JP2966846B2 - 自動ダイナミック・イコライゼーション装置 - Google Patents
自動ダイナミック・イコライゼーション装置Info
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- H—ELECTRICITY
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- H03G—CONTROL OF AMPLIFICATION
- H03G9/00—Combinations of two or more types of control, e.g. gain control and tone control
- H03G9/02—Combinations of two or more types of control, e.g. gain control and tone control in untuned amplifiers
- H03G9/025—Combinations of two or more types of control, e.g. gain control and tone control in untuned amplifiers frequency-dependent volume compression or expansion, e.g. multiple-band systems
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- H03G5/16—Automatic control
- H03G5/165—Equalizers; Volume or gain control in limited frequency bands
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
- H04R3/00—Circuits for transducers, loudspeakers or microphones
- H04R3/04—Circuits for transducers, loudspeakers or microphones for correcting frequency response
Landscapes
- Tone Control, Compression And Expansion, Limiting Amplitude (AREA)
- Circuit For Audible Band Transducer (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
(技術分野)
本発明はダイナミック・イコライジング技術に関し、
特に米国特許第4,490,843号のように、音声の再生にお
ける望ましくないブーミネス(boominess)を生じるこ
となく、しかも音量コントロールとは独立に、入力レベ
ルに従ってアンプシステムの周波数応答特性を改善する
技術に関する。本発明の装置は、カーステレオシステ
ム、パワー/スピーカシステム(例えば市販のBOSE ROO
−MMATEシステム)のように、パワーアンプステージの
前に通常の音量コントロールをもつシステムに利用でき
る。 (背景技術) 上記特許では、通常のラウドネス曲線回路が、音の大
きさに対する人間の聴覚による周波数応答に係るフレッ
チャーマンソン曲線に基づくことについて説明してい
る。しかし、フレッチャーマンソン曲線によれば200Hz
〜500Hzの周波数をブーストすべきであるのに、音の再
生のブーミネス効果を避けながら、150Hz以下の周波数
のみをブーストした場合に、非常に良好な音楽再生が得
られた。また、レベルの音楽再生を改善して再生による
音の劣化をなくすため、音量コントロールのセッティン
グに従って変化する周波数曲線群が判明した。 さらに、本発明は、市販されており、サービスマニュ
アルに説明のあるアイワのダイナミック・スーパー・ラ
ウドネス(DSL)回路にない利点をも備えている。DSL回
路はベース(パス)とトレブルをブーストするイコライ
ザー回路と、サウンドレベルの大きさを判別する検出回
路と、サウンドレベルが高いときにDSL特性を抑える制
御回路から成る。この制御回路は、アタック時間とリカ
バリ時間が極端に短い点を除いては通常の自動レベルコ
ントロール(ALC)回路と同種である。DSL回路の出力
は、メインアンプの音量コントロールから与えられる入
力信号と差動式に合成される。信号レベルが低いとき、
DSL回路は大きな信号を出力して、ベースとトレブルを
大巾にブースト(増幅)する。 (発明の概要) 本発明の主目的は、ラウドネスの自動補償を改良する
ことである。 上記特許の第6図に示すダイナミック・イコライゼー
ション周波数対答曲線から、中音域のゲインが10dB程
度、低下した場合には、低ベース周波数範囲の狭い帯域
は5dBだけ下げるのがよく、この2対1の比率は広範囲
のゲインに対して適用すべきであることがわかった。本
発明による装置は、通常の音量コントロール装置からの
信号を受ける入力端子と、この入力端子に結合する入力
をもち、入力端子におけるダイナミックレンジの信号を
約1/2に圧縮するコンプレッサ手段(信号圧縮手段)
と、このコンプレッサ手段の出力に結合し、ダイナミッ
クにイコライズされた圧縮信号を出力するダイナミック
・イコライゼーション・バンドパスフイルタ手段と、こ
のフイルタ手段の出力を入力端子からの信号と合成し
て、パワーアンプとスピーカに送出するための信号を発
生する合成手段とを備える。本発明のもう1つの側面に
よれば、入力端子とコンプレッサ手段との間に入力フイ
ルタ手段が設けられ、コンプレッサのゲインを変更すべ
きでないスペクトル成分の信号に対してはコンプレッサ
手段のゲインが変化しないようにする。例えば、入力フ
イルタ手段はハイパスフイルタで構成され、このため、
コンプレッサ手段のゲインは中間と高い周波数スペクト
ル成分のレベルに対してのみ変化する。コンプレッサ手
段の圧縮比は2対1には限定されず、所望のより好まし
いイコライゼーション曲線を実現する他の比率であって
よく、あるいはレベルにより比率が変化してもよい。コ
ンプレッサ手段のアタックとデイケイ時間はノイズ(ar
tifact)を最小にするため変更可能である。コンプレッ
サ手段は、右と左のステレオチャンネルに共通のチャン
ネル上に設けてもよく、これにより、ステレオ効果を損
うことなく、単一チャンネルによる自動ダイナミック・
イコライゼーションが可能になる。 (実施例) 以下、本発明の実施例について詳細に説明する。 第1図に本発明による装置の論理構成を示す。通常の
手動の音量コントロールをもつオーディオ信号源11の出
力する信号は、音量コントロールのセッティングとは独
立に、原音と同様の音バランスを以って、パワーアンプ
13により駆動されるスピーカ12により変換される。オー
ディオ信号源11の出力は信号合成部14の1つの入力とサ
イド・チャンネルにある2対1のコンプレッサ15の入力
に入力される。コンプレッサ15の出力はダイナミック・
イコライゼーション・バンドパスフィルタ16(システム
の名目カットオフ低周波数、通常、スピーカの名目カッ
トオフ低周波数に対応する低周波数、例えば55〜70Hzを
中心とするバンドパスフィルタ)に入力される。ダイナ
ミック・イコライゼーション・バンドパスフィルタ16の
出力は信号合成部14の残りの入力に入力される。信号合
成部14の出力はパワーアンプ13に入力される。 第1図の装置は信号源11のオーディオ信号を変形する
ことなく合成部14の通してパワーアンプ13に伝える直接
信号路(main forward signal path)を備えている。さ
らに、コンプレッサ15とダイナミック・イコライゼーシ
ョン・バンドパスフィルター16から成る側路を備え、こ
の側路により、入力信号が処理され、処理された信号は
合成部14の他方の入力に加えられ、これが直接信号路の
信号と加算されることにより、第2図に示すような所望
のダイナミック・イコライゼーション曲線が得られる。
2対1コンプレッサ15のゲインは入力信号の2dB当り、1
dB変化する。ダイナミック・イコライゼーションバンド
パスフィルタ16の具体的な形態は上述した特許に示すも
のと同様でよい。ただし、手動の音量コントロールはダ
イナミック・イコライゼーション回路からは除かれる。
したがって、本発明は上述した特許のイコライゼーショ
ン機能を実現し、この機能は、通常の手動の音量コント
ロールをもつ通常のオーディオ信号源、例えばカーチュ
ーナー、ポータブルカセットプレーヤー、コンパクトデ
スクプレーヤー、レシーバーなどと組み合わせて使用で
きる。 第3図には、本発明に従い、左右のステレオチャンネ
ルが2対1コンプレッサ15とダイナミック・イコライゼ
ーション・バンドパスフィルタ16から成るサイドチャン
ネルを共有するシステムのブロック図を示す。左右の入
力端子11L、11Rはステレオオーディオ信号源からの左右
のオーディオ入力信号を受け、直接チャンネルを通して
左右の出力信号合成部14L、14Rの1入力に信号を与え
る。入力信号合成部17は左右の入力端子11L、11Rにそれ
ぞれ接続された左右の入力をもち、共通のサイドチャン
ネルに合成入力信号を出力して2対1コンプレサ15に送
る。ダイナミック・イコライゼーションバンドパスフィ
ルタ16の出力は左右の出力信号合成部14L、14Rの他方の
入力に送られ、そこから、第1図に示すパワーアンプ1
3、スピーカ12と同様の構成の左右のパワーアンプル13
L、13R、スピーカ(第3図には図示せず)に送られる。
所望であれは、第3図の破線のブロックで示すように、
ハイパスフィルタ18のような入力フイルタを入力信号合
成部17と2対1コンプレサ15との間に挿入することがで
きる。このフイルタはゲインを変更すべきでないスペク
トル成分に対してコンプレッサ15がゲインを変えるのを
防止する。例えば、150Hzのカットオフ周波数をもつハ
イパスフイルタ18を用いることにより、2対1コンプレ
ッサ15は中間と高周波数のスペクトル成分に対してのみ
ゲインを変更するので、原音を聴いたときに知覚される
ラウドネスに一層よく似たラウドネスが全範囲について
得られる。 コンプレッサの信号圧縮比は2対1には限定されず、
より望ましいイコライゼーション曲線を実現する他の比
率を選ぶことができる。さらに、所望のイコライゼーシ
ョンを実現するため、圧縮比は入力レベルに対して可変
であってもよい。コンプレッサ15のアタック時間とデイ
ケイ時間はノズルを最小にするため変更してもよい。 第4図に本発明の変形例を示す。第1図の装置の側路
に制御コンプレッサ20を設けたものである。この制御コ
ンプレッサ装置はハイパスフィルタ18に相当する制御路
フィルタ18′とその出力を受けるレベルセンサー21を有
している。レベルセンサー21は所望のアタック時定数と
ディケイ時定数に従って出力信号の変化を遅延させる遅
延回路を有し、その遅延レベル信号は非線形伝達特性を
もつ非線形回路22に与えられている。非線形回路22はラ
イン23にゲイン制御信号を出力してコンプレッサ15′に
与える。適当なアタック特性は0.1秒の時定数を有し、
適当なデイケイ特性は0.1秒の時定数を有する。非線形
回路22は上述した特許の第6図に示す最大音量に従う周
波数対応を近似する伝達特性をもつ。 第5図は、第3図のブロックの構成を具体的な態様を
示す回路例である。加算部17はオペアンプ31を有し、こ
れにより、入力端子11Lと11Rで受けた左右のチャンネル
の入力信号が加算される。この加算信号はNE570コンプ
レッサチップの半分から成る2対1コンプレッサ18に送
られる。圧縮出力はオペアンプ32を有するダイナミック
・イコライゼーション・フィルタ16に与えられる。加算
部14L、14Rはダイナミック・イコライゼーション・フィ
ルタ16の出力を入力端子11L、11Rからの左と右の入力信
号にそれぞれ加算する。オペアンプ31〜34はTLO74チッ
プの1/4で構成されるような任意の汎用オペアンプが使
用できる。 本発明はアイワのDSLシステムと機能的にも構造的に
も異なる。後者のシステムはアタックとデイケイの時間
が短いことを除けばテープレコーダで使用される通常の
ALC回路を基本的に用いる。この種の回路は入力がある
レベル以下になるまでの広い範囲の入力レベルに対し、
ほぼ一定の出力を出す。しきいのレベル以下で、入力と
出力レベルは連動する。これに対し、本発明では、入力
端子の信号レベルに反比例するゲイン(好ましくは、広
範囲の入力レベルに対して入力レベルが2dB増加する毎
に出力レベルを1dB増加させる)をもつコンプレッサ手
段を用いる。この相違の結果、DSL回路ではブーストが
かからないあるレベル以下でベースのブーストは入力信
号のレベルにかかわらず一定になるのに対し、本発明で
は、広範囲の入力信号のレベルに対し、入力レベルの減
少につれ順次より大きなブーストがベースにかかる。 第7図に、ベースチャンネルにのみダイナミックイコ
ライゼーションをかける装置のブロック図を示す。自動
ダイナミック・イコライゼーション回路41は、入力加算
部17において、左右の入力端子11L、11Rからの左右のス
テレオ信号を合成し、合成した信号を可変ゲインアンプ
42と検出部43と出力加算部44の1入力に与える。検出器
43の出力は可変ゲインアンプ42のゲイン制御入力に加え
られてアンプ42のゲインを入力信号の振幅に従って制御
する。アンプ42の出力は60Hzのバンドパスフィルタ45を
通して出力加算部44の他方の入力に加えられる。出力加
算部44からのダイナミック・イコライズ信号はローパス
フィルタ46を通してベースパワーアンプ47に加わり、こ
のアンプ47によりウーファー48(低温スピーカ)が駆動
される。 左右のハイパスフィルタ51L、51Rは左右の入力端子11
L、11R上の左右の入力信号を左右のパワーアンプ52L、5
2Rにそれぞれ結合し、各パワーアンプ52L、52Rは左右の
ツイータ53L、53R(高音スピーカ)を駆動する。この構
成により、基本的に方向性の必要のないベースチャンネ
ルには自動ダイナミック・イコライゼーションがかか
り、一方、高周波数領域は左右の信号に分離されて聴者
は方向性を知覚でき、ステレオ効果の知覚のために必要
ないダイナミック・イコライゼーションはかからない。 第6図に上記自動ダイナミック・イコライゼーション
回路41の回路図を示す。抵抗51と52により構成される加
算部17により合成モノフォニック信号が形成されてアン
プ53に加えられる。アンプ53、トランスコンダクタンス
アンプ56、抵抗54、コンデンサ55、抵抗57、抵抗58、抵
抗59、抵抗60により線形可変ゲインステージ42が構成さ
れる。可変ゲインステージ42のゲインはアンプ56のピン
5に入力されるDC電流に反比例する。 合成モノフォニック信号はブロッキングコンデンサ6
2′を通してレベル検出用アンプ61にも与えられる。ア
ンプ61とその関連部品であるダイオード62、抵抗63、コ
ンデンサ64、抵抗65、トランジスタ66、ダイオード67,6
8,69,コンデンサ70,抵抗71,トランジスタ72,73,抵抗74
により閉ループの高精度負ピーク検出回路が構成され、
そのアタック、ホールド・リリース特性により、トラン
スコンダクタンスアンプ56の端子5への電流、したがっ
て線形可変ゲインステージ42のゲインが制御される。 アンプ61の非反転入力(+)に負の振幅の信号が立ち
上がるとアンプ61は直列ダイオード67,68,69,ダーリン
トン構成のトランジスタ72,73,抵抗74を導通させる。負
ループのフィードバックにより抵抗74の両端にはアンプ
61の非反転入力に相当する電圧が生じる。この動作は高
速に行われ、約1ミリ秒のアタック時間を定める。 アンプ61の非反転入力の信号が下がると、保持コンデ
ンサ70は抵抗74の両端のビーク電圧を約4秒間保持し、
その後、トランジスタ66が導通してコンデンサ70は抵抗
63を通じて放電される。 負に充電されたコンデンサ64の両端の電圧が抵抗65を
通じて放電されてトランジスタ66のベース・エミッタを
順方向にバイアスする正の電圧に達するとトランジスタ
66が導通し始める。ダイオード68と69によりコンデンサ
64と70の初期ピーク充電の間、トランジスタ66のベース
・エミッタ接合には1.2Vの逆バイアスがかかる。 トランジスタ73は抵抗74両端の検出ピーク電圧をトラ
ンスコンダクタンスアンプ56のゲインを制御する電流に
変換する。ダイオード85と抵抗84,86−88はアンプ61の
非反転入力に50ミリボルトの最小負DCバイアスを与え
て、アンプ56に注入する電流の最小値を制限する。 アンプ99は60Hzバンドパスフィルタ45を構成し、好ま
しい高周波数心理音響ロールオフ特性を与える。抵抗10
0,101,102,アンプ103は出力加算部44を構成する。 全体の動作について述べると、1ボルトないしそれ以
上のピーク信号に対しては出力加算部44の出力の周波数
応答はほぼフラットになる。信号の振幅が減少するにつ
れ、ベースのブーストが除々に連続的に上昇する。詳細
には、信号の振幅が2dB減少するごとに、低周波数のベ
ースの応答は約1dB上昇する。この関係は最大16dBのブ
ーストまで維持される。ブーストの上限はハム現像防止
のために制限される。本回路は、市販されているボーズ
デジタルテレビジョンシステムのゼニスサウンド(Zeni
th Sound)に使用されている。 以上のように、本発明による装置は上述した特許の電
気音響効果を音量コントロールを操作しなくても得るこ
とができ、したがつて、通常の音量コントロールをもつ
通常のオーディオ信号源をもつ装置に利用することがで
きる。
特に米国特許第4,490,843号のように、音声の再生にお
ける望ましくないブーミネス(boominess)を生じるこ
となく、しかも音量コントロールとは独立に、入力レベ
ルに従ってアンプシステムの周波数応答特性を改善する
技術に関する。本発明の装置は、カーステレオシステ
ム、パワー/スピーカシステム(例えば市販のBOSE ROO
−MMATEシステム)のように、パワーアンプステージの
前に通常の音量コントロールをもつシステムに利用でき
る。 (背景技術) 上記特許では、通常のラウドネス曲線回路が、音の大
きさに対する人間の聴覚による周波数応答に係るフレッ
チャーマンソン曲線に基づくことについて説明してい
る。しかし、フレッチャーマンソン曲線によれば200Hz
〜500Hzの周波数をブーストすべきであるのに、音の再
生のブーミネス効果を避けながら、150Hz以下の周波数
のみをブーストした場合に、非常に良好な音楽再生が得
られた。また、レベルの音楽再生を改善して再生による
音の劣化をなくすため、音量コントロールのセッティン
グに従って変化する周波数曲線群が判明した。 さらに、本発明は、市販されており、サービスマニュ
アルに説明のあるアイワのダイナミック・スーパー・ラ
ウドネス(DSL)回路にない利点をも備えている。DSL回
路はベース(パス)とトレブルをブーストするイコライ
ザー回路と、サウンドレベルの大きさを判別する検出回
路と、サウンドレベルが高いときにDSL特性を抑える制
御回路から成る。この制御回路は、アタック時間とリカ
バリ時間が極端に短い点を除いては通常の自動レベルコ
ントロール(ALC)回路と同種である。DSL回路の出力
は、メインアンプの音量コントロールから与えられる入
力信号と差動式に合成される。信号レベルが低いとき、
DSL回路は大きな信号を出力して、ベースとトレブルを
大巾にブースト(増幅)する。 (発明の概要) 本発明の主目的は、ラウドネスの自動補償を改良する
ことである。 上記特許の第6図に示すダイナミック・イコライゼー
ション周波数対答曲線から、中音域のゲインが10dB程
度、低下した場合には、低ベース周波数範囲の狭い帯域
は5dBだけ下げるのがよく、この2対1の比率は広範囲
のゲインに対して適用すべきであることがわかった。本
発明による装置は、通常の音量コントロール装置からの
信号を受ける入力端子と、この入力端子に結合する入力
をもち、入力端子におけるダイナミックレンジの信号を
約1/2に圧縮するコンプレッサ手段(信号圧縮手段)
と、このコンプレッサ手段の出力に結合し、ダイナミッ
クにイコライズされた圧縮信号を出力するダイナミック
・イコライゼーション・バンドパスフイルタ手段と、こ
のフイルタ手段の出力を入力端子からの信号と合成し
て、パワーアンプとスピーカに送出するための信号を発
生する合成手段とを備える。本発明のもう1つの側面に
よれば、入力端子とコンプレッサ手段との間に入力フイ
ルタ手段が設けられ、コンプレッサのゲインを変更すべ
きでないスペクトル成分の信号に対してはコンプレッサ
手段のゲインが変化しないようにする。例えば、入力フ
イルタ手段はハイパスフイルタで構成され、このため、
コンプレッサ手段のゲインは中間と高い周波数スペクト
ル成分のレベルに対してのみ変化する。コンプレッサ手
段の圧縮比は2対1には限定されず、所望のより好まし
いイコライゼーション曲線を実現する他の比率であって
よく、あるいはレベルにより比率が変化してもよい。コ
ンプレッサ手段のアタックとデイケイ時間はノイズ(ar
tifact)を最小にするため変更可能である。コンプレッ
サ手段は、右と左のステレオチャンネルに共通のチャン
ネル上に設けてもよく、これにより、ステレオ効果を損
うことなく、単一チャンネルによる自動ダイナミック・
イコライゼーションが可能になる。 (実施例) 以下、本発明の実施例について詳細に説明する。 第1図に本発明による装置の論理構成を示す。通常の
手動の音量コントロールをもつオーディオ信号源11の出
力する信号は、音量コントロールのセッティングとは独
立に、原音と同様の音バランスを以って、パワーアンプ
13により駆動されるスピーカ12により変換される。オー
ディオ信号源11の出力は信号合成部14の1つの入力とサ
イド・チャンネルにある2対1のコンプレッサ15の入力
に入力される。コンプレッサ15の出力はダイナミック・
イコライゼーション・バンドパスフィルタ16(システム
の名目カットオフ低周波数、通常、スピーカの名目カッ
トオフ低周波数に対応する低周波数、例えば55〜70Hzを
中心とするバンドパスフィルタ)に入力される。ダイナ
ミック・イコライゼーション・バンドパスフィルタ16の
出力は信号合成部14の残りの入力に入力される。信号合
成部14の出力はパワーアンプ13に入力される。 第1図の装置は信号源11のオーディオ信号を変形する
ことなく合成部14の通してパワーアンプ13に伝える直接
信号路(main forward signal path)を備えている。さ
らに、コンプレッサ15とダイナミック・イコライゼーシ
ョン・バンドパスフィルター16から成る側路を備え、こ
の側路により、入力信号が処理され、処理された信号は
合成部14の他方の入力に加えられ、これが直接信号路の
信号と加算されることにより、第2図に示すような所望
のダイナミック・イコライゼーション曲線が得られる。
2対1コンプレッサ15のゲインは入力信号の2dB当り、1
dB変化する。ダイナミック・イコライゼーションバンド
パスフィルタ16の具体的な形態は上述した特許に示すも
のと同様でよい。ただし、手動の音量コントロールはダ
イナミック・イコライゼーション回路からは除かれる。
したがって、本発明は上述した特許のイコライゼーショ
ン機能を実現し、この機能は、通常の手動の音量コント
ロールをもつ通常のオーディオ信号源、例えばカーチュ
ーナー、ポータブルカセットプレーヤー、コンパクトデ
スクプレーヤー、レシーバーなどと組み合わせて使用で
きる。 第3図には、本発明に従い、左右のステレオチャンネ
ルが2対1コンプレッサ15とダイナミック・イコライゼ
ーション・バンドパスフィルタ16から成るサイドチャン
ネルを共有するシステムのブロック図を示す。左右の入
力端子11L、11Rはステレオオーディオ信号源からの左右
のオーディオ入力信号を受け、直接チャンネルを通して
左右の出力信号合成部14L、14Rの1入力に信号を与え
る。入力信号合成部17は左右の入力端子11L、11Rにそれ
ぞれ接続された左右の入力をもち、共通のサイドチャン
ネルに合成入力信号を出力して2対1コンプレサ15に送
る。ダイナミック・イコライゼーションバンドパスフィ
ルタ16の出力は左右の出力信号合成部14L、14Rの他方の
入力に送られ、そこから、第1図に示すパワーアンプ1
3、スピーカ12と同様の構成の左右のパワーアンプル13
L、13R、スピーカ(第3図には図示せず)に送られる。
所望であれは、第3図の破線のブロックで示すように、
ハイパスフィルタ18のような入力フイルタを入力信号合
成部17と2対1コンプレサ15との間に挿入することがで
きる。このフイルタはゲインを変更すべきでないスペク
トル成分に対してコンプレッサ15がゲインを変えるのを
防止する。例えば、150Hzのカットオフ周波数をもつハ
イパスフイルタ18を用いることにより、2対1コンプレ
ッサ15は中間と高周波数のスペクトル成分に対してのみ
ゲインを変更するので、原音を聴いたときに知覚される
ラウドネスに一層よく似たラウドネスが全範囲について
得られる。 コンプレッサの信号圧縮比は2対1には限定されず、
より望ましいイコライゼーション曲線を実現する他の比
率を選ぶことができる。さらに、所望のイコライゼーシ
ョンを実現するため、圧縮比は入力レベルに対して可変
であってもよい。コンプレッサ15のアタック時間とデイ
ケイ時間はノズルを最小にするため変更してもよい。 第4図に本発明の変形例を示す。第1図の装置の側路
に制御コンプレッサ20を設けたものである。この制御コ
ンプレッサ装置はハイパスフィルタ18に相当する制御路
フィルタ18′とその出力を受けるレベルセンサー21を有
している。レベルセンサー21は所望のアタック時定数と
ディケイ時定数に従って出力信号の変化を遅延させる遅
延回路を有し、その遅延レベル信号は非線形伝達特性を
もつ非線形回路22に与えられている。非線形回路22はラ
イン23にゲイン制御信号を出力してコンプレッサ15′に
与える。適当なアタック特性は0.1秒の時定数を有し、
適当なデイケイ特性は0.1秒の時定数を有する。非線形
回路22は上述した特許の第6図に示す最大音量に従う周
波数対応を近似する伝達特性をもつ。 第5図は、第3図のブロックの構成を具体的な態様を
示す回路例である。加算部17はオペアンプ31を有し、こ
れにより、入力端子11Lと11Rで受けた左右のチャンネル
の入力信号が加算される。この加算信号はNE570コンプ
レッサチップの半分から成る2対1コンプレッサ18に送
られる。圧縮出力はオペアンプ32を有するダイナミック
・イコライゼーション・フィルタ16に与えられる。加算
部14L、14Rはダイナミック・イコライゼーション・フィ
ルタ16の出力を入力端子11L、11Rからの左と右の入力信
号にそれぞれ加算する。オペアンプ31〜34はTLO74チッ
プの1/4で構成されるような任意の汎用オペアンプが使
用できる。 本発明はアイワのDSLシステムと機能的にも構造的に
も異なる。後者のシステムはアタックとデイケイの時間
が短いことを除けばテープレコーダで使用される通常の
ALC回路を基本的に用いる。この種の回路は入力がある
レベル以下になるまでの広い範囲の入力レベルに対し、
ほぼ一定の出力を出す。しきいのレベル以下で、入力と
出力レベルは連動する。これに対し、本発明では、入力
端子の信号レベルに反比例するゲイン(好ましくは、広
範囲の入力レベルに対して入力レベルが2dB増加する毎
に出力レベルを1dB増加させる)をもつコンプレッサ手
段を用いる。この相違の結果、DSL回路ではブーストが
かからないあるレベル以下でベースのブーストは入力信
号のレベルにかかわらず一定になるのに対し、本発明で
は、広範囲の入力信号のレベルに対し、入力レベルの減
少につれ順次より大きなブーストがベースにかかる。 第7図に、ベースチャンネルにのみダイナミックイコ
ライゼーションをかける装置のブロック図を示す。自動
ダイナミック・イコライゼーション回路41は、入力加算
部17において、左右の入力端子11L、11Rからの左右のス
テレオ信号を合成し、合成した信号を可変ゲインアンプ
42と検出部43と出力加算部44の1入力に与える。検出器
43の出力は可変ゲインアンプ42のゲイン制御入力に加え
られてアンプ42のゲインを入力信号の振幅に従って制御
する。アンプ42の出力は60Hzのバンドパスフィルタ45を
通して出力加算部44の他方の入力に加えられる。出力加
算部44からのダイナミック・イコライズ信号はローパス
フィルタ46を通してベースパワーアンプ47に加わり、こ
のアンプ47によりウーファー48(低温スピーカ)が駆動
される。 左右のハイパスフィルタ51L、51Rは左右の入力端子11
L、11R上の左右の入力信号を左右のパワーアンプ52L、5
2Rにそれぞれ結合し、各パワーアンプ52L、52Rは左右の
ツイータ53L、53R(高音スピーカ)を駆動する。この構
成により、基本的に方向性の必要のないベースチャンネ
ルには自動ダイナミック・イコライゼーションがかか
り、一方、高周波数領域は左右の信号に分離されて聴者
は方向性を知覚でき、ステレオ効果の知覚のために必要
ないダイナミック・イコライゼーションはかからない。 第6図に上記自動ダイナミック・イコライゼーション
回路41の回路図を示す。抵抗51と52により構成される加
算部17により合成モノフォニック信号が形成されてアン
プ53に加えられる。アンプ53、トランスコンダクタンス
アンプ56、抵抗54、コンデンサ55、抵抗57、抵抗58、抵
抗59、抵抗60により線形可変ゲインステージ42が構成さ
れる。可変ゲインステージ42のゲインはアンプ56のピン
5に入力されるDC電流に反比例する。 合成モノフォニック信号はブロッキングコンデンサ6
2′を通してレベル検出用アンプ61にも与えられる。ア
ンプ61とその関連部品であるダイオード62、抵抗63、コ
ンデンサ64、抵抗65、トランジスタ66、ダイオード67,6
8,69,コンデンサ70,抵抗71,トランジスタ72,73,抵抗74
により閉ループの高精度負ピーク検出回路が構成され、
そのアタック、ホールド・リリース特性により、トラン
スコンダクタンスアンプ56の端子5への電流、したがっ
て線形可変ゲインステージ42のゲインが制御される。 アンプ61の非反転入力(+)に負の振幅の信号が立ち
上がるとアンプ61は直列ダイオード67,68,69,ダーリン
トン構成のトランジスタ72,73,抵抗74を導通させる。負
ループのフィードバックにより抵抗74の両端にはアンプ
61の非反転入力に相当する電圧が生じる。この動作は高
速に行われ、約1ミリ秒のアタック時間を定める。 アンプ61の非反転入力の信号が下がると、保持コンデ
ンサ70は抵抗74の両端のビーク電圧を約4秒間保持し、
その後、トランジスタ66が導通してコンデンサ70は抵抗
63を通じて放電される。 負に充電されたコンデンサ64の両端の電圧が抵抗65を
通じて放電されてトランジスタ66のベース・エミッタを
順方向にバイアスする正の電圧に達するとトランジスタ
66が導通し始める。ダイオード68と69によりコンデンサ
64と70の初期ピーク充電の間、トランジスタ66のベース
・エミッタ接合には1.2Vの逆バイアスがかかる。 トランジスタ73は抵抗74両端の検出ピーク電圧をトラ
ンスコンダクタンスアンプ56のゲインを制御する電流に
変換する。ダイオード85と抵抗84,86−88はアンプ61の
非反転入力に50ミリボルトの最小負DCバイアスを与え
て、アンプ56に注入する電流の最小値を制限する。 アンプ99は60Hzバンドパスフィルタ45を構成し、好ま
しい高周波数心理音響ロールオフ特性を与える。抵抗10
0,101,102,アンプ103は出力加算部44を構成する。 全体の動作について述べると、1ボルトないしそれ以
上のピーク信号に対しては出力加算部44の出力の周波数
応答はほぼフラットになる。信号の振幅が減少するにつ
れ、ベースのブーストが除々に連続的に上昇する。詳細
には、信号の振幅が2dB減少するごとに、低周波数のベ
ースの応答は約1dB上昇する。この関係は最大16dBのブ
ーストまで維持される。ブーストの上限はハム現像防止
のために制限される。本回路は、市販されているボーズ
デジタルテレビジョンシステムのゼニスサウンド(Zeni
th Sound)に使用されている。 以上のように、本発明による装置は上述した特許の電
気音響効果を音量コントロールを操作しなくても得るこ
とができ、したがつて、通常の音量コントロールをもつ
通常のオーディオ信号源をもつ装置に利用することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による装置の論理構成を示すブロック図
である。 第2図は第1図の装置によつて構成されるイコライゼー
ションを示すグラフである。 第3図は、両ステレオ・チャンネルが共通の自動ダイナ
ミック・イコライゼーション装置を共有する本発明によ
るステレオ・システムの論理構成を示すブロック図であ
る。 第4図は、アタック及びディケィ時間を制御する第1図
の装置の変形例の論理構成を示すブロック図である。 第5図は、本発明の実施例のブロック及び回路図であ
る。 第6図は、ベース・チャンネルにのみダイナミック・イ
コライゼーションを有する装置の論理構成を示すブロッ
ク図である。 第7図は、モノフォニック自動ダイナミック・イコライ
ゼーション・チャンネルのブロック及び回路図である。 11:オーディオ信号源、、13:パワーアンプ、 12:スピーカ、14:出力合成部、 15:2対1コンプレッサ、16:バンドパスフィルタ、 18:ハイパスフィルタ、 11L:左入力端子、11R:右入力端子、 14L:左出力合成部、14R:右出力合成部、 17:入力合成部、 18′:制御路フィルタ、21:レベル検出器、 22:非線形回路、 53L:左ツィータ、53R:右ツィータ、 48:ウーハー、51L:左ハイパスフィルタ、 51R:右ハイパスフィルタ、46:ローパスフィルタ、 52L:左パワーアンプ、52R:右パワーアンプ、 47:ベースパワーアンプ
である。 第2図は第1図の装置によつて構成されるイコライゼー
ションを示すグラフである。 第3図は、両ステレオ・チャンネルが共通の自動ダイナ
ミック・イコライゼーション装置を共有する本発明によ
るステレオ・システムの論理構成を示すブロック図であ
る。 第4図は、アタック及びディケィ時間を制御する第1図
の装置の変形例の論理構成を示すブロック図である。 第5図は、本発明の実施例のブロック及び回路図であ
る。 第6図は、ベース・チャンネルにのみダイナミック・イ
コライゼーションを有する装置の論理構成を示すブロッ
ク図である。 第7図は、モノフォニック自動ダイナミック・イコライ
ゼーション・チャンネルのブロック及び回路図である。 11:オーディオ信号源、、13:パワーアンプ、 12:スピーカ、14:出力合成部、 15:2対1コンプレッサ、16:バンドパスフィルタ、 18:ハイパスフィルタ、 11L:左入力端子、11R:右入力端子、 14L:左出力合成部、14R:右出力合成部、 17:入力合成部、 18′:制御路フィルタ、21:レベル検出器、 22:非線形回路、 53L:左ツィータ、53R:右ツィータ、 48:ウーハー、51L:左ハイパスフィルタ、 51R:右ハイパスフィルタ、46:ローパスフィルタ、 52L:左パワーアンプ、52R:右パワーアンプ、 47:ベースパワーアンプ
フロントページの続き
(72)発明者 マルコム・チェルクィスト
アメリカ合衆国マサチューセッツ州ホリ
ストン,ロイ・アベニュー 40
(56)参考文献 特開 昭55−120205(JP,A)
特開 昭58−223909(JP,A)
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 1.低ベース周波数範囲に名目低周波カットオフ周波数
を有する音響再生装置とともに用いられる自動ダイナミ
ック・イコライゼーション装置であって、 入力端子と、 出力端子と、 第1入力及び第2入力と前記出力端子に接続された出力
とを有し、前記第1入力及び第2入力の信号を合成する
出力合成手段と、 前記入力端子を前記第1入力に結合して、前記入力端子
の信号を変形することなく伝送する伝達路を形成する結
合手段と、 前記入力端子と前記第2入力とを相互結合して、前記第
2入力に処理された入力信号を与える側路形成手段とを
有し、 前記側路形成手段は、前記入力端子に結合された入力
と、前記入力端子の信号レベルに反比例するゲインを有
する出力とを備えたコンプレッサ手段と、前記コンプレ
ッサ手段の出力に結合された入力と前記第2入力の結合
された出力とを備え前記名目低周波カットオフ周波数を
中心とする所定の低ベース周波数範囲内のスペクトル成
分を通過させるダイナミック・イコライゼーション・バ
ンドパスフィルタ手段とから成り、 前記イコライゼーション装置は、前記入力端子と前記出
力端子間で、前記入力端子の異なる信号レベルに対して
約200Hzから始まる中間周波数範囲にある音声フォルマ
ント・スペクトル成分に無視し得るブーストをかけると
ともに、それより低いベース周波数範囲では前記入力端
子の信号レベルの関数として変化するベースブーストを
かけることにより、前記入力端子のオーディオ信号の低
い再生音レベルにおいて、前記出力端子で再生されたベ
ーススペクトル成分が、そのオーディオ信号によって伝
達されるとき、再生音声を劣化させることなく聴取者に
知覚されるようにした、自動ダイナミック・イコライゼ
ーション装置。 2.特許請求の範囲第1項記載の自動ダイナミック・イ
コライゼーション装置において、さらに、 前記入力端子に結合され前記オーディオ信号を与える通
常の音量コントロールを有するオーディオ信号源と、 前記出力端子に結合されて増幅された信号を供給するパ
ワーアンプ手段と、 前記パワーアンプ手段に結合されて前記増幅された信号
を対応する音に変換する電気音響変換手段と、 を有する自動ダイナミック・イコライゼーション装置。 3.特許請求の範囲第1項記載の自動ダイナミック・イ
コライゼーション装置において、さらに、 第2の入力端子と、 第2の出力端子と、 前記第1と第2の入力端子にそれぞれ結合された第1及
び第2の入力を有し、前記第1と第2の入力端子の信号
を合成して入力合成出力信号を形成する入力合成手段
と、 前記合成出力信号を前記コンプレッサ手段の入力に結合
する結合手段と、 第1と第2の入力を有し、第1の入力には第2の信号路
を形成する手段により前記2の入力端子が結合され、第
2の入力には前記ダイナミック・イコライゼーション・
バンドパスフィルタ手段の出力が結合される第2の出力
合成手段と、 を備えた自動ダイナミック・イコライゼーション装置。 4.特許請求の範囲第1項記載の自動ダイナミック・イ
コライゼーション装置において、さらに、前記入力端子
を前記コンプレッサ手段の入力に結合するフィルタ手段
を有する自動ダイナミック・イコライゼーション装置。 5.特許請求の範囲第1項記載の自動ダイナミック・イ
コライゼーション装置において、前記コンプレッサ手段
は、 前記側路のゲインを制御する可変ゲイン手段と、 前記入力信号の信号レベルを検出してレベル信号を形成
するレベル検出手段と、 前記レベル信号に応答して、前記レベル信号と非線形の
関係を有するゲイン制御信号を形成する非線形処理手段
と、 前記ゲイン制御信号を前記ゲイン制御手段に結合する結
合手段と、 を有する自動ダイナミック・イコライゼーション装置。 6.特許請求の範囲第5項記載の自動ダイナミック・イ
コライゼーション装置において、前記レベル検出手段は
約0.1秒の時定数を有するアタック過渡とディケイ過渡
を有する自動ダイナミック・イコライゼーション装置。 7.特許請求の範囲第1項記載の自動ダイナミック・イ
コライゼーション装置において、前記側路形成手段は、
中間オーディオ周波数の下限における所定の低カットオ
フ周波数より低いスペクトル成分に応答して前記コンプ
レッサ手段がゲインを変更するのを防止する制御路フィ
ルタ手段を有する自動ダイナミック・イコライゼーショ
ン装置。 8.特許請求の範囲第7項記載の自動ダイナミック・イ
コライゼーション装置において、前記低周波カットオフ
周波数は約150Hzである自動ダイナミック・イコライゼ
ーション装置。 9.特許請求の範囲第1項記載の自動ダイナミック・イ
コライゼーション装置において、さらに、 左と右のステレオ信号をそれぞれ受ける左と右の入力端
子と、 前記左と右の入力端子の信号を合成して出力にモノフォ
ニックの合成信号を出力する入力合成手段と、 前記入力合成手段の出力を前記入力端子に結合する結合
手段と、 ベース信号を増幅するベースチャンネルパワーアンプ手
段と、 前記出力合成手段の出力を前記ベースチャンネルパワー
アンプ手段の入力に結合するローパスフィルタ手段と、 前記左と右の信号に係る信号を増幅する左と右のパワー
アンプ手段と、 前記左と右の入力端子を前記左と右のパワーアンプ手段
の入力にそれぞれ結合する左と右のハイパスフィルタ手
段と、 を有する自動ダイナミック・イコライゼーション装置。 10.特許請求の範囲第9項記載の自動ダイナミック・
イコライゼーション装置において、さらに、 ベース信号を変換するウーハー手段と、 前記ベースチャンネルパワーアンプ手段の出力を前記ウ
ーハー手段に結合する結合手段と、 前記左と右のステレオ信号にそれぞれ係る信号を変換す
る左と右のツイータ手段と、 前記左と右のパワーアンプ手段を前記左と右のツイータ
手段にそれぞれ結合する結合手段と、 を有する自動ダイナミック・イコライゼーション装置。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US06/945,282 US4739514A (en) | 1986-12-22 | 1986-12-22 | Automatic dynamic equalizing |
US945282 | 1986-12-22 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63193604A JPS63193604A (ja) | 1988-08-10 |
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Family
ID=25482908
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP32513987A Expired - Lifetime JP2966846B2 (ja) | 1986-12-22 | 1987-12-22 | 自動ダイナミック・イコライゼーション装置 |
Country Status (3)
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JP (1) | JP2966846B2 (ja) |
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