JPS6129205A

JPS6129205A - 音響機器の音質・音量制御方式

Info

Publication number: JPS6129205A
Application number: JP14867684A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Takahashi; 聡高橋; Ikuo Yoshiki; 由木　幾夫
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1984-07-19
Filing date: 1984-07-19
Publication date: 1986-02-10

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】〔発明の利用分野〕本発明社、音響機器の音質・音量制御方式に関し、更に
詳しくはラウドネス制御機能（音圧が小さくなるにつれ
て低音域及び高音域が聞えにくくなるのを補正する目的
で付加される機能。即ち、音量を上げたときはほとんど
平坦な周波数特性を持っているが、音量を下げると低音
と高音の増強の度合いが大きくなるようになっている。

）を有する音質・音量制御方式に関するものである。

〔発明の背景〕　　□ 従来、音響機器における音量の制御は音量調整用可変抵
抗器により、また、音質の制御は抵抗及び容量から成る
音質調整回路によりそれぞれ行われてい光。□この様な
回路を用いてラウドネス制御を行う場合、音量調整用可
変抵抗器を音質調整回路に連動させ、抵抗及び容量によ
って構成されるフィルタの特性を変化させると左により
行われる。

ところが、最近の傾向として、音量、音質の制御に、可
変抵抗器あるいは抵抗及び容量を用いず、□入力される
直流電圧によって音量や音質の制−が可能な音量・音質
制御回路を用いることが一般的になってきている。

音量・音質制御回路は音量制御回路と音質制御回路とか
ら成り、例えば、音量制御回路の場合、該回路に直流電
圧を入力し、その直流電圧のレベルを一ヒげることによ
り音量を大きくなる方向に制御し、下げることＫより小
さくなる方向に制御することができる。即ち、入力され
る直流電圧のレベルを変化させるだけで簡単かつ自由に
音量あるいは音質を所望の値に設定することができる回
路である。

さて、この様な音量・音質制御回路を用いてラウドネス
制御を行う場合に考えてみる。

ところで、ラウドネス制御というのは、音声信号をある
補正特性によって補正するわけであるが、その補正特性
は、使用者が音響機器のスピーカ等から出力される音声
を直接耳で聞いたときに、どのように聞こえるかによっ
て決定されるべきものである。その為、音響機器の音声
出力が、例えば５Ｗ出力のものとか、ＩＯＷ出力のもの
とかい５様に異なれば、当然、補正特性も異なってくる
。

従って、音量・音質制御回路は１チツプＩＣ化されたも
のも多く使用されるようになってきているが、ラウドネ
ス制御を行うために必要な回路（以下、ラウドネス制御
回路と称す。）は、機器の音声出力によって補正特性を
決定しなければならないため、音量・音質制御回路と共
に同一チップ化はなされていないのが現状である。即ち
、ラウドネス制御回路はディスクリートで構成し、音声
出力の異なる機器に対し、構成素子（トランジスタ。

抵抗等）を変えるだけで簡単に対応できる様にするわけ
である。

一般に、音量・音質制御回路を用いてラウドネス制御を
行５場会、次の２つの方法が考えられる。

ひとつには、音量制御回路に入力される直流電圧（以下
、音量制御電圧と称す。）により、音質制御回路に入力
される直流電圧（以下、音質制御電圧と称す。）のレベ
ルを補正する方法であり、ふたつには、音量が制御され
た後の音声信号を整流して得られる電圧により、音質制
御電圧のレベルを補正する方法である。このうち、音量
制御電圧を用いてラウドネス制御を行う方法は、音声信
号　　　　　　：を用いて行う方法に比べて、回路構成
を簡単にできるという利点がある。

従って、以下は音量制御電圧を用いてラウドネス制御を
行う場合について説明してい（。

音量制御電圧を用いてラウドネス制御を行い得る従来の
音質・音量制御方式として、例えば、特開昭５６−６１
８１６号公報に記載されている如き回路を第２図に、ま
た、特開１８５７−５４１２号公報に記載されている如
き回路を第３図にそれぞれ示す。

第２図において、ＶＯＬＩ、ＶＯＬ２．ＶＯＬ３はそれ
ぞれ音量、低音域、高音域制御電圧源、１゜２．３はそ
れぞれバッファアンプ、４，５はそれぞれ誤差増幅器、
６は音声信号の入力端子、７゜８．９はそれぞれ音量、
低音域、高音域制御増幅器、１０は音量、音質が制御さ
れた後の音声信号の出力端子、１１，１２，１３，１４
，１５，１６はそれぞれレベル調整器、ｓｌ、ｓ２はそ
れぞれスイッチ、である。尚、この従来例では、スイッ
チＳ１，８２がＯＮされたときにラウドネス制御がなさ
れる。

では、動作について説明する。

第２図に示す様に、スイッチｓｌ、ｓ２がオフのとき、
音量制御電圧源ＶＯＬ１によって設定された直流電圧（
音量制御電圧）がバッファアンプ１を介して音量制御増
幅器７に入力され、入力端子６から入力される音声信号
を所定の値に増幅し音量を制御する。また、低音域制御
電圧源ＶＯＬ　２によって設定された直流電圧（低音域
制御電圧）がバッファアンプ２及びレベル調整器１５を
介して低音域制御増幅器８に入力され、音声信号の低音
域のみを所定の値に増幅する。また、高音域についても
同様の動作がなされる。、次に、スイッチ５１ｐＳ２がオンのとき、バッファアン
プ１から出力された音量制御電圧とバッファアンプ２か
ら出力された低音域制御電圧とがそれぞれレベル調整器
１１．１２を介して誤差増幅器４に入力し、その出力が
レベル調整器１５に入力する。

従って、音量が下がる（即ち、音量制御電圧が音量制御
電圧源ＶＯＬ１の設定によって下がる。）と、音量制御
電圧と低音域制御電圧との差が広がリ、誤差増幅器４の
出力が増加するので、音声信号の低音域は増強される。

また、高音域についても同様とガる。

この従来例では、使用者が設定した低音域制御電圧や高
音域制御電圧に応じたラウドネス制御を行い得るという
利点があるものの、誤差増幅器４゜５やバッファアンプ
１，２，３等のラウドネス制御回路の各構成部材をそれ
ぞれディスクリートで構成しようとする場合、回路素子
数が多くなり回路全体の規模が大きくなるとともに、回
路構成が複雑になるという欠点がある。

次に、第３図を説明する。

第３図において、１７拡音声信号の入力端子、１８拡音
量・音質が制御された後の音声信号の出力端子、１９，
２０．２１はそれぞれ低音域、高音域、音量制御増幅器
、２２，２３．２４はそれぞれ低音域、高音域、音量制
御回路、２５は音量・音質制御回路、２６．２７．２８
はそれぞれ低音２ａ、３２ｂはそれぞれ抵抗、３３はス
イッチ、３４はＮＰＮ　）ランジスタ、３５はツェナー
ダイオード、３６はラウドネス制御回路、である。

第３図に示す様に、音声信号は入力端子１７から入力さ
れ、出力端子１８より出力される。音声信号における音
質や音声は、入力端子２６．２７に入力される低音域制
御電圧界び高音域制御電圧（以下、両者をまとめて音質
制御電圧と称す。）と、入力端子２８に入力される音量
制御電圧によって制御される。

この従来例では、スイッチ３３がオフ状態のとき、ラウ
ドネス制御が行われる。即ち、可変抵抗３１により設定
された音量制御電圧がツェナーダイオード３５．抵抗３
２ｂを介してトランジスタ３４０ペースに入力している
ので、可変抵抗３１により音量制御電圧が下がると、音
質制御用の可変抵抗２９．３０とアースとの間に接続さ
れた、　　　　　　　１抵抗３２とトランジスタ３４と
の並列インピーダンスが大きくなり、可変抵抗２９，３
０の中点で決定される音質制御電圧が上がって低音域及
び高音域が増強される。

この従来例では、少ない部品点数でラウドネス制御を行
なうことができるが、トランジスタ３４を比較的しゃ新
領域に近いところ（即ち、出力インピーダンスが高いと
ころ）で使用する為、直流電流増幅率ｈ？Ｅｉ等のバラ
ツキにより、適切かつ安定々特性を得ることは困難であ
る。また、ラウドネス制御による補正値を太き（するた
めには可変抵抗２９．３０に対して抵抗３２を比較的大
きくしなければならず、それだからと言って、抵抗３２
を大きくすると、音量が小さい場合、可変抵抗２９．３
０による音質の可変範囲が小さくなってしまい、補正値
と可変範囲のどちらかが犠牲になるという欠点もある。

〔発明の目的〕

本発明は上記した従来技術の欠点を除去する為になされ
たものであり、従って、本発明の目的拡、回路構成が簡
単で、使用者による音質可変範囲を犠牲にすることなく
、適切かつ安定な補正特性にイ二内【番−）−１＋輔伽
も舛べ〉Ｌシを面―覗立唐−立墨制御方式を提供するこ
とにある。

〔発明の概要〕

本発明では、上記した目的を達成する為に、一定の直流
電源電圧を抵抗分割して得られる直流制御電圧によって
低音域および高音域を制御する音質制御回路と、音量制
御電圧源からの可変直流電圧によって音量を制御する音
量制御回路とから成る音響機器の音質・音量制御方式に
おいて、前記可変直流電圧を入力とするエミッタ接地増
幅器と、その増幅出力を前記音質制御用の直流制御電圧
に重畳する手段を設け、音量に応じて低音域および高音
域をブーストするようにしたものである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。

第１図は本発明の一実施例を示す回路図である。

第１図において、第３図に示した従来例と同一のものＫ
ついては同一の番号を付しである。その他、３７．４３
紘それぞれ可変抵抗、３Ｂ、４４゜Ｆ；９−ｒ％Ｍ！＋
２シナｔＰす１−４１”イー１１−−１．”−’ＪＱ−
ＡＩ−４２．４５，４７，４８，４９はそれぞれ抵抗、
４０．４６はそれぞれＮＰＮ　）ランジスタ、５０はＰ
ＮＰ　）ランジスタ、５１は音量制御電圧源、５４はス
イッチ、ＶＣＣＩ　ｐ　Ｖ。。２はそれぞれ電源（但し
・ＶＣＣ１≦ＶＣＣ２とする。）、である。

では、先ず、第１図において点線にて囲まれた音量・音
質制御回路２５の動作について説明する。

先ず、入力端子１７より音声信号が入力され、入力端子
２６，２７，２８にそれぞれ印加される低音域、高音域
、音量制御電圧により、その音質。

音量がそれぞれ制御され、出力端子１８より出力される
。尚、この音量・音質制御回路２５は最近でれ前述した
様に１チツプＩＣ化されているものが多い。

次に、音量・音質制御回路２５に入力される各制御電圧
は、音質（低音域、高音域）制御には可変抵抗を、音量
制御には可変抵抗もしくは可変電圧源を用いて設定する
のが一般的であり、本実施例では低音域制御電圧を可変
抵抗３７にて、高音域制御電圧を可変抵抗４３にて、音
量制御電圧を可変電圧源５１にてそれぞれ設定している
。

以上が、音量・音質制御の基本的動作であり、次にラウ
ドネス制御回路の動作について説明する。

音量制御電圧源５１において設定された音量制御電圧が
、入力端子２８に印加されるとともに、ＰＮＰ　）ラン
ラスタ５００ベースに供給される。

このトランジスタ５０は、インピーダンス変換とともに
、次段ＫＲＩられ２ウドネス制御用として用いられるト
ランジスタ４０，４６の温度特性の補償も兼ねている。

次に、トランジスタ５０のエミッタから出力した音量制
御電圧は、２つに分かれ、一方は抵抗４２を介して低音
域制御用のトランジスタ４０のペースに、他方は抵抗４
８を介して高音域制御用のトランジスタ４６のペースに
それぞれ印加される。

トランジスタ４００ベースに印加された電圧は、トラン
ジスタ４０と、そのエミッタとアースとの　　　　　　
１間に抵抗４１と、コレクタと電源ＶＣＣ２との間に接
続された抵抗３９と、によって構成されるエミッタ増幅
回路によって逆相に増幅されて、トランジスタ４０のコ
レクタから出力する。同様にして、トランジスタ４６の
ベースに印加された電圧も、トランジスタ４６と抵抗４
７，４５とによって構成されるエミッタ増幅回路によっ
て逆相に増幅されて、トランジスタ４６のコレクタから
出力する。

従って、音量制御電圧源５１の設定によって音量制御電
圧が下がると、トランジスタ４０，４６のベースにそれ
ぞれ印加される電圧が下がる為、トランジスタ４０．４
６のコレクタとアース間の電圧（以下、コレクタ電圧と
呼ぶ。）は上昇する。

そして、トランジスタ４０のコレクタ電圧が、入力端子
２６に印加されている電圧より高くなると、ダイオード
３８にかかる電圧の極性が順方向となる為、電源Ｖ。ｏ
２から電流が抵抗３９．ダイオード３８．可変抵抗３７
を介して流れ、入力端子２６に印加される電圧、即ち、
低音域制御電圧が上昇し、音声信号の低音域が増強され
る。同様Ｋ。

トランジスタ４６のコレクタ電圧が上昇して、ダイオー
ド４４にかかる電圧の極性が順方向になると、高音域制
御電圧が上昇し、音声信号の高音域が増強される。

尚、本実施例における音量制御電圧に対する動作範囲は
、コレクタ抵抗３９，４５、エミッタ抵抗４１．４７、
可変抵抗３７．４３の関係によって任意に選ぶことがで
きる。したがって、特定の音量・音質制御回路のみなら
ず、広（一般的な音量・音質制御回路に対応でき、後段
の音声出力回路の利得の変化にも対応が容易となる。

抗また・こ２で音質制御用の可変製７，４３の電源とラウ
ドネス制御回路の電源をそれぞれＶＣＣ１ｊＶＣＣ２と
分離し、■ｏＣ□≦ＶＣＣ２としであるの紘、ラウドネ
ス制御時に音質制御用の可変抵抗３７゜４３の中点の電
圧を電源電圧ＶＣＣＩまで上げることができるようにす
るとともに、ラウドネス制御による補正特性に融通性を
持たせるためである。

また、音量・音質制御回路２５における入力端子２６．
２７に印加される電圧が電源電圧ＶＣｏ０を越えると、
回路が破壊されるおそれがあるので、この様な２電源の
場合は、ラウドネス制御用のトランジスタ４０．４６の
コレクタ電圧が、ＶＣＣＩ（電源電圧）十ＶＦ（ダイオ
ード３８または４０の順電圧）より高くならない様にす
る必要がおる。

そこで、トランジスタ４０，４６のコレクタと電源ＶＣ
ＣＩとの間にダイオード５２．５３をそれぞれ接続し、
トランジスタ４０，４６のコレクタ電圧を最大■。。□
＋ｖＦ　　に抑えている。

また、さらに、この回路で杜、ダイオード５２゜５３の
カソードを共通としてスイッチ５４に接続することによ
り、スイッチ・オンで■。ＣＩ側に接続してラウドネス
制御回路を動作させ、オフでアースに接続してダイオー
ド３８．４４をカットオフさせてラウドネス制御回路を
オフさせることができ、２回路（低音域制御及び高音域
制御）のラウドネス制御回路を１個のスイッチで同時に
オン・オフ制御することができる。

では続いて、本実施例における動作特性の一例を第４図
乃至第８図を用いて説明する。

第４図は第１図の音量・音質制御回路におゆる音質制御
電圧と音質補正値との関係を示すグラフである。

尚、第４図において、音質制御電圧とは、入力端子２６
に印加される低音域制御電圧、または、入力端子２７に
印加される高音域制御電圧を指し、音質補正値とは、音
声信号の低音域または高音域における増幅・減衰の度合
いを示すものである。

後述の第６図乃至第８図についても同様でおる。

第４図に示す様に、第１図（示す音量・音質制御回路２
５は、音質制御電圧がＶＣＣＩ　／　２の時、音質補正
値が±ＯｄＢ　となり、それ以上ではプラスになって、
音質制御電圧が■。ｃｌの時、最大値＋１０ｄＢ　とな
る。

また、第５図紘同じく第１図の音量・音質制御回路にお
ける音量制御電圧と音量との関係を示すグラフである。

第５図において、音量制御電圧とは入力端子２８に印加
される電圧を指すことは言うまでもない。

後述の第６図及び第７図についても同様でおる。

第５図に示す様に、音量・音質制御回路２５で　　　　
　　１゜は、音量制御電圧が最大（規定された最大値）
である時に、音量も最大（ＯｄＢとする。）となり、音
量制御電圧がＯ■である時に最小となる。

第１図に示す音質・音量制御回路２５が以上の様な特性
を有するものとし、また、スイッチ５４がオフ状態のと
き可変抵抗３７，４３の中点電圧がＶ。Ｃ□／２（設定
電圧）となるよ５に設定しであるとすると、スイッチ５
４がオン状態即ちラウドネス制御を行っている状態のと
きには以下に示す様な動作特性が得られる。

第６口拡第１図におけるスイッチ５４がオン状態のとき
の音量制御電圧と音質制御電圧との関係を示すグラフ、
第７図は同じく音量制御電圧と音質補正値との関係を示
すグラフ、第８図は音量制御電圧を変化させた時の音声
周波数と音質補正値との関係を示すグラフである。

第６図に示す様に、音量制御電圧がＶＡ以下のときラウ
ドネス制御による音質の補正がなされ、ｖＢで２ウドネ
ス制御電圧（ラウドネス制御によって設定電圧にさらに
重畳される電圧）が最大となる。即ち、この例では、ト
ランジスタ４０，４６の各エミッタ抵抗４１．４７、各
コレクタ抵抗３９．４５、及び音質制御用の可変抵抗３
７，４３によって、上記特性となるように設定されてい
るわけである。

従って澄量制御電圧に対する音質補正値は第７図に示す
如くになる。

また、ラウドネス制御による補正特性を周波数特性で表
すと第８図の如くになり、音量制御電圧が大から小にな
るにつれ、■から■へと音量に応じた補正特性が得るこ
とができる。

以上示した特性は、可変抵抗３７，４３０中点を■。ｏ
１／２の位置に設定した場合の特性であるが、可変抵抗
の中点は任意の位置に設定でき、その設定位置に応じた
補正特性を得ることもできる。

また、低音域、高音域のラウドネス制御の補正特性を変
えて、希望する補正特性を得ることもできる。さらに、
高音域制御に関する回路を削除して、低音域のみの補正
も可能である。

次に、第９図は本発明の他の実施例を示す回路図である
。

第９図に示す様に、ラウドネス制御時の可変抵抗３７，
４３の中点電圧つまり音質制御電圧の制限、抵抗値や回
路消費電流の制限等によっては、第１図における２電源
を１電源化（Ｖｃｃ１＝　ＶＣＣ２）してもよい。また
、第９図においては、さらに第１図におけるインピーダ
ンス変換回路であるトランジスタ５０．抵抗４９も削除
しであるが、音量制御電圧源５１の出力インピーダンス
が十分低く、ラウドネス制御の補正特性に多少温度特性
があってもよい場合や、電圧Ｗ１５１が逆特性の温度特
性を持っている場合等にはこのような回路構成にしても
問題ない。

次に、第１０図及び第１１図はそれぞれ第１図における
一部変形例を示す回路図である。即ち、第１０図及び第
１１図では、第１図の回路に比べ、さらに特性の設定範
囲に幅を持たせる回路としたものであり、例として低音
域制御側のみについて示した。

第１０図に示す回路では、可変抵抗３７とダイオード３
８との間に抵抗５６を接続することにより、ラウドネス
制御がオフの時はダイオード３８がカットオフしている
ため、第１図に示したと同様に可変抵抗３７のみによっ
て低音域制御電圧が設定され、ラウドネス制御がオンの
時は可変抵抗３７の中点電圧よりも高い低音域制御電圧
を入力端子２６に加えることができ、ラウドネス制御の
補正特性の設定が容易となる。また、可変抵抗３７の中
点をアースまで下げ、使用者による設定が最小となった
場合の低音域制御電圧は抵抗５６と抵抗３９の比によっ
て制限される。

また、第１１図に示す回路線、第１０図の可変抵抗３７
の中点電圧を抵抗５７．５８によって設定するよ５に置
き代えた例である。尚、第１０図及び第１１図に示す回
路線、ともに高音域側の制御にも同様Ｉｃあて線まり、
ま九、第９図に示した様な１電源化した場合にも用いる
ことができる。

第１２口拡第９図におけるスイッチの具体例を示す回路
図である。

第９図に示すラウドネス制御用のスイッチは、第１２図
において左図に示す様に１ダイオードを。

用いて１個のスイッチとするととも、右図に示す様に、
２連のスイッチを使用することもできる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、低音域及び高音域用としてそれぞれ１
個ずつのエミッタ接地増幅回路とその出力を音質制御回
路に加えるダイオードとから成る簡単な回路構成にて実
現でき、ラウドネス制御の動作範囲の設定が容易で、使
用者の音質調整範囲を犠牲にすることなく、適切かつ安
定な補正特性にて調整値に応じたラウドネス制御ができ
るという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図れ本発明の一実施例を示す回路図、第２図及び第
３図はそれぞれ従来の音質・音量制御方式を示す回路図
、第４図は第１図の音量・音質制御回路における音質制
御電圧と音質補正値との関係を示すグラフ、第５図は同
じく音量制御電圧と音量との関係を示すグラフ、第６口
拡第１図におけるスイッチ５４がオン状態のときの音量
制御電圧と音質制御電圧との関係を示すグラフ、第７図
は同じく音量制御電圧と音質補正値との関係を示すグラ
フ、第８図は音量制御電圧を変化させた時の音声周波数
と音質補正値との関係を示すグラフ、第９図は本発明の
他の実施例を示す回路図、第１０図及び第１１図はそれ
ぞれ第１図における一部変形例を示す回路図、第１２図
は第９図におけるスイッチの具体例を示す回路図、であ
る。符号説明１７・・・・・・音声信号の入力端子、１Ｂ・・・・・
・音声信号の出力端子、２５・・・・・・音量・音質制
御回路、２６・・・・・・低音域制御電圧の入力端子、
２７・・・・・・高音域制御電圧の入力端子、２８・・
・・・・音量制御電圧の入力端子、３７，４３・・・・
・・可変抵抗、３８，４４゜５２．５３・・・・・・夕
゛イオード、３９，４１，４２，４５゜４７．４８．４
９・・・・・・抵抗、４０，４６・・・・・・ＮＰＮト
ランジスタ、５０・・・・・・ＰＮＰ　）う／ジスタ、
５１・・・・・・音量制御電圧源、５４・・・・・・ス
イッチ代理人　弁理士　並　木　昭　夫第１１１ｊ１Ｍ　２　図第　３　図ｔＡ４１１ｉ＋　　　　　　　　　　＃■５図第６凶　
　　　　　　　　　ムＴ７図 −（１１１μ１１　＠　−１ｂＥ　　　　　　　　　　
　　　　　−（１１％す＋ｌｖ　龜石己８ＩＩｉ１１１燻（茫− Ｍ９図第１０図第１１図第１２＋！！＋

Claims

【特許請求の範囲】１）一定の直流電源電圧を抵抗分割して得られる直流制
御電圧によつて低音域および高音域を制御する音質制御
回路と、音量制御電圧源からの可変直流電圧によつて音
量を制御する音量制御回路とから成る音響機器の音質・
音量制御方式において、前記可変直流電圧を入力とするエミッタ接地増幅器と、
その増幅出力を前記音質制御用の直流制御電圧に重畳す
る手段を設け、音量に応じて低音域および高音域をブー
ストするようにしたことを特徴とする音響機器の音質・
音量制御方式。