JPS5951171B2 - 周波数分割フイルタ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は入力信号の周波数帯域を高域側と低域側とに分
けて取出す周波数分割フィルタに係り、特に遮断特性が
５ｄＢ／オクターブ（以下６ｄＢ１０ｃｔと記す）の傾
斜を持つ周波数分割フィルタの改良に関する。

この種の周波数分割フィルタは、従来マルチウェイ・ス
ピーカシステムのチャンネルテ゛イバイダとして良く知
られている。

従来のこの種のフィルタ、特に６ｄＢ１０ｃｔの傾斜の
遮断特性を有する周波数分割フィルタは伝達特性がいわ
ゆる最大平坦特性に固定かれたものが一般的である。

最大平坦特性とは、高域側と低域側とのクロスオーバ周
波数での利得が３ｄＢ低下する特性であり、６ｄＢ１０
ｃｔの周波数分割フィルタの場合、次式で与えられる。

坦し、ＧＨ・・・高域側伝達関数 Ｇピ・・低域側伝達関数 Ｓ ・・・複素角周波数 ・・・クロスオーバ周波数 このような特性を有する周波数分割フィルタにおいては
、ＧＨ十Ｇｔ＝１を満たしているため、全帯域に亘って
利得が一定で、またＧＬにおいてＳ／ωＯをωＯ／Ｓに
置換えたものがＧＨに一致することから、高域側と低域
側の伝達特性が対称形となる。

ところが、この従来の周波数分割フィルタは前述したよ
うに伝達特性が固定であため、実際にチャンネルデイバ
イダとして使用するに当り、不便が生じる。

すなわち、スピーカのチャンネルテ゛イバイダに使用く
る周波数分割フィルタとしては、伝達特性のうち、特に
クロスオーバ周波数付近の特性（これを一般に肩特性と
いう）をスピーカの特性に合せて可変し得るをのが望ま
れる。

例えば通常のスピーカの周波数応答は、クロスオーバ周
波数付近で徐々に下降する傾向を示すが、この場合チャ
ンネルデイバイダの高域側および低域側の各伝達特性は
最大平坦特性の場合よりも多少肩特性の上ったもの、つ
まりクロスオーバ周波数より通過帯域寄りで特性曲線が
が多少盛り上ったものの方が聴感上自然な感じを与える
場合が多い。

これとは逆に、クロスオーバ周波数付近に周波数応答の
山を持つようなスピーカの場合は、チャンネルデイバイ
ダの伝達特性は最大平坦特性の場合より多少肩特性の下
ったも、つまりクロスオーバ周波数より通過帯域寄りで
特性曲線が多少下ったものの方か゛自然で゛あることが
多い。

本発明は上記した点に鑑みてなされたもので、その目的
は全帯域に亘って利得が一定でかつ高域側および低域側
の伝達特性がクロスオーバ周波数に対して対称形という
条件を満たしながら、肩特性を任意に変化させ得るよう
にした６ｄＢ１０ｃｔの傾斜の遮断特性を持つ周波数分
割フィルタを提供するにある。

以下本発明を実施例に基き詳細に説明する。

第１図は本発明の一実施例を示す周波数分割フィルタの
ブロック図で゛ある。

入力信号ｖ１は第１の加算器１１の非反転入力端子に加
えられ、この加算器１１の反転入力端子に加えられる低
域側出力信号ＶＬと加算される。

すなわち、加算器１１ではＶＬと加算される。

すなわち、加算器１１では■１と■、が逆相で加算され
るので、出力として高域側出力信号ＶＨが得られる。

この信号ＶＨは第１の積分器１２にも印加される。

一方、入力信号ｖ１は第２の加算器１３の非反転入力端
子に加えられ、この加算器１３の反転入力端子に加えら
れる低域側出力信号ＶＬと同様に加算されるが、加算器
１３は非反転入力信号に加えられる信号の振幅を１７２
にするように構成されている。

すなわち、加算器１３では■１の振幅を１７２にした信
号とＶＬとが逆相で加算される。

そして、この加算器１３の出力信号は可変係数器１４に
よって任意の係数倍された後、第１の積分器１２の出力
信号とともに第２の積分器１５に加えられる。

この積分器ではこれらの出力信号を同相で加算した信号
を積分し、その出力として低域側出力信号ＶＬを取出す
。

このようにして、入力信号Ｖ１は高域側出力信号ＶＨと
低域側出力信号■、とに分割されて取出される。

なお、第１および゛第２の積分器１２゜１５はクロスオ
ーバ周波数（角周波数でωＯ）で利得が等しく、例えば
共に１となるように構成されている。

上記構成の周波数分割フィルタにおいて、積分器１２．
１５の伝達関数をωｏ／Ｓ、可変係数器１４の伝達関数
（係数）を１／Ｑ、その出力信号をＶＱとすると、ＶＨ
，ＶＬ、ＶＱはそれぞれ次式で与られる。

これより、高域側および低域側の伝達関数ＧＧＬは次式
で与えられる。

したがって、可変係数器１４の係数１／Ｑを調整するこ
と゛によって、高域側および低域側の伝達特性、特に肩
特性を変化させることができる。

第２図はＱの値を種々変えたときの低域側の伝達特性（
周波数特性）を示したものである。

この図からも明らかなように、Ｑ＝０．５の場合、ＧＨ
。

ＧＬは となって前述した最大平坦特性を示す。

そしてＱ〉０．５の場合は、肩特性は最大平坦特性の場
合に比して盛上り、Ｑ〈０，５の場合は逆に低下する。

高域側の伝達特性については図示してないが、全く同様
にＱの値に応じて肩特性が変化する。

また、６，７式からＧ、十ＧＬ＝Ｉとなるので゛、高域
側と低域側の総合の伝達特性は全帯域にわたって一定の
利得が得られる。

すなわち総合の伝達特性はなんら山や谷を有さす、全帯
域に亘って平坦となる。

さらに、７式においてＳ／ω０をωＯ／Ｓに置換えたも
のをＧ、とすると となる。

したかつで、高域側および低域側の伝達特性はクロスオ
ーバ周波数に対して対称形であることがわかる。

このように本発明によれば可変係数器１４の係数１／Ｑ
を調整することによって、周波数分割フィルタとしての
基本的な条件を保持しながら肩特性を変化させることが
できるため、使用するスピーカの特性に合った伝達特性
を得ることができ、聴感上自然な再生音を得ることがで
きる。

また、積分器１２．１５の利得を同時に調整することに
より、Ｑとは無関係にクロスオーバ周波数を変化させる
こともできる。

しかも本発明のフィルタは全体が負帰還係となっている
ため、歪率を最小限に抑えることができるなどの利点も
ある。

第３図は本発明のより具体的な一実施例を示す回路図で
、第１図と対応する部分に同一符号を付して詳細な説明
は省略する。

なお、第３図では可変係数器１４として可変減衰器を使
用しているが、可変利得増幅器を用いてもよく、要は加
算器１３の出力信号の振幅を任意の係数倍し、かつその
係数を可変し得るものであればよい。

また、図中に示した各部の信号の位相関係は６．７式に
示した伝達関数が得られる範囲で種々変えることができ
る。

さらに、高域側および低域側の出力信号■□、ＶＬは直
接スピーカに加えてもよいが、各出力側に増幅器または
減衰器を付加して、スピーカの能率を補正するように構
成することも可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
第１図のフィルタの低域側の伝達特性を示す図、第３図
は本発明のより具体的な一実施例を示す回路図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 人力信号と低域側出力信号とを逆相で加算し高域側
   出力信号を得る第１の加算器と、この加算器により得ら
   れた高域側出力信号を入力とする第１の積分器と、前記
   入力信号の振幅を１７２にした信号と前記低域側出力信
   号とを逆相で加算する第２の加算器と、この加算器の出
   力信号の振幅を任意の係数倍する可変係数器と、この係
   数器の出力信号と前記第１の積分器の出力信号とを同相
   で加算した信号とを入力とし前記低域側出力信号を得る
   第２の積分器とを備えた周波数分割フィルタ。