JPS6013534B2

JPS6013534B2 - 信号圧縮伸長装置

Info

Publication number: JPS6013534B2
Application number: JP52093220A
Authority: JP
Inventors: 三郎高岡; 忠博山口
Original assignee: Pioneer Electronic Corp
Current assignee: Pioneer Corp
Priority date: 1977-08-03
Filing date: 1977-08-03
Publication date: 1985-04-08
Also published as: JPS5427709A

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
ある直通信号路（以下主信号路という）の出力に補助的
信号路（以下副信号路という）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略を有する和差方式の雑音低減方
式の１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、菱贋全体の特性
として、低レベルでは実質上、全域通過フィル夕であり
、高いレベルにおいてのみ高城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図において和差万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０｝式、第‘２１式で示される。
叢（Ｓ）コ・十Ｆ（Ｓ） ‐‐‐‐‐・（１１登（Ｓ
）＝，中Ｓ） ‐・‐・‐‐【２１上式よりＥｏ
（ｓ）ＦＥｉ（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ヱ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‘こ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域フィル夕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４・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
たは伸長が出来るものである。なお、この圧縮伸装置を
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に援融させ、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
城フィル夕と可変ィンピ−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、従釆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
た従来装置における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
回路に通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。

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図における高城フィル夕６、増幅器７
及び可変インピーダンス素子１０より成る回路部分を、
入出力間に帰還容量１２が接続された反転増幅器１５、
電圧制御可変利得回路１４、及び入力容量１１より成る
回路で置換し、検波回路９の出力によって電圧制御可変
利得回路１４の利得を制御するように構成されている。

増幅器１５が逆相増幅器で構成されているため、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。
その他の礎成は第２図と基本的に同じである。換言すれ
ば副信号路が、入出力端子間に第１の容量１２が接続さ
れた増幅回路１６と、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、検波回路９の出力により利得制御され
つつ前記増幅回路１５の出力を増幅して増幅出力を発生
し前記増幅回路１５の入力端子に印加する電圧制御可変
利得回路１４と、主信号路の信号を増幅回路１５の入力
端子に印加する第２の容量１１とよりなるものである。
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なうのである。なお電圧
制御可変利得回路１４の入力には直列に抵抗１３を接続
することにより電流入力としている。

第４図は第３図における逆相増幅回路１５、その入力容
量１１ト電圧制御可変利得回路１４及び帰還容量１２よ
り成る回路を取り出して示したものであり逆相増幅器１
５の帰還系を電流出力型の電圧制御可変利得回路１４で
構成したものであり、同図を用いて本発明による伝送回
路の原理を以下に説明する。

今スイッチ５への入力信号をｅｉ（ｓ）、減算回路２′
への出力信号をｅ。

（ｓ）、電圧制御可変利得回路１４の利得ｘ、容量１１
のキャパシタンスをＣ，、容量１２のキヤパシタンスを
Ｃ２および抵抗１３の抵抗値をＲとする。今、第４図の
伝達関数を求めるのに、逆相増幅器１５の入力端子部に
おける節点方程式を解くと、次式となる。−｛ＳＣ．‐
ｅ，（Ｓ）＋毒‐Ｘ●ｅ。

（Ｓ）｝＝ＳＣ２ｅ。（Ｓ） …｛３’第
｛３｝式よりただし、Ｋ＝ＣＩ／Ｃ２、の。

＝・／ＲＣ１・・イ５｝第４１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。の高域フィル夕を構成する。ｘ〉１、ｘく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、従来の高域フィ
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）とすると利得ｘとの関係は、
次式となる。ｘ＝Ｇ（ｓ）・ｅ。

（ｓ） …■第４｝式と第側式から次式を得
る。ｅｌ（Ｓ）ニ−Ｓ＋Ｋの〇．Ｇ（Ｓ）．ｅ。

（Ｓ）・ｅ。（Ｓ）ＳＫ・・…第の式
に所定の重み関数を代入して、入出力特性を解くと、信
号のレベルに応じた周波数特性が得られる。

この副信号路の伝達関数Ｆ（ｓ）から第｛１’式及び第
■式に基づいて信号の圧縮及び伸長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来の
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。

【図面の簡単な説明】

第１図は、信号圧縮伸長装置の構成図、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図の装置の一
部具体例を示す図、第５図は、第４図の回路の特性を示
す図である。主要部分の符号の説明、１・…・・入力端子、２，２′
…・・・加算（又は減算）回路、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・・・・・・検波回務、１１，１２・・・
・・・容量、１４・・・・・・電圧制御可変利得回路、
１５・・・・・・逆相増幅回路。繁′図第２図第３図第４図孫ぅ図

Claims

【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
あつて、前記副信号路が、入出力端子間に第１の容量が
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、前記検波回路の出力により利得制御さ
れつつ前記増幅手段の出力を増幅して増幅出力を発生し
前記増幅手段の入力端子に前記増幅出力を印加する電圧
制御可変利得回路と、前記主信号路の信号を前記増幅手
段の入力端子に印加する第２の容量とよりなることを特
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。