JPS6155840B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はレコードプレーヤ、テープレコーダ、
ステレオ受信機などの音響信号再生装置、とくに
ステレオ信号を２つのスピーカで再生する場合に
ステレオ効果を大きくしたり、自然音に聞えるよ
うにするための音響信号再生装置に係り、その目
的とするところは用いる遅延回路を簡単な構成で
低コストに実現することのできる音響信号再生装
置を提供するものである。

一般に２つのスピーカ間隔が狭くともステレオ
音をワイド化してステレオ効果を高めるためには
第１図に示すように、ステレオ信号の左信号Ｌと
右信号Ｒを端子１，２から信号伝送系３，４に加
えると共に位相反転回路５，６に加え、その後に
位相シフト回路７，８に加える。そして、位相シ
フト回路７，８の出力を互いに他の信号経路に加
えると Ｌ−Ｋ（φＲ） ………(1) Ｒ−Ｋ（φＬ） ………(2) Ｋ：は定数、 φは位相シフト角度 (1)，(2)式の信号となり、これを増幅器１１，１２
で増幅してスピーカ１３，１４で再生器を鳴ら
し、スピーカ１３，１４の間隔が狭い場合でもス
テレオ効果を大きくするようにしていた。

第２図は本発明の音響信号再生装置を説明する
ためのブロツクダイヤグラムであり、ステレオ信
号Ｌ，Ｒは端子１，２から各々の信号経路３，４
に加えると共に左右信号の差信号発生回路１５に
加え、差信号発生回路１５で（左−右）信号即ち
（Ｌ−Ｒ）信号を作り、遅延回路１６にこの差信
号を加えて信号を一定の遅延時間だけ遅らせ、こ
の遅延回路１６の出力を位相反転信号発生回路１
７に加え互い逆位相の差信号１８，１９を取り出
す。このときの信号は Ｋ（Ｌ−Ｒ）ｍ ………(3) Ｋ（Ｒ−Ｌ）ｍ ………(4) であり、ここでＫは定数、ｍは遅延回路１６で一
定時間遅れた信号を作つた時の遅延時間である。
この互に逆位相の差信号１８，１９即ち(3)，(4)式
の信号を、各々の信号伝送経に次のように加え
る。

Ｌ＋Ｋ（Ｌ−Ｒ）ｍ ………(5) Ｒ＋Ｋ（Ｒ−Ｌ）ｍ ………(6) この(5)，(6)式は次のように書きなおされ （Ｌ＋KLm）−KRm ……(7) （Ｒ＋KRm）−KLm ……(8) 増幅器１１，１２で増幅され、スピーカ１３から
は(5)，(7)式の信号を鳴らし、スピーカ１４からは
(6)，(8)式の信号を鳴らすように動作する。このと
きの状態を第３図を用いて説明する。この式で遅
延時間ｍのない場合について説明すると （Ｌ＋KL）−KR ………(9) （Ｒ＋KR）−KL ………(10) となり、Ｋを0.5とし、Ａ点で聞くとすると、左
スピーカの信号は図のように（Ｌ＋KL）と （−KR）は逆方向のベクトルとなり、右スピーカ
の信号は図のように（Ｒ＋KR）と（−KL）は逆
方向のベクトルとなる。そこでＬ信号のみとＲ信
号のみのベクトルを合成するとL′，R′のような
信号となり、あたかもスピーカが４１，４２から
聞えるように感じる。そして左スピーカに左信号
と単なる右信号の逆位相信号を加え右スピーカに
右信号と単なる左信号の逆位相信号を加ただけの
場合には反発した感じがあり、不自然な音とな
る。そのために第４図に示すように人がＡ点で聞
く場合に左スピーカの音は左耳よりも右耳の方が
遅れて聞える。逆に右スピーカの音は右耳よりも
左耳の方が遅れて聞える。しかし今までの説明の
ように左スピーカより右の逆相の音が出ると左耳
の達する音は実際の音よりも早く聞えることにな
るためである。逆のスピーカの場合も同様であ
る。そのために逆相成分が一定時間遅れて聞える
ように第２図の遅延回路１６で信号を遅らせてい
る。即ち第２図に示すものにより、(5)，(6)，(7)，
(8)式に示す信号は差信号を一定時間遅らせている
ので自然に聞えるのである。しかもスピーカが第
３図に示すように４１，４２にあるがごとくの虚
像の位置で音が聞え、ステレオ効果を大とするこ
とができるものである。この遅延時間はスピーカ
の間隔、及びスピーカと人との間隔で異なるが一
般には50〜数百マイクロ秒（μsec）である。そ
して、この遅延回路には今までBBDの遅延素子
を用いたりしているので高くつく欠点があつた。
この本発明ではこの遅延回路にコストの安い簡単
な構成のものを用いた。この本発明の一例を第５
図に示す。

この遅延回路１６について説明すると、差信号
はコンデンサ２２を介してトランジスタ２５のベ
ースに加える。するとトランジスタ２５のエミツ
タにはベースの信号と同位相の信号〔第６図ａ〕
が出力し、コレクタには逆位相〔第６図ｂ〕の信
号が出力する。そしてコンデンサ２８を通つた信
号は位相が進み、コンデンサ２８のインピーダン
スは１／ωｃ＝１／２πｃで示され （ｃはコンデンサ２８の容量、は周波数、ωは
角周波数）周波数が低い場合には１／ωｃが大きいた め逆位相信号から進んだ信号が小さく、抵抗２９
を通つた信号が大きいので第６図ｄのように少し
遅れた信号でほとんど同位相の信号が端子４０に
出力し、１／ωｃ＝Ｒのとき第６図ｃのように90度遅 れた信号となる。さらに周波数が高くなるとコン
デンサ２８を通つた信号が大きくなり、抵抗２９
を通つた信号が小さくなるので第６図ｂとｆの間
の信号ｇとなり、大きく遅れた信号となる。

この第６図のベクトル図を式で示すと位相角θ
はコレクタのみの信号と考えると エミツタのみの信号を考えると θ_２＝tan^-1−ωCR これを合成すると θ＝tan^-1−２ωＣＲ／１−（ωＣＲ）^２ で示される。しかし、これを遅延時間になおすと で示される。ここでコンデンサ２８を0.015μ
Ｆ、抵抗２９を4.7KΩとすると（抵抗２６，２
７は約470Ω）、遅延回路１６の遅延時間は第７図
の曲線ａに示すように１〜2KHz以下は約100μ
secの遅延時間となり、ステレオ効果が大で自然
な動作をさせることができる。そして、従来
BBDで構成した遅延回路等では本発明の第５図
のコストの10〜数十倍のコストが必要であり、本
発明の第６図の構成であると非常に安く出来る特
徴を持つている。

この第５図のトランジスタ２５のベースに左右
の信号の差信号を加えると前述のようにエミツタ
の信号とコレクタの信号は丁度逆位相である。即
ちトランジスタ２５のベースに（Ｌ−Ｒ）の信号
を加えると、トランジスタ２５のエミツタには （Ｌ−Ｒ）信号を出力し、コレクタには（Ｒ−
Ｌ）の信号を出力することになる。逆にトランジ
スタ２５のベースに（Ｒ−Ｌ）信号を加えると、
エミツタに（Ｒ−Ｌ）信号、コレクタに（Ｌ−
Ｒ）信号を出力する。そのためこの第５図の遅延
回路を信号的に説明すると、コンデンサ２８の一
方と抵抗２９の一方には差信号の逆位相信号を加
え、コンデンサ２８の他方と抵抗２９の他方の接
続点より50〜数百マイクロ秒の遅延した信号を取
り出したことになる。

第９図は本発明の他の実施例を示し、第１の差
信号発生回路１５で（Ｌ−Ｒ）信号を作り、第２
の差信号発生回路１５０で（Ｒ−Ｌ）信号を作
り、（Ｌ−Ｒ）信号を抵抗２９０に加え、（Ｒ−
Ｌ）の信号をコンデンサ２８０に加える。そして
抵抗２９０とコンデンサ２８０の接続点には第５
図と同様な遅延信号を取り出すことができる。こ
の遅延された信号は位相反転信号発生回路１７に
より逆位相関係の出力信号１８，１９を作り各々
信号伝送経路３，４の出力端２０，２１に加えて
いる。この方法も第２図と同様に動作する。

第１０図ａは他の実施例を示し、左右信号から
の第１の差信号発生回路１５で（Ｌ−Ｒ）信号を
作るとすると第２の差信号発生回路１５０では
（Ｒ−Ｌ）の信号を作り、各々第５図と同一の遅
延回路１６に信号を加えこの各々の遅延回路の出
力信号を各々の信号系の出力端２０，２１に加え
る方法である。この時も同様に端子２０には(5)，
(7)式の信号を作り、端子２１には(6)，(8)式の信号
を作ることになり、第２図、第５図、第９図と同
じ動作をすることができる。

第８図は参考までに位相反転信号発生回路の一
例で、トランジスタ３４のベースに加えられた信
号はエミツタより同相の信号１９が取り出され、
コレクタより位相反転の信号１８が取り出される
ものが一般に用いられる。トランジスタ３４のエ
ミツタの信号はトランジスタ３４のベースの信号
と同相のためエミツタから信号を取り出す代わり
にトランジスタ３４のベースの信号、即ち第２図
の遅延回路１６の出力信号を用いてもよい。この
とき第１０図ｂのように、差信号発生回路１５の
出力信号（Ｌ−Ｒ）を位相反転回路１７０で位相
反転して（Ｒ−Ｌ）信号を作り、差信号発生回路
１５の出力をそのまま一方の遅延回路１６に加え
他方の遅延回路１６には位相反転回路１７０の出
力を加え各々の遅延回路１６の出力信号を各々の
信号伝送経路の端子２０，２１に加えても同様に
動作する。また第１１図には他の実施例を示し、
左、右の信号は端子１，２から信号伝送経路３，
４に加えると共に左右信号の差信号発生回路１５
に加えて差信号を作り、この差信号（Ｌ−Ｒ）を
第５図と同一の第１の遅延回路１６０に加えこの
遅延回路１６０の出力を一方の伝送系の点２０に
加え、差信号発生回路１５の出力は第２の遅延回
路１８０に加える。この遅延回路１８０は第５図
の遅延回路と異る点はコレクタ信号とエミツタ信
号の取り出し方が異る。それは丁度端子１６９の
信号と逆位相の信号を端子１８９より取り出すよ
うにしている。抵抗１８６にはトランジスタ１８
４のベースの信号よりも逆位相信号を加え、コン
デンサ１８７にはベース信号と同位相の信号を加
えているので第６図のｄ，ｅ，ｆの信号に対応す
る信号は第１２図のd′，e′，f′の信号となり、第
６図のｄ，ｅ，ｆの信号とほぼ逆位相の信号とな
る。そのため端子２０には(5)，(7)式の信号を出力
し、端子２１には(6)，(8)式の信号を出力し、第２
図と同じ動作をする。

また、第２図の場合に遅延回路１６の代りに第
１１図の遅延回路１８０を用い、逆位相の遅延信
号を取出すことにより位相反転信号発生回路の出
力を逆に加える方法や、差信号発生回路１５が
（Ｌ−Ｒ）信号である場合には（Ｒ−Ｌ）に変え
て加えるか、差信号発生回路１５が（Ｒ−Ｌ）信
号である場合には（Ｌ−Ｒ）信号に変えて加える
と同様な信号を端子２０，２１に取り出すことが
できる。

第１３図には第２図、第５図、第６図の遅延回
路１６と位相反転信号発生回路を同時に行う方法
の一実施例を示す。これは第５図の遅延回路１６
にコンデンサ４４と抵抗４３を追加したものであ
る。即ち第１１図の１６０と１８０の遅延回路の
動作を１つのトランジスタで行うようにしたもの
である。前述のように端子４０からは100〜数百
マイクロ秒遅れた信号を取り出す。端子４５から
は第１１図の遅延回路１８０の動作と同じで端子
１４０とほぼ逆位相の信号を取り出すことができ
る。抵抗４３にはベースの信号よりも逆位相の信
号が加わり、コンデンサ４４にはベースの信号と
同位相の信号を加えているので第１４図d′，e′，
f′となり第１２図と同様に第６図のｄ，ｅ，ｆの
信号とほぼ逆位相の信号を取り出すことができ
る。そのため第１３図は第５図の遅延回路と第８
図の位相反転信号発生回路の動作を同時に行うこ
とができる。また第１１図の遅延回路１６０と１
８０を第１３図の１つの遅延回路にすることがで
きる。

この第１３図の動作を信号的に述べる。トラン
ジスタ２５のベースに左右の差信号を加えると、
エミツタとコレクタは丁度逆位相関係の差信号を
出力し、差信号の逆位相信号間にコンデンサ２８
と抵抗２９を接続してこの抵抗２９とコンデンサ
２８の接続点より第１の遅延信号を取り出し、該
差信号の逆位相信号間にコンデンサ４４と抵抗４
３を接続し、このコンデンサ４４と抵抗４３の接
続点より第２の遅延信号を取り出し第１と第２の
遅延信号はほぼ逆位相関係な信号である。

第１５図に第１３図の遅延回路と位相反転信号
発生回路を兼用する回路４６を用いた実際の回路
を示す。Ｌ，Ｒの信号は端子１，２からトランジ
スタ増幅器５０，５４のベースに加え、コレクタ
より各々の信号を取り出す。そして抵抗５８、コ
ンデンサ５７は一方の伝送経路、コンデンサ５９
と抵抗６０は他方の伝送経路でありＬ信号はコン
デンサ５９を介してトランジスタ６２のベースに
加え、トランジスタ６２により位相反転した信号
をコレクタより取り出し、コンデンサ６６と抵抗
６７を介して遅延回路及び位相反転信号発生回路
４６内のトランジスタ２５のベースに加える。一
方トランジスタ５４のコレクタ信号をコンデンサ
７０と抵抗６９を介してトランジスタ２５のベー
スに加える。そのためトランジスタ２５のベース
信号は（Ｒ−Ｌ）の左右の信号の差信号を作る。
そして遅延回路兼位相反転信号発生回路４６で信
号を遅延させ各々の位相が反対の信号を取り出
し、一方はコンデンサ７２と抵抗７１を介して抵
抗５８から来た左信号に加えて(5)−(8)式の Ｌ＋Ｋ（Ｌ−Ｒ）ｍ＝（Ｌ＋KLm）−KRm Ｒ＋Ｋ（Ｒ−Ｌ）ｍ＝（Ｒ＋KRm）−KLm を作る。このときコンデンサ７５，７６は差信号
の高域減衰保証用のコンデンサである。例えば
100μsecの遅れを遅延回路で作つたとすると低い
周波数では逆相信号成分はほとんど逆位相である
から5KHzになると5KHzの周期は200μsecで
100sec遅らすと180度変化することになり逆相成
分は5KHzで同位相となるため、実際の音を聞く
と高音が出たように感ずるためコンデンサ７５，
７６で減衰させている。（第５図、第９図の遅延
回路の出力レベルは10KHz以下ではほとんどフラ
ツトである。）第５図の遅延回路を用いた場合も
端子４０とアースの間にコンデンサーを入れて高
域を減衰させると実際に聞いたときに自然に聞く
ことができる。

第１６図でスイツチ７９，８０，８１を反対側
にすると差信号が加わらないので普通のステレオ
信号を再生するように動作する。抵抗７７，７８
はレベル調整用である。スイツチ８１は普通のス
テレオのときＬ信号がトランジスタ６２を介し抵
抗６７を通して抵抗６９、コンデンサ７０と逆流
して他チヤンネルにＬ信号が漏れるのを防ぐため
抵抗６７と６９の間を交流的にシヨートしてい
る。このときトランジスタ６２を遮断状態にして
もよい。第１５図のスイツチ７９，８３，８１が
Ｉ側のときも反対の信号が漏れるため抵抗５１，
５５の値を小さくして逆流を少なくすることが考
えられる。しかし、さらによい方法は、第１６図
のように第１５図の抵抗６９の信号系トランジス
タ８７を設けてバツフアーとして動作させてもよ
い。このときはスイツチ８１はなくてもよくな
る。

第１７図に第２図の差信号発生回路１５と遅延
信号発生回路１６と位相反転信号発生回路１７の
動作をするものを示す。

Ｌ，Ｒ信号を端子１，２から信号伝送経路３，
４に加えると共にトランジスタ２０９と２１２の
ベースに加える。このトランジスタ２０９と２１
２のエミツタはコンデンサ２１１を交流的に接続
されているのでトランジスタ２０９のベースにＬ
信号を加えた場合を考えるとトランジスタ２０９
のコレクタは（−Ｌ）信号、トランジスタ２０９
のエミツタとトランジスタ２１２のエミツタはＬ
信号、トランジスタ２１２のエミツタにＬ信号が
加わるためコレクタはＬ信号となる。一方トラン
ジスタ２１２のベースにＲ信号を加えるとトラン
ジスタ２１２のコレクタは（−Ｒ）信号、トラン
ジスタ２１２のエミツタとトランジスタ２０９の
エミツタとコレクタはＲ信号となる。このように
トランジスタ２０９と２１２のベースにＬ信号と
Ｒ信号が入つているため、トランジスタ２０９の
コレクタには（Ｒ−Ｌ）信号と出力し、トランジ
スタ２１２のコレクタには（Ｌ−Ｒ）信号を出力
する。即ちトランジスタ２０９と２１２のコレク
タには差信号の逆位相関係の信号を出力してい
る。そのため前述と同様にこの差信号の逆位相関
係の信号間であるトランジスタ２０９のコレクタ
とトランジスタ２１２のコレクタ間にコンデンサ
２０７と抵抗２０８を接続してこの接続点よりス
イツチ７９と抵抗２１８を介して一方の信号伝送
経路の端子２０に加え、誤差信号の逆位相関係の
信号間であるトランジスタ２０９，２１２のコレ
クタ間に抵抗２０５とコンデンサ２０６を接続し
この接続点よりスイツチ８０と抵抗２１９を介し
て他の信号伝送経路２１に加えている。このた
め、この端子２０，２１には(5)，(6)，(7)，(8)式に
示す信号を作ることができる。このときコンデン
サ２２０，２２１は前述の第１５図に示すコンデ
ンサ７５，７６と同様に実際に音を聞いた場合の
高音を減衰させるためのコンデンサである。この
ような方法であると、第２図の差信号発生回路１
５、遅延信号発生回路１６、位相反転信号発生回
路１７の回路を第１７図の点線２００内のトラン
ジスタ２個を用いて構成することができる。

さらに第１７図のスイツチ７９，８０を側に
したときに各信号伝送経路に信号が活することが
ないので第１５図のようにスイツチ８１を設ける
必要がない。しかも第１６図のようにトランジス
タ８７を追加する必要もなくなり簡単な構成とす
ることが出来るものである。

また第１７図の点線内２００を第１８図のよう
にトランジスタ２０９，２１２のエミツタを直流
的に結合した方法であつても同様に動作する。

以上説明したように本発明によれば、簡単な構
成であつてステレオ効果を大とし、自然な音とし
て聞くことができる音響信号再生装置を提供する
ことができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の音響信号再生装置のブロツク
図、第２図は本発明の音響信号発生装置の一実施
例を示すブロツク図、第３図、第４図は同装置の
動作説明図、第５図は同装置に用いる遅延回路の
１例を示す回路結線図、第６図、第７図は同回路
の動作説明図、第８図は同装置に用いる位相反転
回路の１例を示す回路結線図、第９図、第１０図
ａ，ｂ、第１１図は本発明の音響信号発生装置の
他の実施例を示すブロツク図、第１２図は第１１
図の動作説明図、第１３図は本発明の音響信号発
生装置に用いる位相反転兼遅延回路の１例を示す
回路結線図、第１４図はその動作説明図、第１５
図、第１６図、第１７図は本発明の音響信号再生
装置の他の実施例を示す回路結線図、第１８図は
同装置の要部の変形例を示す回路結線図である。 ３，４……信号伝送経路、１５，１５０……差
信号発生回路、１６，１６……遅延回路、１７，
１７０……位相反転信号発生回路、２８，２８
０，１６６，１８７，２０６，２０７……コンデ
ンサ、２９，２９０，１６７，１８６，２０１，
２０８……抵抗、４６……遅延兼位相反転信号発
生回路、２００……差信号発生兼遅延兼位相反転
信号発生回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ステレオ信号を伝送するための２つの信号伝
   送経路を有し、これら２つの信号伝送経路からの
   左右の信号にもとずいて互いに逆位相関係の差信
   号を作り、これらの逆位相関係の差信号のうち一
   方の差信号を抵抗の一方に加えると共に他方の差
   信号をコンデンサの一方に加え、上記抵抗の他方
   からの信号とコンデンサの他方からの信号とを加
   えた遅延信号を取出し、この遅延信号を上記２つ
   の信号伝送経路の少なくとも一方に加えるように
   したことを特徴とする音響信号再生装置。 ２ 遅延手段は２つの信号伝送経路からの左右の
   信号にもとづいて作成した差信号がベースに加え
   られるトランジスタのエミツタ又はコレクタにコ
   ンデンサの一方を接続し、上記トランジスタのコ
   レクタ又はエミツタに抵抗の一方を接続し、上記
   コンデンサの他方から取り出した信号と抵抗の他
   方からの信号とを互に加算し、この加算信号を遅
   延信号として取出すように構成したことを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の音響信号再生装
   置。 ３ ステレオ信号を伝送するための２つの信号伝
   送経路を有し、これら２つの信号伝送経路からの
   第１と第２信号にもとづいて互いに逆位相関係の
   差信号を作り、これら逆位相関係の差信号のうち
   一方の差信号を第１の抵抗の一方と第２のコンデ
   ンサの一方に加え、他方の差信号を第２の抵抗の
   一方と第１のコンデンサの一方に加え、上記第１
   の抵抗と第１のコンデンサの他方からの信号を加
   算した信号を第１の遅延信号として取出すと共に
   上記第２の抵抗の他方と第２のコンデンサの他方
   からの信号を加算した信号を第２の遅延信号とし
   て取出し、これら第１、第２の遅延信号を上記信
   号伝送経路にそれぞれ加えるようにしたことを特
   徴とする音響信号再生装置。 ４ 遅延手段は２つの信号伝送経路からの左右の
   信号にもとづいて作成した差信号がベースに加え
   られるトランジスタのエミツタに第１のコンデン
   サの一方を、コレクタに第１の抵抗の一方をそれ
   ぞれ接続して上記第１のコンデンサの他方と上記
   第１の抵抗の他方からの信号を加算した信号を第
   １の遅延信号として取出し、一方上記トランジス
   タのエミツタに第２の抵抗の一方を、コレクタに
   第２のコンデンサの一方をそれぞれ接続して上記
   第２の抵抗の他方と上記第２のコンデンサの他方
   からの信号を加算した信号を第２の遅延信号とし
   て取出すように構成したことを特徴とする特許請
   求の範囲第３項記載の音響信号再生装置。 ５ 遅延手段は２つの信号伝送経路からの左右の
   信号がおのおのベースに加えられると共にエミツ
   タが直流的又は交流的に結合された第１、第２の
   トランジスタを含んでなり、上記第１のトランジ
   スタのコレクタに第１の抵抗と第２のコンデンサ
   の一方をそれぞれ接続し、上記第２のトランジス
   タのコレクタに第２の抵抗と第１のコンデンサの
   一方をそれぞれ接続し、上記第１の抵抗と上記第
   １のコンデンサの他方からの信号を加算した信号
   を第１の遅延信号として取出し、上記第２の抵抗
   と上記第２のコンデンサの他方からの信号を加算
   した信号を第２の遅延信号として取出すように構
   成したことを特徴とする特許請求の範囲第３項記
   載の音響信号再生装置。