JPH0362713A - 振幅制御回路 - 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】 以下の順序で本発明を説明する。

Ａ産業上の利用分野 Ｂ発明の概要 Ｃ従来の技術（第４図及び第５図） Ｄ発明が解決しようとする問題点（第６図）Ｅ問題点を
解決するための手段 Ｆ作用 Ｇ実施例 （Ｇ１）第１実施例（第１図及び第２図）（Ｇ２〉第２
実施例（第３図） （Ｇ３）他の実施例 Ｈ発明の効果 Ａ産業上の利用分野 本発明は振幅制御回路に関し、特にフィードバック方式
のゲインコントロール回路に適用して好適なものである
。

Ｂ発明の概要 本発明は、振幅制御回路において、制御信号が太き（変
化したときフィードバックループのフィードバック信号
を抑制するようにしたとこにより、出力信号のリンギン
グを有効に防止し得る。

Ｃ従来の技術 従来フィードバック方式の振幅制御回路として用いられ
るゲインコントロール回路は、例えばステレオサウンド
システムにおいて、第４図に示すような差分信号形成回
路１として用いられている。

第４図において、　左チヤンネル音声信号及び右チヤン
ネル音声信号の差成分でなる差音声信号５Ｌ−７及び和
音声信号Ｓ　Ｌ　＋　Ｒを受け、差音声信号５Ｌ−Ｒの
高域信号成分及び低域信号成分の比率を和音声信号５Ｌ
ＵＲの信号レベルに応じて制御することにより、臨場感
が高い差分出力信号Ｓ　（Ｌ−Ｒ）。

を形成する。

因に一般に、差音声信号５Ｌ−Ｒは主として臨場感を決
定する信号成分であると考えられているのに対して、和
音声信号Ｓ　Ｌ　＋　Ｒは主としてサウンドシステムに
おいて発生される音声の定位位置を決める信号成分であ
ると考えられており、差音声信号５Ｌ−Ｒの高域成分及
び低域成分の比率を和音声信号５ＬＵＲの信号レベルに
応じて制御することによって発生される音声の定位位置
を明確にし、かつ必要に応じて臨場感をコントロールす
るような機能を得るようになされている。

すなわち、　差分信号形成回路１は差音声信号５Ｌ−Ｒ
及び和音声信号Ｓ　Ｌ＋Ｒをバイパスフィルタ２及び３
を通じてその高周波成分信号Ｓ１及び低周波成分信号Ｓ
２を高域ゲインコントロール回路４に供給し、その出力
Ｓ３を混合比率に１の増幅回路５を通じて加算出力回路
６に供給する。

同様にして差音声信号Ｓ　Ｌ−Ｒはローパスフィルタ７
及び８を通じて高周波成分信号Ｓ、及び低周波成分信号
ＳＩ□として低域ゲインコントロール回路９に供給され
、その出力ＳＩ３が混合比率に２の増幅回路１０を通じ
て出力加算回路６に供給される。

さらに差音声信号５Ｌ−Ｒは、混合比率に３の増幅回路
１１を通じて出力加算回路６に供給される。

出力加算回路６は、増幅回路５．１０及び１１から供給
される音声出力を合成して差分信号５（Ｌ−ＲＩＯとし
て出力する。

高域ゲインコントロール回路４及び低域ゲインコントロ
ール回路９は、第５図に示すように、差音声信号５Ｌ−
Ｒの信号成分でなる第１のゲインコントロール入力信号
３１　　（及びＳ＋＋）（第４図）を乗算回路２１にお
いて係数信号ＳＫと乗算し、その乗算出力をゲインコン
トロール出力信号Ｓ３（及び５１３）として送出する。

ゲインコントロール出力信号Ｓ３　　（及びＳ　１３）
の信号レベルはピーク検波回路２２において検出され、
そのピーク検波出力ＳＰＩが減算回路構成の比較回路２
３に減算入力として与えられる。

これに対して高域ゲインコントロール回路４　（及び低
域ゲインコントロール回路９）に和音声信号５ＬＵＲの
低周波成分信号Ｓ２　　（及びＳＩ□）がゲイン制御信
号の信号レベルがピーク検波回路２４において検出され
、そのピーク検波出力ＳＰｔが比較回路２３に加算人力
として与えられ、これによりピーク検波出力ＳＦＩ及び
Ｓ、□のエラー出力ＳＰ３が積分回路２５に与えられる
。

積分回路２５はエラー出力ＳＰ３を所定の積分時定数で
積分することにより、その平均値に対応する係数信号Ｓ
Ｋを形成して乗算回路２１に供給する。

かくしてピーク検波回路２２、比較回路２３、ピーク検
波回路２４及び積分回路２５によってフィードバックル
ープＦＢが形成される。

このフィードバックループＦＢは、左音声信号５Ｌ−Ｆ
ｌの信号成分でなる低周波成分信号Ｓｌ　　（及び高周
波成分Ｓ＋＋）に係数信号ＳＫによって表される係数を
乗算することによって得られるゲインコントロール出力
信号Ｓ３　（及びＳ、３）の信号レベルが、和音声信号
ＳＬ＋ＩＲでなる第２の入力信号ＳＺ　　（及びＳ、２
）の信号レベルと等しくなるような状態を安定状態とし
て求めるようなフィードバック動作を実行し、これによ
り和音声信号Ｓ　Ｌ＋Ｒの信号成分でなる第２の入力信
号Ｓ２　　（及びＳ１ア）の信号レベルが変化すればこ
れに応じてゲインコントロール出力信号ＳＳ　　（及び
Ｓ　Ｉ３）の信号レベルを制御する。

Ｄ発明が解決しようとする問題点 第４図のゲインコントロール回路４（及び９）において
、乗算回路２１（第５図）に対するフィードバックルー
プＦＢを構成するピーク検波回路２２、比較回路２３、
ピーク検波回路２４及び積分回路２５は、ゲイン制御信
号Ｓ２　（及び５１２）の変化に対して所定の応答速度
で応答できるような応答時定数をもつように選定され、
かくして安定な係数信号ＳＫを得るようになされ、従っ
て理想的にはゲイン制御信号Ｓ２　（及びＳ、２）が変
動したときこれに応じて信号レベル（従ってピークレベ
ル）が変動しかつゲインコントロール入力信号Ｓ１　（
及びＳ、、）と同じ波形を有する出力信号Ｓ３　　（及
びＳ、３）を得ることができるようにすることが望まし
い。

ところが実際上、ゲインコントロール入力信号Ｓｌ　　
（及びＳ＋＋）として当該フィードバックループの応答
時定数より速い変化を呈するような波形をもっている場
合には、ゲインコントロール出力信号Ｓ３　　（及び５
１３）にリンギングが生じてゲインコントロール入力信
号Ｓｌ　　（及びＳ＋＋）と同じ波形のゲインコントロ
ール出力信号Ｓ３　　（及びＳ、３）を得ることができ
なくなる問題がある。

すなわちゲインコントロール入力信号Ｓｌ　　（及びＳ
　＋＋）として第６図（Ａ）に示すように、フィードバ
ックループＦＢの応答時定数より速い変化を呈するトー
ンバースト波形Ｗ１を有する信号を供給したときには、
第６図（Ｂ）に示すように、トーンバースト波形Ｗ１が
立ち上がるタイくングにおいてリンギング波形Ｗ２を発
生するような波形Ｗ３をもつゲインコントロール出力信
号Ｓ３　（及び５１３）が発生する。

このようなリンギング波形Ｗ２が生ずる原因は、第１に
ゲインコントロール入力信号Ｓ、（及びＳ、）及びゲイ
ン制御信号Ｓ２　（及びＳ、２）に対してローパスフィ
ルタによるフィルタ処理がある場合、第２にピーク検波
回路２２及び２４の放電時定数が異なる場合、第３に比
較回路２３の入力に重み付けがある場合に、特に顕著に
発生するおそれがある。

このようにリンギング波形Ｗ２が発生すると、フィード
バックループＦＢは当該リンギング波形Ｗ２を急速に押
さえるように動作するため、リンギング波形Ｗ２として
特にオーバーシュートが発９ 生ずると、出力波形が必要以上に減衰されてオーバーシ
ュート波形に続いて過度に振幅を抑制させてしまうよう
な低い信号レベルのいわゆる「息継ぎ波形」を発生させ
る結果になる。

因に第５図のようなフィードバックループの応答速度は
、入力信号を振幅が階段状に大きくなるほど速くなるの
で当該「息継ぎ現象」は入力信号の振幅が大きくなれば
なる程顕著になる。

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、入力信号
の振幅が階段状に大きくなった場合にもＥ問題点を解決
するための手段 かかる問題点を解決するため第１の発明においては、入
力信号Ｓ、（Ｓ＋＋）の振幅をフィードバックループＦ
Ｂから制御信号Ｓ　ｚ　　（Ｓ　＋　ｚ　）に応じて得
られる係数信号ＳＫによって制御して出力信号Ｓ　３（
Ｓ　、３　）として送出するようになされ、フ０ イードパックループＦＢは出力信号Ｓ３　（ＳＩ３）及
び制御信号の振幅を比較してその比較結果に対応する係
数信号ＳＫを形成する振幅制御回路４（９）において、
フィードバックループＦＢは、制御信号Ｓｚ　　（Ｓ＋
□）が階段状に大きく変化したとき係数信号ＳＫの変化
を許容応答速度以下に抑制する応答速度調整手段（３１
，２５）を設けるようにする。

また第２の発明において応答速度調整手段（３１，２５
）は、変換入力信号αを指数変化する指数変換出力信号
Ｐに変換する指数変換手段３１と、指数変換手段３１か
ら得られる指数変換出力信号Ｓ　ＯＵＴを積分する積分
手段２５とを具えるようにする。

さらに第３の発明において応答速度調整手段（３１，２
５）は、変換入力信号αが所定の振幅子ｄ、−ｄ以上に
なったとき所定の制限レベル＋ｄ、ｄを有するリミッタ
変換出力信号βに変換するリミッタ手段３１と、リミッ
タ手段３１から得られるり旦ツタ変換出力信号を積分す
る積分手段２５とを具えるようにする。

１作用 フィードバックループＦＢに与えられる制御信号Ｓ２　
　（３１□）が階段状に大きく変化したとき係数信号Ｓ
Ｋの変化を抑制するようにしたことにより、フィードバ
ックループＦＢの応答速度をリンギングを発生させない
程度の値に抑制することができ、かくしていわゆる「息
継ぎ」のような現象を生じさせないようにし得る。

Ｇ実施例 以下図面について、本発明の一実施例を詳述する。

（Ｇ１）第１実施例 第１図は本発明の第１実施例を示すもので、この場合の
ゲインコントロール回路４　（９）は、第５図との対応
部分に同一符号を付して示すように、フィードバックル
ープＦＢの比較回路２３及び積分回路２５間に対数変換
回路構成の応答速度調整回路３１を介挿する。

応答速度調整回路３１は、入力信号α（すなわち比較回
路２３の出力信号）と、出力信号β（すなわち積分回路
２５の入力信号）との関係を、次式 ％式％（１） のような対数変換式で表されるような対数変換特性を呈
するものを用いる。

（１）式において、ｋ及びａは定数、出力信号βの符号
は入力信号αの符号と同一であり、対数の底は必要に応
じて任意数に選定し得る。

以上の構成において、ゲイン制御信号Ｓ２　　（及び３
１２）が階段状に大きく変化することにより応答速度調
整回路３１の入力信号αが正方向に増加（又は負方向に
減少）して行くと、応答速度調整回路３１の出力信号の
レベルβは、（１）式に基づいて第２図の曲線Ｃ１で示
すように、変換入力信号ＳＩＮの信号レベルαが小さい
範囲にあるときには、出力信号Ｓ。Ｕアとして参照直線
Ｃ２で示す３ 変化率より速い変化率で出力信号Ｓ。ＵＴの信号レベル
を増加（又は減少）させるのに対して、変換入力信号Ｓ
ＩＮの信号レベルαが大きくなって行くと、変換曲線Ｃ
Ｉの変化率は参照直線Ｃ２を表す式 ％式％（２） の変化率より小さくなるような変換動作をする。

その結果ゲイン制御信号ＳＺ　　（及びＳ、２）が変動
することによりそのピーク検波出力ｓｒｚの信号レベル
が変化したとき、その変化幅が小さければ入力信号ＳＩ
Ｎの信号レベルαが小さいことにより比較的大きな変化
率で信号レベルが変化する変換出力信号Ｓ。ＬＩＴを積
分回路２５に供給することにより、フィードバックルー
プＦＢは比較的速い応答速度で追従動作し、これにより
出力信号Ｓ３　　（及び５Ｉ３）はゲイン制御信号Ｓ２
　　（及びＳ、２）の信号レベルの変動に比較的高い精
度で追従するようなゲインコントロール動作をする。

このようにして応答速度調整回路３１が速い応４ 答速度で積分回路２５を動作させるようにしても変換入
力信号ＳＩＮの信号レベルが低いことにより、積分回路
２５の係数信号ＳＫとして過剰なゲインコントロール動
作を生じさせるような値にまで大きくなることはなく、
　その結果フィードバックループＦＢはリンギングを生
しさせることなくゲインコントロール入力信号Ｓｌ　　
（及びＳ＋＋）によって表される差分信号をゲイン制御
信号Ｓ２　　（及びＳ１□）の信号レベルの変化に高い
精度で追従させてなるゲインコントロール出力信号Ｓ３
　　（及びＳ　、３）を送出することかできる。

これに対してゲイン制御信号ＳＺ　　（及びＳ、２）の
信号レベルの変化幅が大きくなると、応答速度調整回路
３１は変換出力信号Ｓ。ｕｒの信号レベルβの変化率を
小さい値に抑制する。このとき積分回路２５は、変化入
力信号ＳＩＮの信号レベルの変化量より小さい変化量だ
け変化するようになり、この結集積分回路２５から得ら
れる係数信号ＳＫの応答速度を引き下げるような結果を
生ずる。

従ってフィードバックループＦＢ全体として、たとえゲ
イン制御信号ＳＺ　　（及びＳ　１２）の信号レベルの
変化が階段状に過大に変化しても、当該過大に変化した
分フィードバックループＦＢの応答速度を低くするよう
に制御することにより、ゲインコントロール出力信号Ｓ
ｆｆ　　（及びＳ、３）にリンギングを発生させないよ
うにし得、その結果いわゆる「息継ぎ」のように音声が
途切れるような現象を生じさせないようなゲインコント
ロール回路を実現できる。

（Ｇ２）第２実施例 第３図は第２実施例を示すもので、第２図との対応部分
に同一符号を付して示すように、応答速度調整回路３１
（第１図）として、第３図に示すようなりξツタ特性を
有するりξツタ回路構成のものを用いる。

すなわちこの場合の応答速度調整回路３１は、変換入力
信号ＳＩＮの信号レベルαが ｅ〈α＜＋ｅ ・・・・・・　（３） のようにα−−ｅからα＝＋ｅまでの範囲にあるとき、
直線Ｃ１ｌで示すように β−ｆ　・α　　　　　　　　　　　　　　・・・・・
・　（４）で表される変換入力信号ＳＩＮの信号レベル
αの変化に対して変換出力信号Ｓ。ＵＴの信号レベルβ
を直線的に変化させる。

これに対して応答速度調整回路３１は、変換入力信号Ｓ
ＩＮの信号レベルαが α≧十〇 ・・・・・・　（５） のように限界値＋０以上になったとき変換出力信号ＳＯ
Ｕアの信号レベルβを β−＋ｄ （６） のように一定値＋ｄに保持させると共に、α≦ ・・・・・・　（７） のように限界値 ｅより小さくなったとき β＝ ・・・・・・　（８） のように一定値−ｄを保持するようなリミッタ変換特性
を呈する。

第３図に示すようなりくツタ変換特性をもつ応答速度調
整回路３１を用いた場合には、フィードバックループＦ
Ｂのループゲインは応答速度調整回路３１のゲインと積
分回路２５の時定数とによって決まる。

そこで、変換入力信号ＳＩＮの信号レベルαが（３）式
及び（４）式で表されるように、限界値ｅ〜＋ｅの範囲
内にあって変換出力信号Ｓ。Ｕアの信号レベルβが直線
的に変化する場合には、フィードバックループＦＢがゲ
イン制御信号Ｓ２　　（及びＳ１□）の変化に応じて積
分回路２５に対する積分人力を大きくすることにより、
追従性良く変化する係数信号ＳＫを乗算回路２１に与え
ることができる。かくしてゲインコントロール回路４　
（及び９）は、高い精度でゲイン制御信号ＳＺ　　（及
びＳＩ□）の信号レベルに応動する信号レベルを有する
ゲインコントロール出力信号Ｓ３　（及び５Ｉ３）を送
出し得る。

８ これに対して変換入力信号ＳＩＨの信号レベルが（５）
弐〜（８）式のように限界値＋ｅより大きくなり又は限
界値−ｅより小さくなった場合には、応答速度調整回路
３１は変換出力信号Ｓ。ＵＴの信号レベルβを一定値＋
ｄ又は−ｄに保持する。このとき積分回路２５は係数信
号ＳＫとして一定値を保持するので、たとえゲイン制御
信号Ｓ２　（及び５１２）に極端に大きな変動が生じた
としても、積分回路２５の応答速度が当該一定値より速
くなることはないので、結局フィードバックループＦＢ
は全体としてゲインコントロール出力信号Ｓ３（及びＳ
　１３）に第６図（Ｂ）について上述したリンギングを
発生させないようにし得る。

（Ｇ３）他の実施例 （１）第１図及び第２図について上述した第１実施例の
場合、対数変換回路構成の応答速度調整回路３１の変換
出力信号Ｓ。Ｕアは積分回路２５において積分処理され
ることにより係数信号ＳＫを形成するようになされてい
るので、実用上変換出力信号Ｓ。Ｌｌアとして高い精度
のものを用いなくても良い。

例えば応答速度調整回路３１をディジタル回路で構成す
る場合には、変換入力信号ＳＩＮとして次式 ％式％ （９） のように浮動少数点で表したときの指数部の値を用いる
ようにし、これにより変換出力信号Ｓ。ＵＴとして β−±ｍ　　　　　　　　　　　　　・・・・・・（１
０）のようにステップ的に変化するような値をもつ変換
出力信号Ｓ。ＵＴを用いることができる。

このように構成すれば、応答速度調整回路３１として、
−段として簡易な構成のものを適用し得、この分会体と
して簡易な構成のゲインコントロール回路を得ることが
できる。

（２）上述の第１実施例及び第２実施例においては、応
答速度調整回路３１として対数変換回路構成及びりくツ
タ回路構成のものを適用するようにしたが、本発明はこ
れに限らず、応答速度調整回路３１として、例えば平方
根変換回路、トランジスタのダイオード特性、ディジタ
ルレジスタのシフト特性を利用したものなど、要は入力
／出力変換特性が非線形のものを適用することができ、
このようにしても上述の場合と同様の効果を得ることが
できる。

（３）上述の実施例においては、応答速度調整回路３１
を加算回路２３及び積分回路２５間に介挿するようにし
た場合について述べたが、これに代え、ピーク検波回路
２２及び２４と、加算回路２３との間に介挿するように
しても上述の場合と同様の効果を得ることができる。

Ｈ発明の効果 上述のように本発明によれば、フィードバックループか
ら得られる係数信号を用いて、ゲインコントロール入力
信号の信号レベルをゲイン制御信号の信号レベルの変化
に追従させるように制御す２す るにつき、ゲイン制御信号の信号レベルが階段状に大き
く変化したときフィードバックループの出力信号レベル
を抑制するようにしたことにより、ゲインコントロール
出力信号にリンギングを発生させないようにし得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるゲインコントロール回路の一実施
例を示す接続図、第２図はその応答速度調整回路３１の
応答速度調整特性を示す特性曲線図、第３図は第２実施
例における応答速度調整特性を示す特性曲線図、第４図
はゲインコントロール回路の応用例を示すブロック図、
第５図は第４図のゲインコントロール回路として用いら
れている従来の構成を示す接続図、第６図はリンギング
の発生動作の説明に供する信号波形図である。 １・・・・・・差分信号形成回路、４．９・・・・・・
高域、低域ゲインコントロール回路、６・・・・・・出
力加算回路、２１・・・・・・乗算回路、２２．２４・
・・・・・ピーク検波回路、２３・・・・・・比較回路
、２５・・・・・・積分回路、３１２− ・・・・・・応答速度調整回路。 ２

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）入力信号の振幅をフィードバックループから制御
   信号に応じて得られる係数信号によつて制御して出力信
   号として送出するようになされ、上記フィードバックル
   ープは上記出力信号及び上記制御信号の振幅を比較して
   その比較結果に対応する上記係数信号を形成する振幅制
   御回路において、上記フィードバックループは、上記制
   御信号が階段状に大きく変化したとき上記係数信号の変
   化を許容応答速度以下に抑制する応答速度調整手段を具
   える ことを特徴とする振幅制御回路。
2. （２）上記応答速度調整手段は、変換入力信号を指数変
   換して指数変換出力信号を形成する指数変換手段と、上
   記指数変換手段から得られる上記指数変換出力信号を積
   分する積分手段と を具えることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載
   の振幅制御回路。
3. （３）上記応答速度調整手段は、変換入力信号が所定の
   振幅以上になつたとき当該変換入力信号を所定の制限レ
   ベルを有するリミッタ変換出力信号に変換するリミッタ
   手段と、上記リミッタ手段から得られる上記リミッタ変
   換出力信号を積分する積分手段と を具えることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載
   の振幅制御回路。