JP5303488B2 - Amplitude suppression circuit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、音声信号等の交流信号の振幅抑圧を行う回路に関するものである。 The present invention relates to a circuit that suppresses the amplitude of an AC signal such as an audio signal.
音声信号等の振幅抑圧技術としては、入力信号の大きさに応じて増幅器の利得が変化するAGC(オートマティックゲインコントロール)回路が知られている。しかし、音声信号の場合、AGC回路によって振幅抑圧された信号の再生音は、
(1) 大きな信号と小さな信号が同時に存在すると小さな信号は聞こえ難くなり易い。
(2) 再生音量が不安定に変動することがある。
(3) 衝撃音への反応が遅い。
等の欠点がある。
As an amplitude suppression technique for an audio signal or the like, an AGC (automatic gain control) circuit in which the gain of an amplifier changes according to the magnitude of an input signal is known. However, in the case of an audio signal, the reproduced sound of the signal whose amplitude is suppressed by the AGC circuit is
(1) If a large signal and a small signal are present at the same time, it is difficult to hear the small signal.
(2) The playback volume may fluctuate unstable.
(3) Slow response to impact sound.
There are disadvantages such as.
また、補聴器等でよく用いられるノンリニア増幅器による振幅抑圧は、AGCよりも安定な振幅抑圧が可能だが、小さな信号が聞こえ難い場合がある等の欠点を持っている。そのため、強い振幅抑圧が行われても品質劣化を感じさせない振幅抑圧回路が求められていた。 In addition, amplitude suppression by a non-linear amplifier often used in hearing aids or the like is capable of more stable amplitude suppression than AGC, but has a drawback that a small signal may be difficult to hear. Therefore, there has been a demand for an amplitude suppression circuit that does not feel quality degradation even when strong amplitude suppression is performed.
このような観点から、振幅抑圧回路に関する提案が、たとえば特許文献1〜3に示すように従来からなされている。
From this point of view, proposals relating to amplitude suppression circuits have been conventionally made, for example, as shown in
公知の通り、互いに逆方向で並列に接続されたダイオード回路に更にコンデンサを直列接続し、その両端に交流信号を加えるとダイオードの両端に振幅制限された信号を取り出すことができる。しかし、このような回路によって強い振幅制限が行われるとその出力信号には強い高調波信号が発生する。音声信号の場合、この高調波信号は不快な再生音の原因となる。このような回路で強い高調波信号が発生する原因は、振幅制限レベルにおいて急激な振幅制限が行われることである。 As is well known, when a capacitor is further connected in series to diode circuits connected in parallel in opposite directions, and an AC signal is applied to both ends thereof, an amplitude-limited signal can be taken out at both ends of the diode. However, when strong amplitude limitation is performed by such a circuit, a strong harmonic signal is generated in the output signal. In the case of an audio signal, this harmonic signal causes unpleasant playback sound. The reason why a strong harmonic signal is generated in such a circuit is that a sudden amplitude limit is performed at the amplitude limit level.
この高調波信号を除去するために、前記特許文献1〜3に記載の発明では、振幅抑圧によって発生した高い周波数の高調波成分を積分回路で除いている。確かに、再生音の品質向上の点からは、この従来技術でもかなりの効果が認められる。しかし、振幅抑圧時に高調波信号そのものの発生を防止するものではないため、高調波成分の除去にも限界があり、より効果的な手法の提案が望まれていた。
In order to remove this harmonic signal, in the inventions described in
本発明は前記のような従来技術の問題点を解決するために提案されたものであって、その目的は、交流信号において強い振幅抑圧が行われても品質劣化が大変少ない、或いは品質劣化を感じさせない振幅抑圧回路を提供することにある。 The present invention has been proposed in order to solve the above-described problems of the prior art. The purpose of the present invention is to minimize the quality degradation even when strong amplitude suppression is performed on the AC signal, or to reduce the quality degradation. An object of the present invention is to provide an amplitude suppression circuit that does not make it feel.
前記の目的を達成するために、本発明の振幅抑圧回路は、入力信号の波高値がプラス方向に推移すると同一方向に振幅値変化量の対数圧縮が行われ、その圧縮された信号を出力し、入力信号波形の変化方向が反転して振幅値が下降に転ずるとそれまでの圧縮動作は解除され、圧縮動作停止時の出力波高値を起点として入力信号波形の続きが出力され、今度はマイナス方向への振幅変化量に対し対数圧縮を行う。このような動作を繰り返すことで交流信号の振幅抑圧を行うことを特徴とする。 In order to achieve the above object, the amplitude suppression circuit of the present invention performs logarithmic compression of the amplitude value change amount in the same direction when the peak value of the input signal changes in the plus direction, and outputs the compressed signal. When the change direction of the input signal waveform is reversed and the amplitude value starts to decrease, the compression operation is canceled and the continuation of the input signal waveform is output starting from the output peak value when the compression operation is stopped. Logarithmic compression is performed on the amount of amplitude change in the direction. By repeating such an operation, the amplitude of the AC signal is suppressed.
従来技術では、振幅抑圧回路で発生する高調波成分を少なくするために、振幅抑圧によって発生した高い周波数の高調波成分を積分回路で除いているのに対し、本発明は対数圧縮によって高調波成分の発生そのものを抑えているので、滑らかに振幅制限動作が行われる。 In the prior art, in order to reduce the harmonic component generated by the amplitude suppression circuit, the high frequency harmonic component generated by the amplitude suppression is removed by the integration circuit, whereas in the present invention, the harmonic component is removed by logarithmic compression. Since the occurrence of this is suppressed, the amplitude limiting operation is performed smoothly.
すなわち、矩形派をスペクトル分析(フーリエ解析)すると一番低い周波数信号を基準にしてその倍数の周波数信号が無数に現れる。この場合、何倍の周波数であるかは矩形波のデユーティーで異なる。つまり完全な矩形波は無数のf〜∞fのサイン波形信号が加算されたものであると言える。そして、矩形波をハイカットフィルターを通して高い周波数成分を除くと、矩形波は角が丸い波形になる。つまり、角の丸い矩形波は高い周波数信号が含まれていない或いはそのレベルが小さいと言える。従来技術のように音声信号のレベルを急激に制限すると制限部分は矩形波の丸くない角と同じ状態になり、その信号には多くの高調波信号が含まれる。つまり、この角を丸く滑らかにしてやれば高調波信号の発生を防ぐ或いは軽減できる。そこで、本発明では振幅制限時における波形の角を丸くするために対数圧縮を用いて高調波信号の発生を防止、或いは軽減している。 That is, when the rectangular group is subjected to spectrum analysis (Fourier analysis), an infinite number of frequency signals appear on the basis of the lowest frequency signal. In this case, how many times the frequency is different depends on the duty of the rectangular wave. That is, it can be said that a complete rectangular wave is obtained by adding countless f to ∞f sine waveform signals. And if a high frequency component is removed from a rectangular wave through a high cut filter, the rectangular wave becomes a waveform with rounded corners. That is, it can be said that a rectangular wave with rounded corners does not contain a high frequency signal or has a low level. When the level of the audio signal is abruptly limited as in the prior art, the restricted portion is in the same state as the non-round corner of the rectangular wave, and the signal includes many harmonic signals. That is, if this corner is rounded and smoothed, the generation of harmonic signals can be prevented or reduced. Therefore, in the present invention, the generation of harmonic signals is prevented or reduced by using logarithmic compression in order to round the corners of the waveform when the amplitude is limited.
本発明を音声信号の振幅抑圧に用いれば、ダイナミックレンジが小さいにもかかわらず音としての品質に優れ、しかも原音より聞こえ易い再生音を得ることができる。そのため優れた難聴用機器や小出力でも比較的大きな音の出せる音響機器を製造できる。 If the present invention is used for suppressing the amplitude of an audio signal, it is possible to obtain a reproduced sound that is excellent in quality as a sound and is easier to hear than the original sound even though the dynamic range is small. For this reason, it is possible to manufacture excellent deafness devices and sound devices that can produce relatively loud sounds even with a small output.
以下、本発明の実施例1を図1に示すブロック回路図に従って説明する。この回路では、OUTPUT回路の電位が正の範囲では、入力信号の電位が上昇する時OUTPUT回路の電位は対数圧縮器4の出力電位変化に追従し、下降する時はOUTPUT回路電位の変化に対数圧縮器4の出力電位が追従する。反対にOUTPUT回路の電位が負の範囲では、入力信号の電位が降下する時OUTPUT回路の電位は対数圧縮器4出力の電位変化に追従し、上昇の時はOUTPUT回路の電位変化に対数圧縮器4の出力電位が追従する。
A first embodiment of the present invention will be described below with reference to a block circuit diagram shown in FIG. In this circuit, when the potential of the OUTPUT circuit is positive, the potential of the OUTPUT circuit follows the change in the output potential of the
以下、図1の回路の構成並びに作用を説明する。
(1)INPUT回路に入力された信号は、緩衝増幅器1を経て対数圧縮器4に入力されると共に、コンデンサC1を経てOUTPUT回路にも伝達される。
Hereinafter, the configuration and operation of the circuit of FIG. 1 will be described.
(1) The signal input to the INPUT circuit is input to the
(2)対数圧縮器4の出力信号は、演算増幅器5の正入力回路と減算器3の入力回路、更に演算増幅器6の正入力回路にそれぞれ加えられる。
(2) The output signal of the
(3)演算増幅器5はダイオードD1及びダイオードD2による負帰還回路が設けられた増幅器である。抵抗R1も負帰還回路の一部である。
(3) The
(4)減算器3の入力回路の1つにはOUTPUT回路の電圧が、もう1つの入力回路には対数圧縮器4の出力電圧が加えられている。この2つの電圧は減算器3で減算され、その結果が減算器3から出力される。
(4) The voltage of the OUTPUT circuit is applied to one of the input circuits of the
(5)減算器3の出力信号はバイアスコントロール回路2に入力される。バイアスコントロール回路2は減算器3の出力信号(バイアス制御信号)を元に対数圧縮器4のバイアスを制御する。すなわち、減算器3の二つの入力信号のレベルが等しくなるように対数圧縮器4の出力電位は制御される。この減算器3に入力される信号をつくり出す演算増幅器5,6及びこれらに接続されたダイオードや抵抗などの各素子が、本発明におけるバイアス制御信号生成回路を構成する。
(5) The output signal of the
(6)前記対数圧縮器4からの出力信号は演算増幅器5の正入力回路に入力される、また、演算増幅器6の正入力回路には演算増幅器5の正入力回路と同じ信号が入力され、演算増幅器6の負入力回路には演算増幅器5の出力信号が抵抗R2を介して加えられる。そして、抵抗R2と抵抗R3の抵抗値は等しく設定されている。つまり、演算増幅器5の出力側から見た演算増幅器6は対数圧縮器4の出力をバイアス電位とする増幅率が−1の反転増幅器である。
(6) The output signal from the
(7)演算増幅器6の出力回路とOUTPUT回路は、互いに逆向きで並列に接続されたダイオードD3とダイオードD4によって結合されている。 (7) The output circuit and the OUTPUT circuit of the operational amplifier 6 are coupled by a diode D3 and a diode D4 connected in parallel in opposite directions.
(8)GND電位から始まり上昇に向かう信号がINPUT回路に入力されると、この信号は緩衝増幅1を経て対数圧縮器4に入力され、ここで対数圧縮される。
(8) When a signal starting from the GND potential and going upward is input to the INPUT circuit, this signal is input to the
(9)対数圧縮された対数圧縮器4の出力信号は、演算増幅器5の正入力回路に加えられている。また、ダイオードD1、ダイオードD2及び抵抗R1は演算増幅器5の負帰還回路を形成している。そして、演算増幅器5の入力信号電位は正であるから、演算増幅器5の出力回路には入力信号電位(対数圧縮器4の出力電位)よりダイオードD2の順方向電圧分高い電位の信号が現れる。この信号は演算増幅器6で正入力回路の電位を基準にして反転されるので、演算増幅器6の出力回路には対数圧縮器4の出力電位よりダイオードD2の順方向電圧分低い電位が現れる。
(9) The output signal of the
(10)緩衝増幅器1の出力信号はコンデンサC1を介してOUTPUT回路に伝達されるので、OUTPUT回路の電位は緩衝増幅器1の出力信号と同様に変化しようとするが、ダイオードD4に電流が流れて対数圧縮器4の出力電位と同じに抑えられる。この場合、ダイオードD4の順方向電圧とダイオードD2の順方向電圧は同じものとする。その結果、コンデンサC1は充電されOUTPUT回路のバイアスは低い方へシフトされる。この動作は入力信号電圧波形の変化方向が下降に転ずるまで続く。
(10) Since the output signal of the
(11)入力信号の電位変化方向が上昇から下降に転ずると、OUTPUT回路の電位はINPUT回路と同量降下する。この時ダイオードD3、ダイオードD4両端の電圧はダイオードの順方向電圧より低いので、OUTPUT回路電位は演算増幅器6の出力電位による影響を受けない。その結果、対数圧縮器4のバイアスがコントロールされ対数圧縮器4の出力電位はOUTPUT回路電位に追従して同量降下する。この動作は入力信号電位の変化方向が反転するか又は対数圧縮器4の出力電位が負になるまで続く。
(11) When the potential change direction of the input signal changes from rising to falling, the potential of the OUTPUT circuit drops by the same amount as that of the INPUT circuit. At this time, since the voltages across the diodes D3 and D4 are lower than the forward voltage of the diode, the OUTPUT circuit potential is not affected by the output potential of the operational amplifier 6. As a result, the bias of the
(12)入力信号電位の降下が進んで対数圧縮器4の出力電位が負になると、演算増幅器6の出力電位は対数圧縮器4の出力電位よりダイオードD1の順方向電圧分高くなる。そのため、コンデンサC1を介してOUTPUT回路に伝達される信号によってOUTPUT回路の電位が対数圧縮器4の出力電位より低くなろうとしても、ダイオードD3に電流が流れ対数圧縮器4の出力電位と同量の降下に抑えられる。この時、コンデンサC1は放電され、OUTPUT回路のバイアス電位は高い方にシフトされる。この動作は入力信号の電位変化方向が上昇に転ずるまで続く。
(12) When the drop of the input signal potential proceeds and the output potential of the
(13)入力信号の電位変化が下降から上昇に転ずると、OUTPUT回路の電位はINPUT回路と同量上昇する。そのため、対数圧縮器4のバイアスがコントロールされ、対数圧縮器4の出力電位はOUTPUT回路電位の変化に追従して同量上昇する。この動作は入力信号電位の変化方向が反転するか又は演算増幅器4の出力電位が正になるまで続く。
(13) When the potential change of the input signal starts from falling to rising, the potential of the OUTPUT circuit increases by the same amount as that of the INPUT circuit. Therefore, the bias of the
(14)前記(8)〜(13)の動作が繰り返されて、OUTPUT回路には入力電圧信号が振幅抑圧された信号が現れる。尚、この回路では高い周波数信号ほど出力電圧が大きくなり易いが、回路の中で補正は可能である。 (14) The operations (8) to (13) are repeated, and a signal in which the amplitude of the input voltage signal is suppressed appears in the OUTPUT circuit. In this circuit, the higher the frequency signal, the easier the output voltage becomes, but correction is possible in the circuit.
図2は、図1のブロック図に示した回路における各部の波形例である。図1の(a) 〜(d) で示した部分が、図2の同一文字の波形に対応する。 FIG. 2 is a waveform example of each part in the circuit shown in the block diagram of FIG. The portions indicated by (a) to (d) in FIG. 1 correspond to the waveform of the same character in FIG.
(a) は緩衝増幅器1の出力電圧波形であり、INPUT回路に入力された信号そのままの形である。
(a) is an output voltage waveform of the
(b) は対数圧縮器4の出力電圧波形であり、(a) の波形が対数圧縮されたものである。圧縮のされ方は、(a) のT2からT3区間の波形が(b) のT2からT3区間の波形に圧縮され、(a) のT4からT5区間の波形が(b) のT4からT5区間波形に圧縮されている。T1からT2の区間やT3からT4の区間は、回路の都合で圧縮されないが、本発明の機能に害は無い。
(b) is an output voltage waveform of the
(c) は演算増幅器6の出力波形であり、その電位は通常、(b) の波形電位が正の時はその電位よりダイオードD2の順方向電圧分低く、負の場合はダイオードD1の順方向電圧分高い。 (c) is the output waveform of the operational amplifier 6, and its potential is normally lower than the potential by the forward voltage of the diode D2 when the waveform potential of (b) is positive, and the forward direction of the diode D1 when negative. High voltage.
(d) はOUTPUT回路の波形であり、(b) の波形と等価である。尚、入力信号の小振幅部分はT1からT2の区間、或いはそれに続く圧縮量が少ない区間に大部分が収まるので、あまり圧縮されることなくOUTPUT回路に現れる。 (d) is the waveform of the OUTPUT circuit and is equivalent to the waveform of (b). Note that the small amplitude portion of the input signal is mostly contained in the section from T1 to T2 or the section where the compression amount is small, and therefore appears in the OUTPUT circuit without being compressed so much.
このような構成を有する実施例1の回路によれば、レベルが小さい入力信号は殆どそのままで出力し、入力信号が大きいと(プラスにもマイナスにも)対数圧縮によりレベル抑圧することが可能である。また、入力信号の波形値の絶対値が増大から減少に転ずるとそれまでの対数圧縮動作は解除され、転じた時の圧縮されたレベルを起点として続きの入力信号が、新たに圧縮を開始されると共に出力されるのが本発明回路による圧縮動作の特徴である。 According to the circuit of the first embodiment having such a configuration, an input signal with a low level is output as it is, and if the input signal is large (plus or minus), the level can be suppressed by logarithmic compression. is there. When the absolute value of the waveform value of the input signal starts from increasing to decreasing, the previous logarithmic compression operation is canceled, and the subsequent input signal is newly compressed starting from the compressed level at that time. It is the characteristic of the compression operation by the circuit of the present invention that is output at the same time.
特に、本発明では、対数圧縮回路のバイアスシフトを行い対数圧縮中に入力信号波形の変化方向が反転すると、必ずしも初期状態ではないが、変化方向が反転したレベルを起点として新たに対数圧縮を始める。これが行われない場合は、反転後、正常な圧縮動作ができなくなるが、本実施例では、出力回路の電圧と対数圧縮器の出力電圧とを比較して、OUTPUT回路の電位の変化と対数圧縮器の出力電圧とが同じ値になるように互いに制御することでレベルが不規則に変動する信号に対しいつも適切なバイアス値の変更を可能としている。 In particular, in the present invention, when the bias direction of the logarithmic compression circuit is biased and the change direction of the input signal waveform is reversed during logarithmic compression, the logarithmic compression is newly started from the level at which the change direction is reversed, although not necessarily the initial state. . If this is not done, normal compression operation cannot be performed after inversion. In this embodiment, however, the output circuit voltage and the logarithmic compressor output voltage are compared, and the change in the potential of the OUTPUT circuit and logarithmic compression are performed. By controlling each other so that the output voltage of the detector becomes the same value, it is possible to always change an appropriate bias value for a signal whose level fluctuates irregularly.
これにより、本実施例では、小さなレベル変化部分の波形は(その小さな変化部分が元の波形のどのレベル部分にあろうとも)バイアス変化は伴うものの殆どそのまま出力し、大きな信号は制限レベル以下に制限されて出力する。その結果、小さな信号では出力信号の歪みはミニマムで、大きな信号は歪んでも高い周波数の高調波が少ないので、その再生音に不快感が殆どないという優れた効果を発揮する。 As a result, in the present embodiment, the waveform of the small level change portion (although the small change portion is in any level portion of the original waveform) is output almost as it is with the bias change, and the large signal is below the limit level. Limited output. As a result, the distortion of the output signal is minimal for a small signal, and the high frequency has few harmonics even if the large signal is distorted.
一般に、振幅を抑圧すると信号は歪むが、本実施例において、図2の波形図中、T1-T2、T3-T4では振幅の圧縮が行われないのでこの部分では原則的に信号は歪まない。そのため、この回路では小レベル信号の波形歪みはミニマムであり、音声信号処理として好ましい結果が得られる。 In general, when the amplitude is suppressed, the signal is distorted. However, in this embodiment, in the waveform diagram of FIG. 2, since the amplitude is not compressed at T1-T2 and T3-T4, the signal is not distorted in principle in this portion. Therefore, in this circuit, the waveform distortion of the small-level signal is minimal, and a preferable result can be obtained as audio signal processing.
図3は、本発明の実施例2の回路を示すブロック図である。この回路の基本動作は図1と同様であるが、信号分割回路11、演算増幅器12、演算増幅器13及びその周辺回路は図1の場合と構成が異なる。ここでは図1と同じ部分は一部省略して説明する。
FIG. 3 is a block diagram showing a circuit according to the second embodiment of the present invention. The basic operation of this circuit is the same as that of FIG. 1, but the signal dividing circuit 11, the operational amplifier 12, the
(1)信号分割回路11は対数圧縮器10の出力信号を正レベルの部分と負レベルの部分に分割して2つの出力回路にそれぞれ出力する。つまり、演算増幅器12へは正の部分の信号を、演算増幅器13へは負の部分の信号を出力する。尚、演算増幅器12及び演算増幅器13の双方の入力電位がGNDレベルだとこれらの増幅器は原理的にダイオードD7、ダイオードD8のどちらにも電流を流さないが、僅かの差が生じるのはあり得ることであり、演算増幅器13の出力回路から演算増幅器12の出力回路に向かって電流が流れる可能性がある。これを避けるには演算増幅器12の正入力回路の電位は低くともGNDレベルより少し高く、演算増幅器13の正入力回路の電位は高くともGNDレベルより少し低くなるように回路設計を行う等の配慮が必要である(ダイオードD7と演算増幅器12の間及びダイオードD8と演算増幅器13の間に抵抗を設けても良い)。また、この配慮はこの回路が起動出来るために必要な場合もある。
(1) The signal dividing circuit 11 divides the output signal of the
(2)演算増幅器12の負入力回路とB+電源回路は抵抗R4によって接続されているが、負入力回路の電位はダイオードD5を介し出力回路の電位によって正入力回路と同じ電位に引き下げられている。つまり出力回路の電位は正入力回路の電位よりダイオードD5の順方向電圧分低い。そのためコンデンサC2経路で伝達される緩衝増幅器7の出力信号によって出力回路の電位が正入力回路の電位より高くなろうとしても、ダイオードD7に電流が流れOUTPUT回路の電位上昇は正入力回路電位と同じに抑えられる。 (2) Although the negative input circuit of the operational amplifier 12 and the B + power supply circuit are connected by the resistor R4, the potential of the negative input circuit is pulled down to the same potential as that of the positive input circuit by the potential of the output circuit via the diode D5. . That is, the potential of the output circuit is lower than the potential of the positive input circuit by the forward voltage of the diode D5. Therefore, even if the output signal of the buffer amplifier 7 transmitted through the capacitor C2 path causes the potential of the output circuit to be higher than the potential of the positive input circuit, a current flows through the diode D7 and the potential increase of the OUTPUT circuit is the same as the positive input circuit potential. Can be suppressed.
(3)緩衝増幅器7の出力信号の電位変化方向が下降に転ずるとOUTPUT回路電位も同じだけ下降する。この時演算増幅器12の出力電位とOUTPUT回路の電位差はダイオードD7の順方向電位より小さいので演算増幅器12の出力信号はOUTPUT回路に影響を与えない。従って緩衝増幅器7の出力信号の変化がそのままOUTPUT回路に現れる。 (3) When the potential change direction of the output signal of the buffer amplifier 7 starts to decrease, the OUTPUT circuit potential also decreases by the same amount. At this time, since the difference between the output potential of the operational amplifier 12 and the OUTPUT circuit is smaller than the forward potential of the diode D7, the output signal of the operational amplifier 12 does not affect the OUTPUT circuit. Therefore, the change in the output signal of the buffer amplifier 7 appears in the OUTPUT circuit as it is.
(4)OUTPUT回路の電位が降下すると、対数圧縮器10の出力電位も同様に降下する。
何故なら、そうなるように減算器9とバイアスコントロール回路8により対数圧縮器10のバイアスがコントロールされるからである。
(4) When the potential of the OUTPUT circuit drops, the output potential of the
This is because the bias of the
(5)信号の電位降下が進んで対数圧縮器10の出力電位が負になるとOUTPUT回路電位変化は対数圧縮器10の出力電位の変化に追従するようになる。つまり、コンデンサC2経路で伝達される緩衝増幅器7の出力信号によってOUTPUT回路の電位が正入力回路の電位より低くなろうとするとダイオードD8に電流が流れてOUTPUT回路電位の降下は正入力電位と同じに抑えられる。(演算増幅器13の負入力回路とB−電源回路は抵抗R5によって接続されているが、負入力回路の電位はダイオードD6を介し出力回路電位によって正入力回路と同じ電位に引き上げられている。つまり出力回路の電位は正入力回路の電位よりダイオードD6の順方向電圧分高い。)この動作は信号電位の変化方向が上昇に転ずるまで続く。
(5) When the potential drop of the signal advances and the output potential of the
(6)緩衝増幅器7の出力信号の電位変化方向が上昇に転ずるとOUTPUT回路電位も同じだけ上昇する。この時演算増幅器13の出力電位とOUTPUT回路の電位差はダイオードD8の順方向電位より小さいので演算増幅器13の出力電位はOUTPUT回路に影響を与えない。従って緩衝増幅器7の出力信号の変化がそのままOUTPUT回路に現れる。
(6) When the potential change direction of the output signal of the buffer amplifier 7 starts to rise, the OUTPUT circuit potential also rises by the same amount. At this time, since the difference between the output potential of the
(7)OUTPUT回路の電位が上昇すると、対数圧縮器10の出力電位も同様に上昇する。
何故なら、そうなるように減算器9とバイアスコントロール回路8により対数圧縮器10のバイアスがコントロールされるからである。
(7) When the potential of the OUTPUT circuit rises, the output potential of the
This is because the bias of the
(8)(2)〜(7)が繰り返されてOUTPUT回路には振幅圧縮された信号が出力される。 (8) (2) to (7) are repeated, and an amplitude-compressed signal is output to the OUTPUT circuit.
この実施例2においても、前記実施例1と同様な作用効果が発揮される。但し、実施例1の回路では、ダイオードD1またはD2に流れる電流とダイオードD3またはD4に流れる電流を同じにはできないため、高い周波数ほど振幅制限値が大きくなり易い(周波数が高いほど影響が大きい)。また、緩衝増幅器6の出力信号は緩衝増幅器1の出力信号に比べ僅かに遅れ、これは出力信号に悪影響を及ぼすことがある。これらの欠点は、実施例1の回路に工夫を凝らすことで軽減することができるが、実施例2の回路では原理的にそのような現象は非常に少なく出来る利点がある。しかし、実施例1の回路の方が設計が容易である。
Also in the second embodiment, the same effect as that of the first embodiment is exhibited. However, in the circuit of the first embodiment, the current flowing through the diode D1 or D2 and the current flowing through the diode D3 or D4 cannot be the same, and therefore the amplitude limit value tends to increase as the frequency increases (the effect increases as the frequency increases). . In addition, the output signal of the buffer amplifier 6 is slightly delayed compared to the output signal of the
なお、本発明は、図示の回路に限定されるものではなく、他の実施例も採用することが出来る。例えば、入力信号波形をデジタル処理することで、入力信号波形のレベルの変化方向に応じて、対数圧縮やその解除を行わせることが可能である。 Note that the present invention is not limited to the illustrated circuit, and other embodiments may be employed. For example, by digitally processing the input signal waveform, logarithmic compression and its cancellation can be performed according to the direction of change in the level of the input signal waveform.
本発明は、深刻な難聴に聞こえ易い上に耳に負担が少ない補聴器類や電話機類、或いは小さな出力の増幅器で大きな音の出せる音響機器、近くの大きな音にあまり邪魔されないで遠くの音を収音できるマイクロホン、録音レベル調整が殆ど不要でAGCの欠点が無い録音機等に大きな利用価値がある。また、このような動作をする音信号振幅抑圧回路による商品開発は殆ど手つかずであり、非常に大きな市場が期待できる。 The present invention is suitable for hearing aids and telephones that are easy to hear serious deafness and have little burden on the ear, or acoustic equipment that can produce a loud sound with a small output amplifier, and collect distant sounds without being disturbed by nearby loud sounds. Microphones that can be used for sound, recorders that require almost no recording level adjustment, and that do not have the disadvantages of AGC have great utility value. In addition, the development of products using a sound signal amplitude suppression circuit that operates in this way is almost untouched, and a very large market can be expected.
1…緩衝増幅器
2…バイアスコントロール回路
3…減算器
4…対数圧縮器
5…演算増幅器
6…演算増幅器
7…緩衝増幅器
8…バイアスコントロール回路
9…減算器
10…対数圧縮器
11…信号分割回路
12…演算増幅器
13…演算増幅器
B+…プラス電源
B−…マイナス電源
C1〜C2…コンデンサ
D1〜D8…ダイオード
R1〜R5…抵抗
INPUT…入力回路
OUTPUT…出力回路
+…正入力回路
−…負入力回路
DESCRIPTION OF
Claims (4)
入力信号波形レベルの変化方向が反転するとそれまでの対数圧縮動作を解除して反転後の振幅変化方向に対して対数圧縮を開始し、その圧縮された信号を出力する手段を備えることを特徴とする振幅抑圧回路。 Means for logarithmically compressing the input signal waveform with respect to the level change direction;
When the change direction of the input signal waveform level is inverted, the logarithmic compression operation so far is canceled, logarithmic compression is started in the inverted amplitude change direction, and the compressed signal is output. Amplitude suppression circuit.
前記バイアス制御信号生成回路は、アウトプット回路の出力信号の電位が正の範囲では、入力信号の電位が上昇する時はアウトプット回路の電位は対数圧縮器の出力電位変化に追従し、下降する時はアウトプット回路の電位の変化に対数圧縮器の出力電位が追従し、アウトプット回路の電位が負の範囲では、入力信号の電位が降下する時アウトプット回路の電位は対数圧縮器の出力の電位変化に追従し、上昇の時はアウトプット回路の電位変化に対数圧縮器の出力電位が追従するように、前記バイアスコントロール回路が前記対数圧縮器のバイアス電位を制御する信号を生成することを特徴とする振幅抑圧回路。 A logarithmic compressor for compressing the amplitude of the input signal; an output circuit for outputting an output signal from the logarithmic compressor to the outside; a bias control circuit for controlling the operation reference potential of the logarithmic compressor by bias shift; A control signal generation circuit for inputting a bias control signal to the bias control circuit is provided.
In the bias control signal generation circuit, when the potential of the output signal of the output circuit is positive, when the potential of the input signal rises, the potential of the output circuit follows the change in the output potential of the logarithmic compressor and falls. When the output potential of the logarithmic compressor follows the change in the potential of the output circuit, and when the potential of the output circuit falls in the negative range, the potential of the output circuit is the output of the logarithmic compressor The bias control circuit generates a signal for controlling the bias potential of the logarithmic compressor so that the output potential of the logarithmic compressor follows the potential change of the output circuit when rising. An amplitude suppression circuit.
第1の演算増幅器の負入力回路には負帰還回路が接続され、第2の演算増幅器の負入力回路には第1の演算増幅器の出力が接続され、第2の演算増幅器の出力と、前記入力回路からの出力信号がアウトプット回路に接続され、
前記第2の演算増幅器の出力と前記対数圧縮器の出力は、これらを比較する減算器に接続されていることを特徴とする請求項2に記載の振幅抑圧回路。 The bias control signal generation circuit includes two operational amplifiers that input the output of the logarithmic compressor to a positive input circuit;
A negative feedback circuit is connected to the negative input circuit of the first operational amplifier, an output of the first operational amplifier is connected to the negative input circuit of the second operational amplifier, the output of the second operational amplifier, The output signal from the input circuit is connected to the output circuit,
The amplitude suppression circuit according to claim 2, wherein the output of the second operational amplifier and the output of the logarithmic compressor are connected to a subtractor for comparing them.
これら2つの演算増幅器の出力が前記入力信号と共にアウトプット回路に接続され、
これら2つの演算増幅器の出力と前記対数圧縮器の出力は、これらを比較する減算器に接続されていることを特徴とする請求項2に記載の振幅抑圧回路。
The bias control signal generation circuit includes a signal division circuit that divides the output of the logarithmic compressor into a positive level portion and a negative level portion, and a first operational amplifier that inputs a positive level signal divided by the signal division circuit; A second operational amplifier for inputting a negative level signal;
The outputs of these two operational amplifiers are connected to the output circuit together with the input signal,
The amplitude suppression circuit according to claim 2, wherein the output of the two operational amplifiers and the output of the logarithmic compressor are connected to a subtractor for comparing them.
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