JPS6013586B2

JPS6013586B2 - 信号圧縮伸長装置

Info

Publication number: JPS6013586B2
Application number: JP52093222A
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: JPS5427711A

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
号路において高城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、全域通過フィル夕であり
、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
。骨（Ｓ）；・十Ｆ（Ｓ） ‐．・・．・・・‐‘１
’登（Ｓ）＝，市Ｓ） ‐‐．・・…伽上式よりＥ
ｏ（ｓ）＝Ｅｉ（ｓ）となり、入力信号に等しい出力信
号が得なれるものである。

第２図は、従来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＝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。一方副信号路は功替スイッチ５
、高域フィル夕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
波数特性が得られるものである。なお、この圧縮伸長装
簿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５Ｍこ接触させる。かかる装置に
おいては受動素子Ｃ，Ｒによる高域フィル夕と可変ィン
ピ−ダンス素子ＦＦＴ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
ィル外こ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
回路に適した信号圧縮伸長袋贋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及び副信号路
増幅器７より成る回路を、スイッチ５に接続された抵抗
１１と、前記抵抗１１が入力端子に接続された逆相増幅
器１６と、前記逆相増幅器１６の入力と出力間に接続さ
れた抵抗１３と、前記逆相増幅器１６の出力を入力抵抗
１４を介して入力に印加された正相増幅器１７と、前記
正相増幅器１７の入力端子に接続された電流出力形の電
圧制御可変利得回路１８と、前記電圧制御可変利得回路
１８の出力と前記正相増幅器１７の出力との間に接続さ
れた容量１５と、容量１５と正相増幅器１７の出力との
接続点を逆相増幅器１６の入力に接続する抵抗１２とよ
り成る回路で置換し、検波回路９の出力で電圧制御可変
利得回路１８の利得を制御するように構成されており入
力信号のレベル及び周波数に応じた検波電圧により信号
の圧縮又は伸長を行うものである。換言すれば、副信号
路が、入出力様子間に帰環抵抗１３が接続された逆相増
幅器１６と、逆相増幅器１６の出力を入力とする関数増
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、逆相増幅器１６の出力を増幅して逆相増幅器１６
の入力に印加する正相増幅器１７と、検波回路９の出力
により利得制御されつつ逆相増幅器１６の出力を増幅す
る電圧制御可変利得回路１８と、電圧制御可変利得回路
１８の出力を逆相増幅器１６の入力に印加する容量とよ
り成っている。更には、逆相増幅器１６の出力は正相増
幅器１７及び電圧制御可変利得回路１８の入力に抵抗１
４を介して印加されており、正相増幅器１７の出力及び
電圧制御可変利得回路１８の容量を介した出力は逆相増
幅器１６の入力に抵抗１２を介して印加されており、そ
して主信号路の信号が抵抗１１を介して逆相増幅器１６
の入力に印加される構成である。尚、図においては、増
幅器１６の逆相増幅器であるために、第２図の加算器２
に相当する第３図の部分２′は減算器となる。

第４図は「第３図の１部回路図を示すもので、同図を用
いて本発明による伝送回路の動作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）、減算回路へ
の出力信号をｅ。

（ｓ）、電圧制御可変利得回路１８の利得をｘ、抵抗１
１，１２，１３，Ｉ４のコンダクタンスをそれぞれＧ，
，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４、キヤパシタ１５のキヤンパシタ
ンスをＣとする。第４図の伝達関係を求めると、次式と
なる。亀（Ｓ）＝ＳやＳＫ）１．・１・
肌仙Ｓ＋蔓・暮事４く三Ｓ＋Ｋ‐蔓−の。

ただし、ＫニＧＩ／Ｇ３・山。

ニＧ２Ｇ４／ＧＩＣ，．，，…，．‘４｝第
３｝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１８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
の高城フィル外こ代る構成ができ、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
数特性を得賠ことができる。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。幸＝Ｇ（Ｓ）●
ｅ。

（Ｓ） ………【５１第【５１式における利得ｘの
逆数表示は、電圧制御可変利得回路１８の利得対制御電
圧の傾きが逆になるだけで数式表示の一般性を失わない
。第｛３１式と轍６拭からの副信号路の伝達関数は次式
で表わせる。ｅｉ（Ｓ）ニＳ＋ＫのＯＧＧ）．ｅ。

（Ｓ２・ｅ。（Ｓ）
，．，，．，，．．側ｓＫ第■式に所定の重み関数
を代入して、入出力関係を収束法で解くと、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）を第‘１｝式及び第‘
２｝式に基づいて信号の圧縮または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夕を用
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、８・・・・・・重み関数増幅器、９・・・・・・検
波回路、１１〜１４・・・・・・抵抗器、１５・・・・
・・容量、１６・・・・・・逆相増幅器、１７・・・・
・・正相増幅器、１８・・・・・・電圧制御可変利得回
路。叢′図第２図第３図驚く図繁り図

Claims

【特許請求の範囲】１主信号路及び副信号路よりなる信号圧縮伸長装置で
あって、前記副信号路が、入出力端子間に帰還抵抗が接
続された第１の増幅手段と、前記第１の増幅手段の出力
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、前記第１の増幅手段の出力
を増幅して前記第１の増幅手段の入力に印加する第２の
増幅手段と、前記検波回路の出力により利得制御されつ
つ前記第１の増幅手段の出力を増幅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出力を前記第１
の増幅手段の入力に印加する容量とより成ることを特徴
とする信号圧縮伸長装置。２前記第１の増幅手段は逆相増幅回路であり前記第２
の増幅手段は正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。３前記第１の増幅手段の出力は前記第２の増幅手段及
び前記電圧制御可変利得回路の入力に第１の抵抗を介し
て印加されており、前記第２の増幅手段の出力及び前記
電圧制御可変利得回路の前記容量を介した出力は共に前
記第１の増幅手段の入力に第２の抵抗を介して印加され
ており、前記主信号路の信号が前記第１の増幅手段の入
力に第３の抵抗を介して印加されていることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項又は第２項記載の信号圧縮伸長
装置。