JPS5841717B2 - 音響装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ステレオ音声を再生したり、また、モノーラ
ル信号を擬似ステレオ音声に変換して拡大された音場を
２つのスピーカに依って再生してスポーツ番組等の場合
における臨場感を増大することのできる装置に関し、特
に擬似ステレオ再生を行なう場合に雑音の発生が少なく
良好な音質で再生を行なうことができしかも構成も簡易
な装置を提供するものである。

従来、モノラール音声を擬似ステレオ音化して再生する
ものとして、第１図のように、入力端子１から入力され
たモノーラル音声信号をヘッドフォーン２の右イヤフォ
ーン２Ｒと左イヤフォーン２Ｌにそれぞれ信号処理して
加えるものが知られている。

即ち、入力端子１からの入力信号の一部を遅延回路３で
遅延させて一種のエコー信号を形成し、この遅延信号を
適当な位相にまで右信号用移相回路４Ｒと左信号用移相
回路４Ｌによって位相調整する。

次にこの調整された信号を右信号用結合回路５Ｒと左信
号用結合回路５Ｌに加えて、遅延信号と入力端子１より
の入力信号とを適切な割合で混合し、混合した信号を整
合回路６Ｒ。

６Ｌを介してイヤフォーン２Ｒ，２Ｌに加えてヘッドフ
ォーン２を駆動するものである。

ところが、このような従来の装置においては左右それぞ
れのイヤフォーン２Ｒ，２Ｌに信号を加えるための回路
が移相回路４Ｒ，４Ｌ、結合回路ＳＲ、ＳＬおよび整合
回路６Ｒ，６Ｌともに左右別個であるので、それぞれの
回路の使用部品のばらつきや調整状態のばらつき、さら
には経時変化によって生じる定数のばらつき等の種々の
ばらつきのために左信号と右信号とがアンバランスにな
って良好に立体音善感が損われるという欠点があった。

また、このように左別々の回路を多く用いなげればなら
ないために回路構成も複雑になって必然的に高価なもの
となり、しかも、既製のテレビジョン受像機等の音声回
路とはほとんど兼用部分がないのでこれら既製のものに
アダプター形式として付加するような簡易な使用方法が
困難で、音声回路をほとんどそっくり取り替えてしまわ
なければならないという不便もあった。

そこで本発明はかかる従来の欠点を解消して、信号のば
らつきが生じるおそれがなくて常に良好な立体音善感を
得ることができ、しかも回路構成も既製の音声回路の大
部分をそのまま用いることができで簡易なかつ安価なも
のとすることができ、さらにアダプター形式による付加
形成も容易にすることができるとともに、特に擬似ステ
レオ音生のときに自然音に近い良好な再生を行なうこと
のできる装置を提供することを目的とするものである。

以下、本発明についてまず擬似ステレオ再生装置に実施
した実施例を示す第２〜７図を参照して説明する。

従来の第１図の装置ではヘッドフォーンを用いる場合に
遅延信号を２つの移相回路４Ｒ，４Ｌによって適当な位
相関係にまで位相調整するようにしていたが、本発明者
らは２個のスピーカを用いて疑似立体音善感を得ようと
する場合に、遅延していないもとの信号（以下主信号と
いう）に対して遅延した信号（以下副信号という）を０
０の位相で加え合わせた合成信号と１８０°の位相で加
え合わせた合成信号とを作成して、これをそれぞれ左用
のスピーカと右用スピーカとに供給することによって効
果的な疑似立体音響効果を得ることに成功した。

本装置はこのように副信号の位相を１８０°異ならせて
それぞれ信号に加え合わせることを基本とし、この加え
合わせを特別な合成回路によって行なうことによって上
記目的を達成するものである。

まず第２図において、７はラジオ受信機やテレビジョン
受像機の音声検波回路の如き音声信号発生回路であり、
ここで得られた低周波の信号は５ＥＰＰ回路等を用いた
ＯＴＬ形の増幅回路８に加え、増幅した後にスピーカを
含む合成回路９に主信号として供給する。

一方、疑似立体音響効果を得る場合には音声信号発生回
路７からの信号の一部を取り出して副信号発生回路１０
に加え、遅延回路１１で所定時間だけ遅延させた後に副
信号として合成回路９に加える。

図示実施例は副信号を発生するために信号を遅延させる
遅延回路１１としてＥＥＤ素子とそのクロック回路によ
って行なう例を示している。

まず音声信号発生回路７からの信号をクロックパルスと
のビート妨害除去用の前段フィルタ１２とＳ／Ｎ改善用
のプリエンファシス回路１３とを介してＢＢＤ素子１４
に加え、所定時間だけ遅延させる。

その後、クロック周波数成分除去用のための後段フィル
タ１５とＳ／Ｎ改善用のデエンファシス回路１６を介し
て取り出し、切換回路１７を経てさらに増幅回路１８で
増幅してから結合トランス１９を介して合成回路９に加
えるようにしている。

２０はクロックパルス発生回路である。また、テレビジ
ョン受像機に実施する場合においては、水平偏向用の水
平パルスとＢＢＤ素子１４用のクロックパルスとのビー
ト雑音を避けるために例えばテレビジョン受像機の水平
回路２１の出力パルスを用いてＢＢＤ素子１４用のクロ
ック周波数を同期化するとＳ／Ｎ向上に効果的である。

第３図に合成回路９およびその周辺部の具体回路を示す
。

ここでは２個のスピーカ２２Ｒ２２２Ｌとの結合合成回
路を示している。

図において主信号をＯＴＬ形の増幅回路８から加え、副
信号を遅延回路１０の結合トランス１９から加える。

そして２個のスピーカ２２Ｒ２２２Ｌのそれぞれの一端
は共通に接続して増幅回路８の出力端子の一端Ａに接続
し、第１のスピーカ２２Ｒの他端は結合トランス１９の
二次巻線の一端Ｃに、第２のスピーカ２２Ｌの他端は結
合トランス１９の二次巻線の他端Ｅにそれぞれ接続する
。

また、増幅回路８の出力端子の他端Ｂと結合トランス１
９の二次巻線の中点タップＤとを接続する。

このように接続すれば、増幅回路８から加えられた主信
号は図中に実線矢印で示したような極性で流れて各スピ
ーカ２２Ｒ，２２Ｌに同相で供給される。

また、副信号発生回路１０から結合トランス１９を介し
て加えられた副信号は図中に破線矢印で示したような極
性で流れて各スピーカ２２Ｒ，２２Ｌに相互１８００づ
つ異なった位置で、すなわち逆相で供給される。

従って、これによって第１のスピーカ２２Ｒでは主信号
とこれを所定時間遅延した副信号との加算合成信号によ
って発音され、また、第２のスピーカ２２Ｌでは主信号
とこれを所定時間遅延しかつ１８００位相を異ならせた
副信号との合成信号によって発音されるので、上述した
如き信号の合成を満足することができ有効に立体音善感
が得られることになる。

さらに、このような合成回路９によれば、増幅回路８に
おいては結合トランス１９からの副信号は第３図に示す
ように互いに逆方向に流れて打消し合うので増幅回路８
等の主信号経路に悪影響を与えることなく、また、結合
トランス１９の二次巻線においては増幅回路８からの主
信号は中点タップＤを挾んで互いに逆方向に流れて打消
し合うのでやはり副信号経路に悪影響を与えるおそれも
なくて、相互干渉のない良好な信号合成を行なうことが
できるものである。

従ってまた、この回路においては、主信号経路からみれ
ば結合トランス１９は無いもの、もしくは高インピーダ
ンスのものとみなすことができ、逆に副信号経路からみ
れば増幅回路８は無いもの、もしくは高インピーダンス
のものとみなすことができるので、両者ともに損失なく
各スピーカ２２Ｒ，２２Ｌに供給することができるもの
である。

なお、ここで第１、第２のスピーカ２２Ｒおよび２２Ｌ
のインピーダンスを２としたときに、増幅回路８の出力
端子ＡＢ間の出力インピーダンスをＺ／２とし、結合ト
ランス１９の二次巻線のＣｌＥ間のインピーダンスを２
２としておけば、整合状態を最良にすることができる。

ただしこの回路においてはトランスを用いないＯＴＬ形
のスピーカ回路に比してトランスが１個余分に挿入され
るのでその直列抵抗（０，６〜１ｇ程度）が余分に直列
に接続されることになってわずかに損失が増すことにな
るが、本装置では主信号に鋤信号が合成されることによ
って信号振幅が増大されるので、かかる撰文はほとんど
無視することができる。

第４図は第２図で説明した装置の具体的な一例の回路図
である。

主信号は音声出力用ＩＣ素子等により構成された５ＥＰ
Ｐ回路等のＯＴＬ形の増幅回路８で増幅され、ＯＴＬ出
力で２個のスピーカ２２Ｒ，２２Ｌに並列に同相で供給
される。

一方、音声信号発生回路７から供給された信号の一部は
アクティブフィルタで構成された前段フィルタ１２と、
ＣＲ構成によるプリエンファシス回路１３を介してＢＢ
Ｄ素子（ＩＣ化され市販されているＩＶ［Ｎ３００３等
）２２を用いた遅延素子１４に加えられる。

その遅延時間はクロック周波数とＢＢＤ素子素子２膜０ ック周波数をｆｃｐとし、ＢＢＤ素子素子２膜０ ｆｃ
ｐ れる。

従ってクロック周波数をテレビジョン水平同期周波数と
し、ＢＢＤ素子２３として１２８段のものを用いれば約
４ｍ５ｅｃ， ５ １ ２段のものを用いれば約１３ｍ
５ｅｃの遅延時間が得られ、それぞれ効果は若干異なる
がいずれの場合にも適当な立体感を得ることができる。

遅延された信号はアクティブフィルタで構成された後段
フィルタ１５でクロックパルスの成分が除去され、前記
のプリエンファシスを補償するディエファシス回路１６
を介して副信号として取り出される。

疑似ステレオ効果を得る場合には、切換回路１７が閉じ
られていて副信号が取り出され、増幅回路１８で増幅さ
れた後１，副信号用の結合トランス１９により２個のス
ピーカ２２Ｒ 、２２Ｌに逆相で加えられ、主信号と合
成される。

クロック発生回路２０は無安定マルチバイブレータ等で
構成される。

必ずしも水平同期信号でトリガする必要はないが、テレ
ビジョン受像機の音声復調信号には水平パルスのもれが
大きいので水平同期信号でトリガして同期させておけば
クロックパルスと水平パルス成分とのビートノイズが軽
減され効果的である。

ローパス形の前段フィルタ１２は入力信号とクロックパ
ルスとのビート発生を軽減するためのもので、クロック
周波数が高い場合には必ずしも必要ではない。

ローパス形の後段フィルタ１５はＢＢＤ素子２３からの
出力信号に含まれるクロックパルスの成分を除去するた
めのものである。

ところで、このように信号の遅延素子とじてＢＢＤ素子
を用いた場合には素子の内部で発生する雑音があり、Ｂ
ＢＤ素子を通って遅延された副信号は若干Ｓ／Ｎが劣化
し、信号人力レベルが非常に小さい時には若干ノイズが
検知される。

このＢＢＤ素子２３で発生する雑音は周波数スペクトラ
ムでは周波数に比例して増加する三角ノイズの傾向をも
っているので、プリエンファシス回路１３およびデエン
ファシス回路１６を設けることによりＳ／Ｎを改善する
ことができる。

また、副信号の供給を切換える切換回路１７を図示の如
＜ＢＢＤ素子等による遅延素子１４の後段に設置してお
けば、擬似ステレオ再生を行なわないときにこの切換回
路１７を開くことによりＢＢＤ素子２３で発生する雑音
を全くスピーカ２２Ｒ，２２Ｌに加えないようにするこ
とができ、主信号による再生のＳ／Ｎを劣化させること
がなくなるという利点がある。

なお、増幅回路１８から信号の一部を帰還ループ２４を
通して遅延素子１４０入力側に帰還するようにすれば、
エコーを効果的に付加することができるが、省略しても
効果に本質的な差異はない。

なお、合成回路９の中で、イヤフォーン（ヘッドフォー
ン）を用い、スピーカ２２Ｒ，２２Ｌの音声を消去して
聴取するときには、第５図に示すようにイヤフォーンジ
ャックに連動してスイッチ２５Ｒ，２５Ｌを切換える様
にし、主信号が抵抗２６Ｒ，２６Ｌを介してイヤフォー
ン２７Ｒ２２７Ｌに流れるようにすればよい。

すなわち、第１のスイッチ２５Ｒを第１のスピーカ２２
Ｒに直列に挿入し第２のスイッチ２５Ｌを第２のスピー
カ２２Ｌに直列に挿入して、これらを連動して切換える
ようにし、さらに第１のスイッチ２５Ｒの他方の接点と
結合トランス１９の出力端子Ｃ，Ｅとの間にイヤフォー
ン２７Ｒ２２７Ｌを接続して左右のイヤフォーン２７Ｒ
２２７Ｌに合成信号を供給するようにすると、立体感の
ある音響効果が得られる。

このとき、抵抗２６Ｒ，２６Ｌは同一値の抵抗値とする
が、最適値を選んで音量を最適ならしめると共に、副信
号については両抵抗２６Ｒ２２６Ｌを直列に挿入するこ
とになり副信号の主信号に対する合成比をスピーカ使用
の時の比より少なくしている。

スピーカ使用の時には副信号対生信号の比が２前後が適
当であるのに対し、ヘッドフォーンの時には１前後が適
当であるので、第５図の如きヘッドフォーン切換回路を
使用すればよい。

さらに、第６図はツイータを付加する場合の一例を示し
ている。

この場合、増幅回路８の出力端子Ａ、Ｂ間にツイータ２
８．２８Ｌをコンデンサ２９を介して直列にして接続す
るのでツイータ２８Ｒ，２８Ｌには副信号成分が流れな
いが、実用的には副信号は低周波成分のみで疑似ステレ
オ効果を得ることができるので差支えない。

さらに、以上に説明した実施例はいずれもモノーラル音
声信号から疑似ステレオ再生効果を得るための装置であ
るが、本発明は和差信号を使用したステレオ再生装置に
も用いることができる。

第４図中にそのための一実施例の回路図を示す。

その場合には、音声信号発生回路７はステレオ放送信号
を復調する等して右音声信号と左音声信号の和（Ｒ＋Ｌ
）信号を作成するものとする。

３０は同様にステレオ放送信号を復調する等して右音声
信号との差の（Ｌ−Ｒ）信号を作成する差信号発生回路
、３１はその差信号のレベルを和信号のレベルにそろえ
るレベル調整回路である。

差信号は切換回路１７内のスイッチで切換えて増幅回路
１８に加える。

このような構成により、合成回路９に増幅回路８から和
信号を、結合トランス１９から差信号を供給すると、第
１のスピーカ２２Ｒでは両信号が加え合わされて右音声
信号のみが発音され、第２のスピーカ２２Ｌでは両信号
が差し引かれて左音声のみが発音されることになって、
ステレオ再生が行なわれる。

そして、この回路においては、増幅回路８，１８の増幅
度にアンバランスが生じた場合にも左右両音声のクロス
トークが発生するが発生される音声の大きさのバランス
状態は維続される。

このようにステレオ再生する場合には、スイッチ１７は
手動で切換えるかあるいはステレオ放送信号中に含まれ
るパイロット信号を除去してリレー等で自動的に切換え
るようにすればよい。

また、このようにステレオ再生を行なう場合においても
上記したような回路変形を使用することができることは
いうまでもない。

ただし、第５図中における抵抗２６Ｒ，２６Ｌは除去す
るかもしくは適当に選定して、和信号の電流と差信号の
電流を同一にする必要がある。

以上のように本発明によれば、２つのスピーカ（もしく
はヘッドフォーン）の接続を互に干渉のない接続にしか
つ信号を合成できるように実現したので、スピーカの駆
動以前に全く信号的に主信号、副信号が独立に処理でき
、両信号の結合のための余分なエミッタフォーロープ回
路や抵抗回路網と減衰補償用増巾器および、副信号の位
相反転回路等を必要としないので回路が極めて簡単化さ
れ、また、主信号系は全て従来の回路そのまま使用でき
るので、本装置の効果をスピーカシステムに導入する場
合の設計変更が少なくてすみ、かつ設計追加分を独立に
構成しうるので、設計や製造上の導入のし易さが優れて
いる。

また、主信号と副信号とを加えてから２個の電力増巾器
で２つのスピーカを別個に駆動すると、２つの信号のバ
ランスを合わせる調整が必要でありまた経年変化により
バランスのずれる懸念があるが、本装置では、左右音量
のバランスは従来通り無調整で行い得、副信号との比率
調整のみ製造工程もしくは聴取者が行なえばよく、また
この比率の設定も左右のバランス程厳密でな（でも効果
の差異は分らないので好都合である等の有利な効果を奏
するものである。

さらに、ＢＢＤ素子の前後にプリエンファシス回路とデ
エンファシス回路を設けたので雑音のない良い音質の音
を再生することができ、主信号の増幅回路にＯＴＬ形の
ものを用いたことと相俟って音質の良い装置を得ること
ができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の音響装置のブロック線図、第２図は本発
明の一実施例における音響装置のブロック線図、第３図
は同装置の要部の回路図、第４図は同装置の全体の詳細
な回路図、第５図および第６図は本発明の別の実施例に
おける音響装置の要部の回路図である。 ７・・・・・・音声信号発生回路、８・・・・・・増幅
回路、９・・・・・・合成回路、１０・・・・・・副信
号発生回路、１１・・・・・・遅延回路、１２・・・・
・・前後フィルタ、１３・・・・・・フリエンファシス
回路、１４・・・・・・遅延素子、１５・・・・・・後
段フィルタ、１６・・・・・・デエンファシス回路、１
７・・・・・・切換回路、１８・・・・・・増幅回路、
１９・・・・・・結合トランス、２０・・・・・・クロ
ックパルス発生回路、２１・・・・・・水平回路、２２
Ｒ，２２Ｌ・・・・・・スピーカ、２３・・・・・・Ｂ
ＢＤ素子。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １２つの出力端子を有するＯＴＬ形の第１の増幅の音声
   出力回路と、中点出力端子と互いに逆極性の出力を生じ
   る２つの出力端子とを有する結合トランスを備えた第２
   の増幅回路と、第１、第２のスピーカとを備え、第１、
   第２のスピーカの一端を共通に接続して第１の増幅回路
   の一方の出力端子に接続し、第１のスピーカの他端を第
   ２の増幅回路の結合トランスの一方の出力端子に、第２
   のスピーカの他端を上記結合トランスの他方の出力端子
   にそれぞれ接続し、第１の増幅回路の他方の出力端子を
   上記結合トランスの中点出力端子に接続するようにし、
   上記第１の増幅回路に供給される主信号をＢＢＤ素子で
   遅延させた副信号を第２の増幅回路から結合トランスを
   介して第１、第２のスピーカに供給するようにし、上記
   ＢＢＤ素子の前段にプリエンファシス回路を、後段にデ
   エンファシス回路を、それぞれ設け、さらに、上記ＢＢ
   Ｄ素子よりも後段に、第１、第２のスピーカに副信号を
   供給するか否かを切換える切換回路を設けたことを特徴
   とする音響装置。