JPS5883415A - 振幅制限装置 - Google Patents

振幅制限装置

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Publication number
JPS5883415A
JPS5883415A JP56182087A JP18208781A JPS5883415A JP S5883415 A JPS5883415 A JP S5883415A JP 56182087 A JP56182087 A JP 56182087A JP 18208781 A JP18208781 A JP 18208781A JP S5883415 A JPS5883415 A JP S5883415A
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JP
Japan
Prior art keywords
amplitude
band
level
frequency
signal
Prior art date
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Pending
Application number
JP56182087A
Other languages
English (en)
Inventor
Shinya Sano
信哉 佐野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP56182087A priority Critical patent/JPS5883415A/ja
Publication of JPS5883415A publication Critical patent/JPS5883415A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03GCONTROL OF AMPLIFICATION
    • H03G9/00Combinations of two or more types of control, e.g. gain control and tone control
    • H03G9/02Combinations of two or more types of control, e.g. gain control and tone control in untuned amplifiers

Landscapes

  • Amplifiers (AREA)
  • Tone Control, Compression And Expansion, Limiting Amplitude (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は各種音響装置に用いる振幅制限装置に関し、大
入力時に、増幅器(以下通称にしたがってアンプと呼ぶ
)のクリップやスピーカの飽和等により発生する高調波
歪みを除去することを目的とする。
オーディオアンプやスピーカ等、オーディオ信号を取扱
う装置は、すべて、その取扱う信号レベルに限界があり
、それ以上の信号に対しては飽和し、歪みを発生する。
その時の入力信号が単音、もしくは、倍音のみの場合は
、歪んでもその成分は倍音だけであるため、あまり不快
感はない。
しかし、入力信号が倍音関係でない複数の音(和音等)
で構成されている場合、歪みによって、入力信号もしく
はその倍音とは無関係の音、すなわち混変調歪みを発生
し、非常に不快な音になる。
このような問題を改善する方法として、従来よりソフト
クリップと自動音量制御が用いられている。
ソフトクリップは、アンプ等の飽和を、ゆるやかに行わ
せることによって、高次の高調波歪みの発生を抑圧し、
急激なりリップによる刺激的な音を抑えようとするもの
である。しかし、ソフトクリンプによる方法でも、低次
の歪みは発生するし、まだ、アンプの元のクリップレベ
ルよリモ低い所から少しずつ非線形領域へ入って行くだ
め、その領域での歪み特性が、元の特性よりも悪化する
という問題があった。
また、自動音量制御は、信号レベルがクリップレベルに
近づくと、利得を下げて、クリップを防止するようにし
たものである。しかし、この方法は、入力信号の一部の
周波数帯域の信号レベルだけが高くても、全体の利得を
下げるため、音の迫力を損うという問題があり、また、
入力レベルζつ変化と制御との間に時間ずれがあるため
、大入力の直後の音量が小さく抑えられてしまったり、
大入力の直後、ノイズが消え、しばらくしてからノイズ
が現われて来る、というよグな不自然゛な感じになると
いう問題があった。
本発明は、以上の問題を解決した振幅制限装置を提供す
るものである。
本発明の基本となる第1の実施例を第1図に示す。第1
図において、1は入力端、2は入力信号を複数の櫂波数
帯域に分割する複数のフィルタ2a、  2b、  2
c、・・・・・・2mからなる帯域分割手段、3は各帯
域分割された信号の振幅を制限する複数の振幅制限器3
a、3b、3c、・・・・・・・3mからなる振幅制限
手段、4は振幅制限された各信号の各々の周波数帯域に
相当する帯域の成分を通過させる複数のフィルタ4a、
4b、4c、・・・・・・4mとそれらの出力を合成す
る加算器4nとからなる帯域合成手段、6は出力端であ
る。
いま、制限振幅を、出力側に接続されるアンプやスピー
カの飽和レベルよシも、少し低いレベルに設定しておけ
ば、大入力信号が入った時には、その入力信号の周波数
成分のうち、レベルの大きな周波数成分のみが、振幅制
限手段3で振幅制限を受け、他の周波数成分は振幅制限
を受けずに通過して、帯域合成手段4で合成されるため
、出力端5のレベルは、元のレベルよりも振幅が制限さ
れ、アンプやスピーカの飽和をある程度防ぐことができ
る。
また、分割する周波数の間隔を、1オクターブ以下に設
定しておけば、振幅制限手段3の非線形による高調波歪
み、および混変調歪みは除去される。すなわち、高調波
歪み成分については、帯域合成手段4の各通過帯域より
も高い周波数成分となるため除去される。また、混変調
歪みについては、帯域分割手段2の各通過帯域内の複数
の周波数成分の和は、帯域合成手段4の各通過帯域より
も高い周波数成分となり、差は、帯域合成手段4の各通
過帯域よりも低い周波数成分となるだめ、いずれも除去
される。なお、第1図に示すように、帯域合成手段4の
最も低い周波数帯域の通過帯域を受けもつフィルタ4m
については、それよりも低い周波数の混変調歪み成分は
聴こえないため、低域通過フィルタでも良く、まだ、最
も高い周波数帯域を受けもつフィルタ4aも、同様に高
域通過フィルタでも良い。
第1図に示す構成だけでも、上述のように、ある程度は
、アンプやスピーカの飽和を防ぐことができるが、各周
波数成分のレベルは低くても、それらの位相関係によっ
ては、合成後の信号レベルは大きくなり、アンプやスピ
ーカの飽和レベルを超えることもある。それを防止する
ために、各振幅制限手段3の制限振幅を十分低く設定し
ておくと、今度は、単音が入力された場合には、アンプ
やスピーカの飽和レベルよりも、・はるかに小さなレベ
ルに制限されてしまうという問題が生じる。
そこで、以上の問題を解決した本発明の第2の実施例を
第2図に示す。これは、帯域合成手段4の出力端6に接
続された増幅器6の出力端7のレベルを、レベル検出手
段8で検出し、そのレベルが、増幅器6のクリップレベ
ルに近くなると、振幅制限手段3の制限振幅が小さくな
るように制御することにより、増幅器6がクリップしな
い所まで、振幅が制限されるようにしたものである。し
かも、増幅器60レベルがクリップレベルに近づくまで
は、振幅制限手段3の制限振幅は十分高い所に設定され
ているため、単音入力に対しても、前述のよう、なレベ
ル不足は生じない。なお、第2図の実施例では、レベル
検出を、増幅器6の出力端で行っているが、増幅器6の
入力端で行ってもかまわない。
ところで、第2図に示す実施例では、レベル検出手段8
で、振幅制限手段3の多数の振幅制限器3a〜3mの制
限振幅を連動させて制御しなければならず、かなり複雑
になる。
そこで、第2図の実施例と同じ機能を、もっと簡単に、
実現した、本発明の第3の実施例を第3図に示す。これ
は、振幅制限手段3の制限振幅は固定にしておき、帯域
分割手段20入力側と、帯域合成手段4の出力側とに、
互いに逆方向に連動して変化する可変レベル手段9,1
0を設け、増幅器60レベルが、クリップレベルに近く
なると、入力側の可変レベル手段9のレベルが大きくな
り、その分だけ、逆に、出力側の可変レベル手段1゜の
レベルが小さくなるように、レベル検出手段8で制御す
ることにより、各帯域のすべての振幅制限手段の制限振
幅を等測的に制御することができる。
つぎに、スピーカの飽和を防止する方法について説明す
る。
スピーカに大入力が入った場合、その飽和のモードは、
周波数によって異なる。各スピーカユニット、の低域に
ついては、大入力により、ボイスコイルが磁界から飛び
出したり、ダンパーやエツジがつっばったりして、いわ
ゆる底当りという現象が起こる。また、高域については
、分割共振モードの変化する周波数で歪みが生じやすい
。さらに、複数のスピーカユニットを組合せて構成した
いわゆるマルチウェイスピーカシステムでは、多数の歪
みモードがある。そして、それらの歪みの発生するレベ
ルについては、周波数によって大きく変化する。
そこで、第1図に示す実施例で、振幅制限手段3の各振
幅制限器3a〜3mの制限振幅を、使用するスピーカの
、各周波数におけろ歪み発生限界レベルに相当するレベ
ルに設定しておけば、スピーカで歪みが発生するのを防
止することができる。
この各制限振幅の設定は、発振器を入力に接続し、その
レベルと周波数を変化させて、耳で歪み音を聴きながら
行っても良いが、この方法では、非常に手間がかかるし
、正確な設定がむづかしい。
そこで、これを自動的に行うようにした、本発明の第4
の実゛施例を第4図に示す。これは、スピーカで歪が発
生する時には、その電流に歪成分が現れることを利用し
、まず、発振器11で、帯域分割手段20通過帯域周波
数に対応する周波数の信号を順次発振させ、それでスピ
ーカ12を駆動し、その電流を抵抗13で検出し、その
検出信号を、上記発振周波数成分が除去される帯域除去
手段14を通すことによってスピーカ電流の歪成分を検
出し、その歪成分が所定のレベルを超えると、その帯域
に対応する振幅制限手段3の制限振幅が小さくなるよう
に制御することによって、各周波数成分のレベルを、ス
ピーカの歪発生レベル以下に制限するものである。
このような、発振周波数および帯域除去周波数の順次切
換えや、制限振幅の制御およびその保持や、設定後の入
力切換え用スイッチの切換え、およびスピーカ電流検出
用抵抗13のショート用スイッチ17の切換え等の指令
は、マイクロコンピュータ等の制御手段16で行うよう
にしてい°る。
第4図の実施例では、帯域分割手段2の前に発振器11
を設けて、その発振周波数を順次切換えるようにしてい
るが、帯域分割手段2のフィルタ2a〜2mを切換えて
、その通過帯域周波数を変化させ、これを利用するよう
にしてもかまわない。
なお、本発明による振幅制限装置は、前述のような、ア
ンプやスピーカの飽和による歪みを防止するだけでなく
、録音機や、レコードのカッティング装置や、放送の変
調器等の音響機器の前に用いることによっても、それら
の大入力時の飽和による歪みを防止することが可能であ
る。
以上のように、本発明は、入力信号を複数の周波数帯域
に分割し、各帯域分割された信号の振幅を制限し、振幅
制限された各信号の各々の周波数帯域に相当する帯域の
成分を通・遇させて合成するようにしたものであるから
、音響機器の飽和による高調波歪みや、混変調歪みを防
止し、しかも、レベル変動やノイズ変動のない音響装置
が実現できるという優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1の実施例のブロック図、第2図は
本発明の第2の実施例のブロック図、第3図は本発明の
第3の実施例のブロック図、第4図は本発明の第4の実
施例のブロック図である。 1・・・・・・入力、端、2・・・・・・帯域分割手段
、3・・・・・・振幅制限手段、4・・・・・・帯域合
成手段、6・・・・・・出力端、6・・・・・・埠惺器
、8・・・・・・レベル検出手段、9・・・・・・第1
の可変レベル手段、1o・・・・・・第2の可変レベル
手段、11・・・・・・発振器、12・・・・・・スピ
ーカ、13・・・・・・スピーカの電流を検出する手段
、14・・・・・・帯域除去手段、16・・・・・・制
御手段。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)入力信号を複数の周波数帯域に分割する帯域分割
    手段と、上記各帯域分割された信号の振幅を制限する振
    幅制限手段と、上記振幅制限された各信号の各々の周波
    数帯域に相当する帯域の成分を通過させて合成する帯域
    合成手段とで構成された振幅制限装置。 (2、特許請求の範囲第1項において、入力信号を\ はぼ1オクターブ以下の間隔で帯域分割するようにした
    ことを特徴とする振幅制限装置。 (3)特許請求の範囲第1項において、振幅制限手段の
    制限振幅を、帯域合成手段の出力側に接続される増幅器
    のクリップレベルよりも、やや低いレベルに設定したこ
    とを特徴とする振幅制限装置。 (4)入力信号を複数の周波数帯域に分割する帯域分割
    手段と、上記各帯域分割された信号の振幅を制限する振
    幅制限+L1、〜上記振幅制限された各信号の各々の周
    波数帯域に相当する帯域の成分を通過させL合成する帯
    域合成手段と、上記帯域合成手段の出力レベルを検出す
    るレベル検出手段とで構成され、上記レベル検出手段の
    検出レベルが太きくな之に弁って上記振幅制限手段の制
    限振幅を小さくなるようにしたことを特徴とする振幅制
    限装置。 (6)入力信号を複数の周波数帯域に分割する帯域分割
    手段と、上記各帯域分割された信号の振幅を制限する振
    幅制限手段と、上記振幅制限された′各信号の各々の周
    波数帯域に相当する帯域の成分を通過させて合成する帯
    域合成手段と、上記帯域分割手段の入力側に接続された
    第1の可変レベル手段と、上記帯域合成手段の出力側に
    接続された第2の可変レベル手段とで構成され、上記第
    2の可変レベル手段の出力レベルが所定レベルよりも大
    きくなるに従って上記第1の可変レベルを増加させると
    ともに上記第2の可変レベル手段のレベルを減少させる
    ようにしたことを特徴とする振幅制限装置。 (6)入力信号を複数の周波数帯域に分割する帯域分割
    手段と、上記各帯域分割された信号の振幅を制限する複
    数の振幅制限器からなる振幅制限手段と、上記振幅制限
    された各信号の各々の周波数帯域に相当する帯域の割分
    を通過させて合成する帯域合成手段と、上記複数の振幅
    制限器の制限振幅を各々別個に設定する制限振幅設定手
    段とで構成された振幅制限装置。 (7ン  特許請求の範囲第6項において、制限振幅設
    定手段を、振幅制限手段の入力側に接続され、各帯域の
    通過周波数に対応した周波数の信号を発生する信号発生
    手段と、帯域合成手段の出力信号で駆動されるスピーカ
    の電流を検出する手段と、上記検出された電流から上記
    信号発生手段の発生する周波数成分を除去する帯域除去
    手段と、上記帯域除去手段の出力信号に応じて各振幅制
    限器の制限振幅を制郵して設定する制御手段とで構成し
    たことを特徴とする振幅制限装置。 (8)特許請求の範囲第7項において、信号発生手段を
    、帯域合成手段の各帯域の通過周波数で発振する発振器
    で構成したことを特徴とする振幅制限装置。 (9)特許請求の範囲第7項において、信号発生手段の
    出力信号として帯域分割手段の複数のフィルタを切換え
    て得られる各通過帯域の出力信号を用いたことを特徴と
    する振幅制限装置。 (10)特許請求の範囲第7項において、制御手段が、
    信号発生手段の各出力信号周波数と、帯域除去周波数と
    、各周波数に対応する振幅制限手段とを、自動的に連動
    して切換えて設定するとともに、その設定状態を記憶し
    て保持するようにしたことを特徴とする振幅制限装置。
JP56182087A 1981-11-12 1981-11-12 振幅制限装置 Pending JPS5883415A (ja)

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ID=16112129

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08316760A (ja) * 1995-05-23 1996-11-29 Nec Corp 音声信号制限増幅装置
FR2810170A1 (fr) * 2000-06-09 2001-12-14 Thomson Csf Filtre coupe-bande autolimiteur
JP2009065427A (ja) * 2007-09-06 2009-03-26 Yamaha Corp 音響信号用電力増幅装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS54124956A (en) * 1978-03-22 1979-09-28 Noboru Denki Seisakushiyo Kk Zone division limiter
JPS563599B2 (ja) * 1973-08-08 1981-01-26

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