JP3140283B2 - オーディオ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、オーディオ装置に関
し、詳しくは、いわゆるトーンコントロール機能やフェ
ーダコントロール機能等を有するオーディオ装置につい
てのＳ／Ｎ比の改善に関する。

【０００２】

【従来の技術】図４，図５に、従来のオーディオ装置の
例としてのカセットテーププレーヤについて、その片チ
ャネル（Ｒ）分の再生回路を示す。図４の装置は、いわ
ゆるボリュームコントロール機能（音量調整機能）の他
に、いわゆるトーンコントロール機能（音質調整機能）
を有する。図５の装置は、いわゆるボリュームコントロ
ール機能の他に、いわゆるフェーダコントロール機能を
有する。何れも、オーディオ信号についての全体の音量
調整ばかりでなくその調整後のオーディオ信号について
別の音量調整をも行うものである。

【０００３】図４で、１０は読取ヘッド、１１はプリア
ンプ、１２はボリュームコントロール用の電子ボリュー
ム、１３はボリューム制御信号Ｅを発生する制御信号発
生回路、１４はトーンコントロールのための特定周波数
帯域に対応したバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）あるいは
低域を持ち上げるローパスフィルタ（ＬＰＦ）、高域を
上げるハイパスフィルタ（ＨＰＦ）であり、１５はトー
ンコントロール用の電子ボリューム、１６はトーン制御
信号Ｆを発生する制御信号発生回路、１７はいわゆるミ
ュート回路、１８は合成回路、１９はスピーカ駆動のた
めのパワーアンプである。

【０００４】ボリュームＶＲ１は、設定位置が下方か上
方かに対応して音量を絞るべきか否かを示す。そこで、
ボリュームＶＲ１の設定を入力した制御信号発生回路１
３は、ボリュームＶＲ１の設定に応じた電流値の制御信
号Ｅを発生しこれを電子ボリューム１２へその制御信号
として出力する。電子ボリューム１２は制御信号Ｅに従
ってオーディオ信号に対する減衰率を変えることでボリ
ュームコントロール機能を担う。

【０００５】ボリュームＶＲ２は、設定位置が下方か上
方かに対応してフィルタ１４による特定周波数帯域を強
調すべきか否かを示す。そこで、ボリュームＶＲ２の設
定を入力した制御信号発生回路１６は、ボリュームＶＲ
２の設定に応じた電流値の制御信号Ｆを発生しこれを電
子ボリューム１５へその制御信号として出力する。ここ
で、電子ボリューム１５は、電圧／電流変換回路とこの
電圧／電流変換回路の出力を受ける電流比分配回路とこ
の電流比分配回路の出力を受けて音量調整後の出力を発
生する電流／電圧変換回路とを有していて、電圧／電流
変換回路の動作電流を許容入力に応じた動作電流に制御
してダイナミックレンジを確保し、電流比分配回路の動
作電流をも同時に制御してトータルで音量調整を行うも
のである。この場合の制御信号がＦであり、この制御信
号Ｆに従ってオーディオ信号に対する減衰率を変えるこ
とでトーンコントロール機能を担う。

【０００６】このような構成の再生回路は次のように動
作する。テープ（図示せず）から読取ヘッド１０を介し
てオーディオ信号が読み取られ、これがプリアンプで初
期増幅等されてオーディオ信号Ａが生成される。この増
幅により、オーディオ信号Ａは、信号レベルが信号処理
回路におけるダイナミックレンジほぼいっぱいになるよ
うにされる。そして、オーディオ信号Ａが電子ボリュー
ム１２によってボリュームコントロールされて所望の信
号レベルのオーディオ信号Ｂとされる。

【０００７】さらに、オーディオ信号Ｂがフィルタ１４
と電子ボリューム１５を経由することで特定周波数帯域
成分だけのオーディオ信号Ｄとされ、これが合成回路１
８によってオーディオ信号Ｂに加えられてトーンコント
ロールされたオーディオ信号が生成される。これがパワ
ーアンプ１９によってスピーカから最終的な音響として
装置外へ出力される。

【０００８】ここで、ミュート回路１７は、具体的には
トランジスタによるスイッチ回路であり、トーン制御信
号Ｆが電子ボリューム１５の出力を絞り切ることを示し
ているときにだけオフしそれ以外のときはオンする。こ
れにより、オーディオ信号についてトーンコントロール
等による出力が絞り切られているときには、トーンコン
トロール等のための回路、特にその中でも電子ボリュー
ム１５により発生するノイズがカットされる。

【０００９】図５の装置は、図４の装置には存在するフ
ィルタ１４と合成回路１８が無く、図４の装置には存在
しないもう一組の電子ボリュームとミュート回路とパワ
ーアンプとスピーカ（Ｒ−Ｒｅａｒ）とからなる系が有
る点で、図４の装置と相違する。そして、電子ボリュー
ム１５はトーンコントロールのためではなくフェーダコ
ントロールのためにオーディオ信号Ｂを減衰させる。読
取ヘッド１０から電子ボリューム１５を経てスピーカ
（Ｒ−Ｆｒｏｎｔ）に至る系を考えると、既に説明した
トーンコントロールの系とほぼ同一となる。そこで、こ
の装置の詳細な説明は割愛するが、要するにフェーダコ
ントロールが可能なのであり、ミュート回路１７も、フ
ェーダ制御信号Ｆが電子ボリューム１５の出力を絞り切
ることを示しているときにだけオフしてそのときは電子
ボリューム１５によるノイズがカットされるのである。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】このような従来のオー
ディオ装置では、直接操作されるボリュームからの配線
引き回しによるノイズ対策や制御の容易性等の観点から
電子ボリュームが採用されており、オーディオ信号全体
の音量調整用としてばかりでなくオーディオ信号の部分
的な調整等の他の音量調整にも電子ボリュームが用いら
れる。かかる電子ボリュームとしては、いわゆるＶＣＡ
等が用いられるが、そのうちでも動作電流が制御信号に
よる影響を受けないタイプのものが、温度特性のよいこ
とから、採用される。

【００１１】しかし、このタイプの電子ボリュームは出
力信号レベルを絞り切ったときでも出力ノイズレベルが
零にならないという性質がある。このため、既述の如く
従来はミュート回路を電子ボリュームの出力側に配して
一応の対策をしているが、ミュート回路は限られた場合
しか働かず、電子ボリュームの通常の動作時には有効で
ない。特に僅かな強調等のトーンコントロールをするよ
うな場合には、オーディオ信号の強調成分が少ないのに
対しノイズレベルがいつでも同程度であることから、相
対的にノイズが目立つこととなる。オーディオ信号全体
の音量調整の後に他の音量調整を行う構成の下では、こ
のノイズがそのまま出力されるので、Ｓ／Ｎ比があまり
良くならないという問題がある。

【００１２】これに対し、音量調整の順序を入れ替えて
ノイズをも含めて全体の音量調整を最後に行うことでＳ
／Ｎ比を改善することも考えられるが、この構成ではダ
イナミックレンジ一杯のオーディオ信号に強調成分等が
加わることでダイナミックレンジを越えてしまう等の別
の問題があり、この問題の発生を防止するために複雑な
回路構成が強いられたり却ってＳ／Ｎ比が悪化したりす
るので、この構成は採用し難い。

【００１３】また、特に、前記のような構成の電子ボリ
ュームを、オーディオ信号を受けたイコライザ，フェー
ダ回路の出力等、前記オーディオ信号から派生させた派
生信号に対するボリュームコントロールに使用すると、
派生信号についての音量を絞ったときに入力オーディオ
信号の電流とこの電子ボリュームの電圧／電流変換回路
の動作電流との比がアンバランスになり、ダイナミック
レンジが確保できなくなったり、ノイズが絞り切れない
などの問題がある。この発明の目的は、このような従来
技術の問題点を解決するものであって、Ｓ／Ｎ比の良い
オーディオ装置を実現することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
のこの発明のオーディオ装置の構成は、オーディオ信号
について、全体的な第１の音量調整の調整レベルを示す
第１の制御信号に応じて前記第１の音量調整を行い、前
記オーディオ信号を受けたイコライザ，フェーダ回路の
出力等、前記オーディオ信号から派生させた派生信号に
対する第２の音量調整の調整レベルを示す第２の制御信
号に応じて前記第１の音量調整の後に前記第２の音量調
整を行うオーディオ装置において、電圧／電流変換部と
この電圧／電流変換部の出力を受ける電流比分配部とこ
の電流比分配部の出力を受けて前記第２の音量調整後の
出力を発生する電流／電圧変換部とを有し前記電圧／電
流変換部が前記第１の音量調整の後の前記派生信号を受
けその動作電流が第１の制御信号に応じて制御され前記
第２の制御信号により前記電流比分配部の動作電流が制
御されるものである。

【００１５】

【作用】このように、オーディオ信号を受けたイコライ
ザ，フェーダ回路の出力等、オーディオ信号から派生さ
せた派生信号に対する音量調整を行う電子ボリュームの
電圧／電流変換部の動作電流の制御がオーディオ信号の
全体的な音量調整を行う制御信号に応じて制御されるの
で、入力されるオーディオ信号のレベルが大きいときに
は電圧／電流変換部の動作電流が大きくなり、それが小
さいときに電圧／電流変換部の動作電流が小さくなり、
電子ボリュームに入力されるオーディオ信号と電圧／電
流変換部の動作電流のレベルが大小対応して変化し、こ
れらの比率が比較的一定値に近い状態にコントロールさ
れる。また、これにより、電圧／電流変換部の動作電流
が必要以上の動作電流にコントロールされたりしないた
め、ノイズの発生も抑えられる。その結果、ダイナミッ
クレンジが確保できるとともにノイズも低減できる。

【００１６】

【実施例】以下、この発明のオーディオ装置の一実施例
について図面を参照して説明する。図１，図２は、実施
例としてのカセットテーププレーヤについて、その片チ
ャネル（Ｒ）分の再生回路を示す。図１の装置は、ボリ
ュームコントロール機能の他にトーンコントロール機能
を発揮するものであり、図４のものに対応している。一
方、図２の装置は、ボリュームコントロール機能の他に
フェーダコントロール機能を発揮するものであり、図５
のものに対応している。図１，図２は、図４，図５と同
様な構成要素を同一の符号で示している。そこで、これ
らの説明は割愛し、従来の電子ボリューム１５に代わっ
て設けられた新規な電子ボリューム２５を中心に説明す
る。

【００１７】図１における電子ボリューム２５は、従来
と同様に電圧／電流変換部２５ａとこの電圧／電流変換
部２５ａの出力を受ける電流比分配部（図示せず）とこ
の電流比分配部（図示せず）の出力を受けて音量調整後
の出力を発生する電流／電圧変換部（図示せず）とを有
している。ここで、電圧／電流変換部２５ａは、その電
流源２５ｂの電流が制御されて動作電流が変化する。こ
の動作電流は、全体的なオーディオ信号のボリュームを
制御する制御信号Ｅにより制御される。

【００１８】電子ボリューム２５は、オーディオ信号Ｃ
を信号入力とし、トーン制御信号Ｆを制御入力とし、オ
ーディオ信号Ｄを出力とする電子ボリュームであり、ト
ーン制御信号Ｆに応じて電流比分配部の電流分配率（電
流比）を変えてオーディオ信号Ｃから音量制御されたオ
ーディオ信号Ｄを発生する。この点では、従来の電子ボ
リューム１５と同じであが、電圧／電流変換部２５ａの
動作電流が入力されるオーディオ信号のレベルに対応し
て変化する点で異なる。

【００１９】すなわち、ボリューム制御信号Ｅをも制御
入力とし、動作電流がボリューム制御信号Ｅに応じて変
わるように改良されている点で、従来の電子ボリューム
１５と相違する。この点を詳述するため、図３（ａ）に
電子ボリューム２５の具体的な回路例を示す。これは、
電圧／電流変換部２５ａの上に電流比分配部２６が積上
げられた回路であり、電流／電圧変換部２７は、抵抗Ｒ
1 が受け持っている。また、図３（ｂ）に差動回路によ
る制御信号発生回路１６の具体的な回路例を示すが、制
御信号発生回路１３は、マニュアル操作でボリュームコ
ントロールする可変抵抗からの電圧信号をカレントミラ
ーによりトーン制御信号Ｆやボリューム制御信号Ｅとし
て生成し、それを電子ボリューム２５に送出する。

【００２０】電圧／電流変換部２５ａは、一般に差動回
路が用いられ、差動トランジスタ対Ｑ１，Ｑ２によって
オーディオ信号入力Ｃを一対の差動電流に変換して取出
した後に抵抗Ｒ１で電圧信号に戻して信号出力Ｄを発生
する。この差動電流成分はトランジスタ対Ｑ１，Ｑ２の
それぞれのコレクタ電流に含まれるが、このコレクタ電
流のうち差動トランジスタ対Ｑ１，Ｑ２の動作によって
変動する電流と残りの変動しない電流との割合が、トー
ン制御信号Ｆに応じて制御される。これにより、動作電
流Ｉがトーン制御信号Ｆによって左右されず、温度特性
が担保される。すなわち、制御信号Ｆ（トーンの制御電
流量）をａ，（１−ａ）と仮定すると、図面左側のカレ
ントミラーからトランジスタのコレクタに供給される電
流Ｉ₁の値は、ａ×（Ｉ＋ｉ）／２となり、中央の共通
に接続されたトランジスタのコレクタに流れる電流Ｉ₂
の値は、（Ｉ＋ｉ）×（１−ａ）／２＋（Ｉ−ｉ）×
（１−ａ）／２＝Ｉ×（１−ａ）となる。また、右側の
カレントミラーからトランジスタのコレクタに供給され
る電流Ｉ₃ の値は、ａ×（Ｉ−ｉ）／２となる。したが
って、出力されるオーディオ信号Ｄは、トーンの制御電
流Ｆの制御量ａによってのみ制御されることになり、こ
れにより温度特性が補償される。

【００２１】また、制御信号Ｅの差動電流対の差分だけ
を取り出してカレントミラーで反転させた電流が、電子
ボリューム２５の動作電流Ｉ、厳密には電子ボリューム
２５のうちの特に差動トランジスタ対Ｑ１，Ｑ２の動作
電流Ｉとされる。これにより、動作電流Ｉがボリューム
制御信号Ｅに応じて可変制御される。なお、この動作電
流Ｉが定電流であるものが従来の電子ボリューム１５で
あり、一般に差動トランジスタ対Ｑ１，Ｑ２の動作電流
Ｉの大きさに対応してダイナミックレンジや発生ノイズ
レベルが決まるのである。

【００２２】このような構成の電子ボリューム２５をト
ーンコントロール用の電子ボリュームとする図１の再生
回路の動作を説明する。テープ（図示せず）からダイナ
ミックレンジいっぱいのオーディオ信号Ａや所望のレベ
ルにボリュームコントロールされたオーディオ信号Ｂ、
その特定周波数帯域成分からなるオーディオ信号Ｃが、
従来と同様にして生成される。さらに電子ボリューム２
５によってオーディオ信号Ｃがトーン制御信号Ｆに応じ
て減衰させられてオーディオ信号Ｄとされ、これが合成
回路１８によってオーディオ信号Ｂに加えられてトーン
コントロールされたオーディオ信号が生成され、これが
パワーアンプ１９によってスピーカから最終的な音響と
して装置外へ出力される。これも従来と同様である。

【００２３】したがって、ボリュームコントロール機能
とトーンコントロール機能とに関しては従来通りの機能
が確保される。ここで、電子ボリューム２５において発
生するノイズに着目すると、このノイズレベルが従来と
異なりボリューム制御信号Ｅに比例して変化する。すな
わち、最終的な音響出力が大きいときはノイズレベルは
従来と同じ大きさであるが、最終的な音響出力が小さい
ときは従来と異なりノイズレベルは小さくなる。そこ
で、最終的な音響出力が大きいときだけは従来と同じＳ
／Ｎ比であるが、それ以外のときにはＳ／Ｎ比が改善さ
れる。また、ミュート回路も不要となる。

【００２４】図２の装置は、フェーダコントロールのた
めの電子ボリュームとして電子ボリューム２５が採用さ
れ、これの動作電流がボリューム制御信号Ｅに応じて制
御される点を除き、従来と同様の構成である。したがっ
て、説明は割愛するが、この装置でも、ボリュームコン
トロール機能とフェーダコントロール機能とに関しては
従来通りの機能が確保され、しかも電子ボリューム２５
において発生するノイズは抑制されてＳ／Ｎ比が改善さ
れている。

【００２５】

【発明の効果】以上の説明から理解できるように、この
発明のオーディオ装置にあっては、オーディオ信号を受
けたイコライザ，フェーダ回路の出力等、オーディオ信
号から派生させた派生信号に対する音量調整を行う電子
ボリュームの電圧／電流変換部の動作電流の制御がオー
ディオ信号の全体的な音量調整を行う制御信号に応じて
制御されるので、入力されるオーディオ信号のレベルが
大きいときには電圧／電流変換部の動作電流が大きくな
り、それが小さいときに電圧／電流変換部の動作電流が
小さくなり、電子ボリュームの入力されるオーディオ信
号と電圧／電流変換部の動作電流のレベルが大小対応し
て変化し、これらの比率が比較的一定値に近い状態にコ
ントロールされる。また、これにより、電圧／電流変換
部の動作電流が必要以上の動作電流にコントロールされ
たりしないため、ノイズの発生も抑えられる。その結
果、ダイナミックレンジが確保できるとともにノイズも
低減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、この発明の構成のオーディオ装置の一
実施例としてのカセットプレーヤについて、トーンコン
トロール機能付きのその片チャネル分の再生回路であ
る。

【図２】図２は、この発明の構成のオーディオ装置の他
の実施例としてのカセットプレーヤについて、フェーダ
コントロール機能付きのその片チャネル分の再生回路で
ある。

【図３】図３は、それらの一部の回路の詳細である。

【図４】図４は、従来のカセットプレーヤについて、ト
ーンコントロール機能付きのその片チャネル分の再生回
路である。

【図５】図５は、従来のカセットプレーヤについて、フ
ェーダコントロール機能付きのその片チャネル分の再生
回路である。

【符号の説明】

１０ 読取ヘッド １１ プリアンプ １２ 電子ボリューム １３ 制御信号発生回路 １４ バンドパスフィルタ（ＢＰＦ） １５ 電子ボリューム １６ 制御信号発生回路 １７ ミュート回路 １８ 合成回路 １９ パワーアンプ ２５ 電子ボリューム

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】オーディオ信号について、全体的な第１の
   音量調整の調整レベルを示す第１の制御信号に応じて前
   記第１の音量調整を行い、前記オーディオ信号を受けた
   イコライザ，フェーダ回路の出力等、前記オーディオ信
   号から派生させた派生信号に対する第２の音量調整の調
   整レベルを示す第２の制御信号に応じて前記第１の音量
   調整の後に前記第２の音量調整を行うオーディオ装置に
   おいて、電圧／電流変換部とこの電圧／電流変換部の出
   力を受ける電流比分配部とこの電流比分配部の出力を受
   けて前記第２の音量調整後の出力を発生する電流／電圧
   変換部とを有し前記電圧／電流変換部が前記第１の音量
   調整の後の前記派生信号を受けその動作電流が第１の制
   御信号に応じて制御され前記第２の制御信号により前記
   電流比分配部の動作電流が制御されることを特徴とする
   オーディオ装置。