JPS6234297B2

JPS6234297B2 -

Info

Publication number: JPS6234297B2
Application number: JP3414881A
Authority: JP
Inventors: Yukinobu Ishigaki; Yutaka Haramoto; Kaoru Totsuka
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 1981-03-10
Filing date: 1981-03-10
Publication date: 1987-07-25
Also published as: JPS57148429A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は雑音低減装置に係り、信号レベルの圧
縮、伸長により雑音の低減を行なうに際し、副作
用として生じる雑音変調現象（一般にブリージン
グ現象と呼ばれている）を改善し得る雑音低減装
置を提供することを目的とする。

従来より、磁気記録再生システムでは再生時に
磁気記録媒体より生じる雑音（所謂ヒスノイズ）
などを低減するために、またレコードデイスクの
記録再生システムでは、再生時にレコードデイス
クのトレースの際に生じる雑音（所謂サーフエイ
スノイズ）などを低減するために、更にラジオ放
送の送受信システムでは、遠距離受信などで生じ
る受信信号の信号レベル対雑音レベル比（Ｓ／
Ｎ）の劣化を改善するために、信号レベルの圧縮
及びレベル圧縮と相補的なレベル伸長を行なう雑
音低減装置が知られている。

第１図は従来の雑音低減装置の一例のブロツク
系統図を示す。同図中、入力端子１より出力端子
１０に至る一点鎖線で囲んだ回路部分Ａがレベル
圧縮回路で、出力端子１０より入力端子１１へ至
る部分が記録媒体Ｂであり、更に入力端子１１よ
り出力端子２０へ至る一点鎖線で囲んだ回路部分
Ｃがレベル伸長回路である。入力端子１に入来し
た音声信号等の入力信号は、可変利得制御回路２
を経て出力端子１０へ出力されると同時に、その
一部が分岐されて低域フイルタ３及び高域フイル
タ４に夫々供給され、これらにより必要とする信
号周波数帯域が２分割される。

低域フイルタ３の出力信号は整流回路５、低域
積分時定数回路７を順次経て低域出力信号のエン
ベロープに対応した低域制御電圧に変換される。
一方、高域フイルタ４の出力信号は整流回路６、
高域積分時定数回路８を順次経て高域出力信号の
エンベロープに対応した高域制御電圧に変換され
る。低域制御電圧と高域制御電圧は加算回路９で
加算合成されて合成制御電圧とされた後可変利得
制御回路２に印加され、その利得を制御する。こ
のような一巡するフイードバツクループにより、
入力信号はレベル圧縮されて出力端子１０より出
力される。

このレベル圧縮出力信号は磁気テープやレコー
ドデイスクなどの記録媒体Ｂにより記録され、こ
れよりピツクアツプ再生されて入力端子１１を経
て可変利得制御回路１２、低域フイルタ１３及び
高域フイルタ１４に夫々供給される。低域フイル
タ１３及び高域フイルタ１４により必要とする信
号周波数帯域を２分割してから、低域フイルタ１
３の出力信号は整流回路１５、低域積分時定数回
路１７を夫々経て加算回路１９に印加され、他
方、高域フイルタ１４の出力信号は整流回路１
６、高域積分時定数回路１８を夫々経て加算回路
１９に印加される。加算回路１９により低域入力
信号のエンベロープに対応した低域制御電圧と、
高域入力信号のエンベロープに対応した高域制御
電圧との加算合成が行なわれて合成制御電圧が生
成され、この合成制御電圧は可変利得制御回路１
２に印加されてその利得を制御する。

このようにして、可変利得制御回路１２により
入力端子１１に入来したレベル圧縮信号は、レベ
ル圧縮特性とは相補的なレベル伸長特性が付与さ
れて出力端子２０へレベル圧縮回路Ａの入力信号
と等価な信号として出力される。従つて、レベル
圧縮回路Ａとレベル伸長回路Ｃにおいて、記録媒
体Ｂよりピツクアツプされたレベル圧縮信号は、
信号レベル対雑音レベル比が低下している場合は
レベル伸長回路Ｃにより雑音レベルもレベル伸長
特性を付与されるので、レベル伸長回路Ｃの入力
雑音レベルは抑圧されて出力され、信号レベル対
雑音レベル比が改善される。

しかるに、入力雑音レベルは換言すれば合成制
御電圧によりレベル伸長特性に従つてレベル変調
を受けているのであり、結果として雑音変調現象
として発生し、聴感的にマスキングされないと忠
実度の劣化となり問題であつた。このため、従来
はかかる問題を改善する一方法として積分時定数
に着目し、入力信号周波数に従つて常に最適な積
分時定数を確保するよう、第１図に示したように
レベル圧縮回路Ａ及びレベル伸長回路Ｃの夫々の
制御電圧生成過程において、可変利得制御回路２
の出力信号又は可変利得制御回路１２の入力信号
を周波数分割した後、各分割周波数帯域の信号毎
に制御電圧を生成した後加算合成するが如き、帯
域分割、加算法が採用されていた。

しかし、第１図に示した従来装置のように、単
にフラツトな周波数特性でレベル圧縮とレベル伸
長とを行なつた場合、高域に分布する雑音による
雑音変調現象がマスキングされずに問題になるこ
とが多い。従つて、このような高域雑音の変調に
対する改善方法として、従来より、レベル圧縮時
に入力信号をプリエンフアシスしてレベル圧縮を
行ない、レベル伸長時にレベル伸長してからデイ
エンフアシスを行なう方法が知られているが、可
変利得制御回路内の制御素子が一つの単一制御法
の場合は、従来では制御電圧生成過程も一系統の
信号伝送系で構成され、整流回路の入力部におい
てエンフアシス特性に近似する重みづけ回路を設
けることにより、目的を達成することができる。

このようなエンフアシス法は第１図のレベル圧
縮回路Ａ及びレベル伸長回路Ｃにも適用すること
が可能であるが、この場合は低域フイルタ３，１
３の出力信号と高域フイルタ４，１４の出力信号
にエンフアシス特性（可変利得制御回路２の前に
設けた場合は、可変利得制御回路１２の後に設け
る）に対応したレベル差を付与することにより目
的を達成することができる。

しかし、第１図に示す従来装置に上記エンフア
シス法を適用した場合は、積分時定数のうち特に
アタツクタイムが整流用ダイオードの影響により
信号レベルに逆比例の特性をもつこと、及びアタ
ツクタイムとリカバリータイムは信号周波数によ
り変えていることなどから、低域周波数帯域にお
けるアタツクタイムとリカバリータイムの関係に
対して高域周波数帯域におけるアタツクタイムと
リカバリータイムの関係のバランスが得られなく
なり、希望する積分時定数の設定が困難になり、
これらが原因となつて雑音変調現象改善において
十分な効果が得られなくなるなどの問題があつ
た。

すなわち、このことにつき第２図〜第５図と共
に更に詳細に説明するに、第２図は一般に用いら
れる整流積分時定数回路の一例の回路図を示す。
入力信号ｅ_iは増幅器５０を介して抵抗R₁、整流
用ダイオードD₁の内部抵抗Ｒ_dF、抵抗R₂、コン
デンサＣよりなる回路で整流及び積分される。こ
の場合、入力信号ｅ_iの正の半波時には抵抗R₁、
ダイオードD₁の内部抵抗Ｒ_dFを夫々直列に介して
コンデンサＣに電流が流れ込み、コンデンサＣを
充電し、また入力信号ｅ_iの負の半波時にはコン
デンサＣの充電電荷が抵抗R₂を介して放電され
る結果、抵抗R₂の両端間には制御電圧Ｅ_cが発生
する。

ここで、ダイオードD₁の順方向電圧Ｖ_F対順方
向電流Ｉ_F特性は第３図に示す特性を示すから、
ダイオードD₁を流れる信号電流ｉ_dFに対し、その
内部抵抗Ｒ_dFの特性は第４図に示す如くになる。
従つて、第２図に示す回路のアタツクタイムＴ_a
はコンデンサＣの充電時定数に等しくＴ_a＝（R₁＋Ｒ_dF）・Ｃ (1) で示すことができ、またリカバリータイムＴ_rは
コンデンサＣの放電時定数に等しくＴ_r＝R₂・Ｃ (2) で示すことができる。従つて、アタツクタイムＴ
_aはダイオードD₁の内部抵抗Ｒ_dFの影響を受ける
が、この内部抵抗Ｒ_dFは第４図に示したようにダ
イオードD₁に順方向に流れる信号電流ｉ_dFの大き
さによつて変化するから、アタツクタイムＴ_aも
第５図に示すように、入力信号レベルが大なると
きは短かく、入力信号レベルが小のときに長くな
り、入力信号ｅ_iのレベルに略逆比例の関係をも
つ。一方、リカバリータイムＴ_rは(2)式に示すよ
うに入力信号ｅ_iのレベルに無関係に一定値を示
す。

このことは、第１図に示す従来装置では、整流
回路５，６，１５，１６の前段において、低域フ
イルタ３，１３出力信号と高域フイルタ４，１４
出力信号に夫々レベル差を付与した場合に、夫々
の整流用ダイオードの非線形特性と(1)式、(2)式に
従つてＴ_ａＬ／Ｔ_ｒＬ(M)Ｔ_ａＨ／Ｔ_ｒＨ (3) となり（ただし、(3)式中、Ｔ_aL、Ｔ_rLは夫々低域
フイルタ出力信号が供給される回路のアタツクタ
イム、リカバリータイム、Ｔ_aH、Ｔ_rHは夫々高域
フイルタ出力信号が供給される回路のアタツクタ
イム、リカバリータイム）、アタツクタイムとリ
カバリータイムとの比が低域フイルタの出力信号
が供給される回路と高域フイルタの出力信号が供
給される回路とで等しくなくなることを意味す
る。このため、希望するリカバリータイムに対す
るアタツクタイムの関係が整流用ダイオードの非
線形特性に従つて複雑化し、積分時定数の設定が
困難となる。この積分時定数と雑音変調現象とは
密接な関係にあるから、結果として雑音変調現象
の改善に、期待する効果が得られないなどの欠点
があつた。

本発明は上記を欠点を除去したものであり、以
下その一実施例につき第６図乃至第９図と共に説
明する。

第６図は本発明になる雑音低域装置の一実施例
のブロツク系統図を示す。同図中、入力端子２１
より出力端子３３に至る１点鎖線で囲んだ回路部
分Ｄはレベル圧縮回路で、第８図にａ，ｃで夫々
示すレベル圧縮特性を有し、また入力端子３４よ
り出力端子４６に至る１点鎖線で囲んだ回路部分
Ｆはレベル伸長回路で、第８図にｂ，ｄで示すレ
ベル伸長特性を有する。ただし、レベル伸長特性
ｂ，ｄはレベル圧縮特性ａ，ｃに対し、入力レベ
ルと出力レベルが等しいときの特性直線ｅを中心
とした線対称の特性、すなわち相補的な特性に選
定される。また出力端子３３より入力端子３４に
至る伝送路は記録媒体Ｅである。

入力端子２２に入来した音声信号の如き入力信
号は、第７図に示す如き特性をもつプリエンフア
シス回路２２により、低域周波数の信号レベルに
比し高域周波数の信号レベルが相対的に増強され
た後、可変利得制御回路２３を経て出力端子３３
へ出力されると同時に、一部が分岐されて低域フ
イルタ２４及び高域フイルタ２５に夫々供給され
る。低域フイルタ２４は第９図Ａにで示す如く
周波数_２以下の信号成分を通過させる特性を有
しており、他方、高域フイルタ２５は同図Ｂに
で示す如く周波数_２以上の信号成分を通過させ
る特性を有している。

低域フイルタ２４の出力信号は整流回路２６を
経て積分時定数回路２８に供給され、ここで積分
時定数TC₁が付与された制御電圧とされた後低域
制御利得設定回路３０に供給されてＧ_Lなる低域
制御利得が設定されて低域制御電圧EC_Lとなる。
他方、高域フイルタ２５の出力信号は、整流回路
２７を経て積分時定数回路２９に供給され、ここ
で積分時定数TC₃が付与された制御電圧とされた
後高域制御利得設定回路３１に供給されて高域制
御電圧EC_Hとなる。上記積分時定数TC₁、TC₃は
制御電圧のリツプルによる歪率の悪化が問題にな
らない範囲でできるだけ短かい時間に設定され
る。

上記のプリエンフアシス特性に対応してＧ_Lな
る重み付けが施された低域制御電圧EC_Lと、Ｇ_H
なる重み付けが施された高域制御電圧EC_Hとは
夫々加算回路３２で加算合成さて制御電圧Ｅ_Oと
して得られ、可変利得制御回路２３に供給されて
利得を制御し、プリエンフアシス回路２２の出力
信号のレベル圧縮信号として出力端子３３へ出力
せしめる。

このように、本実施例によれば、制御系におい
て帯域を低域と高域に２分割し、低域積分時定数
TC₁と高域積分時定数TC₃とを設けることと、
夫々の制御電圧EC_L，EC_Hとを加算することによ
つて、第９図Ｂに示す如く、中域周波数_２にお
いてTC₁とTC₃の中間の値の積分時定数TC₂が作
られ、入力信号周波数の変化に追従して制御時定
数が変る。また第９図Ｃは低域制御電圧EC_L、高
域制御電圧EC_H、これらを加算合成して得た制御
電圧Ｅ_Oの夫々の特性を示す。これにより、レベ
ル圧縮回路Ｄによつて得られるレベル圧縮特性
は、第８図において、高域周波数成分については
ａ、低域周波数成分についてはｃで示す如くにな
る。ここで、第８図に示す如く、のレベル範囲
では特性性ａ、ｃは一致しているから、のレベ
ル範囲では整流回路２６，２７に夫々供給される
信号レベルが同一となり、よつてＴ_ａＬ／Ｔ_ｒＬ＝Ｔ_ａＨ／Ｔ_ｒＨ (4) とすることができ、低域と高域の積分時定数の設
定が容易となり、積分時定数と密接な関係にある
雑音変調現象の改善に有効となる。

次に、レベル伸長回路Ｆの動作につき説明す
る。出力端子３３より取り出されたレベル圧縮信
号は、記録媒体Ｅに記録された後これよりピツク
アツプ再生されて入力端子３４に入来する。この
入力レベル圧縮信号は可変利得制御回路３５に供
給される一方、低域フイルタ３７、高域フイルタ
３８に夫々供給される。低域フイルタ３７の出力
信号は整流回路３９、積分時定数回路４１、低域
制御利得設定回路４３を順次経て低域制御電圧
EC_Lとされた後加算回路４５に供給される。一
方、高域フイルタ３８の出力信号は整流回路４
０、積分時定数回路４２、高域制御利得設定回路
４４を順次経て高域制御電圧EC_Hとされた後加算
回路４５に供給される。以上の制御系の回路はレ
ベル圧縮回路Ｄ内の制御系の回路（ブロツク２４
〜３２）と同一特性、同一構成とされており、従
つて加算回路４５に供給される低域制御電圧EC_L
及び高域制御電圧EC_Hは夫々第９図Ｃに示す
EC_L，EC_Hと同一特性を示し、よつてこれらを加
算合成して得られた制御電圧Ｅ_Oも同図ＣにＥ_Oで
示す如くになる。

上記制御電圧Ｅ_Oは可変利得制御回路３５に供
給され、その利得を制御するが、レベル圧縮回路
Ｄ内の可変利得制御回路２３では逆比例制御（圧
縮）動作を行なわせるのに対し、可変利得制御回
路３５には比例（伸長）動作を行なわせる。この
可変利得制御回路３５の出力信号はプリエンフア
シス回路２２の伝達関数と逆関数の伝達関数をも
つデイエンフアシス回路３６を通して出力端子４
６から出力される。

このようにして、レベル伸長回路Ｆにより第８
図に示す如く、高域周波数についてはｂ、低域周
波数についてはｄで夫々示すレベル伸長特性が付
与されるが、入力端子１１には前記したレベル圧
縮信号が入来するから、出力端子２０には結局第
８図に実線ｅで示す入力レベルと出力レベルとが
等しい特性が付与された信号、すなわち入力端子
２１の入力信号と等価な信号が途中の伝送路で発
生した雑音を低減せしめられて取り出される。

またレベル伸長回路Ｆ内の整流回路３９，４０
については、(4)式と同一の関係式が成立すること
は明らかである。このようにして、プリエンフア
シス回路２２と低域制御利得設定回路３０、高域
制御利得設定回路３１とにより可変エンフアシス
動作を行ない、低信号レベル時に中高域が増強さ
れるようにしているため、記録媒体Ｅにおいて生
じている雑音レベルに対し、中高域において信号
レベル対雑音レベル比が高められ、雑音変調現象
が大幅に改善される。

上述の如く、本発明になる雑音低減装置は、レ
ベル圧縮回路内の可変利得制御回路の利得制御用
の第１の合成制御電圧とレベル伸長回路内の可変
利得制御回路の利得制御用の第２の合成制御電圧
とを、低域制御電圧と高域制御電圧の夫々にエン
フアシス特性に対応させて直流利得の重み付けを
した後加算合成して生成する手段を夫々設け、可
変エンフアシス特性を得てレベル圧縮特性と相補
的なレベル伸長特性を付与したため、低信号レベ
ル時に中高域周波数が増強され、伝送路において
生じている雑音レベルに対し中高域での信号レベ
ル対雑音レベル比が高められることになるなど、
雑音変調現象が大幅に改善され、また高域と低域
の各レベル圧縮特性やレベル伸長特性が一致する
レベル範囲では前記(4)式を満足するので、低域と
高域の積分時定数が容易に設定でき、従つて雑音
変調現象をより有効に改善することができる等の
特長を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来装置の一例を示すブロツク系統
図、第２図は一般の整流積分時定数回路の一例を
示す回路図、第３図はダイオードの順方向電圧対
順方向電流特性を示す図、第４図はダイオードに
流れる信号電流とダイオード内部抵抗との関係を
示す図、第５図は入力信号と第２図示回路のアタ
ツクタイムとの関係を示す図、第６図は本発明装
置の一実施例を示すブロツク系統図、第７図は第
６図のプリエンフアシス回路の特性の一例を示す
図、第８図は第６図に示す装置の入力レベル対出
力レベル特性を示す図、第９図Ａ〜Ｃは夫々第６
図に示す装置の各要部の特性を示す図である。２，１２，２３，３５……可変利得制御回路、
３，１３，２４，３７……低域フイルタ、４，１
４，２５，３８……高域フイルタ、９，１９，３
２，４５……加算回路、２２……プリエンフアシ
ス回路、２８，２９，４１，４２……積分時定数
回路、３０，４３……低域制御利得設定回路、３
１，４４……高域制御利得設定回路、Ａ，Ｄ……
レベル圧縮回路、Ｃ，Ｆ……レベル伸長回路。

Claims

【特許請求の範囲】

１入力信号をプリエンフアシス回路と第１の可
変利得制御回路を介して得た信号を高域と低域と
に周波数分割し、該分割した高域と低域の各信号
の夫々を整流積分して各別にリツプルによる歪率
の悪化が問題にならない範囲でできるだけ短かい
時間に設定された積分時定数が付与された高域制
御電圧と低域制御電圧とを夫々生成した後両者を
加算合成して第１の合成制御電圧を生成し、該第
１の合成制御電圧により該第１の可変利得制御回
路の利得を制御してこれより上記入力信号にレベ
ル圧縮特性を付与した信号を出力せしめて伝送路
へ出力し、該伝送路を経て入来した該レベル圧縮
信号を第２の可変利得制御回路へ供給する一方、
上記高域と低域と同一の帯域に夫々周波数分割
し、該分割した高域と低域の各信号の夫々を整流
積分して上記レベル圧縮回路と同様の積分時定数
が各別に付与された高域制御電圧と低域制御電圧
とを夫々生成した後両者を加算合成して第２の合
成制御電圧を生成し、該第２の合成制御電圧によ
り該第２の可変利得制御回路の利得を制御して上
記入力レベル圧縮信号に上記レベル圧縮分だけレ
ベル伸長した特性を付与した信号を出力せしめ、
該レベル伸長特性を付与した信号を上記プリエン
フアシス回路とは相補的な特性のデイエンフアシ
ス回路を通して出力信号を得る雑音低減装置にお
いて、上記第１及び第２の合成制御電圧を、上記
低域制御電圧と高域制御電圧の夫々にエンフアシ
ス特性に対応させて各別に直流利得の重み付けを
した後加算合成して生成する手段を夫々設け、可
変エンフアシス特性を得てレベル圧縮特性と相補
的なレベル伸長特性を付与することを特徴とする
雑音低減装置。