JPH0244570A

JPH0244570A - 過変調防止回路

Info

Publication number: JPH0244570A
Application number: JP19396988A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Kano; 加納　清志; Kaoru Izawa; 伊澤　芳
Original assignee: Rohm Co Ltd; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Rohm Co Ltd; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1988-08-03
Filing date: 1988-08-03
Publication date: 1990-02-14
Anticipated expiration: 2010-09-20
Also published as: JPH0787012B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野〕この発明は、たとえば、ビデオテープレコーダなどのＦ
Ｍ記録系などに°設置されて記録すべきオーディオ信号
の過変調を防止する過変調防止回路に関する。

〔従来の技術］従来、ビデオテープレコーダのＦＭ記録回路では、第６
図に示すように、記録すべきオーディオ信号として左チ
ャネル（Ｌ）側のオーディオ信号Ａ、が加えられると、
このオーディオ信号Ａ、が可変抵抗などからなるレベル
調整回路１を経てノイズリダクション回路（ＮＲ）２に
加えられる。

このノイズリダクション回路２では、オーディオ信号Ａ
、に対数二乗圧縮特性が付与されてダイナミックレンジ
が圧縮される。このノイズリダクション回路２を経たオ
ーディオ信号Ａ、は、エンファシス回路（ＥＭＰＨ）３
に加えられ、ＦＭ記録のＳＮ比を改善するため高域成分
が増強された後、オーディオリミッタ４に加えられて過
変調を防止するためのレベル制限が行われる。オーディ
オリミッタ４では、過変調を防止するため、その過変調
レベルが設定されており、その過変調レベルをオーディ
オ信号Ａ、が越えた場合に、その信号振幅の制限が行わ
れる。

そして、このように処理されたオーディオ信号Ａ、はＦ
Ｍ変調器５に加えられ、ＦＭ変調器５では、オーディオ
信号Ａ、を変調信号とし、左チャネル（Ｌ）の場合、搬
送波周波数ｆＬとしてたとえば、１　、３　Ｍ　Ｈｚの
搬送波を以てＦＭ変調が行われる。

また、右チャネル（Ｒ）のオーディオ信号Ａ、も右チヤ
ネル側で左チヤネル側と同様の信号処理の後、ＦＭ変調
が行われる。その場合、右チャネルでは、搬送波周波数
ｆＲとしてたとえば、１．７ＭＨｚの１殿送波を以てＦ
Ｍ変調が行われる。

各左右チャネルのＦＭ信号Ａ　Ｆｉｌ　ｆＬ＋　Ｒ＋は
、加算回路６によって合成され、その合成ＦＭ信号は記
録増幅器７に加えられる。この合成ＦＭ信号は、記録増
幅器７で増幅された後、磁気ヘッド８に加えられ、記録
媒体である磁気テープ９に対して映像信号とともに磁気
記録される。

そして、磁気テープ９に記録されている合成ＦＭ信号は
、この記録系とは逆特性を持つＦＭ再生回路を以て再生
され、左右のチャネルごとにオーディオ信号Ａ、とじて
取り出される。

［発明が解決しようとする課題］ところで、第７図のＪに示すように、通常の音声などの
低周波信号成分り、に三味線などの振幅幅が狭く周波数
が高いバースト音などの高周波信号成分Ｈ，を含むオー
ディオ信号Ａ、を記録する場合、このオーディオ信号Ａ
、を第６図に示したＦＭ記録回路に加えると、第７図の
Ｋに示すように、ノイズリダクション回路２を以て対数
二乗圧縮特性が付与された後、エンファシス回路３を以
て高域成分の増強が図られる。第７図のＫにおいて、Ｃ
Ｈは上限クリップレベル、ＣＬは下限タリンプレベルを
表す。このように処理されたオーディオ信号Ａ０は、周
波数変調された後、磁気テープ９に記録されるので、こ
れをＦＭ記録回路と全く逆特性を持つＦＭ再生回路によ
って再生した場合、第７図のＭに示すように、再生オー
ディオ信号Ａ、が得られる。

この再生オーディオ信号Ａ、と第７図のＪに示すオーデ
ィオ信号Ａ、とを比較した場合、第７図のＭのＢｆで示
すように、高周波信号成分Ｈ２の正負振幅側が欠落し、
これがパルス的な直流電圧の変動となり、再生音にポツ
プ音として生じることが確認されている。すなわち、三
味線音などのバースト音を記録し、再生した場合には、
記録時のオーディオリミッタ４におけるクリップ処理に
よって高周波信号成分Ｈ２が非対称にクリップされるこ
とが原因で、三味線音と同期する状態で聴感上、耳障り
な異常音を生じる。

そこで、この発明は、オーディオ信号に含まれる三味線
音などのバースト音の高周波信号成分が到来したとき、
回路特性を変更して高周波信号成分の記録特性を改善し
、再生時、異常音の発生を抑えた過変調防止回路の実現
を目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明の過変調防止回路は、オーディオ信号を増幅す
るとともに、前記オーディオ信号の検波出力によってキ
ャパシタを充電し、その充電電圧に応じて前記オーディ
オ信号に対数圧縮特性を付与するノイズリダクション回
路と、このノイズリダクション回路を通過した前記オー
ディオ信号のレベルを検出し、このレベルに応じて前記
キャパシタを急速に充電させる急速充電回路とを備えた
ものである。

また、この発明の過変調防止回路では、前記急速充電回
路は、前記ノイズリダクション回路の出力側に設置され
たオーディオリミッタの過変調防止レベルと同じまたは
そのレベルより僅かに高い急速充電動作レベルを設定し
、この急速充電動作レベルを越えるオーディオ信号レベ
ルに応じて前記キャパシタを充電するように構成するこ
とができる。

〔作　　　用〕

ノイズリダクション回路に設置されたキャパシタは、オ
ーディオ信号の検波信号によって充電されるので、その
充電電圧はオーディオ信号のエンベロープに依存する。

すなわち、キャパシタの充電電圧により帰還経路の利得
を変化させ、ノイズリダクション回路として対数二乗圧
縮特性が決定される。たとえば、オーディオ信号の振幅
を制御入力としてオーディオ信号に対して対数二乗圧縮
特性を付与するものである。

そこで、この発明では、オーディオリミッタにおける振
幅制限機能を何ら操作することなく、高周波信号成分へ
の影響をノイズリダクション回路側で補償するため、オ
ーディオ信号における三味線前などのバースト音を表す
高周波信号成分の到来を待って、そのレベルが補償すべ
きレベルを越えている場合に、急速充電回路によってキ
ャパシタの充電を急速に行わせるものである。すなわち
、高周波信号成分が到来した場合、その高周波信号成分
のレベルに応じてキャパシタの充電が急速化され、キャ
パシタの充電電圧が増強される。したがって、このキャ
パシタの充電電圧を以て圧縮特性が付与されたオーディ
オ信号では、オーディオリミッタを通過させた際に、波
形片側欠落を防止することができ、再生時に三味線前な
どのバースト音の再生に対応してポツプ音などの異常音
の発生が抑制される。

また、この発明では、オーディオリミッタに設定されて
いる過変調防止レベルを基準にして急速充電回路におけ
る急速充電開始レベルを設定するので、過変調防止と相
俟って高周波信号成分の到来時の異常音の発生を抑制す
ることができる。

〔実　施　例〕

第１図は、この発明の過変調防止回路の実施例を示す。

記録すべきオーディオ信号Ａ、は、対数二乗圧縮特性の
付与によってダイナミックレンジを圧縮するためのノイ
ズリダクション回路２０に加えられている。このノイズ
リダクション回路２０には増幅器２１が設置されており
、この増幅器２１には、たとえば、演算増幅器が用いら
れる。オーディオ信号Ａ、は、増幅器２１の非反転入力
端子（＋）に加えられて増幅され、その増幅出力は、そ
の出力部と反転入力端子（−）との間に設置された帰還
回路２２を以て増幅器２１の反転入力端子（−）側に帰
還されている。この帰還回路２２は二乗伸長特性を付加
する特性付加回路として設置されており、増幅器２１の
出力はエンコード特性が付加されて反転入力端子（＝）
側に帰還される。すなわち、帰還回路２２には、電流ま
たは電圧などからなる制御入力によって増幅利得が制御
される利得可変増幅器２４とともに、その増幅出力の高
域成分を低減させるエンファシス回路２５が設置されて
いる。また、利得可変増幅器２４には高域成分に周波数
的な重み付けを行うウェイティング（Ｗｅｉｇｈｔｉｎ
ｇ）回路２６が並設され、ウェイティング回路２６によ
って高域成分に周波数的な重み付けを行った後、オーデ
ィオ信号Ａ、を検波回路２７で検波することによって得
られたエンベロープを端子２８に接続されたキャパシタ
２９に生じさせ、キャパシタ２９で得られた検波出力が
利得可変増幅器２４に制御入力として加えられている。

したがって、ノイズリダクション回路２０では゛、帰還
回路２２が持つ二乗伸長特性によって対数二乗圧縮特性
が付与されたオーディオ信号Ａ、が得られる。

このノイズリダクション回路２０を経たオーディオ信号
Ａ、は、エンファシス回路３０を以て高域成分の増強が
行われ、このエンファシス回路３０を経て得られたオー
ディオ信号Ａ、はバッファ増幅器３５を通してオーディ
オリミッタ４０に加えられる。

オーディオリミッタ４０では、過変調防止レベルとして
電圧源４１．４２を以て上限リミッティングレベル■。

と下限リミッティングレベル■。

とが電源電圧ＶＣＣの１／２の電圧Ｖａ　　（−Ｖｃｃ
／２）を中点レベルとして設定されており、上限リミッ
ティングレベルｖｌ（および下限りミソティングレベル
■、の範囲内にオーディオ信号Ａ、の振幅が制限される
。オーディオリミッタ４０を以て振幅制限されたオーデ
ィオ信号へ〇は、バッファ増幅器４５を経て出力端子５
０から取り出され、第６図に示したＦＭ変調器５に加え
られる。

そして、エンファシス回路３０の出力部には、エンファ
シス回路３０から得られるオーディオ信号Ａ５のレベル
を電圧■、を基準電圧としで取り出すための分圧回路を
成す抵抗６１．６２が直列に接続されている。これら抵
抗６１．６２の接続点で検出されるオーディオ信号Ａｋ
０が、キャパシタ２９をそのレベルに応じて急速充電す
るために設置された急速充電回路６０に加えられている
。

急速充電回路６０では、オーディオリミッタ４０に対す
る上限リミッティングレベル■。および下限リミッティ
ングレベル■、が基準レベルとして加えられており、こ
れらのリミッティングレベルＶＨ１■、を越える象、連
光電しベルＶｓが設定され、オーディオ信号Ａ５゜のレ
ベルが象、連光電しベルＶ、を越えたとき、急速充電電
流Ｉ、が発生する。キャパシタ２９は、帰還回路２２に
よるオーディオ信号Ａ、に基づく充電に無関係に急速充
電電流Ｉ、によって急速に充電される。

この結果、キャパシタ２９の充電電圧は、急速充電回路
６０による補正を受け、補正された充電電圧によって利
得可変増幅器２４の利得が加減されるので、それに基づ
く特性付加がオーディオ信号Ａ、に対して行われ、その
特性付加出力としてオーディオ信号Ａｊが得られる。

また、急速充電回路６０に対し、その動作を解除するた
めのスイッチ７０を付加することにより、そのスイッチ
７０の操作によって任意に動作を選択することが可能で
ある。

そして、このような急速充電を行う場合には、第２図の
Ａに示すように、高周波信号成分Ｈ２を待ったオーディ
オ信号Ａ、が増幅器２１に加えられたとき、キャパシタ
２９の充電特性は、急速充電を伴う場合、第２図のＢの
Ｂ、に示すようになる。第２図のＢにおいて、Ｂ２は急
速充電を伴わない場合を示す。このような急速充電を付
加した場合、エンファシス回路３０を経て得られるオー
ディオ信号Ａ３は、第２図のＣに示すように、キャパシ
タ２９の充電電圧の急速充電による増強に対応した振幅
の減衰特性Ｃ５が得られ、破線で示した充電特性Ｂ２に
対応する減衰特性Ｃ２に比較し、大幅なレベルの減衰が
得られる。

このような減衰特性が付与されたオーディオ信号Ａ、を
バッファ増幅器３５を経てオーデイオリミック４０に加
えて振幅制限を施すと、第３図のＤに示すように振幅が
調整され、その振幅り、は急速充電を伴わない振幅Ｄ２
に比較し、レベル低下によってオーディオリミッタ４０
による波形欠落時間が短くなる。

このような急速充電の有無によって振幅が異なった高周
波信号成分Ｈ，を低周波信号成分り、に重畳させてオー
ディオ信号Ａｎを周波数変調した後、磁気記録したもの
を再生すると、・急速充電を伴わない場合には、第３図
の已に示すように、振幅レベルに非対称性の欠落が生じ
るのに対し、急速充電を伴った場合には、第３図のＦに
示すように、高周波信号成分Ｈ２および低周波信号成分
り、の各レベルが共に低下し、全体レベルが対称に低下
するので、三味線台などのバースト音を表す高周波信号
成分Ｈ，に伴う異常音の発生が抑制される。

また、オーディオリミッタ４０に設定された上限リミッ
ティングレベルＶ１１および下限リミッティングレベル
Ｖ、に対応して急速充電レベルＶ。

を設定した場合には、両者のレベル関係の変動による不
都合を防止することができる。

次に、第４図は、この発明の過変調防止回路の具体的な
回路構成例を示す。

オーディオリミッタ４０には２組の差動増幅器４３．４
４が設置されており、差動増幅器４３はトランジスタ４
３１．４３２および定電流源４３３を以て構成され、ま
た、差動増幅器４４はトランジスタ４４１．４４２およ
び定電流源４４３を以て構成されている。トランジスタ
４３２およびトランジスタ４４２のベース・コレクタ間
は共通に接続されているので、各差動増幅器４３．４４
は全帰還増幅器を構成し、その入出力部がバッファ増幅
器３５の出力部に接続されている。

また、電圧源４００を以て設定される基準電圧Ｖ８を中
点レベルとして上限リミッティングレベル■□および下
限りミソティングレベルｖＬを設定するため、抵抗４１
１．４１２．４２１．４２２が直列に接続されて電源電
圧ＶＣＣを分圧する分圧回路が構成されている。したが
って、抵抗４１２．４２１の接続点に基準電圧ＶＢが加
えられているので、各抵抗４１１．４１２．４２１．４
２２の抵抗値を適切な値に設定することにより、抵抗４
１１．４１２の接続点から上限リミッティングレベル■
□が得られてトランジスタ４３１のベースに加えられ、
また、抵抗４２１．４２２の接続点から下限リミッティ
ングレベル■、が得られてトランジスタ４４１のベース
に加えられている。

このような構成から、バッファ増幅器３５を通して得ら
れたオーディオ信号Ａ、の正側振幅が上限リミッティン
グレベル■、を越えると、トランジスタ４３２が導通し
、その正側振幅が圧縮されるとともに、オーディオ信号
Ａ６の負側振幅が下限リミッティングレベル■、を下回
ると、トランジスタ４４２が導通し、その負側振幅が圧
縮される。

そして、急速充電回路６０には、ウィンドコンパレータ
を構成する２組の比較器６３．６４が設置され、比較器
６３の反転入力端子（−）には上限リミッティングレベ
ル■□、比較器６４の非反転入力端子（＋）には下限リ
ミッティングレベルｖＬが加えられ、また、比較器６３
の非反転入力端子（＋）と比較器６４の反転入力端子（
−）とには、エンファシス回路３０を通して得られたオ
ーディオ信号Ａ、が基準電圧ｖ８を基準にして抵抗６１
．６２からなる分圧回路を以て得られるオーディオ信号
Ａ、。が加えられている。このようにオーディオ信号Ａ
、を抵抗６１．６２の抵抗比によって分圧して小さいレ
ベルのオーディオ信号Ａ３ｏを比較器６３．６４に加え
、各比較２Ｓ６３．６４には上限リミッティングレベル
■。、下限リミッティングレベル■、が設定されている
ので、等価的に上限リミッティングレベル■、より高い
上限側急速充電レベルｖｓｎ、下限リミッティングレベ
ル■、より低い下限側急速充電レベルＶＳＬが設定され
る。

そこで、オーディオ信号Ａｋのレベルが上限側や、連光
電レベルＶＳ）Ｉを越えると、比較器６３がそのレベル
に応じたレベルを持つ比較出力を発生し、また、オーデ
ィオ信号Ａ、のレベルが下限側急速充電レベルＶＳＬを
下回ると、比較器６４がそのレベルに応じたレベルを持
つ比較出力を発生し、各比較出力は、ダイオード６５ま
たはダイオード６６を通じてスイッチング素子としての
トランジスタ６７のベースに加えられる。ダイオード６
５．６６は、比較器６３．６４の出力を相互に絶縁する
ためのものである。そして、比較器６３．６４の出力に
よって、トランジスタ６７が導通すると、トランジスタ
６７を通じて得られる象、連光電電流Ｉ、が抵抗６８を
通してキャパシタ２９に流れる。

各比較器６３．６４の比較出力は、オーディオ信号Ａ３
のレベルに応じたレベルを持つので、ｈランジスタロ７
を通じて得られる急速充電電流Ｉ。

の値はオーディオ信号Ａ３に対応したものとなり、キャ
パシタ２９の充電はオーディオ信号Ａ、に対応して行わ
れる。抵抗２７１．２７２は、検波回路２７の出力側に
キャパシタ２９とともに設置された負荷抵抗を成す。

このようにオーディオリミッタ４０に設定された上限お
よび下限リミッティングレベル■８、■、と急速充電回
路６０の動作領域を設定するための上限および下限急速
充電レベル■３□、ＶＳＬとを共通の電圧源４１．４２
を成す抵抗４１１．４１２．４２１．４２２の抵抗分圧
回路を以て設定するので、各レベルの設定が共通に行わ
れ、レベル関係の変動を防止し、過変調を効果的に防止
することができる。

そして、急速充電回路６０によるキャパシタ２９に対す
る急速充電は、抵抗６１．６２の抵抗比率を任意に調整
することができ、急速充電を最適化することができる。

次に、第５図は、第４図に示した過変調防止回路におけ
る急速充電回路６０の具体的な構成例を示す。

栄、連光電回路６０には、二組の比較器６３、６４が設
置されており、比較器６３はトランジスタ６３１．６３
２のエミッタを共通にしたトランジスタ差動対、比較器
６４はトランジスタ６４１３６４２のエミッタを共通に
したトランジスタ差動対を以て構成されている。トラン
ジスタ６３１のベースには、抵抗分圧回路の抵抗４１１
．４１２の接続点に得られた上限リミッティングレベル
■８が加えられ、また、トランジスタ６４１のベースに
は、抵抗分圧回路の抵抗４２１．４２２の接続点に得ら
れた下限リミッティングレベル■。

が加えられている。そして、各トランジスタ６３２．６
４２のベースには、基準電圧■８を基串にして抵抗６１
．６２からなる分圧回路を通して得られたオーディオ信
号Ａ、。が加えられている。

ここで、抵抗６１の抵抗値をＲ１、抵抗６２の抵抗値を
Ｒ２とすると、各比較器６３．６４に設定される上限お
よび下限象、連光電レベルＶＳＯ１■、は、尺１に上限リミッティングレベル■□および下限リミッティ
ングレベル■、に対応して設定される。上限急速充電レ
ベルＶＳＯは、抵抗比（Ｒ１＋Ｒ２）／Ｒ，によって上
限リミッティングレベル■Ｈより高く、また、下限急速
充電レベル■、Ｌは、抵抗比（Ｒ１＋ＲＺ　）／Ｒ１に
よって下限リミッティングレベル■、より低く設定され
る。

そこで、オーディオ信号Ａ、が上限急速充電レベルＶＳ
Ｍを越えると、トランジスタ６３２が導通し、また、オ
ーディオ信号Ａｋが下限急速充電レベルＶＳＬを下回る
と、トランジスタ６４２が導通する。これらの導通の結
果、動作電流■。がトランジスタ６３２またはトランジ
スタ６４２に流れ、出力回路として設置された電流ミラ
ー回路６５０のトランジスタ６５１に流れる。電流ミラ
ー回路６５０は、前記実施例のダイオード６５に対応す
るものであり、トランジスタ６５１に流れる電流は、電
流ミラー効果によってトランジスタ６５２および抵抗６
５３に流れ、トランジスタ６７のベースに分流される。

この結果、トランジスタ６７には急速充電電流Ｉ５が流
れ、抵抗６８を通してノイズリダクション回路２０のキ
ャパシタ２９に供給されるのである。

このように、上限および下限リミッティングレベルＶＨ
１■、に対応して設定された上限および下限急速充電レ
ベルＶＳＨ％　ＶＳＬの範囲をオーディオ信号Ａｋのレ
ベルが脱したとき、そのオーディオ信号Ａ、Ｍのレベル
に応じて急、連光電が行われる。

なお、実施例ではビデオテープレコーダにおけるＦＭ変
調記録回路を例に取って説明したが、この発明はＦＭ変
調による過変調防止に用いることができ、ビデオテープ
レコーダの磁気記録に限定されるものではない。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明によれば、低周波信号成
分に三味線音などのバースト音を表す高周波信号成分が
重畳しているオーディオ信号の過変調を防止することが
でき、たとえば、ビデオテープレコーダなどのＦＭ記録
系において、磁気記録したオーディオ信号を再生した場
合、高周波信号成分の再生に対応する異常音の発生を防
止することができる。

また、この発明によれば、オーディオリミッタに設定さ
れる過変調防止レベルに対応して急速充電レベルを設定
しているので、両者のレベル設定を高精度に行うことが
できるとともに、両者のレベル関係の変動を防止でき、
オーディオリミッタによる過変調防止と相俟って高周波
域の過変調を確実に抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の過変調防止回路の実施例を示すブロ
ック図、第２図および第３図は第１図に示した過変調防
止回路の動作を示す図、第４図は第１図に示した過変調
防止回路の具体的な回路構成例を示す回路図、第５図は
第４図に示した過変調防止回路における急速充電回路の
具体的な回路構成例を示す回路図、第６図は従来のビデ
オテープレコーダにおけるＦＭ記録回路を示すプロ・ッ
ク図、第７図は第６図に示したＦＭ記録回路におけるオ
ーディオリミッタの動作を示す図である。２０・・・ノイズリダクション回路２９・・・キャパシタ４０・・・オーディオリミッタ６０・・・急速充電回路特許出願人　松下電器産業株式会社充電特＋１】Ｅ（オーディオ信号Ａｎ）第図

Claims

【特許請求の範囲】１、オーディオ信号を増幅するとともに、前記オーディ
オ信号の検波出力によってキャパシタを充電し、その充
電電圧に応じて前記オーディオ信号に対数圧縮特性を付
与するノイズリダクション回路と、このノイズリダクション回路を通過した前記オーディオ
信号のレベルを検出し、このレベルに応じて前記キャパ
シタを急速に充電させる急速充電回路とを備えた過変調
防止回路。２、前記急速充電回路は、前記ノイズリダク
ション回路の出力側に設置されたオーディオリミッタの
過変調防止レベルと同じまたはそのレベルより高い急速
充電動作レベルを設定し、この急速充電動作レベルを越
えるオーディオ信号レベルに応じて前記キャパシタを充
電するようにした請求項１記載の過変調防止回路。