JP4234002B2 - 歪み検出器 - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は歪み検出器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
歪み検出器は良く知られている。頻繁に、オーディオセットのパワー増幅器の出力において歪みが生じる場合に、単一のトランジスタの形をとる単純なアナログ信号クリップ検出器が利用される。このとき、例えば自動的に音声の再生の音量を自動的に下げるために、歪み情報が利用されることができる。しかしながら、前記歪み情報は、バスブーストのような他の歪みに敏感なパラメータを制御するためにも利用されることができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
かような歪み検出器についての主たる問題は、前記歪み検出器が信号のクリッピングが起こる点の歪みによって歪みを検出することである。その結果、実際にはより大きな量の歪みが許容され得るのに、非常に小さな歪みさえも前記検出器を作動させてしまうことが起こり得る。
【０００４】
知られた歪み検出器においては、歪みパルスの形をとるクリッピング信号が生成される。ここで前記クリッピング信号は、クリッピングが起こる点から該クリッピングが終わる点までアクティブ（active）である。前記クリッピング信号がアクティブである間の時間はクリッピング時間ΔＴｃｌと呼ばれる。歪みの量が大きいほど、前記クリッピング時間従って前記歪みパルスの長さは長くなる。しかしながら、前記歪みパルスの振る舞いは歪まされた前記信号の周波数に依存する。低い周波数の低い歪みを持つ正弦波は、より高い歪みを持つ幾分高い周波数のものと同じ歪みパルスを持ち得る。それ故、前記クリッピング時間は大まかには歪みの量についての尺度にはならない。
【０００５】
本発明の目的は、上述の問題を克服し、許容できる及び調節できる歪みの量を考慮に入れた、例えば音声の再生の音量を自動的に下げるために信頼性高く利用され得る、前記クリップされた信号の周波数に依存しない信号が得られるような手段による歪み検出器を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば前記歪み検出器は、歪みパルスを生成するクリップ検出器と、前記歪みパルスのデューティサイクルを算出する処理手段と、算出された前記デューティサイクルが特定の閾値を超えている場合に制御信号を供給する比較器手段とを有する。前記制御信号は例えば音声の再生の音量を自動的に下げるために利用されることができる。本発明は、所謂ＴＨＤ（全高調波歪み）が前記歪みパルスの前記デューティサイクルの関数であるという見識に基づく。前記ＴＨＤに関する情報は、例えば米国特許ＵＳ−Ａ−５４３０４０９におけるようにクリップされた信号のレベルからは得られず、該信号のデューティサイクルから得られる。
【０００７】
以下、図を参照しながら本発明の実施例はより詳細に説明される。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１は、クリップされない場合の信号のレベルＡｓｉｇｎを持つ正弦波入力信号Ａｓｉｇｎｓｉｎωｔを示す。前記信号がレベルＡｃｌにおいてクリップされる場合、点線で示された歪みパルスが得られる。前記歪みパルスの長さはΔＴｃｌ＝Ｔｃｌ−２ｔ１である。ここでＴｃｌは歪み信号の周期を示す。
【０００９】
前記歪みパルスのデューティサイクルはΔＴｃｌ／Ｔｃｌ＝１−２／π・ａｒｃｓｉｎ〔Ａｃｌ／Ａｓｉｇｎ〕である。前記ＴＨＤが比〔Ａｃｌ／Ａｓｉｇｎ〕の関数であることが既に知られているように、前記ＴＨＤはデューティサイクルΔＴｃｌ／Ｔｃｌの関数でもある。
【００１０】
図２は、歪みパルスを供給するクリップ検出器１と、該歪みパルスのデューティサイクルΔＴｃｌ／Ｔｃｌを算出する算出手段２と、算出された前記デューティサイクルが特定の閾値を超える場合に制御信号を供給する比較器手段３とを示す。前記制御信号は音声の再生の音量を制御するために利用される。前記算出手段は、歪みの立ち上がりが出現する時間を検出するユニット４と、歪み信号の立ち下がりが出現する時間を検出するユニット５とを有する。歪みパルスの立ち上がりにおいて、ΔＴｃｌカウンタ６及びＴｃｌカウンタ７が起動される。前記歪みパルスの立ち下がりにおいて、ΔＴｃｌカウンタ６は停止され読み出される。次の歪みパルスの立ち上がりが検出されるとすぐに、Ｔｃｌカウンタ７が読み出され、両方のカウンタがリセットされ次のサイクルが開始される。カウンタ６及び７の位置は除算器ユニット８に登録され、除算器ユニット８においてデューティサイクルΔＴｃｌ／Ｔｃｌが算出される。算出された前記デューティサイクルは比較器手段３に供給される。比較器手段３は、前記歪みパルスの前記デューティサイクルに対する、百分率のＴＨＤのテーブルを有しても良い。該テーブルは数値的ＦＦＴ分析を介して決定されることができる。許容されるべき特定の歪みの百分率が調節されることができる。算出されたデューティサイクルが、この調節された閾値を超えている場合、すなわち、算出されたデューティサイクルに対応する歪みの前記百分率が特定の百分率を超える場合、音声の再生の音量を下げるために制御信号が供給される。
【００１１】
前記歪み検出器における前記算出はハードウェアによって行うことができるが、例えばオーディオ装置のような前記歪み検出器が適用されるような装置においては大抵マイクロプロセッサは既に存在するため、前記算出及び比較手段の機能をソフトウェアによって実行することは便利である。
【００１２】
本発明は、添付する図を参照しながら説明された実施例によって限定されるものではなく、請求項の範囲内に入る全ての変更を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】クリッピングの無い正弦波入力信号及び特定のレベルで該入力信号がクリップされる場合のクリッピングパルスを示す。
【図２】本発明による歪み検出器の模式図である。

Claims (5)

  1. 入力信号のクリッピングが起こる点から該クリッピングが終わる点までアクティブである歪みパルスを生成するクリップ検出器と、前記歪みパルスのデューティサイクルを算出する処理手段と、算出された前記デューティサイクルが特定の閾値を超えている場合に制御信号を供給する比較器手段と、を有する歪み検出器。
  2. 前記処理手段は、歪みパルスの立ち上がり及び立ち下りの出現を検出する検出ユニットと、前記歪みパルスの長さ及び前記歪みパルスの周期を決定するために前記検出ユニットの出力信号によって制御されるカウンタと、前記歪みパルスの長さ及び前記歪みパルスの周期から前記歪みパルスのデューティサイクルを算出する除算器手段とを有することを特徴とする、請求項１に記載の歪み検出器。
  3. 前記比較器手段は、デューティサイクル値に対する歪みの百分率のテーブルを持つメモリと、算出された前記デューティサイクルに対応する前記歪みの百分率が特定の歪みの百分率を超えているか否かを決定する手段とを有することを特徴とする、請求項１又は２に記載の歪み検出器。
  4. 前記処理手段及び比較器手段が、マイクロプロセッサによって実現されることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の歪み検出器。
  5. 算出された前記デューティサイクルが特定の閾値を超えている場合に音声の再生の音量を下げるための、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の歪み検出器を備える音響機器。
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