JP3214634B2 - 音質調整回路 - Google Patents

音質調整回路

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【目次】以下の順序で本発明を説明する。 産業上の利用分野 従来の技術 発明が解決しようとする課題(図4及び図5) 課題を解決するための手段(図1及び図2) 作用(図3) 実施例(図1〜図3) 発明の効果
【0002】
【産業上の利用分野】本発明は音質調整回路に関し、特
にシリアルデータによつて伝達特性を調整するものに適
用して好適なものである。
【0003】
【従来の技術】従来、音質調整回路は、オーデイオ機器
に必要不可欠な機能として広く用いられている機能回路
であるが、この回路には可聴帯域を低域と高域の2バン
ドに分割し、各帯域の強調又は減衰を調整する2バンド
構成の単純な回路のものから可聴帯域を5バンド、7バ
ンド又はそれ以上に細分し、それぞれを任意に調整する
ことができるいわゆるグラフイツクイコライザがある。
【0004】またグラフイツクイコライザの各帯域の中
心周波数f0 や帯域幅Qを任意に設定することができる
ようにしたパラフイツクイコライザ等、種々の回路が考
えられている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで近年、この音
質調整回路をマイクロコンピユータを介して制御する機
能に対する要求が増してきている。これはリモートコン
トロールに対応するためであり、音源や環境に応じて最
適な音場を得ることができるように設定条件を複数種類
のパターンとして記憶しておきたいという要求に対応す
るためである。
【0006】その他、マイクロコンピユータによる制御
とすると操作パネルと回路を分離できるため構造が自由
になるという実装上の理由や回転つまみからタツチキー
による操作が実現できるという理由による。
【0007】ところでこの場合にはマイクロコンピユー
タによつて発生されたシリアルデータを音質調整回路で
解読し、回路の特性を設定する必要がある。通常このよ
うなシリアルデータを発生する場合、単に音質調整回路
の制御データだけでなく音量の調整、バランス、フエー
ダ(前後に配置されたスピーカの音量のバランス)、ラ
ウドネスのオン/オフ、入力切換等の制御データを加え
てシリアルデータを構成することが多い。データの語長
は20〜40ビツトになるのが一般的である。
【0008】このようなシリアルデータによる調整は、
図4に示す負帰還型の音質調整回路1のボリウム式可変
抵抗RB及びRTによる調整に代えて図5に示すデコー
ド回路2による抵抗値の選択によつてなされる。
【0009】すなわちデコード回路2は、シリアルデー
タDの取り込み、記憶、パラレルデータへの変換をシフ
トレジスタ3、ラツチ回路4、2進−パラレル変換回路
5を順次介して実行し、可変抵抗を構成する抵抗列6の
いづれか一つを選択するようにスイツチ列7で切り換え
るようになされている。
【0010】このデコード回路2は、大規模デイジタル
回路に適し、かつ抵抗やスイツチ回路の実現が容易とい
う理由によりCMOS集積回路が用いられるのが一般的
であり、他の容量や演算増幅器は外付けの回路素子によ
つて構成される。従つて従来の場合には、音質調整回路
のうちデイジタル回路、抵抗列、スイツチ列はCMOS
集積回路によつて、またアナログ回路は外付け回路によ
つて構成するようになされている。
【0011】ところが最近では実装率を向上させるため
アナログ回路部分を含めて1チツプ内に集積する要求が
でてきている。しかし図4に示すような回路ではコンデ
ンサC1及びC2を外付けにするために4つのピンが少
なくとも必要となつてピン数が増加する問題があり、ま
たグラフイツクイコライザのように調整するバンド数が
増える場合にはピン数が増えすぎる問題があつた。
【0012】本発明は以上の点を考慮してなされたもの
で、従来に比して一段と小型かつピン数の少ない音質調
整回路を提案しようとするものである。
【0013】
【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め本発明においては、入力抵抗RO1、RX1を介して
非反転入力端に入力信号VINが印加されると共に、出力
信号VOUT を出力端子に接続される帰還抵抗RO2、R
X2を介して反転入力端に帰還する演算増幅手段OP1
と、入力信号VINより所定周波数成分を抽出すると共
に、抽出された周波数成分の利得を調整して出力する制
御手段11と、制御手段11より出力される調整出力を
演算増幅手段OP1の非反転入力端又は反転入力端に切
り換えて供給し、入力信号VINの強調又は減衰を調整す
る切換手段10、17とを備えるようにする。
【0014】また本発明においては、制御手段11は、
入力信号VINより所定周波数成分を抽出するフイルタ回
路12と、外部より与えられるシリアルデータDに基づ
いて利得を調整する利得制御回路13、14、15とを
備えるようにする。
【0015】さらに本発明においては、フイルタ回路1
2は、ローパスフイルタ、バンドパスフイルタ又はハイ
パスフイルタのいづれかでなるようにする。
【0016】さらに本発明においては、互いに異なる周
波数成分を抽出する複数の制御手段11と、当該各制御
手段11に対応し、各制御手段11より出力される調整
信号を演算増幅手段OP1の非反転入力端又は反転入力
端に切り換えて供給する複数の切換手段16、17とを
備え、各制御手段の調整出力を演算増幅手段OP1の非
反転入力端又は反転入力端にそれぞれ独立に切り換えて
供給し、入力信号の強調又は減衰を各周波数成分ごと調
整するようにする。
【0017】
【作用】入力信号VINより抽出した所定周波数帯域の調
整信号を演算増幅手段OP1の非反転入力端又は反転入
力端に切り換えて供給することにより入力信号VINの所
定周波数成分を強調又は減衰することができ、また制御
手段11の利得を調整することにより強調又は減衰され
る調整量を調整することができる。このように2組の制
御を独立に調整できることにより調整のために必要であ
つたスイツチの数を従来に比して一段と低減することが
できる。
【0018】また調整する帯域をフイルタ12として構
成することにより容量は一端接地で良いため従来に比し
て容量の外部接続に必要な端子の数を一段と低減するこ
とができる。
【0019】
【実施例】以下図面について、本発明の一実施例を詳述
する。
【0020】図1において10は全体として音質調整回
路を示し、差動増幅回路を構成する演算増幅回路OP1
の非反転入力端又は反転入力端のいづれか一方の入力端
に入力信号VINから所定帯域の信号成分を抽出して注入
し、対応する帯域の入力信号VINを減衰又は強調するよ
うになされている。
【0021】この実施例の場合、所定周波数成分の抽出
に用いられる制御回路11は1系統のみであり、高音の
調整に用いられるようになされている。
【0022】音質調整回路10は、入力信号VINを入力
抵抗RO1及びRX1を介して非反転入力端に入力する
と共に、出力信号VOUT を帰還抵抗RO2及びRX2を
介して反転入力端に入力するようになされ、非反転入力
に与えられる入力をフイルタ12、抵抗列13、スイツ
チ列14及び緩衝増幅回路15によつて構成される制御
回路11に入力するようになされている。
【0023】ここで制御回路11は、フイルタ12を介
して調整したい周波数帯域の信号成分のみを通過させる
と、通過された周波数成分の利得をスイツチ列14を切
り換えることにより調整するようになされている。この
ように選択された帯域の信号成分を制御回路11は緩衝
増幅回路15によつて一定の増幅率で増幅し、印加電圧
切換回路16及び17に供給する。
【0024】印加電圧切換回路16及び17は、制御回
路11より出力されたフイルタ出力S1と接地電位GN
Dのいづれか一方を入力抵抗RX1又は帰還抵抗RX2
に供給するようになされている。ここで印加電圧切換回
路16及び17は、入力信号VINを減衰したい場合には
フイルタ出力S1を入力抵抗RX1を介して非反転入力
端に加算し、逆に強調したい場合には帰還抵抗RX2を
介して反転入力端に加算するようになされている。
【0025】以上の構成において、制御回路11の伝達
関数を−H(S)とし、また入力抵抗RO1、RX1及
び帰還抵抗RO2、RX2の抵抗値にRO=RO1=R
O2及びRX=RX1=RX2の関係が成立するとし
て、入力信号VINを減衰させる場合の動作について解析
する。
【0026】この場合、フイルタ出力S1は入力抵抗R
X1を介して非反転入力端に加算されており、この状態
をA点より見ると、入力抵抗RX1が入出力端子に接続
された2端子回路と見ることができる。従つてそのイン
ピーダンスZ(S)は、次式
【数1】 と表される。
【0027】このときの入出力間の伝達関数TC(S)
を求めると、次式
【数2】 で与えられる。この音質調整回路10の伝達関数TC
(S)は、伝達関数H(S)が0のとき1となり、制御
回路11の伝達関数H(S)が増加するほど伝達関数T
C(S)は小さくなる。このように入力信号VINを減衰
させることができることが分かる。
【0028】これに対して入力信号VINを強調する場合
の動作について解析する。この場合、フイルタ出力S1
は帰還抵抗RX2を介して反転入力端に加算されてお
り、この状態における入出力間の伝達関数TB(S)
は、次式
【数3】 となる。
【0029】この(3)式で表される伝達関数TB
(S)は、(2)式で表される伝達関数TC(S)の逆
関数である。従つて伝達関数をデシベル〔dB〕で表す
とそれはT(S)=1の軸に対して対称となり、減衰時
の特性と強調時の特性を互いに逆特性にそろえることが
できる。
【0030】このように印加電圧切換回路16及び17
の出力を切り換えることにより減衰と強調を切り換える
ことができるが、またそのときの調整量の絶対値は制御
回路11の利得を調整することによつて調整することが
できる。例えばフイルタ12をハイパスフイルタとし、
制御回路11の利得を最大値より徐々に下げると、図3
に示すように調整量の絶対値はL(+1)、L(+
2)、L(+3)又はL(−1)、L(−2)、L(−
3)と徐々に小さくなる。
【0031】以上の構成によれば、非反転入力端に与え
られる入力のうち所定帯域を通過した周波数成分である
フイルタ出力S1を非反転入力端又は反転入力端に切り
換えて加算することにより、入力信号VINの強調と減衰
を切り換えることができる。
【0032】またこのときの調整量の絶対値は制御回路
11の利得を調整することにより調整することができ、
このように調整量の絶対値と強調又は減衰の切り換えを
分離することができることによりスイツチ類を減少させ
ることができる。例えば2〔dB〕きざみで±14〔d
B〕の調整幅を実現したい場合、従来では15個必要で
あつたスイツチを本発明では調整量と強調又は抑圧の切
り換えとなるので8個+2個の計10個のスイツチで構
成することができる。
【0033】さらにこのとき伝達特性は調整量の絶対値
も含めて強調時と減衰時で対称となり、音質調整にとつ
て望ましい特性を容易に得ることができる。
【0034】またフイルタ回路12によつて調整帯域を
設定することができるため従来に比してピン数を一段と
低減することができ、これによりICの形状を一段と小
型形状にすることができる。例えば2バンドの音質調整
回路の場合、2つの容量を1端接地によつて構成できる
ため従来技術では4ピン必要であつた端子を2ピンで構
成することができる。
【0035】なお上述の実施例においては、音質調整回
路10に用いられる制御回路11を1つ設け、そのフイ
ルタ回路12をハイパスフイルタとすることにより高音
調整のみを実現する場合について述べたが、本発明はこ
れに限らず、低音のみを調整するようにしても良い。
【0036】また高音と低音の2バンドについて強調又
は減衰を調整したい場合には2つの制御回路を並列に接
続し、またグラフイツクイコライザのように複数のバン
ドについて強調又は減衰を調整したい場合にはバンド数
だけ制御回路を並列接続し、その出力を非反転入力端又
は反転入力端に切り換えて供給すれば良い。
【0037】また上述の実施例においては、フイルタ回
路12に用いる容量を外付けとする場合について述べた
が、本発明はこれに限らず、調整帯域はフイルタによつ
て設定されるため、このフイルタ回路12をモノリシツ
クフイルタ技術やSCF(スイツチドキヤパシタフイル
タ)技術との組み合わせによつて構成すれば、全ての素
子を完全にIC内に構築することができる。
【0038】
【発明の効果】上述のように本発明によれば、入力信号
より抽出した所定周波数帯域の調整信号を演算増幅手段
の非反転入力端又は反転入力端に切り換えて供給すると
共に、制御手段の利得を調整して調整信号を出力するこ
とにより、入力信号の所定周波数成分を強調又は減衰で
きると共に、その際の調整量の絶対値も調整することが
できる。このように信号の強調又は減衰とその調整量の
制御を独立に調整することができることにより調整のた
めに必要となるスイツチの数を従来に比して一段と低減
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による音質調整回路の一実施例を示すブ
ロツク図である。
【図2】その制御回路の構成を示す接続図である。
【図3】その伝達特性の説明に供する特性曲線図であ
る。
【図4】従来の音質調整回路を示す接続図である。
【図5】そのデコード回路の説明に供するブロツク図で
ある。
【符号の説明】
1、10……音質調整回路、11……制御回路、12…
…フイルタ、13……抵抗列、14……スイツチ列、1
5……緩衝増幅回路、16、17……印加電圧切換回
路。

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】入力抵抗を介して非反転入力端に入力信号
    が印加されると共に、出力信号を出力端子に接続される
    帰還抵抗を介して反転入力端に帰還する演算増幅手段
    と、 上記入力信号より所定周波数成分を抽出すると共に、抽
    出された周波数成分の利得を調整して出力する制御手段
    と、 上記制御手段より出力される調整出力を上記演算増幅手
    段の非反転入力端又は反転入力端に切り換えて供給し、
    上記入力信号の強調又は減衰を調整する切換手段とを具
    えることを特徴とする音質調整回路
  2. 【請求項2】上記制御手段は、上記入力信号より所定周
    波数成分を抽出するフイルタ回路と、 外部より与えられるシリアルデータに基づいて利得を調
    整する利得制御回路とを具えることを特徴とする請求項
    1に記載の音質調整回路。
  3. 【請求項3】上記フイルタ回路は、ローパスフイルタ、
    バンドパスフイルタ又はハイパスフイルタのいづれかで
    なることを特徴とする請求項2に記載の音質調整回路。
  4. 【請求項4】互いに異なる周波数成分を抽出する複数の
    上記制御手段と、 当該各制御手段に対応し、各制御手段より出力される調
    整信号を上記演算増幅手段の非反転入力端又は反転入力
    端に切り換えて供給する複数の切換手段とを具え、上記
    各制御手段の調整出力を上記演算増幅手段の非反転入力
    端又は反転入力端にそれぞれ独立に切り換えて供給し、
    上記入力信号の強調又は減衰を各周波数成分ごと調整す
    ることを特徴とする請求項1に記載の音質調整回路。
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