JPH05175773A - オーディオイコライザ - Google Patents

オーディオイコライザ

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JPH05175773A
JPH05175773A JP33827391A JP33827391A JPH05175773A JP H05175773 A JPH05175773 A JP H05175773A JP 33827391 A JP33827391 A JP 33827391A JP 33827391 A JP33827391 A JP 33827391A JP H05175773 A JPH05175773 A JP H05175773A
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JP
Japan
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gain
filter
coefficient
digital
characteristic
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Application number
JP33827391A
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English (en)
Inventor
Akihisa Kawazoe
昭久 川添
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Alpine Electronics Inc
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Alpine Electronics Inc
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Publication date
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  • Tone Control, Compression And Expansion, Limiting Amplitude (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 比較的小さなレベルのブーストまたはカット
がなされるとき、総合周波数特性を自動的になだらかに
連なるようにさせる。 【構成】 係数メモリ34に、帯域別でかつゲイン別
に、ゲインの絶対値とQが比例して変化するようにした
フィルタ係数の組み合わせを用意しておき、操作部38
でユーザが或る周波数ポイントに対するゲインの可変操
作を行うと、コントロールマイコン50を介して入力し
た帯域データとゲインデータを入力したディジタルシグ
ナルプロセッサ32が、係数メモリ34から該当する帯
域とゲインに係わるフィルタ係数組を読み出し、この読
み出したフィルタ係数組を、それまで用いていたフィル
タ係数組に換えて、該当する帯域に対応するディジタル
フィルタでのフィルタ演算に用いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はオーディオイコライザに
係り、特に、複数の周波数ポイントでゲインを可変する
ことのできるオーディオイコライザに関する。
【0002】
【従来の技術】オーディオシステムでは、ユーザが個々
の音響再生空間に適した音場特性や、自分好みの音場特
性を再現できるようにするため、オーディオイコライザ
が用いられている。このオーディオイコライザには、オ
ーディオ帯域を5,7,9など、周波数軸(対数軸)上
で等間隔に複数個に分割した各帯域別に、入力オーディ
オ信号のゲインを増減(ブースト/カット)して出力で
きるものがあり(グラフィックイコライザ)、通常、ゲ
インは±10dB程度の範囲内で連続的または段階的に
可変できるようになっている。このようなグラフィック
イコライザは半導体インダクタを用いたアナログ形式や
ディジタルシグナルプロセッサ(DSP)を用いたディ
ジタル形式で実現されているが、いずれの形式でも基本
的な機能は同じである。
【0003】図6は従来のアナログ形式における5素子
グラフィックイコライザの基本構成図である。10〜1
8は帯域別に設けられた半導体インダクタ構成の直列共
振回路、20は出力バッファ、VR1 〜VR5 は帯域別
にブースト/カットを行うボリュームである。ここで、
直列共振回路の回路定数を図6の如くとすると、共振点
周波数f0 と先鋭度Qは、 f0 =1/(2πC1 2 Rr)1/2 Q ={(C2 /C1 )・(R/r)}1/2 となる。よって、直列共振回路10〜18の回路定数を
適宜選択して、各共振周波数(周波数ポイント)f01
05とQ1 〜Q5 を、グラフィックイコライザとして必
要な特性に設定することができる。通常、f01〜f05
100 Hz、333 Hz、1kHz、3.3 kHz、10kH
zという具合に等間隔に設定される。Q1 〜Q5 は全て
同一の値に設定される。各VR1 〜VR5 の可動端子を
図6の下側に移動すればブーストを行うことができ、上
側に移動すればカットを行うことができる。
【0004】一方、ディジタル形式では、DSPを用い
るなどして1素子当たり1つのディジタルフィルタ(I
IRフィルタ等)を必要素子分だけ多段接続して、グラ
フィックイコライザを構成するようにしている。各段の
ディジタルフィルタを2次のIIRフィルタとする場
合、伝達関数H(z)は、 H(z)=(A+Bz-1+Cz-2)/(D+Ez-1+Fz-2) となる。A〜Fのフィルタ係数で、共振周波数f0
Q、ゲインが定まるので、予め、係数メモリに、各段別
に、f0 、Qが一定でゲインが種々に変わる係数テーブ
ルを用意しておき、ユーザが各周波数ポイントにつき指
定したゲインに対応する係数データの組み合わせを用い
てフィルタ演算を実行することで、前述したアナログ形
式と同様のグラフィックイコライザを具現できる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、Qが固定の
グラフィックイコライザの場合、周波数ポイントと各周
波数ポイントでのゲインが同一であっても、Qの値によ
って、グラフィックイコライザ全体の総合周波数特性が
変わってくる。多素子のグラフィックイコライザで、例
えば、全周波数ポイントにおいてフルブーストを行う
と、Qが小さい場合(尖り方がゆるい)は図7の破線に
示す如く総合周波数特性のレベルが非常に大きくなる。
このとき、図6のアナログ形式では、出力バッファ20
が飽和して波形歪が生じる恐れがあり、ディジタル形式
ではフィルタ演算の途中でオーバーフローを起こして、
所望の演算結果が得られず、アナログ形式と同様に波形
歪が生じたり、異音を発したりすることがある。
【0006】このため、Qを固定するグラフィックイコ
ライザでは、一般に、Qを大きくして(尖り方が鋭
い)、全周波数ポイントにおいてフルブーストを行って
も、図8の破線に示す如く総合周波数特性のレベルが大
きくならないようにし、もって、波形歪や異音が生じな
いようにしている。
【0007】しかしながら、Qが大きく設定されている
と、全周波数ポイントでのフルブーストを行う場合には
良いが、例えば、全周波数ポイントで少しだけブースト
を行ったとき、図9の破線に示す如く、周波数ポイント
の中間のレベルが落ち込んで総合周波数特性がでこぼこ
してしまい、全帯域にわたる一様な特性を得ることがで
きなくなってしまう。これは全周波数ポイントで少しだ
けカットを行ったときも同様である。このように、比較
的小レベルのブーストまたはカットを行うときに、総合
周波数特性の細かな部分で、再生音場が所望特性から外
れてしまうという問題があった。
【0008】素子数の比較的少ないディジタル形式のグ
ラフィックイコライザには、ユーザの選択で、周波数ポ
イント、Q、ゲインを自由に設定できるようにしたパラ
メトリックイコライザも存在するが、操作方法が複雑な
ために所望特性を自由に設定できるユーザは少なく、と
くに設定ゲインに適したQに調整するには操作が面倒で
時間を要し、また、素子数が少ないので、きめ細かな音
場調整ができないという問題があった。
【0009】以上から本発明の目的は、比較的小さなレ
ベルのブーストまたはカットがなされるとき、総合周波
数特性を自動的になだらかに連なるようにさせることの
できるオーディオイコライザを提供することである。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記課題は本発明におい
ては、複数の周波数ポイントでゲインを可変できるオー
ディオイコライザにおいて、各周波数ポイントのQを個
別に可変する先鋭度可変手段と、ユーザ操作で所望周波
数ポイントのゲインが可変されるとき、これに連動して
先鋭度可変手段を制御し、フラットなレベルからのゲイ
ンの変化量が大きいときは当該周波数ポイントのQを大
きくさせ、フラットなレベルからのゲインの変化量が小
さいときはQを小さくさせる先鋭度制御手段を設けたこ
とにより達成される。
【0011】
【作用】本発明によれば、ユーザ操作で所望周波数ポイ
ントのゲインが可変されるとき、これに連動して当該周
波数ポイントのQを、フラットレベルからのゲインの変
化量が大きいときは大きくし、フラットなレベルからの
ゲインの変化量が小さいときは小さくする。これによ
り、各周波数ポイントがフルブーストされるときにはQ
が大きくなって、総合周波数特性の過大なレベル増大を
抑えることができ、一方、各周波数ポイントが少しだけ
フラットなレベルからブーストやカットされるときはQ
が小さくなって、総合周波数特性を自動的になだらかに
連ならせることができ、従来のパラメトリックイコライ
ザの如く面倒な操作をしなくても、総合周波数特性の細
かな部分での所望特性からのずれをなくすことができ
る。
【0012】
【実施例】図1は本発明の実施例に係わるディジタルグ
ラフィックイコライザの全体構成図である。図におい
て、30は入力端子INに入力されたアナログオーディ
オ信号をディジタルに変換するA/D変換器、32はデ
ィジタル領域でフィルタ演算をすることでディジタルオ
ーディオ信号に対するグラフィカルイコライジングを行
うディジタルシグナルプロセッサ(DSP)であり、本
実施例ではオーディオ帯域を5つの帯域に等分割してイ
コライジングするため、各帯域に1つのディジタルフィ
ルタ(DF)を当て、合計5段のディジタルフィルタ3
2A〜32E(各々2次のIIRフィルタ)を縦列接続
した場合のと等価なディジタル演算を実行する。このD
SP32は、帯域別にゲインを可変するイコライジング
手段に合わせて、先鋭度可変手段と先鋭度制御手段の機
能も合わせ持つ。320は各ディジタルフィルタ32A
〜32Eにフィルタ演算に用いるフィルタ係数を提供す
るためのRAMである。34は各段用の種々の組み合わ
せのフィルタ係数をテーブルとして記憶した係数メモ
リ、36はDSP32から出力されたディジタルオーデ
ィオ信号をアナログに変換して出力端子OUT から出力す
るD/A変換器、38は5つの周波数ポイント別にブー
スト/カット操作を行うための操作部であり、周波数ポ
イント100 Hz、333 Hz、1kHz、3.3 kHz、10
kHzの各々につき、アップキー40A〜48Aとダウ
ンキー40B〜48Bが設けられており、±8dBの範
囲内で、2dBステップでゲインの可変操作を行えるよ
うになっている。50はコントロールマイコンであり、
操作部38に対するユーザ操作で、或る周波数ポイント
のゲイン可変操作がなされる度に、当該周波数ポイント
におけるゲインを可変設定し、かつ、可変設定した帯域
を示す帯域データ及びゲインデータをDSP32へ出力
して、対応する段のディジタルフィルタによる周波数特
性を可変させる。
【0013】係数メモリ34に記憶された係数テーブル
は図2と図3に示す如くなっており、5つの帯域別に
(周波数ポイント100 Hzを帯域1、 333 Hzを帯域
2、1kHzを帯域3、3.3 kHzを帯域4、10kHz
を帯域5とする)、−8dBから+8dBまで2dBス
テップの9段階のゲインを個別に設定し、かつ、各帯域
とも、ゲインの絶対値に比例してQが大きくなるように
設定できるように組み合わされたAij〜Fijのフィルタ
係数を含んでいる(帯域をi、ゲインの各段階を−8d
Bから+8dBにかけてj(j=1〜9)で表す)。
【0014】A1j〜F1jは1段目のディジタルフィルタ
32Aに対応しており、中心周波数は全て100 Hzであ
り、j=1〜9で−8dB〜+8dBのゲインを具現で
きるようになっている。j=1と9(ゲインが−8dB
と+8dB)、j=2と8(ゲインが−6dBと+6d
B)、j=3と7(ゲインが−4dBと+4dB)、j
=4と6(ゲインが−2dBと+2dB)は、各々、同
一のQを具現し、j=1と9の場合にQが最大であり、
j=4と6の場合にQが最小である。そして、jが1、
2、3、4(9、8、7、6)となるに従い、Qが次第
に減少するようになっている。j=5はゲイン0dBの
フラットな特性を具現するためのものである。
【0015】A2j〜F2jは2段目のディジタルフィルタ
32Bに対応しており、中心周波数は全て333 Hz、A
3j〜F3jは3段目のディジタルフィルタ32Cに対応し
ており、中心周波数は全て1kHz、A4j〜F4jは4段
目のディジタルフィルタ32Dに対応しており、中心周
波数は全て3.3 kHz、A5 〜F5 は5段目のディジタ
ルフィルタ32Eに対応しており、中心周波数は全て10
kHzである。jについては皆、A1j〜F1jの場合と全
く同様である。
【0016】フィルタ係数Aij〜Fijは、2次IIRフ
ィルタにおける伝達関数H(z)を表す次式、 H(z)=(A+Bz-1+Cz-2)/(D+Ez-1+Fz-2) を用いて、所望のフィルタ特性に対応するアナログフィ
ルタの定数からS−Z変換することで求められている。
【0017】電源オンの初期設定時においては、DSP
32は、コントロールマイコン50に内部登録されてい
る前回電源オフ時の設定ゲインに係わる全帯域のゲイン
データを入力して、係数メモリ34から各帯域別に、ゲ
インデータに対応するフィルタ係数組(Aij〜Fij)を
読み出してRAM320に格納したあと、該RAM32
0に格納されたフィルタ係数を用いて、各ディジタルフ
ィルタ32A〜32Eのフィルタ演算を行う。これによ
り、入力オーディオ信号の周波数特性が帯域別に調整さ
れて出力されることになる。
【0018】また、操作部38でユーザが或る周波数ポ
イントに対するゲインの可変操作を行った時、コントロ
ールマイコン50は当該周波数ポイントのゲインを内部
に可変設定し(但し、±8dBの範囲内)、かつ、可変
された帯域データ及びゲインデータを割り込みによりD
SP32へ出力する。DSP32は割り込みで帯域デー
タ及びゲインデータを入力すると、係数メモリ34から
該当する帯域及びゲインに係るフィルタ係数組(Aij
ij)を読み出し、RAM320の該当する帯域のフィ
ルタ係数組を書き換える。ユーザにより可変操作がなさ
れた帯域に対応するディジタルフィルタは、RAM32
0の書き換え後のフィルタ係数組を用いてフィルタ演算
を行う。これにより、ユーザがゲイン可変操作を行った
帯域の周波数特性が可変する。
【0019】ここで、どの帯域に係るディジタルフィル
タも、ゲインの絶対値の大小に比例してQも大小と変化
するフィルタ係数組を用いてフィルタ演算が行われるの
で、任意の周波数ポイントにつき、ゲインの絶対値が8
dB(実際のゲインが±8dB)のときQも最大とな
り、ゲインの絶対値が6dB、4dBとなるにつれてQ
が減少していきゲインの絶対値が2dB(実際のゲイン
が±2dB)のときQも最小となる(図4参照)。
【0020】Qが大のときは尖り方が鋭く、小のときは
ゆるい。よって、全周波数ポイントにわたりフルブース
トされたとしても、Qが大きいので総合周波数特性のレ
ベルが過大になることはない(図8参照)。このため、
ディジタル演算中にオーバーフローが起きることはな
く、出力オーディオ信号に信号歪や異音は生じない。一
方、全周波数ポイントにわたり少しだけフラットレベル
からブーストされたとき、Qが小さいので、隣接する周
波数ポイントに係わる周波数特性が重なりあうようにな
り、イコライザの総合周波数特性で見た場合、図5に示
す如く、なだらかに連なるカーブとなる。この為、総合
周波数特性の細部で所望特性から外れたカーブになるの
を回避することができる。しかも、ユーザがゲインの可
変操作をしたとき、自動的にゲインに対し最適なQに可
変設定されるので、従来のパラメトリックイコライザの
ように、面倒な操作をする必要がない。
【0021】なお、上記した実施例では、5素子、か
つ、±8dBの範囲内で2dBステップでゲインを可変
するディジタルグラフィックイコライザを例に挙げた
が、7素子以上で、かつ、±10dB以上の範囲内で1
dBステップでゲインを可変できるイコライザにも全く
同様に適用することができる。また、ゲイン可変範囲の
全てでQが可変されるようにしたが、例えば、イコライ
ザの全可変範囲を±MdBとして、一部の±NdB(但
し、0<N<M)の範囲内だけで、ゲインの絶対値に比
例してQを可変するようにし、±NdBの範囲外のとき
はQを最大値に固定するようにしてもよく、また、±N
dBの範囲内のときはQを小さな一定値とし、±NdB
の範囲外のときはQを大きな一定値とするようにしても
よい。
【0022】更に、A/D変換器とD/A変換器を設け
て、入出力がアナログ信号でなされるようにしたが、C
DプレーヤのディジタルI/O端子と、ディジタル入力
アンプのディジタルI/O端子との間にイコライザを組
み合わせる場合などには、A/D変換器やD/A変換器
を省略することもできる。また、上記した実施例ではデ
ィジタル演算でイコライジングを行う場合を例に挙げた
が、アナログ回路でイコライジングを行う場合にも適用
することができる。
【0023】
【発明の効果】以上本発明によれば、各周波数ポイント
のQを個別に可変する先鋭度可変手段と、ユーザ操作で
所望周波数ポイントのゲインが可変されるとき、これに
連動して先鋭度可変手段を制御し、フラットなレベルか
らのゲインの変化量が大きいときは当該周波数ポイント
のQを大きくさせ、フラットなレベルからのゲインの変
化量が小さいときはQを小さくさせる先鋭度制御手段と
を設け、ユーザ操作で所望周波数ポイントのゲインが可
変されるとき、これに連動して当該周波数ポイントのQ
を、フラットなレベルからのゲインの変化量が大きいと
きは大きくし、フラットなレベルからのゲインの変化量
が小さいときは小さくするように構成したから、各周波
数ポイントがフルブーストされるときはQが大きくなっ
て、総合周波数特性で見た過大なレベル増大を抑えるこ
とができ、一方、各周波数ポイントが少しだけフラット
レベルからブーストやカットされるときはQが小さくな
って、総合周波数特性を自動的になだらかに連ならせる
ことができ、従来のパラメトリックイコライザの如く面
倒な操作をしなくても、総合周波数特性の細かな部分で
の所望特性からのずれをなくすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に係るディジタルグラフィック
イコライザの全体構成図である。
【図2】係数テーブルの内容を示す説明図である。
【図3】係数テーブルの内容を示す説明図である。
【図4】ゲインとQの関係を示す線図である。
【図5】本実施例に係るイコライザ特性を示す線図であ
る。
【図6】従来のグラフィックイコライザの基本構成図で
ある。
【図7】イコライザ特性を示す線図である。
【図8】イコライザ特性を示す線図である。
【図9】イコライザ特性を示す線図である。
【符号の説明】
32 ディジタルシグナルプロセッサ 34 係数メモリ 38 操作部 50 コントロールマイコン

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の周波数ポイントでゲインを可変で
    きるオーディオイコライザにおいて、 各周波数ポイントのQを個別に可変する先鋭度可変手段
    と、 ユーザ操作で所望周波数ポイントのゲインが可変される
    とき、これに連動して先鋭度可変手段を制御し、フラッ
    トなレベルからのゲインの変化量が大きいときは当該周
    波数ポイントのQを大きくさせ、フラットなレベルから
    のゲインの変化量が小さいときはQを小さくさせる先鋭
    度制御手段と、 を設けたことを特徴とするオーディオイコライザ。
JP33827391A 1991-12-20 1991-12-20 オーディオイコライザ Pending JPH05175773A (ja)

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