JPH047141B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、電話機の送話回路に設けられる音声
スイツチの改良に関する。

〔発明の技術的背景〕

従来、この種の音声スイツチのひとつとして、
例えば第１図に示す如きものがある。この音声ス
イツチは、送話器（マイクロホン）１の音声出力
信号を前置増幅器２で増幅したのち等化増幅器３
により所定の周波数特性に補正し、その出力信号
を可変利得回路４に導入している。一方、上記等
化増幅器３の出力信号を検波回路５で検波して直
流信号に変換し、この直流信号を比較器６で基準
レベル発生器７にて設定された基準レベルを比較
している。そして、この基準レベルを超えた時点
で比較器６からスイツチング信号を発生させ、こ
のスイツチング信号を積分回路８で多少平滑化し
たのち前記可変利得回路４に供給してその利得を
ステツプ的に増減させている。そして、この可変
利得回路４により前記等化増幅器３の出力音声信
号の信号レベルを可変し、その出力を出力増幅器
９で増幅して図示しない電話機回路へ送出してい
る。第２図は、このような音声スイツチの入出力
特性を示すものである。

このようにすれば、非通話時において、耳障り
な周囲騒音のような雑音を、比較的音圧レベルが
高くても抑制し、通話時には通話音声に何ら支障
を起こさずに送出することができる。

〔背景技術の問題点〕

ところが、このような従来の音声スイツチで
は、積分回路８を挿入してスイツチング信号を平
滑化してはいるものの、スイツチング特性が根本
的に急峻であるため、このスイツチング時に音声
が断続する等のスイツチング雑音が発生して通話
品質が劣化する欠点があつた。また、周囲騒音が
規定の通話音声と同程度に大きい場合には、非通
話時この騒音を抑圧することができないという欠
点があり、この点でも通話品質の劣化を招いてい
た。

〔発明の目的〕

本発明は、スイツチング雑音を低減するととも
に通話時における通話音声の特性を損わずに、非
通話時において、通話音声と同程度の比較的高い
音圧レベルの周囲騒音を抑圧し、通話品質の向上
をはかり得る音声スイツチを提供することを目的
とする。

〔発明の概要〕

本発明は、上記目的を達成するために、次のよ
うに構成したものである。すなわち、周知のよう
に一般に車載用電話機等の電話機で対象となる騒
音は、周波数スペクトラムにおいて、約500Hz以
下の周波数成分が支配的であり、それよりも高い
周波数成分は無視できるほど少ない。また、人間
の通話音声は、約1kHz以上の周波数成分が明瞭
度に大きく貢献し、それよりも低い周波数成分は
これに比べて貢献度が低いことが一般に知られて
いる。本発明は、これらの点に着目し、 （） 等化増幅器により周波数特性を補正した
音声出力信号の検波出力を送話器の音声出力信
号の検波出力で除算してその除算結果により可
変利得回路の利得を切換制御する。これによ
り、利得切換を行なう音声出力信号レベルを、
騒音による雑音が支配的な低周波領域（約500
Hz以下）では高レベルに、また通話音声の周波
数成分が支配的な中高周波領域では低レベルと
なるようにしている。この結果、非通話時（音
声非発生時）に多少高レベルの騒音が発生して
もこれが即時高利得で送出されないようにし、
かつ通話音声に関しては比較的低レベルで利得
が切換わつて高レベルで音声出力信号を送出す
ることが可能となる。

また、利得切換時の利得変化特性の傾きを小
さくし、これにより切換時の音声出力信号のレ
ベル変化が円滑に行なわれるようにして、スイ
ツチング雑音の低減をはかつている。

（） 送話器から送話出力端までの間に、利得
切換前後における音声出力信号の信号レベル差
が雑音成分を主とする周波数領域で小さくかつ
通話音声成分を主とする周波数領域で大きくな
るような周波数特性を持つ増幅回路を設け、こ
れにより利得切換時における雑音の送出レベル
変化を小さくして雑音の断続が明瞭に伝わらな
いようにする。

のように構成したものである。

〔発明の実施例〕

第３図は、本発明の一実施例における音声スイ
ツチのブロツク図で、前記第１図と同一部分には
同一符号を付して説明を行なう。

この音声スイツチは、送話器（マイクロホン）
により得られる音声出力信号を周波数補正および
信号レベル制御を施して送話出力端より送出する
増幅部１０と、この増幅部１０の後述する可変利
得回路の利得を制御する利得制御部２０とから構
成されている。

増幅部１０は、前置増幅器２で増幅した音声出
力信号を、先ず等化増幅器３で所定の周波数特性
に補正し、しかるのち可変利得回路１１で信号レ
ベルをステツプ的に切換えていわゆる音声のスイ
ツチングを行なつたのち、出力増幅器９を介して
送出するものである。ここで、上記等化増幅器３
における周波数特性の補正は、例えば低域のレベ
ルを持ち上げて人間の肉声に近づけるべくなされ
る。また、前記可変利得回路１１の利得特性に
は、所定の周波数特性が付与されている。この周
波数特性は、例えば第７図に示す如く、通話時
（音声発生時）に対応する制御電圧ａのときに低
域から高域までの全周波数帯域を通して同一利得
となるように、また非通話時（音声非発生時）に
対応する制御電圧ｂのときには、通話音声成分を
主とする周波数領域以外の雑音成分を主とする周
波数領域（例えば300Hz，5kHz）で高くし、通話
音声成分を主とする周波数領域（例えば1kHz，
3kHz）で低くなるように設定し、通話時（制御
電圧ａのとき）と非通話時（制御電圧ｂのとき）
との利得の差が、雑音成分を主とする周波数領域
では小さく、通話音声成分を主とする周波数領域
では大きくする。

一方、利得制御部２０は、前記等化増幅器３の
出力信号および前記増幅器２の音声出力信号をそ
れぞれ検波してその検波出力を得る２個の検波回
路２１，２２と、除算回路２３と、この除算回路
２３の除算出力を波形整形するバツフア増幅器２
４と、このバツフア増幅器２４の出力を積分して
スイツチング雑音を低減したのち前記可変利得回
路１１に利得制御電圧として供給する積分回路８
とから構成されている。

ここで上記各検波回路２１，２２はそれぞれ例
えば第９図D₁，D₂に示すような利得の周波数特
性を有しており、これにより前記等化増幅器３の
出力信号を低減あるいは高域の通話音声成分を主
とする領域以外の周波数領域を減衰させて検波
し、一方前記前置増幅器２の音声出力信号をその
ままの特性で検波する。また、除算回路２３は、
上記検波回路２１の検波出力を検波回路２２の検
波出力で除算するもので、その入出力特性は例え
ば第１２図に示すようになる。すなわち、検波回
路２１の出力信号（第１０図）および検波回路２
２の出力信号（第１１図）から明らかなように、
信号レベルが比較的小さい領域では、検波回路２
１の出力信号と検波回路２２の出力信号のレベル
差は大きくなり、かつ検波回路２１の出力信号の
レベル変化に対する除算出力の変化量も大きくな
る。このため、信号レベルが比較的小さい領域で
の除算回路２３の出力レベルは大きな値になり、
かつ検波回路２１の出力変化に対する除算出力の
変化（傾き）は、第１２図のａに示すように大き
くなる。これに対し、信号レベルが比較的大きい
領域では、検波回路２１の出力信号と検波回路２
２の出力信号のレベル差は小さくなり、かつ検波
回路２１の出力信号のレベル変化に対する除算出
力の変化量も小さくなる。このため、信号レベル
が比較的大きい領域での除算回路２３の出力レベ
ルは小さな値になり、かつ検波回路２１の出力変
化に対する除算出力の変化（傾き）は、第１２図
のｂ，ｃに示すように小さくなる。

すなわち、除算回路２３は、除数側の信号レベ
ルがａ，ｂ，ｃの順に大となるに従い、被除数側
の入力信号電圧に対する除算出力電圧の傾きが小
さくなるような入出力特性を持つことになる。

なお、第１５図は除算回路２３の代表的な回路
構成を成すもので、検波回路２１の出力信号が入
力される第１および第２の差動回路３１，３２
と、検波回路２２の出力信号が入力される、カレ
ントミラー回路３３を有する第３の差動回路３４
とを備えている。そして、これら第１および第２
の差動回路３１，３２と第３の差動回路３４とを
電源端子VCCと接地端子との間に直列に接続し、
上記第１および第２の各差動回路３１，３２のコ
レクタから除算出力信号を取り出してバツフア増
幅器２４へ供給するように構成されている。

このような構成であるから、送話器１の音声出
力信号は、前置増幅器２で増幅されたのち、等化
増幅器３で第５図に示す特性に従つて周波数特性
が補正され、しかるのち可変利得回路４に供給さ
れて増幅される。第４図は上記送話器１で得られ
る音声出力信号の周波数特性の一例を示すもの
で、第６図は等化増幅器３で補正後の特性を示す
ものである。

一方、上記等化増幅器３および前置増幅器２の
各出力信号は、それぞれ検波回路２１，２２に導
びから、これらの検波回路２１，２２で検波され
たのちそれぞれ除算回路２３に供給される。この
とき、上記各検波回路２１，２２は第９図D₁，
D₂に示す周波数特性を有しているため、検波回
路２１の検波出力は第１０図に示す如く低域があ
るいは高域の通話音声成分を主とする領域以外の
周波数領域で減衰され、一方検波回路２２の検波
出力は第１１図に示す如く検波前の特性のまま出
力される。これらの検波出力が供給されると、除
算回路２３では上記検波回路２１の検波出力を検
波回路２２の検波出力により除算する処理が行な
われる。例えば、雑音成分が主となる低域（300
Hz）或いは高域（5kHz）の入力電圧は、第１０
図および第１１図に示される如く比較的小レベル
であるため、除算回路２３では第１２図のａに示
される入出力特性に従つて除算される。一方、通
話音声成分を主とする中間域（1kHz，3kHz）の
入力電圧は比較的大きいレベルであるため、除算
回路２３では第１２図ｂ，ｃに示される入出力特
性に従つて除算される。したがつて、除算回路２
３からは、上記各検波出力の特性および除算回路
２３が持つ入出力特性（第１２図）に従つて、例
えば第１３図に示す如き除算出力が得られる。つ
まり、送話器１の入力音圧のスイツチングレベル
が、低域あるいは高域の通話音声成分を主とする
周波数領域以外の雑音成分を主とする周波数領域
で高く、かつ通話音声成分を主とする周波数領域
で低くなり、しかも出力電圧の変化（スイツチン
グ）特性の傾きが、雑音成分を主とする低域ある
いは高域の周波数領域に比較して、通話音声成分
を主とする周波数領域で小さくなる特性を有する
出力信号が得られる。

なお、検波回路２１の特性を第９図D₁の如く
低域及び高域で低利得にしているが、これはスイ
ツチングレベルを低域及び高域でより大とするた
めのもので、仮に特性を平坦なものにしてもスイ
ツチングレベルが若干小となるだけで実用上問題
ない。除算回路２３の出力信号は、バツフア増幅
器２４で第１４図に示す如く整形されたのち、積
分回路８を介して利得制御信号として可変利得回
路１１に供給される。この結果、上記利得制御信
号の利得スイツチング特性と可変利得回路１１自
信が持つ周波数特性とに従つて、可変利得回路１
１は、等化増幅器３からの音声出力信号をレベル
制御し、出力増幅器９を介して送出する。

したがつて、以上のような回路において、先ず
非通話時、つまり音声を発していない状態では、
仮に騒音が大きくても通話音声成分を主とする周
波数領域以外の高域あるいは低域の雑音成分を主
とする周波数領域に対する入力音圧のスイツチン
グレベルが高く設定してあるため、上記騒音によ
り容易に音声スイツチが動作することがなく、こ
の結果騒音の影響を低減して受話側で聞き易い電
話機を提供することができる。

一方、音声発生時には、騒音よりも低い入力音
圧レベルで通話音声成分を主とする周波数領域に
対するスイツチングが行なわれるため、音声は全
体的に大きなレベルで送出されることになり、こ
のため騒音の影響が少なく明瞭度の高い送話を行
なうことができる。

また、スイツチング動作時には、スイツチング
特性の傾きを全周波数とも従来に比べて小さくし
ているので、スイツチング時の音声および騒音の
レベル変化が円滑に行われることになり、またこ
の場合上記スイツチング特性の傾きを雑音成分を
主とする周波数領域よりも通話音声成分を主とす
る周波数領域において小さくするようにしている
ので、信号レベルが大きくかつ頻繁にレベルが変
化する音声信号により一層円滑にスイツチングす
ることができる。しかも、可変利得回路１１の利
得特性に第７図に示す如く周波数特性を持たせて
いるので、音声発生時、つまり制御電圧がａのと
きには入力信号は第８図Ａのようにそのままの特
性で送出され、一方音声非発生時、つまり制御電
圧がｂのときには、入力信号は上記周波数特性が
例えば第８図Ｂのように略平坦に補正される。こ
のため、音声発生時と音声非発生時との間の音声
信号の送出レベル差、つまりスイツチング前後の
送話信号の出力レベル差は、通話音声成分を主と
する周波数領域にくらべ高域あるいは低域の雑音
成分を主とする周波数領域で小さくなる。したが
つて、スイツチング前後間の周囲騒音による雑音
の送出レベル差を小さくでき、これにより雑音の
断続が受話側に明瞭に伝わらないようにすること
ができる。一般に雑音は周囲騒音が支配的である
ため、もし仮に雑音にスイツチング前後間の送出
レベル差が大きいと、雑音の断続が明瞭に伝わる
ことになつて耳障りとなり、非常に好ましくな
い。このように、以上の各スイツチング特性の改
良により、本実施例ではスイツチング雑音の極め
て少ない高品質の送話を行なうことができる。

すなわち本実施例であれば、非通話時において
もまた通話時においても、騒音等に起因する雑音
の影響を低減してＳ／Ｎがより明瞭な送話を行な
うことができ、しかもスイツチング雑音を低減し
て通話品質の高い音声スイツチを提供することが
できる。

なお本発明は上記実施例に限定されるものでは
ない。例えば、前記実施例では可変利得回路の利
得特性に周波数特性を持たせ、これによりスイツ
チング前後の送話信号レベル差を雑音成分を主と
する周波数領域において小さくかつ通話音声成分
を主とする周波数領域において大きくなるように
したが、上記周波数特性を前置増幅器、等化増幅
器あるいは出力増幅器の利得特性に付与してもよ
く、また上記周波数特性を有する増幅器を別設し
てもよい。要するに、送話器から送出端までの径
路中に設ければよい。また、除算回路ではマイク
ロプロセツサ等により構成してもよく、この場合
には各検波回路の出力をデジタル信号に変換する
とともに、除算信号をアナログ信号に変換する回
路を設けることにより構成できる。

〔発明の効果〕

以上詳述したように本発明は、等化増幅器で周
波数特性を補正した音声出力信号の検波出力を送
話器の音声出力信号の検波出力で除算してその除
算出力で可変利得回路の利得な切換制御し、これ
により利得切換を行なう音声出力信号レベルを、
騒音による雑音が支配的な周波数領域では高レベ
ルに、また通話音声の周波数成分が支配的な周波
数領域では低レベルとなるようにするとともに、
利得切換時の利得変化特性の傾きを小さくし、か
つ送話器から音声出力信号の送出端までの間に利
得切換前後における音声出力信号の信号レベル差
が雑音成分を主とする周波数領域で小さくかつ通
話音声成分を主とする周波数領域で大きくなるよ
うな周波数特性を持つ増幅器を設けたものであ
る。

したがつて本発明によれば、スイツチング雑音
を低減するとともに周囲騒音成分を抑制してＳ／
Ｎを高め得、通話品質の向上をはかり得る音声ス
イツチを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は従来における音声スイツ
チを説明するためのもので、第１図はそのブロツ
ク構成図、第２図は同スイツチのスイツチング特
性を示す図、第３図〜第１４図は本発明の一実施
例を説明するためのもので、第３図は音声スイツ
チのブロツク構成図、第４図〜第１４図はそれぞ
れ第３図に示した音声スイツチの作用説明に用い
るための特性図、第１５図は第３図に示した除算
回路の回路構成の一例を示す図である。 １……送話器、２……前置増幅器、３……等化
増幅器、９……出力増幅器、１０……増幅部、１
１……可変利得回路、２０……利得制御部、２
１，２２……検波回路、２３……除算回路、２４
……バツフア増幅器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 送話器の音声出力信号の特定の信号レベルで
   可変利得回路の利得を切換えることにより上記音
   声出力信号の信号レベルを可変制御して送話出力
   端より送出する音声スイツチにおいて、 前記送話器の音声出力信号のうち雑音成分を主
   とする所定の周波数領域の信号レベルを、通話音
   声成分を主とする周波数領域に比べて強調して増
   幅する等化増幅器と、 この等化増幅器から出力された音声出力信号を
   検波する第１の検波回路と、 前記等化増幅器に供給される前の音声出力信号
   を検波する第２の検波回路と、 この第２の検波回路の検波出力レベルが大きく
   なるに従い、前記第１の検波回路の検波出力レベ
   ルの変化に対する除算出力レベルの変化の割合が
   小さくなるように設定された入出力特性を有し、
   前記第１の検波回路の検波出力を前記第２の検波
   回路の検波出力により除算することにより、前記
   音声出力信号に対するスイツチングレベルが、雑
   音成分を主とする周波数領域で高くかつ通話音声
   成分を主とする周波数領域で低くなり、さらに上
   記スイツチング時における前記第１の検波回路の
   検波出力レベルの変化に対する除算出力の変化の
   割合が、雑音成分を主とする周波数領域で大きく
   かつ通話音声成分を主とする周波数領域で小さく
   なる利得制御信号を発生する除算回路と、 この除算回路から出力された利得制御信号を平
   滑して前記可変利得回路に供給し、その利得を切
   換制御する平滑回路と、 前記送話器と送話出力端との間に設けられ、前
   記平滑回路から出力される利得制御信号のレベル
   が非通話時に対応する低いレベルのときに、雑音
   成分を主とする周波数領域で高利得となるととも
   に通話音声成分を主とする周波数領域で低利得と
   なる利得周波数特性を有し、この利得周波数特性
   に従つて前記音声出力信号の周波数特性を可変し
   て出力する周波数特性可変回路とを具備したこと
   を特徴とする音声スイツチ回路。