WO2008062748A1

WO2008062748A1 - Dispositif de traitement de signal et procédé de traitement de signal

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Publication number: WO2008062748A1
Application number: PCT/JP2007/072368
Authority: WO
Inventors: Kazuya Iwata
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Publication date: 2008-05-29
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Description

明細書

信号処理装置及び信号処理方法

技術分野

[0001] 本発明は、アナログオーディオ機器、特に真空管増幅器の持つ音質特徴をデジタノレオーディオ機器にて再現するための信号処理装置及び信号処理方法に関する。背景技術

[0002] 楽器用エフェクターに於いて、真空管式ギターアンプの音色、特に過大入力を与えた場合の音色変化の特徴を出すことを目的とした信号処理装置が、特許文献 1において開示されている。図 18にその信号処理装置の構成を示す。図 18に示す信号処理装置は、 Igフ、、ロック 301、 302と、 Ip/Egフ、、ロック 305、 306と、レべノレ検出き 308 と、乗算器 309と、カロ算器 303、 304、 307、 310とを備免る。

[0003] Igブロック 301、 302は、入力信号に応じて、真空管式電力増幅器のグリッドに接続されたフィルタ特性をシミュレートする。 Igブロック 301、 302の出力信号は Ip/Egブロック 305、 306に供給される。 Ip/Egブロック 305、 306は、真空管式電力増幅におけるグリッド電圧の変化に応じたプレート電流をシミュレートする。

[0004] Igブロック 301、 302は、入力電圧が大きくなるにしたがって、その遮断特性が高くなる。レベル検出器 308は、加算器 307から得られる Ip/Egブロック 305と Ip/Egブロック 306の加算出力のレベルを検出する。このレベルが大きくなるに連れて、乗算器 309、カロ算器 310、 303、 304を用いて、 Ip/Egブロック 305、 306のノィァスを深くすることで、真空管増幅器の動作をシミュレートする。

[0005] 以上説明したように、特許文献 1では、入力信号に応じて真空管式電力増幅器のグリッドに接続されたフィルタ特性、プレート電流の静特性をシミュレートし、且つ、出力信号レベルに応じて、フィルタ特性及び入力信号に付加するバイアスを変化させる。これにより、真空管増幅器の特性を模擬し、真空管式ギターアンプの音色、特に過大入力を与えた場合の音色変化の特徴を再現できる。

[0006] 特許文献 1 :特開平 7— 86840号公報

発明の開示発明が解決しょうとする課題

[0007] 上述の従来の信号処理装置におレ、ては、真空管式ギターアンプの音色、特に過大入力を与えた場合の音色変化の特徴を再現することを目的としている。このため、通常振幅信号 (実用上無歪状態で動作可能な信号振幅）に対しては効果が得られず、通常振幅信号を扱うオーディオ用途としては不適である。

[0008] 本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、アナログオーディオ機器、特に真空管増幅器の持つ音質特徴をデジタルオーディォ機器にて再現し、アナログオーディオ機器の再生音から感じ取れる、中低域に厚みのある、滑らかな音、安定感安心感のある等の音質を再生可能とする信号処理装置及び方法を提供することにある。

課題を解決するための手段

[0009] 本発明に係る信号処理装置は、接続される負荷に応じて周波数特性が変化するトランスの伝達特性をシミュレートし、入力信号を伝達特性で処理して出力するトランスシミュレート手段と、所定の負荷のインピーダンス特性をシミュレートし、インピーダンス特性を出力する負荷インピーダンスシミュレート手段とを備える。トランスシミュレート手段は、負荷インピーダンスシユミレート手段によってシミュレートされた負荷インピーダンスを持つ負荷が接続された状態でトランスの伝達特性をシミュレートする。

[0010] 本発明に係る信号処理方法は、所定の負荷のインピーダンス特性をシミュレートし

、インピーダンス特性を出力するステップと、接続される負荷に応じて周波数特性が変化するトランスに前記シミュレートされたインピーダンス特性の負荷が接続された状態で、トランスの伝達特性をシミュレートするステップと、入力信号を、シミュレートされた伝達特性を用いて処理し、出力信号を生成するステップとを含む。

発明の効果

[0011] 本発明によれば、所定の特性を有するトランスに所定の特性を有した負荷を接続した状態での伝達特性で、入力されたオーディオ信号を処理することで、出力オーディォ信号を生成している。特に、出力トランスの伝達特性とそれに接続されるスピーカのインピーダンス特性とを含めた全体の伝達特性で、入力されたオーディオ信号を処理することにより、出力オーディオ信号を生成している。これにより、例えば、トランスをオーディオ真空管増幅器用出力トランスとし、負荷をオーディオ用スピーカとすることで、真空管増幅器でスピーカを駆動したときに得られる音質を再現できる。

図面の簡単な説明

[図 1]本発明の実施の形態における信号処理装置の構成図

[図 2]3極管真空管を用いたシングル構成のオーディオ電力増幅器 (真空管増幅器）の構成図

[図 3] (a)出力トランスの回路図及び (b)出力トランスの等価回路図

[図 4]負荷として純抵抗を接続したときの出力トランスの出力信号の周波数特性の一例を示す図

[図 5]スピーカシステムのインピーダンス特性の一例を示す図

[図 6]図 5に示すインピーダンス特性を有するスピーカシステムを接続した場合の出カトランスの出力信号の周波数特性を示す図

[図 7]スピーカインピーダンスシミュレーション部において、スピーカインピーダンスをシミュレートする際に使用する回路の構成例を示した図

[図 8]スピーカインピーダンスをシミュレートする際に使用する等価回路の回路図 [図 9]シミュレーション対象の真空管増幅器の出力部の等価回路図

[図 10]負荷として純抵抗が接続された出力トランスの位相特性と振幅特性を示す図 [図 11]負荷として密閉型の 2ウェイ型スピーカシステムが接続された出力トランスの出力信号の位相特性と振幅特性を示す図

[図 12]負荷として密閉型のフルレンジ型スピーカシステムが接続された出力トランスの出力信号の位相特性と振幅特性を示す図

[図 13]制御パラメータを変更することによるインピーダンス特性の変化を示す図

[図 14]図 13に示すインピーダンス特性の変化に伴う出力トランスの出力信号特性を示す図

[図 15]制御パラメータを変更することにより得られる、バスレフ型の 3ウェイスピーカシステムのインピーダンス特生を示す図

[図 16]図 15に示すインピーダンス特性の負荷が接続された出力トランスの出力信号特性を示す図 [図 17]—次インダクタンスを変化させた場合の出力トランスの出力信号特性の変化を示す図

[図 18]従来のオーディオ信号再生装置の構成を示すブロック図

符号の説明

[0013] 101 出力トランスシミュレーション部

102 スピーカインピーダンスシミュレーション部

201 真空管デバイス

202 抵抗器

203 出力トランス

204 直流電源

205 スピーカ

T1 入力端子

T2 出力端子

T3 入力端子

Ti l , T12 制御端子

発明を実施するための最良の形態

[0014] 以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照しながら説明する

[0015] 1. 信処理装置の構成

図 1は、本発明の実施の形態 1における信号処理装置の構成図である。図 1において、信号処理装置 100は、出力トランスシミュレーション部 101と、スピーカインピーダンスシミュレーション部 102と、デジタルオーディオ信号を入力する入力端子 T1と、所定の信号処理がなされたデジタルオーディオ信号を出力する出力端子 T2とを含む。さらに信号処理装置 100は、出力トランスシミュレーション部 101におけるシミュレーシヨンに関する設定を変更するための制御端子 T11と、スピーカインピーダンスシミュレーシヨン部 102におけるシミュレーションに関する設定を変更するための制御端子 T12とを備える。

[0016] 本実施形態の信号処理装置 100は真空管を用いたオーディオ電力増幅器 (以下「真空管増幅器」という。）の出力特性 (伝達特性)をシミュレートし、入力した信号に対してそのシミュレートした出力特性を付加して出力するフィルタ機能を有する。特に、本願発明の発明者は、真空管増幅器の持つ音質に多大な影響を与える要素として、真空管増幅器内に用いられる出力トランスに着目し、出力トランスの出力特性をシミュレートすることにより真空管増幅器により得られる音質特徴を再現できることを発見した。

[0017] ここで、出力トランスの出力特性は、それに接続される負荷 (例えば、スピーカ）のィンピーダンスに左右される。このため、出力トランスシミュレーション部 101は、真空管増幅に使用される出力トランスの出力特性をシミュレートし、スピーカインピーダンスシミュレーション部 102は、出力トランスに接続されるスピーカの負荷インピーダンスをシミュレートする。この構成によって、オーディオデジタル信号は、本実施形態の信号処理装置 100を通過することで、シミュレーション対象の真空管増幅器とスピーカから得られる音質の特性が付加され、これにより、真空管増幅器で再現したような滑らで安定感、安心感のある音質が得られる。

[0018] なお、信号処理装置 100は半導体集積回路で構成され、出力トランスの伝達特性及びスピーカのインピーダンス特性をシミュレートする機能を有する。具体的には、信号処理装置 100は以下の機能を実現する信号処理プログラムを実行する DSP (Digi tal Signal Processor:デジタル 'シグナル 'プロセッサ）で構成される。

[0019] ここで、出力トランスシミュレーション部 101がシミュレートする出力トランスを含むォ一ディォ電力増幅器 (真空管増幅器)について説明する。

[0020] 図 2に、 1つの 3極管真空管を用いたオーディオ電力増幅器 (真空管増幅器)の構成を示す。真空管増幅器は、オーディオ信号を増幅する真空管デバイス 201と、真空管デバイス 201の動作点を決定するバイアスを与える抵抗器 202と、出力トランス 2 03と、直流電源 204とを備える。真空管増幅器は、入力端子 T3からアナログオーディォ信号を入力し、出力トランス 203を介して負荷であるスピーカ 205に増幅したォーディォ信号を出力する。

[0021] オーディオ電力増幅器において、入力端子 T3から入力されたオーディオ信号は真空管デバイス 201に供給される。真空管デバイス 201の動作点は、抵抗器 202、出力トランス 203及び直流電源 204により決定される。真空管デバイス 201は入力されたオーディオ信号を増幅し、出力トランス 203を介して、負荷であるスピーカ 205に電力を供給する。真空管デバイス 201の出力抵抗は一般に数と大きぐスピーカ 20 5のインピーダンスは 4 8 Ω程度と小さ!/、ため、出力トランス 203を用いてインピーダンス整合を行っている。

[0022] 一般的に出力トランスは、バンドパス特性を有し、その伝達特性は、出力トランスに接続する負荷に影響されることが知られている。本願の発明者は、そのような出力トランスの特性が真空管増幅器の伝達特性に影響を与え、真空管増幅器の音質を左右していることに着目した。すなわち、負荷としてスピーカが接続された場合の出力トランスの伝達特性をシミュレートし、その伝達特性によって、入力されるオーディオ信号を処理することにより、真空管増幅器の音質特徴を含むオーディオ信号を生成する。

[0023] なお、本実施形態では、出力トランスシミュレーション部 101はオーディオ用出力トランスの特性をシミュレーションしている。ここで、オーディオ用出力トランスは、一般に低い（4〜； 16 Ω )負荷インピーダンスを持つスピーカと真空管増幅器との間のインピーダンス整合をとるために挿入されるものである。オーディオ用出力トランスの特性は例えば以下の表に示すようなものとなる。

[表 1]

[0024] 2.信 ^処理装置の動作本実施形態の信号処理装置 100の動作を説明する。出力トランスシミュレーション部 101は、図 2に示した真空管増幅器に含まれる出力トランス 203の伝達特性をシミュレートする。スピーカインピーダンスシミュレーション部 102は、図 2に示す、出力トランス 203の負荷であるスピーカ 205のインピーダンス特性をシミュレートする。

[0025] 出力トランスシミュレーション部 101はオーディオ信号を入力端子 T1から入力し、出力トランス 203の伝達特性に基づいて、入力したオーディオ信号を処理し、処理したオーディオ信号を出力端子 T2から出力する。このとき、出力トランスシミュレーション部 101は、スピーカインピーダンスシミュレーション部 102によりシミュレートされたスピ一力インピーダンスを持つスピーカを負荷として接続した場合の出力トランス 203の伝達特性を用いる。

[0026] ここで、一般的なトランスの等価回路について説明する。一般的にトランスの等価回路は図 3に示す回路であることが知られている。すなわち、図 3 (a)の出力トランスの等価回路は図 3 (b)に示すとおりとなる。図 4に、オーディオ用出力トランスを図 3 (b) の等価回路に適合させて、 6 Ωの純抵抗を負荷にした場合のオーディオ帯域（20Hz 〜20kHz)の周波数特性を示す。図 4は低域、中域においてフラットな特性を示し、高域にお!/、て単調減少する特性を示して!/、る。

[0027] 図 5に、スピーカシステムのインピーダンス特性例を示す。同図は、密閉型キャビネットで構成される 2ウェイ型のスピーカシステムの特性を示している。図 5を参照すると、本スピーカシステムの最低共振周波数が 50Hzで、高域再生スピーカユニット（ツイータ）の最低共振周波数が、 5kHzであることがわかる。

[0028] 図 6は、図 5の特性を持つスピーカユニットを図 4の特性を持つ出力トランスに接続した場合の出力トランスの出力信号の周波数特性は示した図である。図 4と図 6の特性を比較すると、図 4は、高域が単調に減衰する特性を示すが、図 6は、スピーカシステムのインピーダンスの影響を受けて、低域と高域の一部で盛り上がった周波数特性を示している。このような、出力トランスに接続する負荷の違いによる周波数特性の変化が、音質に影響し、真空管増幅器特有の音質を形成していると考えられる。

[0029] 以上のように、本実施形態の信号処理回路 100は、スピーカインピーダンスシミュレーシヨン部 102でシミュレートされるスピーカインピーダンスを負荷にした場合の出力トランスシミュレーション部 101の伝達特性をもとに、入力されたオーディオ信号を処理することで、図 6のような周波数特性を持つ出力信号を生成する。

[0030] スピーカインピーダンスシミュレーション部 102の特性は以下のようにして決定できる。例えば、実際のスピーカシステム（ユニット単体を含む）のインピーダンス特性を測定して、その測定値に基づきインピーダンス特性を決定する。スピーカインピーダンスシミュレーション部 102は、インピーダンス特性の測定値の情報をテーブルとして保持する。

[0031] または、 L, C , Rの共振回路を用いてスピーカのインピーダンス特性をシミュレートし、それからインピーダンス特性を求めても良い。図 7は、スピーカインピーダンスシミユレーシヨン部 102がインピーダンス特性をシミュレートするために用いる回路の構成例を示した図である。図 7 (a)に示す回路は、一段の LCR並列共振回路を含み、例えば 1つの共振点を有するスピーカシステムをシミュレートする場合に使用できる。図 7 (b)に示す回路は二段の LCR並列共振回路を含み、例えば 2つの共振点を有するスピーカシステムをシミュレートする場合に使用できる。スピーカインピーダンスシミュレーシヨン部 102は、例えば図 7 (a)、（b)に示す回路が与えるインピーダンス特性を用いて、シミュレーション対象とするスピーカシステムのインピーダンス特性を得ることができる。 L、 C、 Rの値、共振回路の段数及び共振回路の構成は、シミュレートしたいスピーカシステムのインピーダンス特性に応じて決定される。図 7 (b)における各 L 、 C、 Rの値は、シミュレートするインピーダンス特性に応じて互いに独立な値を取り得

[0032] 図 7 (a)または (b)に示す L, C , Rの並列共振回路を用いてスピーカのインピーダンス特性を模擬し、それからインピーダンス特性を求めても良い。例えば、シミュレートするスピーカのインピーダンスが図 8 (a)に示す回路で与えられる場合を考える。同図の回路の場合、スピーカのインピーダンス Zは次式で与えられる。

0

Z =R + sL R / (s²L C R + sL +R ) ( 1 )

0 4 5 5 5 5 5 5 5

[0033] さらに共振周波数 f は次式で与えられる。

[0034] また、共振峰の高さ（図 8 (b)参照）は Rで与えられ、先鋭度 Q (Quality factor)は次式で与えられる。

Q = l/[2{l + L/(4CR i ⁷ ] (1. 2)

5 5 5

[0035] よって、図 8 (a)に示す回路の各素子の直 R、 L、 C、 Rを適宜設定することにより

4 5 5 5

、共振周波数、共振峰の高さ、先鋭度を任意の値に設定できることから、スピーカのインピーダンスお )特性を任意に設定できる。

0

[0036] 一方、出力トランスシミュレーション部 101についても同様に、実際の出力トランスの伝達特性を測定し、その測定値に基づき、出力トランスシミュレーション部 101の周波数特性を決定してもよい。例えば、図 3(b)に示した等価回路を用いて伝達特性を決定し、その伝達特性と測定値に基づき、出力トランスシミュレーション部 101の特性を決定すること力 Sできる。以下、出力トランスの伝達特性について説明する。

[0037] 以下では、図 9に示すように真空管増幅器の出力抵抗 Rをも考慮したときの出力ト

A

ランスの伝達特性を検討する。なお、出力抵抗 Rは真空管デバイス 201の抵抗であ

A

る。入力電圧と出力電圧をそれぞれ V、 Vとすると、伝達特性は次式で与えられる。

V/V ={(sCR +1)(R +sL) + R }[(sL +R )

i o 1 A 1 1 A 3 3

{ (n²R +sn²L )(sC Z +1) +nZ } +

2 2 2 o o

sL R (sC Z + l)]/sn²L RZ +sLR (sC R +1)

3 3 2 o 3 3 o 3 3 1 A

{ (R +sn²L ) (sC Z + l) + n²Z }/sL R nZ (2)

2 2 2 o o 3 3 o

ここで、 Zは負荷インピーダンス、 Cは一次巻線浮遊容量、 Rは一次巻線抵抗、 L

1 1 1 は一次巻線漏れインダクタンス、 Rは鉄損、 Lは一次インダクタンス、 Lは二次巻線

3 3 2

漏れインダクタンス、 Rは二次巻線抵抗、 Cは二次巻線浮遊容量、 nは出力トランスの巻数比である。

[0038] なお、式（2)における L、 C、 Rの各値は、出力トランスの伝達特性の測定値に基づ

V、て決定するが、所望の特性が得られるよう適宜決定されてもよ!/、。

[0039] 負荷インピーダンス Zは、一般に次式（2. 1)で与えられるが、例えば、図 8 (a)に示す等価回路を用いてインピーダンス特性をシミュレートする場合、負荷インピーダンス

Zは式（1)で与えられる。

Z =(a +a s + --- + a sⁿ)/(b +b s+---+b s") (2. 1)

o 0 1 n 0 1 n

[0040] 以上のように求めた伝達特性を入力信号に畳み込むことで、出力信号を生成することカできる。更に、スピーカインピーダンスシミュレーション部 102でシミュレートされるスピーカインピーダンスを負荷にした場合の出力トランスの出力特性は、個別に伝達特性を求めるのではなぐ出力トランスにスピーカシステムを接続した状態で伝達特^を算出しても良い。

[0041] 図 10〜図 12は、本実施形態の信号処理装置の周波数特性 (位相及び振幅についての特性）を示した図である。図 10は、負荷として純抵抗を接続した場合の出力トランスの出力信号の周波数特性を示す。図 11は、 50Hzの共振周波数を持つ密閉 2 ウェイ型スピーカを負荷として接続した場合の出力トランスの出力信号の周波数特性を示す。図 12は、 50Hzの共振周波数を持つ密閉フルレンジ型スピーカを負荷として接続した場合の出力トランスの出力信号の周波数特性を示す。これらの図に示すように、本実施形態の信号処理装置によれば、位相についても周波数特性を持つ。このように位相特性を有する点力本実施形態の信号処理装置と、帯域ごとにレベルを増減させることで音質調整が可能なグラフィックイコライザ（graphic equalizer)と異なる点である。

[0042] 以上のような構成で、アナログオーディオ機器、特に真空管増幅器の持つ音質特徴をデジタルオーディオ機器にて再現でき、アナログオーディオ機器の再生音から感じ取れる、滑らかな音質及び安定感、安心感等を与える音質を提供できる。

[0043] 本実施形態の信号処理装置 100は、制御端子 Tl l、 T12を介して出力トランスシミユレーシヨン部 101及びスピーカインピーダンスシミュレーション部 102それぞれに対する制御パラメータを外部から変更できる。

[0044] スピーカインピーダンスシミュレーション部 102は、制御端子 T12を介して外部から制御パラメータを入力することで、スピーカインピーダンス特性を変更できる。例えば、スピーカインピーダンスシミュレーション部 102が図 8 (a)に示す回路を用いてインピ一ダンス特性をシミュレーションする場合、共振周波数を設定する制御パラメータは式（1. 1)から Lとじとなる。また先鋭度 Qを設定する制御パラメータは式（1. 2)から

L、 C、 Rとなる。

[0045] 図 13は、スピーカインピーダンスシミュレーション部 102力 S、図 7 (b)に示す回路を用いてスピーカのインピーダンス特性をシミュレーションする場合において、制御パラメータを変更することでインピーダンス特性を変化させた例を示した図である。図 13 において、実線は変更前の特性を示し、破線は変更後の特性を示す。また、図 13は、キャビネットが密閉型で 2ウェイ型のスピーカシステムのインピーダンス特性を示す。

[0046] 図 13では、インピ-ダンス特性を制御するために 3つの要素を変更している。第 1の要素は共振周波数であり、低域の共振周波数をより高域側に（50Hzから 100Hzへ）シフトしている。第 2の要素は、低域の共振周波数におけるインピーダンスの大きさであり、小さくしている。第 3の要素は、尖鋭度 Q (Quality factor)であり、ツイ一タの低域共振周波数（5kHz)におけるインピーダンスの尖鋭度 Qを大きくしている。このようなスピーカインピーダンスを変化させると、それを負荷とする出力トランスの出力信号の周波数特性は、図 14に示すように変化する。図 14において、実線は変更前の特性を示し、破線は変更後の特性を示す。

[0047] 以上のようにスピーカのインピーダンス特性を制御することで、それを負荷とする出力トランスの周波数特性の制御が可能となる。

[0048] 上記の制御では、スピーカインピーダンスの特徴となる特性を制御して!/、る力実際に複数のスピーカインピーダンスの伝達特十生をテープノレとしてスピーカインピーダンスシミュレーション部 102内に保持しておき、いずれか 1つの伝達特性を制御パラメータにより選択して用いるようにしても良い。例えば、図 13に示したような密閉型の 2 ウェイ型スピーカシステムのインピーダンス特性と、図 15に示すようなバスレフ型の 3 ウェイ型スピーカシステムのインピーダンス特性とをそれぞれ保持しておき、 V、ずれかの特性を制御パラメータにより選択できるようにしてもよ!/、。図 15に示すインピーダンス特性を持つスピーカシステムに接続された出力トランスに対する、トランスシミュレ一シヨン部 101による出力信号の周波数特性は図 16に示すような特性となる。

[0049] 以上のように、制御端子 Tl l、 T12を介して外部から制御パラメータをスピーカのィンピーダンス特性を制御できるように信号処理装置を構成することで、外部から再生音の音質制御が可能となる。このように制御パラメータを変更するだけで容易にスピ一力のインピーダンス特性を変更できることから、複数のスピーカシステムの特性を容易に得ることができ、種々のスピーカを使用したときの音質を容易に再現することができる。また、制御パラメータにより、スピーカインピーダンスの低域共振周波数を低く設定し、かつ、その低域共振周波数でのインピーダンス値を大きく設定することで、低域再生能力の低レ、（低域方向の周波数特性が狭レ、)スピーカで再生した場合の聴感上の音質 (低域再生能力）を向上させることができる。

[0050] トランスシミュレーション部 101は、制御端子 Tl 1を介して外部から制御パラメータを入力することで、シミュレーションすべき出力トランスの特性を変更することができる。具体的には、例えば、複数の出力トランスから算出した伝達特性をテーブルとして保持しておき、制御パラメータにより、いずれ力、 1つの伝達特性を選択するようにする。または、図 9に示した等価回路の伝達特性において、音質に影響を与えるパラメータ (L、 C、 Rの値)を、制御パラメータにより段階的にまたは連続的に切り替えられるようにして、再生音の音質制御を行ってもよい。特に、 17火インダクタンス Lを変化させる（例えば、小さくする）と、図 17に示すように出力トランスの出力信号の低域の特性が変化する。

[0051] 以上のような構成で、アナログオーディオ機器、特に真空管増幅器の持つ音質特徴を、デジタルオーディオ機器にて再現し、アナログオーディオ機器の再生音から感じ取れる滑らかな音、安定感安心感のある等の音質を提供できる効果を有して!/、る。また、外部からシミュレーション特性を制御することで、得られる音質の制御が可能となる。

[0052] 3.

以上の実施の形態においては、信号処理装置 100を、ハードウェアのディジタノレ信号処理回路で構成している力本発明の思想の適用はこれに限られない。例えば、図 1の構成を信号処理プログラム（ソフトウェア）で実現して、その信号処理プロダラムを DSP (Digital Signal Processor:デジタル 'シグナル 'プロセッサ）により実行してもよい。

[0053] また、以上の説明では、真空管増幅器に含まれる出力トランスの出力特性をシミュレーシヨンしたが、真空管増幅器に限られない。他のアナログオーディオ機器に含まれる出力トランスの出力特性をシミュレーションしてもよい。アナログオーディオ機器に含まれる出力トランスがそのアナログオーディオ機器の特性に大いに影響を与える場合は、出力トランスの出力特性をシミュレーションすることで、そのアナログオーディォ機器による音質を再現することができる。

[0054] 4.まめ

以上のように本実施形態の信号処理装置によれば、所定の特性を有するトランスに所定の特性を有した負荷を接続した状態での伝達特性で、入力されたオーディオ信号を処理することで、出力オーディオ信号を生成している。特に、出力トランスの伝達特性とそれに接続されるスピーカのインピーダンス特性とを含めた全体の伝達特性で、入力されたオーディオ信号を処理することにより、出力オーディオ信号を生成している。この構成により、トランスをオーディオ真空管増幅器用出力トランスとし、負荷をオーディオ用スピーカとすることで、真空管増幅器でスピーカを駆動している状態の音質を再現できる効果を奏する。

[0055] さらに、スピーカのインピーダンスの周波数特性を外部から制御することで、インピ一ダンス特性の共振特性を変化させること、また、トランスの 1次インダクタンスを含む特性を外部から制御することにより、様々な出力トランス及びスピーカを組み合わせたとき（著名なオーディオ機器での組合せ例も含む）のオーディオ信号を生成できるという効果を奏する。

[0056] さらに、本実施形態では、負荷となるスピーカのインピーダンスの低域共振周波数とその大きさを適宜調整する。具体的には、スピーカのインピーダンスの低域共振周波数を再生装置の低域再生限界の前後に、または、音質制御したい周波数に設定したり、インピーダンスの大きさを変化させるたりすることで、設定した周波数付近における周波数特性を調整する。これにより、再生装置の低域特性の制御、特に小型スピーカを使用した再生装置の低域特性の改善ができる。

産業上の利用可能性

[0057] 本発明にかかる信号処理装置は、アナログオーディオ機器、特に真空管増幅器の持つ音質特徴を、デジタルオーディオ機器にて再現し、アナログオーディオ機器の再生音から感じ取れる滑らかな音、安定感、安心感のある等の音質を再生する等のオーディオ機器の音質改善として有用である。

[0058] 本発明は、特定の実施形態について説明されてきたが、当業者にとっては他の多くの変形例、修正、他の利用が明らかである。それゆえ、本発明は、ここでの特定の開示に限定されず、添付の請求の範囲によってのみ限定され得る。なお、本出願は日本国特許出願、特願 2006— 312595号（2006年 11月 20日提出）に関連し、それらの内容は参照することにより本文中に組み入れられる。

Claims

請求の範囲

[1] 接続される負荷に応じて周波数特性が変化するトランスの伝達特性をシミュレートし

、入力信号を前記伝達特性で処理して出力するトランスシミュレート手段と、

所定の負荷のインピーダンス特性をシミュレートし、前記インピーダンス特性を出力する負荷インピーダンスシミュレート手段とを備え、

前記トランスシミュレート手段は、前記負荷インピーダンスシユミレート手段によってシミュレートされた負荷インピーダンスを持つ負荷が接続された状態で前記トランスの伝達特性をシミュレートする、ことを特徴とする信号処理装置。

[2] 前記トランスシミュレート手段がシミュレートするトランスは、オーディオ真空管増幅器に用いられる出力トランスである、ことを特徴とする請求項 1記載の信号処理装置。

[3] 前記負荷インピーダンスシミュレート手段がシミュレートする負荷は、オーディオ用スピー力であることを特徴とする請求項 1記載の信号処理装置。

[4] 前記トランスシミュレート手段は、シミュレートするトランスの巻線比を有する理想トランスと、前記シミュレートするトランスの持つ固有パラメータである鉄損と、 1次インダクタンスと、 1次巻線漏洩インダクタンスと、 1次巻線抵抗と、 1次巻線浮遊容量と、 2次巻線漏洩インダクタンスと、 2次巻線抵抗と、 2次巻線浮遊容量とから構成される等価回路の伝達特性をシミュレートし、

前記等価回路は、前記理想トランスの 1次側に前記鉄損と前記 1次インダクタンスが並列接続され、 1次巻線漏洩インダクタンスと 1次巻線抵抗と 1次巻線浮遊容量とからなる直列回路が前記鉄損に並列接続され、前記 1次巻線浮遊容量の両端に前記入力信号が入力され、前記理想トランスの 2次側に 2次巻線漏洩インダクタンスと 2次巻線抵抗と 2次巻線浮遊容量とが直列に接続され、前記 2次巻線浮遊容量の両端に前記負荷が接続される、ことを特徴とする請求項 1記載の信号処理装置。

[5] 前記負荷インピーダンスシミュレート手段は、オーディオスピーカのインピーダンスの直流抵抗値を形成する抵抗器と、抵抗器、キャパシタ及びインダクタンスで構成される少なくとも 1つの共振回路とを直列接続してなる回路のインピーダンス特性を用 V、て、前記オーディオスピーカのインピーダンス特性をシミュレートすることを特徴とする請求項 1記載の信号処理装置。

[6] 前記負荷インピーダンスシミュレート手段でシミュレートする負荷のインピーダンス特性を外部から制御するための制御端子を備えたことを特徴とする請求項 1記載の信号処理装置。

[7] 前記トランスシミュレート手段でシミュレートするトランスの 1次インダクタンス特性を外部から制御するための制御端子を備えたことを特徴とする請求項 1記載の信号処理装置。

[8] 所定の負荷のインピーダンス特性をシミュレートし、前記インピーダンス特性を出力接続される負荷に応じて周波数特性が変化するトランスに前記シミュレートされたィンピーダンスインピーダンス特性の負荷が接続された状態で、前記トランスの伝達特性をシミュレートするステップと、

入力信号を、前記シミュレートされた伝達特性を用いて処理し、出力信号を生成すを含む信号処理方法。

[9] 前記トランスは、オーディオ真空管増幅器に用いられる出力トランスであることを特徴とする請求項 8記載の信号処理方法。

[10] 前記負荷はオーディオ用スピーカであることを特徴とする請求項 8記載の信号処理方法。

[11] 前記負荷のインピーダンス特性を制御するための制御情報を受け付けるステップをさらに含むことを特徴とする請求項 8記載の信号処理方法。

[12] 前記トランスの 1次インダクタンス特性を制御するための制御情報を受け付けるステップをさらに含むことを特徴とする請求項 8記載の信号処理方法。