JP3055204B2 - 周波数帯域分割装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、スピーカドライブ用な
どに使用する周波数帯域分割装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図４は従来の周波数帯域分割装置の構成
を示している。図４において、４１は入力端子であり、
ローパスフィルタ４２の入力端とハイパスフィルタ４７
の入力端に共通に接続されている。

【０００３】４３はローパスフィルタ４２の入力を導入
し、信号のレベルを制御するレベル制御手段４４とロー
パスフィルタ４２の出力がしきい値電圧を越えると、そ
れを検出して、検出信号をレベル制御手段４４に与える
包絡発生手段４５とより構成されるコンプレッサ、４６
はこのコンプレッサ４３の低周波出力を取り出してスピ
ーカなどに導く低周波出力端子である。

【０００４】一方、４８はハイパスフィルタ４７の出力
を導入し、信号のレベルを制御するレベル制御手段４９
と、ハイパスフィルタ４７のしきい値電圧を越えた信号
を検出して、その検出信号をレベル制御手段４９に与え
る包絡発生手段５０とにより構成されるコンプレッサ、
５１はこのコンプレッサ４８の高周波出力を取り出して
スピーカなどに導く高周波出力端子である。

【０００５】次に上記従来例の動作について説明する。
図４において、音声信号が入力端子４１に入力される
と、まず、ローパスフィルタ４２とハイパスフィルタ４
７により、二つの周波数帯域に分割され、それぞれの出
力信号はコンプレッサ４３，４８にそれぞれ入力され
る。

【０００６】コンプレッサ４３において、包絡発生手段
４５により、信号レベルを検出し、しきい値電圧を越え
た信号は、この包絡発生手段４５により検出され、その
検出信号をレベル制御手段４４に与え、しきい値信号を
越えた信号をレベル制御手段４４により抑制して、低周
波出力端子４６から低周波信号を取り出す。

【０００７】同様にして、コンプレッサ４８において
は、ハイパスフィルタ４７から入力される高周波信号の
レベルを包絡発生手段５０で検出し、しきい値電圧を越
えた検出信号は包絡発生手段５０によりレベル制御手段
４９に与えて、しきい値信号を越えた信号はレベル制御
手段４９で抑制して、高周波出力端子５１から高周波信
号を取り出す。

【０００８】このように、上記従来の周波数帯域分割装
置でも、分割された周波数帯域ごとに、しきい値を越え
た過大出力レベルを抑制し、低周波出力端子４６、高周
波出力端子５１以降に接続されたスピーカなどの音響装
置の保護をすることができる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の周波数帯域分割装置では、コンプレッサ４３，４８
において、周波数レスポンスがフラットであるため、図
５に示すように、しきい値５３を越えた入力信号５２に
対し、周波数分割された信号の帯域を拡張する動作を行
ってしまい、周波数帯域分割装置として使用した場合、
図６に示すように、２出力６１の合成信号６３が分割周
波数近傍において、しきい値６２以上のレベル上昇をし
てしまうという問題があった。

【００１０】請求項１の発明はこのような従来の問題を
解決するものであり、スピーカなどの過大出力を防止で
きるとともに、２出力の合成が分割周波数近傍におい
て、レベル上昇しない優れた周波数帯域分割装置を提供
することである。

【００１１】また、請求項２の発明はコンプレッサのノ
イズを低減することができるとともに、コンプレッサの
しきい値に周波数特性が依存せずに、フラットな周波数
特性が得られるコンプレッサのノイズ低減装置を提供す
ることである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は上記目
的を達成するために、ローパスフィルタの出力側に設け
られた第１のレベル制御手段の入力側に接続され、ロー
パスフィルタの逆特性を有する第１のフィルタと、第１
のフィルタの出力レベルを検出して包絡信号を発生する
第１の包絡発生手段と、ハイパスフィルタの出力側に設
けられた第２のレベル制御手段の入力側に接続され、ハ
イパスフィルタの逆特性を有する第２のフィルタと、こ
の第２のフィルタの出力信号のレベルを検出して包絡信
号を発生する第２の包絡発生手段とを設け、ローパスフ
ィルタの出力信号を第１のフィルタでフラットな周波数
特性を有する信号に変換し、この信号のレベルを第１の
包絡発生手段で検出して包絡信号を発生し、第１のレベ
ル制御手段を制御するとともに、ハイパスフィルタの出
力信号を第２のフィルタでフラットな周波数特性を有す
る信号に変換し、その出力信号のレベルを第２の包絡発
生手段で検出して包絡信号を発生して、第２のレベル制
御手段を制御するようにしたものである。

【００１３】また、請求項２の発明は上記目的を達成す
るために、プリエンファシス回路の出力側に設けたコン
プレッサの制御回路の入力側に接続され、プリエンファ
シス回路の逆特性を持った第１のディエンファシス回路
と、コンプレッサの出力側に接続された第２のディエン
ファシス回路とを設け、プリエンファシス回路で強調し
た周波数成分のレベルを第１のディエンファシス回路で
弱めるとともに、第２のディエンファシス回路で制御回
路の出力を低減させるようにしたものである。

【００１４】

【作用】したがって、請求項１の発明によれば、ローパ
スフィルタおよびハイパスフィルタの各出力側にコンプ
レッサを備え、各コンプレッサの第１，第２のレベル制
御手段の入力側にローパスフィルタ，ハイパスフィルタ
の逆特性を持った第１，第２のフィルタを挿入すること
により、この第１，第２のフィルタがしきい値を補正す
るため、周波数帯域分割装置の出力の合成が分割周波数
近傍において、レベル上昇しないという効果を有する。

【００１５】また、請求項２の発明によれば、プリエン
ファシス回路の出力側にコンプレッサを備え、このコン
プレッサの制御回路の入力側に第１のディエンファシス
回路とコンプレッサの出力側に第２のディエンファシス
回路を備えることによって、コンプレッサのノイズを低
減することができ、コンプレッサのしきい値に周波数特
性が依存せず、フラットな周波数特性が得られるという
効果を有す。

【００１６】

【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、１は入力端子であり、ロー
パスフィルタ２の入力端とハイパスフィルタ７の入力端
に並列に接続されている。

【００１７】３はコンプレッサのレベル制御手段であ
り、その入力端には、上記ローパスフィルタ２の出力が
導入されるようになっている。４は入力端をローパスフ
ィルタ２の出力端に接続された前置ローパスフィルタ２
の逆特性をもつフィルタである。

【００１８】５はレベル制御手段３とともにコンプレッ
サを構成する包絡発生手段であり、この包絡発生手段５
の入力端はフィルタ４の出力端に接続され、フィルタ４
の出力信号のレベルを検出して、しきい値以上になると
包絡信号をレベル制御手段３に出力するようにしてい
る。６はレベル制御手段３から出力される低周波信号を
取り出して、スピーカ（図示せず）などを駆動するため
に入力する低周波出力端子である。

【００１９】一方、７は上記入力端子１の信号を導入し
て高周波信号を出力するハイパスフィルタであり、８は
このハイパスフィルタ７から出力される高周波信号のレ
ベル制御を行うレベル制御手段である。

【００２０】９はハイパスフィルタ７の出力端に入力端
が接続され、ハイパスフィルタ７の逆特性を持つフィル
タであり、このフィルタ９の入力端とレベル制御手段８
の入力端が並列に接続されている。

【００２１】１０は上記レベル制御手段８とともにコン
プレッサを構成し、フィルタ９の出力信号のレベルを検
出する包絡発生手段である。この包絡発生手段１０によ
り、フィルタ９の出力信号がしきい値を越えたことを検
出すると、レベル制御手段８に包絡信号を出力するよう
になっている。１１はレベル制御手段８から出力される
高周波信号を取り出してスピーカなどに出力する高周波
出力端子である。

【００２２】次に上記第１の実施例の動作について説明
する。図１の入力端子１に印加されたフラットな周波数
特性を持った信号はローパスフィルタ２により、図２に
示すような周波数スペクトルを持った信号２１が出力さ
れる。信号２１は前置されたローパスフィルタ２の逆特
性を持ったフィルタ４により再びフラットな周波数特性
を持った信号に変換される。

【００２３】このフラットな信号により包絡発生手段５
からしきい値に相当する包絡信号２２が発生し、この包
絡信号２２がレベル制御手段３を制御することにより、
レベル制御手段３により入力信号に対応した音声圧縮動
作が行われる。

【００２４】高周波信号に関する部分も同様に動作し、
入力信号に対応した音声圧縮動作が行われる。すなわ
ち、フラットな周波数特性を持った信号はハイパスフィ
ルタ７により、高周波領域の周波数スペクトルを持った
信号が出力され、このハイパスフィルタ７の出力信号は
ハイパスフィルタ７とは逆の特性をもったフィルタ９に
より、元のフラットな周波数特性を持った信号に変換さ
れ、このフラットな信号のレベルを包絡発生手段１０で
検出し、しきい値を越えると包絡発生手段１０が包絡信
号を発生して、レベル制御手段８を制御し、したがっ
て、レベル制御手段８はハイパスフィルタ７から出力さ
れる高周波領域の信号のレベル抑制を行って、高周波出
力端子１１から高周波信号が得られ、入力信号に対応し
た音声圧縮動作が行われる。

【００２５】このように、上記第１の実施例によれば、
ローパスフィルタ２，ハイパスフィルタ７の通過域，阻
止域において同様に包絡発生手段５，１０がそれぞれ動
作するため、阻止域においても音声圧縮が行われ、出力
端子に現れた周波数特性は、しきい値を越えた入力信号
に対しても、フィルタの特性に一致するという効果を有
する。

【００２６】なお、本発明の第２の実施例として、上記
第１の実施例の逆特性のフィルタ５，９に振幅制限回路
を設けてもよい。この場合は、分割周波数から離れたス
ペクトルを有す信号が入力された場合音声圧縮動作を阻
止し、誤動作を防ぐことができる。

【００２７】図３は、本発明の第３の実施例の構成を示
すものである。図３において、３１は入力端子であり、
３２はこの入力端子３１に入力端が接続されたプリエン
ファシス回路３２である。

【００２８】３３はプリエンファシス回路３２の出力端
に入力端が接続され、プリエンファシス回路３２で高周
波のレベルが強調された信号をフラットな周波数特性を
もった信号に戻すディエンファシス回路であり、プリエ
ンファシス回路３２の逆特性を有するフィルタである。

【００２９】３４はディエンファシス回路３３の出力端
に入力端が接続され、ディエンファシス回路３３の出力
信号のレベルを検出し、ディエンファシス回路３３でフ
ラットな周波数特性の出力を発生すると、レベル制御手
段３５に出力する包絡発生手段である。

【００３０】上記レベル制御手段３５はプリエンファシ
ス回路３２の出力信号を入力して、包絡発生手段３４の
出力信号によりレベル制御するものであり、３６はこの
レベル制御手段３５の出力端に入力端と接続し、レベル
制御手段３５の出力信号の強調された高周波域のレベル
を元に戻すディエンファシス回路である。３７はこのデ
ィエンファシス回路３６の出力信号を取り出して、スピ
ーカドライブ用などに供する出力端子である。

【００３１】次に上記第３の実施例の動作について説明
する。図３において、入力端子３１に印加された信号は
プリエンファシス回路３２により高周波域のレベルが上
昇した信号が出力される。この信号はプリエンファシス
回路３２の逆特性を持ったフィルタ、すなわち、ディエ
ンファシス回路３３により、再びフラットな周波数特性
を持った信号に変換される。

【００３２】このフラットな信号により、包絡発生手段
３４から包絡信号が発生し、この包絡信号により、レベ
ル制御手段３５を制御することにより、レベル制御手段
３５はプリエンファシス回路３２から入力される高周波
域のレベルが上昇した信号のレベルを抑圧して、ディエ
ンファシス回路３６に出力する。

【００３３】このディエンファシス回路３６でレベル制
御手段３５の出力信号の高周波域のレベルをさらに元の
フラットな周波数特性をもった信号に戻すことにより、
入力信号に対応した音声圧縮動作が行われる。

【００３４】上記の説明は低周波信号系の処理に関して
の説明を行ったものであるが、高周波信号系の処理に関
する部分も同様に動作し、入力信号に対応した音声圧縮
動作が行われる。

【００３５】このように、上記第３の実施例によれば、
フィルタ、すなわち、プリエンファシス回路３２のレベ
ル上昇域，非上昇域において、同様に包絡発生手段３４
が動作するため、フィルタのレベル上昇域，非上昇域の
双方において、音声圧縮が行われ、再びディエンファシ
ス回路３３において、周波数特性をフラットに戻すた
め、出力端子３７に現れた周波数特性は、しきい値を越
えた入力信号に対してもフラットに動作するという効果
を有する。

【００３６】また、レベル制御手段３５において、高域
を強調した信号が入力され、レベル制御手段３５の出力
において強調された高域レベルをディエンファシス回路
３６でフラットに戻すため、レベル制御手段３５におい
て、ノイズが発生しても、出力のディエンファシス回路
において、ノイズの軽減が図れるという効果を有す。

【００３７】なお、上記第３の実施例において、プリエ
ンファシス回路３２の出力側にＡＤ（アナログ・ディジ
タル）コンバータを挿入し、ディエンファシス回路３３
の出力側にＤＡコンバータを挿入してもよい。この場合
はさらにＡＤコンバータ，ＤＡコンバータにおいて発生
したノイズがディエンファシス回路３６において高域減
衰が行われ、見かけ上のノイズ上昇の軽減が図れるとい
う効果を有す。

【００３８】

【発明の効果】請求項１の発明は上記実施例より明らか
なように、ローパスフィルタとハイパスフィルタの各出
力側にコンプレッサを備えているので、過大出力の防止
が図れ、出力以降に接続されたスピーカなどの保護がで
きるという利点を有する。

【００３９】また、各コンプレッサのレベル制御手段の
入力側にそれぞれ前置フィルタの逆特性を持ったフィル
タを挿入することにより、逆特性フィルタがしきい値を
補正するため、周波数帯域分割装置の出力の合成が分割
周波数近傍において、レベル上昇しないという効果を有
する。

【００４０】また、請求項２の発明は上記実施例より明
らかなように、プリエンファシス回路の出力側にコンプ
レッサを備え、このコンプレッサのレベル制御手段の入
力側にプリエンファシス回路の逆特性を持ったディエン
ファシス回路を挿入して、プリエンファシス回路で強調
された周波数領域のレベルを元のフラットな周波数特性
に戻し、その出力を包絡発生手段で検出して包絡信号に
より、レベル制御手段を制御するとともに、レベル制御
手段の出力をディエンファシス回路でさらにフラットに
戻すことによって、コンプレッサのノイズを低減するこ
とができ、コンプレッサのしきい値に周波数特性が依存
せず、フラットな周波数特性が得られるという効果を有
す。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例における周波数帯域分割
装置の概略ブロック図

【図２】同装置の動作概念図

【図３】本発明の第３の実施例におけるコンプレッサノ
イズ低減装置の概略ブロック図

【図４】従来の周波数帯域分割装置の概略ブロック図

【図５】同装置の動作概念図

【図６】同装置の動作概念図

【符号の説明】

１ 入力端子 ２ ローパスフィルタ ３ レベル制御手段 ４ ローパスフィルタの逆特性フィルタ ５ 包絡発生手段 ６ 低周波出力端子 ７ ハイパスフィルタ ８ レベル制御手段 ９ ハイパスフィルタの逆特性フィルタ １０ 包絡発生手段 １１ 高周波出力端子 ３１ 入力端子 ３２ プリエンファシス回路 ３３ ディエンファシス回路 ３４ 包絡発生手段 ３５ レベル制御手段 ３６ ディエンファシス回路 ３７ 出力端子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04R 3/12 H03G 3/20 H04R 3/00 310

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力信号の低周波域成分を出力するロー
   パスフィルタと、このローパスフィルタとは逆特性を有
   しローパスフィルタの出力信号を元のフラットな周波数
   特性を有する信号に戻す第１のフィルタと、この第１の
   フィルタの出力レベルを検出して包絡信号を発生する第
   １の包絡発生手段と、上記第１のフィルタと上記第１の
   包絡発生手段とともに第１のコンプレッサを構成し、か
   つ上記包絡信号により制御され、上記ローパスフィルタ
   の出力信号のレベルを抑圧制御して上記入力信号に対応
   した低周波信号を出力する第１のレベル制御手段と、上
   記入力信号の高周波成分を出力するハイパスフィルタ
   と、このハイパスフィルタとは逆特性を有し、ハイパス
   フィルタの出力信号を元のフラットな周波数特性を有す
   る信号に交換する第２のフィルタと、この第２のフィル
   タの出力レベルを検出して包絡信号を発生する第２の包
   絡発生手段と、上記第２のフィルタと第２の包絡発生手
   段とともに、第２のコンプレッサを構成し、かつこの第
   ２の包絡発生手段から出力される包絡信号により制御さ
   れ上記ハイパスフィルタの出力信号のレベルを抑圧して
   上記入力信号に対応した高周波信号を出力する第２のレ
   ベル制御手段とを備えた周波数帯域分割装置。
2. 【請求項２】 入力信号の所定周波数域を強調するプリ
   エンファシス回路と、このプリエンファシス回路の出力
   を再び元のフラットな周波数特性を有する信号に変換す
   る第１のディエンファシス回路と、この第１のディエン
   ファシス回路の出力信号を検出して包絡信号を発生する
   包絡発生手段と、上記第１のディエンファシス回路と包
   絡発生手段とともにコンプレッサを構成し、かつ上記包
   絡信号により制御され、上記プリエンファシス回路の出
   力信号の強調されたレベルを抑圧するレベル制御手段
   と、このレベル制御手段の出力信号のレベルを抑圧する
   第２のディエンファシス回路とを備えたコンプレッサの
   ノイズ低減装置。