JPS6218086B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、昭和47年特許願第24786号明細書に
記載した発明の改良に係る信号のダイナミツクレ
ンジを変更する回路に関するものである。

上記明細書に記載した回路は、入力信号に応答
して電圧駆動又は電流駆動される複数個の直列接
続インピーダンス回路網を用いる。それらの回路
網の少くとも１つにおける電圧又は電流から出力
信号を得るようにし、そしてそれらの回路網の少
くとも１つを周波数選択性回路網とすることによ
りダイナミツクレンジ変更（圧縮又は伸長）の行
われる限定された周波数帯域を定める。周波数選
択性回路網には、限定された周波数帯域内にある
信号成分のレベルの上昇に応答してこの限定され
た周波数帯域を狭くし上昇したレベルの成分を該
帯域から除外するようになつた可変回路が含まれ
る。この作用は後の説明から明らかとなるような
態様で圧縮器特性は伸長器特性を生じさせる。

上記明細書に記載した回路は比較的に複雑なイ
ンピーダンス回路網を用いるという欠点がある。

本発明の目的は、上記の欠点を除去し、インピ
ーダンス回路網として２つのリアクタンス性イン
ピーダンス（すなわち、２つのコンデンサかまた
は２つのインダクタ）および１つの抵抗回路網の
みしか必要としない比較的に簡単な構成の信号ダ
イナミツツクレンジ変更回路を提供することにあ
る。本発明による回路は安価なテープレコーダ等
の装置の雑音低減回路として設計しうる。

本発明は、電圧駆動か電流駆動かに応じて２つ
の類似形態の何れかの形で具体化できる回路の
内、電流駆動型のダイナミツクレンジ変更回路に
関する。

本発明に依れば、第１のリアクタンス性インピ
ーダンスから成る第１の回路と、前記第１のリア
クタンス性インピーダンスと同じ性質の第２のリ
アクタンス性インピーダンスと及び該第２のリア
クタンス性インピーダンスと並列の可変抵抗回路
とから成る第２の回路であつて、該第２の回路と
前記第１の回路とは入力端子と交流基準電位点と
の間に並列に接続されて分流器を形成すること、
前記第１の回路及び前記第２の回路一方を流れる
電流に従つて出力信号を発生する出力回路であつ
て、前記出力信号は応答遷移部分を有する棚状周
波数特性を有すること、前記第２の回路を流れる
電流に応答して該電流が変化するとき前記可変抵
抗回路の値を変化させ、それによつて該電流の上
昇につれ前記棚状周波数特性の前記応答遷移部分
が高周波数へ又は低周波数へシフトするようにす
る制御回路と、から成る信号のダイナミツクレン
ジ変更回路が提供される。

以下添付図面を参照して本発明を詳細に説明す
る。尚、説明の都合上電圧駆動型のダイナミツク
レンジ変更回路（本発明の実施例ではない）につ
いて第１図および第２図を参照して説明した後、
本発明の実施例である電流駆動型のダイナミツク
レンジ変更回路について第３図および第４図を参
照して説明する。

第１図は、或る周波数より高い周波数の信号に
対して使用する高周波圧縮器（例えば、ヒス雑音
低減装置の一部）、又は或る周波数より低い周波
数の信号に対して作用する低周波伸長器（例え
ば、ランブル雑音低減装置の一部）として作動さ
せることができる電圧駆動型の信号ダイナミツク
レンジ変更回路を示す。図示回路において、第１
及び第２のリアクタンス性インピーダンスはそれ
ぞれコンデンサＣ１及びＣ２であり、直列抵抗回
路網は可変抵抗Ｒ１からなる。制御回路CCは、
可変抵抗Ｒ１の端子間電圧を検出し、線CSへ整
流・平滑した制御信号を与え、この信号が可変抵
抗Ｒ１の値を制御する。可変抵抗Ｒ１は、例え
ば、上記信号で制御されるトランジスタ、
FET、又はランプ照明を受ける感光抵抗であ
る。

第１図の回路の一般的動作を第１ａ図を参照し
て説明する。抵抗Ｒ１の値が大きいときのこの回
路の周波数応答特性を第１ａ図の実線で示す。こ
の応答特性が得られる理由は次の通りである。す
なわち、周波数が或る値より高いところでは、Ｃ
１とＣ２とＲ１との直列回路に加えられる電圧の
うちＣ２とＲ１の部分によつて分担される電圧が
大となるので出力は大きくなり、また周波数がそ
の或る値よりも低いところでは直列回路に加えら
れる電圧のうちＣ１によつて分担される電圧が大
となるので出力は小さくなり、そしてその或る値
の周波数付近では応答遷移部が生ずるからであ
る。このように、第１図の回路は、低周波部分と
該部分よりも10dBレベルが高い高周波部分とこ
れら部分をつなぐ応答遷移部とから成る棚状周波
数特性を有する。この実線で示した周波数応答特
性は、抵抗Ｒ１の減少に従い、１点鎖線で示した
特性を経て破線で示した特性へと変化し、応答遷
移部が高周波数側へシフトする。

第１図の回路を或る周波数より高い周波数の信
号に対して作用する高周波圧縮器として使用する
場合、抵抗Ｒ１の抵抗値はその端子間の平均電圧
の上昇につれ減少させられる。

例えば周波数ｆ（第１ａ図の縦の点線の周波
数）において、圧縮器動作は次のようにして与え
られる。

信号レベルが低いとき（例えば−30dB）に
は、可変抵抗Ｒ１の値は大きいのでＲ１とＣ２の
分担量は大きく、周波数ｆにおける振幅応答は高
くＰ１の位置にあり、その点で例えば10dBのブ
ースト（boost）がある。周波数ｆにおける信号
レベルが高いとき（例えば0dBの最高レベル）に
は、可変抵抗Ｒ１の値は小さいのでＲ１とＣ２の
分担量は小さく、応答遷移部は高周波数側にシフ
トして、周波数ｆにおける応答は低くＰ２の位置
に移り、この点におけるブーストは０となる。第
１ａ図に実線で示されるような場合と第１ａ図に
破線で示されるような場合との間の中間では特性
が漸進的に変化し、信号レベルの増大につれて、
10dBのブーストが与えられる位置が次第に高周
波数側へシフトする。信号レベルが低いところで
は10dBブーストを与えそして信号レベルが高い
ところではこの10dBブーストを与えることをせ
ず、しかも信号レベルが中間レベルにあるときは
与えるべきブースト量を信号レベルの増大につれ
て減らすと圧縮器特性が与えられるので、結局、
第１ａ図に示したような特性のシフトを行うと高
い周波数の信号に対する圧縮器動作が与えられ
る。

或る周波数より高い周波数の信号に対して圧縮
器として作用する第１図の回路は、高周波帯域に
おける雑音低減例えば高周波テープ雑音低減を行
うため後述する第２図の相補的な伸長器と組合わ
せて用いることができる。また、第１図の回路に
おいて、可変抵抗Ｒ１にはこれと並列に一定の抵
抗Ｒ２を接続でき、これによつて圧縮器作用の生
じる下限周波数（例えば1KHz）を設けることが
できる。

また、第１図の回路は、可変抵抗Ｒ１の抵抗値
をその両端電圧の上昇に応じて増大させるように
すれば、低い周波数の信号に対する低周波伸長器
として用いることができる。しかし、抵抗Ｒ１
は、小信号レベルにおいてですら、伸長器作用の
生ずる定まつた上限周波数（例えば数百Hz）を設
けるのに十分な値を有すべきである。この目的の
ため、必要ならば別の抵抗を抵抗Ｒ１と直列に設
けることもできる。この低周波伸長器の動作は次
の如くである。上限周波数より下の周波数ｆ（第
１ａ図の縦の点線の周波数）において、信号レベ
ルが低いとき抵抗Ｒ１の値は小さく、応答振幅は
Ｐ２の低い位置にあり、信号レベルがカツトされ
る。信号レベルが高くなると、抵抗Ｒ１の値は大
きくなり、応答振幅はＰ１の高い位置にあり、従
つて信号レベルはカツトされない。尚、中間の信
号レベルのときは中程度のカツトが行なわれるこ
とは明らかであろう。このようにして、低周波数
に対し伸長器作用を与えることができる。

第２図の回路は、第１図のコンデンサＣ１，Ｃ
２をインダクタＬ１，Ｌ２と置換えたものであ
り、この場合第１図実施例の選択的高域通過作用
が選択的低減通過作用に置換えられ、その結果第
２ａ図に示すような応答遷移部を有する棚状周波
数特性が得られる。従つて、第２図回路は、抵抗
Ｒ１の値が信号レベルの上昇につれ増大するよう
に制御されるとき高周波伸長器として使用でき、
また逆に抵抗Ｒ１の値が信号レベルの上昇につれ
減少するように制御されるとき低周波圧縮器とし
て使用できる。

第２図の回路を高周波伸長器として使用すると
き、その伸長器作用が生ずる下限周波数を設ける
ため抵抗Ｒ１と直列に別の抵抗を接続することが
できる。また、この回路を低周波圧縮器として使
用するとき、その圧縮作用が生ずる上限周波数を
設けるため抵抗Ｒ１と並列に一定の抵抗Ｒ２を接
続することができる。

以上に述べたように、第１図および第２図は分
圧の原理に基づいて動作する。

分流の原理に基づいて同様に動作する回路を構
成することもでき、その例を以下に示す。

第３図は分流の原理に基づいて動作する本発明
の１実施例の回路を示す。第３図は、２つの並列
インピーダンス枝路Ｚ１及びＺ２からなる一般型
回路を例示する。任意電流ｉが、電流源（又は直
列インピーダンスZSを介して電圧源）から回路
に供給され、２つの枝路へそれらの相対的インピ
ーダンス値に応じて分流される。枝路電流i₁，i₂
とすれば、i₁＝Z2×ｉ／（Z1＋Z2）及びi₂＝Z1×
ｉ／（Z1＋Z2）なる関係が成立し、大インピー
ダンスの枝路は小さな電流を通し、小インピーダ
ンスの枝路は大きな電流を通す。

出力は２つの枝路の何れからでも取出すことが
でき、従つてどちらの枝路から取出すかに応じて
i₁又はi₂に比例する。図示例では、Ｚ２に直列に
小抵抗Ｒ３を接続してi₂に比例した出力電圧を取
出す。

両枝路とも信号レベルの関数として変化する可
変インピーダンスとしてもよいが、好ましくは、
一方の枝路を固定特性とし、他の一方の枝路のみ
を可変とする。図示例では、制御回路CCがＺ２
をそれを流れる電流値i₂に応じて変化させる。制
御回路はＲ３に股る電圧を整流し平滑化できる。
なぜなら、この電圧がi₂に比例しているか又はＺ
２自身に股る電圧であるからである。第１図及び
第２図の実施例の場合と同様にＺ２を通る電流が
増大するときＺ２を制御する向きによつて第３図
回路を圧縮器又は伸長器の何れとしても作用させ
ることができる。更に、例えば、i₂から出力をと
ることにより圧縮させられた信号が得られる場合
には、i₁から出力をとることにより、伸長させら
れた信号を得ることができる。

好ましくは、可変枝路Ｚ２の制御を適当に行つ
てダイナミツクレンジ変更を例えば−20dB以下
の低レベル信号成分に制限し、それによつて高レ
ベル信号に対する歪その他の好ましくない影響を
与えるのを防止する。

インピーダンスＺ１及びＺ２は、コンデンサ、
抵抗器、又はインダクタなどの極めて簡単な素子
のみで作ることができるが、必要に応じて能動的
回路網を含む複雑な回路網としてもよい。

第４図は、第３図回路の具体的詳細実施例を示
し、或る周波数より高い周波数の信号に対して作
用する高周波伸長器として作用をもつ。エミツタ
抵抗Ｒ６をもつトランジスタＴ１が信号電流ｉの
電流源として作用し、この信号電流は、固定枝路
Ｃ３とＣ４、Ｒ４及びＲ５からなる可変枝路に分
流される。出力信号は可変枝路の電流i₂から得ら
れ、トランジスタＴ２が電流から電圧への変換器
として作用する。電源インピーダンスＺ５は、Ｔ
１が提供する。

低い周波数においては、Ｃ３及びＣ４の容量性
リアクタンスが大である。従つて、基本的には全
入力電流が抵抗Ｒ４を流れて出力信号を与える。
制御回路CCはＲ５の値を極めて低いレベルにお
ける初期値から減少させる。このＲ５の初期値は
極めて大きな抵抗値をとるように選択される。高
い周波数では、Ｃ４の容量性リアクタンスがＲ４
よりはるかに小となり、入力電流はＣ３とＣ４と
にそのキヤパシタンス比に応じて分流する。例え
ば、C3＝2.16×C4である場合には、或る周波数
より高い周波数の電流の大部分がＣ３へ分流さ
れ、Ｃ４の電流は入力電流より10dB低くなり、
それによつて或る周波数より高い周波数の信号に
対して伸長効果を与える。高レベル高周波 信号
に対しては、制御回路がＲ５を減少させ、これが
第４ａ図の特性の遷移部を高周波数側へシフト
し、第４ａ図に示すように伸長が行われる帯域を
狭くする。

コンデンサＣ３及びＣ４をインダクタと置換え
て回路を構成してもよい。

本発明による圧縮器又は伸長器を高利得増幅器
の負フイードバツク・ループに接続すれば、相補
的特性が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の説明に使用する電圧駆動型回
路の図、第１ａ図は第１図の回路の特性を示す
図、第２図は本発明の説明に使用する他の電圧駆
動型回路の図、第２ａ図は第２図の回路の特性を
示す図、第３図は本発明の１実施例を示す図、第
４図は第３図を具体化した回路を示す図、第４ａ
図は第４図の回路の特性を示す図である。 Ｚ１，Ｚ２，ZS：インピーダンス、Ｃ３，Ｃ
４：コンデンサ、Ｒ５：可変抵抗、CC：制御回
路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 信号のダイナミツクレンジを変更するための
   回路において、 (イ) 第１のリアクタンス性インピーダンスＣ３か
   ら成る第１の回路と、 (ロ) 前記第１のリアクタンス性インピーダンスと
   同じ性質の第２のリアクタンス性インピーダン
   スＣ４と、及び該第２のリアクタンス性インピ
   ーダンスと並列の可変抵抗回路Ｒ４，Ｒ５とか
   ら成る第２の回路であつて、該第２の回路と前
   記第１の回路とは入力端子と交流基準電位点と
   の間に並列に接続されて分流器を形成するこ
   と、 (ハ) 前記第１の回路及び前記第２の回路の一方を
   流れる電流に従つて出力信号を発生する出力回
   路であつて、前記出力信号は応答遷移部分を有
   する棚状周波数特性を有すること、 (ニ) 前記第２の回路を流れる電流に応答して該電
   流が変化するとき前記可変抵抗回路の値を変化
   させ、それによつて該電流の上昇につれ前記棚
   状周波数特性の前記応答遷移部分が高周波数へ
   又は低周波数へシフトするようにする制御回路
   と、から成る信号のダイナミツクレンジ変更回
   路。