JP3664007B2 - 磁気テープ信号音質補正回路 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はオーディオ機器の技術分野に属し、特に磁気テープから他の録音媒体への録音時の音質補正技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、オーディオ業界においてはコンパクト・カセット・テープ（以下、Ｃカセットとも称する。）を典型とする磁気テープに代わり、ミニディスク（ＭＤ）、ＣＤ−Ｒ（ＣＤ−Recordable）等のデジタル録音媒体が台頭しつつある。そこで過去の遺産である磁気テープに記録されたオーディオ信号をこれら新しい録音媒体に音質補正した上で保存したいというユーザー・ニーズが少なからずある。
【０００３】
つまり、アナログ録音された磁気テープは、経年変化によりその磁力が落ち、特に高音域での劣化は顕著である。また、接触抵抗によるテープの磨耗も問題であり、高音域の音質劣化原因の最大の要因となっている。
【０００４】
そこで前記新しい記録媒体に音質補正した上でダビングを企てた場合に、今まではその手段としてグラフィック・イコライザやデジタル・シグナル・プロセッサ（ＤＳＰ）を用いていた。
【０００５】
前者のグラフィック・イコライザによる音質補正は、劣化した特性補正を行う最もポピュラーな方式であるが、通常にユーザーが音質コントロールを行う事と同次元の処理と言える。即ち、不足している帯域（特に高音域）を該当のポールを選択してゲイン補正するのである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記グラフィック・イコライザによる高音域補正の最大の欠点は、信号ゲインを上げることでノイズ成分も増幅されてＳ／Ｎ比が悪化してしまい、たいへん聴きづらい音質になりかねないことである。特に、Ｄレンジの広いクラッシック等の楽曲の信号の出ていない静かな間奏部分ではノイズが気になってしまう。その代表的な特性を図６（縦軸に利得（ＧＡＩＮ）、横軸に周波数ｆをとる。）に示す。図６において、信号特性の高音域側を例えば１０ＫＨｚで８ｄＢ利得を上げる右上がりの補正を行うと、高音域側のノイズ特性も同様に１０ＫＨｚで約８ｄＢの増加となってしまい、信号が無い無音状態ではノイズが気になるのである。
【０００７】
また、デジタル・シグナル・プロセッサによる音質補正手段は、ＤＳＰを搭載する高級オーディオ機器なら採用可能であろうが、コスト面でＤＳＰを搭載していない普及価格商品への展開には向いていない等の問題がある。
【０００８】
本提案はこれらの問題を払拭した、磁気テープ信号補正回路を廉価で提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、左右２チャンネル（Ｌ／Ｒ）を有する磁気テープ信号の和信号と差信号の何れかを選択する切換スイッチＳＷ１を備える和／差信号切換回路９と、前記和／差信号切換回路９にて選択された前記磁気テープ信号の和信号または差信号を検出する信号検出回路２と、前記信号検出回路２で検出した和信号または差信号の高音域側のみを選択するフィルタ回路３と、その高音域側の信号を検波する検波回路４と、複数の時定数回路の選択スイッチＳＷ２を備えて前記検波回路４にて検波された高音域検出信号を制御することで高音域強調の補正レベルの切換を行う時定数切換回路８と、前記時定数切換回路８を介した高音域検出信号Ｓが所定のレベルを超えた場合にのみ左右２チャンネルの磁気テープ信号の高音域側のゲインを各々上げて強調する高音域補正回路５、６と、を備えることを特徴とする磁気テープ信号音質補正回路２０を提供することにより上記課題を解決する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１１】
図１は本発明による基本的構成の磁気テープ信号音質補正回路のブロック図であり、図２は本発明によるより好適な磁気テープ信号音質補正回路のブロック図である。図３は図２のブロック図を具体化した回路図である。
【００１２】
本発明の磁気テープ信号音質補正回路の最大の特長は、Ｓ／Ｎ比をさほど悪化させずに高音域側のみを信号がある時のみ補正して、リアルタイム再生／録音を可能とした点である。
【００１３】
即ち、図１において、磁気テープ信号音質補正回路１０は、コンパクト・カセットブロック１からの左右２チャンネル（Ｌｃｈ／Ｒｃｈ）を有する磁気テープ信号の和信号（Ｌ＋Ｒ）または差信号（Ｌ−Ｒ）を検出する信号検出回路２と、前記信号検出回路２で検出した和信号（Ｌ＋Ｒ）または差信号（Ｌ−Ｒ）の高音域側のみを選択するフィルタ回路３と、その選択した高音域側の信号を検波する検波回路４と、前記検波された高音域検出信号Ｓが所定のレベルを超えた場合にのみ左右２チャンネルの磁気テープ信号（Ｌ／Ｒ）の高音域側のゲインを上げて各々強調する高域補正回路５、６と、を備え、この補正された出力は再生系の次段及び録音機７（ＭＤやＣＤ−Ｒの録音機）に接続されており、それぞれの信号補正が図られる。なお、上記フィルタ回路３としては、ハイパスフィルタでもよいが、好ましくはバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）として、例えば４ＫＨｚから１６ＫＨｚ付近までの高音域の信号のみを検波回路４へ送る。
【００１４】
上記磁気テープ信号の和信号（Ｌ＋Ｒ）または差信号（Ｌ−Ｒ）のどちらを検出するかは任意であるが、ステレオ信号では両者で僅かの聴感上の違いが生じ、一般に和信号の場合の方がハードな感覚であり、差信号の場合はナチュラルな感覚でステレオ感が高い。また、モノラル信号の場合は差信号では信号が出ないので和信号による方が本発明の高域補正が可能なので望ましい。
【００１５】
以上の考察からすれば、上記信号検出回路２に磁気テープ信号の和信号（Ｌ＋Ｒ）または差信号（Ｌ−Ｒ）の何れを検出するかは固定せずにユーザーが任意に選択できるようにする方が多様なユーザーの嗜好、ニーズに答える意味で好ましい。
【００１６】
然るに、図２に示されるより好適な磁気テープ信号音質補正回路２０では、前述の構成に加えて磁気テープ信号の和信号と差信号の何れかを選択する和／差信号切換回路９を信号検出回路２の入力側に追加している。この和／差信号切換回路９は、信号がモノラルであるかモノラルに近いソースの場合は左右２チャンネルのＬ／Ｒの和信号（Ｌ＋Ｒ）で信号検波を行い、Ｌ／Ｒそれぞれ単独でも高域補正を可能とする。逆に信号がステレオの場合は差信号検波を行うことで、聴感的な違和感を取り除きＬ／Ｒのセパレーションを広げる音場拡大を可能としている。それぞれの検波方式は切換スイッチＳＷ１により制御可能であり、ユーザーが楽曲とのマッチングを自由に選択できるようになっている。
【００１７】
次に、図１の基本的構成では磁気テープ信号の和／差信号の所定レベルに応じた高音域強調を基本原理としているため、該所定レベルの設計段階での一義的設定に依存した限定補正しか行えない不満がある。つまり高音域強調の補正レベル（高音域補正の効果の応答性）をユーザー好みの音感となるように選択できるようにするのが好ましい。
【００１８】
然るに、図１の基本的構成に加えて検波回路４にて検波された高音域検出信号Ｓが複数の時定数回路の選択スイッチＳＷ２を備える時定数切換回路８を介して高域補正回路５、６に接続されている図２に示される磁気テープ信号音質補正回路２０の構成とする。
【００１９】
この補正レベルの切換を行う時定数切換回路８の選択スイッチＳＷ２により、高音域検出信号Ｓを制御することで高音域強調の補正レベルをユーザー自身が選択的に変えられるようにして、多様な音楽ジャンルヘの適用（リズム感等の違いに対応したレスポンス向上）を可能にしている。
【００２０】
以下、上記和／差信号切換回路９と補正レベルの切換を行う時定数切換回路８とを加えた図２の磁気テープ信号音質補正回路２０を具現化する実際の回路を図３及び図４を基に説明する。
【００２１】
コンパクト・カセットブロック１からのＬ／Ｒ音声信号出力は、和／差信号切換回路９の切換スイッチＳＷ１を経由して、信号検出回路２のオペアンプに入力される。前記切換スイッチＳＷ１の切換によりオペアンプは差動増幅か加算増幅かを選択できる。
【００２２】
その後、フィルタ回路３としての２次ＨＰＦ及び１次ＬＰＦで構成されたＢＰＦにて所望の周波数帯域を選択する。ここでコンデンサＣ４、Ｃ５を２２０ｐＦ、抵抗Ｒ５を１５ＫΩ、抵抗Ｒ６を２２０ＫΩ、抵抗Ｒ８を８．２ＫΩとすることで２次ＨＰＦの遮断周波数はＦL＝１０１７０Ｈｚとなる。一方、抵抗Ｒ９を３．３ＫΩ、コンデンサＣ７を５６０ｐＦとすると、ＦHは８６０３９Ｈｚとなる。両者により構成される帯域はＢＰＦ＝１０１７０〜８６０３８Ｈｚとなる。
【００２３】
検波回路４はダイオードＤ１〜Ｄ３による２倍電圧整流器と平滑回路で構成する。その整流出力は安定化の為にトランジスタＴＲ１、ＴＲ２で構成されるバッファ回路を経由して高音域検出信号Ｓとして時定数切換回路８に接続する。時定数切換回路８はコンデンサＣ１１と抵抗Ｒ１５で決まる時定数回路と、抵抗Ｒ１６を加えた時定数回路とを選択ＳＷ２で切換することで、時間あたりの検波出力の積分値が決定できる。つまり次段の高域強調のレベルの制御が可能となる。なお、本実施例では２段切換としているが、それ以上の多段切換もできることは勿論である。
【００２４】
高域補正回路５、６はＬ／Ｒそれぞれに具備する。またこの高域補正回路５（高域補正回路６も以下同様）は、コンデンサＣ１２、抵抗Ｒ１８、抵抗Ｒ１９及びＦＥＴ１で構成された１次フィルタであり、動作は前段である検出回路４に依存し、ＦＥＴ１、ＦＥＴ２のゲートに接続された高音域検出信号ＳによってＯＮ／ＯＦＦが制御される。その原理及び特性図を示す図４において、ＦＥＴ１がＯＮされた場合にその特性は図４のＯＮモードとなる。逆にＯＦＦモードの場合は本１次フィルタは作動せず非強調モードとなる（ＯＦＦモード）。
【００２５】
例えば抵抗Ｒ１８を１０ＫΩ、コンデンサＣ１２を０．００３９μＦ、抵抗Ｒ１９を６．８ＫΩとした高音域強調の帯域は、
ｆ１＝１／２π・Ｃ１２・Ｒ１８＝４０７７Ｈｚ
ｆ２＝Ｒ１８・Ｒ１９／２π・Ｃ１２・（Ｒ１８＋Ｒ１９）＝１６５１７９Ｈｚ
で与えられる範囲でゲインが増加する（１０ＫＨｚで約８ｄＢ）。
【００２６】
以上の動作が実際のミュージック・ソースのレベルに対応して行われることで高域補正回路５、６はアクティブな制御を行い、高音域の信号が殆どない時（ＯＦＦモード時）は高域強調を行わずノイズの増加を回避している。
【００２７】
図５の特性図は実際のミュージック・ソースを１分間再生した時の本高音域強調補正回路を動作させた場合（ＥＦＦＥＣＴ ＯＮ）と動作させなかった場合（ＥＦＦＥＣＴ ＯＦＦ）での積算ノイズ分布特性を表す図である。図から動作させた場合とさせなかった場合とでは僅かに２ｄＢの積算ノイズの増加に抑えられていることが判る。つまり、高音域補正は信号検出時のみに限定されるため、Ｓ／Ｎ比が悪化せず、高音域の音声が出力されている時（時間的割合は少ないのが通常である。）の補正に伴うノイズ増加はマスキング効果で気にならないのである。
【００２８】
なお、付言すれば、コンパクト・カセット・ブロック１のオーディオ機器としての品位は規定していない。また、録音機７も限定するものではないが、現時点としてはデジタル録音機としてＭＤ録音機、ＣＤ−Ｒ録音機等が考えられる。
【００２９】
また、再生系／録音系のそれぞれに高音域補正回路５、６を具備してもなんら問題はない。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る磁気テープ信号音質補正回路は下記の優れた効果を有する。
（１） 過去の資産でもある磁気記録テープの劣化してしまった高音域の補正がＳ／Ｎを悪化させずにでき、音のグレードアップが図れる。
（２） 高音域が補正された磁気テープの音声が再生と同時に、他の記録媒体に保存できる。
（３） ユーザーが好みに応じて高音域補正の強調を和／差信号検出回路の選択スイッチで任意に選択できる。
（４） 高音域補正の強調のレベルを補正レベル切換回路の切換スイッチにより選ぶことができ、多様な音楽ジャンルにユーザー好みの適用が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による基本的構成の磁気テープ信号音質補正回路のブロック図である。
【図２】 本発明によるより好適な磁気テープ信号音質補正回路のブロック図である。
【図３】 図２のブロック図を具体化した回路図例である。
【図４】 高域補正回路の原理及び特性図を示す図である。
【図５】 実際のミュージック・ソースを１分間再生した時の積算ノイズ分布特性を表す図である。
【図６】 グラフィック・イコライザで高音域補正を行った場合の代表的な音声信号とノイズの特性図である。
【符号の説明】
１ コンパクトカセットブロック
２ 信号検出回路
３ フィルタ回路
４ 検波回路
５、６ 高域補正回路
７ 録音機
８ 時定数切換回路
９ 和／差信号切換回路
１０、２０ 磁気テープ信号音質補正回路
ＦL 低域側遮断周波数
ＦH 高域側遮断周波数
Ｓ 高音域検出信号
ＳＷ１、ＳＷ２ 切換スイッチ

Claims (1)

1. 左右２チャンネルを有する磁気テープ信号の和信号と差信号の何れかを選択する切換スイッチを備える和／差信号切換回路と、前記和／差信号切換回路にて選択された前記磁気テープ信号の和信号または差信号を検出する信号検出回路と、前記信号検出回路で検出した和信号または差信号の高音域側のみを選択するフィルタ回路と、その高音域側の信号を検波する検波回路と、複数の時定数回路の選択スイッチを備えて前記検波回路にて検波された高音域検出信号を制御することで高音域強調の補正レベルの切換を行う時定数切換回路と、前記時定数切換回路を介した高音域検出信号が所定のレベルを超えた場合にのみ左右２チャンネルの磁気テープ信号の高音域側のゲインを各々上げて強調する高音域補正回路と、を備えることを特徴とする磁気テープ信号音質補正回路。

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