JPS60172831A - シラビツク・コンパンダ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の属する技術分野 本発明は、無線伝送方式等において、伝送路上で混入さ
れる雑音の影響を軽減するために使用されるシラビック
●コンパンダに関する。

従来技術 シラビック●コンパングは、音声信号を圧縮するコンプ
レッサと、音声信号を伸張するエキスパンダから構成さ
れ、送信側ではコンプレッサを使用して音声信号を圧縮
して伝送路に送出し、受信側では受信信号をエキスパン
ダを通して伸張することによって元の音声信号に復元す
るものである。これによって、伝送路上で混入された雑
音が受信側のエキスパンダ出力では低レベルに圧縮され
て品質の良い音声信号を得ることができるようにしてい
る。

第１図は、従来のコンプレッサの代表的な一例を示す回
路図である。これは、音声信号を音声信号入力端子１か
ら入力抵抗２を介して演算増幅器８に入力させ、演算増
幅器８の出力を可変抵抗回路３を通して演算増幅器８の
入力に帰還させ、演算増幅器８の出力を整流回路４で整
流し、整流回路４の出力を低域通過フィルタ５を通して
可変抵抗回路３の制御端子に供給することによって可変
抵抗回路３の抵抗値を制御するようにした回路である。

上記低域通過フィルタ５は抵抗６とコンデンサ７とから
構成されていて、抵抗６を整流回路４の出力に接続し、
抵抗６とコンデンサ７の接続点の電圧によって可変抵抗
回路３の抵抗値を制御する。

入力抵抗２の抵抗値をＡ（Ω），可変抵抗回路３の抵抗
値をＢ（Ω）とすると、演算増幅器８の出力端子９から
出力される音声信号の振幅包絡線Ｖ（ｔ）は、入力音声
信号振幅包絡線をＵ（ｔ）とすると、 ｖ（ｔ）＝（Ｂ／Ａ）豐Ｕ（ｔ）＝・−−Ｃ１）となる
。整流回路４が演算増幅器８の出力を整流して低域通過
フィルタ５に供給し、低域通過フイルタ５はその低周波
分のみを通過させることによって（１）式の包絡線Ｖ（
ｔ）を検出し、これによって可変抵抗向路３の抵抗値Ｂ
を制御する。抵抗値Ｂハ、ｖ（ｔ）ニ対シテ、Ｂ＝ｋ／
Ｖ（ｔ）になるように設定されている（ただし、ｋは定
数である）。従って、 ｖ’Ｄ）＝ｋＵ（ｔ）／｛Ａ−Ｖ（ｔ）’ｔ・・・・・
・（２） が成立する。α＝Ｆ］［７■−とおくと、（２）式は、
ｖ（ｔ）＝α「『■・・・・・・・・・・・・・・・（
３）と変形される。（３）式は、振幅値をｄＢで表示し
た場合に、音声信号入力端子ｌから入力された音声信号
のダイナミックレンジを１７２に圧縮して出力端子９に
出力することを意味している。

第２図は、従来のエキスパンダ回路の一例を示す回路図
で、コンプレッサ回路と全く逆の操作によって入力音声
信号のダイナミックレンジを２倍に伸張して出力する。

すなわち、圧縮音声信号入力端子ＩＯから入力した音声
信号を可変抵抗回路３を介一して演算増幅器８に入力さ
せ、演算増幅器８の出力を帰還抵抗１ｌによってその入
力に帰還させる。一方、圧縮音声信号入力端子１０から
の音声入力を整流回路４で整流し、低域通過フィルタ５
を通すことによって人力信号の包絡線を検出し、低域通
過フィルタ５の出力によって前記可変抵抗回゛路３の抵
抗値を制御するようにしている。コンブレツサ回路によ
ってダイナミックレンジが１／２に圧縮された圧縮音声
信号を入力させると、該信号のダイナミックレンジが２
倍に伸張されて元の音声信号に復元された音声信号が音
声信号出力端子ｌ２から出力される。

今、入力音声信号の包絡線をｒ（ｔ）とすると、可変抵
抗回路３の抵抗値Ｃ（Ω）は、コンプレツサのときと同
様に、 Ｃ＝ｋ／Ｐ（ｔ）・・・・・・・・・・・・・・・（４
）で与えられる。従って、帰還抵抗１１の抵抗値をＤ（
Ω）とし、音声信号出力端子１２に出力される出力音声
信号振幅包絡線をＱ（ｔ）とすると、Ｑ（ｔ）＝（Ｄ／
Ｃ）ΦＰ（ｔ）・・・・・・（５）となる。式（５）に
（４）式を代入すると、Ｑ（ｔ）一（Ｄ／ｋ）｛Ｐ（ｔ
）．１・・・・・・（８）が成立する。このことは、振
幅レベルをｄＢ表示した場合、入力信号のタイナミツク
レンジを２倍に伸張して出力することを意味している。

上述のコンプレツサとエキスパンダとは、共通の回路要
素が多いにも拘らず、従来は別々の回路として設計され
，別々の部品として製品化されている。そのため、これ
らの回路を集積化する場合は、それぞれ別に回路設計，
パターン設計し、別々のマスクによって製造しなければ
ならず、また、製品検査にも時間がかかり、結果的に価
格の増大を招いている。

また、送信と受信を別々の時間帯に行なうようにしたプ
レスツートーク（ｐｒｅｓｓ．ｔｏｔａｌｋ）通信方式
の無線機では、コンプレツサとエキスパンタとを同時に
使用することはないにも拘らず、１台の無線機にコンプ
レツサとエキスパングとを両方共設けなければならない
ため、無線機の回路が複雑となり、体積および消費電力
の増大を招いている。

発明の目的 木発明の目的は、上述の従来の欠点を解決し、切替えに
よってコンプレツサとしてもエキスパンダとしても使用
することが可能なシラビツク●コンパンタを提供し、回
路の共用による製品価格の低減、ならびに無線装置の簡
易化および低消費電力化を図ることにある。

発明の構成 本発明のシラビツク・コンパンダは、演算増幅器と、該
演鍵．増幅器の出力に接続された第１の音声信号出力端
子と、第１および第２の音声信号入力端子を任意に切替
えて前記演算増幅器の十入力に接続する入力端子選択切
替スイッチと、前記演算増幅器の出力と後記第２の音声
信号出力端子とを任意に切替えて前記演算増幅器の一人
力に接続するフィードバックループ選択切替スイッチと
、前記演算増幅器の出力に接続されたエキスパンダ回路
またはコンブレツサ回路とを備えて、該エキスパンダ回
路またはコンプレツサ回路の出力を第２の音声信号出力
端子に接続し、前記入力端子選択切替スイッチおよびフ
ィードバックルーズ選択切替スイッチの切替によって、
前記第１または第２の音声信号入力端子に入力された音
声信号のダイナミックレンジを圧縮または伸張した信号
を前記第１または第２の音声信号出力端子から出力させ
ることを特徴とする。

廃明の実施例 次に、本発明について、図面を参照して詳細に説明する
。

第３図は、本発明の一実施例を示す回路図である。すな
わち、第１および第２の音声信号入力端子ｌ４と１５を
任意に切替えて演算増幅器２１の十入力に接続する入力
端子選択切替スイッチ１９と、演算増幅器２ｌの出力、
すなわち第１の音声信号出力端子１８に接続されたエキ
スパンダ】３と、該エキスパンダｌ３と前記演算増幅器
２１の出力とを任意に切替えて演算増幅器２ｌの一人力
に接続するフィードバックループ選択切替スイッチ２０
とから構成される．そしてエキスパンダ１３の出力を第
２の音声信号出力端子１Ｂに接続する．エキスパンダｌ
３の構成は、第２図に示した従来のエキスパンダと全く
同様である。なお、入力端子選択切苔スイッチｌ９とフ
ィードバックループ選択切替スイッチ２０には、例えば
ＭＯＳアナログスイッチ等の通常のアナログスイッチを
使用し、切替制御端子１７から入力される２値の直流電
圧（例えばハイレベルまたはローレベルの電圧）による
切替制御信号によって連動して切替え動作を行なう。木
回路をエキスパンダとして使用するときは、入力端子選
択切替スイッチｌ９およびフィードバックループ選択切
替スイッチ２０は図示実線のように接続し、第１の音声
信号入力端子ｌ４には音声信号のダイナミックレンジが
ｌ／２に圧縮された圧縮信号を入力させて第２の音声信
号出力端子ｌ８から該入力信号のダイナミックレンジが
２倍に伸張されて元の音声信号に復元された音声信号を
出力させる。木回路をコンプレツサ回路として使用する
ときは、入力端子選択切替スイッチ！９，フィードバッ
クループ選択切替スイッチ２０を点線で示したよう接続
すれば、第２の音声信号入力端子１５から入力端子選択
切替スイツチ１９を介して演算増幅器２１の十入力に入
力された音ｊＢ信号のタイナミツクレンジを１／２に圧
縮して第１の音声信号出力端子１８から出力することが
できる。

次に、本実施例の動作について説明する。入力端子選択
切替スイッチｌ８およびフィードバックループ選択切替
スイッチ２０を実線側に接続したときの回路は、第４図
（Ａ）に示す通りである。このとき、第１の音声信号入
力端子ｌ４から入力された音声信号は入力端子選択切替
スイッチｌ９を通して演算増幅器２１の十入力に入力さ
れる。この入力信号をｐ（ｔ）とすると、演算増幅器２
１の出力信号ｒ（ｔ）は、 ｒ（ｔ）＝ｐＤ）・・・・・・・・・・・・・・・・・
・（？）となる。何故ならば、演算増幅器２１の開ルー
プ利得はほぼ無限大であり、十入力の電圧と一人力の電
圧とが等しくなるように自動的に制御されるからである
。従って、エキスパンダ１３の入力信号はｐ（ｔ）とな
る。入力信号ｐ（ｔ）の振幅包絡線をＰ（１）とし、町
変抵抗回路３の抵抗値をＣ（Ω），帰還抵抗ｌ１の抵抗
値をＤ（Ω）とすると、Ｃ＝ｋ／Ｐ（ｔ）で可変抵抗回
路３の抵抗値が制御され、前述と同様に、 Ｑ（ｔ）＝（Ｄ／Ｃ）●ｐ（ｔ） ＝（Ｄ／ｋ）争（Ｐ（ｔ））２・・・（８）となる。（
８）式は、（６）式と同じであり、第４図（Ａ）の回路
がエキスパンダとして動作することを示している。

第４図（Ｂ）は、第３図の入力端子選択切替スイッチ１
９，フィードバックループ選択切替スイッチ２０を点線
側に切替え接続した場合の回路図を示す。第２の音声信
号入力端子１５に入力される音声信号の振幅包絡線をＵ
（ｔ）とし、演算増幅器２ｌの出力、従って、第１の音
声信号出力端子ｌ８に出力される圧縮信号の振幅包絡線
をＶ（ｔ）とし、エキスパンダｌ３の出力信号の振幅包
絡線をＷ（ｔ）とすると、演算増幅器２１の出力がエキ
スパンダ１３に入力されるから、演算増幅器２ｌの入力
信号の振幅包絡線は第１の音声信号出力端子１８に出力
される信号の振幅包絡線Ｖ（ｔ）に等しい．従って、エ
キスパンダ１３の出力信号の振輻包絡線Ｗ（ｔうは，ｗ
（ｔ）＝（Ｄ／Ｃ）●ｖ（ｔ） ＝（Ｄ／ｋ）・（■（ｔ））２・・・（８）となり、こ
れが演算増幅器２１の一人力への入力となる．演算増幅
器２ｌの十入力と一人力とは等しくなる必要があるから
、 Ｕ（ｔ）＝Ｗ（ｔ）＝（Ｄ／ｋ）（■（ｔ））２（１０
）となり、この式からＶ（ｔ）をめると、Ｖ（ｔ）＝（
ｚ’１■ＴＵ，ｃｔ’＝ＦＴ′７Ｔｆ−−（１１）とな
る．式（１１）は式（３）と同じ形であり、この回路が
コンパンダとして動作することを示している． すなわち、本実施例は、入力端子選択切替スイッチｌ８
およびフィードバックループ選択切替スイッチ２０を切
替えることにより、コンパンダまたはエキスパンダのい
ずれにも使用することが可能である．従って、集積化す
る場合には１つの回路設計，１つのマスクによって製造
することが可能であり、安価に提供することができると
いう効果がある。また、プレストーク方式の無線機に使
用すれば、一コンパンダとエキスパンダを別々に設ける
ことなく、１つのシラビツク●コンパンダを送話時には
コンプレツサとして使用し、受話時には切替えによって
エキスパンダとして使用することができるから、無線機
の消費電力を軽減し、かつ回路を簡素化して安価に提供
することが可能である。

第５図は、本発明の他の実施例を示す回路図である。こ
の場合は、第３図に示した実施例の第１の音声信号出力
端子ｌ８と第２の音声信号出力端子１６の間に、エキス
パンダｌ３に代えて第２図に示したようなコンブレツサ
２２を挿入する。そして，入力端子選択切替スイッチ１
８およびフィードバックループ選択切替スイッチ２０を
第５図の実線で示したように接続することによって第６
図（Ａ）に示すコンプレツサを形成し、入力端子選択切
替スイッチ１９，フィードバックループ選択切替スイッ
チ２０を第５図に点線で示すように切替えることによっ
て、第６図（Ｂ）に示すようなエキスパンダを形成する
ことができる．コンプレツサとして使用するときは、第
１の音声信号入力端子１４に音声信号を入力させ、第２
の音声信号出力端子１８から圧縮された音声信号を出力
させる．エキスパンダとして使用するときは、第２の音
声信号入力端子１５に人力された圧縮音声信号のダイナ
ミックレンジを伸張して元の音声信号に復元した信号を
第１の音声信号出力端子１８から出力させる。

次に第６図（Ａ）の回路図によってコンプレツサ動作に
ついて説明する。第１の音声信号入力端子１４から入力
された音声信号は入力端子選択切替スイッチｌ８を通し
て演算増幅器２ｌの十入力に入力される。この入力信号
をｕ（ｔ）とし、このときの演算増幅器２ｌの出力′を
ｓ（ｔ）とすると、ｓ（ｔ）＝ｕ（ｔ）・・・・・・・
・・・・・・・・・・・（１２）である。これがコンプ
レツサ回路２２によって圧縮されて第２の音声信号出力
端子１６から出力される。入力抵抗２の抵抗値をＡ（Ω
），可変抵抗回路３の抵抗値をＣ（Ω）とし、入力信号
ｕ（ｔ）の振幅包絡線をＵ（ｔ）とすると、第２の音声
信号出力端子１６に出力される信号の振幅包絡線ｖ（ｔ
）は、前述と同様に可変抵抗回路３の抵抗値Ｃが、Ｃ−
ｋ／Ｖ（ｔ）に制御されるものとすれば、■（ｔ）＝（
Ｃ／Ａ）●Ｕ（ｔ） ＝（ｋ／Ａ）●｛Ｕ（ｔ）／Ｖａｔ）｝・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・（ｌ３）となり、
これから、 Ｖ（ｔ）＝α【ｖ℃丁・・・・・・・・・・・・・・・
（１４）を得る。これは、式（３）と同じであり、コン
プレツサとして動作することを示している。

第６図（Ｂ）に示す回路の動作は以下の通りである。第
２の音声信号入力端子ｌ５から入力される音声信号の振
幅包絡線をｐ（ｔ）とし、演算増幅器２ｌの出力、すな
わち第１の音声信号出力端子ｌ８に出力される出力音声
信号の振幅包結線をＱ（ｔ）とし、コンプレツサ回路２
２の出力信号の振幅包絡線をｚ（ｔ）とすると、 ２（１）＝α【頁℃了・・・・・・・・・・・・（ｌ５
）であり、これが演算増幅器２ｌの一人力に入力される
から、十入力に入力されているＰ（ｔ）と等しくなる必
要がある．従って、 ｛Ｐ（ｔ）｝２＝｛Ｚ（ｔ））２＝α２Ｑ（ｔ）・−（
ｌ６）が成立する。上式を変形して、 （Ｑ（ｔ））２＝｛Ｐ（ｔ））２／α２＝（Ａ／ｋ）｛
Ｐ（ｔ））２・・・（１７）が得られる．式（ｌ７）は
式（６）と同じ形であり、この回路がエキスパンダとし
て動作することを示している． 従って、第５図に示す回路は、入力端子選択切替スイッ
チ１１３，フィードバックループ選択切替スイッチ２０
を制御信号によって切替えることにより、コンパンダと
してもエキスパンダとしも゜使用することが可能であり
、前述の実施例と同様な効果を奏する。

また、本発明は、従来のコンパンダ回路またはエキスパ
ンダ回路に対して、演算増幅器２１と入力端子選択切替
スイッチ１９等を外部に付加することによって、簡単に
もう一方の回路機能も同時に実現することができ，装置
価格の低減を図ることができる． 発明の効果 以上のように，本発明においては、入力端子選択切科ス
イッチと、フィードバックループ選択切替スイッチと、
演算増幅器と、該演算増幅器の出力に接続されたエキス
パンダ回路またはコンプレツサ回路とを備えて、前記演
算増幅器の出力を第１の音声信号出力端子に接続し、前
記エキスパンダ回路またはコンプレツサ回路の出力を第
２の音声信号出力端子に接続した構成としたから、前記
入力端子選択切替スイッチおよびフィードバックルーブ
選択切替スイッチを切替えることによってエキスパンダ
としてもコンプレツサとしても動作させることが可能で
ある．従って、回路設計，ノクターン設計，マスク設計
等を簡素化し、かつ製品検査も簡略化して安価な集積回
路を提供することができるという効果がある．また、プ
レストーク方式の無線機に使用すれば、１つの回路をコ
ンプレツサとエキスパンダに切替え使用することが可能
であり、無線機の回路を簡素化し、その価格を低減させ
ることができる。さらに、本発明は、既設の従来のコン
プレツサ回路またはエキスパンダ回路に対して、演算増
幅器と選択切替スイッチ等を外部に付加することによっ
て簡単にもう一方の回路機能も同時に実現することがで
き、装置価格の低減を図ることができる．

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のコンプレツサ回路の一例を示す回路図、
第２図は従来のエキスパンダ回路の一例を示す回路図、
第３図は本発明の一実施例を示す回路図，第４図（Ａ）
，ＣＢ）はそれぞれ上記実施例の入力端子選択切替スイ
ッチ，フィードバックループ選択切替スイッチを切替え
たときの回路図、第５図は本発明の他の実施例を示す回
路図、第６図（Ａ）および（Ｂ）はそれぞれ上記実施例
の入力端子選択切替スイッチ，フィードバックループ選
択切替スイッチを切替えたときの回路を示す図である。 図において、ｌ二音声信号入力端子、２二入力抵抗、３
：可変抵抗回路、４：整流回路、５：低域通過フィルタ
、６：抵抗、７：コンデンサ、８：演算増幅器，９：出
力端子，ｌＯ：圧縮音声信号入力端子、１１：帰還抵抗
、ｌ２：音声信号出力端子、１３：エキスパンダ、１４
＝第１の音声信号入力端子、ｌ５：第２の音声信号入力
端子、ｌ６：第２の゛音声信号出力端子、ｌ７：切替制
御端子、１８：第１の音声信号出力端子、１８：入力端
子選択切替スイッチ、２０：フィードバックループ選択
切替スイッチ、２１：演算増幅器、２２：コンプレッサ
回路。 出願人日本電信電話公社 代理人弁理士住田俊宗 １７５− −１７６−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 演算増幅器と、該演算増幅器の出力に接続された第１の
   音声信号出力端子と、第１およびｆｉｉＪ２の音声信号
   入力端子を任意に切替えて前記演算増幅器の十入力に接
   続する入力端子選択切替スイッチと、前ｉ演算増幅器の
   出力と後記第２の音声信号出力端子とを任意に切替えて
   前記演算増幅器の一人力に接続するフイｉドバックルー
   プ選択切替スイッチと、前記演算増幅器の出力に接続さ
   れたエキスパンダ回路またはコンプレツサ回路とを備え
   て、該エキスパンダ回路またはコンプレツサ回路の出力
   を第２の音声信号出力端子に接続し、前記入力端子選択
   切替スイッチおよびフィードバックループ選択切替スイ
   ッチの切替によって、前記第１または第２の音声信号入
   力端子に人力された音声信号のダイナミックレンジを圧
   縮または伸張した信号を前記第１または第２の音声信号
   出力端子から出力させることを特徴とするシラビック会
   フンパンダ。