、入出力レベル関係を保つトーン
コントロール装置を提供するものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、トーンコントロール処理を行う前に、ト
ーンコントロール処理によるブースト量に応じて、入力
信号のレベルをDSP内の処理によって減衰させる入力
減衰処理を備え、DAコンバータ以降のアナログ信号段
において、トーンコントロール処理によるブースト量に
応じて調整され、かつ、一般的なヴォリューム機能を実
現できる音量調整器を備え、トーンコントロール処理の
増減量とレベル減衰器の減衰量と音量調整器の設定量
を、聴感上、同時と認識される時間内に連続的に制御す
るマイクロコンピュータ等の制御装置を備えたもので、
トーンコントロール処理によって増加するレベルに応じ
て、各処理における信号のレベルを変化させるようにし
たものである。
【0011】
【作用】したがって、本発明によれば、トーンコントロ
ール処理によってブーストをする場合、制御装置によ
り、DSP内のトーンコントロール処理への入力信号レ
ベルを、ブースト量と等しいレベルだけ減衰する設定に
することにより、ADコンバータへの最大入力時には、
最大のAD変換時のダイナミックレンジを確保でき、か
つ、DSPでのトーンコントロール処理でのディジタル
クリップを防止できる。
【0012】さらに、制御装置により、ブーストを行わ
ない時のヴォリューム値による音量調整器の設定値に比
べて、入力減衰処理による減衰量に等しいレベルを増加
した設定を音量調整器に行うと、トーンコントロール装
置の入出力レベル関係を保つことができる。
【0013】ブーストをしない場合は、いかなるレベル
制御も行わない。したがって、いかなるトーンコントロ
ール処理において、AD変換、DA変換時の性能悪化を
招くクリップマージンを設けず、入出力レベル関係を保
つトーンコントロール装置を実現できる。
【0014】
【実施例】図1は本発明の第1の実施例の構成を示すも
のである。図1において、101はアナログ信号を出力
するCDプレーヤ等の音源であり、LPF102とAD
コンバータ103によりディジタル信号に変換される。
104はトーンコントロール処理と入力減衰処理を実現
するためのDSPであり、その出力は、DAコンバータ
105とLPF106によって、アナログ信号に変換さ
れ、音量調整器107と増幅器108によって、スピー
カ109から音源101の音が再生される。110は、
DSP104と音量調整器107を制御するマイクロコ
ンピュータ等の制御装置で、使用者が設定するトーンコ
ントロール調整キー111からの情報にしたがって、動
作する。また、トーンコントロール処理を行わない限
り、LPF102からLPF106にいたる系におい
て、レベルの増加、減衰はない。
【0015】次に上記第1の実施例の動作について説明
する。上記第1の実施例において、音源101におい
て、ADコンバータ103の出力がフルビットとなるよ
うな信号を出力し、トーンコントロール調整キー111
の設定が、0dBである場合、または、0dB以下であ
る場合、制御装置110は、DSP104でディジタル
信号処理のプログラムで実現する入力減衰処理をDSP
104の係数データによって0dBに、トーンコントロ
ール処理をトーンコントロール調整キー111に対応し
てDSP104の係数データを設定し、音量調整器10
7は通常の音量調整機能(以下、ヴォリュームと呼
ぶ。)として−∞以上0dB以下の範囲で設定する。図
2に、レベルダイヤグラムを示す。
【0016】次に上記第2の実施例の動作について説明
する。 第1の実施例とトーンコントロール調整キー1
11の設定だけが異なり、他は同様である。
【0017】トーンコントロール調整キー111が、そ
のブースト帯域を低域、ブースト量を12dBと設定す
る。この場合、ヴォリューム値が−∞以上−12dB以
下であるという条件を満たした上で、制御装置110
は、入力減衰処理に12dBを設定し、トーンコントロ
ール処理を低域が12dBブーストするように設定し、
−∞以上−12dB以下である音量調整器107を、相
対的に12dB増加した値に設定する。図3に、レベル
ダイヤグラムを示す。
【0018】なお、上記第1の実施例では、トーンコン
トロール調整キー111の設定を12dBとしたが、一
般にX(>0)dBとした場合、式1を満たした上で、
制御装置110が制御する入力減衰処理の設定値は、式
2で、音量調整器107の設定値は、式3で表すことが
できる。
【0019】 −∞≦ヴォリューム値≦−X ・・・・・ 式(1) 入力減衰量=−X (X≧0) ・・・・・ 式(2) 音量調整器の設定値=(ヴォリューム値)+X ・・・・・ 式(3) 上記式(1)から明かなように、ヴォリューム値が、−
X(≦0)dBならば、制御可能なブースト量の最大は
XdBとなり、仮に、ヴォリューム値が最大の0dBな
らば、いかなるブーストも不可能となる。これは、聴感
上、高音質を維持し、増幅器108への最大入力レベル
が、ADコンバータ103の最大入力レベルと等しくな
り、レベルダイヤグラム管理を容易にするという利点が
ある。
【0020】なお、上記第1の実施例では、ブースト帯
域を低域としたが、いかなる帯域でも、式(1)、
(2)、(3)を満たしていればよい。
【0021】
【発明の効果】本発明は上記実施例から明らかなよう
に、トーンコントロール処理におけるブースト量に応じ
て、入力減衰処理と音量調整量を制御することにより、
ADコンバータでフルビットとなる最大入力レベル以下
のいかなるレベルの信号が本装置に入力した場合、クリ
ップマージンを設けずとも、ディジタル信号処理中のデ
ィジタルクリップを防ぎ、本トーンコントロール装置の
入出力レベル関係を保ちながら、ダイナミックレンジ等
の性能劣化を防止して高音質なトーンコントロール装置
を実現することができるという効果を有する。
【0022】また、出力音量を調整する一般的なボリュ
ーム機能を兼ね備えているため、新たなボリューム装置
を別途設けることなく、ボリュームにおいて設定された
本トーンコントロール装置の入出力レベル関係を保ちな
がら、ダイナミックレンジ等の性能劣化を防止して高音
質なトーンコントロール装置を実現することができると
いう効果を有する。さらに、ディジタル信号処理でトー
ンコントロール処理が性能悪化なく実用化できるので、
その周波数帯域や増減量である変化特性も、制御装置内
のソフトウェアで自由に変更が可能であり、本トーンコ
ントロール装置は、多様な音響機器の仕様に対応が可能
できるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1・2の実施例のトーンコントロー
ル装置のブロック図
【図2】同第1の実施例のレベルダイヤグラム
【図3】同第2の実施例のレベルダイヤグラム
【図4】従来例のトーンコントロール装置のブロック図
【符号の説明】
101 CDプレーヤ等の音源 102 LPFを含むアナログ回路 103 ADコンバータ 104 DSP 105 DAコンバータ 106 LPFを含むアナログ回路 107 音量調整器 108 増幅器 109 スピーカ 110 マイクロコンピュータ等の制御装置 111 トーンコントロール調整キー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−204210(JP,A) 実開 平3−98523(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H03G 5/02

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アナログ信号をディジタル信号に変換す
    るためのADコンバータと、ディジタル信号処理により
    特定周波数帯域においてレベルを増減させるトーンコン
    トロール処理の前段で、このトーンコントロール処理の
    レベル増加量に応じて入力信号のレベルを減衰させる入
    力減衰処理を行うディジタルシグナルプロセッサ(DS
    P)と、このDSPより出力されるディジタル信号をア
    ナログ信号に変換するためのDAコンバータと、前記ト
    ーンコントロール処理によって増減するレベルに応じて
    音量を調整し、かつ、出力音量を調整するボリューム機
    能を兼ね備えた音量調整器と、前記トーンコントロール
    処理の増減量と、その増加量と同量の前記入力減衰処理
    の減衰量と、その増加量と同量の増加量をボリューム設
    定値に対して増加させた前記音量調整器の設定量を聴感
    上同時と認識される時間で連続的に制御する制御装置と
    を備えたトーンコントロール装置。
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