JP3063268B2 - 音声信号増幅回路 - Google Patents

音声信号増幅回路

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JP3063268B2 JP3222625A JP22262591A JP3063268B2 JP 3063268 B2 JP3063268 B2 JP 3063268B2 JP 3222625 A JP3222625 A JP 3222625A JP 22262591 A JP22262591 A JP 22262591A JP 3063268 B2 JP3063268 B2 JP 3063268B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、音声再生装置における
音声信号増幅回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、音声再生装置において、S/Nや
ダイナミック・レンジが大幅に改善されて来たため、ヘ
ッドホンやスピーカを大音量で鳴らしたいとか、低域を
増強した迫力のある低音で音楽を聴きたいという要求が
強くなって来た。このような要求の中にあって、一例と
して、従来の音声信号増幅回路は、図5に示すように構
成されている。同図において、21は再生信号が入力さ
れる入力端子、22は音量を調整するための可変抵抗、
24は出力端子、23は増幅回路の主体となる演算増幅
器であり、その増幅利得は利得外付けの抵抗やコンデン
サーによって決定され、出力端子24より取り出される
ものである。また25は切り換えスイッチで周波数特性
をほぼフラットにするか低域を増強するかを切り換える
ためのものである。このように構成した従来の音声信号
再生回路について図5と図6を用いて説明する。図6は
従来の音声信号再生回路の周波数特性図であり、実線は
切り換えスイッチ25を上に切り換えてほぼフラットに
した時の周波数特性であり、低域の周波数特性が落ちて
いるのはコンデンサーC21の効果により音声信号とし
ては不要な低域を除去しているためである。また図6の
破線は切り換えスイッチ25を下に切り換えて低域を増
強したときの周波数特性であり、コンデンサーC22の
効果で低域を増強しており、また音のバランスをよくす
るためコンデンサーC23と抵抗R24によって高域も
少し増強している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな従来の音声信号増幅回路は、第1の課題として、入
力端子21に図7(a)の様な入力信号が入力された
時、可変抵抗22を調整してヘッドホンやスピーカを大
音量で鳴らそうとすると、出力端子24は図7(b)の
ように演算増幅器23の電源のダイナミック・レンジで
クリップしてしまい、音が歪んでしまうという問題を有
していた。この問題は切り換えスイッチ25を下に切り
換えて低域を増強した時、顕著である。
【0004】また第2の課題として、切り換えスイッチ
25を下に切り換えた時、周波数特性は図6の破線のよ
うに緩やかに低域が増強されるため中域も少し増強され
てしまうので音がこもった感じに聴こえるという問題点
を有していた。
【0005】本発明は、上記従来の問題点に鑑み、第1
の発明として、電源電圧で決まる回路の出力ダイナミッ
ク・レンジを越える信号を再生しようとした時、増幅さ
れた信号の高振幅部の歪をなくすことが可能な音声信号
増幅回路を提供することを目的としてなされたものであ
る。また、第2の発明として、低域を増強したときに、
あまり中域を増強せずに低域のみを急峻に増強すること
ができる音声信号増幅回路を提供することを目的として
なされたものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の音声信号増幅回路は、低域から高域までの周
波数成分を有する再生信号の高域周波数成分を増幅する
高域増幅回路と、再生信号の低域周波数成分を増幅する
低域増幅回路と、前記低域増幅回路の出力を制限する制
限回路と、前記高域増幅回路の出力と前記低域増幅回路
の出力を加算する加算回路から構成したものである。
【0007】また、低域から高域までの周波数成分を有
する再生信号の高域周波数成分を選択的に増幅する高域
増幅回路と、低域の伝達を除去するためのコンデンサー
と、高域の増幅率を下げる低域通過フィルターと、前記
低域通過フィルターの出力を前記コンデンサーに帰還す
る抵抗と、前記低域通過フィルターの低域増幅率を通常
と増強に切り換え、かつ連動してカットオフ周波数を
り換えるための切り換え手段と、前記高域増幅回路の出
力と前記低域通過フィルターの出力を加算する加算回路
から構成され、前記切り換え手段によって低域増幅率を
増強したときには通常のときよりも前記低域通過フィル
ターのQが大きくなるようにしたものである。
【0008】
【作用】本発明は上記の構成によって、高域増幅回路に
よる高域周波数帯の増幅と、低域増幅回路による低域周
波数帯の増幅を各々の増幅回路において増幅し、また低
域増幅回路の出力は制限回路によって制限され、高域増
幅回路の出力と低域増幅回路の出力を加算する加算回路
によって加算されるので、大振幅の低域周波数成分が入
力されても、それによって高域成分が損なわれることは
ないので歪感が少なくなる。また、低域を増強したとき
には通常のときよりも低域通過フィルターのQが大きく
なるようにしたので急峻に低域が増強でき、低域増幅回
路と高域増幅回路のクロスオーバー周波数に少しのディ
ップができるので、中域が増強された時のこもった感じ
は発生しない。
【0009】
【実施例】以下本発明の音声信号増幅回路の実施例につ
いて、図1〜図4を参照しながら詳細に説明する。
【0010】図1は本発明の実施例を示しており、1は
音響再生装置の再生信号が入力される入力端子、2は音
量を調整するための可変抵抗、11は増幅後の出力端子
である。また、3は演算増幅器、4は演算増幅器3の出
力電流と同量の電流を出力する電流制御電流源であり、
コンデンサーC1、抵抗R1、R2とで、高域増幅回路
Aを構成している。また、5は演算増幅器、6は演算増
幅器5の出力電流と同量の電流を出力する電流制御電流
源、7は増幅率が1のバッファーであり、コンデンサー
C3、C4、抵抗R3、R4、R5とで、低域増幅回路
Bを構成している。8は低域増幅回路Bの振幅を制限す
る制限回路であり、ダイオード等で構成されたソフト・
リミターである。10は演算増幅器で、高域増幅回路A
の出力電流と、低域増幅回路Bの出力電圧を抵抗R7で
V−I変換して加算し、抵抗R8でI−V変換して出力
端子11に出力する加算回路Cを構成している。9は周
波数特性を変えるための切り換えスイッチで、R6は低
域利得を上げるための抵抗、C2は高域利得を上げるた
めのコンデンサーである。
【0011】以上のように構成された音声信号増幅回路
について、以下その動作について説明する。
【0012】まず切り換えスイッチ9が右に倒れている
場合を説明する。入力端子1に入力された信号の高域成
分は、演算増幅器3、電流制御電流源4によるカットオ
フ周波数=1/(2πC1(R1+R2))で表される
高域通過フィルターを構成した高域増幅回路Aを通過
し、通過帯利得はR8/(R1+R2)で表され、また
低域成分は、演算増幅器5、電流制御電流源6、バッフ
ァー7によるカットオフ周波数=1/(2πC4・R
5)で表される低域通過フィルターDを構成した低域増
幅回路Bを通過し、通過帯利得は(R5/R3)*(R
8/R7)で表され、加算回路C用の演算増幅器10で
それぞれ加算された結果が出力端子11に出力される。
【0013】この動作を第2図を用いて説明する。第2
図は本発明の音声信号増幅回路の切り換えスイッチ9を
右に切り換えた時の周波数特性の説明図で、(b)は高
域増幅回路Aの周波数特性、(c)は低域増幅回路Bの
周波数特性であり、(d)はその加算後の周波数特性
で、入力端子1から出力端子11までの伝達周波数特性
であり、低域増幅回路Bの低域利得と高域増幅回路Aの
高域利得が等しいためほぼフラットな特性になってい
る。ここで、クロスオーバー周波数よりも低い帯域が落
ちているのはコンデンサーC3の効果であり、音声信号
として不要な低域成分を除去しているためである。
【0014】次に、切り換えスイッチ9が左に倒れてい
る場合を説明する。高域増幅回路Aの更に高域部はC2
の効果で少し利得が上がっており、R6によって低域増
幅回路Bの低域利得は上がりカットオフ周波数は下が
り、C3とR3による不要な低域を除去するためのカッ
トオフ周波数と干渉して、低域にQが0.5以上のピー
キングが発生する。
【0015】図3は本発明の音声信号増幅回路の切り換
えスイッチ9を左に切り換えた時の周波数特性の説明図
で、(b)は高域増幅回路Aの周波数特性、(c)は低
域増幅回路Bの周波数特性であり、(d)はその加算結
果で、入力端子1から出力端子11までの伝達周波数特
性であり、低域はQが0.5以上のピーキングで増強さ
れており、高域はC2の効果で少し増強されており、ク
ロスオーバー周波数付近では少しディップが発生してい
る。
【0016】図4は本発明の音声信号増幅回路の動作説
明図で、(a)は入力信号波形、(b)は高域増幅回路
Aの出力波形、(c)は低域増幅回路Bの出力波形であ
り、(d)は(b)と(c)を加算した出力端子11の
出力波形である。
【0017】通常音声信号は低域から高域までの周波数
成分を含む(a)のような入力信号が入力された時、可
変抵抗2を調整してヘッドホンやスピーカを大音量で鳴
らそうとすると、(c)の実線のように低域増幅回路B
の出力が制限回路8によって制限される。このことは切
り換えスイッチ9を左に倒して低域を増強したときに顕
著である。しかし、制限回路8はソフト・リミターであ
るため緩やかに制限される。そのため出力波形は(d)
のようにあまり歪感のない波形となる。
【0018】以上のように本実施例によれば、高域増幅
回路Aによる高域周波数帯の増幅と、低域増幅回路Bに
よる低域周波数帯の増幅を各々の増幅回路において増幅
し、また低域増幅回路Bの出力は制限回路によって制限
され、高域増幅回路Aの出力と低域増幅回路Bの出力を
加算する加算回路Cによって加算されるので、大振幅の
低域周波数成分が入力されても、それによって高域成分
が損なわれることはないので歪感が少なくなる。また、
低域を増強したとき、低域に0.5以上のQのピーキン
グが発生するので急峻に低域が増強でき、低域増幅回路
Bと高域増幅回路Aのクロスオーバー周波数に少しのデ
ィップができるので、中域が増強された時のこもった感
じは発生しない。
【0019】
【発明の効果】以上のように本実施例によれば、高域増
幅回路Aによる高域周波数帯の増幅と、低域増幅回路B
による低域周波数帯の増幅を各々の増幅回路において増
幅し、また低域増幅回路Bの出力は制限回路によって制
限され、高域増幅回路Aの出力と低域増幅回路Bの出力
を加算する加算回路Cによって加算されるので、大振幅
の低域周波数成分が入力されても、それによって高域成
分が損なわれることはないので歪感が少なくなる。ま
た、低域を増強したときには通常のときよりも低域通過
フィルターのQが大きくなるようにしたので急峻に低域
が増強でき、低域増幅回路Bと高域増幅回路Aのクロス
オーバー周波数に少しのディップができるので、中域が
増強された時のこもった感じは発生しない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例における音声信号増幅回
路の構成を示す回路図。
【図2】本発明の音声信号増幅回路の切り換えスイッチ
9を右に切り換えた時の周波数特性図。
【図3】本発明の音声信号増幅回路の切り換えスイッチ
9を左に切り換えた時の周波数特性図。
【図4】本発明の音声信号増幅回路の動作波形図。
【図5】従来の音声信号増幅回路の構成を示す図。
【図6】従来の音声信号再生回路の周波数特性図。
【図7】従来の音声信号再生回路の動作波形図。
【符号の説明】
A ・・・高域増幅回路 B ・・・低域増幅回路 C ・・・加算回路 D ・・・低域通過フィルター C3・・・コンデンサー 8 ・・・制限回路 9 ・・・切り換えスイッチ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭51−33960(JP,A) 特開 昭53−30849(JP,A) 特開 昭52−126157(JP,A) 特開 昭56−64508(JP,A) 特開 昭60−246111(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H03G 3/20 - 5/28

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 低域から高域までの周波数成分を有する
    再生信号の高域周波数成分を選択的に増幅する高域増幅
    回路と、前記再生信号の低域成分を選択的に増幅する低
    域増幅回路と、前記低域増幅回路の出力を制限する制限
    回路と、前記高域増幅回路の出力と前記低域増幅回路の
    出力を加算する加算回路から構成されたことを特徴とす
    る音声信号増幅回路。
  2. 【請求項2】 低域増幅回路の低域増幅率を切り換える
    ことにより、低域の周波数特性を切り換えることができ
    るように構成したことを特徴とする請求項1記載の音声
    信号増幅回路。
  3. 【請求項3】 低域増幅回路の切り換え手段と連動する
    高域増幅回路の周波数特性の切り換え手段を有し、高域
    の周波数特性も可変としたことを特徴とする請求項2記
    載の音声信号増幅回路。
  4. 【請求項4】 低域から高域までの周波数成分を有する
    再生信号の高域周波数成分を選択的に増幅する高域増幅
    回路と、低域の伝達を除去するためのコンデンサーと、
    高域の増幅率を下げる低域通過フィルターと、前記低域
    通過フィルターの出力を前記コンデンサーに帰還する抵
    抗と、前記低域通過フィルターの低域増幅率を通常と増
    強に切り換え、かつ連動してカットオフ周波数を切り換
    えるための切り換え手段と、前記高域増幅回路の出力と
    前記低域通過フィルターの出力を加算する加算回路から
    構成され、前記切り換え手段によって低域増幅率を増強
    したときには通常のときよりも前記低域通過フィルター
    のQが大きくなるようにしたことを特徴とする音声信号
    増幅回路。
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