JP4658924B2 - フィルタ回路およびそれを利用した再生装置 - Google Patents
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Description
佐伯 多門 監修、「新版スピーカ&エンクロージャー百科」、誠文堂新光社、1999年5月、p.27
以上の回路により、バイカッド型フィルタにスイッチトキャパシタ等価回路を使用しているので小型化が可能であり、スイッチトキャパシタ等価回路を含んだバイカッド型フィルタで帯域通過特性の信号と低域通過特性の信号を抽出しているので、スイッチトキャパシタ等価回路でのサンプリングによる歪の影響を受けず、さらに遮断すべき周波数をスピーカの再生可能周波数近傍として設定しているので、再生された音声に対する歪の影響を抑圧できる。
本発明を具体的に説明する前に、概要を述べる。本発明の実施例1は、薄型のテレビジョン受像機で音声を再生する音声再生装置に関する。なお、薄型のテレビジョン受像装置の形状の制約上、音声再生装置に含まれたスピーカのエンクロージャは小さいものとし、その結果、再生限界周波数は高くなる。本実施例に係る音声再生装置は、低音の音質の向上を目的とするため、再生限界周波数よりも低い周波数の信号もある程度の音圧で出力する必要があるが、その反面、低音領域のうちの低周波数領域に含まれた低音歪の音圧は抑圧される方が望ましい。以上の課題を解決するために、音声再生装置は、等化回路を含む。等化回路は前述の技術的課題を解決すると共に、ボーカル帯域への影響およびディップを低減することを目的として、以下の通り動作する。ステレオ出力に対応した複数の信号を入力し、入力した複数の信号の低音領域を除去する。これによって、低音歪を防止する。低音歪を除去した複数の信号は、高域抽出部と低域抽出部に両方とも入力される。
本発明の実施例2は、実施例1の等化回路で使用される高域通過フィルタに関する。実施例1でも説明したようにスピーカのエンクロージャが小さくなれば、再生限界周波数が高くなる。その結果、再生限界周波数よりも低い周波数の信号は低音の歪となって、スピーカから再生される音声の音質を低下させる。そこで本実施例は、スピーカの再生限界周波数よりも低い周波数の信号を遮断する高域通過フィルタに関する。
本発明の実施例3は、実施例2と同様に高域通過フィルタに関する。実施例2では、2次の高域通過フィルタを説明した。ここでは、1次の高域通過フィルタ、さらに1次の高域通過フィルタと2次の高域通過フィルタを任意に組み合わせた所定の高次の高域通過フィルタに関する。
1次高域通過フィルタ60は、2次高域通過フィルタ62と同様に高域通過フィルタであるが、フィルタの次数が1次になっている。その結果、第1高域抽出部22aは、3次の高域通過フィルタになっている。このように、2次の高域通過フィルタと1次の高域通過フィルタを任意の個数直列に接続して、任意の次数の高域通過フィルタを実現可能である。
本発明の実施例4は、実施例2と3で説明した高域通過フィルタを適用したデバイディングネットワーク回路に関する。デバイディングネットワーク回路は、スピーカで再生すべき信号を複数の周波数帯域に分割し、複数の周波数帯域に対応させた専用のスピーカを複数備える。スピーカで再生すべき信号は、フィルタによってそれぞれの周波数帯域の信号に変換されるが、その際の高域通過フィルタに実施例2と3で説明した高域通過フィルタを使用する。
Claims (13)
- 処理対象の信号を入力する入力部と、
前記入力した信号をフィルタに通過させて、前記入力した信号のうちの低域通過特性の信号と帯域通過特性の信号を抽出する第1抽出部と、
前記入力した信号から、前記抽出した低域通過特性の信号の成分と前記抽出した帯域通過特性の信号の成分を減衰させて、前記入力した信号のうちの高域通過特性の信号を抽出する第2抽出部とを備え、
前記第1抽出部は、前記フィルタに含まれた抵抗を所定のサンプリング周波数で動作すべきスイッチトキャパシタ等価回路によって構成し、かつ当該サンプリング周波数は、後段に設けたスピーカの再生可能周波数よりも高い周波数に設定されており、前記フィルタは、前記スピーカの再生可能周波数近傍の周波数で遮断されるべき前記低域通過特性の信号と前記帯域通過特性の信号を抽出するように設定されており、
前記第2抽出部は、前記低域通過特性の信号と前記帯域通過特性の信号にもとづいて、前記スピーカの再生可能周波数以上の前記高域通過特性の信号を抽出することを特徴とするフィルタ回路。 - 前記第1抽出部におけるフィルタは、バイカット型フィルタであることを特徴とする請求項1に記載のフィルタ回路。
- 前記第1抽出部の前記バイカット型フィルタは、
前記入力した信号を通過させる第1のスイッチトキャパシタ等価回路と、
前記第1のスイッチトキャパシタ等価回路を通過した信号から前記帯域通過特性の信号を抽出する第1のオペアンプと、
前記抽出した帯域通過特性の信号を通過させる第2のスイッチトキャパシタ等価回路と、
前記第2のスイッチトキャパシタ等価回路を通過した信号から前記低域通過特性の信号を抽出する第2のオペアンプと、
前記抽出した低域通過特性の信号を通過させ、かつ通過した信号を前記第1のオペアンプに帰還させる第3のスイッチトキャパシタ等価回路とを備え、
前記第3のスイッチトキャパシタ等価回路は、前記第1のスイッチトキャパシタ等価回路と前記第2のスイッチトキャパシタ等価回路が通過した信号の位相を反転させる場合に、通過した信号の位相を反転させないように構成されており、前記第1のスイッチトキャパシタ等価回路と前記第2のスイッチトキャパシタ等価回路が通過した信号の位相を反転させない場合に、通過した信号の位相を反転させるように構成されていることを特徴とする請求項2に記載のフィルタ回路。 - 前記第1抽出部での前記サンプリング周波数の基準となるべき前記スピーカの再生可能周波数は、前記スピーカのエンクロージャ容積に応じて決定され、前記バイカッド型フィルタは、前記スピーカのエンクロージャ容積が小さくなれば、前記低域通過特性の信号と前記帯域通過特性の信号を遮断すべき周波数を高くするように設定されることを特徴とする請求項1または2に記載のフィルタ回路。
- 処理対象の信号を入力する入力部と、
前記入力した信号を1次不完全積分器に通過させて、前記入力した信号のうちの低域通過特性の信号を抽出する第1抽出部と、
前記入力した信号から、前記抽出した低域通過特性の信号の成分を減衰させて、前記入力した信号のうちの高域通過特性の信号を抽出する第2抽出部とを備え、
前記第1抽出部は、前記1次不完全積分器に含まれた抵抗を所定のサンプリング周波数で動作すべきスイッチトキャパシタ等価回路によって構成し、かつ当該サンプリング周波数は、後段に設けたスピーカの再生可能周波数よりも高い周波数に設定されており、前記1次不完全積分器は、前記スピーカの再生可能周波数近傍の周波数で遮断されるべき前記低域通過特性の信号を抽出するように設定されており、
前記第2抽出部は、前記低域通過特性の信号にもとづいて、前記スピーカの再生可能周波数以上の前記高域通過特性の信号を抽出することを特徴とするフィルタ回路。 - 前記第1抽出部が遮断すべき前記スピーカの再生可能周波数近傍の周波数を制御する制御部をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載のフィルタ回路。
- 前記第1抽出部が遮断すべき前記スピーカの再生可能周波数近傍の周波数を制御する制御部をさらに備えることを特徴とする請求項5に記載のフィルタ回路。
- ユーザから、前記第1抽出部が遮断すべき前記スピーカの再生可能周波数近傍の周波数に関する指示を受けつける受付部と、
前記受けつけた指示をデジタルデータワードに変換する変換部とをさらに備え、
前記制御部は、前記変換したデジタルデータワードにもとづいて、前記第1抽出部が遮断すべき前記スピーカの再生可能周波数近傍の周波数を制御することを特徴とする請求項6に記載のフィルタ回路。 - ユーザから、前記第1抽出部が遮断すべき前記スピーカの再生可能周波数近傍の周波数に関する指示を受けつける受付部と、
前記受けつけた指示をデジタルデータワードに変換する変換部とをさらに備え、
前記制御部は、前記変換したデジタルデータワードにもとづいて、前記第1抽出部が遮断すべき前記スピーカの再生可能周波数近傍の周波数を制御することを特徴とする請求項7に記載のフィルタ回路。 - ひとつ以上の1次高域通過フィルタとひとつ以上の2次高域通過フィルタを備え、
前記2次高域通過フィルタは、低域通過特性の信号と帯域通過特性の信号を抽出し、前記抽出した低域通過特性の信号の成分と前記抽出した帯域通過特性の信号の成分を減衰させて、高域通過特性の信号を抽出しており、かつ前記2次高域通過フィルタは、所定のサンプリング周波数で動作すべきスイッチトキャパシタ等価回路によって構成された抵抗を含んでおり、
前記1次高域通過フィルタは、1次不完全積分器によって、低域通過特性の信号を抽出し、前記抽出した低域通過特性の信号の成分を減衰させて、高域通過特性の信号を抽出しており、かつ前記1次高域通過フィルタは、前記1次不完全積分器に含まれた抵抗を所定のサンプリング周波数で動作すべきスイッチトキャパシタ等価回路によって構成され、
前記ひとつ以上の1次高域通過フィルタと前記ひとつ以上の2次高域通過フィルタに設定されるべき前記サンプリング周波数は、後段に設けたスピーカの再生可能周波数よりも高い周波数に設定されており、前記ひとつ以上の1次高域通過フィルタと前記ひとつ以上の2次高域通過フィルタは、直列に接続されて、前記スピーカの再生可能周波数以上の前記高域通過特性の信号を抽出することを特徴とするフィルタ回路。 - 前記2次高域通過フィルタは、バイカット型フィルタを含むことを特徴とする請求項10に記載のフィルタ回路。
- 処理対象の信号を入力する入力部と、
前記入力した信号から、後段のスピーカの再生可能周波数以上の高域通過特性の信号を抽出する高域抽出部と、
前記抽出した高域通過特性の信号を増幅する増幅部と、
前記増幅した信号を音声信号として再生するスピーカとを備え、
前記高域抽出部は、前記入力した信号をフィルタに通過させて、前記入力した信号のうちの低域通過特性の信号と帯域通過特性の信号を抽出する第1抽出部と、
前記入力した信号から、前記抽出した低域通過特性の信号の成分と前記抽出した帯域通過特性の信号の成分を減衰させて、前記入力した信号のうちの高域通過特性の信号を抽出する第2抽出部とを備え、
前記第1抽出部は、前記フィルタに含まれた抵抗を所定のサンプリング周波数で動作すべきスイッチトキャパシタ等価回路によって構成し、かつ当該サンプリング周波数は、前記スピーカの再生可能周波数よりも高い周波数に設定されており、前記フィルタは、前記スピーカの再生可能周波数近傍の周波数で遮断されるべき前記低域通過特性の信号と前記帯域通過特性の信号を抽出するように設定されており、
前記第2抽出部は、前記低域通過特性の信号と前記帯域通過特性の信号にもとづいて、前記スピーカの再生可能周波数以上の前記高域通過特性の信号を抽出することを特徴とする再生装置。 - 前記第1抽出部におけるフィルタは、バイカット型フィルタであることを特徴とする請求項12に記載の再生装置。
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