JPH06105862B2 - Non-linear signal processor - Google Patents

Non-linear signal processor

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JPH06105862B2
JPH06105862B2 JP60206811A JP20681185A JPH06105862B2 JP H06105862 B2 JPH06105862 B2 JP H06105862B2 JP 60206811 A JP60206811 A JP 60206811A JP 20681185 A JP20681185 A JP 20681185A JP H06105862 B2 JPH06105862 B2 JP H06105862B2
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JP
Japan
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signal
circuit
amplitude
linear
signal processing
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正一 西野
清一 橋本
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、ビデオテープレコーダ(以下VTRと呼ぶ)や
ビデオディスク等に応用されている非線形信号処理装置
に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a non-linear signal processing device applied to a video tape recorder (hereinafter referred to as a VTR), a video disc or the like.

従来の技術 非線形信号処理装置のひとつに、ビデオ信号を高域強調
して高域におけるS/N比の確保を目的として、高域に大
きなエネルギー成分が存在するときにだけこの高域強調
の程度を下げて、エンファシス過度による弊害を防ぐノ
ンリニアエンファシスがある。第16図にノンリニアエン
ファシスの回路のモデル図を示す。1はコンデンサ2と
抵抗3を並列接続した第1の接続体、4は逆並列接続し
た2個のダイオード5,6にコンデンサ7を直列接続した
接続体に抵抗8を並列接続した第2の接続体であり、9
は入力端子、10は出力端子である。11は出力信号のレベ
ル合わせを行う増幅器である。上記構成においてコンデ
ンサ2,コンデンサ7の容量をそれぞれC1,C2とし、抵抗
3,抵抗8の抵抗値をそれぞれR1,R2とする。この時、C1,
C2,R1,R2には、C1R1=C2R2の関係がある。次に2個のダ
イオード5,6の逆並列接続体はその両端にかかる電圧に
より流れる電流が変化するので、このダイオード5,6の
逆並列接続体を両端にかかる電圧によって導通状態から
無限大まで変化する抵抗とみなし、その抵抗値をRdとす
る。増幅器11は入力信号と出力信号の信号レベルを同一
にするために、抵抗3と抵抗8によって電圧分割する係
数R2/R1+R2の逆数R1+R2/R2を増幅係数とする。
Conventional technology One of the non-linear signal processing devices is to enhance the high frequency range only when there is a large energy component in the high frequency range in order to secure the S / N ratio in the high frequency range by enhancing the high frequency range of the video signal. There is a non-linear emphasis that lowers the adverse effect of excessive emphasis. Figure 16 shows a model of the circuit for nonlinear emphasis. 1 is a first connection body in which a capacitor 2 and a resistor 3 are connected in parallel, 4 is a second connection body in which a resistor 8 is connected in parallel to a connection body in which a capacitor 7 is serially connected to two diodes 5 and 6 which are connected in anti-parallel Body, 9
Is an input terminal and 10 is an output terminal. Reference numeral 11 is an amplifier for adjusting the level of the output signal. In the above configuration, the capacitances of capacitor 2 and capacitor 7 are C 1 and C 2 , respectively, and the resistance
3. Let the resistance values of the resistor 8 be R 1 and R 2 , respectively. At this time, C 1 ,
C 2 , R 1 and R 2 have a relationship of C 1 R 1 = C 2 R 2 . Next, since the current flowing through the anti-parallel connection body of the two diodes 5 and 6 changes depending on the voltage applied to both ends of the diode, the anti-parallel connection body of the diodes 5 and 6 changes from conducting state to infinity by the voltage applied to both ends. It is regarded as a variable resistance, and its resistance value is Rd. The amplifier 11 uses the reciprocal R 1 + R 2 / R 2 of the coefficient R 2 / R 1 + R 2 divided by the resistors 3 and 8 as the amplification coefficient in order to make the signal levels of the input signal and the output signal the same.

以上の構成において、その動作を説明する。まず、入力
端子9に印加される入力信号の信号レベルが十分に小さ
い時、ダイオード5,6の逆並列接続体の両端の電圧も小
さいのでほとんど電流が流れず、その内部抵抗Rdは無限
大となる。これより第2の接続体4は抵抗8のみの構成
と同等となって、第16図の例は第17図Aのゲイン特性の
ような高域を強調するエンファシス特性を示す。しか
し、入力信号の信号レベルが大きくなるとダイオード5,
6の逆並列接続体の両端の電圧もそれにつれて大きくな
って電流も流れだす。結果、入力信号の信号レベルが十
分に大きくなればダイオード5,6の逆並列接続体に流れ
る電流が大きくなって、その内部抵抗が導通状態とな
る。このため第2の接続体4は抵抗8とコンデンサ7と
の並列接続体と同等となる。ここで第2の接続体4と第
1の接続体1のインピーダンスは、前記したC1R1=C2R2
の関係より等しくなって、そのゲイン特性は第17図Bに
示すように一定となる。
The operation of the above configuration will be described. First, when the signal level of the input signal applied to the input terminal 9 is sufficiently low, the voltage across the anti-parallel connection body of the diodes 5 and 6 is also small, so almost no current flows, and its internal resistance Rd is infinite. Become. As a result, the second connection body 4 becomes equivalent to the configuration having only the resistor 8, and the example of FIG. 16 shows an emphasis characteristic that emphasizes a high frequency band like the gain characteristic of FIG. 17A. However, when the signal level of the input signal increases, the diode 5,
The voltage across both ends of the anti-parallel connection body of 6 also increases, and the current begins to flow. As a result, if the signal level of the input signal becomes sufficiently large, the current flowing through the antiparallel connection body of the diodes 5 and 6 becomes large, and the internal resistance thereof becomes conductive. Therefore, the second connection body 4 is equivalent to a parallel connection body of the resistor 8 and the capacitor 7. Here, the impedance of the second connection body 4 and the first connection body 1 is C 1 R 1 = C 2 R 2 described above.
, The gain characteristics become constant as shown in FIG. 17B.

以上の説明を連続時間システムを表わすラプラス変換式
を用いて行う。今、第16図の例の伝達関数H(s)を、
C1,C2,R1,R2,Rdを使えば次式のようになる。
The above description will be given using the Laplace transform equation representing a continuous time system. Now, the transfer function H (s) of the example of FIG.
If C 1 , C 2 , R 1 , R 2 and Rd are used, the following equation is obtained.

ここで、X,T,Tdを次のように定義する。 Here, X, T, and Td are defined as follows.

X=R1/R2 ……………(2) T=C1R1=C2R2 ……………(3) Td=C2Rd ……………(4) 以上のX,T,Tdを使えばH(s)は次式のようになる。X = R 1 / R 2 ………… (2) T = C 1 R 1 = C 2 R 2 ………… (3) Td = C 2 Rd ………… (4) Above X If T, T, and Td are used, then H (s) is given by the following equation.

または、 さて、抵抗Rdは、入力信号の信号レベルが十分小さい時
には無限大となるため前記(4)式よりTdも無限大とな
る。そこで(6)式においてTdを無限大とすればH
(s)は次式ようになる。
Or Now, the resistance Rd becomes infinite when the signal level of the input signal is sufficiently small, so that Td also becomes infinite according to the equation (4). Therefore, if Td is infinite in Eq. (6), then H
(S) is as follows.

この(7)式の右辺第2項はハイパスフィルタとなるの
でH(s)は高域を強調するエンファシス特性を示す。
Since the second term on the right side of the equation (7) is a high-pass filter, H (s) represents an emphasis characteristic that emphasizes high frequencies.

次に、入力信号の信号レベルが十分大きい時には抵抗Rd
は導通状態でゼロになるためTdもまた前記(4)式より
ゼロとなる。(6)式のおいてTdをゼロにすれば、 H(s)=1 ……………(8) となって平坦なゲイン特性となる。
Next, when the signal level of the input signal is sufficiently high, the resistance Rd
Is zero in the conductive state, Td is also zero according to the equation (4). If Td is set to zero in the equation (6), H (s) = 1 (8), and a flat gain characteristic is obtained.

以上説明したように、第16図のノンリニアエンファシス
は、入力信号の信号レベルが小さい時には信号を高域強
調するが、入力信号の信号レベルが大きくなるにつれて
高域強調の程度を下げる特性をもっており、VTRやビデ
オディスク等に用いて、エンファシス過度による弊害を
防ぎつつ高域におけるS/N比改善を行うものである。
As explained above, the non-linear emphasis of FIG. 16 emphasizes the signal in the high frequency range when the signal level of the input signal is small, but has the characteristic that the degree of high frequency emphasis is reduced as the signal level of the input signal increases. It is used for VTRs and video discs to improve the S / N ratio in the high frequency range while preventing the harmful effects of excessive emphasis.

発明が解決しようとする問題点 しかし、上記ノンリニアエンファシスのような非線形信
号処理装置はアナログ信号処理技術による構成である。
これは、装置をIC化する際には、集積度,安定度等の点
でディジタルICに比べて劣るものである。しかし、第16
図のノンリニアエンファシスのように、ビデオ信号のよ
うな広帯域にある信号に対して、その信号レベルにより
周波数特性を非線形制御する装置を、ディジタル信号処
理技術を用いて実現するのは回路規模やスピードの点で
容易ではなかった。
Problems to be Solved by the Invention However, the non-linear signal processing device such as the non-linear emphasis described above is configured by analog signal processing technology.
This is inferior to the digital IC in terms of integration, stability, etc. when the device is integrated into an IC. But the 16th
As in the case of nonlinear emphasis in the figure, a device that nonlinearly controls frequency characteristics according to the signal level of a signal in a wide band such as a video signal is realized by using digital signal processing technology in terms of circuit scale and speed. It wasn't easy in terms.

本発明はかかる点に鑑み、非線形特性は従来のアナログ
信号処理技術によるものと同等で、しかも装置の集積度
・安定度も高いディジタル信号処理技術による装置とし
て容易に実現できる非線形信号処理装置を提供すること
を目的とする。
In view of the above points, the present invention provides a non-linear signal processing device that has a non-linear characteristic equivalent to that of a conventional analog signal processing technique, and that can be easily realized as a device using a digital signal processing technique with high integration and stability of the device. The purpose is to do.

問題点を解決するための手段 本発明は入力信号に所定の処理をほどこす第1の信号処
理装置と、第1の信号処理回路より得る信号の処理の時
間当りの変化分を取り出す差分回路,信号の振幅によっ
て信号の振幅を非線形に圧縮する非線形回路,非線形回
路より得る信号を所定の時間遅延する遅延回路,遅延回
路より得る信号と前記差分回路より得る信号とを加えて
前記非線形回路に導く加算回路,前記非線形回路より得
る信号に所定の値を乗じて出力する乗算回路とで構成さ
れる非線形信号処理回路と、非線形信号処理回路より得
る信号に所定の処理をほどこす第2の信号処理回路と、
第2の信号処理回路より得る信号と前記入力信号とを算
術演算して出力する算術演算回路とを備えた非線形信号
処理装置である。
Means for Solving the Problems The present invention relates to a first signal processing device for subjecting an input signal to predetermined processing, and a differential circuit for extracting a change per unit time of signal processing obtained from the first signal processing circuit, A non-linear circuit that non-linearly compresses the amplitude of the signal according to the amplitude of the signal, a delay circuit that delays the signal obtained from the non-linear circuit for a predetermined time, and a signal obtained from the delay circuit and the signal obtained from the difference circuit are introduced to the non-linear circuit. Non-linear signal processing circuit configured by an adder circuit and a multiplication circuit that multiplies a signal obtained from the non-linear circuit by a predetermined value and outputs the second signal processing that subjects the signal obtained from the non-linear signal processing circuit to predetermined processing Circuit,
A non-linear signal processing device comprising: an arithmetic operation circuit that arithmetically operates a signal obtained from a second signal processing circuit and the input signal and outputs the arithmetically operated signal.

作用 本発明は前記した構成により、入力信号に所定の処理を
ほどこした信号に対して、差分回路と、非線形圧縮する
非線形回路を含んだ閉ループ構成とで、信号の時間変化
分に非線形処理をほどこした後に、さらにその信号の所
定の処理をほどこした信号と前記入力信号とを算術演算
することによって、従来のアナログ信号処理技術による
非線形特性と同等の特性を、集積度・安定度の点で優れ
ているディジタル信号処理技術を用いて実現することが
できる。
The present invention has the above-described configuration, which applies a non-linear process to a time-varying component of a signal by a differential circuit and a closed-loop configuration including a non-linear circuit that performs non-linear compression for a signal obtained by subjecting an input signal to a predetermined process. After that, the signal that has been subjected to the predetermined processing and the input signal are arithmetically operated to obtain a characteristic equivalent to the non-linear characteristic by the conventional analog signal processing technology in terms of integration and stability. Can be realized by using the existing digital signal processing technology.

実 施 例 第1図は本発明の非線形信号処理装置における第1の実
施例を示すブロック図である。第1図において、12は標
本化周期Δでディジタル化されたビデオ信号の入力端
子、13は入力ビデオ信号に非線形処理を施すための前処
理を行う第1の信号処理回路、14は第1の信号処理回路
13出力に非線形な信号処理を加える非線形信号処理回
路、15は非線形信号処理回路14出力に対して後処理を行
う第2の信号処理回路、16は前記入力端子12より得た入
力信号と第2の信号処理回路15出力とを加える加算回
路、17は算術演算回路16出力を本非線形信号処理装置の
出力信号として出力する出力端子である。
Practical Example FIG. 1 is a block diagram showing a first practical example of the nonlinear signal processing apparatus of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 12 is an input terminal of a video signal digitized at a sampling period Δ, 13 is a first signal processing circuit for performing pre-processing for performing non-linear processing on the input video signal, and 14 is a first signal processing circuit. Signal processing circuit
A non-linear signal processing circuit for applying non-linear signal processing to the output 13, a second signal processing circuit 15 for post-processing the output of the non-linear signal processing circuit 14, and a reference numeral 16 for the input signal obtained from the input terminal 12 and the second And an output terminal for outputting the output of the arithmetic operation circuit 16 as an output signal of the present nonlinear signal processing device.

ここで、上記非線形信号処理回路14の構成を示すブロッ
ク図を第2図に示す。第2図において、18は非線形信号
処理回路14の入力端子であり前記第1の信号処理回路13
から導かれる信号が入力される。19は標本化周期Δのn
倍(nは整数)の時間当りの信号の変化分を取り出す差
分回路であり、n倍の標本化周期nΔの間信号を遅延さ
せる遅延回路20と、遅延回路20入力から遅延回路20出力
を減じる減算回路21で構成する。22は信号の振幅によっ
てその信号の振幅を非線形に圧縮する非線形回路である
が、その時に信号の振幅を圧縮するために乗ぜられる圧
縮係数をFとする。
Here, FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the non-linear signal processing circuit 14. In FIG. 2, reference numeral 18 denotes an input terminal of the non-linear signal processing circuit 14, which is the first signal processing circuit 13
The signal derived from is input. 19 is the sampling period Δn
It is a difference circuit that extracts a signal change per unit time (n is an integer), and delays the signal for n times the sampling period nΔ, and subtracts the output of the delay circuit 20 from the input of the delay circuit 20. The subtraction circuit 21 is used. Reference numeral 22 is a non-linear circuit that non-linearly compresses the amplitude of the signal according to the amplitude of the signal. At this time, F is a compression coefficient multiplied to compress the amplitude of the signal.

次に23はその非線形回路22出力をnΔの間遅延する遅延
回路である。24は差分回路19出力と遅延回路23出力とを
加えて非線形回路22に導く加算回路である。また25は非
線形回路22出力に所定の値(Kとする)を乗じる乗算回
路であり、26は非線形信号処理回路14の出力端子であっ
てこの端子26より出力される信号は前記第2の信号処理
回路15に導かれる。
Next, 23 is a delay circuit for delaying the output of the non-linear circuit 22 by nΔ. An adder circuit 24 adds the output of the differential circuit 19 and the output of the delay circuit 23 and guides it to the nonlinear circuit 22. Further, 25 is a multiplication circuit for multiplying the output of the non-linear circuit 22 by a predetermined value (K), 26 is an output terminal of the non-linear signal processing circuit 14, and the signal output from this terminal 26 is the second signal. It is guided to the processing circuit 15.

以下、本実施例の非線形信号処理装置の動作を回路のモ
デル図と回路の特性を表わす伝達関数を用いて説明す
る。なお伝達関数としては、連続時間システムを表わす
ラプラス変換式と、1標本化周期Δ分の信号の遅延を示
す遅延演算子z-1を使って離散時間システムを表わすz
変換式を用いる。
The operation of the non-linear signal processing apparatus according to this embodiment will be described below with reference to a circuit model diagram and a transfer function representing the characteristics of the circuit. As the transfer function, z represents a discrete-time system by using a Laplace transform formula representing a continuous-time system and a delay operator z −1 representing a signal delay of one sampling period Δ.
Use a conversion formula.

ではまず第3図は、前述した第16図のノンリニアエンフ
ァシスの回路のモデル図においてダイオード5,6の逆並
列接続体を可変抵抗27で置き換えたものである。この可
変抵抗27の抵抗値Rdは、端子28より取り出せる電圧によ
って前述のダイオード5,6の逆並列接続体の内部抵抗と
同等に変化する。入力端子9に印加される入力信号に対
する出力端子10よりの出力信号の伝達関数H(s)は前
記(1),(5),(6)式で表わされるが、端子28よ
り得る信号の伝達関数Hd(s)は次のようになる。
First, FIG. 3 is a diagram in which the antiparallel connection body of the diodes 5 and 6 is replaced by the variable resistor 27 in the model diagram of the circuit of the non-linear emphasis shown in FIG. The resistance value Rd of the variable resistor 27 changes to be equal to the internal resistance of the antiparallel connection body of the diodes 5 and 6 depending on the voltage that can be taken out from the terminal 28. The transfer function H (s) of the output signal from the output terminal 10 with respect to the input signal applied to the input terminal 9 is expressed by the above equations (1), (5) and (6). The function Hd (s) is as follows.

また、(2),(3),(4)式よりX,T,Tdを用いて、 となる。このHd(s)を前記(6)式に代入してH
(s)を求める。
Further, by using X, T, Td from the equations (2), (3) and (4), Becomes Substituting this Hd (s) into the equation (6) gives H
Find (s).

ここで、H1(s),H2(s),H3(s)を次のように定義
する。
Here, H 1 (s), H 2 (s), H 3 (s) are defined as follows.

(12),(13),(14)式より(11)式右辺のXHd
(s)は、 XHd(s)=H1(s)・H2(s) ………(15) となり、H(s)は、 H(s)=1+H1(s)・H2(s)・H3(s) ………
(16) と表わされる。この(16)式を回路モデルで表わすと第
4図のようになる。同図において、29はH1(s)の回路
モデル、30はH2(s)の回路モデル、31はH3(s)の回
路モデルである。また、コンデンサ32,36の容量はC1
コンデンサ38,41の容量はC2、抵抗33の抵抗値はR1、抵
抗34,42の抵抗値はR2、抵抗37の抵抗値はR1R2/R1+R
2(抵抗37はR1とR2の並列接続体)、可変抵抗39の抵抗
値はRdである。また35,43はバッファであり、40は増幅
係数X(=R1/R2)の増幅器である。そして44は加算器
であり、45,46はそれぞれ入力端子と出力端子である。
From equations (12), (13), and (14), XHd on the right side of equation (11)
(S) becomes XHd (s) = H 1 (s) · H 2 (s) ... (15), and H (s) is H (s) = 1 + H 1 (s) · H 2 (s ) ・ H 3 (s) ………
It is expressed as (16). The circuit model of this equation (16) is as shown in FIG. In the figure, 29 is a circuit model of H 1 (s), 30 is a circuit model of H 2 (s), and 31 is a circuit model of H 3 (s). The capacitance of capacitors 32 and 36 is C 1 ,
Capacitance of capacitors 38 and 41 is C 2 , resistance of resistor 33 is R 1 , resistance of resistors 34 and 42 is R 2 , resistance of resistor 37 is R 1 R 2 / R 1 + R
2 (resistor 37 is a parallel connection body of R 1 and R 2 ), and the resistance value of variable resistor 39 is Rd. Reference numerals 35 and 43 are buffers, and 40 is an amplifier having an amplification coefficient X (= R 1 / R 2 ). 44 is an adder, and 45 and 46 are an input terminal and an output terminal, respectively.

H1(s)の回路モデル29は、第3図の回路モデルにおい
て可変抵抗27が無限大になった構成、つまり入力信号の
信号レベルが十分に小さい時のノンリニアエンファシス
特性を示すものである。
The circuit model 29 of H 1 (s) shows a configuration in which the variable resistor 27 is infinite in the circuit model of FIG. 3, that is, a non-linear emphasis characteristic when the signal level of the input signal is sufficiently small.

H2(s)の回路モデル30は、コンデンサ36と抵抗37の並
列接続体によってH1(s)の回路モデル29の合成インピ
ーダンスを構成し、コンデンサ38と可変抵抗39によって
HPFを構成する。この時、信号レベルが十分に小さい時
には可変抵抗39の抵抗値Rdが無限大となり、高域成分を
そのまま通過させるが、信号レベルが大きくなるとRdが
小さくなってその振幅を圧縮するような非線形特性を示
す。H3(s)の回路モデル31はHPFであって、加算器44
で入力信号と加える際のレベル合わせの役目をしてい
る。
The H 2 (s) circuit model 30 constitutes a combined impedance of the H 1 (s) circuit model 29 by the parallel connection body of the capacitor 36 and the resistor 37, and by the capacitor 38 and the variable resistor 39.
Configure HPF. At this time, when the signal level is sufficiently low, the resistance value Rd of the variable resistor 39 becomes infinite and passes the high frequency component as it is, but when the signal level increases, Rd decreases and its amplitude is compressed. Indicates. The circuit model 31 of H 3 (s) is the HPF, and the adder 44
It plays the role of level adjustment when adding with the input signal.

次にH2(s)の回路モデル30に注目する。コンデンサ38
と可変抵抗39の構成は信号の高域成分のみを取り出すHP
Fになっている。そこでいま、回路の簡素化をはかるた
めに、コンデンサ38の直前にあるコンデンサ36と抵抗37
の並列接続体を、低域成分を通さないコンデンサで近似
する。一般にコンデンサのインピーダンスはそのときの
信号の角周波数により決まる。それゆえに、近似するコ
ンデンサの容量を決めるには、近似の精度が最も必要と
する角周波数を任意に選択すればよい。たとえば、その
角周波数をコンデンサ36と抵抗37の並列接続体の共振角
周波数に選べば、該容量は となり、また無限大の角周波数に選べば該容量はC1とな
る。今、便宜上該容量をC1として説明する。コンデンサ
36と抵抗37の並列接続体を容量C1のコンデンサで近似す
るということは、抵抗37を取り除いた構成にほかならな
い。その構成を第5図に示す。第5図において回路モデ
ル47は、前記第4図の回路モデル30にある抵抗37を取り
除いたもので、その伝達方程式H4(s)は次式のように
なる。
Next, pay attention to the circuit model 30 of H 2 (s). Capacitor 38
And the configuration of variable resistor 39 is HP that extracts only the high frequency component of the signal
It is F. Therefore, in order to simplify the circuit, the capacitor 36 and the resistor 37 immediately before the capacitor 38 are
The parallel connection of is approximated by a capacitor that does not pass low frequency components. Generally, the impedance of a capacitor is determined by the angular frequency of the signal at that time. Therefore, in order to determine the capacitance of the approximating capacitor, the angular frequency most required for approximating accuracy may be arbitrarily selected. For example, if the angular frequency is selected as the resonance angular frequency of the parallel connection body of the capacitor 36 and the resistor 37, the capacitance will be And if the infinite angular frequency is selected, the capacity becomes C 1 . For convenience, the capacitance will be described as C 1 . Capacitor
Approximating the parallel connection body of 36 and the resistor 37 with the capacitor of the capacitance C 1 is nothing but the configuration in which the resistor 37 is removed. The structure is shown in FIG. In FIG. 5, the circuit model 47 is obtained by removing the resistor 37 in the circuit model 30 of FIG. 4, and the transfer equation H 4 (s) is as follows.

以下、第5図で表わしたノンリニアエンファシスの回路
のモデルを離散時間システムへ変換する。
Hereinafter, the model of the non-linear emphasis circuit shown in FIG. 5 is converted into a discrete time system.

ラプラス変換式からz変換式へ変換するs−z変換法と
しては、差分による方法や双一次変換法等の有効な方法
が多種あるが、今回の説明では最も簡単な方法として差
分による方法を使いs−z変換を行なう。この差分によ
る方法とは、ラプラス変換式におけるsが微分演算子で
あることを利用し、このsをz変換式における差分演算
で置き換えて変換する方法である。遅延演算子z-1と標
本化周期Δを使って、差分による変換は次式のようにな
る。
As the sz conversion method for converting from the Laplace conversion formula to the z conversion formula, there are various effective methods such as the difference method and the bilinear conversion method, but in this description, the difference method is used as the simplest method. Perform sz conversion. The method based on this difference is a method of utilizing the fact that s in the Laplace transform equation is a differential operator and replacing this s with the difference operation in the z transform equation to transform. Using the delay operator z −1 and sampling period Δ, the conversion by the difference is as follows.

この(18)式を用いて第5図の29,47,31の回路モデルH1
(s),H4(s),H3(s)をs−z変換して、H
1(z),H4(z),H3(z)を求める。
Using this equation (18), the circuit model H 1 of 29, 47, 31 in FIG.
(S), H 4 (s), H 3 (s) are sz-converted to obtain H
Calculate 1 (z), H 4 (z), H 3 (z).

以上(19),(20),(21)式から第1図の非線形信号
処理装置の伝達関数H(z)は次式のようになる。
From the above equations (19), (20), and (21), the transfer function H (z) of the nonlinear signal processing device of FIG.

H(z)=1+H1(z)・H4(z)・H3(z)…………
(22) ここで、特に(20)式のH4(z)を変形して次式を求め
る。
H (z) = 1 + H 1 (z) ・ H 4 (z) ・ H 3 (z) …………
(22) Here, in particular, H 4 (z) in the equation (20) is modified to obtain the following equation.

以上の説明から本実施例である第1図の非線形信号処理
装置は(22)式のH(z)によって動作することによ
り、ノンリニアエンファシスの特性を示すものである。
第1図において第1の信号処理回路13は(19)式H
1(z)によって表わされて信号の高域を強調するエン
ファシス特性をもち、第2の信号処理回路15は(21)式
H3(z)によって表わされるHPFの特性をもつ。また非
線形信号処理回路14は(23)式H4(z)に表わされる特
性をもつ。よって非線形信号処理回路14の構成を示す第
図においてこのH4(z)から、遅延回路20および遅延
回路23が信号を遅延する時間は1標本化周期Δである。
つまり前記整数nが1である。乗算回路25が信号に乗ず
る乗数KはXである。そして、非線形回路22が信号を非
線形に圧縮するために信号を乗ずる乗数Fは、 で表わされる。この(24)式右辺にあるTdは、前述
(4)式より2個のダイオード5,6(第16図)の逆並列
接続体の内部抵抗Rdに比例するため、信号の振幅により
その値も非線形に変化する。よって(24)式Fもまた非
線形な係数で、このFにより非線形回路22の入出力特性
が決まる。この入出力特性を図示したのが第6図であ
る。同図において横軸のUは非線形回路22への入力信
号、縦軸のVは出力信号を表している。以下、この入出
力特性について説明する。
From the above description, the nonlinear signal processing device of FIG. 1 according to the present embodiment exhibits the characteristic of non-linear emphasis by operating according to H (z) of the equation (22).
The first signal processing circuit 13 in FIG.
The second signal processing circuit 15 has an emphasis characteristic that is expressed by 1 (z) and emphasizes the high frequency range of the signal, and the second signal processing circuit 15 uses the equation (21).
It has the characteristics of HPF represented by H 3 (z). Further, the non-linear signal processing circuit 14 has the characteristic represented by the equation (23) H 4 (z). Therefore, in the diagram showing the configuration of the non-linear signal processing circuit 14, the time at which the delay circuit 20 and the delay circuit 23 delay the signal from this H 4 (z) is one sampling period Δ.
That is, the integer n is 1. The multiplier K by which the multiplication circuit 25 multiplies the signal is X. Then, the multiplier F by which the nonlinear circuit 22 multiplies the signal in order to compress the signal nonlinearly is It is represented by. Since Td on the right side of the equation (24) is proportional to the internal resistance Rd of the antiparallel connection body of the two diodes 5 and 6 (Fig. 16) according to the equation (4), its value also depends on the signal amplitude. It changes non-linearly. Therefore, the equation (24) F is also a non-linear coefficient, and this F determines the input / output characteristics of the non-linear circuit 22. This input / output characteristic is shown in FIG. In the figure, U on the horizontal axis represents an input signal to the non-linear circuit 22, and V on the vertical axis represents an output signal. The input / output characteristics will be described below.

Rdは2個のダイオードの逆並列接続体の内部抵抗を表わ
すために、その値はダイオードの電圧電流特性によって
決められる。このダイオードの電圧電流特性は、ダイオ
ードの両端にかかる電圧が微小な時には電流はほとんど
流れず、電圧がKnee電位を越えると流れる電流が急激に
増えて導通状態に近くなるものである。このことより第
6図を使い非線形回路22の入出力特性を見る。今、入力
Uの振幅がUOより小さい時、ダイオードの両端電圧が微
少である時で電流が流れない場合とすると、その範囲で
はRdが無限大となる。よって(4)式よりTdも無限大、
さらに(24)式よりFが一定の値1をとる。以上から、
入力Uが−UO<U<UOの範囲では出力Vと入力Uは線形
関係(第6図の一点鎖線で示す)にあり、その時の傾き
a(第6図)は1である。次に、入力Uの振幅がUOを越
えて比較的大きな振幅の入力に対する非線形回路22の入
出力関係を見る。ダイオードの両端電圧が大きくなって
いくと電流が流れ出してその内部抵抗Rd、さらにTdが小
さくなっていく。よって(24)式よりFも1より小さく
なるので、第6図において入出力特性を表わす曲線(実
線で示す)は、UがUOを越えるとV=aUの直線から離れ
て出力Vの振幅が圧縮された非線形関係を示すようにな
る。しかしながら、ダイオードの両端電圧がKnee電位を
越えて導通状態に近くなったとしても、内部抵抗Rdがゼ
ロになるわけではないので、より大きな振幅の入力に対
する出力の振幅がより小さな振幅の入力に対する出力の
振幅より小さくなることはなく、第6図のように、入力
振幅に対して出力振幅は単調増加の関係にある。なお、
この入出力特性をディジタル信号処理技術によって実現
するには、特性を直線近似してスイッチ回路や加減算回
路等を使用しても可能である(第6図破線で示す)が、
特性をあらかじめ記憶させたROM(Read Only Memory)
を使用すれば、スイッチ点における波形ひずみもなく非
常に有効な方法である。
Since Rd represents the internal resistance of the antiparallel connection of two diodes, its value is determined by the voltage-current characteristics of the diodes. The voltage-current characteristic of this diode is such that almost no current flows when the voltage applied to both ends of the diode is very small, and when the voltage exceeds the Knee potential, the current that flows sharply increases and approaches a conducting state. From this, the input / output characteristics of the non-linear circuit 22 will be examined using FIG. Now, if the amplitude of the input U is smaller than U O and the current does not flow when the voltage across the diode is very small, then Rd becomes infinite in that range. Therefore, from equation (4), Td is infinite,
Furthermore, F takes a constant value of 1 from the equation (24). From the above,
When the input U is in the range of −U O <U <U O , the output V and the input U have a linear relationship (shown by the alternate long and short dash line in FIG. 6), and the inclination a (FIG. 6) at that time is 1. Next, the input / output relationship of the non-linear circuit 22 with respect to the input having a relatively large amplitude in which the amplitude of the input U exceeds U O is examined. As the voltage across the diode increases, a current begins to flow out and the internal resistance Rd and Td decrease. Therefore, since F also becomes smaller than 1 from the equation (24), the curve showing the input / output characteristics (shown by the solid line) in FIG. 6 is separated from the straight line of V = aU when U exceeds U O , and the amplitude of the output V is increased. Shows a compressed non-linear relationship. However, even if the voltage across the diode exceeds the Knee potential and becomes close to the conducting state, the internal resistance Rd does not become zero, so the output amplitude for a larger amplitude input is smaller than the output for a smaller amplitude input. The output amplitude is monotonically increasing with respect to the input amplitude, as shown in FIG. In addition,
In order to realize this input / output characteristic by a digital signal processing technique, it is possible to linearly approximate the characteristic and use a switch circuit, an addition / subtraction circuit or the like (shown by a broken line in FIG. 6).
ROM (Read Only Memory) that stores characteristics in advance
Is a very effective method without waveform distortion at the switch point.

以上のように本実施例によれば、エンファシス特性を示
す第1の信号処理回路13と、信号の時間的変化分を非線
形に圧縮する非線形信号処理回路14と、HPFの特性を示
す第2の信号処理回路15を設けることにより、入力信号
の信号レベルによって非線形にエンファシス量を変化さ
せるノンリニアエンファシスの特性をアナログ信号処理
技術に比べて、集積度や安定度の点で優れているディジ
タル信号処理技術によって実現することができる。
As described above, according to the present embodiment, the first signal processing circuit 13 showing the emphasis characteristic, the non-linear signal processing circuit 14 that non-linearly compresses the temporal change of the signal, and the second signal processing circuit showing the HPF characteristic. By providing the signal processing circuit 15, the digital signal processing technology, which is superior in terms of integration and stability to the characteristics of non-linear emphasis that changes the emphasis amount nonlinearly according to the signal level of the input signal, is superior to the analog signal processing technology. Can be realized by

次に本発明の第2の実施例である比線形信号処理装置に
ついて説明する。前記第1の実施例がノンリニアエンフ
ァシスの特性を示したのと同様に、本実施例もまたノン
リニアエンファシスの特性を示す。第7図に本実施例の
ブロック図を示す。第7図の構成は、前記第1図の第1
の実施例を構成において比線形信号処理回路14出力を直
接に加算回路16へ導き第2の信号処理回路15のない構成
になっている。また比線形信号処理回路14の構成も第1
の実施例と同等で第2図に示すとおりである。以下本実
施例の動作を回路のモデル図と伝達関数を使って説明す
る。
Next, a linear signal processor according to a second embodiment of the present invention will be described. Similar to the first embodiment showing the characteristic of non-linear emphasis, this embodiment also shows the characteristic of non-linear emphasis. FIG. 7 shows a block diagram of this embodiment. The configuration of FIG. 7 corresponds to the first of FIG.
In this embodiment, the output of the linear signal processing circuit 14 is directly led to the adding circuit 16 so that the second signal processing circuit 15 is not provided. The configuration of the linear signal processing circuit 14 is also the first
It is equivalent to the embodiment of FIG. The operation of this embodiment will be described below using a circuit model diagram and a transfer function.

前記第1の実施例で用いた第5図の回路モデルにおい
て、回路モデル47の伝達関数は(17)式のH4(s)で、
また回路モデル31の伝達関数は(14)式のH3(s)で表
わされる。これらH4(s),H3(s)はともにHPFであ
る。また、H5(s)を次式のように定義すると、 H5(s)=H4(s)・H3(s) ……………(25) H5(s)もまたHPFである。H5(s)は、(17),(1
4)式のH4(s),H3(s)より次式のように表わされ
る。
In the circuit model of FIG. 5 used in the first embodiment, the transfer function of the circuit model 47 is H 4 (s) of the equation (17),
The transfer function of the circuit model 31 is represented by H 3 (s) in the equation (14). Both of these H 4 (s) and H 3 (s) are HPF. If H 5 (s) is defined as the following equation, H 5 (s) = H 4 (s) ・ H 3 (s) …………… (25) H 5 (s) is also the HPF. is there. H 5 (s) is (17), (1
From H 4 (s) and H 3 (s) in the equation 4), it is expressed as the following equation.

このH5(s)において回路は簡素化をはかる。回路の周
波数領域におけるゲイン特性・位相特性を知るのにs=
jωとするのが一般的な方法である。この時、ωは信号
の角周波数を表わすもので、ゲイン特性を考える時、高
周波数成分に対してsは大きくなり、低周波数成分に対
してsは小さくなると考えてもよい。今、(26)式のH5
(s)はHPFとしての特性をもっているので、高周波数
領域の応答を近似した回路の簡素化を考える。(26)式
右辺分数における分母はsの2次式である。よって、こ
の2次式でsが十分大きいとすると、sのO次項、つま
り定数項を近似的に消去できる。このようにして近似し
た伝達関数をH6(s)とすれば、H6(s)は次式のよう
になる。
The circuit is simplified at this H 5 (s). To know the gain and phase characteristics in the frequency domain of the circuit, s =
A common method is to use jω. At this time, ω represents the angular frequency of the signal, and when considering the gain characteristics, it may be considered that s becomes large for high frequency components and s becomes small for low frequency components. Now, in formula (26), H 5
Since (s) has a characteristic as an HPF, consider simplification of the circuit that approximates the response in the high frequency region. The denominator in the fraction on the right side of Expression (26) is a quadratic expression of s. Therefore, if s is sufficiently large in this quadratic equation, the Oth order term of s, that is, the constant term can be approximately eliminated. If the transfer function approximated in this way is H 6 (s), then H 6 (s) is as follows.

この式よりH6(s)もまたHPFの特性をもっていること
がわかる。
From this equation, it can be seen that H 6 (s) also has the characteristics of HPF.

以上の伝達関数による近似によれば、前記第1の実施例
の回路モデル(第5図)を第8図のようにできる。第8
図の回路モデルにおいて第5図の回路モデルと異なるの
は回路モデル48と回路モデル31がないことであって、回
路モデル48は可変抵抗39と並列に抵抗49が付加されたこ
とであり、その抵抗値はR1+R2で表わすことができる。
これは前記第5図の回路モデル47と回路モデル31が前記
(27)式によって第8図の回路モデル48に近似されたか
らである。
According to the above approximation by the transfer function, the circuit model (FIG. 5) of the first embodiment can be obtained as shown in FIG. 8th
The circuit model shown in the figure differs from the circuit model shown in FIG. 5 in that the circuit model 48 and the circuit model 31 are not provided. In the circuit model 48, a variable resistor 39 and a resistor 49 are added in parallel. The resistance value can be represented by R 1 + R 2 .
This is because the circuit model 47 and the circuit model 31 in FIG. 5 are approximated to the circuit model 48 in FIG. 8 by the equation (27).

以下、第8図で表わしたノンリニアエンファシスの回路
のモデルを離散時間システムへ、前記第1の実施例と同
様に差分による方法を用いてs−z変換する。
Hereinafter, the non-linear emphasis circuit model shown in FIG. 8 is sz-converted into a discrete-time system by using the difference method as in the first embodiment.

第8図において回路モデル29の特性H1(s)は第5図の
回路モデル29と等しいので、そのz変換式は前記(19)
式のH1(z)と全く同等である。
In FIG. 8, the characteristic H 1 (s) of the circuit model 29 is the same as that of the circuit model 29 of FIG.
It is exactly equivalent to H 1 (z) in the equation.

次に回路モデル48の特性H6(s)については、前記(1
8)式でs−z変換すると次式のH6(z)になる。
Next, regarding the characteristic H 6 (s) of the circuit model 48,
8) s-z to convert equation becomes H 6 of the formula (z).

このH6(z)は変形して となる。 This H 6 (z) is transformed Becomes

以上の説明から本実施例である非線形信号処理装置の特
性H(z)は次式によって動作し、 H(z)=1+H1(z)・H6(z) ………(30) ノンリニアエンファシスの特性を示すものである。第7
図において第1の信号処理回路13は第1の実施例の場合
と全く等しく信号の高域を強調するエンファシス特性を
もち、また非線形信号処理回路14については(29)式H6
(z)で表わされ、第2図の遅延回路20および遅延回路
23の遅延時間がΔであり乗算回路25の乗数KがXである
のは第1の実施例と同等であるが、非線形回路22が信号
を非線形に圧縮するために乗ずる乗数Fが(29)式よ
り、 で表わされる。この乗数Fは、前述の第1の実施例の非
線形回路22の入出力関係で説明したのと同等に考える
と、信号レベルが小さい時にはTが無限大となるのでF
が一定値 を示し、信号レベルが大きくなるにつれてFが小さくな
っていく。よって入出力関係は、第6図において入力U
の信号レベルが小さい時の入出力の傾きaが とした場合の特性をもつ。
From the above description, the characteristic H (z) of the non-linear signal processing device according to the present embodiment operates according to the following equation: H (z) = 1 + H 1 (z) · H 6 (z) (30) Non-linear emphasis It shows the characteristics of. 7th
In the figure, the first signal processing circuit 13 has exactly the same emphasis characteristic as in the first embodiment to emphasize the high frequency band of the signal, and the nonlinear signal processing circuit 14 has the equation ( 6 ) H 6
The delay circuit 20 and the delay circuit shown in FIG.
The delay time of 23 is Δ and the multiplier K of the multiplication circuit 25 is X, which is equivalent to the first embodiment, but the multiplier F multiplied by the nonlinear circuit 22 to nonlinearly compress the signal is (29). From the formula, It is represented by. Considering the multiplier F in the same way as described in the input / output relationship of the nonlinear circuit 22 of the first embodiment, T becomes infinite when the signal level is low, so that F
Is a constant value And F decreases as the signal level increases. Therefore, the input / output relationship is shown in FIG.
The input / output slope a when the signal level of It has the characteristics of

以上のように本実施例によれば、エンファシス特性を示
す第1の信号処理回路13と、信号の時間変化分を非線形
に圧縮する非線形信号処理回路14を設けることにより、
入力信号の信号レベルによって非線形にエンファシス量
を変化させるノンリニアエンファンシスの特性をディジ
タル信号処理技術によって実現することができ、しかも
前述の本発明の第1の実施例に比べ、第2の信号処理回
路15が不要で回路規模が縮少されているという特徴があ
る。
As described above, according to the present embodiment, by providing the first signal processing circuit 13 exhibiting the emphasis characteristic and the non-linear signal processing circuit 14 that non-linearly compresses the time variation of the signal,
The characteristic of non-linear emphasis, which changes the emphasis amount nonlinearly according to the signal level of the input signal, can be realized by the digital signal processing technique, and the second signal processing is different from the first embodiment of the present invention described above. The feature is that the circuit 15 is unnecessary and the circuit scale is reduced.

次に本発明の第3の実施例について説明する。本実施例
の構成は、前記本発明の第1の実施例である第1図と同
じブロック図で表わされる。第3の実施例が前記第1の
実施例と異なるのは、第1図において第1の信号処理回
路13の特性が信号の高域成分を取り出すHPFの特性であ
る点である。以下、回路モデルを用いて説明する。
Next, a third embodiment of the present invention will be described. The configuration of this embodiment is represented by the same block diagram as FIG. 1, which is the first embodiment of the present invention. The third embodiment differs from the first embodiment in that the characteristic of the first signal processing circuit 13 in FIG. 1 is the characteristic of the HPF for extracting the high frequency component of the signal. Hereinafter, description will be made using a circuit model.

まず、前述本発明の第1の実施例の説明においては、第
4図の回路モデル30のコンデンサ36と抵抗37の並列接続
体を低減成分を通さないコンデンサで近似して第5図の
回路モデル47に回路を簡素化した。これと同様な手法
で、第5図の回路モデル29のコンデンサ32と抵抗33の並
列接続体を、その直後にHPFの特性をもつ回路モデル47
が構成されている意味で、低域成分を通さないコンデン
サで近似すれば、第5図の回路モデル29は第9図のノン
リニアエンファシスの回路モデルで示すような回路モデ
ル50で構成できる。回路モデル50でコンデンサ近似する
そのコンデンサの容量を決めるための角周波数は、第5
図のコンデンサ32の抵抗33の並列接続体のもつ共振周波
数であってもよいが、本実施例においても、前記第1の
実施例の場合と同様に便宜上無限大の角周波数を選択
し、抵抗33を取り除いた構成にする。
First, in the above description of the first embodiment of the present invention, the parallel connection body of the capacitor 36 and the resistor 37 of the circuit model 30 of FIG. 4 is approximated by a capacitor that does not pass a reducing component, and the circuit model of FIG. The circuit has been simplified to 47. In a similar manner to this, the parallel connection body of the capacitor 32 and the resistor 33 of the circuit model 29 of FIG. 5 is immediately followed by the circuit model 47 having the HPF characteristic.
In the sense that the above is configured, the circuit model 29 in FIG. 5 can be configured by the circuit model 50 as shown in the circuit model of non-linear emphasis in FIG. The angular frequency for determining the capacitance of the capacitor that is approximated by the circuit model 50 is the 5th
The resonance frequency of the parallel connection body of the resistor 33 of the capacitor 32 in the figure may be used, but in the present embodiment as well, as in the case of the first embodiment, an infinite angular frequency is selected for convenience, and Make the configuration without 33.

以上のようにして第5図の回路モデル29を近似した第9
図の回路モデル50の伝達関数H7(s)は次式のように表
わされる。
The ninth model obtained by approximating the circuit model 29 shown in FIG.
The transfer function H 7 (s) of the circuit model 50 shown in the figure is expressed by the following equation.

このH7(s)を前記(18)式によって差分による方法で
s−z変換して次式のH7(z)を得る。
This H 7 (s) is sz-converted by the method of the difference according to the equation (18) to obtain H 7 (z) of the following equation.

この式のH7(s)を見てもわかるように、H7(z)は信
号の高域成分のみを通すHPFの特性をもつ。
As can be seen from H 7 (s) in this equation, H 7 (z) has the characteristic of HPF that allows only the high frequency components of the signal to pass.

以上の説明から本実施例の非線形信号処理装置の構成は
第1図であり、同図において第1の信号処理回路13の特
性は(33)式のH7(z)で表わされるHPFの特性で、ま
た非線形信号処理回路14および第2の信号処理回路15の
特性は前記第1の実施例の場合と同等でそれぞれ(23)
式のH4(z),(21)式のH3(z)で表わされる。よっ
て本実施例の特性H(z)は次式によって動作し、 H(z)=1+H7(z)・H4(z)・H3(z)…………
(34) ノンリニアエンファシスの特性を示すものである。
From the above description, the configuration of the non-linear signal processing apparatus of this embodiment is shown in FIG. 1, and the characteristic of the first signal processing circuit 13 in the figure is the characteristic of the HPF represented by H 7 (z) in the equation (33). The characteristics of the non-linear signal processing circuit 14 and the second signal processing circuit 15 are the same as those of the first embodiment (23).
It is represented by H 4 (z) in the equation and H 3 (z) in the equation (21). Therefore, the characteristic H (z) of this embodiment operates according to the following equation, and H (z) = 1 + H 7 (z) · H 4 (z) · H 3 (z) ....
(34) It shows the characteristics of non-linear emphasis.

以上のように本実施例によれば、信号の高域成分を通す
第1の信号処理回路13と、信号の時間変化分を非線形に
圧縮する非線形信号処理回路14と、HPFの特性を示す第
2の信号処理回路15とを設けることにより、入力信号の
信号レベルによって非線形にエンファシス量を変化させ
るノンリニアエンファシスの特性をディジタル信号処理
技術によって実現することができ、しかも本発明の第1
の実施例に比べ、第1の信号処理回路13の特性が、直流
成分に高域成分を加えたエンファシス特性でなく高域成
分のみを通すHPFの特性をもっているので、その出力す
る信号のダイナミックレンジが小さくてすみ、回路規模
が小さくなるという特徴がある。
As described above, according to the present embodiment, the first signal processing circuit 13 that passes the high frequency component of the signal, the non-linear signal processing circuit 14 that non-linearly compresses the temporal change of the signal, and the HPF characteristic By providing the second signal processing circuit 15 and the second signal processing circuit 15, it is possible to realize the characteristic of non-linear emphasis in which the emphasis amount is changed nonlinearly according to the signal level of the input signal by the digital signal processing technique.
In comparison with the embodiment of FIG. 3, the characteristic of the first signal processing circuit 13 has the HPF characteristic that passes only the high frequency component, not the emphasis characteristic in which the high frequency component is added to the DC component. Is small and the circuit scale is small.

次に本発明の第4の実施例について説明する。本実施例
の構成は、前述の第2の実施例の構成を示す第7図と同
等であるが、第7図において第1の信号処理回路13の特
性が信号の高域成分を取り出すHPFの特性を示すもので
ある。以下回路モデルを用いて説明する。
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. The configuration of this embodiment is the same as that of FIG. 7 showing the configuration of the second embodiment described above, but in FIG. 7, the characteristic of the first signal processing circuit 13 is that of the HPF for extracting the high frequency component of the signal. It shows the characteristics. The circuit model will be described below.

まず、前記第3の実施例では、第5図の回路モデル29を
第9図の回路モデル50に簡素化した。また、前記第2の
実施例では第5図の回路モデル47と回路モデル31を第8
図の回路モデル48に簡素化した。第9図および第8図に
示した回路はともにノンリニアエンファシスとして動作
することは説明したが、ここで第10図に示すように、回
路モデル50,48で構成された回路もまたノンリニアエン
ファシスとして動作する。その特性H(s)は、前記
(32)式のH7(s),(27)式のH6(s)を用いて H(s)=1+H7(s)・H6(s) ……………(35) と表わされ、このH(s)を前述(18)式によってs−
z変換した特性H(z)は、前記(33)式のH7(z),
(29)式のH6(z)を用いて、 H(z)=1+H7(z)・H6(z) ……………(36) で表わされるので、この(36)式のH(z)もまたノン
リニアエンファシスとして動作する。しかも、以上のよ
うに構成すれば、前記第2の実施例に比べ、第1の信号
処理回路13の特性がHPF特性をもつのでその出力ダイナ
ミックレンジが小さくでき、また前記第3の実施例に比
べ、第2の信号処理回路15のない構成であるのでともに
回路規模が小さくなるという特徴がある。
First, in the third embodiment, the circuit model 29 of FIG. 5 is simplified to the circuit model 50 of FIG. In the second embodiment, the circuit model 47 and the circuit model 31 shown in FIG.
The circuit model 48 in the figure has been simplified. It has been explained that both the circuits shown in FIGS. 9 and 8 operate as non-linear emphasis. However, as shown in FIG. 10, the circuit composed of the circuit models 50 and 48 also operates as non-linear emphasis. To do. The characteristic H (s) is H (s) = 1 + H 7 (s) · H 6 (s) ... Using H 7 (s) of the equation (32) and H 6 (s) of the equation (27). It is expressed as (35), and this H (s) is s-
The z-transformed characteristic H (z) is given by H 7 (z) of the equation (33),
Using H 6 (z) in equation (29), H (z) = 1 + H 7 (z) · H 6 (z) ……………… (36) (Z) also operates as non-linear emphasis. Moreover, with the above-mentioned configuration, the output dynamic range can be reduced because the characteristic of the first signal processing circuit 13 has the HPF characteristic as compared with the second embodiment, and in addition to the third embodiment. On the other hand, since the second signal processing circuit 15 is not provided, the circuit scale is small.

次に本発明の第5の実施例である非線形信号処理装置に
ついて説明する。前記第1〜4の実施例がノンリニアエ
ンファシスの特性を示したのと同様に、本実施例もまた
ノンリニアエンファシスの特性を示す。第11図に本実施
例のブロック図を示すが、同図において、前記第1図の
構成要素と同じものには同じ番号を付してある。入力端
子12より得た入力信号は直接に非線形信号処理回路14に
導かれ、第2の信号処理回路15によって処理した後算術
演算回路51で入力信号と第2の信号処理回路15出力を加
えて出力端子17に導く。なお算術演算回路51は加算機能
をもつもので加算回路16として以下説明する。
Next, a non-linear signal processing device which is a fifth embodiment of the present invention will be described. In the same way that the first to fourth embodiments show the characteristics of non-linear emphasis, this embodiment also shows the characteristics of non-linear emphasis. A block diagram of this embodiment is shown in FIG. 11, in which the same components as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals. The input signal obtained from the input terminal 12 is directly guided to the non-linear signal processing circuit 14 and processed by the second signal processing circuit 15 to add the input signal and the output of the second signal processing circuit 15 in the post-arithmetic operation circuit 51. Lead to output terminal 17. The arithmetic operation circuit 51 has an addition function and will be described below as the addition circuit 16.

前記第3の実施例の説明で用いた第9図の回路モデルに
おいて、回路モデル50の伝達関数は(32)式H7(s)
で、また回路モデル47は(17)式H4(s)で表わされる
が、これらH7(s),H4(s)はともにHPFの特性をも
つ。この連結したふたつのHPF H7(s),H4(s)につ
いて、前記第2の実施例で行った手法((25),(2
6),(27)式参照)を用いて回路の簡素化をはかる。
まず、H8(s)を次式のように定義する。
In the circuit model of FIG. 9 used in the description of the third embodiment, the transfer function of the circuit model 50 is the equation (32) H 7 (s)
Further, the circuit model 47 is represented by the equation (17) H 4 (s), and both H 7 (s) and H 4 (s) have the characteristics of HPF. With respect to the two HPF H 7 (s) and H 4 (s) connected to each other, the method ((25), (2
6) and (27) are used) to simplify the circuit.
First, H 8 (s) is defined by the following equation.

このH8(s)もまたHPFの特性をもつもので、ここで高
域成分に注目し、(37)式右辺の分数における分母であ
るsの2次式を1次式に近似する。sは高域成分に対す
る応答では十分に大きいと考え、該2次式を定数項を消
去する。このようにH8(s)を近似した伝達関数をH
9(s)とすると、H9(s)は次式のようになる。
This H 8 (s) also has the characteristic of HPF. Here, paying attention to the high frequency component, the quadratic expression of s, which is the denominator in the fraction on the right side of Expression (37), is approximated to a linear expression. Considering that s is sufficiently large in response to high frequency components, the quadratic equation eliminates the constant term. In this way, the transfer function approximating H 8 (s) is
When 9 (s), H 9 ( s) is expressed by the following equation.

この式よりH9(s)もまたHPFの特性をもっていること
がわかる。
From this equation, it can be seen that H 9 (s) also has HPF characteristics.

以上のように伝達関数を近似すると、本実施例の回転の
モデルは第12図のようになる。この回路モデルが第9図
の回路モデルと異なるのは回路モデル50がないことと回
路モデル52である。回路モデル52は、その特性が(38)
式H9(s)で表わされるので、第9図の回路モデル47の
可変抵抗39に並列に抵抗53(抵抗値(R1+R2)R2/R1
付加したものとなる。
When the transfer function is approximated as described above, the rotation model of this embodiment is as shown in FIG. This circuit model differs from the circuit model of FIG. 9 in that there is no circuit model 50 and the circuit model 52. Circuit model 52 has its characteristics (38)
Since it is expressed by the formula H 9 (s), it becomes a variable resistor 39 of the circuit model 47 of FIG. 9 to which a resistor 53 (resistance value (R 1 + R 2 ) R 2 / R 1 is added in parallel.

以下、第12図で表わしたノンリニアエンファシスの回路
のモデルを離散時間システムへ、前記(18)式の差分に
よる方法を用いてs−z変換する。回路モデル52の伝達
関数H9(z)は(38)式より また回路モデル31については(21)式のH3(z)であ
る。
Hereinafter, the model of the circuit of non-linear emphasis shown in FIG. 12 is sz-converted into a discrete-time system using the method by the difference of the above equation (18). From the equation (38), the transfer function H 9 (z) of the circuit model 52 is The circuit model 31 is H 3 (z) in the equation (21).

以上の説明から本実施例である非線形信号処理装置の特
性(Hz)は次式によって動作し、 H(z)=1+H9(z)・H3(z) …………(40) ノンリニアエンファシスの特性を示すものである。
From the above description, the characteristic (Hz) of the non-linear signal processing device according to the present embodiment operates according to the following equation: H (z) = 1 + H 9 (z) · H 3 (z) (40) Non-linear emphasis It shows the characteristics of.

なお、本実施例における非線形信号処理回路14について
は(39)式H9(z)で表わされるので、第2図における
遅延回路20および遅延回路23が信号を遅延する時間はΔ
であり、乗算回路25が信号に乗ずる乗算KはXである。
しかし、非線形回路22が、信号を非線形に圧縮するため
に乗ずる乗数Fは(39)式より で表わされる。このFの値は、非線形回路22に入力され
る信号の信号レベルが小さい時には、Tdが無限大となる
ため(41)式より一定値 を示すので、非線形回路22における入出力関係は傾き で線形であるが信号レベルが大きくなれば、それにつれ
てTdが小さくなるのでFも小さくなり信号が圧縮されて
いく。以上の入出力関係は、第6図において入力Uの信
号レベルが小さい時の傾きaが とした場合と同じ形の特性をもつ。
Since the nonlinear signal processing circuit 14 in this embodiment is expressed by the equation (39), H 9 (z), the delay time of the delay circuit 20 and the delay circuit 23 in FIG. 2 is Δ.
And the multiplication K by which the multiplication circuit 25 multiplies the signal is X.
However, the multiplier F that the non-linear circuit 22 multiplies to compress the signal in a non-linear manner is given by the equation (39). It is represented by. This value of F is a constant value from the equation (41) because Td becomes infinite when the signal level of the signal input to the nonlinear circuit 22 is small. Therefore, the input / output relationship in the nonlinear circuit 22 is However, when the signal level increases, Td decreases accordingly, so that F also decreases and the signal is compressed. The above input / output relationship shows that the slope a when the signal level of the input U is small in FIG. Has the same shape characteristics as.

以上のように本実施例によれば、信号の時間変化分を非
線形に圧縮する非線形信号処理回路14と、HPFの特性を
示す第2の信号処理回路15とを設けることにより、入力
信号の信号レベルによって非線形にエンファシス量を変
化させるノンリニアエンファシスの特性をディジタル信
号処理技術によって実現することができ、しかも本発明
の第1または第3の実施例に比べて、第1の信号処理回
路13がないので非常に回路規模を小さくできるという特
徴がある。
As described above, according to the present embodiment, by providing the non-linear signal processing circuit 14 that non-linearly compresses the time change of the signal and the second signal processing circuit 15 that exhibits the characteristics of the HPF, the signal of the input signal is The characteristic of non-linear emphasis which changes the amount of emphasis non-linearly depending on the level can be realized by the digital signal processing technique, and there is no first signal processing circuit 13 as compared with the first or third embodiment of the present invention. Therefore, there is a feature that the circuit scale can be extremely reduced.

以上本発明の非線形信号処理装置としてノンリニアエン
ファシスの特性をもつ実施例について説明した。しかし
以下においては、ノンリニアエンファシスとは逆特性に
あるノンリニアデエンファシスの特性をもつ非線形信号
処理装置について説明する。
The embodiments having the characteristics of non-linear emphasis have been described above as the non-linear signal processing device of the present invention. However, in the following, a non-linear signal processing device having a characteristic of non-linear de-emphasis which is an inverse characteristic of non-linear emphasis will be described.

第13図は本発明の第6の実施例である非線形信号処理装
置のブロック図である。本実施例が前述第11図の構成と
異なるのは、入力端子12に入力される信号がノンリニア
エンファシスされたビデオ信号であること、出力端子17
より出される信号が入力端子12に入力された信号をノン
リニアデエンファシスした信号であること、算術演算回
路51が入力端子12より得る信号から第2の信号処理回路
15より得る信号を減じる減算回路54をもつことである。
また、非線形信号処理回路14については、前記第2図の
構成と全く同等であるが、ここで前記ノンリニアエンフ
ァシスの場合と区別するために、第2図において、非線
形回路22が信号を非線形に圧縮するために乗じる乗数を
F′とし、乗算回路25が信号に乗ずる乗数をK′とす
る。以下、動作を説明する。
FIG. 13 is a block diagram of a nonlinear signal processing device which is a sixth embodiment of the present invention. The present embodiment is different from the configuration of FIG. 11 described above in that the signal input to the input terminal 12 is a non-linearly emphasized video signal, and the output terminal 17
The signal outputted from the input terminal 12 is a signal obtained by non-linear de-emphasis of the signal inputted to the input terminal 12, and the second signal processing circuit from the signal obtained by the arithmetic operation circuit 51 from the input terminal 12
It has a subtraction circuit 54 for subtracting the signal obtained from 15.
Further, the non-linear signal processing circuit 14 is exactly the same as the configuration of FIG. 2, but in order to distinguish it from the case of the non-linear emphasis, the non-linear circuit 22 in FIG. 2 compresses the signal non-linearly. For this purpose, the multiplier to be used is F ', and the multiplier to be used by the multiplication circuit 25 to multiply the signal is K'. The operation will be described below.

従来技術で述べたノンリニアエンファシスの特性を表わ
す伝達関数は(6)式に示した。この(6)式のH
(s)によってノンリニアエンファシスされた信号を元
信号に戻すためには、1/H(s)なるノンリニアデエン
ファシスの特性が必要である。今、このノンリニアデエ
ンファシスの特性をG(s)とすれば、(6)式よりG
(s)は次式のようになる。
The transfer function representing the characteristic of the non-linear emphasis described in the prior art is shown in equation (6). H in this equation (6)
In order to return the signal non-linearly emphasized by (s) to the original signal, the characteristic of non-linear de-emphasis of 1 / H (s) is required. Now, let G (s) be the characteristic of this non-linear de-emphasis.
(S) is given by the following equation.

ここで、G1(s),G2(s)を次式のように定義する。 Here, G 1 (s) and G 2 (s) are defined by the following equation.

これらG1(s),G2(s)を前記(18)式によってs−
z変換して、次のG1(z),G2(z)を得る。
These G 1 (s) and G 2 (s) are s− by the above equation (18).
Z-transform is performed to obtain the following G 1 (z) and G 2 (z).

よって前記(42)式のノンリニアデエンファシス特性を
示す伝達関数G(s)をs−z変換したG(Z)は、
(45),(46)式より、 G(z)=1−G1(z)・G2(z) ……………(47) となる、以上より、第13図の構成において、非線形信号
処理回路14はG1(z)で、また第2の信号処理回路15は
HPFの特性を示しG2(z)で表わされる。なお、非線形
信号処理回路14については、第2図において遅延回路20
および遅延回路23は信号を時間Δ遅延し、乗算回路25が
信号に乗ずる乗数K′の値は(45)式よりX/1+Xであ
り、さらに非線形回路22が信号を非線形に圧縮するのに
乗ずる乗数F′は、 である。このF′の値は、非線形回路22入力の信号レベ
ルが小さい時Tdが無限大となるため(48)式より一定値
1となるので、その入出力関係は傾き1で線形である
が、非線形回路22入力の信号レベルが大きくなれば、Td
の値が小さくなってFも小さくなるので信号が圧縮され
ていく。以上の非線形回路22の入出力関係は前述第6図
において入力Uの信号レベルが小さい時の傾きaを1と
した場合と同じ関係を示す。
Therefore, G (Z) obtained by s-z conversion of the transfer function G (s) showing the non-linear de-emphasis characteristic of the equation (42) is
From equations (45) and (46), G (z) = 1-G 1 (z) · G 2 (z) …………… (47) From the above, in the configuration of FIG. The signal processing circuit 14 is G 1 (z), and the second signal processing circuit 15 is
It shows the characteristics of HPF and is represented by G 2 (z). The nonlinear signal processing circuit 14 is shown in FIG.
And the delay circuit 23 delays the signal by time Δ, the value of the multiplier K'multiplied by the multiplication circuit 25 on the signal is X / 1 + X according to the equation (45), and is multiplied by the nonlinear circuit 22 to compress the signal nonlinearly. The multiplier F ′ is Is. The value of this F'is a constant value 1 from Eq. (48) because Td becomes infinite when the signal level of the input of the non-linear circuit 22 is small, so the input / output relationship is linear with a slope of 1, but non-linear. If the signal level at the input of circuit 22 becomes high, Td
As the value of becomes smaller and F becomes smaller, the signal is compressed. The input / output relationship of the non-linear circuit 22 is the same as that in the case where the inclination a when the signal level of the input U is small is set to 1 in FIG.

以上のように本実施例によれば、信号の時間変化分を非
線形に圧縮する非線形回路14と、HPFの特性をもつ第2
の信号処理回路15と、減算機能をもつ算術演算回路51と
を設けることにより、ノンリニアエンファシスされた信
号を元信号に戻すためのノンリニアデエンファシスの特
性をディジタル信号処理技術によって容易に実現できる
ものである。
As described above, according to the present embodiment, the non-linear circuit 14 that non-linearly compresses the time variation of the signal and the second HPF characteristic.
By providing the signal processing circuit 15 and the arithmetic operation circuit 51 having a subtraction function, it is possible to easily realize the characteristics of non-linear de-emphasis for returning the non-linear emphasis signal to the original signal by the digital signal processing technology. is there.

次に本発明の第7の実施例について説明する。本実施例
のブロック図を第14図に示す。同図の構成は前記第13図
の構成に比べて、算術演算回路51が加算機能(加算回路
16)と減算機能(減算回路54)をもってそれらふたつの
出力を切り換えて出力端子17に導くことができること
と、非線形信号処理回路14の構成が第15図のブロック図
のようになっていることである。この第15図の非線形信
号処理回路14の構成は、前記第2の構成に比べて、非線
形回路22が信号を非線形に圧縮するのに22a(K),22b
(K′)のようにふたつの特性を切り換えることがで
き、また乗算回路25が25a(K),25b(K′)のように
ふたつの乗数を切り換えて出力することができる点が異
なっている。
Next, a seventh embodiment of the present invention will be described. A block diagram of this embodiment is shown in FIG. Compared to the configuration shown in FIG. 13, the configuration shown in FIG.
16) and the subtraction function (subtraction circuit 54) can switch between these two outputs and lead them to the output terminal 17, and the configuration of the nonlinear signal processing circuit 14 is as shown in the block diagram of FIG. is there. The configuration of the non-linear signal processing circuit 14 of FIG. 15 is 22a (K), 22b even if the non-linear circuit 22 compresses the signal non-linearly as compared with the second configuration.
Two characteristics can be switched as in (K '), and the multiplier circuit 25 can switch and output two multipliers as in 25a (K) and 25b (K'). .

以上の構成により、本実施例の非線形信号処理装置は、
非線形信号処理回路14を構成する非線形回路22の乗数F
とF′,乗算回路25の乗数KとK′,そして算術演算回
路の加算機能と減算機能をそれぞれ切り換えることによ
ってノンリニアエンファシスの特性とノンリニアデエン
ファシスの特性とを示すものである。以下、その動作を
説明する。
With the above configuration, the nonlinear signal processing device of the present embodiment,
Multiplier F of the nonlinear circuit 22 configuring the nonlinear signal processing circuit 14
And F ', the multipliers K and K'of the multiplication circuit 25, and the addition and subtraction functions of the arithmetic operation circuit are switched to show the characteristic of non-linear emphasis and the characteristic of non-linear de-emphasis. The operation will be described below.

まず、前記本発明の第5の実施例はノンリニアエンファ
シスの特性をもち、その伝達関数は前記(40)式のH
(z)で表わされ、またH9(z)は(38)式で、H
3(z)は(21)式で表わされる。それに比べて、前記
第6の実施例はノンリニアデエンファシスの特性をも
ち、伝達関数は前記(47)式のG(z)で表わされて、
G1(z)は(45)式で、G2(z)は(46)式で表わされ
る。ここで、(21)式と(46)式より H3(z)=G2(z) ……………(49) となるから、第11図のノンリニアエンファシスの特性を
示す構成と第13図のノンリニアデエンファシスの特性を
示す構成とで、第2の信号処理回路15がともに前記(2
1)式または(46)式の右辺で示すようなHPFの特性をも
つものである。異なるのは、非線形信号処理回路14の特
性と算術演算回路51の演算機能である。よって本実施例
では、第14図において第2の信号処理回路15を前記(2
1)式((46)式)で表わされるHPFの特性をもたせ、ま
た非線形信号処理回路14の構成を第15図のようにし、非
線形回路22の特性を、非線形回路22aを前記(41)式の
乗数Fに、非線形回路22bを前記(48)式の乗数F′に
して切り換えられるようにし、乗算回路25の乗数を、乗
算回路25aの乗数Kを(21)式よりXにし、乗算回路25b
の乗数K′を(46)式よりX/1+Xにする。さらに第14
図の算術演算回路16が加算回路16と減算回路54のように
ふたつの演算機能を切り換えれるようにする。以上のよ
うに構成すれば、非線形回路22が非線形回路22aに、乗
算回路25が乗算回路25aに、算術演算回路16を加算回路1
6の方にそれぞれ切り換えれば本実施例の特性は前記(4
0)式のノンリニアエンファシスの特性を示し、逆に非
線形回路22b,乗算回路25b,減算回路54の方に切り換えれ
ば(47)式のノンリニアデエンファシスの特性を示す。
First, the fifth embodiment of the present invention has a characteristic of non-linear emphasis, and its transfer function is H of the equation (40).
Is expressed by (z), and H 9 (z) is expressed by Eq.
3 (z) is expressed by equation (21). On the other hand, the sixth embodiment has the characteristic of non-linear de-emphasis, and the transfer function is represented by G (z) in the equation (47),
G 1 (z) is expressed by the equation (45), and G 2 (z) is expressed by the equation (46). Here, from equations (21) and (46), H 3 (z) = G 2 (z) ………… (49) Therefore, the configuration showing the characteristics of the nonlinear emphasis of FIG. In the configuration showing the characteristic of non-linear de-emphasis in the figure, the second signal processing circuit 15 is
It has the characteristics of HPF as shown on the right side of equation (1) or equation (46). The differences are the characteristics of the nonlinear signal processing circuit 14 and the arithmetic function of the arithmetic operation circuit 51. Therefore, in the present embodiment, the second signal processing circuit 15 in FIG.
The characteristics of the HPF expressed by the formula (1) (formula (46)) are provided, and the configuration of the nonlinear signal processing circuit 14 is as shown in FIG. So that the nonlinear circuit 22b can be switched to the multiplier F'of the equation (48) so that the multiplier K of the multiplier circuit 25a is set to X according to the equation (21).
The multiplier K'of is set to X / 1 + X from the equation (46). Further 14th
The arithmetic operation circuit 16 shown in the figure can switch two operation functions like the addition circuit 16 and the subtraction circuit 54. According to the above configuration, the nonlinear circuit 22 is the nonlinear circuit 22a, the multiplication circuit 25 is the multiplication circuit 25a, and the arithmetic operation circuit 16 is the addition circuit 1.
The characteristics of this embodiment are the same as the above (4
The characteristic of the non-linear emphasis of the expression (0) is shown, and conversely, the characteristic of the non-linear de-emphasis of the expression (47) is shown when switching to the non-linear circuit 22b, the multiplying circuit 25b and the subtracting circuit.

以上のように本実施例によれば、ノンリニアエンファシ
スとノンリニアデエンファシスのふたつの特性を同一の
構成で実現して回路を共用しているので回路規模を小さ
くできて非常に有効である。
As described above, according to the present embodiment, two characteristics of non-linear emphasis and non-linear de-emphasis are realized with the same configuration and the circuit is shared, so that the circuit scale can be reduced and it is very effective.

なお前記第1の実施例よりは第2また第3の実施例の方
が回路規模の点では縮小されているが、ノンリニアエン
ファシスの特性の近似度の点で見れば第1の実施例の方
が近似度が高いといえる。これは第4および第5の実施
例についても同様のことがいえる。
The second and third embodiments are smaller than the first embodiment in terms of circuit scale, but in terms of the degree of approximation of the characteristics of non-linear emphasis, the first embodiment is better. Can be said to have a high degree of approximation. The same can be said for the fourth and fifth embodiments.

発明の効果 以上説明したように、本発明によれば、従来のアナログ
信号処理技術による非線形特性と同等の特性と集積度,
安定度の点で優れているディジタル信号処理技術を用い
て実現でき、特にVTRやビデオディスク等の信号処理部
のIC化に利用できてその実用的効果は大きい。
As described above, according to the present invention, the characteristics and the degree of integration equivalent to the nonlinear characteristics obtained by the conventional analog signal processing technique,
It can be realized by using the digital signal processing technology which is excellent in stability, and it can be used especially for the IC of the signal processing unit such as VTR and video disk, and its practical effect is great.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明の一実施例における非線形信号処理装置
のブロック図、第2図は同実施例を構成している非線形
信号処理回路のブロック図、第3図〜第5図は同実施例
の動作を説明するための回路モデル図、第6図は本発明
の非線形信号処理装置を構成する非線形回路の入出力関
係図、第7図,第11図,第13図および第14図は他の実施
例における非線形信号処理装置のブロック図、第8図〜
第10図および第12図は他の実施例の動作を説明するため
の回路モデル図、第15図は本発明の非線形信号処理装置
を構成している非線形信号処理回路の他の構成を示すブ
ロック図、第16図は従来の非線形信号処理装置の回路モ
デル図、第17図は同従来例の特性図である。 13……第1の信号処理回路、14……非線形信号処理回
路、15……第2の信号処理回路、16,24……加算回路、1
9……差分回路、20,23……遅延回路、21,54……減算回
路、22……非線形回路、25……乗算回路、51……算術演
算回路。
FIG. 1 is a block diagram of a non-linear signal processing device in one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a block diagram of a non-linear signal processing circuit constituting the same embodiment, and FIGS. 3 to 5 are the same embodiments. 6 is a circuit model diagram for explaining the operation of FIG. 6, FIG. 6 is an input / output relational diagram of a non-linear circuit constituting the non-linear signal processing apparatus of the present invention, and FIGS. 7, 11, 13, and 14 are other diagrams. 8 is a block diagram of the non-linear signal processing device in the embodiment of FIG.
10 and 12 are circuit model diagrams for explaining the operation of another embodiment, and FIG. 15 is a block diagram showing another configuration of the non-linear signal processing circuit constituting the non-linear signal processing device of the present invention. FIG. 16 is a circuit model diagram of a conventional nonlinear signal processing device, and FIG. 17 is a characteristic diagram of the conventional example. 13 ... First signal processing circuit, 14 ... Non-linear signal processing circuit, 15 ... Second signal processing circuit, 16, 24 ... Addition circuit, 1
9 ... Difference circuit, 20,23 ... Delay circuit, 21,54 ... Subtraction circuit, 22 ... Non-linear circuit, 25 ... Multiplication circuit, 51 ... Arithmetic operation circuit.

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】入力信号に所定の処理をほどこす第1の信
号処理回路、 前記第1の信号処理回路より得る信号の所定の時間当り
の変化分を取り出す差分回路と、信号の振幅によって信
号の振幅を非線形に圧縮する非線形回路と、この非線形
回路より得る信号を所定の時間遅延する遅延回路と、こ
の遅延回路より得る信号と前記差分回路より得る信号と
を加えて前記非線形回路に導く加算回路と、前記非線形
回路より得る信号に所定の値を乗じて出力する乗算回路
とで構成される非線形信号処理回路、 前記非線形信号処理回路より得る信号に所定の処理をほ
どこす第2の信号処理回路、 前記第2の信号処理回路より得る信号と前記入力信号と
を加えて出力する加算回路 とで構成されることを特徴とする非線形信号処理装置。
1. A first signal processing circuit for subjecting an input signal to a predetermined processing, a difference circuit for extracting a change amount of a signal obtained from the first signal processing circuit per a predetermined time, and a signal based on the amplitude of the signal. A non-linear circuit that compresses the amplitude of the non-linearity, a delay circuit that delays a signal obtained from the non-linear circuit for a predetermined time, and a signal obtained from the delay circuit and the signal obtained from the difference circuit A non-linear signal processing circuit including a circuit and a multiplication circuit that multiplies a signal obtained from the non-linear circuit by a predetermined value and outputs the multiplied signal; second signal processing that subjects the signal obtained from the non-linear signal processing circuit to predetermined processing A non-linear signal processing device, comprising: a circuit; and an adder circuit that adds and outputs the signal obtained from the second signal processing circuit and the input signal.
【請求項2】非線形回路が、非線形回路に入力される信
号の振幅が小なる時にはある一定の圧縮率によって圧縮
した信号を出力し、信号の振幅が大なる時、また大なる
程前記一定の圧縮率より大なる圧縮率で圧縮した信号を
出力するが、しかし、ある振幅をもつ信号に対する出力
の振幅が、その振幅より大なる振幅をもつ信号に対する
出力の振幅より大なることはないようにし、第1の信号
処理回路がエンファシス特性をもち、第2の信号処理回
路がハイパスフィルタの特性をもつようにした特許請求
の範囲第1項記載の非線形信号処理装置。
2. A non-linear circuit outputs a signal compressed by a certain compression ratio when the amplitude of the signal input to the non-linear circuit is small, and when the amplitude of the signal is large or large, the above-mentioned constant value is maintained. Output a signal compressed with a compression ratio greater than the compression ratio, but ensure that the amplitude of the output for a signal with an amplitude is not greater than the amplitude of the output for a signal with an amplitude greater than that amplitude. 3. The nonlinear signal processing device according to claim 1, wherein the first signal processing circuit has an emphasis characteristic and the second signal processing circuit has a high-pass filter characteristic.
【請求項3】非線形回路が、非線形回路に入力される信
号の振幅が小なる時にはある一定の圧縮率によって圧縮
した信号を出力し、信号の振幅が大なる時、また大なる
程前記一定の圧縮率より大なる圧縮率で圧縮した信号を
出力するが、しかし、ある振幅をもつ信号に対する出力
の振幅が、その振幅より大なる振幅をもつ信号に対する
出力の振幅より大なることはないようにし、第1の信号
処理回路がハイパスフィルタの特性をもち、第2の信号
処理回路がハイパスフィルタの特性をもつようにした特
許請求の範囲第1項記載の非線形信号処理装置。
3. A non-linear circuit outputs a signal compressed by a certain compression rate when the amplitude of the signal input to the non-linear circuit is small, and when the amplitude of the signal is large, the larger the signal amplitude is, the more the constant value becomes. Output a signal compressed with a compression ratio greater than the compression ratio, but ensure that the amplitude of the output for a signal with an amplitude is not greater than the amplitude of the output for a signal with an amplitude greater than that amplitude. The nonlinear signal processing device according to claim 1, wherein the first signal processing circuit has a high-pass filter characteristic and the second signal processing circuit has a high-pass filter characteristic.
【請求項4】入力信号に所定の処理をほどこす第1の信
号処理回路、 前記第1の信号処理回路より得る信号の所定の時間当り
の変化分を取り出す差分回路と、信号の振幅によって信
号の振幅を非線形に圧縮する非線形回路と、この非線形
回路より得る信号を所定の時間遅延する遅延回路と、こ
の遅延回路より得る信号と前記差分回路より得る信号と
を加えて前記非線形回路に導く加算回路と、前記非線形
回路より得る信号に所定の値を乗じて出力する乗算回路
とで構成される非線形信号処理回路、 前記非線形信号処理回路より得る信号と前記入力信号と
を加えて出力する加算回路 とで構成されることを特徴とする非線形信号処理装置。
4. A first signal processing circuit for subjecting an input signal to a predetermined processing, a difference circuit for extracting a variation of the signal obtained from the first signal processing circuit per a predetermined time, and a signal based on the amplitude of the signal. A non-linear circuit that compresses the amplitude of the non-linearity, a delay circuit that delays a signal obtained from the non-linear circuit for a predetermined time, and a signal obtained from the delay circuit and the signal obtained from the difference circuit A non-linear signal processing circuit including a circuit and a multiplication circuit that multiplies a signal obtained from the non-linear circuit by a predetermined value and outputs the product; an adder circuit that adds and outputs the signal obtained from the non-linear signal processing circuit and the input signal A non-linear signal processing device comprising:
【請求項5】非線形回路が、非線形回路に入力される信
号の振幅が小なる時にはある一定の圧縮率によって圧縮
した信号を出力し、信号の振幅が大なる時、また大なる
程前記一定の圧縮率より大なる圧縮率で圧縮した信号を
出力するが、しかし、ある振幅をもつ信号に対する出力
の振幅が、その振幅より大なる振幅をもつ信号に対する
出力の振幅より大なることはないようにし、第1の信号
処理回路がエンファシス特性をもつようにした特許請求
の範囲第4項記載の非線形信号処理装置。
5. A non-linear circuit outputs a signal compressed by a certain compression ratio when the amplitude of the signal input to the non-linear circuit is small, and when the amplitude of the signal is large or large, the above-mentioned constant value is maintained. Output a signal compressed with a compression ratio greater than the compression ratio, but ensure that the amplitude of the output for a signal with an amplitude is not greater than the amplitude of the output for a signal with an amplitude greater than that amplitude. The nonlinear signal processing device according to claim 4, wherein the first signal processing circuit has an emphasis characteristic.
【請求項6】非線形回路が、非線形回路に入力される信
号の振幅が小なる時にはある一定の圧縮率によって圧縮
した信号を出力し、信号の振幅が大なる時、また大なる
程前記一定の圧縮率より大なる圧縮率で圧縮した信号を
出力するが、しかし、ある振幅をもつ信号に対する出力
の振幅が、その振幅より大なる振幅をもつ信号に対する
出力の振幅より大なることはないようにし、第1の信号
処理回路がハイパスフィルタの特性をもつようにした特
許請求の範囲第4項記載の非線形信号処理装置。
6. A non-linear circuit outputs a signal compressed by a certain compression ratio when the amplitude of the signal input to the non-linear circuit is small, and when the amplitude of the signal is large or large, the above-mentioned constant value is maintained. Output a signal compressed with a compression ratio greater than the compression ratio, but ensure that the amplitude of the output for a signal with an amplitude is not greater than the amplitude of the output for a signal with an amplitude greater than that amplitude. The nonlinear signal processing device according to claim 4, wherein the first signal processing circuit has a high-pass filter characteristic.
【請求項7】入力信号の所定の時間当りの変化分を取り
出す差分回路と、信号の振幅によって信号の振幅を非線
形に圧縮する非線形回路と、この非線形回路より得る信
号を所定の時間遅延する遅延回路と、この遅延回路より
得る信号と前記差分回路より得る信号とを加えて前記非
線形回路に導く加算回路と、前記非線形回路より得る信
号に所定の値を乗じて出力する乗算回路とで構成される
非線形信号処理回路、 前記非線形信号処理回路より得る信号に所定の処理をほ
どこす第2の信号処理回路、 前記第2の信号処理回路より得る信号と前記入力信号と
を算術演算して出力する算術演算回路 とで構成されることを特徴とする非線形信号処理装置。
7. A differential circuit for extracting a change amount of an input signal per predetermined time, a non-linear circuit for nonlinearly compressing the amplitude of the signal according to the amplitude of the signal, and a delay for delaying a signal obtained from the non-linear circuit for a predetermined time. A circuit, an adder circuit for adding a signal obtained by the delay circuit and a signal obtained by the difference circuit to the non-linear circuit, and a multiplication circuit for multiplying the signal obtained by the non-linear circuit by a predetermined value and outputting the product. A non-linear signal processing circuit, a second signal processing circuit for subjecting a signal obtained from the non-linear signal processing circuit to a predetermined process, and an arithmetic operation of the signal obtained from the second signal processing circuit and the input signal to output the signal. A nonlinear signal processing device comprising an arithmetic operation circuit.
【請求項8】非線形回路が、非線形回路に入力される信
号の振幅が小なる時にはある一定の圧縮率によって圧縮
した信号を出力し、信号の振幅が大なる時、また大なる
程前記一定の圧縮率より大なる圧縮率で圧縮した信号を
出力するが、しかし、ある振幅をもつ信号に対する出力
の振幅が、その振幅より大なる振幅をもつ信号に対する
出力の振幅より大なることはないようにし、算術演算回
路が、第2の信号処理回路より得る信号と入力信号とを
加えるようにし、第2の信号処理回路がハイパスフィル
タの特性をもつようにした特許請求の範囲第7項記載の
非線形信号処理装置。
8. A non-linear circuit outputs a signal compressed by a certain compression ratio when the amplitude of a signal input to the non-linear circuit is small, and when the amplitude of the signal is large or large, the above-mentioned constant value is maintained. Output a signal compressed with a compression ratio greater than the compression ratio, but ensure that the amplitude of the output for a signal with an amplitude is not greater than the amplitude of the output for a signal with an amplitude greater than that amplitude. The nonlinear arithmetic operation according to claim 7, wherein the arithmetic operation circuit adds the signal obtained from the second signal processing circuit and the input signal, and the second signal processing circuit has a high-pass filter characteristic. Signal processing device.
【請求項9】非線形回路が、非線形回路に入力される信
号の振幅が小なる時にはある一定の圧縮率によって圧縮
した信号を出力し、信号の振幅が大なる時、また大なる
程前記一定の圧縮率より大なる圧縮率で圧縮した信号を
出力するが、しかし、ある振幅をもつ信号に対する出力
の振幅が、その振幅より大なる振幅をもつ信号に対する
出力の振幅より大なることはないようにし、算術演算回
路が、第2の信号処理回路より得る信号を入力信号から
減じるようにし、第2の信号処理回路がハイパスフィル
タの特性をもつようにした特許請求の範囲第7項記載の
非線形信号処理装置。
9. A non-linear circuit outputs a signal compressed by a certain compression ratio when the amplitude of a signal input to the non-linear circuit is small, and when the amplitude of the signal is large or large, the above-mentioned constant value is maintained. Output a signal compressed with a compression ratio greater than the compression ratio, but ensure that the amplitude of the output for a signal with an amplitude is not greater than the amplitude of the output for a signal with an amplitude greater than that amplitude. 8. The non-linear signal according to claim 7, wherein the arithmetic operation circuit subtracts the signal obtained from the second signal processing circuit from the input signal, and the second signal processing circuit has a high-pass filter characteristic. Processing equipment.
【請求項10】非線形回路が、非線形回路に入力される
信号の振幅が小なる時にはある一定の圧縮率によって圧
縮した信号を出力し、信号の振幅が大なる時、また大な
る程前記一定の圧縮率より大なる圧縮率で圧縮した信号
を出力するが、しかし、小なる振幅の信号に対する出力
が大なる振幅の信号に対する出力より大きな振幅にはな
らないような圧縮特性をふたつもってそのふたつの特性
を任意に切り換えれるようにし、乗算回路が所定の値を
乗ずるのにふたつの値をもってそのふたつの値を任意に
切り換えれるようにし、算術演算回路が、第2の信号処
理回路より得る信号と入力信号とを加える演算機能と第
2の信号処理回路より得る信号を入力信号から減じる演
算機能というふたつの演算機能をもってそのふたつの演
算機能を任意に切り換えられるようにし、第2の信号処
理回路がハイパスフィルタの特性をもつようにして、前
記非線形回路のふたつの特性と前記乗算回路のふたつの
値と前記算術演算回路のふたつの演算機能のうち、一方
の特性,値,演算機能を組み合わせた時の本装置の特性
と、もう一方の特性,値,演算機能を組み合わせた時の
特性とが互いに逆特性になるようにした特許請求の範囲
第7項記載の非線形信号処理装置。
10. A non-linear circuit outputs a signal compressed by a certain compression ratio when the amplitude of a signal input to the non-linear circuit is small, and when the amplitude of the signal is large or large, the above-mentioned constant value is maintained. Outputs a signal compressed at a compression rate higher than the compression rate, but has two compression characteristics such that the output for a signal of a small amplitude does not become larger than the output for a signal of a large amplitude. So that the multiplication circuit multiplies a predetermined value by using two values and the arithmetic circuit can input the signal obtained from the second signal processing circuit With the two calculation functions, that is, a calculation function for adding a signal and a calculation function for subtracting the signal obtained from the second signal processing circuit from the input signal, the two calculation functions are arbitrarily switched. Of the two non-linear circuits, the two values of the multiplication circuit, and the two arithmetic functions of the arithmetic operation circuit, so that the second signal processing circuit has the characteristics of a high-pass filter. Claim 7: The characteristics of the device when one of the characteristics, the value and the arithmetic function are combined, and the characteristics of the other when the characteristics, the value and the arithmetic function are combined are opposite to each other. Non-linear signal processing device according to item.
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