JPS6022846B2 - 自動レベル設定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はテープデッキなどに用いて好適な自動レベル設
定装置に関するもので、特に入力信号のダイナミックレ
ンジを圧縮することなく自動的に最適レベルに設定でき
るようにしたものである。

従来、テープデッキなどにおいて録音しようとする場合
、ＶＵメータを監視しながら加えられた入力信号を手敷
の可変抵抗器で適当なしベルに調節するか、またはＡＧ
Ｃと称される自動利得制御装置により入力信号の平均値
に応じて記録レベルを自動的に調節していた。しかし、
前者の調節の仕方では操作の煩わしさがあり、また、後
者の場合には入力信号のダイナミックレンジが圧縮され
て記録されるという問題があるため、これらを克服する
ものとして、従来、次のような方式が提案されている。

その第１は、大きな入力信号が到釆すると可変抵抗器に
連結されたモータを駆動して減衰量を増し、歪のない録
音を行なおうとするものである。これは機械的な構成部
品が増えるばかりでなく、精度の点でも十分満足なもの
ではない、第２には、信号レベルに応じた直流電圧を発
生する回路と、その直流電圧を記憶させ、その記憶信号
に応じて信号伝送路の利得を制御する回路とで構成され
、必要に応じてスイッチによって記憶信号を更新し、大
きな入力信号に応じた利得設定を行なう方法がある。こ
の場合、記憶素子にはコンデンサが用いられるのが普通
であり、電界効果トランジスタなどの入力抵抗の高い可
変抵抗素子を用いたとしてもコンデンサのリーク電流に
より長時間同一利得を維持するのが困難であった。さら
に理想的な記憶素子があったとしても、アナログ量を扱
うため、制御の直線性や制御範囲に限界があるなどの欠
点があつた。本発明は、入力信号レベルを検出し、基準
レベルとの差信号を得、これをＡＤ（アナログーデジタ
ル）コンバータによってデジタル量に変換し、設定期間
中の最大値を求め、信号伝送路に配置された抵抗減衰器
群のごとき信号減衰器群の減衰量をデジタル的に制御し
てレベル設定を行なうように構成することにより、前記
従来の問題点を解決し得る自動レベル設定装置を提供す
るものである。

以下、本発明を図示の実施例に基いて説明する。第１図
は本発明の一実施例を示すブロック図で、図中の１およ
び２はそれぞれ信号の入力端子と出力端子、３は信号減
衰器群であるところの抵抗減衰器群で、これは上記入力
端子１と出力端子２間に配置されている。

レベル検出器９は入力端子１に接続され、その出力およ
び基準レベル発生器４の出力は差動増幅器６に入力され
るようになっている。上記差動増幅器６の出力はＡＤコ
ンバータ７、ＡＮＤゲート回路１２を経てデジタルカウ
ンタ５に至り、さらにラッチ回路１４を経て抵抗減衰器
群３に供給されるように構成されている。この第１図の
構成において、入力端子１には例えば音声信号などのア
ナログ信号が印加され、出力端子２にはしベル設定され
たアナログ信号が得られる。

第１図において、レベル検出器９は例えば入力信号のピ
ークレベルを検出する回路で、通常は絶対値回路と時定
数の短かし、平滑回路とで構成される。

基準レベル発生器４は、レベル設定を行なうための基準
情報を与えるもので、可変減衰回路３が減衰を開始する
入力レベルに相当する直流電圧を発生する。

差動増幅器６はしベル検出器９で得られた入力信号レベ
ルに対応した電圧と基準レベル発生器４からの基準電圧
との差に相当する電圧を出力する。

すなわち差動増幅器６の出力には、入力信号が基準レベ
ル発生器４で決められる基準レベルを越えるレベルに相
当する電圧が得られる。パルス発生器１０はＡＤコンバ
ータ７のク。

ツクパルスとＡＤコンバータ７でサンプルされる毎にデ
ジタルカウンタ５をクリアするためのクリアパルスとを
発生する。ＡＮＤゲート回路１２，１３およびインバー
ター１はスイッチ８の操作によってデジタルカウンタ５
を計数または保持状態に制御する働きをする。ラツチ回
路１４とコンパレータ１５は最大計数値を保持する働き
をし、ラッチ回路１４は非ラッチ状態においてはデジタ
ルカウンタ５の計数値をそのまま出力し、ラッチ状態で
は入力に関係なく前の値を維持する働きをする。コンパ
レータ１５はデジタルカウンタ５の計数出力Ａ，，Ａ２
，Ａ３，Ａ４とラッチ回路の出力Ｂ，＆，＆，Ｚとを比
較し、Ａ＞Ｂなる関係にあるときのみパルスを出力し、
このパルスがラツチ回路１４のラッチをはずして非ラッ
チ状態にし、デジタルカウンタ５の出力をラッチ回路１
４に出力する。以上の説明から明らかなように、ラッチ
回路１４とコンパレ−夕１５は、デジタルカウンタ５の
計数出力Ａ，，Ａ２，Ａ３，へがそれぞれ以前のラッチ
出力Ｂ，馬，＆，Ｂ４より大きい時のみラツチ出力を更
新し、小さい時は前の出力を保持する。

したがってデジタルカウンタ５から順次送られてくる計
数値の最大値がラッチ回路１４の出力に得られることに
なる。抵抗減衰器群３は４段の抵抗減衰器とアナログス
イッチで構成されている。

抵抗１６，１７，アナログスイッチ１８およびバッファ
増幅器１９は１段目の抵抗減衰器を構成し、アナログス
イッチ１８はそのゲートに与えられるラッチ回路１４の
出力Ｂが「Ｈ」（ＴＴＬロジックのハイレベル）の時に
導適状態、「Ｌ」（ＴＴＬロジックのローレベル）の時
に遮断状態となるから、結局、ラッチ回路１４の出力Ｂ
が「Ｈ」の時に１段目の抵抗減衰器は抵抗１６と１７に
よる分圧比で減衰状態を呈し、Ｂが「Ｌ」の時は非減衰
状態となる。バッファ増幅器１９は１段目と２段目の抵
抗減衰器の相互影響を防止する働きをする。同様に抵抗
２０，２１とアナログスイッチ２２およびバッファ増幅
器２３は２段目の抵抗減衰器を、抵抗２４，２５とアナ
ログスイッチ２６およびバッファ増幅器２７は３段目の
抵抗減衰器を、そして抵抗２８，２９とアナログスイッ
チ３０およびバッファ増幅器３１は４段目の抵抗減衰器
をそれぞれ構成している。それらの１段目から４段目ま
での各抵抗減衰器は縦続接続されて抵抗減衰器群３を形
成し、各抵抗減衰器はそれぞれ減衰状態において異なる
減衰量，例えば１船，２凪，４凪，８ｄＢに設定されて
いる。この第１図の実施例においてレベル設定を行なお
うとする時にはスイッチ８を押して設定状態にする。

入力信号はしベル検出器９により正負いずれかのピーク
レベルに対応した直流電圧に変換され、差動増幅器６で
基準レベル発生器４が発生する基準電圧を越えるレベル
として、検出され、これはＡＤコンバータ７によって一
定期間毎にサンプルされ、そのサンプル値は例えばパル
ス数に変換されて一定期間毎にＡＮＤゲート回路１２に
送られる。今、スイッチ８は押されて短絡状態にあるか
ら、ＡＮＤゲート回路１２の他方の入力端子にはィンバ
ータ１１を経て「Ｈ」レベルが印加されており、前記Ａ
Ｄコンバータ７の出力パルスはデジタルカウンタ５の計
数入力端子（ＩＮ）に与えられることになる。ＡＮＤゲ
ート回路１３にはインバータ１１を経た「Ｈ」レベルと
パルス発生器１０からクリア用のパルスとが印加され、
その出力がデジタルカウンタ５のクリア入力に与えられ
る。パルス発生器１０からのクリア用パルスは、ＡＤコ
ンバータ７が一定期間毎にサンプルするのに同期し、か
つＡＤコンバータ７がサンプル値をパルス数に変換して
出力する直前に発生される。要するに、デジタルカウン
タ５のクリア入力端子（ＣＬ）に印加されるクリアパル
スは、その以前の計数値を累積しないようにデジタルカ
ウンタ５の計数値を０にクリアし、次のサンプル値に相
当する計数に備えさせる。したがって、デジタルカウン
タ５は、入力信号が基準レベルを越えるレベルの一定期
間毎のサンプル値に相当する計数値を出力する。この計
数値は前述したラッチ回路１４およびコンパレータ１５
による最大値保持動作により、スイッチ８を押している
期間の最大値がラッチ回路１４の出力Ｂ，＆，Ｂ３，＆
に得られる。ラッチ回路１４の出力は抵抗減衰器群３の
各アナログスイッチ１８，２２，２６，３０に接続され
、１段目から４段目までの抵抗減衰器を減衰状態もしく
は非減衰状態に制御し、抵抗減衰器群３の総合減衰量を
制御する。この例では入力信号のピークレベルが非常に
高く、ラツチ回路１４の出力Ｂ，＆，Ｂ，Ｂ４が全て「
Ｈ」になると各抵抗減衰器は全て減衰状態となり、その
減衰量は１５ｄＢとなり、入力端子１に与えられた信号
を１５ｄＢ減衰させて出力端子２に送り出すことになる
。また、入力信号のピークレベルが非常に低くて基準レ
ベルに満たない場合は、例えばラッチ回路１４の出力が
全て「Ｌ」となると抵抗減衰器群３は非減衰状態となり
、入力信号を減衰させることなく出力端子２に送り出す
ことになる。したがって出力端子２には基準レベルを越
える入力信号に対して概略一定レベルの信号が得られる
ことになる。スイッチ８を離すとＡＮＤゲート回路１２
および１３の入力には「Ｌ」レベルが与えられるためデ
ジタルカウンタ５の計数入力端子（ＩＮ）およびクリア
入力（ＣＬ）にはパルスが印加されず計数およびクリア
動作を行なわない。

したがってラッチ回路１４の出力は以前の計数値を保持
し続ける。このようにスイッチ８は短絡時が設定状態，
開放時が保持状態であり、設定状態で入力信号のピーク
値を計測し、そのピーク値に相当したレベル設定を実行
し、保持状態では、そのレベル設定を保持し続ける。第
１図に例示した自動レベル設定装置は、例えばテープデ
ッキの録音レベル設定に用いることができる。

その場合、出力端子２がテープデッキの録音増幅器に接
続され、磁気ヘッドに記録電流が供給される。スイッチ
８の設定状態で抵抗減衰器群３の減衰量は例えば磁気テ
ープの最大記録レベルに入力信号のピークが記録される
ように設定される。これは基準レベル発生器４の発生電
圧を調節することにより容易に設定できる。このように
すれば、入力信号のピークレベルが磁気テープの最大記
録レベルに記録され、それ以外の信号レベルでは最大記
録レベル以下に記録される。

したがって、入力信号は磁気テープの飽和ひずみを受け
ることなく記録され、ひずみの生じない記録が自動的に
行なえることになる。本発明の実施例の自動レベル設定
装贋は、スイッチ８を押すだけで最適レベル設定が実行
されるため、操作の煩わしさから解放される上に、入力
信号のダイナミックレンジが圧縮されて記録される心配
もない。

さらにモータなどの機械部品を使用せず純電子的に行な
えるため、コストダウンも容易である。また、従来のア
ナログ式のものと比較すれば、デジタル信号による制御
を行なうため精度が数段優れたものを実現できる上に、
保持状態での保持時間は電源を入れている限り永久であ
り、リーク電流による設定レベルのドリフトなどは全く
心配がないなどの数々の特長がある。第３図は本発明の
別な実施例を示すものであり、第１図と同一部分は同一
の符号を付している。この実施例は基準レベル発生器４
の具体的な構成例を明らかにするとともに複数種類の基
準レベルを与え、かつ、それを利用する実施例を示して
いる。同図において、定電圧ダイオード３４に抵抗３３
を通じて電源＋Ｅより電流を流し定電圧を得る。この電
圧は第１の基準電圧として利用され、切換スイッチ３８
のａ接点に与えられる。さらに、この定電圧は抵抗３５
，３６，３７によって分圧され、それぞれ切換スイッチ
３８のｂ接点およびｃ接点に、第２および第３の基準レ
ベルに相当する電圧として与えられる。このようにして
与えられた各基準電圧は切換スイッチ３８のｄ接点で選
択され、差動増幅器６に加えられる。したがって切換ス
イッチ３８のｄ接点がａ接点に接続されて第１の基準電
圧を選択している場合には、入力信号が第１の基準電圧
を越える大レベルが来た時のみ差動増幅器６の出力に電
圧が現われ、これは次のＡＤコンバータ７によってＡＤ
変換されて抵抗減衰器群３を減衰状態にする。以下、第
２，第３の基準電圧を選択すれば順次入力信号の低い部
分より減衰を開始することになる。要するに切換スイッ
チ３８は自動レベル設定装置の制御開始点を選択するも
ので、換言すれば出力端子２に得られるレベルを選択し
ていることになる。この第２図の実施例は、例えばテー
プデッキの録音回路に用いることができ、切換スイッチ
３８をテープ種類セレクタ３２（録音時のバイアス電流
およびィコラィザ−を磁気テープの種類によつて切換え
る機能を有する）と連動させれば、各種の磁気テープに
対して各々最適な録音レベル設定を行なうことができる
。

また、必要に応じて、磁気テープの種類を自動検出し、
それぞれに適合する録音レベルを選択するように切換ス
イッチ３８を自動的に切換える構成も容易に実現可能で
ある。なお、前述の実施例では、信号減衰器群は全て抵
抗減衰器で示したが、全く同様の原理で増幅器の増幅度
を制御する方式であってもよい。

テープデッキの録音回路において、従来の可変抵抗器に
よる減衰器を用いていたとすると、使用者はＶＵメータ
を監視しながら可変抵抗器を操作してレベル設定するわ
けであるが、この場合、ＶＵメータは時々刻々と指示値
が変化するものであり、最適レベルに設定するには相当
の熟練を必要とする。

これに対し各実施例に示すごとき自動レベル設定装置を
用いれば、ＶＵメータを監視する必要はなく、使用者は
単にスイッチ８を一定時間押した後離せば自動的に最適
レベルに設定されるため極めて容易に良質な録音を行な
うことができる。この装置において、全く飽和ひずみの
生じない録音をしようとすれば、録音しようとするソー
スを設定状態で一度計測してから保持状態に切換えて記
録するのが理想的であるが、ＦＭ放送や通常の音楽を録
音する場合はスイッチ８を数秒から数十秒設定状態にす
るだけで十分ピークレベルが検知される。

以上詳述したように、本発明は入力信号レベルを検出し
、基準レベルとの差信号を得、ＡＤコンバータでデジタ
ル量に変換した後、その最大値を求め、その値を保持し
て信号伝送路に配置された信号減衰器群の信号減衰量を
デジタル的に制御してレベル設定を行なうように構成し
たため、テープデッキの録音回路におけるレベル設定な
どに利用すれば、磁気テープでの飽和ひずみを生じない
良質な録音を自動的に行なうことができるという非常に
すぐれた効果を得ることができるものである。

さらに本発明は利得の設定をデジタル的に行なうため高
精度で、かつ設定利得のドリフトが全くないという優れ
た特長も有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す回路構成図、第２図は
本発明の他の実施例の回路構成図である。 １・・・・・・入力端子、２・・・・・・出力端子、３
・・・・・・抵抗減衰器群、４・・・・・・基準レベル
発生器、５・・・・・・デジタルカウンタ、６・・・・
・・差鰯増幅器、７・・・・・・ＡＤコンバータ、８…
…スイッチ、９……レベル検出器、１０……パルス発生
器、１２，１３……ＡＮＤゲート回路、１４・・…・ラ
ツチ回路、１ ５・・・…コンパレータ、３２…・・・
テープ種類セレクタ、３８．．・．・・切襖スイッチ。 図Ｎ 船 図 蛇

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ アナログ信号伝送路に配置された抵抗減衰器群と、
   前記アナログ信号伝送路の入力信号レベルを検出するレ
   ベル検出器と、基準レベルに相当する信号を発生する基
   準レベル発生器と、前記レベル検出器と基準レベル発生
   器との差信号を得る差動増幅器と、この差動増幅器の出
   力をパルス発生器から与えられるパルスによりデジタル
   信号に変換するＡＤコンバータと、このＡＤコンバータ
   の出力の転送を制御する操作スイツチと、前記転送され
   たデジタル信号に応じて計数を実行するデジタルカウン
   タと、デジタルカウンタの計数最大値の保持し、前記抵
   抗減衰器群の信号減衰量を制御するラツチ回路と、前記
   最大値を検出するためのコンパレータを具備し、前記操
   作スイツチが設定状態においては前記アナログ信号伝送
   路の入力信号が基準レベルを越えるレベルのうち最大値
   を検出し、前記最大値に対応して前記抵抗減衰器群の減
   衰量を制御し、前記操作スイツチが保持状態においては
   前記設定状態での最終設定値を維持するように構成した
   ことを特徴とする自動レベル設定装置。 ２ 基準レベル発生器は複数種類の基準レベルを発生し
   、かつスイツチの切換えにより、それらの基準レベルの
   一つが選択されて使用されるように構成されていること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の自動レベル設
   定装置。 ３ スイツチは、録音時のバイアス電流およびイコライ
   ザーを磁気テープの種類によつて切換える機能を有する
   テープデツキにおけるテープ種類セレクタと連動するよ
   うに構成されていることを特徴とする特許請求の範囲第
   ２項記載の自動レベル設定装置。