JP5092181B2

JP5092181B2 - トーンコントロール装置

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Publication number: JP5092181B2
Application number: JP2008281485A
Authority: JP
Inventors: 義雄見須
Original assignee: Onkyo Corp
Current assignee: Onkyo Corp
Priority date: 2008-10-31
Filing date: 2008-10-31
Publication date: 2012-12-05
Anticipated expiration: 2028-10-31
Also published as: JP2010109845A

Description

本発明は、所定帯域の音声信号をブースト処理するトーンコントロール装置に関する。

オーディオ装置において、所定の周波数帯域のレベルを増加させるブースト処理などのトーンコントロール処理を行うトーンコントロール装置が採用されている。ブースト処理においては、図７に示すように、音声信号の振幅値が大きい場合に、ブースト帯域の音声信号が電源電圧においてクリップ状態となり、スピーカーから出力される音声に歪みが生じるという問題がある。図８は振幅値が大きい場合のアンプの出力電圧を示すシミュレーション結果であり、図９は振幅値が小さい場合のアンプの出力電圧を示すシミュレーション結果である。図８に示すように、出力電圧の振幅値が大きい場合にブースト帯域において出力電圧がクリップしていることが分かる。これを解決するために、所定時間、音声信号の全帯域の振幅値を小さくすることによって、ブースト帯域にクリップが生じすることを防止することが提案されている。しかし、この場合には、ユーザ操作によって音量レベルを上昇させようとしても、振幅を大きくすることが制限されているので、音量レベルを上昇させることができない。

特開２００３−１４２９７０号

本発明は上記従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、全帯域の振幅値を小さくすることなく、ブースト帯域がクリップすることを防止するトーンコントロール装置を提供することにある。

本発明の好ましい実施形態によるトーンコントロール装置は、入力信号のブースト帯域を第１ブースト値、または、前記第１ブースト値よりも小さい第２ブースト値によってブースト処理するブースト処理部と、前記ブースト処理部の出力信号を増幅する増幅部と、前記増幅部の出力電圧に基づいて、前記ブースト処理部のブースト量を前記第１ブースト値または前記第２ブースト値に切り換えるブースト制御部とを備え、前記ブースト制御部が、前記増幅部の出力電圧が第１設定値以上であるか否かを検出し、前記増幅部の出力電圧が前記第１設定値未満である場合に第１レベルの電圧を出力し、前記増幅部の出力電圧が前記第１設定値以上である場合に第２レベルの電圧を出力する第１検出部と、前記増幅部の出力電圧が前記第１設定値よりも小さい第２設定値未満であるか否かを検出し、前記増幅部の出力電圧が前記第２設定値未満である場合に前記第１レベルの電圧を出力し、前記増幅部の出力電圧が前記第２設定値以上である場合に前記第２レベルの電圧を出力する第２検出部と、前記第１検出部が前記第１レベルの電圧を出力し、前記第２検出部が前記第２レベルの電圧を出力する場合に、前記第２レベルの電圧を出力し、前記第１検出部が前記第２レベルの電圧を出力し、前記第２検出部が前記第２レベルの電圧を出力する場合に、前記第１レベルの電圧を出力し、前記第１検出部が前記第１レベルの電圧を出力し、前記第２検出部が前記第１レベルの電圧を出力する場合に、前記第１レベルの電圧を出力する合成部と、前記合成部が前記第１レベルの電圧を出力する場合に前記ブースト処理部のブースト量を前記第２ブースト値に切り換え、前記合成部が前記第２レベルの電圧を出力する場合に前記ブースト処理部のブースト量を前記第１ブースト値に切り換える切換部とを含む。

第１検出部および第２検出部によって、増幅部の出力電圧が第１設定値以上の場合と第２設定値未満の場合とが検出される。つまり、増幅部の出力電圧がハイレベル側にクリップする場合と、ローレベル側にクリップする場合とが検出される。合成部はこれらの検出結果を合成し、切換部は合成部の出力電圧に基づいてブースト処理部のブースト量を切り換える。従って、増幅部の出力電圧がハイレベル側にクリップする場合およびローレベル側にクリップする場合には、ブースト量が通常の第１ブースト値よりも小さい第２ブースト値に切り換えられるので、全帯域の振幅を小さくすることなく、増幅部の出力電圧がクリップすることを防止することができる。

好ましくは、前記第１検出部が、第１トランジスタと、前記増幅部からの出力電圧を分圧した電圧を前記第１トランジスタの制御電極に供給する第１抵抗及び第２抵抗とを含み、前記第１抵抗と前記第２抵抗との抵抗値の比に基づいて前記第１設定値が設定されており、前記第２検出部が、第２トランジスタと、前記増幅部からの出力電圧を分圧した電圧を前記第２トランジスタの制御電極に供給する第３抵抗及び第４抵抗とを含み、前記第３抵抗と前記第４抵抗との抵抗値の比に基づいて前記第２設定値が設定されている。

この場合、第１抵抗と第２抵抗との抵抗値の比率、及び、第３抵抗と第４抵抗との抵抗値の比率を設定することによって、第１ブースト値と第２ブースト値とが切り替わる増幅部の出力電圧を設定することができる。

好ましくは、前記第１トランジスタがｐｎｐ型トランジスタであり、そのエミッタには電源電圧が供給され、前記第２トランジスタがｎｐｎ型トランジスタであり、そのエミッタが接地電位に接続され、前記合成部がｎｐｎ型トランジスタである第３トランジスタを含み、そのベースが前記第１トランジスタのコレクタに接続され、そのエミッタが前記第２トランジスタのコレクタに接続されている。

好ましくは、前記切換部が第４トランジスタを含み、前記第４トランジスタがオン状態になることによって前記ブースト処理部のブースト量を前記第１ブースト値に切り換え、前記第４トランジスタがオフ状態になることによって前記ブースト処理部のブースト量を前記第２ブースト値に切り換える。

好ましくは、前記第４トランジスタがオン状態からオフ状態、又は、オフ状態からオン状態に切り換えられる際の前記第４トランジスタのインピーダンスの変化によって、前記第２ブースト値が設定される。

全帯域の振幅値を小さくすることなく、ブースト帯域がクリップすることを防止するトーンコントロール装置を提供することができる。

以下、本発明の好ましい実施形態について、図面を参照して具体的に説明するが、本発明はこれらの実施形態には限定されない。図１は、本発明の好ましい実施形態によるトーンコントロール装置１を示す回路図である。トーンコントロール装置１は、ブースト処理部２と、ブースト制御部３と、増幅部５とを備える。また、トーンコントロール装置１は、必要に応じて、ブースト処理部２と増幅部５との間にＬＰＦ（低域通過フィルタ）４を備える。

ブースト処理部２は、入力音声信号が入力され、入力音声信号の所定周波数帯域（以下、ブースト帯域という。）を増幅処理（以下、ブースト処理という。）し、増幅部５に出力する。

ブースト処理部２は、オペアンプＱ１と、抵抗Ｒ２〜Ｒ４と、共振回路７とを含む。オペアンプＱ１は、非反転入力端子が抵抗Ｒ１の一端に接続され、反転入力端子が抵抗Ｒ２を介してその出力端子に接続されると共に、抵抗Ｒ３の一端に接続されている。また、オペアンプＱ１の出力端子は、抵抗Ｒ４の一端に接続されると共に、ブースト処理部２の出力端子として増幅部５に接続されている。オペアンプＱ１には、抵抗Ｒ１を介して入力音声信号が入力される。

共振回路７は、ブースト処理する周波数を特定すると共にブースト処理部２の利得を設定する回路であり、抵抗Ｒ５〜Ｒ８と、コンデンサＣ１〜Ｃ２と、オペアンプＱ２とを含む。オペアンプＱ２は、その非反転入力端子がコンデンサＣ１、抵抗Ｒ５、Ｒ７の各一端に接続され、その反転入力端子がその出力端子と抵抗Ｒ８の一端とに接続されている。抵抗Ｒ５の他端は、トランジスタＱ６のコレクタに接続されている。抵抗Ｒ７の他端は、抵抗Ｒ６の一端とコンデンサＣ１の他端と抵抗Ｒ８の他端とコンデンサＣ２の一端とに接続されている。抵抗Ｒ６の他端はコンデンサＣ２の他端と抵抗３の他端と抵抗Ｒ４の他端とに接続されている。

ブースト処理部２は抵抗Ｒ１を介して入力される入力音声信号のブースト帯域を増幅して、増幅部５に供給する。ブースト処理部２のブースト量は、増幅部５の出力電圧の振幅値に基づいて、第１ブースト値と、第１ブースト値よりも小さい第２ブースト値とに設定される。図２（ａ）に示すように、増幅部５の出力電圧の振幅値が小さい場合には、ブースト量が第１ブースト値に設定される。第１ブースト値に設定しても、増幅部５の出力電圧のブースト帯域にクリップが生じないからである。

図２（ｂ）、（ｃ）に示すように、音量レベルが増大される又は入力音声信号の振幅値が大きくなって、増幅部５の出力電圧の振幅値が大きくなると、ブースト量が第２ブースト値に設定される。第１ブースト値のままで入力音声信号をブースト処理すると、増幅部５の出力電圧のブースト帯域にクリップが生じるからである。第２ブースト値は、増幅部５の出力電圧の振幅値に応じて変化する値であり、ブースト処理後の最大振幅値が、図２（ａ）の第１ブースト値でのブースト処理後の最大振幅値と同じになるようになっている（図２の破線参照）。言い換えると、増幅部５の出力電圧の振幅値が大きくなればなるほど、第２ブースト値は小さくなる。これによって、増幅部５の出力電圧の振幅値がどのような値の時でも、クリップが生じすることを防止できる。

第１ブースト値に設定されるときには後述するトランジスタＱ６がオン状態になっている。そして、第２にブースト値に設定されるときにはトランジスタＱ６がオン状態からオフ状態に切り換えられる。このときに、トランジスタＱ６のコレクタ−エミッタ間のインピーダンスが瞬間的に所定値から無限大に変化するので、ブースト処理部２の利得とブースト帯域が瞬間的に変化する。より詳細には、図３のブースト処理部２の出力電圧のシミュレーション結果に示すように、時間の変化に伴い、高周波数から低周波数に向かってブースト帯域が変化すると共に、ブースト量が次第に小さくなっていく。その結果、図２（ｂ）、（ｃ）のように増幅部５の出力電圧の振幅値に応じて第２ブースト値が可変する。また、増幅部５の出力電圧の振幅値が大きな値から小さな値に変化し、トランジスタＱ６がオフ状態からオン状態に切り換えられる場合には、トランジスタＱ６のコレクタ−エミッタ間のインピーダンスが無限大から所定値に瞬間的に変化することによって、図３において時間の変化に伴い、低周波数から高周波数に向かってブースト帯域が変化すると共に、ブースト量が次第に大きくなっていく。

ＬＰＦ４は、ブースト処理部２からの出力信号から高周波成分を除去して増幅部５に出力信号を供給する。なお、ＬＰＦ４は、増幅部５がスイッチングアンプ等のデジタルアンプの場合に必要であり、アナログアンプの場合には不要である。従って、アナログアンプの場合にはブースト処理部２の出力電圧が増幅部５に直接供給される。

増幅部５は、ブースト処理部２又はＬＰＦ４からの出力電圧を増幅処理して出力電圧をブースト制御部３およびスピーカー６に出力する。なお、ユーザ操作によって音量レベルが調整されるので、調整された音量レベルに応じた利得でブースト処理部２からの出力電圧を増幅処理する。

ブースト制御部３は、増幅部５の出力電圧の振幅値を検出し、増幅部５の出力電圧の振幅値に応じて、ブースト処理部２のブースト量を制御する。すなわち、図２（ａ）に示すように、ブースト制御部３は、増幅部５の出力電圧の振幅値が第１設定値未満、かつ、第２設定値（第２設定値は第１設定値よりも小）以上の場合には、第１ブースト値でブースト処理しても、増幅部５の出力電圧がクリップしないので、ブースト処理部２のブースト量を第１ブースト値に設定させる。一方、図２（ｂ）、（ｃ）に示すように、ブースト制御部３は、増幅部５の出力電圧の振幅値が第１設定値以上、又は、第２設定値未満である場合には、第１ブースト値でブースト処理すると、増幅部５の出力電圧がクリップするので、ブースト処理部２のブースト量をブースト量の小さい第２ブースト値に設定させる。

ブースト制御部３は、第１設定値を決定するための抵抗Ｒ９及びＲ１０と、増幅部５の出力電圧の振幅値が第１設定値以上であるか否かを検出する第１検出部（トランジスタＱ３）と、第２設定電圧を決定するための抵抗Ｒ１１及びＲ１２と、増幅部５の出力電圧の振幅値が第２設定電圧以下であるか否かを検出する第２検出部（トランジスタＱ４）と、第１検出部の検出結果と第２検出部の検出結果とを合成する合成部（トランジスタＱ５）と、合成部からの信号に応じてブースト処理部２のブースト値を第１ブースト値と第２ブースト値との間で切り換える切換部（トランジスタＱ６）とを含む。

トランジスタＱ３は、ｐｎｐ型トランジスタであり、エミッタが抵抗Ｒ９の一端と抵抗Ｒ１７の一端と（つまり、電源電圧Ｖ１の電源ライン）に接続され、コレクタが抵抗Ｒ１３の一端に接続され、ベースが抵抗Ｒ９の他端と抵抗Ｒ１０の一端とに接続されている。トランジスタＱ４は、ｎｐｎ型トランジスタであり、エミッタが接地電位に接続され、コレクタが抵抗Ｒ１６の一端と、トランジスタＱ５のエミッタとに接続され、ベースが抵抗Ｒ１１の一端と抵抗Ｒ１２の一端とに接続されている。抵抗Ｒ１１の他端は、抵抗Ｒ１０の他端とコンデンサＣ３の一端と抵抗Ｒ２０の一端とに接続されている。抵抗Ｒ１２の他端は接地電位に接続されている。トランジスタＱ５は、ｎｐｎ型トランジスタであり、ベースが抵抗Ｒ１６の他端と抵抗Ｒ１５の一端とに接続され、コレクタが抵抗Ｒ１７の他端と抵抗１８の一端とに接続されている。トランジスタＱ６は、ｐｎｐ型トランジスタであり、ベースが抵抗Ｒ１８の他端と抵抗Ｒ１９の一端とに接続され、エミッタが抵抗Ｒ１９の他端に接続され、コレクタが抵抗Ｒ５に接続されている。抵抗Ｒ１４は、一端が抵抗Ｒ１３の他端と抵抗Ｒ１５の他端とに接続され、他端が接地電位に接続されている。

トランジスタＱ３のベースには、増幅部５の出力電圧が抵抗Ｒ９及びＲ１０によって分圧された電圧が供給される。トランジスタＱ３は、ベースに供給される電圧が電源電圧Ｖ１＋トランジスタＱ３の導通開始電圧（０．６Ｖ）未満ではオン状態であり、増幅部５の出力電圧の振幅値が第１設定値以上であることを検出していない。このとき、トランジスタＱ３のコレクタ電圧（トランジスタＱ５のベース電圧）は電源電圧Ｖ１に引き上げられ、ハイレベルになっている。一方、トランジスタＱ３は、ベースに供給される電圧が電源電圧Ｖ１＋トランジスタＱ３の導通開始電圧（０．６Ｖ）以上ではオフ状態であり、増幅部５の出力電圧の振幅値が第１設定値以上であることを検出する。このとき、トランジスタＱ３のコレクタ電圧（トランジスタＱ５のベース電圧）は接地電位に引き下げられ、ローレベルになっている。

トランジスタＱ３がオン状態の時には、トランジスタＱ５がオン状態になる。このときトランジスタＱ４がオン状態であれば、トランジスタＱ６がオン状態であって、ブースト処理部２のブースト量は第１ブースト値に設定される。一方、トランジスタＱ３がオフ状態の時には、トランジスタＱ５、Ｑ６がオフ状態になるので、ブースト処理部２のブースト量は第２ブースト値に設定される。従って、抵抗Ｒ９及びＲ１０の抵抗値の比率を適宜設定することによって、トランジスタＱ３のベースに供給される電圧を調整でき、その結果、ブースト処理部２のブースト値を第１ブースト値と第２ブースト値との間で切り換える際の増幅部５の出力電圧の振幅値を設定することができる。

トランジスタＱ４のベースには、増幅部５の出力電圧が抵抗Ｒ１１及びＲ１２によって分圧された電圧が供給される。トランジスタＱ４は、ベースに供給される電圧がトランジスタＱ４の導通開始電圧（０．６Ｖ）未満ではオフ状態であり、増幅部５の出力電圧の振幅値が第２設定値以下であることを検出していない。このとき、トランジスタＱ４のコレクタ電圧（トランジスタＱ５のエミッタ電圧）は電源電圧Ｖ１に引き上げられ、ハイレベルになっている。一方、トランジスタＱ４は、ベースに供給される電圧がトランジスタＱ４の導通開始電圧（０．６Ｖ）以上ではオン状態であり、増幅部５の出力電圧の振幅値が第２設定値以下であることを検出する。このとき、トランジスタＱ４のコレクタ電圧（トランジスタＱ５のエミッタ電圧）は接地電位に引き下げられ、ローレベルになっている。

トランジスタＱ４がオフ状態の時には、トランジスタＱ５がオン状態であれば、トランジスタＱ６がオン状態になるので、ブースト処理部２のブースト量は第１ブースト値に設定される。一方、トランジスタＱ４がオフ状態の時には、トランジスタＱ５がオン状態であっても、トランジスタＱ６がオフ状態になるので、ブースト処理部２のブースト量は第２ブースト値に設定される。従って、抵抗Ｒ１０及びＲ１１の抵抗値の比率を適宜設定することによって、ブースト処理部２のブースト値を第１ブースト値と第２ブースト値との間で切り換える際の増幅部５の出力電圧の振幅値を設定することができる。

トランジスタＱ５のベースには、トランジスタＱ３のコレクタ電圧が抵抗Ｒ１３、Ｒ１５を介して供給される。トランジスタＱ３がオフ状態の時にはトランジスタＱ５のベースにローレベルの電圧が供給されるので、トランジスタＱ５がオフ状態になる。その結果、トランジスタＱ５のコレクタは接地電位に対して開放された状態になり、トランジスタＱ５のコレクタ電圧（トランジスタＱ６のベース電圧）は電源電圧Ｖ１に引き上げられてハイレベルになる。

トランジスタＱ３がオン状態の時にはトランジスタＱ５のベースにハイレベルの電圧が供給されるので、トランジスタＱ５がオン状態になる。このとき、トランジスタＱ４がオフ状態であれば、トランジスタＱ５のコレクタは接地電位に対して開放された状態になり、トランジスタＱ５のコレクタ電圧（トランジスタＱ６のベース電圧）は電源電圧Ｖ１に引き上げられてハイレベルになる。一方、トランジスタＱ４がオン状態であれば、トランジスタＱ５のコレクタが接地電位に接続された状態になり、トランジスタＱ５のコレクタ電圧（トランジスタＱ６のベース電圧）は接地電位に引き下げられてローレベルになる。

従って、トランジスタＱ３、Ｑ４のいずれか一方がオフ状態（つまり、増幅部５の出力電圧の振幅値が、第１設定値以上、又は、第２設定値未満）の場合には、トランジスタＱ５のコレクタ電圧がハイレベルになる。トランジスタＱ３、Ｑ４の両方がオン状態（つまり、増幅部５の出力電圧の振幅値が、第１設定値未満、かつ、第２設定値以上）の場合には、トランジスタＱ５のコレクタ電圧がローレベルになる。

トランジスタＱ６のベースには、トランジスタＱ５のコレクタ電圧が抵抗Ｒ１８を介して供給されている。トランジスタＱ５のコレクタ電圧がローレベル（つまり、増幅部５の出力電圧の振幅値が、第１設定値未満、かつ、第２設定値以上）の場合には、トランジスタＱ６はオン状態になる。従って、ブースト処理部２の抵抗Ｒ５が基準電位に接続された状態になり、ブースト処理部２のブースト量が第１ブースト値に設定される。

トランジスタＱ５のコレクタ電圧がハイレベル（つまり、増幅部５の出力電圧の振幅値が、第１設定値以上、又は、第２設定値未満）の場合には、トランジスタＱ６はオフ状態になる。従って、ブースト処理部２の抵抗Ｒ５が基準電位から開放された状態になり、ブースト処理部２のブースト量が第２ブースト値に設定される。

より詳細には、先述の通り、トランジスタＱ６がオフ状態からオン状態に、又は、オン状態からオフ状態に切り換えられる際に、コレクタ−エミッタ間のインピーダンスが瞬間的に変化することによって、ブースト処理部２のブースト帯域及び利得を変化させる。その結果、トランジスタＱ６がオン状態、オフ状態に切り換えられることによって、第２ブースト値は音量レベルによって変化する。

以上の構成を有するトーンコントロール装置１についてその動作を説明する。図３は、トーンコントロール装置１の各点における波形を示すタイムチャートであり、各符号は図１の各点における波形に対応している。

期間Ｔ１においては、増幅部５の出力電圧の振幅値が第１設定値未満、かつ、第２設定値以上である（Ａ点電圧参照）。従って、トランジスタＱ３はベース電圧が導通開始電圧に達しオン状態になっており、コレクタ電圧が電源電圧Ｖ１に引き上げられ、Ｂ点電圧がハイレベルになっている。一方、トランジスタＱ４は、ベース電圧が導通開始電圧に達しオン状態になっており、コレクタ電圧が接地電位に引き下げられ、Ｃ点電圧がローレベルになっている。トランジスタＱ５は、Ｂ点電圧がハイレベルであるので、ベース電圧が導通開始電圧に達しオン状態になっており、コレクタ電圧が接地電位に引き下げられ、Ｄ点電圧がローレベルになっている。その結果、トランジスタＱ６がオン状態になり、抵抗Ｒ５が基準電位に接続された状態になり、ブースト処理部２のブースト量は第１ブースト値に設定されている。すなわち、増幅部５の出力電圧の振幅値が第１設定値未満、かつ、第２設定値以上である場合には、ブースト量を第１ブースト値に設定しても増幅部５の出力電圧がクリップすることがないので、ブースト量が第１ブースト値に設定される。

期間Ｔ２においては、増幅部５の出力電圧の振幅値が第１設定値以上である（Ａ点電圧参照）。従って、トランジスタＱ３はベース電圧が導通開始電圧に達しておらずオフ状態になっており、コレクタが電源電圧Ｖ１に対して開放状態とされ、Ｂ点電圧がローレベルになっている。一方、トランジスタＱ４は、ベース電圧が導通開始電圧に達しオン状態になっており、コレクタ電圧が接地電位に引き下げられ、Ｃ点電圧がローレベルになっている。トランジスタＱ５は、Ｂ点電圧がローレベルであるので、ベース電圧が導通開始電圧に達しておらずオフ状態になっており、コレクタ電圧が電源電圧Ｖ１に引き上げられ、Ｄ点電圧がハイレベルになっている。その結果、トランジスタＱ６がオフ状態になり、抵抗Ｒ５が基準電位に対して開放された状態になり、ブースト処理部２のブースト量は第２ブースト値に設定される。すなわち、増幅部５の出力電圧の振幅値が第１設定値以上である場合には、ブースト量を第１ブースト値に設定すると増幅部５の出力電圧がクリップするので、ブースト量が第２ブースト値に設定に設定される。

期間Ｔ３においては、期間Ｔ１と同じであるので、説明を援用する。

期間Ｔ４においては、増幅部５の出力電圧の振幅値が第２設定値未満である（Ａ点電圧参照）。従って、トランジスタＱ３はベース電圧が導通開始電圧に達しオン状態になっており、コレクタ電圧が電源電圧Ｖ１に引き上げられ、Ｂ点電圧がハイレベルになっている。一方、トランジスタＱ４は、ベース電圧が導通開始電圧に達しておらずオフ状態になっており、コレクタが接地電位に対して開放状態になるので、Ｃ点電圧がＢ点電圧と同じハイレベルになっている。トランジスタＱ５は、Ｂ点電圧がハイレベルであるので、ベース電圧が導通開始電圧に達しオン状態になっており、Ｄ点電圧がハイレベルになっている。その結果、トランジスタＱ６がオフ状態になり、抵抗Ｒ５が基準電位に対して開放された状態になり、ブースト処理部２のブースト量は第２ブースト値に設定される。すなわち、増幅部５の出力電圧の振幅値が第２設定値未満である場合には、ブースト量を第１ブースト値に設定すると増幅部５の出力電圧がマイナス側にクリップするので、ブースト量は第２ブースト値に設定に設定される。

図５は、音量レベルが大きい又は入力信号の振幅値が大きいために、増幅部５の出力電圧の振幅値が大きい場合（図２（ｂ）、図２（ｃ）に対応）の増幅部５の出力電圧の波形を示すシミュレーション結果である。図６は、音量レベルが小さい又は入力信号の振幅値が小さいために、増幅部５の出力電圧の振幅値が小さい場合（図２（ａ）に対応）の増幅部５の出力電圧の波形を示すシミュレーション結果である。このように増幅部５の出力電圧の振幅値が大きいほど、ブースト量を小さくすることによって、増幅部５の出力電圧のブースト帯域がクリップすることが防止される。

以上のように、本実施形態によると、増幅部５の出力電圧の振幅値を常に監視しており、第１設定値以上、又は、第２設定値未満になった際に、直ちにブースト量を第２ブースト値に設定するので、増幅部５の出力電圧がクリップすることを確実に防止することができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態には限定されない。例えば、トランジスタＱ３〜Ｑ６の極性は上記実施形態に限定されない。すなわち、図４のタイムチャートにおいて、ハイレベルとローレベルとが逆転していてもよい。

本発明は、例えばオーディオ用のパワーアンプに好適に採用され得る。

本発明の好ましい実施形態によるトーンコントロール装置１を示す回路図である。本実施形態のトーンコントロール装置１の音量レベルに応じたブースト量の変化を説明する模式図である。トランジスタＱ６がオン状態−オフ状態に切り換えられる際のブースト処理部２の出力電圧の推移を示すシミュレーション結果である。本実施形態のトーンコントロール装置１の動作を示すタイムチャートである。本実施形態のトーンコントロール装置１における音量レベルが大きい場合の増幅部５の出力電圧を示すシミュレーション結果である。本実施形態のトーンコントロール装置１における音量レベルが小さい場合の増幅部５の出力電圧を示すシミュレーション結果である。従来のトーンコントロール装置の音量レベルに応じたブースト量の変化を説明する模式図である。従来のトーンコントロール装置１における音量レベルが大きい場合の増幅部５の出力電圧を示すシミュレーション結果である。従来のトーンコントロール装置１における音量レベルが小さい場合の増幅部５の出力電圧を示すシミュレーション結果である。

符号の説明

１トーンコントロール装置
２ブースト処理部
３ブースト制御部
４増幅部５
７共振回路

Claims

入力信号のブースト帯域を第１ブースト値、または、前記第１ブースト値よりも小さい第２ブースト値によってブースト処理するブースト処理部と、
前記ブースト処理部の出力信号を増幅する増幅部と、
前記増幅部の出力電圧に基づいて、前記ブースト処理部のブースト量を前記第１ブースト値または前記第２ブースト値に切り換えるブースト制御部とを備え、
前記ブースト制御部が、
前記増幅部の出力電圧が第１設定値以上であるか否かを検出し、前記増幅部の出力電圧が前記第１設定値未満である場合に第１レベルの電圧を出力し、前記増幅部の出力電圧が前記第１設定値以上である場合に第２レベルの電圧を出力する第１検出部と、
前記増幅部の出力電圧が前記第１設定値よりも小さい第２設定値未満であるか否かを検出し、前記増幅部の出力電圧が前記第２設定値未満である場合に前記第１レベルの電圧を出力し、前記増幅部の出力電圧が前記第２設定値以上である場合に前記第２レベルの電圧を出力する第２検出部と、
前記第１検出部が前記第１レベルの電圧を出力し、前記第２検出部が前記第２レベルの電圧を出力する場合に、前記第２レベルの電圧を出力し、前記第１検出部が前記第２レベルの電圧を出力し、前記第２検出部が前記第２レベルの電圧を出力する場合に、前記第１レベルの電圧を出力し、前記第１検出部が前記第１レベルの電圧を出力し、前記第２検出部が前記第１レベルの電圧を出力する場合に、前記第１レベルの電圧を出力する合成部と、
前記合成部が前記第１レベルの電圧を出力する場合に前記ブースト処理部のブースト量を前記第２ブースト値に切り換え、前記合成部が前記第２レベルの電圧を出力する場合に前記ブースト処理部のブースト量を前記第１ブースト値に切り換える切換部とを含み、
前記第１検出部が、第１トランジスタと、前記増幅部からの出力電圧を分圧した電圧を前記第１トランジスタの制御電極に供給する第１抵抗及び第２抵抗とを含み、前記第１抵抗と前記第２抵抗との抵抗値の比に基づいて前記第１設定値が設定されており、
前記第２検出部が、第２トランジスタと、前記増幅部からの出力電圧を分圧した電圧を前記第２トランジスタの制御電極に供給する第３抵抗及び第４抵抗とを含み、前記第３抵抗と前記第４抵抗との抵抗値の比に基づいて前記第２設定値が設定されている、トーンコントロール装置。
前記第１トランジスタがｐｎｐ型トランジスタであり、そのエミッタには電源電圧が供給され、
前記第２トランジスタがｎｐｎ型トランジスタであり、そのエミッタが接地電位に接続され、
前記合成部がｎｐｎ型トランジスタである第３トランジスタを含み、そのベースが前記第１トランジスタのコレクタに接続され、そのエミッタが前記第２トランジスタのコレクタに接続されている、請求項１に記載のトーンコントロール装置。
前記切換部が第４トランジスタを含み、前記第４トランジスタがオン状態になることによって前記ブースト処理部のブースト量を前記第１ブースト値に切り換え、前記第４トランジスタがオフ状態になることによって前記ブースト処理部のブースト量を前記第２ブースト値に切り換える、請求項１または２に記載のトーンコントロール装置。
前記第４トランジスタがオン状態からオフ状態、又は、オフ状態からオン状態に切り換えられる際の前記第４トランジスタのインピーダンスの変化によって、前記第２ブースト値が設定される、請求項３に記載のトーンコントロール装置。