JPH07336150A - 増幅器 - Google Patents

増幅器

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JPH07336150A
JPH07336150A JP15426594A JP15426594A JPH07336150A JP H07336150 A JPH07336150 A JP H07336150A JP 15426594 A JP15426594 A JP 15426594A JP 15426594 A JP15426594 A JP 15426594A JP H07336150 A JPH07336150 A JP H07336150A
Authority
JP
Japan
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digital
amplifier
signal
analog
volume
Prior art date
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Pending
Application number
JP15426594A
Other languages
English (en)
Inventor
Mikio Kitano
幹夫 北野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yamaha Corp
Original Assignee
Yamaha Corp
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Publication date
Application filed by Yamaha Corp filed Critical Yamaha Corp
Priority to JP15426594A priority Critical patent/JPH07336150A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 高いS/N比を確保できる増幅器を提供す
る。 【構成】 図1は、所要増幅率G(=G1+G2)の増幅
器のブロック図である。所要増幅率GのうちG2は、デ
ィジタル増幅器6において確保され、残りの増幅率G1
はアナログ増幅器8で確保される。ディジタル増幅器6
を設けたことにより、D/A変換器7の入出力信号レベ
ルが高くなり、D/A変換器7で発生するノイズや量子
化雑音等の影響が小さくなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、音声信号の増幅に用
いて好適な増幅器に関する。
【0002】
【従来の技術】ディジタル信号が入力されると、このデ
ィジタル信号にフィルタリング等の処理を適宜施し、そ
の結果をアナログ信号に変換し増幅した後に出力する増
幅器が知られている。このような増幅器においては、入
力されたディジタル信号をまずD/A変換器によってア
ナログ信号に変換し、このアナログ信号をアナログ増幅
器で増幅することによって必要なゲインGを得ていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した構成
においては、D/A変換器の直前における信号レベルが
低くなるため、S/N比が低くなり、ダイナミックレン
ジが狭くなるという問題があった。この発明は上述した
事情に鑑みてなされたものであり、高いS/N比と広い
ダイナミックレンジとを確保できる増幅器を提供するこ
とを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
請求項1に記載の構成にあっては、第1のディジタル信
号を所定ゲインGで増幅し、第1のアナログ信号を出力
する増幅器において、所定の飽和電圧Eと前記所定ゲイ
ンGよりも低いゲインGAとを有するアナログ増幅器
と、前記第1のディジタル信号をゲインGD(但し、GD
=G−GA)で増幅し、第2のディジタル信号として出
力するディジタル増幅器と、前記第2のディジタル信号
の最大値に対してレベル「E/GA」の第2のアナログ
信号が出力されるように、この第2のディジタル信号を
該第2のアナログ信号に変換するD/A変換器とを具備
し、前記アナログ増幅器の出力信号を前記第1のアナロ
グ信号として出力することを特徴としている。
【0005】
【作用】ディジタル増幅器は第1の第1のディジタル信
号をゲインGDで増幅し、第2のディジタル信号として
出力する。D/A変換器は、第2のディジタル信号の最
大値に対してレベル「E/GA」の第2のアナログ信号
が出力されるように、この第2のディジタル信号を該第
2のアナログ信号に変換する。そして、アナログ増幅器
は、第2のアナログ信号をゲインGAで増幅し、第1の
アナログ信号として出力する。このように、第1のディ
ジタル信号がゲインGDで増幅されるから、第2のディ
ジタル信号および第2のアナログ信号のレベルが高くな
り、第2のアナログ信号のS/N比が高くなるとともに
ダイナミックレンジが広くなる。
【0006】
【実施例】A.実施例の構成 以下、図面を参照してこの発明の一実施例について説明
する。図1において1はA/D変換器であり、入力され
たアナログ入力信号Ainをディジタル信号に変換し、出
力する。2はディジタルボリュームであり、A/D変換
器1の出力信号を減衰量gCだけ減衰させ出力する。3
はDSP(音場再生処理回路)であり、ディジタルボリ
ューム2の出力信号に対して、イコライザ、ディレイ、
ステレオエコー、トレモロあるいはシンフォニック等、
各種のフィルタリング処理を適宜施して出力する。4,
5はディジタルボリュームであり、DSP3の出力信号
を順次減衰させディジタル信号D1として出力する。
【0007】ここで、A/D変換器1の出力信号は、ア
ナログ入力信号Ainの最大レベルに対してフルビット
(オーバーフローする直前の値)になるように構成され
ている。一方、DSP3の出力信号は、その処理内容如
何によっては、入力信号レベルよりも高くなることがあ
る。従って、A/D変換器1の出力信号をそのままDS
P3に供給したのでは、オーバーフローが生ずることに
なる。かかる事態を避けるため、DSP3は、最大入出
力信号比の逆数に相当する減衰量gCをディジタルボリ
ューム2に設定する。すなわち、減衰量gCは、フィル
タリング処理の内容に応じて異なる値になる。
【0008】ここで、減衰量gCの最大値を「gm」とす
ると、DSP3は、ディジタルボリューム5における減
衰量を「gC−gm」に設定する。従って、ディジタルボ
リューム2,5における減衰量の和は、フィルタリング
処理の内容にかかわらず、常に最大減衰量gmに等しく
なる。次に、6はディジタル増幅器であり、ディジタル
信号D1をゲイン「G2+gm」で増幅し、その結果をデ
ィジタル信号D2として出力する。なお、ディジタルボ
リューム4,5およびディジタル増幅器6は、例えば乗
算器によって構成される。7はD/A変換器であり、デ
ィジタル信号D2をアナログ信号A2に変換し出力する。
8はアナログ増幅器であり、アナログ信号A2をゲイン
1で増幅しアナログ信号A1として出力する。9はアナ
ログボリュームであり、アナログ信号A1を減衰させ、
アナログ出力信号Aoutとして出力する。
【0009】アナログ増幅器8は、出力電圧E(ほぼ電
源電圧)において飽和するようになっている。また、D
/A変換器7は、ディジタル信号D2がフルビットであ
る時に、アナログ信号A2のレベルを「E/G1」に設定
するように構成されている。従って、ディジタル信号D
2が最大限変動したとしても、アナログ増幅器8におい
てクリップが発生することはない。ここで、アナログ入
力信号Ainに対するアナログ信号A1の所要ゲインを
“G”とすると、ゲインG2は「G−G1」に設定され
る。
【0010】10はコントロールパネルであり、その表
面に設けられた音量制御操作子11はユーザによって回
動自在になっており、「0」〜「−∞」の範囲で目盛値
ATTが設定される。上述したディジタルボリューム4
とアナログボリューム9とは連動しており、音量制御操
作子11の目盛値ATTに応じて、図2に示すように減
衰量が設定される。図2において、ディジタルボリュー
ム4の減衰量gBは、目盛値ATTが「0」〜「−G2
m」の範囲においては「−ATT」に設定され、目盛
値ATTが「−G2−gm」〜「−∞」の範囲においては
「−G2−gm」に設定される。
【0011】また、アナログボリューム9の減衰量は、
目盛値ATTが「0」〜「−G2−gm」の範囲において
は「0」に設定され、目盛値ATTが「−G2−gm」〜
「−∞」の範囲においては「−ATT+G2+gm」に設
定される。従って、ディジタルボリューム4およびアナ
ログボリューム9の減衰量を合計すると、その結果は
「−ATT」に等しくなる。
【0012】ここで、図2のようにボリューム4,9の
減衰量を設定した理由を説明しておく。まず、ディジタ
ルボリューム4のみを用いて音量調節を行うこととする
と、音量を絞った際にディジタル信号D1のレベルが低
くなる。従って、ディジタル回路のダイナミックレンジ
を有効に活かすことができず、量子化雑音が目立つよう
になり、アナログ信号A2のS/N比が低下する。一
方、アナログボリューム9のみを用いて音量調節を行う
こととすると、ディジタル増幅器6においてクリップが
生じた時に、これを回避することができなくなる。すな
わち、ディジタル信号D1はフルビットになる可能性が
あり、これをゲイン「G2+gm」で増幅しようとする
と、ディジタル増幅器6においてクリップが生じる。こ
れを回避するためにはディジタル信号D1自体のレベル
を下げる必要があり、アナログ段階で音量調節を行って
も無意味である。
【0013】そこで、本実施例においては、A/D変換
器1からフルビットのディジタル信号が出力された場合
においても、ディジタル増幅器6においてクリップが生
ずることを回避するために、ディジタルボリューム4の
最大減衰量がディジタル増幅器6のゲインと等しくなる
ようにしている。なお、ゲインG1,G2および最大減衰
量gmは、増幅器の用途等に応じて決定すると良いが、
例えば所要ゲインGが「16dB」であれば、G1=1
0dB、G2=6dB程度にすると良い。また、最大減
衰量gmは「12dB」程度に設定すると、殆どのフィ
ルタリング処理に対応できる。
【0014】B.実施例の動作 上記構成において、A/D変換器1にアナログ入力信号
inが供給されると、アナログ入力信号Ainはディジタ
ル信号に変換され、ディジタルボリューム2,4,5に
おいてレベル調節されるとともに、DSP3においてフ
ィルタリング処理が施される。ディジタルボリューム5
から出力されたディジタル信号D1は、ディジタル増幅
器6を介して増幅され、D/A変換器7を介してアナロ
グ信号A2に変換され、さらにアナログ増幅器8を介し
て増幅される。
【0015】ここで、ユーザが所望の音量に応じて音量
制御操作子11を操作すると、その目盛値ATTに応じ
て、図2に基づいてボリューム4,9の減衰量が設定さ
れる。本実施例においては、ディジタル増幅器6を設け
たことにより、ディジタル信号D2およびアナログ信号
2のレベルを比較的高くすることが可能である。従っ
て、仮にアナログ信号A2に量子化ノイズや誤差ノイズ
が乗ったとしても、信号D2,A2のレベルが元々高いた
めに雑音の影響は小さくなり、目盛値ATTが低い場合
であっても高いS/N比が確保される。
【0016】ここで、目盛値ATTを「−G2−gm」以
上にすると、ディジタルボリューム4とディジタル増幅
器6を総合したゲインは「0dB」以上になる。従っ
て、仮にディジタル信号D1のレベルが高い場合には、
ディジタル増幅器6においてクリップの生ずる可能性が
ある。ユーザがこれを耳障りに感じる場合は、目盛値A
TTを下げ、ディジタル信号D2のレベルを下げるとよ
い。
【0017】ここで、本実施例においてはディジタル増
幅器6を設けたためにディジタル回路でクリップが生ず
る虞が高くなったのではないか、との疑義の生ずるおそ
れがあるため、この点について言及しておく。仮にディ
ジタル増幅器6を設けず、全ゲイン(G1+G2+gm
をアナログ増幅器8で確保したとしても、ディジタル信
号D1のレベルが所定値を超える場合には、アナログ増
幅器8の飽和電圧Eによって必然的にクリップが生じ
る。すなわち、従来はアナログ回路で生じていたクリッ
プが、本実施例においてはディジタル回路で生ずるに過
ぎず、ディジタル信号D2にクリップの生ずることは何
ら本実施例の欠点にはならない。
【0018】このように本実施例によれば、所要ゲイン
Gに対して、アナログ信号A2の最大レベルが「E/
1」になるようにゲインG1を定め、残りのゲインG2
(=G−G1)をディジタル増幅器6で確保するから、
高いS/N比を確保することが可能になる。
【0019】C.変形例 本発明は上述した実施例に限定されるものではなく、例
えば以下のように種々の変形が可能である。 上記実施例においては、ディジタルボリューム4,5
およびディジタル増幅器6を各々設けたが、これらの回
路を一個の乗算器で構成し、ゲイン「G2−gB−gC
で入力ディジタル信号を増幅して出力するように構成し
てもよい。
【0020】また、上記実施例において、目盛値AT
Tが「0」〜「−G2−gm」の場合はディジタルボリュ
ーム4によって音量調節を行ったが、ディジタルボリュ
ーム4による音量調節範囲をさらに広くしてもよい。要
するに、ディジタルボリューム4の減衰量によって少な
くともディジタル増幅器6のゲインを相殺することがで
きれば、音量を絞ることによってディジタル増幅器6に
おけるクリップを防止することができるのである。
【0021】上記実施例においては、アナログ増幅器
8の後段にアナログボリューム9を設けたが、アナログ
ボリューム9はアナログ増幅器8の前段に設けてもよ
い。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように、この発明の増幅器
によれば、第1のディジタル信号がゲインGDで増幅さ
れるから、第2のディジタル信号および第2のアナログ
信号のレベルを高くすることができ、高いS/N比と広
いダイナミックレンジを確保できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施例の構成を示すブロック図で
ある。
【図2】 ボリューム4,9の減衰特性図である。
【符号の説明】
6 ディジタル増幅器 7 D/A変換器 8 アナログ増幅器

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1のディジタル信号を所定ゲインGで
    増幅し、第1のアナログ信号を出力する増幅器におい
    て、 所定の飽和電圧Eと前記所定ゲインGよりも低いゲイン
    Aとを有するアナログ増幅器と、 前記第1のディジタル信号をゲインGD(但し、GD=G
    −GA)で増幅し、第2のディジタル信号として出力す
    るディジタル増幅器と、 前記第2のディジタル信号の最大値に対してレベル「E
    /GA」の第2のアナログ信号が出力されるように、こ
    の第2のディジタル信号を該第2のアナログ信号に変換
    するD/A変換器とを具備し、前記アナログ増幅器の出
    力信号を前記第1のアナログ信号として出力することを
    特徴とする増幅器。
JP15426594A 1994-06-13 1994-06-13 増幅器 Pending JPH07336150A (ja)

Priority Applications (1)

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JP15426594A JPH07336150A (ja) 1994-06-13 1994-06-13 増幅器

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JP15426594A JPH07336150A (ja) 1994-06-13 1994-06-13 増幅器

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JP (1) JPH07336150A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002252533A (ja) * 2001-02-26 2002-09-06 Sony Corp 音響装置とその音量制御方法
JP2019062352A (ja) * 2017-09-26 2019-04-18 株式会社河合楽器製作所 音量制御装置及び制御方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002252533A (ja) * 2001-02-26 2002-09-06 Sony Corp 音響装置とその音量制御方法
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Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Effective date: 20040309

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