KR20050033478A - 등화 회로 - Google Patents

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KR20050033478A
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미야시타다카시게
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로무 가부시키가이샤
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    • H03H21/00—Adaptive networks
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    • H04R3/00—Circuits for transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R3/04—Circuits for transducers, loudspeakers or microphones for correcting frequency response
    • H—ELECTRICITY
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    • H03G5/16—Automatic control
    • H03G5/18—Automatic control in untuned amplifiers
    • H03G5/22—Automatic control in untuned amplifiers having semiconductor devices

Abstract

보컬 대역의 신호에 주는 영향을 저감하면서 저음 영역의 신호를 증폭하는 것을 과제로 한다.
저주파 성분 제거부(20)는, 저음 왜곡을 저감하기 위해서, 입력한 음성 신호로부터 초저음 영역을 감쇠시킨 신호를 출력한다. 고역 추출부(22)는, 저주파 성분 제거부(20)로부터 출력된 신호로부터, 재생 한계 주파수 이상의 주파수 성분의 신호를 추출한다. 전단 저역 통과 필터(40)와 후단 저역 통과 필터(46)는, 저주파 성분 제거부(20)로부터 출력된 신호로부터, 고역 추출부(22)에서 추출한 신호 이외의 성분을 추출한다. 증폭부(26)는, 저역 추출부(24)로부터 출력된 신호를 증폭한다. 합성부(28)는, 고역 추출부(22)로부터 출력된 신호와, 증폭부(26)로부터 출력된 신호를 합성한다.

Description

등화 회로{EQUALIZING CIRCUIT AMPLIFYING BASS RANGE SIGNAL}
본 발명은, 등화 회로에 관한 것이며, 특히 저음 영역을 증폭하는 등화 회로에 관한 것이다.
최근, 액정 TV 수상기, 플라즈마 디스플레이 TV 수상기 등이, CRT TV 수상기를 대신하는 형태로 등장하고 있다. 이러한 TV 수상기의 출현에 의해, TV 수상기의 대화면, 박형화에 박차가 가해지고 있다. 이러한 상황하에서, TV 수상기에 탑재되는 스피커에 관해서는, 인클로저의 크기나 탑재 위치의 제약이 커지고 있으며, 특히 인클로저는 작아지는 경향에 있기 때문에, 풍부한 저음의 재생이나 임장감이 나오기 힘들어지고 있다. 한편, 일반적으로, 사람의 청각 특성은, 저음이 되면 둔감해지는 경향이 있어, 이때문에, 저음 영역의 소리는 음압을 크게 하지 않으면 들을 수 없을 가능성이 있다. 저음 영역의 신호를 증폭하기 위해서, 2개의 연산 증폭기를 캐스캐이드 접속한 프리앰프가 제안되어 있다. 이 프리앰프는, 100Hz 이하의 신호도 증폭 가능하다(예를 들면, 피터 크루거(PETER KRUGER), 「마이크로컴퓨터 컨트롤드 오디오 프리앰플리파이어(Microcomputer-controlled audio preamplifier)」, 일렉트로닉스 앤드 와이어리스 월드(ELECTRONICS & WIRELESS WORLD), 1989년 6월, p. 584-587 참조).
그러나, 종래의 프리앰프에서는, 대단히 낮은 주파수 영역의 신호까지 증폭해버리기 때문에, 스피커의 구동에 따른 저음 왜곡도 증폭해 버린다. 저음 왜곡을 저감하기 위해서 중심 주파수가 100Hz 전후로 설정된 밴드패스 필터를 사용해도, 필터의 Q값이 높은 밴드패스 필터이면, 주파수 대역 폭이 좁아져 버려, 충분한 음질이 얻어지지 않게 된다. 한편, 필터의 Q값을 낮게 하면, 300Hz 이상에 있는 보컬 대역까지 영향이 미치기 때문에, 저음 영역과 보컬 대역이 같이 증폭되어 버려, 충분한 음질이 얻어지지 않는 경향이 있다. 또, 밴드패스 필터 대신에, 저음 영역과 보컬 대역의 신호를 필터로 분리하여, 저음 영역의 신호를 증폭한 후, 보컬 대역의 신호에 합성하는 구성도 생각되고 있다. 이 경우에는, 필터에서 위상의 회전이 일어나기 때문에, 증폭한 신호와 보컬 대역의 신호의 위상이 반전하여 서로의 신호 성분을 상쇄하는 현상, 소위 딥(dip)이 보컬 대역에서 발생한다. 그 결과, 음질이 저하한다.
본 발명은 이러한 상황을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은, 보컬 대역의 신호에 주는 영향을 저감하면서 저음 영역의 신호를 증폭하는 등화 회로의 제공에 있다.
본 발명의 한 형태는, 등화 회로이다. 이 회로는, 처리 대상의 신호를 입력하는 입력부와, 입력한 신호로부터, 후단에 설치한 스피커의 재생 한계 주파수에 기초하여 정해지는 제1 차단 주파수 이상의 성분의 신호를 추출하는 고역 추출부와, 입력한 신호로부터 스피커로 재생해야 할 음성 신호의 주파수 이상의 성분을 제거하기 위한 감쇠 경도에 의해, 입력한 신호로부터, 제1 차단 주파수와 스피커로 재생해야 할 음성 신호의 주파수에 기초하여 정해지는 제2 차단 주파수 이하의 성분의 신호를 추출하는 저역 추출부와, 추출한 제2 차단 주파수 이하의 성분의 신호를 증폭하는 증폭부와, 증폭한 신호와 추출한 제1 차단 주파수 이상의 성분의 신호를 합성하는 합성부를 구비한다. 이 회로에서, 저역 추출부는, 감쇠 경도에 대응한 필터 차수보다 작은 제1 필터 차수에 의해 제2 차단 주파수보다 작은 주파수 이하의 성분의 신호를 통과하는 제1 저역 통과 필터와, 제1 필터 차수보다 큰 제2 필터 차수에 의해 제2 차단 주파수보다 큰 주파수 이하의 성분의 신호를 통과하는 제2 저역 통과 필터를 갖고, 입력한 신호에 대해, 제1 저역 통과 필터를 통과시킨 후, 제2 저역 통과 필터를 통과시켜도 된다.
「스피커의 재생 한계 주파수」는, 스피커의 출력이 작아지는 쪽의 주파수중, 낮은 주파수이다. 「스피커로 재생해야 할 음성 신호의 주파수」는, 설계자가 설정해야 할 설계값이다. 「제1 차단 주파수와 스피커로 재생해야 할 음성 신호의 주파수에 기초하여 정해지는」은, 소정의 규칙으로 정해지는 경우를 포함하지만, 그 이외에도 실험 결과로부터 정해지는 경우도 포함하는 것으로 한다.
이상의 장치에 의해, 저역 추출부는, 차수가 작은 2개의 필터를 사용하여, 신호의 저주파 성분을 추출하므로, 위상의 회전이 작아져, 신호의 고주파 성분과의 위상차가 작아지기 때문에, 합성한 경우의 딥이 작아진다.
입력한 신호로부터, 스피커로 재생해야 할 최저 주파수에 기초하여 정해지는 제3 차단 주파수 이상의 성분의 신호를 추출하는 저주파 성분 제거부와, 추출한 제3 차단 주파수 이상의 성분의 신호를 고역 추출부와 저역 추출부에 각각 입력시키는 분기부를 더 구비해도 된다. 저역 추출부는, 감쇠 경도에 대응한 필터 차수로부터 제1 필터 차수를 감한 값을 제2 필터 차수로 해도 된다.
본 발명의 다른 형태도 등화 회로이다. 이 회로는, 처리 대상의 다수의 신호를 각각 입력하는 입력부와, 입력한 다수의 신호로부터, 후단에 설치한 스피커의 재생 한계 주파수에 기초하여 정해지는 제1 차단 주파수 이상의 성분의 다수의 신호를 각각 추출하는 고역 추출부와, 입력한 다수의 신호로부터 스피커로 재생해야 할 음성 신호의 주파수 이상의 성분을 각각 제거하기 위한 감쇠 경도에 의해, 입력한 다수의 신호로부터, 제1 차단 주파수와 스피커로 재생해야 할 음성 신호의 주파수에 기초하여 정해지는 제2 차단 주파수 이하의 성분의 신호를 추출하는 저역 추출부와, 추출한 제2 차단 주파수 이하의 성분의 신호를 증폭하는 증폭부와, 추출한 제1 차단 주파수 이상의 성분의 다수의 신호의 각각에 대해, 증폭한 신호를 각각 합성하는 합성부를 구비한다. 이 회로에서, 저역 추출부는, 감쇠 경도에 대응한 필터 차수보다 작은 제1 필터 차수에 의해 제2 차단 주파수보다 작은 주파수 이하의 성분의 신호를 통과하는 제1 저역 통과 필터와, 제1 필터 차수보다 큰 제2 필터 차수에 의해 제2 차단 주파수보다 큰 주파수 이하의 성분의 신호를 통과하는 제2 저역 통과 필터를 갖고, 입력한 다수의 신호에 대해 제1 저역 통과 필터를 각각 통과시켜, 제1 저역 통과 필터를 각각 통과한 다수의 신호를 합성한 후, 제2 저역 통과 필터를 통과시켜도 된다.
이상의 장치에 의해, 저역 추출부는, 차수가 작은 2개의 필터를 사용하여, 신호의 저주파 성분을 추출하므로, 위상의 회전이 작아져, 신호의 고주파 성분과의 위상차가 작아지기 때문에, 합성한 경우의 딥이 작아지는 동시에, 스테레오 신호에도 대응 가능하다.
입력한 다수의 신호로부터, 스피커로 재생해야 할 최저 주파수에 기초하여 정해지는 제3 차단 주파수 이상의 성분의 다수의 신호를 각각 추출하는 저주파 성분 제거부와, 추출한 제3 차단 주파수 이상의 성분의 다수의 신호를 고역 추출부와 저역 추출부에 각각 입력시키는 분기부를 더 구비해도 된다. 저역 추출부는, 감쇠 경도에 대응한 필터 차수로부터 제1 필터 차수를 감한 값을 제2 필터 차수로 해도 된다. 저역 추출부는, 합성한 신호로부터, 적어도 직류 성분을 제거하는 고역 통과 필터를 구비하고, 저역 추출부는, 직류 성분을 제거한 신호를 제2 저역 통과 필터를 통과시켜도 된다. 저역 추출부는, 제2 저역 통과 필터를 통과한 신호로부터, 적어도 직류 성분을 제거하는 고역 통과 필터를 구비해도 된다. 저역 추출부에서 추출되어야 할 신호의 특성을 제어하는 제어부를 더 구비해도 된다. 고역 추출부에서 추출되어야 할 신호의 특성을 제어하는 제어부를 더 구비해도 된다. 사용자로부터, 저역 추출부 또는 고역 추출부에서 추출되어야 할 신호의 특성에 관한 지시를 접수하는 접수부와, 접수한 지시를 디지털 데이터 워드로 변환하는 변환부를 더 구비하고, 제어부는, 변환한 디지털 데이터 워드에 기초하여, 추출되어야 할 신호의 특성을 제어해도 된다. 합성부로부터 출력되는 다수의 신호와 저역 추출부로부터 출력되는 신호를 각각 출력하는 출력부를 더 구비해도 된다.
또한, 이상의 구성 요소의 임의의 조합, 본 발명의 표현을 방법, 장치, 시스템 등의 사이에서 변환한 것도 역시, 본 발명의 형태로서 유효하다.
본 발명을 구체적으로 설명하기 전에, 개요를 기술한다. 본 발명의 실시예는, 박형의 TV 수상기로 음성을 재생하는 음성 재생 장치에 관한 것이다. 또한, 박형의 TV 수상 장치의 형상의 제약상, 음성 재생 장치에 포함된 스피커의 인클로저는 작은 것으로 하고, 그 결과, 재생 한계 주파수는 높아진다. 본 실시예에 따른 음성 재생 장치는, 저음의 음질의 향상을 목적으로 하기 때문에, 재생 한계 주파수보다도 낮은 주파수의 신호도 어느 정도의 음압으로 출력할 필요가 있으나, 그 반면, 저음 영역 중의 저주파수 영역에 포함된 저음 왜곡의 음압은 억압되는 편이 바람직하다. 이상의 과제를 해결하기 위해서, 음성 재생 장치는, 등화 회로를 포함한다. 등화 회로는 상술한 기술적 과제를 해결하는 동시에, 보컬 대역에 대한 영향 및 딥을 저감하는 것을 목적으로 하여, 이하와 같이 동작한다. 스테레오 출력에 대응한 다수의 신호를 입력하고, 입력한 다수의 신호의 저음 영역을 제거한다. 이에 의해, 저음 왜곡을 방지한다. 저음 왜곡을 제거한 다수의 신호는, 고역 추출부와 저역 추출부 양쪽 모두에 입력된다.
고역 추출부에서는, 재생 한계 주파수 이상의 성분의 신호를 추출한다. 즉, 등화 회로에서 보정할 필요가 없는 신호를 추출한다. 한편, 저역 추출부는, 등화 회로에서 증폭해야 할 저음 영역의 신호를 추출한다. 그 때, 고주파수측의 보컬 대역에 영향을 주지 않는 차단 주파수와 감쇠 경도로 설정된 급준한 특성의 필터를 사용한다. 또한, 딥의 저감, 즉 고역 추출부로부터의 출력 신호와의 위상차를 작게 하기 위해서, 필요한 감쇠 경도에 대응한 필터 차수의 필터를 사용하지 않고, 그들보다 낮은 필터 차수의 2개의 필터(이하, 「제1 저역 통과 필터」와「제2 저역 통과 필터」라고 한다)를 사용한다(이하, 이들의 필터 차수를「제1 필터 차수」와「제2 필터 차수」라고 하고, 여기서, 제1 필터 차수는 제2 필터 차수보다 작은 것으로 한다). 또한, 제1 저역 통과 필터에는, 저역 추출부에서의 차단 주파수보다 낮은 차단 주파수를 설정하고, 제2 저역 통과 필터에는, 저역 추출부에서의 차단 주파수보다 높은 차단 주파수를 설정한다.
이러한 구성에 있어서, 저역 추출부에서는, 입력한 신호에 대해, 제1 저역 통과 필터를 통과시킨 후, 제2 저역 통과 필터를 통과시킨다. 또한, 저역 추출부에서는, 회로 규모의 삭감을 목적으로 하여, 입력한 신호를 합성하여 상술한 처리를 행한다. 저역 추출부의 출력 신호는 증폭된 후에, 고역 추출부의 다수의 출력 신호에 합성되어, 스피커로부터 출력된다.
도 1은, 실시예에 따른 음성 출력 장치(100)의 구성을 도시한다. 음성 출력 장치(100)는, 재생 회로(10), 등화 회로(12), 증폭부(14), 스피커(16)를 포함한다. 또한, 음성 출력 장치(100)는, 그 자체 단독으로 음악을 재생 가능한 컴팩트 디스크 플레이어 등의 음악 재생 장치여도 되고, TV 수상 장치에 포함되어 음성을 재생해도 된다.
재생 회로(10)는, 소정의 데이터를 기초로, 음성을 재생한다. 예를 들면, TV 수상 장치에서는, 수신한 데이터에 포함된 음성 데이터를 추출하여, 해당 음성 데이터를 전기 신호로서 출력한다. 또, 컴팩트 디스크 플레이어에서는, 컴팩트 디스크에 기록된 음악 데이터를 픽업하여, 해당 음악 데이터를 전기 신호로서 출력한다. 도면중에서 출력되는 신호는, 1개의 신호선을 전송하도록 도시하고 있으나, 이것에 한정되지 않고, 스테레오 재생하기 위해서 우측의 음성과 좌측의 음성을 따로 한 2개의 신호여도 된다.
스피커(16)는, 사용자가 청취할 수 있도록 음성을 최종적으로 출력한다. 여기서는, 설명의 간략화를 위해, 스피커(16)의 재생 한계 주파수를 100Hz로 한다. 일반적으로, 스피커(16)는, 재생 한계 주파수보다 큰 주파수의 신호를 어느 정도의 음압에 의해 출력 가능하나, 한편, 재생 한계 주파수 이하의 주파수(이하, 「저음 영역」이라고 한다)의 신호를 출력할 때의 음압은, 주파수의 저하와 함께 급격히 저하한다. 또한, 스피커(16)의 전단에는, 신호를 증폭하기 위한 증폭부(14)가 설치되어 있다. 또 도면중에서는, 1개의 스피커(16)를 나타내고 있지만, 여기서는, 스테레오 재생에 대응한 2개의 스피커(16)와 저음 재생에 대응한 1개의 스피커(16)의 조합에 의해, 구성되어 있는 것으로 한다.
등화 회로(12)는, 음성 출력 장치(100)에서의 저음 재생 능력을 향상시키기 위해, 스피커(16)로 재생되어야 할 저음 영역의 신호의 음압을 높게 하기 위해서, 미리 저음 영역의 신호를 증폭한다. 즉, 스피커(16)의 주파수 특성과 반대의 주파수 특성을 신호에 부여한다. 그러나, 10Hz 정도에서 출현하는 저음 왜곡을 저감하기 위해서, 저음 왜곡이 출현하게 될 주파수(이하, 「초저음 영역」이라고 한다」)의 성분의 신호는, 증폭하지 않는다. 또한, 저음 영역에서 증폭해야 할 주파수 대역폭을「저음 재생 대역」이라고 한다. 여기서, 저음의 음질을 높이기 위해서는, 저음 재생 대역이 넓을수록 좋다. 또, 등화 회로(12)는, 저음 영역의 신호를 증폭하지만, 보컬 대역의 신호에 주는 영향을 저감하도록 동작한다.
도 2는 등화 회로(12)의 주파수 특성을 도시한다. 도면중의 실선이, 등화 회로(12)에 의한 주파수 특성이다. 한편, 도면중의 점선은, 후술하는 등화 회로(12)의 구성을 갖지 않는 등화기에 의한 주파수 특성이다. 여기서, 「P1」은 「재생 한계 주파수」이고, 「R1」은 「보컬 대역」이고, 「R2」는 「저음 영역」이고, 「R3」는 「초저음 영역」이고, 「R4」와「R5」는 「저음 재생 대역」이다. 또한, 도 2에 도시한 등화 회로(12)의 특성은, 등화 회로(12)의 구성을 설명한 뒤에 기술한다.
도 3은, 등화 회로(12)의 구성을 도시한다. 등화 회로(12)는, 저주파 성분 제거부(20)로 총칭되는 제1 저주파 성분 제거부(20a), 제2 저주파 성분 제거부(20b), 고역 추출부(22)로 총칭되는 제1 고역 추출부(22a), 제2 고역 추출부(22b), 저역 추출부(24), 증폭부(26), 합성부(28)로 총칭되는 제1 합성부(28a), 제2 합성부(28b), 버퍼(30), 버퍼(32), 버퍼(34), 제어부(50)를 포함한다. 또, 저역 추출부(24)는, 전단 저역 통과 필터(40)로 총칭되는 제1 전단 저역 통과 필터(40a), 제2 전단 저역 통과 필터(40b), 합성부(42), 고역 통과 필터(44), 후단 저역 통과 필터(46)를 포함한다. 여기서, 등화 회로(12)에는, 스테레오 재생하기 위해서 재생 회로(10)로부터 우측의 음성 신호와 좌측의 음성 신호가 입력되는 것으로 한다.
저주파 성분 제거부(20)는, 저음 왜곡을 저감하기 위해서, 입력한 음성 신호로부터 초저음 영역을 감쇠시킨 신호를 출력한다. 여기서는, 스피커(16)로 재생해야 할 최저의 주파수를 차단 주파수로 설정한 1차 고역 통과 필터를 사용한다.
고역 추출부(22)는, 저주파 성분 제거부(20)로부터 출력된 신호로부터, 재생 한계 주파수 이상의 주파수 성분의 신호를 추출한다. 즉, 스피커(16)로 문제없이 재생할 수 있는 주파수 영역의 신호를 위해, 기본적으로 처리 대상으로 하지 않는 신호를 추출한다. 여기서는, 재생 한계 주파수를 차단 주파수로 설정한 2차 고역 통과 필터를 사용한다.
전단 저역 통과 필터(40)와 후단 저역 통과 필터(46)는, 저주파 성분 제거부(20)로부터 출력된 신호로부터, 고역 추출부(22)에서 추출한 신호 이외의 성분을 추출한다. 해당 신호가, 스피커(16)에서의 저음 재생 능력을 향상시키기 위해, 증폭된다. 또한, 전단 저역 통과 필터(40)와 후단 저역 통과 필터(46)를 포함한 저역 추출부(24)로서의 차단 주파수(이하, 「분리용 차단 주파수」라 한다)는, 재생 한계 주파수와 보컬 대역에 기초하여 특정되어야 하며, 최종적으로 등화 회로(12)로부터 출력되는 신호의 주파수 특성이 도 2의 실선이 되도록 결정된다. 여기서는, 실험 결과 등에 의해, 미리 적당한 분리용 차단 주파수가 설정되어 있는 것으로 한다. 또, 분리용 차단 주파수와 함께, 저역 추출부(24)의 감쇠 경도는, 저역 추출부(24)로부터 출력된 신호가, 고역 추출부(22)로부터 출력된 신호에 영향을 미치지 않도록 특정되어야 하며, 여기서는, 해당 감쇠 경도 및 그것에 대응한 저역 통과 필터의 필터 차수(이하, 「최종 필터 차수」라고 한다)는, 미리 실험 결과 등에 의해 설정되어 있는 것으로 한다.
전단 저역 통과 필터(40)의 차단 주파수는, 분리용 차단 주파수보다 낮은 차단 주파수로 설정하고, 후단 저역 통과 필터(46)의 차단 주파수는, 분리용 차단 주파수보다 높은 차단 주파수로 설정한다. 여기서는, 분리용 차단 주파수를 「재생 한계 주파수보다 높은 주파수」로 설정하고 있기 때문에, 전단 저역 통과 필터(40)의 차단 주파수를 「재생 한계 주파수」로 설정한다. 한편, 전단 저역 통과 필터(40)의 필터 차수는, 최종 필터 차수보다 작은 제1 필터 차수로 설정하고, 후단 저역 통과 필터(46)의 필터 차수는, 최종 필터 차수보다 작은 제2 필터 차수로 설정한다. 여기서, 제1 필터 차수는 제2 필터 차수보다 작고, 또한 제1 필터 차수와 제2 필터 차수의 합이 최종 필터 차수가 되도록 설정한다. 여기서는, 필요한 최종 필터 차수의「5차」를 만족하기 위해서, 제1 필터 차수를「2」로, 제2 필터 차수를「3」으로 설정한다. 또한, 저주파 성분 제거부(20)의 차단 주파수를 낮게, 저역 추출부(24)의 분리용 차단 주파수를 높게 설정하면, 저음 재생 대역을 넓게 할 수 있다.
저주파 성분 제거부(20)로부터 출력된 신호는, 전단 저역 통과 필터(40), 후단 저역 통과 필터(46)의 순서로 통과한다. 또한, 합성부(42)는, 전단 저역 통과 필터(40)의 출력을 합성한다. 이것은 저음은 음상 정위가 중앙에 오기 때문에, 가산한 상태로 신호 처리를 행해도 문제없기 때문이다. 고역 통과 필터(44)는, 합성부(42)에서 합성한 신호에 직류 성분이 포함되는 경우가 있어서, 해당 직류 성분을 제거한다. 여기서는, 저주파 성분 제거부(20)와 동일하게, 스피커(16)로 재생해야 할 최저의 주파수를 차단 주파수로 설정한 1차 고역 통과 필터를 사용한다.
증폭부(26)는, 저역 추출부(24)로부터 출력된 신호를 증폭한다. 합성부(28)는, 고역 추출부(22)로부터 출력된 신호와, 증폭부(26)로부터 출력된 신호를 합성한다. 버퍼(30)는, 제1 합성부(28a)에서 합성된 신호를 버퍼링하고, 버퍼(32)는, 증폭부(26)에서 증폭된 신호를 버퍼링하고, 버퍼(34)는, 제2 합성부(28b)에서 합성된 신호를 버퍼링한다. 최종적으로, 좌측의 출력으로서 버퍼(30)로부터, 우측의 출력으로서 버퍼(34)로부터, 저음의 출력으로서 버퍼(32)로부터 신호가 출력된다.
제어부(50)는, 도시 생략한 입력 인터페이스를 통해, 사용자로부터 고역 추출부(22), 전단 저역 통과 필터(40), 고역 통과 필터(44), 후단 저역 통과 필터(46)의 차단 주파수, Q값, 게인 등의 고역 추출부(22)나 저역 추출부(24)에서 추출되어야 할 신호의 특성에 관한 지시를 접수한다. 또한, 해당 지시를 소정의 디지털 데이터 워드로 변환한 후, 해당 디지털 데이터 워드에 기초하여 고역 추출부(22), 전단 저역 통과 필터(40), 고역 통과 필터(44), 후단 저역 통과 필터(46)의 설정을 전자적으로 제어한다.
도 4는 전단 저역 통과 필터(40)와 후단 저역 통과 필터(46)에서의 위상 시프트에 대한 주파수 특성이다. 여기서는, 설명을 용이하게 하기 위해서, 전단 저역 통과 필터(40)에 대응한 필터의 차수를「1차」, 후단 저역 통과 필터(46)에 대응한 필터의 차수를「2차」로 한 경우의 위상 특성을 실선으로 나타낸다. 한편, 고차의 필터를「3차」로 한 경우의 위상 특성을 점선으로 나타낸다. 또, 도면중의 주파수「f0」은 3차 필터의 차단 주파수이고, 주파수 「f1」은 전단 저역 통과 필터(40)에 대응한 1차 필터의 차단 주파수이고, 주파수 「f2」는 후단 저역 통과 필터(46)에 대응한 2차 필터의 차단 주파수이다. 도시한 바와 같이, 차단 주파수가 다른 필터 차수가 낮은 필터를 조합함으로써, 위상 시프트를 작게 할 수 있다. 또한, 필터의 조합에 있어서, 필터 차수가 낮은 쪽의 필터의 차단 주파수를 보다 낮게 하면, 낮은 주파수에서의 위상 시프트를 더 작게 할 수 있다. 한편, 높은 주파수에서의 위상 시프트는 커지지만, 도 2에 나타낸 바와 같이 보컬 대역에 걸친 높은 주파수에서는, 저역 추출부(24)로부터의 출력 게인이 작아지기 때문에, 그러한 위상 시프트의 영향은 작다．
도 5(a) - (c)는, 등화 회로(12)의 주파수 특성을 나타낸다. 도 5(a)는, 도 3의 「P10」에서의 주파수 특성, 즉 고역 추출부(22)의 출력 신호의 주파수 특성을 나타낸다. 또, 도 5(b)는 도 3의「P11」에서의 주파수 특성, 즉 증폭부(26)의 출력 신호의 주파수 특성을 나타낸다. 도 5(c)는, 도 3의 「P12」에서의 주파수 특성, 즉 버퍼(30)의 출력 신호의 주파수 특성을 나타낸다. 도시한 바와 같이, 도 5(c)는, 도 5(a)와 도 5(b)를 합성한 형태로 얻어지고 있다. 그 결과, 도 5(b)처럼 초저음 영역의 게인이 작고, 저음 재생 대역이 넓어진다. 또, 도 5(a)와 도 5(c)의 비교로부터 명확한 바와 같이, 보컬 대역에 대한 영향이 적고, 딥도 작다. 또한, 도 5(c)와 동일한 주파수 특성을, 도 2에 실선으로 나타내고 있다. 점선의 주파수 특성과 비교하여, 초저음 영역의 게인이 작고, 저음 재생 대역이 넓어, 보컬 대역에 대한 영향도 작고, 딥도 작아져 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 증폭 대상의 신호를 분리하기 위한 저역 통과 필터를 필터 차수가 낮은 다수의 필터를 조합하여 구성하므로, 증폭 대상이 되지 않는 신호로부터의 위상차가 작아져, 딥이 작아진다. 또, 초저음 영역을 제거하기 위한 고역 통과 필터와 증폭 대상의 신호를 분리하기 위한 저역 통과 필터에 의해 구성하므로, 저음 재생 대역을 넓게 할 수 있다. 또, 증폭 대상의 신호를 분리하기 위한 저역 통과 필터를 감쇠 경도가 큰 필터로 구성하기 때문에, 보컬 대역에 대한 영향을 작게 할 수 있다. 또, 저음 영역에 관한 처리는, 합성한 신호에 대해 행하므로, 회로 규모를 삭감 가능하다.
이상, 본 발명을 실시예를 기초로 설명했다. 실시형태는 예시이고, 그들의 각 구성 요소나 각 처리 프로세스의 조합에 여러가지 변형예가 가능한 것, 또 그러한 변형예도 본 발명의 범위에 있는 것은 당업자에게 이해될 것이다.
본 실시예에 있어서, 저역 추출부(24)는, 고역 통과 필터(44)와 후단 저역 통과 필터(46)의 순으로 배열하여 구성되어 있다. 그러나, 이것에 한정되지 않고 예를 들면, 후단 저역 통과 필터(46)와 고역 통과 필터(44)의 순으로 배열해도 되고, 또 같은 특성을 갖는 밴드패스 필터에 의해 구성되어도 된다. 본 변형예에 의하면, 다른 회로 구성으로 동일한 특성이 얻어진다. 즉, 희망하는 특성이 얻어지면 된다.
본 실시예에 있어서, 등화 회로(12)는, 다수의 신호를 입력하여, 다수의 신호를 출력한다. 그러나, 이것에 한정되지 않고 예를 들면, 1개의 신호를 입력하여, 1개의 신호를 출력해도 된다. 이 경우는, 저주파 성분 제거부(20), 고역 추출부(22), 전단 저역 통과 필터(40), 합성부(28)는 각각 1개의 구성 요소를 포함하면 된다. 또, 합성부(42)는 없어도 된다. 본 변형예에 의하면, 회로 구성을 더 작게 할 수 있다. 즉, 음성을 스테레오 재생하는지, 모노럴 재생하는지에 따라, 그것에 적합한 구성이면 된다.
본 발명에 의하면, 증폭 대상의 신호를 분리하기 위한 저역 통과 필터를 필터 차수가 낮은 다수의 필터를 조합하여 구성하므로, 증폭 대상이 되지 않는 신호로부터의 위상차가 작아져, 딥이 작아진다. 또, 초저음 영역을 제거하기 위한 고역 통과 필터와 증폭 대상의 신호를 분리하기 위한 저역 통과 필터에 의해 구성하므로, 저음 재생 대역을 넓게 할 수 있다. 또, 증폭 대상의 신호를 분리하기 위한 저역 통과 필터를 감쇠 경도가 큰 필터로 구성하기 때문에, 보컬 대역에 대한 영향을 작게 할 수 있다. 또, 저음 영역에 관한 처리는, 합성한 신호에 대해 행하므로, 회로 규모를 삭감 가능하다.
도 1은 실시예에 따른 음성 출력 장치의 구성을 나타낸 도면,
도 2는 도 1의 등화 회로의 주파수 특성을 나타낸 도면,
도 3은 도 1의 등화 회로의 구성을 나타낸 도면,
도 4는 도 1의 전단 저역 통과 필터와 후단 저역 통과 필터에서의 위상 시프트에 대한 주파수 특성,
도 5(a) - (c)는, 등화 회로의 주파수 특성을 나타낸 도면이다.

Claims (18)

  1. 처리 대상의 신호를 입력하는 입력부와,
    상기 입력한 신호로부터, 후단에 설치한 스피커의 재생 한계 주파수에 기초하여 정해지는 제1 차단 주파수 이상의 성분의 신호를 추출하는 고역 추출부와,
    상기 입력한 신호로부터 스피커로 재생해야 할 음성 신호의 주파수 이상의 성분을 제거하기 위한 감쇠 경도에 의해, 상기 입력한 신호로부터, 상기 제1 차단 주파수와 상기 스피커로 재생해야 할 음성 신호의 주파수에 기초하여 정해지는 제2 차단 주파수 이하의 성분의 신호를 추출하는 저역 추출부와,
    상기 추출한 제2 차단 주파수 이하의 성분의 신호를 증폭하는 증폭부와,
    상기 증폭한 신호와 상기 추출한 제1 차단 주파수 이상의 성분의 신호를 합성하는 합성부를 구비하고,
    상기 저역 추출부는, 상기 감쇠 경도에 대응한 필터 차수보다 작은 제1 필터 차수에 의해 상기 제2 차단 주파수보다 작은 주파수 이하의 성분의 신호를 통과하는 제1 저역 통과 필터와, 상기 제1 필터 차수보다 큰 제2 필터 차수에 의해 상기 제2 차단 주파수보다 큰 주파수 이하의 성분의 신호를 통과하는 제2 저역 통과 필터를 갖고, 상기 입력한 신호에 대해, 상기 제1 저역 통과 필터를 통과시킨 후, 상기 제2 저역 통과 필터를 통과시키는 것을 특징으로 하는 등화 회로.
  2. 처리 대상의 다수의 신호를 각각 입력하는 입력부와,
    상기 입력한 다수의 신호로부터, 후단에 설치한 스피커의 재생 한계 주파수에 기초하여 정해지는 제1 차단 주파수 이상의 성분의 다수의 신호를 각각 추출하는 고역 추출부와,
    상기 입력한 다수의 신호로부터 스피커로 재생해야 할 음성 신호의 주파수 이상의 성분을 각각 제거하기 위한 감쇠 경도에 의해, 상기 입력한 다수의 신호로부터, 상기 제1 차단 주파수와 상기 스피커로 재생해야 할 음성 신호의 주파수에 기초하여 정해지는 제2 차단 주파수 이하의 성분의 신호를 추출하는 저역 추출부와,
    상기 추출한 제2 차단 주파수 이하의 성분의 신호를 증폭하는 증폭부와,
    상기 추출한 제1 차단 주파수 이상의 성분의 다수의 신호의 각각에 대해, 상기 증폭한 신호를 각각 합성하는 합성부를 구비하고,
    상기 저역 추출부는, 상기 감쇠 경도에 대응한 필터 차수보다 작은 제1 필터 차수에 의해 상기 제2 차단 주파수보다 작은 주파수 이하의 성분의 신호를 통과하는 제1 저역 통과 필터와, 상기 제1 필터 차수보다 큰 제2 필터 차수에 의해 상기 제2 차단 주파수보다 큰 주파수 이하의 성분의 신호를 통과하는 제2 저역 통과 필터를 갖고, 상기 입력한 다수의 신호에 대해 상기 제1 저역 통과 필터를 각각 통과시켜, 상기 제1 저역 통과 필터를 각각 통과한 다수의 신호를 합성한 후, 상기 제2 저역 통과 필터를 통과시키는 것을 특징으로 하는 등화 회로.
  3. 제2항에 있어서, 상기 입력한 다수의 신호로부터, 스피커로 재생해야 할 최저 주파수에 기초하여 정해지는 제3 차단 주파수 이상의 성분의 다수의 신호를 각각 추출하는 저주파 성분 제거부와,
    상기 추출한 제3 차단 주파수 이상의 성분의 다수의 신호를 상기 고역 추출부와 상기 저역 추출부에 각각 입력시키는 분기부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 등화 회로.
  4. 제2항에 있어서, 상기 저역 추출부는, 상기 감쇠 경도에 대응한 필터 차수로부터 상기 제1 필터 차수를 감한 값을 상기 제2 필터 차수로 하는 것을 특징으로 하는 등화 회로.
  5. 제3항에 있어서, 상기 저역 추출부는, 상기 감쇠 경도에 대응한 필터 차수로부터 상기 제1 필터 차수를 감한 값을 상기 제2 필터 차수로 하는 것을 특징으로 하는 등화 회로.
  6. 제2항에 있어서, 상기 저역 추출부는, 상기 합성한 신호로부터, 적어도 직류 성분을 제거하는 고역 통과 필터를 구비하고,
    상기 저역 추출부는, 상기 직류 성분을 제거한 신호를 상기 제2 저역 통과 필터를 통과시키는 것을 특징으로 하는 등화 회로.
  7. 제3항에 있어서, 상기 저역 추출부는, 상기 합성한 신호로부터, 적어도 직류 성분을 제거하는 고역 통과 필터를 구비하고,
    상기 저역 추출부는, 상기 직류 성분을 제거한 신호를 상기 제2 저역 통과 필터를 통과시키는 것을 특징으로 하는 등화 회로.
  8. 제4항에 있어서, 상기 저역 추출부는, 상기 합성한 신호로부터, 적어도 직류 성분을 제거하는 고역 통과 필터를 구비하고,
    상기 저역 추출부는, 상기 직류 성분을 제거한 신호를 상기 제2 저역 통과 필터를 통과시키는 것을 특징으로 하는 등화 회로.
  9. 제2항에 있어서, 상기 저역 추출부는, 상기 제2 저역 통과 필터를 통과한 신호로부터, 적어도 직류 성분을 제거하는 고역 통과 필터를 구비하는 것을 특징으로 하는 등화 회로.
  10. 제3항에 있어서, 상기 저역 추출부는, 상기 제2 저역 통과 필터를 통과한 신호로부터, 적어도 직류 성분을 제거하는 고역 통과 필터를 구비하는 것을 특징으로 하는 등화 회로.
  11. 제4항에 있어서, 상기 저역 추출부는, 상기 제2 저역 통과 필터를 통과한 신호로부터, 적어도 직류 성분을 제거하는 고역 통과 필터를 구비하는 것을 특징으로 하는 등화 회로.
  12. 제2항에 있어서, 상기 저역 추출부에서 추출되어야 할 신호의 특성을 제어하는 제어부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 등화 회로.
  13. 제3항에 있어서, 상기 저역 추출부에서 추출되어야 할 신호의 특성을 제어하는 제어부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 등화 회로.
  14. 제2항에 있어서, 상기 고역 추출부에서 추출되어야 할 신호의 특성을 제어하는 제어부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 등화 회로.
  15. 제3항에 있어서, 상기 고역 추출부에서 추출되어야 할 신호의 특성을 제어하는 제어부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 등화 회로.
  16. 제12항에 있어서, 사용자로부터, 상기 저역 추출부 또는 상기 고역 추출부에서 추출되어야 할 신호의 특성에 관한 지시를 접수하는 접수부와,
    상기 접수한 지시를 디지털 데이터 워드로 변환하는 변환부를 더 구비하고,
    상기 제어부는, 상기 변환한 디지털 데이터 워드에 기초하여, 상기 추출되어야 할 신호의 특성을 제어하는 것을 특징으로 하는 등화 회로.
  17. 제14항에 있어서, 사용자로부터, 상기 저역 추출부 또는 상기 고역 추출부에서 추출되어야 할 신호의 특성에 관한 지시를 접수하는 접수부와,
    상기 접수한 지시를 디지털 데이터 워드로 변환하는 변환부를 더 구비하고,
    상기 제어부는, 상기 변환한 디지털 데이터 워드에 기초하여, 상기 추출되어야 할 신호의 특성을 제어하는 것을 특징으로 하는 등화 회로.
  18. 제2항에 있어서, 상기 합성부로부터 출력되는 다수의 신호와 상기 저역 추출부로부터 출력되는 신호를 각각 출력하는 출력부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 등화 회로.
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