JP4712263B2 - オーディオブースタ回路 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子増幅器の分野に関し、特に、ウーファのサイズ縮小の結果として生じるスピーカ性能の低下を補償するように予め定められた帯域幅以内で信号を増大するための信号調整回路の分野に関する。
【0002】
【従来の技術】
状態変数前置増幅器を有する低入力信号帯域幅圧縮器及び増幅器制御回路に関する米国特許第5736897号が、カリフォルニア州、ハンティントンビーチのビービーイー サウンド(BBE Sound)に発明を譲渡したポール ゲイゴン(Paul Gagon)に1998年4月7日に与えられた。この特許の内容は、そのままここに参照文献として取り入れられる。その発明者及び出願人は本発明と共通である。この米国特許は状態変数フィルタの使用を開示している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来のオーディオブースタ回路では、なお、性能の向上と安定性に欠けている。
【0004】
本発明の課題は、このような問題点を解決し、性能の向上及び安定を容易に得ることができるオーディオブースタ回路を提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
すなわち、上記目的を達成するために、本発明のオーディオブースタ回路は、前置増幅器として、状態変数帯域フィルタ(State−Variable Band−Pass Filter)と協同動作する無限利得複数帰還帯域フィルタ(Infinite Gain Multiple Feedback Band−Pass Filter)の使用を提案するものである。
【0006】
第一の実施態様では、本発明のオーディオブースタ回路は、高、低、及び中周波数帯域の周波数信号成分を有するプログラム入力信号に応答してバッファされたバッファドプログラム信号を提供する入力バッファを有している。バッファドプログラム信号を入力とし、これを反転した反転バッファドプログラム信号として出力する全域位相反転器に供給される。上記バッファドプログラム信号は、また、予め定められた「Q」を有する帯域フィルタへも供給される。この帯域フィルタは、バッファドプログラム信号に応答して、反転されかつ帯域で増大された反転帯域増大プログラム信号を提供する。合算増幅器が、前記反転バッファドプログラム信号を前記反転帯域増大プログラム信号に加え、出力信号として一つの合成プログラム信号をパワー増幅器とスピーカとの結合体へ供給する。もう一つの特別な実施態様では、前記帯域フィルタは、中心周波数でピーク利得を有し、かつ、周波数調整手段がこのピーク利得の発生周波数を調整するために設けられている。更に特別の実施態様では、前記帯域フィルタは、一つの第1、第2及び第3抵抗器並びに一つの第1及び第2キャパシタを有している。この帯域フィルタの第1、第2及び第3抵抗器の抵抗値並びに第1及び第2キャパシタのキャパシタンス値は、3から6の範囲の「Q」が得られるように選択される。かつ、第2抵抗器と直列の周波数調整抵抗器が、50Hzから100Hzの範囲内で一つの周波数にピーク利得を位置させるように調整される。
【0007】
第二の代案となる実施態様では、本発明のオーディオブースタ回路は、高、低、及び中周波数帯域の周波数信号成分を有するプログラム入力信号に応答してバッファードプログラム信号を提供する一つの入力バッファを備えており、その入力バッファは、入力プログラム信号を処理して、高、低、及び中周波数帯域の周波数補償した信号成分を得る状態変数フィルタを備える。この状態変数フィルタは、プログラム信号に応答して高周波数補償(された)信号を供給する第一増幅器ステージと、第一増幅器ステージの出力に応答して中周波数帯域の周波数補償(された)信号を供給する第二増幅器ステージと、第二増幅器ステージの出力に応答して低周波数補償(された)信号を供給する第三増幅器ステージとを備える。
【0008】
前記入力バッファは、更に、これら高周波数帯域補償信号、低周波数帯域補償信号及び中周波数帯域補償信号を合算するための状態変数合算増幅器と、これら高周波数帯域補償信号と中周波数帯域補償信号との間、および低周波数帯域補償信号との間の利得を調整してバッファードプログラム信号として供給する調整手段とを備える。
【0009】
前記入力バッファは、バッファードプログラム信号を入力で受け、反転バッファードプログラム信号を出力する全域位相反転器に接続する。予め定められた「Q」を有する帯域フィルタが、このバッファードプログラム信号を受けて反転帯域増大プログラム信号を供給する。合算増幅器が、前記反転バッファードプログラム信号をこの反転帯域増大プログラム信号に合算し、合成プログラム信号を供給する。パワー増幅器とスピーカとが、この合成プログラム信号に応答してこの合成プログラム信号に対応した可聴音響を再生する。
【0010】
更に特別な第二の実施態様では、状態変数フィルタにおいて中周波数帯域信号成分は高周波信号成分及び低周波信号成分に関して位相反転される。状態変数フィルタは更に反転及び非反転入力を有する第一の増幅器ステージを備えている。前記プログラム信号は、この反転入力に接続され、かつ抵抗器分割ネットワークが中周波数帯域補償信号に接続される。この抵抗器分割ネットワークは中周波数帯域補償信号の一部を前記第一増幅器の非反転入力に供給する出力を有している。
【0011】
【発明の実施の形態】
図1は、入力14と端子16での出力とを有する入力バッファ12を示すオーディオブースタ回路10のブロック図である。全域位相反転器18は端子16に接続する入力を有し、その出力は端子20に接続されている。固定値Q帯域フィルタ22は端子16に接続する入力と端子24に接続する出力とを有している。合算増幅器26は、端子20に接続する第一入力と、端子24に接続する第二入力と、端子28に接続する出力とを有している。ブロック30はスイッチ34のトランスファー接点32に接続する入力を有するパワー増幅器を表す。パワー増幅器出力36は、図では、スピーカ38に接続されている。
【0012】
入力バッファ12は入力端子14でプログラム入力信号を受けるために結合されている。プログラム入力信号は典型的にはテーププレーヤまたはCDリーダーから受信される。このような信号は、典型的には録音ミュージックのような可聴情報を含み、150mVRMSの範囲での振幅を有し、かつ、高、低、及び中周波数帯域の周波数オーディオ信号成分を有して、端子16にバッファードプログラム信号を提供する。
【0013】
全域位相反転器18は、端子16でバッファードプログラム信号を受けるために結合する入力と、端子20に反転バッファードプログラム信号を提供する出力とを有する。
【0014】
帯域フィルタ22は、パワー増幅器30及びスピーカ38の性能を最適化するために経験により選択された中心周波数で予め定められたQ値を有するように設計されている。帯域フィルタ22は、端子16からバッファードプログラム信号を受けるように接続され、バッファードプログラム信号の低周波数の狭い周波数帯域を増幅しかつ位相反転して、端子24に反転帯域増大プログラム信号を提供している。
【0015】
合算増幅器26は、端子20から第一入力で受ける反転バッファードプログラム信号を、端子24から第二入力で受ける反転帯域増大プログラム信号に加算し、信号の合算値を端子28に合成プログラム信号として出力する。
【0016】
図2はオーディオブースタ回路の第一の実施態様における一形態を示す図である。記入された回路定数は、構築され実験された回路で用いられた値である。仮想ブロック12は単純な単一利得非反転増幅器を備える入力バッファを示す。単一利得反転増幅器でも十分同等に稼働するであろう。増幅器はTL072の1/4に示されている。10μFキャパシタは直流阻止キャパシタである。100pFキャパシタは高周波雑音抑制用である。状態変数フィルタを用いる入力バッファの第二の実施態様は、図3及び4を参照して後に論述する。
【0017】
仮想ブロック18内の全域位相反転器は単一利得反転増幅器である。100pFキャパシタは演算増幅器の安定性を向上させるために用いられる。仮想ブロック22内の帯域フィルタは3から6の予め定められた「Q」を有するように設計されている。選択された「Q」と選択された中心周波数とはパワー増幅器とスピーカとで最高の結果が得られるように実験的に決められている。帯域フィルタは第一、第二、及び第三の抵抗器40、42、及び44それぞれを有し、各抵抗器は第一と第二との端子を有している。このフィルタは、また、第一及び第二のキャパシタ46、48それぞれを有し、各キャパシタも第一と第二との端子を有している。演算増幅器50は反転入力、非反転入力、及び端子24に接続する出力を有している。
【0018】
第一抵抗器40の第一端子は、端子16に接続してバッファードプログラム信号を受ける。第一抵抗器40の第二端子は、ノード52に結合即ち接続されている。第二抵抗器42の第一端子は、第一及び第二のキャパシタ46,48の第一端子と共に上記ノード52に接続している。
【0019】
第二抵抗器42の第二端子は、グランドのような参照電位に接続される。図2の実施態様では、可変抵抗器54が抵抗器56と並列に接続され、この一組が抵抗器42と直列に接続されて帯域フィルタ22のピーク利得を発生する周波数調整用の周波数調整手段を形成している。この調整手段は、並列結合の可変抵抗器54及び抵抗器56に第二抵抗器42を直列とした代わりに単一の等価値抵抗器を選択してもよい。
【0020】
第一キャパシタ46の第二端子は、演算増幅器の反転入力と第三抵抗器44の第一端子とに接続されている。第二キャパシタ48の第二端子は、演算増幅器の出力端子と第三抵抗器44の第二端子とに接続されている。
【0021】
仮想ブロック22の帯域フィルタは、無限利得複数帰還帯域フィルタと呼ばれる。図2の仮想ブロック22で示されるような無限利得複数帰還帯域フィルタの設計は、テキスト「The Active Filter Handbook」(by Frank P.Tedeschi,pg 160−168,Tab Books Inc of Blue Ridge Summit,PA.,17214)に挙げられた例で知ることができる。
【0022】
設計例の代案論述はハンドブック「Handbook Of Operational Amplifiers Active RC Networks」(1966,at pages 32−34 and 78−79,published by the BURR−BROWN RESEARCH,CORPORATION,INTERNATIONAL AIRPORT INDUSTRIAL PARK,TUCBON,ARIZONA 85706)に見ることができる。
【0023】
しかしながら、一組の設計要求事項に対するトポロジイは唯一のものではなくまた与えられたトポロジイに対する値は唯一のものでもない。次の例と等式は、Q、中心周波数f、及びピーク利得Aoが与えられる回路に対して回路定数がどのように決められるか、を示している。一般に、帯域フィルタのQは、中心周波数で帯域幅を割ったものとして定義されている。要求される中心周波数が78.8Hzであるとし、要求されるQが5.4、かつ要求されるピーク利得Aoが1.03であるとする。第一及び第二のキャパシタは、cとして定義されている同一のキャパシタンス値を有する。最初の試行では手ごろな値0.39μFが選択される。上述したハンドブック「Handbook Of Operational Amplifiers Active RC Networks」の設計手順を用いて次の値を求めることができる。
【0024】
c=0.39・10−6、 Q=5.4、
f=78.7、 Ao=1.03、
a=1/Q、 k=2π・f・c、
π=3.14159、 a=0.185、
k=1.928・10−4、 H=Ao/Q、
R1=1/H・k、
R2=1/(2Q−H)・k、
R3=2Q/k、
R1=2.719・104、
R2=488.76、
R3=5.6・104。
【0025】
Qを3に指定すると、キャパシタに同一値を用いて次の抵抗値が計算される。
【0026】
R1=1.51・104、 R2=916.686、及び
R3=3.111・104。
【0027】
R1、R2、及びR3の抵抗値は先の例における第一、第二及び第三の抵抗器の抵抗値に対応する。抵抗値は希望する3から6までの範囲のQに対して得られることがわかるであろう。周波数調整抵抗器54と上記計算でR2を形成するために合体された抵抗器42,56の値は、50から100Hzの範囲の周波数にピーク利得を置くように実験的に計算されかつ決定される。
【0028】
仮想ブロック26内の合算増幅器は、反転バッファードプログラム信号を反転帯域増大プログラム信号に加算して合成プログラム信号を供給するための手段に相当する。抵抗器58は第一及び第二の端子を有する。抵抗器58の第一端子は端子20に接続され、反転バッファードプログラム信号を受ける。抵抗器58の第二端子は演算増幅器の反転入力と帰還抵抗器62の第一端子とに接続される。帰還抵抗器62の第二端子は合算増幅器出力と端子28とに接続する。
【0029】
抵抗器64,66は直列に接続して第一及び第二の端子を有する。直列結合の第一端子は端子24に接続され反転バッファードプログラム信号を受ける。直列結合の第二端子は、また、演算増幅器の反転入力と帰還抵抗器62の第一端子とに接続されている。直列結合の第一端子は端子24に接続され仮想ブロック22内の帯域フィルタから反転帯域増大プログラム信号を受ける。
【0030】
抵抗器64と直列の可変抵抗器66は、合算増幅器の第二入力と直列で、反転帯域増大プログラム信号に対して反転バッファードプログラム信号の相対利得を調整するためのブースト調整抵抗器に相当する。
【0031】
図3は、端子14からの高、低及び中周波数帯域の周波数信号成分を有するプログラム入力信号に応答する状態変数フィルタ72を用いた入力バッファ12の第二代案実施態様のブロック図を示す。入力バッファ12のこの第二代案実施態様は、状態変数フィルタ72と、高、低及び中周波数帯域の周波数信号成分を加算するための状態変数合算増幅器74とを有し、バッファードプログラム信号を供給する。
【0032】
状態変数フィルタは、プログラム信号に応答して高周波数帯域補償信号を供給する第一増幅器ステージ90と、第一増幅器ステージの出力に応答して中周波数帯域補償信号を供給する第二増幅器ステージ98と、中周波数帯域補償信号に応答して低周波数帯域補償信号を供給する第三増幅器ステージ104とを有する。
【0033】
図4において、入力バッファ12は、状態変数合算増幅器74内に可変抵抗器114,116のような利得制御回路を有し、高及び中周波数帯域信号を均衡させ合算している。
【0034】
仮想ボックス72内の状態変数フィルタは、端子14でプログラム入力信号に接続して、プログラム入力信号を処理して高、低、及び中周波数帯域補償信号とする。状態変数合算回路74は、高周波数帯域補償信号、低周波数帯域補償信号及び中周波数帯域補償信号を加算し、端子16にバッファードプログラム信号を供給する。入力バッファーは、また、状態変数合算増幅器74内に調整手段を備えて高周波数帯域補償信号と中周波数帯域信号との間の利得を調整する。
【0035】
三つの帯域信号は、信号線76上の低周波数帯域通過信号Vlp(低周波数帯域補償信号)と信号線78上の中周波数帯域信号Vmp(中周波数帯域補償信号)と信号線80上の高周波数帯域帯域信号Vhp(高周波数帯域補償信号)とにより構成され、状態変数合算増幅器74の各入力に接続する。状態変数フィルタ72により生成される中周波数帯域信号成分は、状態変数フィルタ72によって生成される高及び低の周波数帯域信号成分の位相に対して位相反転される。
【0036】
図4は、状態変数合算増幅器74が演算増幅器82を用い、低域入力84、中域入力86、および高域入力88にそれぞれVlp,Vmp,及びVhp信号を受けてこれらを合算して、出力端子16にバッファードプログラム信号を供給し、さらに、図1に示される全域位相反転器18と帯域フィルタ22とに、図3に示すように上述した回路に供給するか、またはスイッチ34を介して直接、パワー増幅器30へ供給してスピーカ38を駆動する。
【0037】
1998年4月7日公布の状態変数前置増幅器を備えた低入力信号帯域幅圧縮機及び増幅器制御回路に対する米国特許第5736897号で説明されるように、状態変数フィルタ72と状態変数合算増幅器74との結合は、上記米国特許における図1,2に示される三チャネル前置増幅器と同等の機能でかつより低コストの代案実施態様を形成する。
【0038】
再度、図3,4を参照すれば、仮想ブロック90は入力合算制動増幅器回路を表す。端子14のプログラム入力信号と信号76上の低帯域信号Vlpとは、増幅器92の反転入力に供給される。Vmp信号の一部分は制動入力94を介して制動するために増幅器92の非反転入力に供給される。この結果、増幅器92の出力は、信号線80に接続された増幅器出力96に現れるVhp信号である。
【0039】
Vhp信号は、反転及び積分のため仮想ブロック98内に示される第一積分器の負入力に接続され、かつ、信号線80上の状態変数合算増幅器74の高域入力88に接続される。第一積分器98はVhp信号を積分してVmp信号を第一積分器出力102に供給する。Vmp信号は、信号線78上の、入力合算制動増幅回路90の制動入力94に供給される一方、状態変数合算増幅器74の中域入力86に供給される。
【0040】
仮想ブロック104は、信号線78上のVmp信号に応答する第二積分器を表し、Vlp信号を第二積分器出力端子106から状態変数合算増幅器74の低域入力84に信号線76を介して供給する。低帯域信号Vlpは、また、入力合算制動増幅器回路90の第二入力108に供給される。
【0041】
入力合算制動増幅器回路90の制動回路は、制動入力94に接続して中帯域信号Vmpを受ける第一端子を有する入力抵抗器110を備える。抵抗器110の第二端子は、抵抗器112の第一端子と、演算増幅器92の非反転入力とに結合する。抵抗器112の第二端子はグランドのような参照電位に結合される。抵抗器110と112との比は状態変数フィルタの「Q」を確立する。抵抗器110と112との比である利得が高ければ高いほど、Qは高い。図3,4の状態変数フィルタのQは、オーディオに適用した場合、典型的には0.2から2までの範囲にある。図4の回路のQはほぼ0.67である。
【0042】
状態変数フィルタ72の目的の一つは、中周波数帯域信号がより低周波数の帯域とより高周波数の帯域とにおける信号成分からほぼ180度の位相差を持つように、位相を変えかつ利得を上げることである。制動抵抗器の比,増幅器と積分器との利得及び遮断周波数は所望するQ及び帯域に対して設定される。
【0043】
状態変数合算増幅器74は、ユーザが特定の回路及び回路部品の最終調整を行えるように低周波数帯域利得調整器114と高周波数帯域利得調整器116とを有する。状態変数合算増幅器74への入力が調整可能であることによって、ユーザは、Vhp信号及びVlp信号の追加利得を得ることができる。
【0044】
図3,4の状態変数入力バッファ回路は、0から20kHzまでの範囲にわたる周波数スペースで、入力プログラム信号の低周波数信号成分に対する入力プログラム信号の高周波数信号成分の移相を合計で360度得られるように調整可能である。高周波数成分は低周波数に対して360度を得る。
【0045】
状態変数前置増幅器は、また、20Hzでほぼ2.5msの時間遅延を得るように調整される時間遅延を与える。20Hz成分は、高周波成分に対して2.5msまでだけ実時間で物理的に遅延される。オーディオ用の設計は、1987年1月20日公布の米国特許第4638258号のクルークス(Robert C.Crooks)による参照負荷増幅器補正システム(Reference Load Amplifier Correction System)で教えられる。この米国特許第4638258号の内容はここにそっくり参照される。
【0046】
再度、図4を参照すれば、リアクタンスチャートのチェックによって、中周波数帯域増幅器98の遮断周波数がほぼ2.24kHzであることが判るであろう。低周波数帯域増幅器104の遮断周波数は一オクターブ当り3dBでほぼ十分の一の224Hzである。図4の回路のQはおおよそ次の式により求められる。
【0047】
Q=(R1+R2)/3・R2=0.67
ここで、R1は抵抗器110であり、R2は抵抗器112である。
【0048】
ヒューアリスティックに回路をみると、中周波数帯域増幅器98のためのより小さなキャパシタンスのより大きなリアクタンスは、その増幅器の利得を、低周波数帯域増幅器104のものより、低い周波数で、より高い値に設定することは明らかである。中周波数帯域増幅器が単一ポールフィルタであるということもまた理解できる。ダンパー抵抗器への帰還信号Vmpによって、Qは、結果的に中周波数帯域において制御されるたものである。
【0049】
一般に、帯域フィルタのQは、帯域幅を中心周波数により割ったものとして定義される。図4の状態変数フィルタの設計は、テキストの「現行フィルタハンドブック」(The Active Filter Handbook)(by Frank P.Tedeschi,pg178−182,Tab Books Inc of Blue Ridge Summit,Pa.,17214)で教えられる。しかしながら、この参照文献は、オーディオに適用するための所望要求に合致する所望の不均衡出力を形成するために出力を合算することを示していない。
【0050】
図4の設計目的は、ほぼ240Hzの第一遮断周波数とこの第一遮断周波数からほぼ10倍離れた2.24kHzの第二遮断周波数とを有することである。低遮断周波数fcは次の式により求められる。
【0051】
fc=1/2πR・C2
ここでR及びC2は抵抗器116及びキャパシタ117それぞれの値である。また、高い遮断周波数fcは次式によってセットされる。
【0052】
fc=1/2πR・C1
ここでR及びC1は抵抗器120及びキャパシタ122それぞれの値である。
【0053】
一度、Qが選択されると、R1とR2との比は式から計算できる。図4の場合、0.67のQは、上記参照の米国特許第4638258号から、所望利得帯域幅応答曲線を用いて選択されている。この回路は、SPICEのようなコンピュータ支援解析プログラムを用いて作成した。それぞれの遮断周波数は上記参照米国特許第4638258号の情報から概算した。回路部品の最初の回路定数は利用可能な部品に基いて選択された。これらの回路定数の一つが知られると、残りの値を迅速に知るために、リアクタンスチャートが使用され得る。図示される回路は、700Hzの中心周波数を最初の設計目標とした。この中心周波数で回路の利得はほぼ−1dBまたは1より小さい。二つの調整器114及び116により、図示された値で、VlpとVhpとの利得をほぼ15dBだけ調整できる。
【0054】
Qは、その後、調整器114,116を用いて調整され、上述のクルークの特許における曲線に最高に合致させることができた。Q及び各遮断点は、得られた最終回路の応答特性が上記の先の特許における特性曲線に一致するように選択して、望ましい同一の移相、時間遅延、及び周波数応答を得た。
【0055】
状態変数フィルタの出力Vhp、Vmp及びVlpは、三つの別々の状態変数を表す。帯域フィルタ22と組み合せて全域反転器18による処理と、得られた信号を合算増幅器26により合算することとを結合しときに、三つの不均衡出力を合算してバッファードプログラム信号を得ることは、一つの新規な方法であると確信する。
【0056】
上記参照テキスト「現行フィルタハンドブック」(The Active Filter Handbook)(by Frank P.Tedeschi,pg178−182)で提案されている帯域及び利得の調整手順は、C1及びC2の値を同一にし、R1及びR2の比を調整し、かつ所望のQを得ることである。図4の回路で、状態変数合算増幅器74のVhp及びVlp信号に対する利得制御は、利得と帯域とを独立して制御するものである。
【0057】
上述した実施態様は、本発明の原理を図解するためのものであり、われわれの想到したものにしたがった実施態様のみを定義するものではない。むしろ、本発明は、示された具体的な実施態様のみならず特許請求の範囲内に入る全てにわたるものと理解すべきである。
【0058】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、オーディオブースタ回路は、可聴情報の高域、低域、中周波数帯域の周波数を有するオーディオ信号成分がバッファされたバッファードプログラム信号を、全域位相反転器と所定のQ値を有し無限利得複数帰還帯域フィルタに属する帯域フィルタとのそれぞれを介した後、合算増幅器に入力して利得調整を受けてスピーカの駆動手段へ出力しているので、その性能の向上及び安定を容易に得ることができるという効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明によるオーディオブースタ回路の実施の一形態を示すブロック図である。
【図2】 図1のブロック図における入力バッファ、全域位相反転器、帯域フィルタ、及び合算増幅器の第一の実施態様における一形態を示す図である。
【図3】 図1の拡大ブロック図で入力バッファの第二の実施態様における一形態を示すブロック図である。
【図4】 入力バッファの第二の実施態様における一形態を示す回路詳細図である。
Claims (15)
- 高、低、及び中周波数帯域信号成分を有するプログラム入力信号に応答してバッファードプログラム信号を出力する入力バッファと、
前記バッファードプログラム信号を受けるように接続する入力と反転バッファードプログラム信号を供給する出力とを有する全域位相反転器と、
予め定められたQを有し、前記バッファードプログラム信号に応答して反転帯域増大プログラム信号を供給する帯域フィルタと、
前記反転バッファードプログラム信号を前記反転帯域増大プログラム信号に加算して合成プログラム信号を供給する合算増幅器と
を備え、
予め定められたQを有する前記帯域フィルタは、中心周波数でピーク利得を有し、かつ、該ピーク利得が発生する周波数を調整する周波数調整手段を備え、
予め定められたQを有する前記帯域フィルタは、
それぞれが第一及び第二の端子を有する第一、第二及び第三の抵抗器と、
それぞれが第一及び第二の端子を有する第一及び第二のキャパシタと、
反転入力、非反転入力及び出力を有する演算増幅器と
を更に備え、
前記第一抵抗器の第一端子は上記バッファードプログラム信号を受けるように接続され、該第一抵抗器の第二端子は前記第二抵抗器の第一端子と前記第一及び第二のキャパシタの第一端子とに接続され、該第二抵抗器の第二端子は参照電位に接続され、前記第一キャパシタの第二端子は前記演算増幅器の反転入力と前記第三抵抗器の第一端子とに接続され、前記第二キャパシタの第二端子は前記演算増幅器の出力端子と前記第三抵抗器の第二端子と接続される
ことを特徴とするオーディオブースタ回路。 - 請求項1において、
前記帯域フィルタでピーク利得が発生する周波数を調整する前記周波数調整手段は、前記第二抵抗器と前記参照電位との間に直列に挿入接続された周波数調整抵抗を備えることを特徴とするオーディオブースタ回路。 - 請求項1において、
前記帯域フィルタの第一、第二、及び第三の抵抗器の値及び第一及び第二のキャパシタの値は、3から6までの範囲のQが得られるように選択されており、かつ、
前記周波数調整抵抗器は、前記ピーク利得が50から100Hzの範囲の周波数にあるように調整されている
ことを特徴とするオーディオブースタ回路。 - 請求項1において、
前記反転バッファードプログラム信号を前記反転帯域増大プログラム信号に加算して前記合成プログラム信号を供給する前記合算増幅器は、
前記反転バッファードプログラム信号を受けるように接続される第一入力と、
前記反転帯域増大プログラム信号を受けるように接続される第二入力と、
前記反転帯域増大プログラム信号に対する前記反転バッファードプログラム信号の相対利得を調整する調整手段と
を更に備えることを特徴とするオーディオブースタ回路。 - 請求項4において、前記反転帯域増大プログラム信号に対する前記反転バッファードプログラム信号の相対利得を調整する前記調整手段は、前記合算増幅器の第二入力と直列のブースト調整抵抗器を更に備えることを特徴とするオーディオブースタ回路。
- 請求項1において、前記バッファードプログラム信号を出力する前記入力バッファは、前記プログラム入力信号を受けるように接続され、該入力プログラム信号を処理して、高、低、及び中周波数帯域信号成分を出力するものであり、かつ該入力バッファは該高及び中周波数帯域信号を均衡させて合算する利得制御回路を更に備えることを特徴とするオーディオブースタ回路。
- 請求項6において、
前記入力バッファは、
前記プログラム入力信号に応答し高、低、及び中周波数帯域信号成分を生成する状態変数フィルタと、
これら高、低、及び中周波数帯域信号成分を加算して前記バッファードプログラム信号を供給する状態変数合算増幅器と
を更に備えることを特徴とするオーディオブースタ回路。 - 請求項7において、前記状態変数フィルタにより生成された前記中周波数帯域信号成分は、該状態変数フィルタにより生成された前記高周波数帯域信号成分及び低周波数帯域信号成分の位相に対して位相を反転されることを特徴とするオーディオブースタ回路。
- 高、低、及び中周波数帯域信号成分を有するプログラム入力信号に応答するように接続される入力バッファであって、該プログラム信号を処理して高、低、及び中周波数帯域信号成分に分離するための状態変数フィルタと、これら高、低、及び中周波数帯域信号成分を均衡させて合算しバッファードプログラム信号を出力するための状態変数合算増幅器とを有する前記入力バッファと、
前記バッファードプログラム信号を受けるように接続された入力と、反転バッファードプログラム信号を供給する出力とを有する全域位相反転器と、
予め定められたQを有し、前記バッファードプログラム信号に応答して反転帯域増大プログラム信号を供給する帯域フィルタと、
前記反転バッファードプログラム信号を前記反転帯域増大プログラム信号に加算して合成出力信号を供給する合算増幅器と
を備え、
予め定められたQを有する前記帯域フィルタは、中心周波数でピーク利得を有し、かつ、該ピーク利得が発生する周波数を調整する周波数調整手段を備え、
予め定められたQを有する前記帯域フィルタは、
それぞれが第一及び第二の端子を有する第一、第二及び第三の抵抗器と、
それぞれが第一及び第二の端子を有する第一及び第二のキャパシタと、
反転入力、非反転入力及び出力を有する演算増幅器と
を更に備え、
前記第一抵抗器の第一端子は上記バッファードプログラム信号を受けるように接続され、該第一抵抗器の第二端子は前記第二抵抗器の第一端子と前記第一及び第二のキャパシタの第一端子とに接続され、該第二抵抗器の第二端子は参照電位に接続され、前記第一キャパシタの第二端子は前記演算増幅器の反転入力と前記第三抵抗器の第一端子とに接続され、前記第二キャパシタの第二端子は前記演算増幅器の出力端子と前記第三抵抗器の第二端子と接続される
ことを特徴とするオーディオブースタ回路。 - 請求項9において、
前記入力バッファの前記状態変数フィルタは、補償信号を供給するものであって、
前記プログラム信号に応答して高周波数帯域補償信号を供給する第一増幅器ステージと、
該第一増幅器ステージの出力に応答して中周波数帯域補償信号を供給する第二増幅器ステージと、
該中周波数帯域補償信号に応答して低周波数帯域補償信号を供給する第三増幅器ステージと、
前記高周波数帯域補償信号、低周波数帯域補償信号、及び中周波数帯域補償信号を加算して前記バッファードプログラム信号を供給する状態変数合算回路と
を更に備えることを特徴とするオーディオブースタ回路。 - 請求項10において、前記中周波数帯域補償信号は、前記高周波数帯域及び低周波数帯域の補償信号とは異なる位相であることを特徴とするオーディオブースタ回路。
- 請求項11において、前記バッファードプログラム信号を供給する前記入力バッファの前記状態変数フィルタは、前記高周波数帯域補償信号と中周波数帯域信号との間の利得を制御する調整手段を更に備えることを特徴とするオーディオブースタ回路。
- 高、低、及び中周波数帯域信号成分を有するプログラム入力信号に応答して前記バッファードプログラム信号を出力する入力バッファと、
当該入力バッファは
該プログラム入力信号を処理して、高、低、及び中周波数帯域信号成分に分離する状態変数フィルタを備え、
該状態変数フィルタは
前記プログラム信号に応答して高周波数帯域補償信号を供給する第一増幅器ステージと、
該第一増幅器ステージの出力に応答して中周波数帯域補償信号を供給する第二増幅器ステージと、
該中周波数帯域補償信号に応答して低周波数帯域補償信号を供給する第三増幅器ステージとを備え、
前記入力バッファは更に
前記高周波数帯域補償信号、低周波数帯域補償信号、及び中周波数帯域補償信号を加算しバッファードプログラム信号を出離力する状態変数合算回路と
これら高周波数帯域補償信号及び中周波数帯域補償信号並びに低周波数帯域補償信号の間の利得を制御する調整手段とを備え、
かつ、
前記バッファードプログラム信号を受けるように接続した入力と、反転バッファードプログラム信号を供給する出力とを有する全域位相反転器と、
予め定められたQを有し、前記バッファードプログラム信号に応答して反転帯域増大プログラム信号を出力する帯域フィルタであって、
当該帯域フィルタは、中心周波数でピーク利得を有し、かつ、該ピーク利得が発生する周波数を調整する周波数調整手段を備え、
また、前記帯域フィルタは、
それぞれが第一及び第二の端子を有する第一、第二及び第三の抵抗器と、
それぞれが第一及び第二の端子を有する第一及び第二のキャパシタと、
反転入力、非反転入力及び出力を有する演算増幅器と
を更に備え、
前記第一抵抗器の第一端子は上記バッファードプログラム信号を受けるように接続され、該第一抵抗器の第二端子は前記第二抵抗器の第一端子と前記第一及び第二のキャパシタの第一端子とに接続され、該第二抵抗器の第二端子は参照電位に接続され、前記第一キャパシタの第二端子は前記演算増幅器の反転入力と前記第三抵抗器の第一端子とに接続され、前記第二キャパシタの第二端子は前記演算増幅器の出力端子と前記第三抵抗器の第二端子と接続された
帯域フィルタと、
前記反転バッファードプログラム信号を前記反転帯域増大プログラム信号に加算して合成プログラム信号を供給する合算増幅器と、
更に、
前記合成プログラム信号に応答して該合成プログラム信号に対応した可聴音響を生成するパワー増幅器及びスピーカ手段と
を備えることを特徴とするオーディオブースタ回路。 - 請求項13において、中周波数帯域信号成分は、高周波数帯域信号成分及び低周波数帯域信号成分に対して異なる位相に反転されることを特徴とするオーディオブースタ回路。
- 請求項13において、
前記入力バッファの状態変数フィルタは、
反転及び非反転の入力を有し、前記プログラム信号が該反転入力に接続される第一増幅器ステージと、
前記中周波数帯域補償信号に応答し該中周波数帯域補償信号の一部を前記第一増幅器の非反転入力に供給する出力を有する抵抗器分割ネットワークと
を更に備えることを特徴とするオーディオブースタ回路。
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