JPS6252965B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明はリスニングルームにおけるスピーカの
設置位置などの違いによる低音域の変化をオーデ
イオ再生系において補正するための伝送周波数補
正装置に関する。 一般にリスニングルームにおけるスピーカの伝
達周波数特性は、その部屋の容積、内装材の種
類、スピーカの設置位置、聴取位置などの相違に
より種々変化する。この変化の程度は中高温域で
は小さく、低音域のみで大きくなる傾向がある。
この変化の特微は、ほぼ100〜400Hz帯域内に大き
なピーク、またはデイツプが生じ易いことであ
る。一例として第１図に６畳間程度のリスニング
ルームにおけるスピーカの設置位置の違いによる
伝送周波数特性の変化を示す。これによればスピ
ーカの設置位置S₁およびS₃の場合は、100〜400Hz
帯域内で大きなピーク、またはデイツプが生じて
いることがわかる。このような場合、スピーカか
らは一様なレベルで音が放射されているにもかか
わらず、聴取位置によつては低音の著るしい過剰
または不足感が生じる。 このような問題に対して次のような改善策が用
いられてきたが、いずれも実用上の欠点がある。 (1) スピーカの設置位置を変える方法。 最も手軽で、音響理論的にも有効な方法であ
る。しかし部屋容積が小さく、家具、調度品を備
えている場合が多い我が国のリスニングルームに
おいては、スピーカの最適設置位置を確保するこ
とが困難であり、必ずしも実用性が高いとは限ら
ない。 (2) 有害な反射音を除去する方法。 低音域の周波数特性に有害なレベル変化を与え
る反射音の生じる壁面に吸音処理を行なつて、音
響的に有害な反射音を除去することが可能であ
る。しかしこの方法は一般家庭のリスリングルー
ムに対して利用できない場合が多い。 (3) グラフイツクイコライザを用いる方法。 通常のグラフイツクイコライザは、ほぼ1/3〜
1/1オクターブ帯域毎にレベル調整ができるよう
になつている。従つて低音域のレベルの補正以外
にも種々の用途がある。しかし音響機器に比して
高価で一般家庭ではほとんど用いられていない。 (4) トーンコントロールを用いる方法。 一般に音響機器に内蔵されているトーンコント
ロール装置は、第２図に示す如くあるカツトオフ
周波数以下（以上）の範囲において、ほぼ一定の
勾配をもたせてレベルの増減を調節するようにな
つている。従つて一般のリスニングルームにおい
て100〜400Hzの帯域内のピーク・デイツプの変化
を補正することは不可能である。 (5) ピーク・デイツプフイルタを用いる方法。 低音域の一定周波数帯域、たとえば100〜400Hz
帯域内においてピーク・デイツプの中心周波数の
位置、レベルおよび帯域幅がそれぞれ独立に可変
なものがある。しかしレベルと帯域幅を独立に変
えるために装置内の２個のアツテネータの入出力
レベル比α、βをそれぞれ特定の値に設定するた
めにスイツチング操作が必要で実際の操作が若干
複雑にならざるを得ない。またこのスイツチング
操作を必要としないように構成した場合、装置内
に連動して操作されるアツテネータを含む２個以
上のアツテネータを必要とし装置構成が複雑とな
つた。 本発明は上記にかんがみなされたもので、低音
域の一定周波数帯域内でピーク・デイツプの中心
周波数の位置、レベルおよび帯域幅を簡易な装置
構成でそれぞれ独立に可変することのできる伝送
周波数特性補正装置を提供することを目的とする
ものであり、本発明は位相が周波数に依存して０
〜−２πラジアンまで変化する全帯域通過形の移
相回路と、デイツプレベル調整用の１個のアツテ
ネータと、デイツプ帯域幅調整用の１個のアツテ
ネータとからなるデイツプフイルタと、該デイツ
プフイルタを切替えて前記デイツプフイルタの伝
達関数の逆数の伝達関数を有するピークフイルタ
に切替える手段とからなるピーク・デイツプフイ
ルタを用いて構成し、装置構成を簡単にしたこと
を特徴とするものである。 以下、本発明を実施例により説明する。 第３図は本発明の一実施例のブロツク図であ
る。 Ｐはデイツプフイルタであつて、デイツプフイ
ルタＰは位相を周波数に依存して単調に０〜−２
πラジアンまで変化させる全帯域通過形の移相回
路１と、アツテネータ２および３と、減算器４〜
６と、加算器７〜９とからなり、デイツプフイル
タＰへの入力を減算器４の被減算入力とし、デイ
ツプフイルタＰへの入力からアツテネータ２の出
力を減算器４で減算し、減算器４の出力をアツテ
ネータ２に入力し、アツテネータ２の出力からア
ツテネータ３の出力を減算器５で減算し、減算器
５の出力を移相回路１に入力し、アツテネータ２
の出力と移相回路１の出力とを加算器７で加算
し、加算器７の出力をアツテネータ３に入力する
とともに加算器７の出力とアツテネータ３の出力
とを加算器８で加算し、加算器８の出力からアツ
テネータ２の出力を減算器６で減算し、減算器６
の出力と減算器４の出力とを加算器９で加算して
加算器９の出力をデイツプフイルタＰの出力とす
るように構成する。 一方、デイツプフイルタＰを切替えてデイツプ
フイルタＰの伝達関数分の逆数の伝達関数に切替
える切替手段は、スイツチ１０と１１、減算器１
２と１３および加算器１４とからなり、伝送周波
数特性補正装置の入力端子INに印加された入力
信号をスイツチ１０を通して減算器１２の被減算
入力とし、伝送周波数補正装置の出力信号をスイ
ツチ１１を通して減算器１２の減算入力として減
算器１２で減算をし、減算器１２の出力をデイツ
プフイルタＰの入力とするとともに、デイツプフ
イルタＰの出力から減算器１２の出力を減算器１
３で減算し、減算器１３の出力と伝送周波数特性
補正装置の入力とを加算器１４で加算し、加算器
１４の出力を伝送周波数特性補正装置の出力端子
OUTに出力するように構成する。 なお、移相回路１はたとえば第４図に示した如
く、抵抗１５とコンデンサ１６とからなる積分回
路１７と、積分回路１７の出力を増幅する増幅率
２の増幅器１８と、増幅器１８の出力から積分回
路１７の入力を減算する減算器１９とからなる時
定数回路を２つ縦続接続して構成する。 積分回路１７の時定数Ｔは抵抗１５の抵抗値を
Ｒ、コンデンサ１６の容量をＣとしたとき、Ｔ＝
Ｃ×Ｒである。 そこで移相回路５の伝達関数T₁（ω）は T₁（ω）＝（１−ｊωＴ／１＋ｊωＴ）^２ ……(1) である。 伝達関数T₁（ω）の振幅項｜T₁（ω）｜およ
び位相項argT₁（ω）はそれぞれ ｜T₁（ω）｜＝１＋ω^２Ｔ／１＋ω^２Ｔ＝１ ……(2) argT₁（ω）＝−4tan^-1ωＴ ……(3) である。 いまデイツプフイルタＰの伝達関数をＰ（ω）
とする。第３図において、スイツチ１０をオン状
態にし、スイツチ１１をオフ状態にしたとき第３
図の回路は５図に示す如く表わされ、減算器１３
と加算器１４の作用は打消される。第５図に示す
場合の伝達関数はフイルタＰの伝達関数Ｐ（ω）
と同一であつてデイツプ特性を示す。一方、第３
図においてスイツチ１０をオフ状態にし、スイツ
チ１１をオン状態にしたとき第３図の回路は第６
図に示す如くに表わされる。第６図に示す場合の
伝達関数はデイツプフイルタＰの伝達関数Ｐ
（ω）の逆数となり、この特性はピーク特性を示
す。 そこでスイツチ１０をオン状態にし、スイツチ
１１をオフ状態にしたときの伝達周波数特性補正
装置の伝達関数Ｑ_D（ω）はデイツプフイルタＰ
の伝達関数Ｐ（ω）と等しく、 Ｑ_D（ω）＝Ｐ（ω）＝（１＋ｇ_１ｇ_２）（１＋ｊωＴ）^２＋（ｇ_１＋ｇ_２）（１−ｊωＴ）^２／（１＋ｇ_１）｛
（１＋ｊωＴ）^２＋ｇ_２（１−ｊωＴ）^２｝……(4) である。ここでg₁，g₂はアツテネータ２，３の減
衰比であり、ωは伝送周波数特性補正装置の入力
信号の角周波数である。 伝達関数Ｑ_D（ω）の振幅伝達率｜Ｑ_D（ω）｜
は となる。 第５式よりωの関数｜Ｑ_D（ω）｜のグラフは
ω＝１／Ｔで極小となり横軸を対数で示して１／
Ｔを中心として左右対称となる。すなわち第５図
に示した場合の回路の振幅伝送周波数特性は左右
対称のデイツプ特性となり、デイツプの中心角周
波数は時定数Ｔの逆数１／Ｔで与えられる。 つぎにデイツプの深さＬ（dB）は Ｌ＝20log｜Ｑ_Ｄ（１／Ｔ）｜／｜Ｑ_Ｄ（０）｜＝20l
og１−ｇ_１／１＋ｇ_１ となり、デイツプの深さＬ（dB）すなわちレベ
ルの極小値はアツテネータ２の減衰比g₁のみに依
存する。 またアツテネータ３の減衰比g₂はデイツプの帯
域幅１／Ｑを定める。 デイツプの深さＬとアツテネータ２の減衰比の
関係は

【式】

【式】となる。また 帯域幅１／Ｑとアツテネータ３の減衰比g₂との関
係は

【式】

【式】となる。 つぎにスイツチ１０をオフ状態にし、スイツチ
１１をオン状態にしたときは前記した如く第６図
に示す如くになり、ピークフイルタとなる。この
場合の伝達関数Ｑ_p（ω）および振幅伝達率 ｜Ｑ_p（ω）｜は Ｑ_p（ω）＝１／Ｑ_Ｄ（ω） ｜Ｑ_p（ω）｜＝１／｜Ｑ_Ｄ（ω）｜ となる。 そこでこの振幅伝達率｜Ｑ_p（ω）｜とピーク
の中心周波数との間の関係、ピークレベルすなわ
ち極大値とアツテネータ２の減衰比g₁との間の関
係および帯域幅とアツテネータ３の減衰比との間
の関係は前記デイツプ特性で説明した場合と同様
である。 そこで上記のデイツプフイルタＰと切替手段と
からなるピーク・デイツプフイルタからなる伝達
周波数特性補正装置の特徴は次の如くである。 (1) 振幅周波数特性を対数軸上にとつて示すと左
右対称となり、ω＝１／Ｔになる周波数におい
て極大値または極小値をもつ。このピーク、デ
イツプの中心周波数は移相回路１の時定数を変
更することにより変えることができる。 (2) ピークの極大値、デイツプの極小値はアツテ
ネータ２の減衰比のみを変更することにより独
立して変えることができる。デイツプ特性のレ
ベルを変化させた場合の一例を第１０図に示
す。 (3) ピーク特性の帯域幅、デイツプ特性の帯域幅
はアツテネータ３の減衰比のみを変更すること
により独立して変えることができる。デイツプ
特性の帯域幅を変化させた場合の一例を第１１
図に示す。 ところで以上の説明において移相回路１は第４
図に示す積分器１７などからなる場合を例に説明
したが、移相回路１として第７図に示す如く同一
抵抗値を有する抵抗２０および２１と、同一容量
のコンデンサ２２および２３とをたすき掛けして
構成したCRブリツヂ回路２つを縦続接続した回
路であつてもよい。 またさらに移相回路１は第８図に示す如く、ト
ランジスタ２４と抵抗２５および２６からなる増
幅器と、トランジスタ２４のエミツタに接続した
コンデンサ２７の一方の端子とトランジスタ２４
のコレクタに接続した抵抗２８の一方の端子を共
通に接続した時定数回路と、同様に構成した増幅
器と時定数回路とを縦続接続しても構成できる。
この第８図の回路において、抵抗２５，２６，２
８の抵抗値をR₂₅，R₂₆，R₂₈とし、コンデンサ２
７の容量をC₂₇とし、抵抗２８と容量２７との共
通接続点に接続される負荷抵抗Ｒ_Lとの間には
R₂₅，R₂₆≪R₂₈≪Ｒ_Lの関係をもたせる必要があ
る。またここで時定数はＴ＝C₂₇・R₂₈で与えられ
る。 つぎに本発明の伝送周波数特性補正装置の使用
方法について説明する。 第７図はこの使用方法の一例を示す図であつ
て、２９はレコードプレーヤ、テープレコーダ、
FMチユーナなどの音源用機器、３０はRIAA特
性イコライザなどを含む前置増幅器、３１は本発
明による伝送周波数特性補正装置、３２は主増幅
器、３３はスピーカである。 上記の構成において伝送周波数特性補正装置３
１は、前記の如く低音域の一定周波数帯域、たと
えば100〜400Hz内においてピークまたはデイツプ
フイルタとして動作させ、しかもピークまたはデ
イツプの中心周波数、ピークまたはデイツプのレ
ベルおよびその帯域幅を独立して設定できる。従
つてたとえばスピーカ３３の伝送周波数特性が第
１図に示した設置位置S₁の如く低音域に大きなレ
ベルのピークを有する場合は、伝送周波数特性補
正回路３１をそのピークの逆特性に近似したデイ
ツプフイルタとして使用することにより、ピーク
を削除することができる。また、スピーカ３３の
設置位置がS₃の如く第１図のようにデイツプが生
じているときには、伝送周波数特性補正装置３１
をピークフイルタとして使用すればよい。従つて
本発明の伝達周波数特性補正装置３１を用いるこ
とによりグラフイツクイコライザを使用すること
なく伝送周波数特性の補正をすることができる。 以上説明した如く本発明によれば、低音域の一
定周波数帯域内において、ピーク・デイツプの中
心周波数の位置、レベルおよび帯域幅がそれぞれ
独立に変更することができ、しかも実際の使用に
おいてピーク・デイツプのレベルは１個のレベル
調整用のアツテネータを、また帯域幅は１個の帯
域幅調整用のアツテネータをそれぞれ独立に調整
することで行なえて操作性がきわめて良い。従つ
て本発明の伝送周波数特性補正装置を用いること
により、リスニングルームにおける伝送周波数特
性の低音域のピーク・デイツプを正確かつ簡易に
補正することができる。また本発明の伝送周波数
特性補正装置の構成が簡単であり、本発明の装置
はグラフイツクイコライザに比較して安価に製造
可能であり、音響機器自体のコストをあまり増加
させずに内蔵することもできる。 さらに、左右両チヤンネルにそれぞれ独立して
適用することにより、左右の両スピーカの周囲の
反射条件の相違を容易に補正することができる。
また移相回路の時定数を設定することにより中音
域、高音域用の音量調整装置に応用可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図はスピーカの設置位置の違いによる伝送
周波数特性の変化を示す図。第２図はトーンコン
トロール装置の特性図。第３図は本発明の一実施
例のブロツク図。第４図は移相回路の一例の回路
図。第５図は本発明の一実施例によるデイツプ特
性を得るときの等価ブロツク図。第６図は本発明
の一実施例によるピーク特性を得るときの等価ブ
ロツク図。第７図および第８図は移相回路の他の
構成例を示す回路図。第９図は本発明の伝送周波
数特性補正装置の使用方法の一例を示すブロツク
図。第１０図はデイツプのレベル変化時の特性
図、第１１図はデイツプの帯域幅の変化時の特性
図。 Ｐ……デイツプフイルタ、１……移相回路、２
および３……アツテネータ、４〜６，１２，１３
および１９……減算器、７〜９および１４……加
算器、１０および１１……スイツチ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 位相が周波数に依存して０〜−２πラジアン
   まで変化する全帯域通過形の移相回路と、第１の
   および第２のアツテネータと、入力信号を被減算
   入力とし前記入力信号から前記第１のアツテネー
   タの出力を減算しその減算出力を前記第１のアツ
   テネータに入力する第１の減算器と、前記第１の
   アツテネータの出力から前記第２のアツテネータ
   の出力を減算し出力を前記移相回路に入力する第
   ２の減算器と、前記第１のアツテネータの出力と
   前記移相回路の出力とを加算し出力を前記第２の
   アツテネータに入力する第１の加算器と、前記第
   １の加算器の出力と前記第２のアツテネータの出
   力とを加算する第２の加算器と、前記第２の加算
   器の出力から前記第１のアツテネータの出力を減
   算する第３の減算器と、前記第３の減算器の出力
   と前記第１の減算器の出力とを加算する第３の加
   算器とからなり前記第３の加算器の出力を出力信
   号とするデイツプフイルタと、前記デイツプフイ
   ルタを切替えて前記デイツプフイルタの伝達関数
   の逆数の伝達関数を有するピークフイルタに切替
   える手段とからなるピーク・デイツプフイルタで
   構成したことを特徴とする伝送周波数特性補正装
   置。