JPS6013533B2 - 信号圧縮伸長装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、雑音低減方式の伝送装置であって主信号路で
ある直通信号磯（以下主信号路という）の出力に補助的
信号略（以下副信号略という）の出力を加算的または減
算的に結合することによって全体の伝送特性が構成され
るようになった伝送装置に関し、特にかかる伝送装置に
おける圧縮及び伸長装置に関する。

音響機器等において信号路の雑音低減方式として、各種
の方式が提案されているが、ＳＮ比、ダイナミックレン
ジの改善を主たる目的とした信号の圧縮、伸長を行う方
式が一般的である。

主信号路および副信号路を有する和差方式の雑音低減方
式の一例としてドルビー社の方式があるが、これは副信
号路において高域フィルタ特性を有し、装置全体の特性
として、低レベルでは実質上、全域通過フィルであり、
高いレベルにおいてのみ高域フィルタまたは低域フィル
夕となるように構成されている。

従って、低レベルでは、雑音低減は広帯域に及び、テー
プおよびディスク等の音響装置の雑音の低減には有用で
ある。第１図において和差方式による信号の圧縮伸長伝
送装置の原理図を示した。

この装置において、主信号路の利得を１、副信号路の伝
達関数をＦ（ｓ）とすると、信号圧縮プロセスと、伸長
プロセスはそれぞれ第‘１｝式、第｛２１式で示される
。轟くＳ〉ｉ・十Ｆ（Ｓ） ‐．・‐．・【１１幹（
Ｓ）こぎ ．・・．・・‘２’上式よりＥｏ（
ｓ）＝Ｅｉ（ｓ）となり、入力信号に等しい出力信号が
得られるものである。第２図は、従釆の圧縮伸長装置の
具体的回路をタ示す。本回路において、入力端子１には
信号Ｅｉ（ｓ）又はＥｒ（ｓ）が供給される。入力端子
１は加算器２の一方の入力端子に接続し、加算器２の出
力端子は利得Ｋ＝１の逆相増幅器３の入力端子に接続し
逆相増幅器３の出力端子は出力端子４に接続している。
以上の経路が主信号路を構成しているのである。一方副
信号路は切替スイッチ５、高城フィル夕６、正相増幅器
７、重み関数増幅器８、検波回路９及び可変インピーダ
ンス素子１０によって構成されている。かかる装置の特
徴は、副信号路入力部に接続された高城フィル夕６の受
けインピーダンスを可変インピーダンス素子１０で構成
し、増幅器７の出力を重み関数増幅器８に接続して検波
回路９で信号検波を行ない、前記可変インピーダンス素
子１０の制御電圧を得るもので、この制御電圧は信号の
レベルの大小に比例しかつ重み関数増幅器８の周波数特
性に比例した直流電圧となる。この結果、副信号路全体
の信号レベルに応じた周波数特性が得られ圧縮または伸
長が出釆るものである。なお、この圧縮伸長装置を送信
側に用いるときはスイッチ５の可動接点を固定接点５ａ
に接触させ、受信側に用いるときはスイッチ５の可動接
点を固定接点５ｂに接触させる。

かかる従来装置においては受動素子（Ｃ、Ｒ）による高
城フィル夕と可変インピーダンス素子（ＦＥＴまたは電
圧制御可変抵抗回路）を採用しているが可変インピーダ
ンス素子は、ＦＥＴの例をとっても、制御電圧に対する
抵抗値変化特性を一致させるために、素子偏差が大きく
、素子の選別が必要となる。

また、可変インピーダンス回路を採用した方式はＦＥＴ
の可変抵抗特性を置換した３回路であるため、前記高城
フィル夕に使用する受動素子は、従来と同等の素子数を
必要とし、回路部を集積化する際に外付部品となり、抜
本的な価格低減が期待できない。そこで、本発明は、上
記した従釆装置における３諸欠点を改善するためになさ
れたもので、外付部品も少なく、素子偏差が小さく、か
つ集積回路に適した信号圧縮伸長装置を提供することを
目的とする。

以下、本発明について詳細に説明する。

４第３図は、本発明による信号圧縮伸長装置を示
＊＊す。本装置は、第２図の装置における高城フィル夕
６、可変インピーダンス素子１０及び副信号路増幅器７
より成る回路を、入力容量１１を介して信号が入力され
た電圧制御可変利得回路１４、該可変利得回路１４の出
力を入力とし帰還抵抗１３を有する増幅器１５及び可変
利得回路１４の入力と増幅器１５の出力との間に設けら
れた帰還用容量１２とよりなる回路によって置換し、検
波回路・９の出力によって電圧制御可変利得回路１４を
制０御するように構成したものであり、他の部分は第２
図の伝送装置と同様である。ここで増幅器１５が逆相型
のため、第２図の加算点２に当る第３図の部分２′は減
算回路となる。換言すれば、本発明による信号圧縮伸長
装置の副信号路は、入出力端子間に抵抗が接続された増
幅回路１５と、この増幅回路１５の出力を入力とする重
み関数増幅器８と、重み関数増幅器８の出力を検波する
検波回路９と、入力端子を有し検波回路９の出力により
利得制御されつつ入力様子に印加された信号を増幅して
増幅回路１５の入力に出力する電圧制御可変利得回路１
４と、電圧制御可変利得回路１４の入力端子に主信号路
の信号を印加する第１の容量１１と、電圧制御可変利得
回路１４の入力端子と増幅回路１５の出力様子間に接続
された第２の容量１２とからなっているのである。すな
わち入力信号のレベル及び周波数に応じた直流電圧によ
り、信号の圧縮又は伸長を行うのである。第４図は、第
３図における副信号路の高城フィルタ回路部を抜き出し
て示した図であり、電圧制御可変利得回路１４と演算増
幅器１５及びその帰還抵抗１３と入力容量１ １及び帰
還容量１２から構成されており、以下この回路に基づい
て本発明による伝送回路の動作原理を説明する。

今、スイッチ５への入力信号ｅｉ（ｓ）、減算器２′へ
の出力信号をｅ。

（ｓ）電圧制御可変利得回路１４の利得をｘ、抵抗１３
の抵抗値をＲ、容量１１のキヤパシタンスをＣ，および
容量１２のキヤパシタンスをＣ２とする。なお、以下の
計算において電圧制御可変利得回路１４は電流出力とす
る。第４図の伝達関数と求めると次式となる。−｛ｅ，
（ｓ）・ｓＣ，十ｅ。（ｓ）・ｓＣ２｝・Ｒｘ＝ｅ。（
ｓ） ．．．‘３；ゆえに
○， ずＳＦーキー十希？ ただし Ｋ二亀、の。

＝１／Ｃ・Ｒ ‐‐‐【５１第４｝式の利得対角
周波数特性を第５図に示す。第５図から明らかのように
、第４図に示す回路はｘ＝１において高城遮断角周波数
Ｋの。の高城フィル夕を構成する。ｘ＞１、ｘ＜１にお
いては、図に示したように遮断角周波数が変化する。す
なわち電圧制御可変利得回路１４の利得を変化させるこ
とによって高城フィル夕の遮断角周波数を変化させるこ
とが可能である。この原理を用いて従来の高城フィル夕
に代る構成ができ、かつ重み関数増幅器８の利得および
周波数特性を任意に変化させることによって、所要の副
信号路の信号レベルに応じた周波数特性を得ることがで
きる。ここで重み関数をＧ（ｓ）とし、利得ｘとの関係
を次式で与える。ミニＧ（Ｓ）‐ｅ。

（Ｓ＞ ……【６｝第６｝式における利得ｘの逆
数表示は、電圧制御可変利得回路１４の利得対制御電圧
の煩きが逆になるだけで、数式表示の−対史性を失わな
い。第４１式と第｛６｝式から次式を得る。ｅｉ（Ｓ）
ニＳ＋Ｋの。

ｑＳ），ｅ。（Ｓ）・ｅ。（Ｓ）…‘７，ｓＫ第‘７ー
式に所要の重み関数を代入して、収束法で解くと、信号
のレベルに応じた周波数特性が縛られる。

この副信号路の伝達関数Ｆ（ｓ）を第‘１’式および第
‘２）式に基づいて、信号の圧縮および伸長０を行うこ
とができる。以上述べた如く、本発明によれば前述のよ
うな従釆の可変インピーダンス手段及びパッシブフィル
ターを用いた副信号路構成と互換性のある構成が得られ
る。

タ図面の簡単な説明 第１図は信号圧縮伸長方式の伝送装置の構成図、第２図
は従来の信号圧縮伸長装置を示す図、第３図は本発明に
よる信号圧縮伸長装置を示す図、第４図は第３図の一部
で原理説明図、第５図ｏは第４図の回路の特性を示す図
である。

１……入力端子、２，２′……加算（減算）器、３・・
・・・・逆相増幅器、４・・・・・・出力端子、５・・
・・・・スイッチ、７・・・・・・正相増幅器、８・・
・・・・重み関数増幅器、９・・・・・・検波回路、１
１・・・・・・入力容量、１２５・・・・・・帰還容量
、１３・・・・・・帰還抵抗、１４・・・・・・電圧制
御可変利得回路、１５・・・・・・逆相増幅器。

繁′図多２図第３図 第４図 舞う図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 主信号路及び副信号路からなる信号圧縮伸長装置で
   あって、前記副信号路が、入出力端子間に抵抗が接続さ
   れた増幅手段と、前記増幅手段の出力を入力とする重み
   関数増幅器と、前記重み関数増幅器の出力を検波する検
   波回路と、入力端子を有し前記検波回路の出力により利
   得制御されつつ前記入力端子に印加された信号を増幅し
   て前記増幅手段の入力に出力する電圧制御可変利得回路
   と、前記電圧制御可変利得回路の入力端子に前記主信号
   路の信号を印加する第１の容量と、前記電圧制御可変利
   得回路の入力端子と前記増幅手段の出力端子間に接続さ
   れた第２の容量とからなることを特徴とする信号圧縮伸
   長装置。 ２ 前記増幅手段は逆相増幅回路であることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の信号圧縮伸長装置。