JPH08125505A - エンベロープ検出回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 テープレコーダ等で信号の記録状態を判定す
るために使用されるエンベロープ検出回路において、信
号振幅や周波数変動によって誤動作の発生しない高性能
のエンベロープ検出回路を実現することを目的とする。 【構成】 入力信号のピーク値を検出する第１のピーク
検出回路８と、ピーク検出回路８の出力を平均化する平
均化回路９と、平均化回路９の出力信号のピーク値を検
出する第２のピーク検出回路１１と、第２のピーク検出
回路１１の出力信号を基にしてしきい値を設定するしき
い値設定回路１２を備え、平均化回路９の出力としきい
値を比較した結果を、その持続時間としきい値とにより
出力を決定する保護回路１３を通して出力を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、テープレコーダ等で使
用されるエンベロープ検出回路に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】エンベロープ検出回路は、入力信号の信
号振幅を検出して、記録状態の有無を判定するために使
用される。

【０００３】図７に、従来のエンベロープ検出回路のブ
ロック図を示す。図７において、１は再生信号が入力さ
れる入力端子、２は入力された信号を所定のレベルに増
幅するヘッドアンプ、３は整流回路、４は平滑回路、５
は電圧比較器、６はエンベロープ検出結果を出力する出
力端子、７はしきい値を設定するしきい値調整回路であ
る。

【０００４】図８は従来のエンベロープ検出回路のタイ
ミング図であり、図８において、１００は入力信号波
形、１０１は整流後の信号波形、１０２は平滑後の信号
波形、１０３はしきい値、１０４はエンベロープ検出出
力波形図である。なお、１００および１０１で斜線で示
した部分は、図の振幅の変動よりも高い周波数の成分が
含まれていることを示している。以下、図７および図８
を参照しながら、従来のエンベロープ検出回路について
説明する。

【０００５】入力端子１から図８（ａ）の入力信号波形
１００が入力される。入力信号波形１００には比較的高
い周波数の信号成分と、図８（ａ）で変動が見えるよう
な低い周波数の成分が含まれている。エンベロープ検出
回路ではこの低い周波数成分の信号振幅変動を検出す
る。入力端子１から入力された入力信号波形１００はヘ
ッドアンプ２で所定の信号レベルまで増幅されて、整流
回路３へ出力される。整流回路３では、図８（ｂ）のよ
うに、入力信号を正側の信号だけに変換して、整流波形
１０１を平滑回路４へ出力する。平滑回路４では、整流
波形１０１から高周波数の成分を取り除き、平滑波形１
０２を電圧比較器５に出力する。電圧比較器５では、し
きい値調整回路７で設定されるしきい値１０３と平滑波
形１０２を比較して、エンベロープ検出出力１０４を出
力端子６へ出力する。こうして、入力信号波形１００の
振幅があるしきい値を越えた場合とそうでない場合を判
定して、エンベロープ検出が行われる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の構成では、ヘッドアンプ２の温度バラツキ等によ
り、全体的な入力信号レベルが変動すると、しきい値１
０３と入力信号との比率が崩れて、本来検出したい信号
とは異なったエンベロープ検出結果が得られる場合があ
る、といった課題があった。本発明は上記問題点を解決
するもので、入力信号レベルに応じて自動的にしきい値
を設定可能なエンベロープ検出回路を提供することを目
的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明のエンベロープ検出回路は、入力信号のピーク
値を検出する第１のピーク検出回路と、ピーク検出回路
の出力を平均化する回路と、平均化回路の出力のピーク
値を検出する第２のピーク検出回路と、第２のピーク検
出回路の出力を基にしてしきい値を設定する設定回路を
備え、平均化回路の出力としきい値を比較した結果を、
その持続時間としきい値とにより出力を決定する保護回
路を通して出力を得るように構成したものである。

【０００８】

【作用】本発明は上記の構成により、入力信号のピーク
値から信号のレベルに合わせたしきい値を設定すること
ができ、さらにピーク検出回路の時定数を最適な値とす
ることで、信号レベルのゆっくりとした変動のみに追従
して安定で正確なエンベロープ検出を行うことができ
る。

【０００９】

【実施例】図１は本発明の第１の実施例におけるエンベ
ロープ検出回路を示すブロック図である。図１におい
て、８，１１はピーク検出回路、９は平均化回路、１０
は比較器、１２はしきい値設定回路、１３は保護回路で
あり、他は図５と同様であるので、その説明は省略す
る。

【００１０】図２は本発明の第１の実施例におけるエン
ベロープ検出回路のタイミング図である。図２におい
て、２００は入力信号波形、２０１は整流後の信号波形
（整流波形）、２０２は平均化後の信号波形（平均化波
形）、２０３は平均化波形２０２のピークを検出した第
２のピーク検出値、２０４はピーク検出値２０３から求
めたしきい値、２０５はエンベロープ検出出力波形図で
ある。なお、２００および２０１で斜線で示した部分
は、振幅の変動よりも高い周波数の成分が含まれている
ことを示している。

【００１１】図３は本発明の第１の実施例におけるエン
ベロープ検出回路の保護回路１３の動作を説明するため
のタイミング図で、図３において、３０２は平均化波
形、３０３は第２のピーク検出値、３０４は設定される
しきい値、３０５はエンベロープ検出出力、３０６は比
較器１０の出力波形、３０７は最小設定値である。以
下、図１、図２および図３を参照しながら、本発明のエ
ンベロープ検出回路について説明する。

【００１２】入力端子１から図２（ａ）のような入力信
号が入力されると、図８と同様に、整流回路３の出力に
は図２（ｂ）の２０１のような整流波形が得られ、この
整流波形２０１のピーク値を第１のピーク検出回路８で
検出して平均化回路９に出力する（波形は図示していな
い）。平均化回路９ではノイズ等の影響を軽減させて、
図２（ｃ）の２０２の様な平均化波形が得られる。

【００１３】第２のピーク検出回路１１は、入力信号波
形２００のエンベロープ周期と同程度の時定数で変化す
るように設定されているので、この平均化回路９の出力
を受けて、図２（ｃ）の２０３に示すような、第２のピ
ーク検出値を出力する。

【００１４】こうして検出されたピーク検出値２０３を
基にして、しきい値設定回路１２では、ピーク検出値２
０３の例えば１／２を計算し、その値を図２（ｃ）のし
きい値２０４として比較器１０へ出力する。比較器１０
では、このしきい値２０４と平均化波形２０２の大きさ
を比較して、保護回路１３を通して図２（ｄ）の２０５
で示されるようなエンベロープ検出出力を出力端子６に
出力する。

【００１５】このように、しきい値２０４のレベルが入
力信号レベルに応じて変化するので、入力信号波形２０
０にレベル変動があっても、正確なエンベロープ検出出
力２０５を得ることができる。

【００１６】入力信号波形２００のように連続して信号
が入力される場合には、比較器１０の出力をそのままエ
ンベロープ検出出力としても問題ないが、入力信号が無
い場合には、しきい値がノイズレベルより下になり、誤
動作が発生する。

【００１７】図３（ａ）の平均化波形３０２は入力信号
が終了して、最後のエンベロープが検出される場合をあ
らわしている。図３の後半部分で、平均化波形３０２に
低いレベルが連続すると、ピーク検出値３０３は減少し
て、これに伴ってしきい値３０４も減少する。ここで、
このしきい値３０４が平均化波形３０２以下になると、
入力信号は無信号なのにしきい値が入力信号のノイズレ
ベル以下に設定されて、エンベロープ検出出力が”信号
あり”状態になる場合が考えられる。そこで、このしき
い値の変化を保護回路１３で監視して、所定の最小設定
値３０７以下の場合には、エンベロープ検出出力３０５
を”信号なし”に固定する。これにより、入力信号が存
在しない場合に誤ったエンベロープ検出出力を発生する
事を防止することができ、正しいエンベロープ検出出力
３０５を得ることができる。また、この時の切換信号を
外部へ出力すれば、無信号状態を示す信号として利用す
ることが出来る。

【００１８】図３の前半部分の平均化波形３０２の急激
な変化は、ノイズによる誤動作の可能性が高い部分であ
るが、比較器１０の出力３０６では変動ありとして検出
されている。この部分は保護回路１３で、同じレベルの
持続時間を監視することにより、識別することが出来
る。保護回路１３では、ハイまたはローの持続時間が一
定時間に満たない場合は、出力の状態を変化させないよ
うに設定してあるので、比較器出力３０６に短い時間の
変化が発生しても、エンベロープ検出出力３０５には反
映されず、ノイズの影響を排除することが出来る。

【００１９】次に図４は本発明の第１の実施例における
エンベロープ検出回路のピーク検出回路の時定数を説明
するためのタイミング図で、図２の入力信号波形２００
の振幅が大きい部分を、高周波部分が見えるように拡大
したものに相当する。図４において４００は記録信号波
形、４０１はモデル化した再生信号波形、４０２は整流
波形、４０３は短時間でのピーク検出波形、４０４は長
時間でのピーク検出波形である。

【００２０】記録信号波形４００は、最短周期と最長周
期の比が４倍となるように制御されたデータ列が例示し
てある。このような信号をテープに記録した場合、再生
される信号は、記録信号波形の変化点に対応した位置で
信号が再生され、再生信号波形４０１が得られる。再生
信号波形４０１を整流すると、整流波形４０２が得られ
る。

【００２１】図１の第１のピーク検出回路８の検出時定
数を記録データの最短周期と同等に設定したとすると、
図４（ｄ）のような短時間ピーク検出波形が得られる。
この波形は、ほぼ瞬時のピーク値を正確に検出している
が、図４（ｂ）の再生信号波形４０１のように微分され
たような波形の場合には、変化点以外では信号の振幅が
低下してしまうので、信号のあり、なしを判定するため
のエンベロープ検出回路に適用するのには問題が多い。
そこで、出来るだけ短い検出時間で正確なピーク値を検
出するために、検出時定数を入力信号の最大信号周期以
上になるように設定する。この場合のピーク検出結果は
図４（ｅ）の長時間ピーク検出波形４０４のように得ら
れる。図１の第１のピーク検出回路８に、この長時間ピ
ーク検出を用いることで、正確で安定なエンベロープ検
出回路を実現することが出来る。

【００２２】次に第２のピーク検出回路１１の検出時定
数は、図２（ｄ）のエンベロープ周期よりも長く設定す
る必要がある。これは第１のピーク検出回路の場合と同
様の理由で、振幅変調された入力信号の変調成分だけを
取り出すために、変調信号によって検出しきい値が変動
しないようにするためである。図２（ｃ）のピーク検出
値２０３は、ちょうどこのエンベロープ周期と同等の時
定数を持った第２のピーク検出回路１１で生成された波
形を示している。

【００２３】第１のピーク検出回路８と第２のピーク検
出回路１１の検出時定数は、実際には、入力信号波形２
００の周波数変動に対応するために、それぞれ最長入力
信号周期の数倍、エンベロープ周期の数倍という形で余
裕を持たせて設定する。

【００２４】次に図５は、本発明の第２の実施例におけ
るエンベロープ検出回路のブロック図である。図５にお
いて、２０は図１と同様のエンベロープ検出ブロック、
２１は速度情報入力端子、２２は速度設定回路であり、
他は図１と同様であるので、その説明は省略する。

【００２５】エンベロープ検出回路に入力される信号と
して、最低信号周波数を１ｋＨｚ（最大信号周期が１ms
ec）、通常再生エンベロープ周期を１００msecで振幅変
調された信号が記録されているとすると、テープを高速
で走行させた場合のように、入力信号周波数が通常の５
０倍となったような場合には、エンベロープ周期が１／
５０の２msecになり、通常再生状態の信号周波数とほぼ
同等になってしまう。ここで、ピーク検出回路８の検出
時定数が１msec以上に設定されていると仮定すると、エ
ンベロープがうまく検出できない場合が生ずる。

【００２６】このような場合に対応するために、速度設
定回路２２を付加して、入力信号周期に略比例した時定
数を設定する。たとえば、上記の例の場合には、速度設
定回路２２に速度情報入力端子２１より５０倍という情
報を入力し、速度設定回路２２では、エンベロープ検出
ブロックの時定数を通常の１／５０になるような設定を
与える。これにより、速度変動の大きな場合でも安定に
エンベロープ検出を行うことが可能となる。

【００２７】図６は本発明の第３の実施例におけるエン
ベロープ検出回路のブロック図である。図６において、
３０はエンベロープの周期を検出する周期検出回路、３
１は図５と同様の速度設定回路であり、他は図５と同様
であるので、その説明は省略する。

【００２８】図２（ｄ）で得られるエンベロープ検出出
力２０５には、振幅変調で記録されているデータの変調
周波数の検出結果が得られている。従って、記録されて
いた変調周波数が予めわかっていれば、その変調周波数
と検出されたエンベロープ信号の周波数を比較すること
によって、テープの再生速度情報を計算することが出来
る。

【００２９】この事を利用して、再生されたエンベロー
プ情報の周期を検出する周期検出回路３０を設け、ここ
で検出された速度情報を速度設定回路３１に与えること
で、図５の場合と同様にして正確なエンベロープ検出を
行うことが可能になる。従って外部からの余分な設定は
必要なく、広範囲にわたって自動的に安定なエンベロー
プ検出を行うことができる。

【００３０】また、正確な周期を検出するために、周期
検出回路３０で、信号部分と無記録部分のそれぞれの持
続時間を計測し、この二つの長さの比率が大きくかけ離
れた場合にはそのデータを採用しない様にする、という
保護を付け加えることで、さらに安定度の高い周期検出
を行うことが出来、これにより高性能のエンベロープ検
出回路が実現できる。

【００３１】これらの時定数操作、保護動作は、ディジ
タル処理を用いることで容易に実現することができ、こ
の操作により、エンベロープ検出回路の動作は、高速再
生状態でも、相対的には通常状態と同等の特性となるの
で、安定に高速のエンベロープ検出を実現することがで
きる。また、回路構成にフィルタ回路を用いていないの
で、切換の応答時間を短くすることができ、高速の切換
を行う事が出来る。

【００３２】

【発明の効果】以上のように本発明は、ピーク検出を用
いて判定しきい値を設定する事で、入力信号振幅に影響
されにくく、高性能のエンベロープ検出回路を簡易な回
路で実現でき、実用的にきわめて有用である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例におけるエンベロープ検
出回路のブロック図

【図２】本発明の第１の実施例におけるエンベロープ検
出回路のタイミング図

【図３】本発明の第１の実施例におけるエンベロープ検
出回路の保護回路のタイミング図

【図４】本発明の第１の実施例におけるエンベロープ検
出回路のピーク検出回路の時定数を説明するためのタイ
ミング図

【図５】本発明の第２の実施例におけるエンベロープ検
出回路のブロック図

【図６】本発明の第３の実施例におけるエンベロープ検
出回路のブロック図

【図７】従来のエンベロープ検出回路のブロック図

【図８】従来のエンベロープ検出回路のタイミング図

【符号の説明】

１ 入力端子 ２ ヘッドアンプ ３ 整流回路 ４ 平滑回路 ５ 電圧比較器 ６ 出力端子 ７ しきい値調整回路 ８，１１ ピーク検出回路 ９ 平均化回路 １０ 比較器 １２ しきい値設定回路 １３ 保護回路 ２０ エンベロープ検出ブロック ２１ 速度情報入力端子 ２２，３１ 速度設定回路 ３０ 周期検出回路 １００，２００ 入力信号波形 １０１，２０１，４０２ 整流波形 １０２ 平滑波形 １０３，２０４，３０４ しきい値 １０４，２０５，３０５ エンベロープ検出出力 ２０２，３０２ 平均化波形 ２０３，３０３ ピーク検出値 ３０６ 比較器出力 ３０７ 最小設定値 ４００ 記録信号波形 ４０１ 再生信号波形 ４０３ 短時間ピーク検出波形 ４０４ 長時間ピーク検出波形

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力信号の短時間でのピーク値を検出す
   る第１のピーク検出回路と、前記ピーク検出回路の出力
   を平均化する回路と、前記平均化回路の出力のピーク値
   を検出する第２のピーク検出回路と、前記第２のピーク
   検出回路の出力を基にしてしきい値を設定する設定回路
   と、前記平均化回路の出力と前記しきい値を比較した結
   果を、その持続時間としきい値とにより出力を決定する
   保護回路を通して出力を得るエンベロープ検出回路。
2. 【請求項２】 第１のピーク検出回路の検出時定数を、
   入力信号の最大周期以上とした請求項１記載のエンベロ
   ープ検出回路。
3. 【請求項３】 第２のピーク検出回路の検出時定数は、
   想定されるエンベロープ周期以上である請求項１記載の
   エンベロープ検出回路。
4. 【請求項４】 速度情報を入力することで、上記ピーク
   検出回路の検出時定数を変化させる請求項１記載のエン
   ベロープ検出回路。
5. 【請求項５】 検出されたエンベロープの変動周期を測
   定する周期検出回路を備え、前記周期検出回路から得ら
   れる速度情報を基にして、上記ピーク検出回路の検出時
   定数を変化させる請求項１記載のエンベロープ検出回
   路。