JPH088511B2

JPH088511B2 - パルス性雑音除去装置

Info

Publication number: JPH088511B2
Application number: JP62013878A
Authority: JP
Inventors: 清天沢; 彰森
Original assignee: Clarion Co Ltd
Current assignee: Faurecia Clarion Electronics Co Ltd
Priority date: 1987-01-23
Filing date: 1987-01-23
Publication date: 1996-01-29
Anticipated expiration: 2011-01-29
Also published as: JPS63182916A; AU1070688A; US4862097A; AU604435B2

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明はパルス性雑音除去装置に係り、特にゲート回
路をパルス性ノイズに基づいてスイッチングすることに
より雑音を除去するものに好適なパルス性雑音除去装置
に関する。

［発明の概要］ゲート回路を通過するオーディオ信号レベル及びオー
ディオ周波数に応じて雑音検出感度を制御し、オーディ
オ信号波形の欠損に起因する反転現象の発生を防止す
る。

［従来の技術］ガソリンエンジン等のように点火プラグを必要とする
内燃機関を原動力とする車両にあっては、パルス性のイ
グニッションノイズを発生するため、車両に搭載するカ
ーラジオ等はイグニッションノイズを拾い、極めて聞き
ずらいものとなる。このため、カーラジオ等には電源回
路にフィルタを挿入すると共に、雑音除去装置を組み込
んでいる。

第10図は従来のパルス性雑音除去装置の構成を示すブ
ロック図である。

ゲート回路１は通常導通状態にあってオーディオ入力
信号Viが、そのまま出力信号Voとして出力される。この
ゲート回路１を制御する回路は、ハイパスフィルタ（HP
E）11、アンプ（AMP）12、AGC回路13及びモノステーブ
ルマルチ回路14によって構成される。HPF11は入力信号
（オーディオ信号Ｓ＋パルス性雑音Ｎ）Viの中からオー
ディオ信号Ｓを除去し、パルス性雑音Ｎのみを通過させ
る。HPF11の出力信号はAMP12によって増幅されたのちAG
C回路13及びモノステーブルマルチ回路14に印加され
る。AGC回路13は雑音成分が連続的に検出されたとき、
これによってゲート回路１が連続的に遮断され、出力信
号Voが連続的に停止するのを防止するために設けられて
いる。

モノステーブルマルチ回路14は、パルス性雑音が検出
されたとき、設定された一定のスイッチングパルスを発
生し、ゲート回路１を遮断させ、入力信号Viを出力させ
ないようにし、パルス性雑音Ｎを除去する。なお、ゲー
ト回路１は一般に前置ホールド型、直線等による信号補
間型等が用いられる。

第７図は前置ホールド型ゲート回路を用いて雑音を除
去した場合の信号スイッチング波形を示すものである。
図中、Tswはパルス性雑音を除去するスイッチング時間
で、パルス性雑音の時間幅に設定される。Ｔはパルス性
雑音の繰返し周期であり、実際においては、雑音の発生
源によってさまざまな値を取る。

なお、このスイッチングは第10図のモノステーブルマ
ルチ回路14からのスイッチングパルスによって行われ
る。

第８図は、第７図に示したごとくオーディオ信号のス
イッチングを行った時のオーディオ信号周波数対信号歪
率特性を示したものである。信号周波数が高くなるにつ
れて歪率は増大していく。ゲート回路１が直線補間型の
場合でも同様な傾向をもつ。

なお、この種の装置に関するものに特公昭55−46087
号、特公昭56−45535号等に開示されたものがある。

［発明が解決しようとする問題点］しかし、従来のパルス性雑音除去装置にあっては、ス
イッチング時間に対してオーディオ信号の周期が短くな
ると、スイッチングに起因して歪が増大し、逆にノイズ
が増加したように聴取される反転現象が生じるという問
題がある。

反転現象は第９図に示すように、スイッチング時間Ts
wの時間において、信号P₁−P₂−P₃の形となり、この部
分で、原信号に対して、Asだけの面積の欠損部分が発生
する。また雑音除去を行わない場合は、図中斜線部分の
面積を有するパルス性ノイズが信号Ｓに加わる。As及び
パルス性ノイズ成分Anはいずれも原信号に対する歪の発
生要因である。

仮に、Asに対し、Anが充分大きい（パルス性雑音が
大）ならば、スイッチングし、雑音除去動作を行うこと
によって信号歪を低減させることができる。一般の雑音
除去装置はこの効果を狙ったものである。

逆にAsに対しAnが小さい（パルス性雑音が小さい）な
らば、スイッチングさせることによって、逆に歪が増大
することになる。即ち、反転現象が発生する。従って、
このような場合には、雑音除去装置が動作しないように
しなければならない。しかし、スイッチングによる信号
の欠損面積Asは信号周波数によって異なり、信号周波数
が低ければ小さくなり、高ければ大きくなる。従って、
パルス性ノイズの強さを一定とすれば、雑音除去装置の
除去動作は低い信号周波数で行わせ、反転現象の発生す
る高い周波数では停止させる必要がある。ところが従来
の雑音除去装置では、このような対応がなされておら
ず、反転現象の発生を容認していた。

本発明の目的は、ゲート回路をスイッチングさせた際
の反転現象を低減できるようにしたパルス性雑音除去装
置を提供することにある。

［問題点を解決するための手段］上記目的を達成するため、本発明のパルス性雑音除去
装置は、第１の制御信号によってゲートされるようにな
っていて、オーディオ信号の主信号路に挿入されたノイ
ズ除去用ゲート回路と、上記主信号路に含まれるオーデ
ィオ信号成分を排除し、ノイズ信号成分を抽出する雑音
成分検出手段と、上記雑音成分検出手段の出力に基づい
て上記第１の制御信号を生成するゲート制御部と、第２
の制御信号により利得が制御されるようになっていて、
上記雑音成分検出手段に入力されるオーディオ信号の利
得を可変する増幅手段と、上記雑音成分検出手段の入力
側レベル及び出力側レベルに基づいて上記第２の制御信
号を生成する利得制御手段と、上記増幅手段出力と上記
利得制御手段との間に介装され、上記オーディオ信号成
分を抽出するオーディオ信号成分抽出手段と、を備えた
ことを要旨とする。

［作用］反転現象の生じる周波数以下において、雑音除去を
し、該周波数以上では雑音除去をしないように動作す
る。それによって、上記周波数以下においては周波数に
比例した信号歪となり、上記周波数以上では一定の信号
歪にできるので、該周波数以下の領域では反転現象を生
じることがない。

［発明の実施例］以下、本発明によるパルス性雑音除去装置を詳細に説
明する。

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図である。

同図において、１はノイズ除去用ゲート回路、２はア
ンプで、前記増幅手段に相当する。４はノイズフィルタ
で、前記雑音成分検出手段を構成する。３はオーディオ
フィルタ、５及び６は夫々オーディオ及びノイズAGC
で、前記利得制御手段を構成する。７はモノステーブル
マルチで、前記ゲート制御手段に相当する。

入力信号Viを増幅するアンプ（AMP）２にはオーディ
オフィルタ３及びノイズフィルタ４が接続され、各々に
はオーディオAGC回路５及びノイズAGC回路６の各々が接
続され、各AGC回路の出力はアンプ２のAGC制御端子に入
力される。また、ノイズフィルタ４とモノステーブルマ
ルチ回路７が挿入されている。

ここで、第１図の動作を説明する前に、本発明の原理
を第２図及び第３図を参照して説明する。

第２図に示すように、本発明は、信号歪Daを生じるレ
ベルの雑音Naが入力された場合、反転現象の発生するオ
ーディオ信号周波数fasを境界として雑音除去動作を行
わせるようにしたものである。すなわち、fas以下の周
波数においては除去動作を行わせ、fas以上の周波数に
おいては除去動作を停止させる。この結果、fas以上の
周波数においては、ほぼ一定値の信号歪Daとなり、fas
以下においてはDa以下の信号歪とすることができ、反転
現象を生じることがない。

また、雑音レベルがNaからNbに増大した場合、反転現
象の発生周波数はfasからfsbになり、この周波数を境界
にして雑音除去動作が行われる。これによって、最大信
号歪はDaからDbに増大するものの、確実にDb以下の歪に
抑えることができる。

ところで、人間の聴感は同一レベルのノイズであって
もオーディオ信号レベルがノイズレベルに対し小さけれ
ばノイズを聞き分けることができるが、オーディオ信号
レベルが大きくなると、ノイズを聞き分けることができ
なくなる。即ち、マスキング効果が作用する。

しかし、従来のパルス性雑音除去装置においては、オ
ーディオ信号レベルに無関係に雑音の除去を行っている
ため、オーディオ信号が小さい場合、例えば、無信号の
ような状態においては、そのパルス性雑音が不快に聞こ
える欠点があった。本発明は、前述のオーディオ信号周
波数の変化に伴う反転現象の防止の他、パルス性雑音と
オーディオ信号レベルとを比較し、この信号レベルの変
化についても反転現象を防止するように動作させるもの
である。

第３図はこの動作を説明するもので、ゲート回路１の
入力信号Vs₁における周波数fs₁である場合、パルス性雑
音の検出レベルをV_D1とし、反転現象を生じる小さなパ
ルス性ノイズについてスイッチングさせないように制御
する。オーディオ信号の入力レベルVs₁からVs₂に増加し
たとき、ノイズ検出レベルをV_D1からV_D2に増加し、Vs₁
の場合よりも少し大きなパルス性ノイズに対しても雑音
除去がなされないようにする。

次にオーディオ信号の周波数をfs₁からfs₂に上げた場
合、Vs₁の入力レベルでも検出レベルをV_D1からV_D1′に
高め、小さなノイズを検出しないように設定する。これ
によって、信号の周波数と振幅のいずれの変化に対して
も反転現象を阻止することができる。

次に以上の原理を実現する第１図の実施例について動
作を説明する。本実施例においては、第３図におけるノ
イズ検出レベルV_Dを変化させる代わりに、AGCによって
ノイズアンプ利得を制御する構成がとられている。

入力信号Viはアンプ２によって増幅され、アンプ２は
Vi（Ｄ）を出力するこのVi（Ｄ）は次式で示される。

Vi（Ｄ）＝Vs＋Vn …（１）但し、Vs:オーディオ信号成分 Vn:パルス性ノイズ成分このとき、次式を満たすVnについてノイズを検出し、
雑音除去動作を行わせる。

（K:反転現象が生じ始める時のオーディオ信号成分Vs
（Ｋ）とパルス性ノイズ成分Vn（Ｋ）との比）このＫの値がオーディオ周波数をfsの高くなるにつれ
て大きくなるように、AGCループを用いて制御する。オ
ーディオフィルタ３は、オーディオ信号の周波数fsによ
ってＫが変化するようにするためのもので、Vs（ｆ）を
出力する。また、ノイズフィルタ４は、オーディオ信号
成分Vsを排除し、ノイズ成分Vnを通過させ、Vn（ｆ）を
出力する。

オーディオAGC回路５は、オーディオフィルタ３の出
力信号Vs（ｆ）がVaのレベルに達したときに動作し、ノ
イズAGC回路６は、パルス性ノイズ周期が非常に小さく
なったときにゲート回路１が連続的に遮断しないように
する（ゲート出力Voが停止しないようにする）ため、ノ
イズフィルタ４の出力Vn（ｆ）がV_Bに達したときに動作
する。

また、モノステーブルマルチ回路７は、ノイズフィル
タ４の出力Vn（ｆ）がV_Cに達したときに所定のスイッチ
ングパルスを発生し、ゲート回路１をオフにさせるため
のものであり、このパルスの制御によって雑音の除去が
行われる。

次に、オーディオAGCの作用について説明する。

オーディオフィルタ３の電圧利得をG₁、ノイズフィル
タ４の電圧利得をG₂とすると共に、AGC系がない場合の
オーディオフィルタ３出力におけるオーディオ信号レベ
ルをVs（ｆ′）とすると、 Vs（ｆ′）＝Vs・G₁ また、このときのノイズフィルタ４出力におけるノイ
ズレベルをVn（ｆ′）とすると、 Vn（ｆ′）＝Vn・G₂ AGC系を動作させたときのオーディオフィルタ３出力をV
s（ｆ）とすると、Vs（ｆ）＝Vaでなければならず、次
式が導かれる。

Vs（ｆ）＝K₁Vs（ｆ′）（K₁:オーディオAGCにより抑圧係数）＝Va オーディオAGCがかかったときのノイズフィルタ４の
出力におけるノイズレベルをVn（ｆ）とすると、ここで、Vn（ｆ）＝V_Cの状態とすれば、この時反転現
象の防止から Vs＝Vs（Ｋ） Vs（Ｋ）：反転現象が生じ始める時のAMP出力の信号成
分） Vn＝Vn（Ｋ） Vn（Ｋ）：反転現象が生じ始める時のAMP出力のパルス
ノイズ成分）とならなければならない。

従って、（３）式と（６）式から、（７）式において、K₂,G₂を固定とし、G₁が周波数で変
化するようにすれば、Ｋの値を動かすことができる。

第３図において説明したように、反転現象を防止する
ためには、オーディオの信号周波数が高くなるにつれて
Ｋを大きくし、ノイズの検出感度を下げなければならな
い。

従ってオーディオフィルタ３としてハイパスフィルタ
を用いれば、その動作を行うことができる。

また、ノイズフィルタ４としては、オーディオ信号成
分を排除するためのものであるから、オーディオ信号周
波数帯域の上限付近の遮断周波数を有するハイパスフィ
ルタを用いることができる。

さらに、ゲート回路１の信号補間方式やゲート回路１
に入力されるオーディオ信号帯域の違いによって、オー
ディオ周波数と反転現象の関係が異なってくるが、オー
ディオフィルタ３の特性を変えることによって対応させ
ることができる。

なお、このオーディオAGCによって反転現象を正常に
動作させるために、ノイズAGCは、パルス性雑音の周期
が非常に短くなり、ゲート回路が連続的にOFFとなりそ
うな場合にのみ動作させ、それ以外は動作しないように
する必要がある。この状態を得るためには、V_B＜V_C及び
V_B≒V_Cとし、かつ、ノイズAGCの中で扱う直流平滑のた
めの時定数の動作により、簡単に達成することができ
る。

また、上記実施例においては、オーディオフィルタ３
の出力Vs（ｆ）はオーディオ信号成分Vsのみを含み、ノ
イズ成分Vnは含まないものと仮定したが、実際にはノイ
ズ成分Vnも含まれている。オーディオ信号に比べてパル
ス性ノイズが極端に大きくならない限り、実用上問題に
なることはないが、この問題を生じないようにするため
には第４図の構成にすればよい。

すなわち、第４図に示すように、オーディオフィルタ
３とオーディオAGC回路５の間にノイズゲート回路８を
配設し、このノイズゲート回路８をモノステーブルマル
チ回路７の出力によって制御することにより実現でき
る。モノステーブルマルチ回路７よりスイッチングパル
スが出力されたときにノイズゲート回路８のゲートを閉
じ、ノイズ成分がオーディオAGC回路５に出力されるの
を防止する。

なお、雑音検出用入力とゲート回路１の入力とが第５
図のように別系統による場合、オーディオ信号の周波数
特性は系統間で相違する。このような場合、オーディオ
フィルタの周波数特性を変えることにより対応させるこ
とができる。図中、20は受信回路を示し、空中線（AN
T）よりの信号を増幅する高周波増幅部（RF）21、混合
部（MIX）22、中間周波増幅部（IF₁,IF₂）23,24及び検
波を行ってオーディオ信号を出力する検波部25より成
る。検波部25の出力信号はゲート回路１に入力される。
アンプ２に対する信号は、中間周波増幅部23の出力を検
波器９によって検波して与えている。

第６図は第１図の変形例を示し、ノイズフィルタ４′
が更に付加されている。

［発明の効果］以上説明した通り、本発明によれば、オーディオ信号
の電圧レベル及び周波数のいずれの変化に対しても反転
現象を防止することができる。また、オーディオフィル
タの周波数特性の設定によってオーディオ信号の高周波
歪によるパルス性雑音の誤り検出を減少させることがで
きる。

更にノイズ成分がオーディオフィルタにより充分減衰
されるため、オーディオAGCはオーディオ信号成分で動
作することになって、不要な帯域の信号成分によってAG
Cがかかることがなくなるので、雑音除去用ゲート回路
が誤動作することがない。

またオーディオフィルタによってオーディオAGCのか
けられる周波数特性を自由に選択できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
本発明による反転現象改善の説明図、第３図はノイズ検
出レベルに対する入力オーディオ信号レベル特性図、第
４図は本発明の他の実施例を示す主要部のブロック図、
第５図は本発明の変形例を示すブロック図、第６図は第
１図の変形例を示すブロック図、第７図は従来の雑音除
去装置による雑音除去説明図、第８図はオーディオ信号
周波数fsに対する信号歪Ds特性図、第９図はゲート回路
のスイッチングによってオーディオ信号に反転現象を生
じさせる状況を説明する説明図、第10図は従来のパルス
性雑音除去装置の構成を示すブロック図である。１……ゲート回路、２……アンプ、３……オーディオフィルタ、４……ノイズフィルタ、５……オーディオAGC回路、６……ノイズAGC回路、７……モノステーブルマルチ回路、８……ノイズゲート。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１の制御信号によってゲートされるよう
になっていて、オーディオ信号の主信号路に挿入された
ノイズ除去用ゲート回路と、上記主信号路に含まれるオーディオ信号成分を排除し、
ノイズ信号成分を抽出する雑音成分検出手段と、上記雑音成分検出手段の出力に基づいて上記第１の制御
信号を生成するゲート制御部と、第２の制御信号により利得が制御されるようになってい
て、上記雑音成分検出手段に入力されるオーディオ信号
の利得を可変する増幅手段と、上記雑音成分検出手段の入力側レベル及び出力側レベル
に基づいて上記第２の制御信号を生成する利得制御手段
と、上記増幅手段出力と上記利得制御手段との間に介装さ
れ、上記オーディオ信号成分を抽出するオーディオ信号
成分抽出手段と、を備えたことを特徴とするパルス性雑音除去装置。