JPS61116414A - 可変エンフアシス回路 - Google Patents

可変エンフアシス回路

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JPS61116414A
JPS61116414A JP59218238A JP21823884A JPS61116414A JP S61116414 A JPS61116414 A JP S61116414A JP 59218238 A JP59218238 A JP 59218238A JP 21823884 A JP21823884 A JP 21823884A JP S61116414 A JPS61116414 A JP S61116414A
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  • Tone Control, Compression And Expansion, Limiting Amplitude (AREA)
  • Reduction Or Emphasis Of Bandwidth Of Signals (AREA)

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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、信号対雑音比を改善するノイズリダクショ
ン装置等に好適な可変エンファシス回路に関するもので
ある。
〔従来の技術〕
ノイズリダクション装置は、信号対雑比を改善する際に
各種の信号処理回路で慣用されているものであるが、特
に、FM放送や、テレビ放送の音声多重化において重要
性が高い。
例えば、第5図は米国におけるTV音声多重方式の周波
数スペクトラムを示したもので、ベースバンドにはステ
レオの第1音声信号である和信号L+Rを、また、ステ
レオの第2音声信号である差信号L−Rは2f、(f、
は周波数)を搬送波とするAM変調信号として送信され
ている。
そして、第3の音声信号として、さらに5f。
を搬送波とするFM変調波が送信される。
このような音声の多重化によると、特に、弱電界地域に
おいてステレオの差信号L−R、およびFM変調された
第3の音声信号の信号対雑比が劣化するので、これらの
信号に対してノイズリダクション装置をつけることが要
請される。
第6図はかかるノイズリダクション装置のブロック図を
示したもので、10は音声信号のダイナミックレンジを
圧縮して送信する際の圧縮回路系、20は受信した信号
を伸長することによって元の音声信号に復元する伸長回
路系を示している。入力端子1に供給された音声信号は
、まず、固定エンファシス回路2において雑音成分の高
い高域をあらかじめ増強しておき、電圧制御可変利得増
幅器3(以下、VCAという)に入力する。
4.5はVCA3の利得を制御するバンドパスフィルタ
、および実効値検出回路を示し、信号のダイナミックレ
ンジが大きいときはVCA3を制御して圧縮するもので
ある。6は可変エンファシス回路で後述するように高域
の利得のみを制御する。7.8は前記可変エンファシス
回路6を制御する信号を発生する高域周波数のバンドパ
スフィルタと、実効値検出回路、9は出力端子である。
同様に、受信側の伸長回路系20にも入力端子11、T
il[エンファシス回路12.バンドパスフィルタ13
.実効値検出回路14.バンドパスフィルタ16.実効
値検出回路17.固定エンファシス回路18.出力端子
]9が設けられていかかるノイズリダクション装置では
、圧縮回路系10でプリエンファシスされた信号を受信
側の伸長回路系20でデエンファシス処理して元の信号
に復元し、よく知られているようにS/N比を改善する
。そのため、圧縮回路側のバンドパスフィルタ5.8と
、伸長回路側のバンドパスフィルタ13,16、および
圧縮回路側の実効値検出回路4,7と、伸長回路側の実
効値検出回路14゜17は同一の特性を持つ必要がある
。そして、圧縮回路側のVCA3と、伸長回路側のVC
A15、および圧縮回路側の可変エンファシス回路6の
特性と、伸長回路側の可変エンファシス回路12の特性
は逆の伝達特性を持つことが必要になる。
このノイズリダクション装置は、可変エンファシス回路
6が圧縮回路側では小信号レベル時に高域をより強調し
、大信号レベル時には高域を減衰するように動作するの
で、小信号入力時に高域の雑音を抑圧し、大信号入力時
には、高域飽和を避けることができ、単なる利得制御の
ノイズリダクション方式に比較して、雑音の抑圧効果は
高くなるという4寺徴がある。
第7図は従来の可変エンファシス回路6(12)の原理
図を示したもので、21は入力端子、22は第1の重み
づけ回路で、高域周波数成分を強調する回路、23.2
6は加算回路である。
24はVCAであり、制御端子25からの信号によって
利得Aを可変とするものである。27は第2の重みづけ
回路で、前記第1の重みづけ回路22と逆の伝達特性を
もつ回路で構成されている。
なお、28は出力端子を示す。
この回路で第1の重みづけ回路22の伝達特性なT(s
)、第2の重みづけ回路27の伝達特性を1/T(s)
 とすると、VCA24の利得Aに対して入力−出力間
の伝達関数H(s)は、となる。
直流が単位利得の高域強調特性とすると、と表わされる
すなわち、A=1のときは、 H(s)=1 A=Oのときは、 A−(1)のときは、 となり、第8図に示すように、VCA24の利得Aによ
って周波数特性が変化する可変エンファシス回路が構成
される。
また、利得Aは、制御電圧(Vc )によって変化させ
ることができ、利得1/Aのとき逆の伝達関数H(s)
’が得られる。
第9図はこのような可変エンファシス回路例を集積回路
内に形成する場合を示したもので、31は集積基板、3
2は集積基板31内に構成されている電流入力、電流出
力のVCAである。33は同じく演算増幅器の部分を示
し、34は可変エンファシス入力端子、35はその出力
端子である。
〔発明が解決しようとする問題点〕
ところで、集積回路の拡散抵抗は、一般に絶対値精度か
悪く温度依存性が大きいため、正確な時定数回路等をI
C回路で構成することは好ましくない。
そこで、第7図の第1.第2の重みづけ回路22.27
は外付けされた抵抗R,,R2。
R3、R4およびコンデンサC,,C2で構成され、そ
れぞれの回路の入力と出力は、抵抗R5vR6を介して
ループ状に接続され可変エンファシス回路6(12)が
構成されている。
そのため、この回路では外信部品および外信けのための
接続ピン(PI〜P4)が多くなり回路の大形化、コス
トアップを招いてIC化のメリットがなくなるという問
題がある。
この発明は、かかる問題を解消するためになされたもの
で、可変エンファシス回路において2つの重みづけ回路
を1個の積分回路で具体化できるように構成し、外信ピ
ン、および外部接続部品が少なくなるようにするととも
に、精度の高い可変エンファシス回路を提供するもので
ある。
〔問題点を解決するための手段〕
入力信号が供給されている演算増幅器と、高域の利得を
一定にするために零を含む積分出力が得られる変形積分
器と、前記演算増幅器の出力信号をに、および(1−K
)倍に分配する分配回路とを設け、前記演算増幅器の入
力側に変形積分器の出力と、1−に倍された前記演算増
幅器の出力を帰還するように構成し、出力信号はに倍さ
れた前記演算増幅器の出力と前記変形積分器の出力によ
って形成する。
〔作用〕
分配回路に供給する制御電圧を高域の信号の実効値レベ
ルに対応してコントロールし、KをO〜lの範囲で変化
させると、高域減衰から高域強調の特性が連続的に得ら
れる可変エンファシス回路となる。
変形積分器は特定数を設定する素子が少なくなり、外付
部品と外信ピンが少なくなるのでIC化が容易になり、
かつ、精度の高いものが得られる。
〔実施例〕
第1図はこの発明の可変エンファシス回路をブロック図
としたもので、41は入力端子、42は入力加算器、4
3は演算増幅器、44は高域利得を一定にするように零
を持たせた変形積分器、45.46は利得(電流)が相
互に1−に、およびKとなるように制御端子47の制御
電圧でコントロールされる分配回路、48は出力加算器
、49は出力端子である。
この回路は、前記変形積分器44の伝達関数出力間の伝
達関数は、 この伝達関数H’ (s)は、前述した第7図の伝達関
数H(s)  (第(2)式)と次の条件が満たされた
とき等価な特性を有する。
すなわち、この発明の分配回路45.46の分配係数K
をO〜1の範囲にとり、 とおくと、前記第(3)式は、 ・・・・・・・・・・・・(5) と変形することができる。この第(5)式と前記第(2
)式を対比すると、 ■ 前記第7図の重みづけ回路22(27)における伝
達関数T(s)の零の角周波数ω。を変形積分器44の
零の角周波数ω。と等しく設定す■ 同様に伝達関数T
 (s)のω0/ωpとl十mを等しく設定する。
■ K=A/l+Aの関係を維持する。
ことにより、伝達関数H(s)とH’ (s)は等しく
なり、従来の可変エンファシス回路6(12)と同一の
特性が得られる。
以下、この発明の各ブロックの説明を行う。
分配回路45.46は第2図に示すようなトランジスタ
回路によって実現できる。
エミッタ共通のトランジスタQ+  + Q2 (7)
ヘースに制御電圧Vcを加えたときに流れる共通エミッ
タ電流をIO1各トランジスタQl、Q2のコレクタ電
流をI、、I、とすると、 であることが知られている(但し、VTは熱電圧で、V
T = kT/qである)。
この第(8)、(7)式で、exp (Vc /VT 
) −Aとおくと、 I、  −I。・A/l+A=I0 ・K   ・・・
(8)■2−I0/1モA−I o ”  (1−K)
 ・・・(9)となり、分配回路45.46で要求され
る特性と適合する。
次に、変形積分器44の一例を第3図(a)に示す。こ
の回路で51は入力端子、52は変換係数Gmの電圧−
電流変換器、53は係数比17 mの係数器、54は積
分コンデンサ、55は加算器、56は出力端子である。
この実施例では電圧−電流変換器52と、積分コンデン
サ54からなる積分回路に、係数器53を通る信号を加
算することによって零を持つ変形積分回路が構成されて
いる。
そして、その伝達関数T (s)は、 で与えられる。
第3図(b)は変形積分器44の他の実施例を示すブロ
ック図で、第3図(a)の係数器53の代わりに積分コ
ンデンサ54に直列に抵抗57が入れである。
この実施例の伝達関数T(s)は、 となる。
Gm*r=17mに選ぶと、第Cl0)式と第(11)
式は同一となり、同一の伝達関数をもつことになる。
この実施例ではIC化の際に積分コンデンサ54と抵抗
57を外付けによって構成することが望ましく、第3図
(a)の場合に比較して外付部品数が多くなるが、集積
回路内の構成は簡略化されるというメリットがある。
以北の説明から理解できるように、この発明の可変エン
ファシス回路は、分配係数KをO〜1に変化させること
によって、従来の可変エンファシス回路と同様にA=O
,A=■に変化したときの伝達特性(第8図)と同一の
ものが得られる。
このとき、従来の回路と同様な高域減衰と高域強調が、
分配係数にと、に−1で対称特性(従来の場合はAとl
 /A)となり、その特徴が失われることがない。
第4図はこの発明の可変エンファシス回路の具体的な回
路例を示したもので、一点釦線61の内部が集積化され
た回路を示す。
62は入力端子で、入力信号は抵抗63で電流変換され
演算増幅器64の反転入力に接続されている。この演算
増幅器64の出力は電圧−電流変換器(52)を構成す
る差動増幅器65と分配回路(45,46)を構成する
差動増幅器66を駆動する。差動増幅器65は電流ミラ
ー回路67および抵抗68.キャパシタ69とともに前
述した変形積分器(44)を構成している。そして、そ
の出力はエミッタホロワ70から取り出され、抵抗71
により電流変換され、前記演算増幅器64の反転入力に
帰還される。また、抵抗72によって電流変換され、他
の演算増幅器73の反転入力に加えられる。
この演算増幅器73は出力側の加算器(48)であり、
加算された電流を電圧に変換する。
前記差動増幅器66の出力は、点線74で示すように2
組の電流分割回路に加えられ、これらは交流成分のみ取
り出すために2組の電流ミラー回路75.76を備えて
いる。この回路のノード77には(1−K)に対応する
分配比の出力電流が得られ、演算増幅器64の反転入力
端に加えられている。一方、ノード78にはKに対応す
る分配比の出力電流が得られ、演算増幅器73の反転入
力端子に入力される。79は制御電圧が印加される入力
端子である。
この入力端子79には前述した実効値検出回路7(14
)から得られる信号の振幅の対数に比例する制御電圧が
入力されることになる。
差動増幅器66に対するバイアス電流は電流ミラー回路
80を介して抵抗81によって与えられる。
一方、差動増幅器65のバイアス電流は電流ミラー回路
82を介して抵抗83によって与えられている。したが
って、差動増幅器65.66の伝達コンダクタンスの比
は抵抗81と83の比によって設定される。
ところで、集積回路内に形成されている抵抗71.72
.81は拡散抵抗であり絶対値のバラツキが大きく、温
度依存性もあるが、抵抗比はほぼ一定となる。しかし、
この実施例では外付けの精度の高い抵抗(83)とIC
内の抵抗81の比を伝達コンダクタンスの比に正確に反
映させ、抵抗71.72のバラツキの影響を補正するよ
うに構成することができる。
すなわち、抵抗71,72.および81の比が一定に保
たれていれば、これらの抵抗値、および温度依存性が回
路の特性に影響を与えないようにできる。
この発明の可変エンファシス回路の特性は分配回路46
のKが(1−K)のときに逆の伝達関数となるように働
く。
したがって、Kを(1−K)と入れ代えることによって
圧縮回路系10.および伸長回路系20の双方に利用で
きる。具体的には入力端子79の極性を逆にすればよい
〔発明の効果〕
以上説明したように、この発明の可変エンファシス回路
は、制御電圧によって高域減衰から高域強調を連続的に
変化させる特性をもったエンファシス回路が実現でき、
高域減衰と高域強調がKと(1−K)の値によって対称
特性となるように構成されるという特徴を保ちながらI
C化に際して外付は用の接続ビンが減少し、外付けすべ
き部品点数が減少するという利点がある。
そして、外付けの素子が少なくなっても回路特性が安定
であり、かつ、精度の高(ものが容易に得られるという
効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の可変エンファシス回路の原理を示す
ブロック図、第2図は電流分配回路の説明回路図、第3
図(a)、(b)は変形積分器の実施例を示すブロック
図、第4図はこの発明の可変エンファシス回路の具体的
な集積回路例を示す回路図、第5図は多重化音声信号の
一例を示す周波数スペクトラム図、第6図はノイズリダ
クション装置のブロック図、第7図は従来の可変エンフ
ァシス回路のブロック図、第8図は可変エンファシス特
性図、第9図は従来の可変エンファシスをIC回路で構
成するための説明図である。 図中、41は入力端子、42は入力加算器、43は演算
増幅器、44は変形積分器、45゜46は分配回路、4
7は制御端子、48は出力加算器、49は出力端子を示
す。 第1図 Vc 第2図 第3図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 入力信号が供給されている演算増幅器と、該演算増幅器
    から出力される第1の信号が入力されている変形積分器
    と、前記第1の信号を制御電圧によってに倍および1−
    K倍に分配する分配回路を設け、前記演算増幅器には前
    記1−K倍された第1の信号と、前記変形積分器から出
    力される第2の信号が帰還され、出力信号は前記第2の
    信号と、前記に倍された第1の信号によって形成される
    ように構成したことを特徴とする可変エンファシス回路
JP59218238A 1984-10-19 1984-10-19 可変エンフアシス回路 Expired - Lifetime JPH063857B2 (ja)

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JP59218238A JPH063857B2 (ja) 1984-10-19 1984-10-19 可変エンフアシス回路
CA000491865A CA1239876A (en) 1984-10-19 1985-09-30 Variable emphasis circuit
US06/782,974 US4629995A (en) 1984-10-19 1985-10-02 Variable emphasis circuit
DE8585307508T DE3581689D1 (de) 1984-10-19 1985-10-17 Variable anhebungsschaltung.
EP85307508A EP0178936B1 (en) 1984-10-19 1985-10-17 Variable emphasis circuit

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