JPH0993061A - Ａｇｃ回路および録音再生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＡＧＣ回路において、低い周波数域での波形
歪みによる信号品質劣化と、リカバリ時の増幅度不足に
よる信号品質劣化の両方を共に軽減させる。 【解決手段】 オーディオ信号を増幅伝達する可変利得
増幅回路の出力振幅レベルをリニア検波し、この検波信
号によって上記増幅回路の利得制御を行なわせるととも
に、上記オーディオ信号の入力振幅レベルが設定レベル
を越えたかどうかを検出し、入力振幅が設定レベルを越
えたときだけ上記利得制御の復帰時定数を選択的に増大
させる。 【効果】 入力信号が高振幅レベルのときはリカバリ時
間を長くして波形の歪みを回避させることができる一
方、入力信号振幅が高レベルから低レベルに立ち下がっ
たときはリカバリ時間を短くして増幅度不足状態を即座
に回避させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＡＧＣ（自動利得
制御）回路、さらにはオーディオ信号の振幅レベルの最
適化に適用して有効な技術に関するものであって、たと
えばテープレコーダ等の録音再生装置に利用して有効な
技術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】たとえば、テープレコーダの録音再生回
路では、記録媒体に対する録音レベルを最適化制御する
ためにＡＧＣ回路が使用される（たとえば、ＣＱ出版社
発行「最新リニアＩＣ規格表（１９８４年版）」３９ペ
ージ参照）。

【０００３】従来のこの種のＡＧＣ回路は、オーディオ
信号を増幅伝達する可変利得増幅回路と、この可変利得
増幅回路の出力振幅レベルをリニア検波する検波回路を
有し、この検波回路の出力で上記可変利得増幅回路の利
得制御を行なわせることにより、上記可変利得増幅回路
の出力振幅レベルを最適化させることが行なわれてい
た。

【０００４】この場合、検波回路の出力には一定の復帰
時定数が介在させられる。つまり、入力信号の振幅レベ
ルが立ち下がって可変利得増幅回路の利得が回復すると
きに、ある程度の復帰時間いわゆるリカバリ時間を介在
させることが行なわれる。このリカバリ時間は、たとえ
ば容量と抵抗により形成される時定数によって設定され
る。この時定数の大きさは、オーディオ信号の周波数域
を考慮して設定される。すなわち、可変利得増幅回路の
利得制御が信号波形の影響を受けることなく行なえるよ
うなリカバリ時間を持つべく設定される。

【０００５】たとえば、２０Ｈｚ〜２０ｋＨｚの周波数
広がりを持つオーディオ信号を考慮した場合、そのオー
ディオ信号波形の最大周期は５０ｍｓｅｃ（１／２０Ｈ
ｚ）となる。この場合、その最大５０ｍｓｅｃ周期の波
形による影響を回避するためには、少なくともその５０
ｍｓｅｃよりも長いリカバリ時間を設定する必要があ
る。そうでないと、可変利得増幅回路の出力信号波形が
自身の信号波形によって変調されることにより聴感上有
害なリップル歪みが生じてしまうからである。したがっ
て、上記リカバリ時間は余裕をとって長めに設定されて
いた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た技術には、次のような問題のあることが本発明者らに
よってあきらかとされた。

【０００７】すなわち、従来のＡＧＣ回路では、上述し
たように、低い周波数領域での信号波形の歪みを回避す
る必要から、自動利得制御のリカバリ時間を長めに設定
せざるを得なかった。

【０００８】しかし、リカバリ時間を長くした場合、入
力信号の振幅レベルが高レベルから低レベルに立ち下が
った後も、しばらくの間は、高レベル時の利得制御状態
が継続される。この利得抑制状態が低振幅レベルの信号
入力時にも長時間続くと、その間での増幅度が不足し
て、必要な出力振幅レベルが得られなくなるとともに、
増幅度抑制による信号対ノイズ比いわゆるＳＮ比が低下
して、聴感上に有害に作用する。

【０００９】これを回避するには、上記リカバリ時間を
短くする必要があるが、リカバリ時間を短くすると、低
い周波数域での波形歪みが増大し、結局、どちらの場合
も信号品質が劣化してしまう、という問題が生じる。

【００１０】本発明の目的は、低い周波数域での波形歪
みによる信号品質劣化と、リカバリ時の増幅度不足によ
る信号品質劣化の両方を共に軽減させる、という技術を
提供することにある。

【００１１】本発明の前記ならびにそのほかの目的と特
徴は、本明細書の記述および添付図面からあきらかにな
るであろう。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
下記のとおりである。

【００１３】すなわち、オーディオ信号を増幅伝達する
可変利得増幅回路の出力振幅レベルをリニア検波し、こ
の検波信号によって上記増幅回路の利得制御を行なわせ
るとともに、上記オーディオ信号の入力振幅レベルが設
定レベルを越えたかどうかを検出し、入力振幅が設定レ
ベルを越えたときだけ上記利得制御の復帰時定数を選択
的に増大させる、というものである。

【００１４】上述した手段によれば、入力信号が高振幅
レベルのときはリカバリ時間を長くして波形の歪みを回
避させることができる一方、入力信号振幅が高レベルか
ら低レベルに立ち下がったときはリカバリ時間を短くし
て増幅度不足状態を即座に回避させることができる。

【００１５】これにより、低い周波数域での波形歪みに
よる信号品質劣化と、リカバリ時の増幅度不足による信
号品質劣化の両方を共に軽減させる、という目的が達成
される。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施例を図
面を参照しながら説明する。なお、図において、同一符
号は同一あるいは相当部分を示すものとする。

【００１７】図１は本発明の技術が適用されたＡＧＣ回
路の一実施例を示す。同図に示す実施例は、磁気録音再
生装置（テープレコーダ）において磁気記録媒体（磁気
テープ）に対する録音レベルを最適化制御するためのＡ
ＧＣ回路に適用したものであって、１０はＡＧＣ回路
部、２０はレベル検出回路部、ＶｉｎはＡＧＣ入力信
号、ＶｏｕｔはＡＧＣ出力信号である。信号Ｖｉｎ，Ｖ
ｏｕｔは共にオーディオ信号である。

【００１８】ＡＧＣ回路部１０は、可変利得増幅回路１
１、振幅検波回路１２、時定数回路１３などにより構成
される。

【００１９】可変利得増幅回路１１は、増幅回路１１１
と、その増幅回路１１１の入力に直列に介在する抵抗Ｒ
ｓと、その入力に並列に介在する可変抵抗回路ＶＲとに
よって構成される。この可変利得増幅回路１１によって
入力信号が磁気ヘッド駆動のための信号処理部へ増幅伝
達されるようになっている。

【００２０】振幅検波回路１２は、上記増幅回路１１か
ら出力される信号Ｖｏｕｔのレベルをリニア検波する。
この検波信号Ｖ１は、上記可変利得増幅回路１１の利得
制御信号として、その可変利得増幅回路１１内の可変抵
抗回路ＶＲに与えられる。これにより、上記可変利得増
幅回路１１での利得が入力信号Ｖｉｎの振幅レベルに応
じてフィード・バック制御されるようになっている。

【００２１】時定数回路１３は、容量Ｃ１、抵抗Ｒ１、
スイッチ回路１４などにより形成され、上記振幅検波回
路１２による自動利得制御の復帰時定数を与える。容量
Ｃ１は増幅回路１１からの出力信号の瞬時レベルによっ
て充電され、抵抗Ｒ１はその容量Ｃ１の充電電荷を放電
させる。スイッチ回路１４は抵抗Ｒ１に直列に介在する
ことにより、上記容量Ｃ１からの放電抵抗値を高と低に
切り換える。図示の実施例では、スイッチ回路１４がオ
ンのときに放電抵抗値が低に切り換えられ、このときは
上記復帰時定数が小に設定される。また、スイッチ回路
１４がオフのときには放電用抵抗値が高（リーク抵抗）
に切り換えられ、このときは上記復帰時定数が大に設定
される。

【００２２】レベル検出回路部２０は、入力信号Ｖｉｎ
を固定利得で増幅する増幅回路２１、この増幅回路２１
の出力信号の振幅レベルをリニア検波する振幅検波回路
２２、この検波回路２２の検波信号Ｖ２のレベルが所定
のしきい値Ｖｔｈを越えたか否かを検出するシュミット
トリガー回路２４および時定数回路２３などにより構成
される。時定数回路２３は、レベル検出回路２０自身の
復帰時間を決定すると同時に上記検波信号Ｖ２に遅延時
間を与えている。

【００２３】このレベル検出回路２０の出力信号Ｖ３は
上記シュミットトリガー回路２４の出力から取り出さ
れ、上記ＡＧＣ回路部１０内にて復帰時定数を切り換え
るスイッチ回路１４にオン／オフ制御信号として与えら
れる。また、このレベル検出回路部２０は、曲と曲の間
の無信号区間（無音期間）を検出する曲間検出回路を兼
ねたものであって、再生時には通常の曲間検出動作が可
能なように時定数などが切り替えられる。

【００２４】なお、時定数回路２３により与えられる上
記遅延時定数は、容量Ｃ２と抵抗Ｒ２の値によって設定
されるが、その大きさは、上記ＡＧＣ回路部１０内での
復帰時定数よりも小さく設定されている。

【００２５】図２は、ＡＧＣ回路部１０内の時定数回路
１３にて使用されているスイッチ回路１４の構成例を示
す。同図に示すスイッチ回路１４はｐチャンネルＭＯＳ
トランジスタＭｐ１を用いて構成され、レベル検出回路
部２３の出力信号Ｖ３がＬ（低レベル）のときにオン、
Ｈ（高レベル）のときにオフに制御されるようになって
いる。オン制御時には、放電用抵抗Ｒ１が充電用容量Ｃ
１に接続されることにより小さな復帰時定数が設定され
る。また、オフ制御時には、放電用抵抗Ｒ１が充電用容
量Ｃ１から切り離されることにより大きな復帰時定数が
設定される。この場合、要すれば、オフ制御時に設定さ
れる復帰時定数の大きさを正確に定めるために、図に示
すように、ＭＯＳトランジスタＭｐ１と並列に高抵抗値
の抵抗Ｒｐを接続するようにしてもよい。

【００２６】次に、動作について説明する。図３は、図
１に示したＡＧＣ回路の要部における動作概要を波形チ
ャートで示す。同図において、まず、オーディオ入力信
号Ｖｉｎの振幅レベルが、ＡＧＣ動作が行なわれないよ
うな低レベルから、レベル検出回路部２０での検出しき
い値Ｖｔｈを越えかつＡＧＣ動作が行なわれるような高
レベルに大幅に立ち上がると、これに応じてＡＧＣ回路
部１０での振幅検波信号Ｖ１が立ち上がり、この立ち上
がった振幅検波信号Ｖ１による利得のフィード・バック
制御により、出力信号Ｖｏｕｔの振幅レベルが抑制され
る。すなわち、ＡＧＣ動作が行なわれる。

【００２７】これとともに、レベル検出回路部２０の検
出信号（曲間検出信号）Ｖ３がＬ（低レベル）からＨ
（高レベル）に立ち上がって、ＡＧＣ回路部１０での復
帰時定数を小（τ１）から大（τ２）に切り換える。こ
れにより、ＡＧＣ回路部１０での利得制御が信号波形の
影響を受けることなく行なえるような長いリカバリ時間
が設定される。通常、可変抵抗回路ＶＲは制御の直線性
が悪く、検波信号Ｖ１と抵抗値との間に比例関係は成立
しないため、実際の検波信号Ｖ１はこの非直線性を含ん
だ形である。同図の検波信号Ｖ１は、説明のためこの非
直線性を除外して示してある。

【００２８】この後、オーディオ入力信号Ｖｉｎの振幅
レベルが、先の場合は反対に、レベル検出回路部２０で
の検出しきい値Ｖｔｈを越えないような低レベルかつＡ
ＧＣ動作が行なわれないような低レベルに立ち下がる
と、まず、レベル検出回路部２０の検出信号Ｖ３がＨ
（高レベル）からＬ（低レベル）に立ち下がる。これに
より、ＡＧＣ回路部１０での復帰時定数が大（τ２）か
ら小（τ１）に切り換えられる。復帰時定数が小（τ
１）に切り換えられたことにより、ＡＧＣ回路部１０で
の振幅検波信号Ｖ１は速やかに立ち下がり、これに応じ
て利得制御による出力信号Ｖｏｕｔの振幅レベルの抑制
も直ちに解除または軽減される。つまり、オーディオ入
力信号Ｖｉｎの振幅レベルが低レベルに大幅に立ち下が
るのと連動して短いリカバリ期間が設定され、これによ
り増幅度不足による信号品質の劣化期間を短縮させるこ
とができる。

【００２９】図３において、Ｖｏｕｔ’は従来のＡＧＣ
出力信号の振幅包絡線（破線）を本発明との比較のため
に示す。また、ｔ１は本発明のＡＧＣ回路でのＡＧＣ動
作区間、ｔ２は従来のＡＧＣ回路でのＡＧＣ動作区間を
それぞれ示す。なお、ｔ１およびｔ２は検波信号Ｖ２の
遅延特性つまり時定数回路２３が与えるレベル研修回路
２０のリカバリ特性によって特定される。

【００３０】図４は、従来のＡＧＣ回路により得られる
出力信号Ｖｏｕｔの振幅状態（Ａ，Ｂ）と本発明のＡＧ
Ｃ回路により得られる出力信号Ｖｏｕｔの振幅状態
（Ｃ）とを対比させて示す。同図において、ｔはＡＧＣ
期間、ｒはリカバリ期間を示す。

【００３１】同図に示すように、従来のＡＧＣ回路によ
り得られる出力信号Ｖｏｕｔは、同図の（Ａ）に示すよ
うに、リカバリ時の増幅度不足による信号品質劣化を回
避させようとすると、出力信号Ｖｏｕｔに信号波形によ
るリップルが乗ってしまう。しかし、同図の（Ｂ）に示
すように、そのリップルを抑えるためにリカバリ期間ｒ
を長くすると、増幅度不足による信号品質の劣化期間が
長くなってしまうという背反が生じていた。これに対
し、本発明のＡＧＣ回路により得られる出力信号Ｖｏｕ
ｔは、同図の（Ｃ）に示すように、リップルを抑えるこ
とができるとともに、信号品質の劣化期間も短くするこ
とができる。

【００３２】以上のように、本発明では、オーディオ信
号を増幅伝達する可変利得増幅回路１１の出力振幅レベ
ルをリニア検波し、この検波信号Ｖ１によって上記増幅
回路１１の利得制御を行なわせるとともに、上記オーデ
ィオ信号の入力振幅レベルが設定レベル（Ｖｔｈ）を越
えたかどうかを検出し、入力振幅が設定レベル（Ｖｔ
ｈ）を越えたときだけ上記利得制御の復帰時定数を選択
的に増大させることにより、入力信号が高振幅レベルの
ときはリカバリ時間を長くして波形の歪みを回避させる
ことができる一方、入力信号振幅が高レベルから低レベ
ルに立ち下がったときはリカバリ時間を短くして増幅度
不足状態を即座に回避させることができる。これによ
り、低い周波数域での波形歪みによる信号品質劣化と、
リカバリ時の増幅度不足による信号品質劣化の両方を共
に軽減させることができる。

【００３３】以上、本発明者によってなされた発明を実
施例にもとづき具体的に説明したが、本発明は上記実施
例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範
囲で種々変更可能であることはいうまでもない。たとえ
ば、時定数回路１４の抵抗Ｒ１とスイッチ１４は可変定
電流回路であってもよい。また、ＡＧＣ回路部１０にお
ける振幅検波回路１２の入力信号を可変利得増幅回路１
１の入力側から取り出すフィード・フォワード制御方式
も可能である。

【００３４】以上の説明では主として、本発明者によっ
てなされた発明をその背景となった利用分野である録音
再生装置おける録音レベルの最適化制御に適用した場合
について説明したが、それに限定されるものではなく、
たとえばＦＭ変調における周波数ディビエージョン制御
にも適用できる。

【００３５】

【発明の効果】本願において開示される発明のうち、代
表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記のとおりで
ある。

【００３６】すなわち、低い周波数域での波形歪みによ
る信号品質劣化と、リカバリ時の増幅度不足による信号
品質劣化の両方を共に軽減させることができる、という
効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の技術が適用されたＡＧＣ回路の一実施
例を示す回路図

【図２】時定数回路の詳細な回路例を示す図

【図３】図１に示したＡＧＣ回路の要部における動作例
を示す波形チャート

【図４】本発明により得られるＡＧＣ出力信号の振幅状
態を従来との対比で示す波形チャート

【符号の説明】

Ｖｉｎ ＡＧＣ入力信号（オーディオ信号） Ｖｏｕｔ ＡＧＣ出力信号（オーディオ信号） Ｖ１ 振幅検波信号 Ｖ３ レベル検出信号（曲間検出信号） １０ ＡＧＣ回路部 １１ 可変利得増幅回路 １２ 振幅検波回路 １３ 時定数回路 ３１ 磁気ヘッド。 ２０ レベル検出回路部（曲間検出回路） ２１ 固定利得増幅回路 ２２ 振幅検波回路 ２３ 時定数回路 ２４ シュミットトリガー回路

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 オーディオ信号を増幅伝達する可変利得
   増幅回路と、上記オーディオ信号の振幅レベルをリニア
   検波して上記可変利得増幅回路の自動利得制御を行なう
   振幅検波回路と、上記オーディオ信号の入力振幅レベル
   が設定レベルを越えたかどうかを検出するレベル検出回
   路とを有し、上記振幅検波回路による自動利得制御の復
   帰時定数を上記レベル検出回路の検出信号によって可変
   制御させることにより、上記入力振幅レベルが設定レベ
   ル以上のときだけ上記復帰時定数を選択的に増大させる
   ようにしたことを特徴とするＡＧＣ回路。
2. 【請求項２】 振幅検波回路は、可変利得増幅回路の出
   力信号の振幅レベルをリニア検波して上記可変利得増幅
   回路に利得制御信号として与えることを特徴とする請求
   項１に記載のＡＧＣ回路。
3. 【請求項３】 自動利得制御の復帰時定数を与える時定
   数回路として、オーディオ信号の瞬時レベルによって充
   電される容量と、この容量の充電電荷を放電させる抵抗
   と、この放電用の抵抗の値をレベル検出回路の検出信号
   に応じて切り換えるスイッチ回路とを備えていることを
   特徴とする請求項１または２に記載のＡＧＣ回路。
4. 【請求項４】 記録媒体に対する録音レベルを最適化制
   御するＡＧＣ回路を備えた録音再生装置であって、録音
   用のオーディオ信号を増幅伝達する可変利得増幅回路
   と、上記オーディオ信号の振幅レベルをリニア検波して
   上記可変利得増幅回路の自動利得制御を行なう振幅検波
   回路と、上記オーディオ信号の入力振幅レベルが設定レ
   ベルを越えたかどうかを検出するレベル検出回路とを有
   し、上記振幅検波回路による自動利得制御の復帰時定数
   を上記レベル検出回路の検出信号によって可変制御させ
   ることにより、上記入力振幅レベルが設定レベル以上の
   ときだけ上記復帰時定数を選択的に増大させるようにし
   たことを特徴とする録音再生装置。
5. 【請求項５】 レベル検出回路に曲間検出回路を兼ねさ
   せたことを特徴とする請求項４に記載の録音再生装置。