JPH03296312A - 音響装置のラウドネスコントロール回路 - Google Patents

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】 技術分野 本発明は音響装置のラウドネスコントロール回路に関す
る。

背景技術 人間の耳の感度は、フレッチャーマンソンの等感度曲線
に示されているように、音の大きさにより周波数特性が
異なることが知られており、音圧が小さくなるに従って
低音部及び高音部が聞こえにくくなっている。これを補
償するために音響装置においては音量が小さいときに高
低音部を増強し、音量が太き（なるに従って平坦化する
ように音量調整用ボリュームに連動して動作するラウド
ネスコントロール回路が設けられている。

しかしながら、従来のラウドネスコントロール回路にお
いては、単に音量調整用ボリュームの動作位置に応じて
周波数特性補償が変化するものであるので、入力オーデ
ィオ信号レベルが大きい場合に高低音部が極端に強調さ
れたり、入カオーディオ信号レベルが小さい場合に高低
音部がもの足りないという不具合が起きることがあった
。

発明の概要 ［発明の目的］ 本発明の目的は、音量調整用ボリュームの動作位置がい
ずれの位置にあっても良好な再生音を聴取することがで
きる音響装置のラウドネスコントロール回路を提供する
ことを目的としている。

［発明の構成コ 本発明の音響装置のラウドネスコントロール回路は、音
量調整用ボリュームをオーディオ信号ラインに備えた音
響装置において入力オーディオ信号に対する周波数特性
補償を施す回路であり、入力オーディオ信号レベルを検
出するレベル検出手段と、音量調整用ボリュームの動作
位置を検出する位置検出手段と、オーディオ信号ライン
に設けられレベル検出手段及び位置検出手段の各検出出
力に応じて変化する周波数特性を有するフィルタ手段と
からなることを特徴としている。

実施例 以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明す
る。

第１図に示した本発明の一実施例たるラウドネスコント
ロール回路においては、ＤＳＰ　（ディジタル信号プロ
セッサ）２が用いられている。アナログオーディオ信号
はＡ／Ｄ変換器１に供給されてディジタル信号に変換さ
れる。Ａ／Ｄ変換器１の出力にＤＳＰ２が接続されてい
る。ＤＳＰ２はプログラムに従って演算処理を行なう演
算処理部３と、後述のマイクロコンピュータ７から供給
される係数データ、信号遅延時間データ及びプログラム
からなるデータ、演算処理の開始指令や停止指令を演算
処理部３に中継供給するインターフェース４と、演算処
理部３から出力された演算結果を保持する出力レジスタ
５，６とを備えている。

演算処理部３は後述するようにフィルタ回路、ＡＴＴ（
アッテネータ）及びＬＰＦ　（ローパスフィルタ）等の
回路の動作と等価な動作を行なう。出力レジスタ６のデ
ータ出力時のシフトはＭＰＸ（マルチプレクサ）８から
供給されるクロックパルスに同期して行なわれる。ＭＰ
Ｘ８には第１及第２クロツクパルスが供給されており、
その第１及第２クロツクパルスのいずれか一方がマイク
ロコンピュータ７からの指令に応じて選択出力される。

第１クロツクパルスは演算処理部３の動作タイミングを
司るパルスと同期したパルスでありクロック発生器１２
から発生される。第２クロツクパルスはマイクロコンピ
ュータ７の動作タイミングを司るパルスと同期したパル
スであり、その周波数は第１クロツクパルスより低い。

出力レジスタ５には第１クロツクパルスが供給される。

出力レジスタ５にはＤ／Ａ変換器１０が接続され、Ｄ／
Ａ変換器１０にはＤＳＰ２においてラウドネスコントロ
ールされたディジタルオーディオ信号が供給される。一
方、出力レジスタ６の出力はマイクロコンビュータフに
接続されている。マイクロコンピュータ７は制御手段と
して設けられ、図示しないがマイクロプロセッサ、イン
ターフェース、ＲＡＭＳＲＯＭ及び第２クロツクパルス
を発生するクロック発生器から構成されている。ＲＯＭ
には後述する各種の係数データ群、遅延時間データ群や
プログラムデータ等のデータがマツプとして予め書き込
まれている。また、マイクロコンピュータ７には位置セ
ンサ９及び各種の動作をキー操作により指令するための
キーボード１１が接続されている。位置センサ９は音量
調整用ボリューム（図示せず）の動作位置を示すデータ
を出力する。

例えば、音量調整用ボリュームが機械的なボリュームの
場合であればポテンショメータにより電圧として検出し
てＡ／Ｄ変換してディジタルデータとして得る。また、
電子ボリュームの場合にはアップダウン指令キーに応じ
て計数値をアップ／ダウンするカウンタによりディジタ
ルデータを得る。

なお、音量調整用ボリュームはＤ／Ａ変換器１゜の後段
に設けられる。

かかる構成においては、Ａ／Ｄ変換器１からＤＳＰ２に
供給されるディジタル信号は演算処理部３によってプロ
グラムに従って演算処理される。

この演算処理により第２図に示すように回路が形成され
る。すなわち、Ａ／Ｄ変換器１の出力には供給される検
波回路４１及びＡＴＴ４３が接続される。検波回路４１
の出力にはＬＰＦ４２が接続され、ＬＰＦ４２の出力信
号は出力レジスタ６に供給される。ＡＴＴ４Ｂは第１制
御信号に応じて減衰率を変化させるようになっている。

ＡＴＴ４３の出力にはフィルタ回路４４が接続されてい
る。

フィルタ回路４４は第２制御信号に応じて周波数特性を
変化させるようになっている。フィルタ回路４４の出力
信号は出力レジスタ５に供給される。

ＤＳＰ２に供給されるディジタルオーディオ信号は、検
波回路４１において検波され、すなわち絶対値がとられ
て正レベルを示すディジタルオーディオ信号となる。こ
の検波されたディジタルオーディオ信号はＬＰＦ４２に
より平均化され、これが入力オーディオ信号レベルとし
て出力レジスタ６に保持される。

出力レジスタ６に保持された検出レベルを示す保持デー
タは、第２クロツクパルスに従ってマイクロコンビュー
タフにより読み出される。

マイクロコンピュータ７は例えば、所定周期毎に第３図
に示すように音量調整用ボリュームの動作位置データを
位置センサ９から読み込み（ステップＳ１）、動作位置
データに応じて定まるＡＴＴ用係数データ群をマイクロ
コンピュータ７内のＲＯＭから検索する（ステップＳ２
）。そして、ＡＴＴ用係数データ群の書き換えの必要が
あるか否かを判別する（ステップＳ３）。演算処理部３
内で現在ＡＴＴ４３の演算処理に用いられている係数デ
ータ群と異なる係数データ群が検索された場合にはＡＴ
Ｔ用係数データ群の書き換えの必要があると判別する。

この場合には検索したＡＴＴ用係数データ群をＲＯＭか
ら読み出して上記の第１制御信号として演算処理部３に
対して転送する（ステップＳ４）。

その後、マイクロコンピュータ７は第２クロツク切換指
令を発生しくステップＳ５）、この第２クロツク切換指
令はＭＰＸ８に供給される。また、図示していないが、
第２クロツク切換指令は出力レジスタ６に供給されて切
換指令により出力レジスタ６へのデータ入力が禁止状態
となる。ＭＰＸ８は第２クロツク切換指令に応じて第２
クロツクパルスを出力レジスタ６に供給する。これによ
り出力レジスタ６は供給される第２クロツクパルスに同
期して保持データである検出レベルデータをシフト出力
する。このシフト出力される検出レベルデータはマイク
ロコンピュータ７の動作タイミングに同期している。よ
って、マイクロコンピュータ７は出力レジスタ６からの
検出レベルデータを読み取り（ステップＳ６）、読取り
を終了する（ステップＳ７）と、第１クロツク切換指令
を発生する（ステップＳ８）。ＭＰＸ８は第１クロツク
切換指令に応じて第１クロツクパルスを出力レジスタ６
に供給する。マイクロコンピュータ７は第１クロツク切
換指令を発生した後、出力レジスタ６からの読み取った
検出レベルデータ及び動作位置データに応じて定まるフ
ィルタ用係数データ群をマイクロコンピュータ７内のＲ
ＯＭから検索する（ステップＳ９）。そして、係数デー
タ群の書き換えの必要があるか否かを判別する（ステッ
プ５１０）。演算処理部３内で現在フィルタ回路４４の
演算処理に用いられているフィルタ用係数データ群と異
なる係数データ群が検索された場合にはフィルタ用係数
データ群の書き換えの必要があると判別する。この場合
には検索したフィルタ用係数データ群をＲＯＭから読み
出して上記の第２制御信号として演算処理部３に対して
転送する（ステップ５１１）。

このようにフィルタ用係数データ群の書き換えが行なわ
れることにより演算処理行程においてそのフィルタ用係
数データ群を用いてフィルタ回路４４が形成され、フィ
ルタ用係数データ群に応じてその周波数特性が変化する
のである。

このフィルタ回路４４の周波数特性は、例えば、音量調
整用ボリュームの動作位置データがＭＩＮ（最小）位置
に近いレベルを示すほど高低音部を中音部より出力レベ
ルが大きい特性となり、ＭＡＸ（最大）位置に近いレベ
ルを示すほど平坦な特性となる。また音量調整用ボリュ
ームの動作位置データがＭＩＮ位置に近いレベルを示し
ていても入力信号レベルが大きくなるほど平坦な特性と
なる。

また、ＡＴＴ用係数データ群の書き換えが行なわれるこ
とにより演算処理行程においてそのＡＴＴ用係数データ
群を用いてＡＴＴ４３が形成され、ＡＴＴ用係数データ
群に応じてその減衰率が変化するのである。

第４図はＤＳＰ２においてインターフェース４及び出力
レジスタ５．６を含む演算処理部３の概略的構成を示し
ている。入力レジスタ１３にＡ／Ｄ変換器１からディジ
タル信号が供給される。入力レジスタ１３にはデータバ
ス１４が接続されており、このデータバス１４はデータ
群を一時記憶するデータメモリ２２及び乗算器１５の一
方の入力に接続されている。乗算器１５の他方の入力に
は係数データを保持するためのバッファメモリ１６が接
続されている。バッファメモリ１６には係数ＲＡＭ１７
が接続され、ＲＡＭ１７には上記したフィルタ用係数デ
ータ群やＡＴＴ用係数データ群等の係数データ群が記憶
される。後述のシーケンスコントローラ２０からのタイ
ミング信号に応じてＲＡＭ１７に記憶された係数データ
群のうちから１つの係数データが順次読みａされ、それ
がバッファメモリ１６に供給されて保持される。バッフ
ァメモリ１６に保持された係数データは乗算器１５に供
給される。ＡＬＵ　（加算器）１８は乗算器１５の計算
出力を累算するために設けられており、一方の入力に乗
算器１５の計算出力が供給され、他方はデータバス１４
に接続されている。

ＡＬＵ１８の計算出力にはアキュームレータ１９が接続
され、アキュームレータ１９の出力はデータバス１４に
接続されている。データバス１４には外部メモリ２３の
データ書き込み及び読み出しを制御するメモリ制御回路
２４が接続されている。

メモリ制御回路２４には遅延時間データ群を記憶する遅
延時間ＲＡＭ２５が接続されており、メモリ制御回路２
４は遅延時間ＲＡＭ２５に記憶された各遅延時間データ
だけオーディオ信号データを遅延するように外部メモリ
２３に対して入力オーディオ信号データの書き込み及び
読み出しを行なう。また、データバス１４に上記の出力
レジスタ５．６が接続されている。

レジスタ１３、乗算器１５、係数ＲＡＭ１７、ＡＬＵ１
８、アキュームレータ１９及びメモリ制御回路２４等の
動作はシーケンスコントローラ２０によって制御される
。シーケンスコントローラ２０はプログラムメモリ３０
に書き込まれた処理プログラムに従って動作すると共に
マイクロコンピュータ７からの指令に応じて動作する。

また、マイクロコンピュータ７はキーボード１１のキー
操作に応じて処理プログラムの書き換えやＲＡＭ１７の
係数データ及びＲＡＭ２５の遅延時間データの書き換え
を制御する。

かかる構成の演算処理部３を備えたＤＳＰ２においては
、ディジタルオーディオ信号データは入力レジスタ１３
を介してデータメモリ２２に供給されて記憶される。な
お、シーケンスコントローラ２０は入力レジスタ１３か
らデータを読み込むタイミング、データメモリ２２から
乗算器１５へ選択的にデータを転送するタイミング、Ｒ
ＡＭｌ７から各係数データを出力するタイミング、乗算
器１５の乗算動作タイミング、ＡＬＵ１８の加算動作タ
イミング、アキュームレータ１９から演算結果のデータ
を出力するタイミング等のタイミングをとる。

これらのタイミングがとられることにより、データメモ
リ２２から入力されたオーディオ信号データは読み出さ
れてデータバス１４を介してデータメモリ２２に供給さ
れて記憶される。データメモリ２２に記憶された信号デ
ータは順次読み出されて乗算器１５に供給される。一方
、ＲＡＭ１７から係数データが順次読み出されてバッフ
ァメモリ１６に供給されて保持される。バッファメモリ
１６から係数データが、またデータメモリ２２からデー
タが乗算器１５に各々供給され、乗算器１５においてそ
れらが次々乗算される。この乗算されて得られた値がＡ
Ｌ０１８において前回までの値（アキュームレータ１９
に保持された値）と累算されてその演算結果がアキュー
ムレータ１９において保持される。このような演算処理
により上記のＬＰＦ４２やフィルタ回路４４と同一の動
作を得ることができる。

ＤＳＰ２において得られるＬＰＦ４２やフィルタ回路４
４を等価回路で示すと第５図の如く２次ＩＩＲ型フィル
タとして構成されたものとなる。

このフィルタにおいては、オーディオデータ信号が供給
される入力端には係数乗算器３１及び遅延素子３２が接
続されている。遅延素子３２の出力には係数乗算器３３
及び遅延素子３４が接続されている。遅延素子３４の出
力には更に係数乗算器３５が接続されている。係数乗算
器３１．３３゜３５の各出力は加算器３６に接続されて
いる。加算器３６の出力には遅延素子３７が接続されて
いる。遅延素子３７の出力には係数乗算器３８及び遅延
素子３９が接続されている。遅延素子３９の出力には更
に係数乗算器４０が接続されている。

係数乗算器３８．４０の各出力も加算器３６に接続され
ている。

遅延素子３２，３４．３７．３９の各遅延時間は１サン
プリング周期に相当する。よって、乗算器３３に供給さ
れるデータは乗算器３１に供給されるデータより１サン
プル前のデータであり、乗算器３５に供給されるデータ
は乗算器３１に供給されるデータより２サンプル前のデ
ータである。

乗算器３８．４０についても同様である。

乗算器３１．３３．３５．３８．４０の各係数の設定に
応じてフィルタ回路やＬＰＦが得られると共にその周波
数特性も変化させることができる。

従って、ＤＳＰ２においては係数ＲＡＭ１７にマイクロ
コンピュータ７から転送されたフィルタ用及びＬＰＦ用
の係数データ群を各々記憶させておき、所定の順番でそ
の係数データを読み出して乗算器１５に供給するのであ
る。すなわち、フィルタ回路４４の形成時にフィルタ用
係数データが順次乗算器１５に供給され、これにより供
給されたフィルタ用係数データ群により定まる周波数特
性を有するフィルタ回路４４が形成される。また、ＬＰ
Ｆ４２の形成時にＬＰＦ用係数データが順次乗算器１５
に供給され、これにより供給されたＬＰＦ用係数データ
群により定まる周波数特性を有するＬＰＦ４２が形成さ
れる。

かかる２次ＩＩＲ型フィルタをＤＳＰ２によってディジ
タル処理により形成する場合、ＤＳＰ２は次の如く動作
する。

先ず、第１ステツプにおいてデータメモリ１２のｎ番地
から入力オーディオ信号データｄｎを読み出し、またＲ
ＡＭ１７から係数データａ２　（乗算器３５の係数に相
当する）を読み出してバッファメモリ１６に転送するこ
とにより乗算器１５にて乗算させる。その乗算結果ａ２
・ｄｎには第１ステツプより２ステツプ後の第３ステツ
プにおいてＡＬＵ１８によって０が加算されてその加算
結果がアキュームレータ１９に保持される。

第２ステツプにおいてはデータメモリ１２のｎ−１番地
から信号データｄ旧を読み出し、読み出された信号デー
タｄ、とＲＡＭ１７から新たに読み出した係数データａ
＋　　（乗算器３３の係数に相当する）とを乗算器１５
にて乗算させる。その乗算結果ａ１　ψｃｉｒＦ４には
第４ステツプにおいてＡＬＵ１８によってアキニームレ
ータ１９の保持値（第３ステツプの加算結果）が加算さ
れてその加算結果がアキニームレータ１９に保持される
。次いで、第３ステツプにおいては入力信号データＩＮ
をインターフェース１３からデータメモリ１２のｎ−２
番地及び乗算器１５に転送して係数データａｏ　　（乗
算器３１の係数に相当する）と乗算器１５にて乗算させ
る。その乗算結果Ｊｉ６　・ＩＮには第５ステツプにお
いてＡＬＵ１８によってアキュームレータ１９の保持値
（第４ステツプの加算結果）が加算されてその加算結果
がアキュームレータ１９に保持される。

第４ステツプにおいてはデータメモリ１２のｎ十２番地
から信号データｄ　ｎ＋２を読み出し、読み出した信号
データｄｎ＋２とＲＡＭ１７から新たに読み出した係数
データｂ２　（乗算器４０の係数に相当する）とを乗算
器１５にて乗算させる。その乗算結果ｂ２・ｄｒ１＋２
には第６ステツプにおいてＡＬＵ１８によってアキュー
ムレータ１９の保持値（第５ステツプの加算結果）が加
算されてその加算結果がアキュームレータ１９に保持さ
れる。そして第５ステツプにおいてはデータメモリ１２
のｎ＋１番地から信号データ（ｉｎ４４を読み出し、読
み出された信号データｄ　ｎ＋１と読み出された係数デ
ータｂ（乗算器３８の係数に相当する）とを乗算器１５
にて乗算させる。その乗算結果ｂ１　・ｄ　ｎｉｌには
第７ステツプにおいてＡＬＵ１８によってアキュームレ
ータ１９の保持値（第６ステツプの加算結果）が加算さ
れてその加算結果が出力データとしてアキュームレータ
１９に保持される。

また、ＤＳＰ２において検波回路４１は負を示すデータ
値の場合にそれを正を示す値に符号変換する動作により
形成される。また、ＡＴＴ４３は信号データを乗算器１
５によりＡＴＴ用係数データ群の係数データと乗算して
得られる。

なお、上記した実施例においては、入力オーディオ信号
レベルを検出するレベル検出手段と、該レベル検出手段
及び位置検出手段の各検出出力に応じて周波数特性を変
化するフィルタ手段とをＤＳＰにより構成したが、これ
に限らない。例えば、第２図に示した回路をアナログ回
路により構成していも良いのである。

発明の効果 以上の如く、本発明のラウドネスコントロール回路によ
れば、オーディオ信号ラインに周波数特性可変のフィル
タ回路を備え、入力オーディオ信号レベル及び音量調整
用ボリュームの動作位置を各々検出し、各検出出力に応
じてフィルタ回路の周波数特性を変化させ、これにより
入力オーディオ信号に対する周波数特性補償を施すこと
が行なわれる。よって、入力オーディオ信号レベルが大
きい場合に高低音部が極端に強調されたり、入力オーデ
ィオ信号レベルが小さい場合に高低音部がもの足りない
という不具合を回避することができ、音量調整用ボリュ
ームの動作位置がいずれの位置であっても音質的に良好
な再生音を聴取することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示すブロック図、第２図は第
１図の装置中のＤＳＰにより演算処理により形成される
回路構成を示すブロック図、第３図はマイクロコンピュ
ータの動作を示すフロー図、第４図は演算処理部の構成
を概略的に示すブロック図、第５図はＩＩＲ型フィルタ
の構成を示す図である。 主要部分の符号の説明 ２・・・ＤＳＰ ３・・・演算処理部 ７・・・マイクロコンピュータ ９・・・位置センサ ４３・・・ＡＴＴ ４４・・・フィルタ回路 ＄２ｆｆｉ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）音量調整用ボリュームをオーディオ信号ラインに
   備えた音響装置において入力オーディオ信号に対する周
   波数特性補償を施すラウドネスコントロール回路であっ
   て、前記入力オーディオ信号レベルを検出するレベル検
   出手段と、前記音量調整用ボリュームの動作位置を検出
   する位置検出手段と、前記オーディオ信号ラインに設け
   られ前記レベル検出手段及び位置検出手段の各検出出力
   に応じて変化する周波数特性を有するフィルタ手段とか
   らなることを特徴とする音響装置のラウドネスコントロ
   ール回路。
2. （２）前記レベル検出手段及び前記フィルタ手段はＤＳ
   Ｐ（ディジタル信号プロセッサ）における演算処理行程
   において形成されることを特徴とする請求項１記載の音
   響装置のラウドネスコントロール回路。