JPH08250949A - オーディオ信号処理方法およびその回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】外部騒音に応じて音量を自動的に変化させて音
楽や音声を聴き易い音量に調整する。 【構成】音量制御増幅器１は音量制御信号Ｓｃの大きさ
に応じて増幅率を変え、音響信号Ｓａを増幅して信号分
離回路２を介してイヤホン３に送り、ここで音響に変換
する。イヤホン３はマイクロホンの機能を有しており、
外部騒音をピックアップして騒音信号Ｓｂとして信号分
離回路２へ送出する。信号分離回路２は、内部に演算増
幅器を有し、音響信号Ｓａ−１と騒音信号Ｓｂとを分離
して別々に取出す。騒音信号Ｓｂ−１は、増幅器４で増
幅され、包絡線検波回路５で包絡線検波されてその振幅
が取出される。これを音量制御信号Ｓｃとし、音量制御
増幅器１に入力する。これにより周囲音の大きさに応じ
て聴き易い音量に自動的に調節される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ポケット型テープレコ
ーダやラジオなどの小型音響機器に使用されるオーディ
オ信号処理方法およびその回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】ポケット型テープレコーダのような小型
音響機器では、電気−音響変換器にはイヤホンやヘッド
ホンが用いられている。イヤホンやヘッドホンを用いる
と、他人に余り聞こえない音量にして他人に迷惑をかけ
ずに自分だけ聴いて楽しむことができるので、ポケット
型テープレコーダや小型ラジオなどを携帯して電車やバ
ス内で音楽等を聴く人が多い。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、電車や
バス内、あるいは駅のホームなどでは外部騒音も大き
く、音楽と同時に外部騒音も耳に入ってくるので、テー
プレコーダや小型ラジオの音量を小さくしたままでいる
と外部騒音に邪魔されて音楽が聴き難くなる。特に、外
部音も聞こえるようにしたオープンエア型と呼ばれるイ
ヤホンでは一層音楽が聴き難くなる。それ故、周囲の騒
音の大きさに応じてその都度可変抵抗のつまみを廻して
音量調整を行い、聴き易い音量にしているが、騒音量が
変化する所では変化に応じて音量を調整するのは煩わし
いという問題がある。オープンエア型でないイヤホンを
使用すれば、周囲の騒音に余り邪魔されずに音楽等を聴
くことができるが、車内放送、構内放送、警報あるいは
他人からの話かけ等が聞きづらくなり、重要な放送を聞
き逃すことがあるという問題がある。オープンエア型イ
ヤホンを使用し、しかも外部騒音に応じて自動的に音量
調整を行おうとすると、別のマイクロホンを使用して外
部騒音を収集し、これを制御信号としてフィードバック
してテープレコーダの音量を調整しなければならず、装
置が大きくなり、価格も高くなるという問題がある。

【０００４】本発明の目的は、周囲の騒音に応じて音楽
や音声の音量を自動的に変化させて、外部騒音に邪魔さ
れずに音楽や音声を聴き易い音量に調整することができ
るオーディオ信号処理方法およびその回路を提供するこ
とにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明のオーディオ信号
処理方法は、外部騒音などを電気−音響変換器から騒音
信号として検出し、該騒音信号を音響信号から分離し、
該騒音信号の強弱に比例して音響信号量を制御すること
を特徴とする。

【０００６】本発明のオーディオ信号処理回路は、外部
騒音などを電気−音響変換器から検出し騒音信号とな
し、該騒音信号を再生部やラジオ受信部などからの音響
信号と分離する信号分離回路と、該信号分離回路からの
信号を直流電圧変化に変換する包絡線検波回路と、該包
絡線検波回路の出力で前記音響信号量を制御する音量制
御増幅器とを備えたことを特徴とする。

【０００７】

【作用】本発明の方法では、電気−音響変換器から逆に
電気信号として出力される騒音信号を音響機器本来の音
響信号から分離し、分離した騒音信号を音量制御増幅器
にフィードバックする。音量制御増幅器は、騒音信号が
大きければ増幅率を大きくして音響信号量を大きくし、
騒音信号が小さければ増幅率を小さくして音響信号量を
小さくして電気−音響変換器の出力が自動的に調節され
るようにした。これにより騒音に余り邪魔されることな
く聴き易い音が自動的に得られる。

【０００８】本発明の回路では、音量制御増幅器と前記
電気−音響変換器との間に信号分離回路を接続し、イヤ
ホン等の電気−音響変換の機能に可逆性のある電気−音
響変換器をマイクロホン的に利用して周囲音を電気信号
に変え、騒音信号として信号分離回路へ送り、ここで信
号分離して騒音信号のみを取出し、包絡線検波回路で騒
音信号の大きさを検出し、音量制御増幅器にフィードバ
ックして外部騒音の大きさに応じて電気−音響変換器の
出力を自動的に調節するようにした。この場合、急激な
変化に対処するため、音量制御信号に時定数を持たせる
と良い。これにより外部騒音の大きさに余り邪魔される
ことがない聴き易い音が自動的に得られる。

【０００９】前記信号分離回路には、演算増幅器を利用
した引算回路を用いるとよい。演算増幅器は、その反転
入力端子に音響信号を入力し、非反転入力端子に騒音信
号を入力することあるいはその逆により騒音信号のみを
出力する。

【００１０】

【実施例】図１は本発明の一実施例の回路図である。

【００１１】この実施例の信号処理回路は、電気に変換
された音響信号Ｓａと音量制御信号Ｓｃとを入力し、こ
の音量制御信号Ｓｃに応じた振幅の音響信号Ｓａ−１を
出力する音量制御増幅器１と、音響信号Ｓａ−２を受信
して音響Ｓに変換して出力すると共に外部騒音Ｎを受信
して電気に変換して騒音信号Ｓｂとして出力する電気−
音響変換器としてのイヤホン３と、音量制御増幅器１と
イヤホン３との間に接続され、音響信号Ｓａ−１をレベ
ル変換し、Ｓａ−２としてイヤホン３に出力し、イヤホ
ン３からの騒音信号ＳｂをＳａ−２から分離し、Ｓｂ−
１として出力する信号分離回路２と、この信号分離回路
２から出力される騒音信号Ｓｂ−１を受信し増幅して騒
音信号Ｓｂ−２を出力する増幅器４と、この増幅器４か
らの騒音信号Ｓｂ−２を受信してその包絡線から騒音信
号Ｓｂ−２の大きさを求め、音量制御信号Ｓｃとして音
量制御増幅器１へ出力する包絡線検波回路５とを備えて
構成される。

【００１２】上記実施例では電気−音響変換器の一例と
してイヤホンを示したが、イヤホンの他にヘッドホン、
拡声器等の電気−音響変換を可逆的に行える変換器であ
ればどの機器でもよい。このうち、外部音を取り込むこ
とのできるオープンエア型のイヤホンが最も適当であ
る。

【００１３】次に，この回路の動作について説明する。

【００１４】テープレコーダの磁気ヘッドでピックアッ
プされた音響信号Ｓａは、電気信号として音量制御増幅
器１に入力され、音響信号Ｓａ−１を出力する。音響信
号Ｓａ−１は信号分離回路２でレベル変換され音響信号
Ｓａ−２となって出力される。音響信号Ｓａ−２はイヤ
ホン３に入力され、ここで音響Ｓに変換され出力され
る。

【００１５】イヤホン３は可逆的電気−音響変換器であ
るから、外部騒音Ｎがあると、これを検出し、検出量に
応じた大きさの電気信号（これを騒音信号Ｓｂとする）
を発生する。すなわち、イヤホン３はマイクロホンとし
ての作用もする。信号分離回路２に逆入力された騒音信
号Ｓｂは音響信号Ｓａ−１と分離されて、騒音信号Ｓｂ
のみが信号Ｓｂ−１となって端子ｃから出力される。

【００１６】信号分離回路２から出力された騒音信号Ｓ
ｂ−１は、増幅器４で増幅され騒音信号Ｓｂ−２となっ
て包絡線検波回路５に入力される。騒音信号Ｓｂ−２
は、包絡線検波回路５で包絡線検波されてその振幅が騒
音の大きさを表す尺度の音量制御信号Ｓｃとして取り出
される。これを音量制御増幅器１に入力する。音量制御
増幅器１は、音量制御信号Ｓｃを受信するとその大きさ
に応じて増幅率を変え、すなわち周囲音が大きければ増
幅率を上げ、周囲音が小さければ増幅率を下げて聴き易
い音量に調節する。

【００１７】図２は図１の信号分離回路の一例の詳細回
路図である。

【００１８】この信号分離回路は、第１抵抗Ｒ１を介し
て反転入力端子（−）に音響信号Ｓａ−１を入力し非反
転入力端子（＋）に騒音信号Ｓｂを入力する演算増幅器
６と、この演算増幅器６の出力を反転入力端子に帰還す
る第２抵抗Ｒ２と、音量制御増幅器１と電気−音響変換
器としてのイヤホン３との間に接続して音響信号Ｓａ−
１を通して音響信号Ｓａ−２にレベル変換する第３抵抗
Ｒ３とを備えて構成されている。

【００１９】次に，この信号分離回路の動作について説
明する。

【００２０】今、音量制御増幅器１の出力抵抗は０、第
１〜第３抵抗の抵抗値Ｒ１〜Ｒ３はイヤホン３の内部抵
抗Ｒ４と等しいとすると、演算増幅器６の利得は次のよ
うになる。信号線ａ₁ から非反転入力端子に入力される
信号に対する利得Ａ１は次式（１）となり、信号線ａ₂
から反転入力端子に入力される信号に対する利得Ａ２は
次式（２）となり、信号線ａ₃ から非反転入力端子に入
力される信号に対する利得Ａ３は次式（３）となる。

【００２１】

【数１】

【００２２】従って、入力端子ａに入力された音響信号
Ｓａ−１は第３抵抗Ｒ３を介してイヤホン３と演算増幅
器６の非反転入力端子（＋）とに入力される。信号線ａ
₃ から非反転入力端子（＋）に入力される信号に対する
利得Ａ３は１であり、信号線ａ₂ から反転入力端子
（−）に入力される信号に対する利得Ａ２は−１である
ので、音響信号Ｓａ−１は相殺されて演算増幅器６の出
力端子ｃには出てこない。

【００２３】一方、マイクロホンとしてのイヤホン３か
ら出力される騒音信号Ｓｂは、イヤホンの内部抵抗であ
るＲ４と抵抗Ｒ３により１／２の出力となり、演算増幅
器６の非反転入力端子（＋）に入力され、ここで２倍に
増幅されるから、差引して騒音信号Ｓｂ−１は元の大き
さになって出力端子ｃに出力される。この騒音信号Ｓｂ
−１が次段の増幅器４に入力される。

【００２４】このような構成にすると、イヤホンがマイ
クロホンの役目を兼ねるので別のマイクロホンを設置し
て外部騒音を収集する必要がなく、殆どコストアップを
招かずに周囲音の大きさに応じてイヤホンの出力を自動
的に調節することができるので、オープンエア型のイヤ
ホンを問題なく使用することができる。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、イヤ
ホン等の電気−音響変換可逆性のある電気−音響変換器
をマイクロホンとして利用して周囲音の大きさを検出
し、音量制御増幅器にフィードバックして周囲音の大き
さに応じて電気−音響変換器の出力を自動的に調節する
ようにしたので、周囲音の大きさに余り邪魔されること
がない聴き易い音が自動的に得られる。従って、別のマ
イクロホンを設置して音量調整をすることなくオープン
エア型のイヤホンを使用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の回路図である。

【図２】図１の信号分離回路の一例の詳細回路図であ
る。

【符号の説明】 １ 音量制御増幅器 ２ 信号分離回路 ３ イヤホン ４ 増幅器 ５ 包絡線検波回路 ６ 演算増幅器

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外部騒音などを電気−音響変換器から騒
   音信号として検出し、該騒音信号を音響信号から分離
   し、該騒音信号の強弱に比例して音響信号量を制御する
   ことを特徴とするオーディオ信号処理方法。
2. 【請求項２】 外部騒音などを電気−音響変換器から検
   出し騒音信号となし、該騒音信号を再生部やラジオ受信
   部などからの音響信号と分離する信号分離回路と、該信
   号分離回路からの信号を直流電圧変化に変換する包絡線
   検波回路と、該包絡線検波回路の出力で前記音響信号量
   を制御する音量制御増幅器とを備えたことを特徴とする
   オーディオ信号処理回路。