JPH1022762A - 音色制御装置 - Google Patents

音色制御装置

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JPH1022762A
JPH1022762A JP8171254A JP17125496A JPH1022762A JP H1022762 A JPH1022762 A JP H1022762A JP 8171254 A JP8171254 A JP 8171254A JP 17125496 A JP17125496 A JP 17125496A JP H1022762 A JPH1022762 A JP H1022762A
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JP
Japan
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circuit
low
operational amplifier
pass
feature
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JP8171254A
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English (en)
Inventor
Norio Akamatsu
則男 赤松
Junichi Kakumoto
純一 角元
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Individual
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  • Filters And Equalizers (AREA)
  • Tone Control, Compression And Expansion, Limiting Amplitude (AREA)
  • Circuit For Audible Band Transducer (AREA)

Abstract

(57)【要約】 音響装置の 最も簡素な高性能低音高音強調装置を実現
する。1軸2連ボリュームでステレオ音響信号の高音強
調と低音強調が共通に制御できる。構成が簡素であるこ
とから低コストであり、ボリュームが1個で済むことか
ら音質調整が簡単である。低音部と高音部の強調が中音
部に影響を及ぼさない 極めて高い品質の音質が得られ
る。 【課題】最近のテレビセットなどに見られるように、商
品のデザインや要求されるコストの制約を受けて、音響
の再生音は 一部の周波数域で盛り上がったモゴモゴし
た低音や明瞭性の悪い高音であるケースが少なくない。
商品のパネル面には スイッチが並び、操作が複雑であ
り、音響にとって重要な要素であるところの音質に関す
る操作が面倒になっているケースも少なくない。 【解決手段】公知の 2次または3次の低域通過フィル
ター特性 と 2次または3次の高域通過フィルター特
性 とを緩衝増幅器を用いずして 近似加算する回路と
演算増幅器との 簡素な組合せによって実現する。

Description

【発明の詳細な説明】
本発明は 低コストで音響品質の高い音響装置を実現す
る 音色制御装置に関する。
【0001】
【発明の属する技術分野】音響用の音色を強調するフィ
ルターであり、最低限度の部品構成で高い効果が得られ
るものに関する。一般の音響商品では トーンコントロ
ール、ラウドネス、イコライザなどと呼ばれている分野
である。
【0002】
【従来の技術】音響用の音色を制御するフィルターは
種類も数も豊富である。ほとんどのフィルターの基本原
理は 公知のものであるが、要求されるコストや音質の
度合によって フィルターの構造や定数が選択される。
一般的には、高い性能が要求されるフィルターは構成も
複雑であり、コストも高くなる。
【0003】
【本発明が解決しようとしている課題】近年、放送技術
や録音再生技術などの 音響信号を作る分野では 音響
信号は極めて高い品質を確保している。にもかかわらず
その一方では、家庭に普及している音響製品で テレ
ビセットなどのスピーカーから発生する音の音質は、決
して良くなっているとは言えないのが現状である。その
理由について、スピーカーにかけるコストとスピーカー
が納まっているボックスの構造的制約が 大きな要因で
あると 評価できる。スピーカーとそれを収納するスピ
ーカーボックスは音響装置の音響特性を決定づける。従
来のフィルターでは大幅に劣化している音響環境をカバ
ーしきれない。かあるいは 中途半端な音色補正で留ま
っているのが現状である。市場での商品販売の競争は
商品を製造する過程で過剰なまでのコスト低減を要求す
る。本発明は音響装置としての総合的なコストパフォー
マンスを高める目的のフィルターに関する。
【0004】
【課題を解決するための手段】2次または3次の 低域
通過フィルターと高域通過フィルターとの両方の特性を
近似的に合成した特性のフィルターと 演算増幅器と
低域高域の強調度合を決定する抵抗器と 入力信号の簡
素な組合せによる。
【0005】
【発明の実施の形態】VTRとテレビチューナーの間の
音声系統に本発明の装置を接続する。CDプレーヤーと
アンプの間の音声系統に本発明の装置を接続する。ゲー
ム器などの音声信号系統に本発明の装置を接続する。ア
ンプ内蔵のスピーカーに本発明の回路を組み込む。従来
の音響装置の音色制御回路の代わりに本発明の回路を組
み込む。電子楽器などの音響信号系統に本発明の回路を
組み込む。1個のボリュームで 高音域低音域を強調を
調節する。簡単なセットでは 低音高音強調を適当な一
定度合に固定する。
【0006】
【作用1】中音域にほとんど影響を及ぼすことなく低音
域と高音域を手がるに強調できることから低音域、高音
域共、メリハリ感のある良好な音質を得ることができ
る。
【0007】
【作用2】操作が一次元的であることから簡単で、電子
装置の操作に不慣れな人に向いている。
【0008】
【作用3】回路構成が簡素であることからコストも安い
ので安価な商品の音質改善に適している。
【0009】
【作用4】音質の大きな決定要因である スピーカーや
スピーカー構造の設計に対して自由度を高める。
【0010】
【実施例】2次の低域通過フィルター、2次の高域通過
フィルター、3次の低域通過フィルター、3次の高域通
過フィルター、等本発明を構成する要素は既に公知のも
のであり、多くの書物にも掲載されており、音響装置の
製造に係わる者にとっては初歩的な知識であることから
それらについての詳細な説明を省略するが このこと
は本発明の本質を損ねるものではない。本発明の回路図
には 実用的な回路定数を示しているが、これらの定数
は一実施例であり、定数そのものは本発明の本質とする
ところではない。
【0011】図の説明中 Gnd は基準電位を示す。
図の説明中 Input は本発明の回路の入力端子を示
す。図の説明中 Output は本発明の回路の出力端子を
示す。図の説明中 Output_CM は中音域の特性を決定
する回路の出力端子を示す。図の説明中 Output_CL
は低音域の特性を決定する回路の出力端子を示す。図の
説明中 Output_CH は高音域の特性を決定する回路の
出力端子を示す。
【0012】図の説明中 R から始まる素子記号は抵
抗器を示す。図の説明中 C から始まる素子記号はコ
ンデンサを示す。図の説明中 VR から始まる素子記
号は可変抵抗器を示す。図の説明中 OP から始まる
素子記号は演算増幅器を示す。図の説明中 FL から
始まる記号は そのブロックが受動素子だけからなるフ
ィルター回路であることを示す。図の説明中 抵抗の定
数の単位は オーム、k はキロを示す。図の説明中
コンデンサの定数の単位は ファラッド、u はマイク
ロを示す。nはナノを示す。
【0013】図の説明中 Freq. は特性を表すグラフ
の横軸が周波数であることを示す。図の説明中 Gain
は特性を表すグラフの縦軸が増幅ゲインであることを
示す。図の説明中 CM は中音域の音質を決定する回路
の 周波数ーゲイン特性を示す。図の説明中 CL は低
音域の音質を決定する回路の 周波数ーゲイン特性を示
す。図の説明中 CH は高音域の音質を決定する回路の
周波数ーゲイン特性を示す。図の説明中 CLH は低音
域と高音域のフィルターの合成された回路の 周波数ー
ゲイン特性を示す。図の説明中 CA は全回路の周波数
ーゲイン特性を示す。図の説明中 CA1,CA2,CA3 は低音
域、高音域の音質強調の度合を変化させた場合の全回路
の周波数ーゲイン特性である。
【0014】式の説明中 演算増幅器の機能は音響信号
領域で理想特性を持つものとする。
【0015】実施例についての説明の前に本発明を構成
する公知の主要な基本回路について説明する。図5は典
型的な反転増幅器、図6は2次の低域通過フィルター、
図7は2次の高域通過フィルターである。図8 は本発
明の本質を説明する回路図であり、この回路は図5の回
路と図6の回路と図7の回路を近似的に線形加算したも
のの実施例である。説明は2次のフィルターにつてであ
るが、3次のフィルターについては 基本的に2次と同
じ原理で構成されることから、この説明を省略するが、
このことは本発明の本質を損ねるものではない。
【0016】
【図5】図5は ゲインが1の反転増幅器である。この
回路の出力は 大きさが入力と同じで、位相が逆相であ
る。抵抗器 Rg がこの回路の入出力ゲインに与える影
響はほとんどない。Ri=Rf である。この回路の 周
波数ーゲイン特性を 図9の CM に示す。
【0017】
【図6】図6は 最大ゲインが約30倍の2次の低域通
過フィルターである。この回路の周波数ーゲイン特性を
図9 の CL に示す。この回路のフィルター特性は
R1、R2、C1、C2 から構成される回路によって決定
される。
【0018】
【図7】図7は 最大ゲインが約30倍の2次の高域通
過フィルターである。この回路の周波数ーゲイン特性を
図9 の CH に示す。この回路のフィルター特性は
R3、R4、C3、C4 から構成される回路によって決定
される。
【0019】
【図8】図8は 図5、図6、図7 を線形的に近似加
算した回路であり、本発明の本質であるところの、簡素
化された低音域高音域強調フィルターである。低音域通
過フィルターの C1、C2 の低音域におけるインピー
ダンスの絶対値が C3、R3、C4、R4 のインピーダ
ンスの絶対値と比べ 無視できる程小であることから、
R1、R2、C1、C2 からなる回路の低音域の低域通過
特性はR3、R4、C3、C4からなる高域通過フィルター
の影響を無視できる。高音域通過フィルターの C1
と C2 の高音域におけるインピーダンスはC3、R
3、C4、R4 のインピーダンスの絶対値と比べ 無視
できる程小であることから、この回路の高音域の高域通
過特性は低域通過フィルターの影響を無視できる。即
ち、この回路の 低域、高域は 図10の CLH特性と
なる。さらに CLH特性に CM特性を合成すると 図1
4 の CA特性となる。
【0020】図8の R1、R2、R3、R4、C1、C2、
C3、C4 からなる回路は 図1の回路と同じである。
【0021】
【図1】この回路は R1、R2、C1、C2 からなる
2次の低域通過フィルターに R3、R4、C3、C4 か
らなる 2次の高域通過フィルターを重ねた形の フィ
ルターである。この回路は 図8の R1、R2、R3、
R4、C1、C2、C3、C4からなるフィルターと同じ回
路である。
【0022】
【図2】この回路は R1、R2、R3、C1、C2、C3
からなる 3次の低域通過フィルターに R4、R5、R
6、C4、C5、C6 からなる 3次の高域通過フィルタ
ーを重ねた形の フィルターである。
【0023】
【実施例1】
【図3】これは本発明の一実施例を示す回路図である。
回路の構成は図8と同じであり、両回路の同記号の回路
素子は同機能である。FL1 は 図1または図2のフィル
ター回路である。この回路は 図11 CA の周波数ー
ゲイン特性を持つ。この回路の低音域と高音域の強調度
合は Ri の影響が無視できることから Rg とRf
の関係で決定される。Cg は実動作回路で必要なコンデ
ンサであり、演算増幅器の直流オフセットを軽減する役
割と、超低周波数域の不要な信号成分を除く役割を持
つ。Cg の役割は本発明の本質とは関係ない。図3の
回路はスピーカーが内蔵された一体型の商品に適してい
る。
【0024】
【実施例2】
【図4】これは 本発明の一実施例を示す回路図であ
る。回路の基本構成は図3と同じであるが、低音域の強
調度と高音域の強調度を 共通に連続可変できるよう
Rgと直列に可変抵抗器 VR1 を設けている。両回路
の同記号の素子は同機能である。FL1 は 図1または図
2 のフィルター回路である。この回路は 図12 CA
1,CA2,CA3 に示すように、強調度を可変できるような
周波数ーゲイン特性を持つ。この回路は スピーカーや
増幅器やプレーヤーなどの独立している機器によって構
成される音響装置の間に接続して 好みの音質に調整で
きるような オプション型の商品に適している。
【0025】[本発明の総合的な説明]本発明の本質と
するところは 2次または3次 の低域通過フィルター
と高域通過フィルターとを その特性を合成するところ
の 構成部品が最低限度の簡素な回路である ところに
ある。図1の回路を代表例としてその理由を説明する。
【0026】
【数1】 式1_1は 図5 の回路の音響周波数領域の周波数ー
ゲイン特性 GM(jω)を表す式である。ゲインは周波数
に依存しない。図9 の特性 CL がその様子を示す。
【0027】式1_2は 図6 の回路の周波数ーゲイ
ン特性 GL(jω) を表す近似式である。ωは角周波数
である。周波数が高くなると GL(jω)の絶対値はゼロ
に近づく。図9 の特性 CL がその様子を示す。式1
ー3は ω、R1、R2、C1、C2、Rg、Ri、T1、T
2、T12 の関係を示す。
【0028】式1_4は 図7 の回路の周波数ーゲイ
ン特性 GH(jω) を表す近似式である。ωは角速度で
ある。周波数が低くなると GH(jω) の絶対値はゼロ
に近づく。図9 の特性 CH がその様子を示す。式1
ー5は ω、R3、R4、C3、C4、Rg、Ri、T3、T
4、T43 の関係を示す。
【0029】式1_6は 図8 の回路の周波数ーゲイ
ン特性 GA(jω) を表す式である。式1_7は 図8
の回路の周波数ーゲイン特性 GA(jω) の絶対値を
表す近似式である。GL(jω)の特徴は低音域に、GM(J
ω)の特徴は中音域に、GH(jω)の特徴は高音域にそれ
ぞれ現れていて、それぞれの特性曲線が交差する付近で
は式1ー7 の近似の誤差は大きいが その他の領域で
は 式1ー7 の近似はかなり正確である。即ち、GA
(jω)は図11、図12のようになる。この3特性の重
ね合わせを 一次のフィルターで構成した場合、誤差が
大きくなり、低音域と中音域と高音域の特徴が明確に出
なくなる。
【0030】本発明の請求項は 2次のフィルターと3
次のフィルターの組合せについて 触れていないが、そ
れについては 本発明の内容から容易に類推できる。
【0031】本発明の請求項は 2次のフィルターと3
次のフィルターの多くの種類について触れていないが、
それについては 本発明の内容から容易に類推できる。
【0032】本発明の請求項は 音色の強調度合の可変
については 可変抵抗器によるものだけの説明となって
いるが、スイッチによる抵抗器の切り替えによっても機
能を果たすことができることについては 本発明の内容
から容易に類推できる。
【0033】2次フィルター、3次フィルターについて
は 多くの種類が考えられるが 本発明の請求項に触れ
ていないフィルター構成を使って 本発明の フィルタ
ーと演算増幅器の組合せと同じ構造の回路を構成するこ
とは 本発明の内容から容易に類推できる。
【0034】
【発明の効果】
[効果1]低コストで高性能の音色強調フィルターを実
現する。 [効果3]低コストで高い品質の音響システムを構築で
きる。 [効果2]ボリューム1個による簡単な操作で低音と高
音を共通可変できる。
【0035】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のフィルター部の一実施例である。
【図2】本発明のフィルター部の一実施例である。
【図3】本発明の一実施例である。
【図4】本発明の一実施例である。
【図5】本発明の説明のための実施例の分解回路図であ
る。
【図6】本発明の説明のための実施例の分解回路図であ
る。
【図7】本発明の説明のための実施例の分解回路図であ
る。
【図8】本発明の説明のための実施例の分解回路の合成
回路図である。
【図9】本発明の分解回路の動作特性図である。
【図10】本発明の分解回路の動作特性図である。
【図11】図5の実施例の特性図である。
【図12】図6の実施例の特性図である。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】音響信号の 2次の低域通過特性と2次の
    高域通過特性とを 増幅器を用いることなく受動素子だ
    けで構成するところの 図1に示す抵抗器 R1、R
    2、R3、R4 コンデンサ C1、C2、C3、C4 からな
    る 低高域通過回路 を有することを第1の特徴とし、
    上記 低高域通過回路を 図3に示すように FL1 音
    響信号入力と演算増幅器 OP1 の正側の入力端子の間
    に接続した回路を有することを 第2の特徴とし、上記
    演算増幅器の負側の入力端子に 図3に示すように上記
    低高域通過回路の特性の増幅度合を決定する抵抗器 Rg
    を直接または任意の受動素子を介して接続した回路を
    有することを第3の特徴とし、図3に示すように 上記
    演算増幅器 OP1 の帰還抵抗器 Rf を上記演算増幅
    器に接続した回路を有することを第4の特徴とした 音
    色制御装置。
  2. 【請求項2】音響信号の 2次の低域通過特性と2次の
    高域通過特性とを 増幅器を用いることなく受動素子だ
    けで構成するところの 図1に示す抵抗器 R1、R2、R
    3、R4コンデンサ C1、C2、C3、C4 からなる 低
    高域通過回路 を有することを第1の特徴とし、上記
    低高域通過回路を 図4に示すように FL1ブロックと
    して音響信号入力と演算増幅器 OP1 の正側の入力端
    子の間に接続した回路を有することを 第2の特徴と
    し、上記演算増幅器の負側の入力端子に 図4に示すよ
    うに 上記低高域通過回路の特性の増幅度合を調節する
    可変抵抗器VRg を直接または任意の受動素子を介して
    接続した回路を有することを第3の特徴とし、図4に示
    すように 上記演算増幅器 OP1 の帰還抵抗器 Rf
    を上記演算増幅器に接続した回路を有することを第4
    の特徴とした 音色制御装置。
  3. 【請求項3】音響信号の 3次の低域通過特性と3次の
    高域通過特性とを 増幅器を用いることなく 受動素子
    だけで構成するところの 図2に示す抵抗器 R1、R
    2、R3、R4、R5、R6 コンデンサ C1、C2、C3、
    C4、C5、C6 からなる 低高域通過回路 を有するこ
    とを第1の特徴とし、上記 低高域通過回路を 図4に
    示すように FL1ブロックとして音響信号入力と演算
    増幅器 OP1 の正側の入力端子の間に接続した回路
    を有することを 第2の特徴とし、上記演算増幅器の負
    側の入力端子に 図4に示すように 上記低高域通過回
    路の特性の増幅強度合を決定する抵抗器 Rg を直接ま
    たは任意の受動素子を介して接続した回路を有すること
    を第3の特徴とし、図4に示すように 上記演算増幅器
    OP1 の帰還抵抗器 Rf を上記演算増幅器に接続し
    た回路を有することを第4の特徴とした音色制御装置。
  4. 【請求項4】音響信号の 3次の低域通過特性と3次の
    高域通過特性とを 増幅器を用いることなく 受動素子
    だけで構成するところの 図2に示す抵抗器 R1、R
    2、R3、R4、R5、R6 コンデンサ C1、C2、C3、
    C4、C5、C6 からなる 低音域強調と高音域強調の両
    特性を備えた 低音域高音域強調回路 を有することを
    第1の特徴とし、上記 低音域高音域強調回路を 図3
    に示すように 音響信号入力と演算増幅器 OP1 の
    正側の入力端子の間に接続した回路を有することを第2
    の特徴とし、上記演算増幅器の負側の入力端子に 図3
    に示すように 上記低音域高音域の強調度合を調節する
    可変抵抗器 Rg を直接または任意の受動素子を介して
    接続した回路を有することを第3の特徴とし、図3に示
    すように上記演算増幅器 OP1 の帰還抵抗器 Rf
    と音響信号入力に接続する抵抗器Ri を 上記演算増幅
    器に接続した回路を有することを第4の特徴とした 音
    色制御装置。 【0001】
JP8171254A 1996-07-01 1996-07-01 音色制御装置 Pending JPH1022762A (ja)

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