(57)【要約】【課題】有意なオーディオ信号に及ぼす影響を抑制しつつ、低周波ノイズを低減する。【解決手段】入力キャパシタＣ１および可変抵抗Ｒ１は、入力端子Ｐ１と基準電圧端子Ｐ３の間に順に直列に設けられる。利得制御部１０２は、入力キャパシタＣ１と可変抵抗Ｒ１の接続点Ｎ１に生ずる信号Ｓ２に応じた検出信号ＳＤＥＴの検波レベルＳＤＥＴを所定の基準レベルＶＲＥＦと比較し、比較結果に応じて可変抵抗Ｒ１の抵抗値を制御し、ＲＣハイパスフィルタ１０８のカットオフ周波数を制御する。【選択図】図４
2013150208.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アナログオーディオ信号が入力される入力端子と、
入力端子と基準電圧端子の間に順に直列に設けられた入力キャパシタおよび可変抵抗と、
前記入力キャパシタと前記可変抵抗の接続点に生ずる信号に応じた検出信号のレベルと所定の基準レベルとの比較結果に応じて、前記可変抵抗の抵抗値を制御する利得制御部と、
を備え、
前記接続点に生ずる信号に応じた信号を出力することを特徴とする自動レベル制御回路。
【請求項２】
前記入力キャパシタおよび前記可変抵抗が形成するＲＣハイパスフィルタのカットオフ周波数の最小値は、０〜２０Ｈｚに設定されることを特徴とする請求項１に記載の自動レベル制御回路。
【請求項３】
前記入力キャパシタおよび前記可変抵抗が形成するＲＣハイパスフィルタのカットオフ周波数の最大値は、２０〜３００Ｈｚに設定されることを特徴とする請求項１または２に記載の自動レベル制御回路。
【請求項４】
前記利得制御部は、前記検出信号のレベルが前記基準レベルに達すると、前記可変抵抗の抵抗値を低下させることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の自動レベル制御回路。
【請求項５】
前記可変抵抗の抵抗値は、離散的な複数の値で切りかえ可能であることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の自動レベル制御回路。
【請求項６】
前記可変抵抗の抵抗値は、連続的に可変であることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の自動レベル制御回路。
【請求項７】
前記利得制御部は、前記入力キャパシタと前記可変抵抗の接続点に生ずる信号を所定の利得で増幅するアンプをさらに備えることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の自動レベル制御回路。
【請求項８】
アナログオーディオ信号が入力される入力端子と、
前記アナログオーディオ信号の低周波成分を除去する、カットオフ周波数が可変に構成されたハイパスフィルタと、
前記ハイパスフィルタの出力信号に応じた検出信号のレベルと所定の基準レベルとの比較結果に応じて、前記ハイパスフィルタのカットオフ周波数を制御する利得制御部と、
を備え、
前記ハイパスフィルタの出力信号に応じた信号を出力することを特徴とする自動レベル制御回路。
【請求項９】
マイクが接続されるマイク入力端子と、
前記マイク入力端子から入力されるアナログオーディオ信号を受ける請求項１から８のいずれかに記載の自動レベル制御回路と、
前記自動レベル制御回路に対して所定の信号処理を施す信号処理部と、
を備えることを特徴とするオーディオ信号処理回路。
【請求項１０】
ひとつの半導体基板上に一体集積化されることを特徴とする請求項９に記載のオーディオ信号処理回路。
【請求項１１】
マイクと、
前記マイクからの信号を受ける請求項９または１０に記載のオーディオ信号処理回路と、
を備えることを特徴とする電子機器。
【請求項１２】
アナログオーディオ信号のレベル調節方法であって、
前記アナログオーディオ信号が入力される入力端子と基準電圧端子の間に、入力キャパシタおよび可変抵抗を順に直列に設けるステップと、
前記入力キャパシタと前記可変抵抗の接続点に生ずる信号に応じた検出信号のレベルと所定の基準レベルとを比較するステップと、
前記検出信号のレベルと前記基準レベルとの比較結果に応じて、前記可変抵抗の抵抗値を制御するステップと、
を備えることを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動レベル制御回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタルカメラ、ビデオカメラ、携帯電話端末、パーソナルコンピュータ、カーナビゲーションシステム、ボイスレコーダをはじめとする様々な電子機器は、マイクを備え、あるいはマイクが装着可能となっており、マイクにより取得されたオーディオ信号を処理する機能が実装されている。
【０００３】
図１は、本発明者が検討したオーディオ信号処理回路を備える電子機器の構成を示す回路図である。電子機器１ｒは、オーディオ信号を電気信号であるアナログオーディオ信号Ｓ１に変換するマイク２と、アナログオーディオ信号Ｓ１に対してさまざまな信号処理を施すオーディオ信号処理回路４ｒを備える。
【０００４】
オーディオ信号処理回路４ｒは、ＬＮＡ（Low Noise Amplifier）２００、自動レベル制御回路１００を備える。ＬＮＡ２００は、微弱な電気信号Ｓ１を増幅する。アナログオーディオ信号Ｓ１のレベルがある程度大きい場合、ＬＮＡ２００は省略される。
【０００５】
マイク２に入力されるオーディオ信号のレベルは、状況に応じてダイナミックに変化する。そこで自動レベル制御回路１００ｒは、アナログオーディオ信号Ｓ１の増幅（減衰）させ、自身の出力信号のレベルが所定の基準レベルと一致するように、その減衰率（本明細書では、増幅率という）を適応的に変化させる。
【０００６】
自動レベル制御回路１００ｒは、第１抵抗Ｒ１１、第２抵抗Ｒ１２、利得制御部１０２、アンプ１０４を備える。
自動レベル制御回路１００ｒの入力端子Ｐ１には、アナログオーディオ信号Ｓ１が入力される。第１抵抗Ｒ１１および第２抵抗Ｒ１２は、入力端子Ｐ１と基準電圧端子（たとえば接地端子）Ｐ３の間に順に直列に接続され、アナログオーディオ信号Ｓ１を分圧し、アナログオーディオ信号Ｓ２を生成する。アナログオーディオ信号Ｓ１とＳ２の間には式（１）の関係式が成り立つ。
Ｓ２＝Ｒ１２／（Ｒ１１＋Ｒ１２）×Ｓ１      …（１）
つまり、第１抵抗Ｒ１１および第２抵抗Ｒ１２は、利得β＝Ｒ１２／（Ｒ１１＋Ｒ１２）を有する減衰器を形成する。第２抵抗Ｒ１２は可変抵抗であり、その抵抗値に応じて、利得βは可変である。
【０００７】
利得制御部１０２は、分圧されたアナログオーディオ信号Ｓ２のレベルを、所定の基準レベルＶＲＥＦと比較し、アナログオーディオ信号Ｓ２のレベルが基準レベルＶＲＥＦより大きい場合、第２抵抗Ｒ１２の抵抗値を低下させることにより、利得βを小さくし、アナログオーディオ信号Ｓ２のレベルを低下させる（アタック動作）。反対にアナログオーディオ信号Ｓ２のレベルが基準レベルＶＲＥＦより小さい場合、時間とともに第２抵抗Ｒ１２の抵抗値を徐々に増大させて利得βを大きくし、アナログオーディオ信号Ｓ２のレベルを増大させる（リカバリー動作）。
【０００８】
アンプ１０４は、アナログオーディオ信号Ｓ２を所定の利得αで増幅し、アナログオーディオ信号Ｓ３を生成する。自動レベル制御回路１００ｒ全体の利得γは、β×αである。
【０００９】
図２は、図１の自動レベル制御回路１００ｒの入出力特性を示す図である。横軸ＶＩＮは、アナログオーディオ信号Ｓ１の振幅（入力レベル）を、縦軸ＶＯＵＴは、アナログオーディオ信号Ｓ３の振幅（出力レベル）を示す。利得制御部１０２による利得βの制御の結果、出力レベルＶＯＵＴが基準レベルＶＲＥＦに応じた目標レベルＶＲＥＦ’より低い領域では、出力レベルＶＯＵＴは入力レベルＶＩＮに比例する。出力レベルＶＯＵＴが目標レベルＶＲＥＦ’に達すると、ゲインコンプレッションによって、出力レベルＶＯＵＴは入力レベルＶＩＮによらずに一定に保たれる。
このように、自動レベル制御回路１００ｒによって、アナログオーディオ信号Ｓ３のレベルは、基準レベルに応じた目標レベル付近に保たれる。
【００１０】
アナログオーディオ信号Ｓ３は、後段のアナログ回路によってアナログ信号処理を受け、あるいはＡ／Ｄコンバータによってデジタルオーディオ信号に変換された後に、デジタル信号処理を受ける。オーディオ信号処理回路４による信号処理を経たオーディオ信号は、圧縮してメモリに格納され（録音）、あるいは図示しない通信手段によって、別のデバイスに伝送される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ユーザがマイク２に対して息を吹きかけたり、マイク２を叩いたりすると、本来集音すべきオーディオ信号よりも低い、たとえば１００Ｈｚもしくはそれ以下の周波数帯域の独特な低周波ノイズ（風切り音、あるいは突発音ともいう）が発生する。
【００１２】
図３は、風切り音が入力された場合の自動レベル制御回路の動作を示す波形図である。
マイク２には、本来集音すべき有意なオーディオ信号（音声信号：Voice signalという）に加えて、風切り音などの低周波ノイズが入力される。したがって、自動レベル制御回路１００の入力信号Ｓ１は、音声信号Ｓ４と風切り音Ｓ５を重ね合わせた信号となる。自動レベル制御回路１００の出力信号Ｓ３もまた、音声信号Ｓ４’と風切り音Ｓ５’を重ね合わせた信号となる。
【００１３】
一般的に風切り音Ｓ５は、音声信号Ｓ４よりも大きなレベルを有し、風切り音Ｓ５によってアタック動作が発生する場合がある。時刻ｔ１に出力レベルＶＯＵＴが目標レベルＶＲＥＦ’に達するとアタック動作が発生し、利得βが低下する。その結果、時刻ｔ１以降、自動レベル制御回路１００から出力される音声信号Ｓ４’のレベルが低下するという問題が生ずる。
【００１４】
以上の考察を、本発明の分野における共通の一般知識の範囲として捉えてはならない。さらに言えば、上記考察自体が、本発明者がはじめて想到したものである。
【００１５】
本発明はこうした課題に鑑みてなされたものであり、そのある態様の例示的な目的のひとつは、有意なオーディオ信号に及ぼす影響を抑制しつつ、低周波ノイズを低減可能な自動レベル制御回路の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明のある態様は、自動レベル制御回路に関する。自動レベル制御回路は、アナログオーディオ信号が入力される入力端子と、入力端子と基準電圧端子の間に順に直列に設けられた入力キャパシタおよび可変抵抗と、入力キャパシタと可変抵抗の接続点に生ずる信号に応じた検出信号のレベルと所定の基準レベルとの比較結果に応じて、可変抵抗の抵抗値を制御する利得制御部と、を備える。自動レベル制御回路は、接続点に生ずる信号に応じた信号を出力する。
【００１７】
入力キャパシタおよび可変抵抗は、ＲＣハイパスフィルタを構成しており、その時定数τ＝ＲＣ、言い換えればカットオフ周波数ｆｃ＝１／（２πＲＣ）は、可変抵抗の抵抗値に応じて可変となっている。すなわち可変抵抗の抵抗値が最大値のときには、カットオフ周波数ｆｃが最小値となる。利得制御部が可変抵抗の抵抗値を低下させると、カットオフ周波数ｆｃが増大する。この態様によれば、カットオフ周波数ｆｃの増大にともない、オーディオ信号に対する利得が低下するため、検出信号のレベルを一定に保つことができる。さらに、低周波ノイズに対する利得は、有意なオーディオ信号（音声信号）に対する利得よりも先に低下するため、有意なオーディオ信号に及ぼす影響を抑制しつつ、低周波ノイズを低減することができる。
【００１８】
入力キャパシタおよび可変抵抗が形成するＲＣハイパスフィルタのカットオフ周波数の最小値は、０〜２０Ｈｚに設定されてもよい。これにより、自動レベル制御回路の初期状態において、正常な振幅の信号が入力される状態では、実質的に全可聴帯域を取得できる。
【００１９】
入力キャパシタおよび可変抵抗が形成するＲＣハイパスフィルタのカットオフ周波数の最大値は、２０〜３００Ｈｚに設定されてもよい。
これにより、アタック動作が繰り返され、カットオフ周波数ｆｃが高められた状態では、有意なオーディオ信号の周波数帯域を減衰させることができる。
【００２０】
利得制御部は、検出信号のレベルが基準レベルに達すると、可変抵抗の抵抗値を低下させてもよい。
【００２１】
可変抵抗の抵抗値は、離散的な複数の値で切りかえ可能であってもよい。可変抵抗の抵抗値は、連続的に可変であってもよい。
【００２２】
利得制御部は、入力キャパシタと可変抵抗の接続点に生ずる信号を所定の利得で増幅するアンプをさらに備えてもよい。
【００２３】
本発明の別の態様は、オーディオ信号処理回路に関する。オーディオ信号処理回路は、マイクが接続されるマイク入力端子と、マイク入力端子から入力されるアナログオーディオ信号を受ける自動レベル制御回路と、自動レベル制御回路に対して所定の信号処理を施す信号処理部と、を備える。
【００２４】
自動レベル制御回路は、ひとつの半導体基板上に一体集積化されてもよい。
「一体集積化」とは、回路の構成要素のすべてが半導体基板上に形成される場合や、回路の主要構成要素が一体集積化される場合が含まれ、回路定数の調節用に一部の抵抗やキャパシタなどが半導体基板の外部に設けられていてもよい。
【００２５】
本発明の別の態様は、電子機器に関する。電子機器は、マイクと、マイクからの信号を受ける上述のオーディオ信号処理回路と、を備えてもよい。
【００２６】
なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや本発明の構成要素や表現を、方法、装置、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【００２７】
本発明のある態様によれば、有意なオーディオ信号に及ぼす影響を抑制しつつ、低周波ノイズを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明者が検討したオーディオ信号処理回路を備える電子機器の構成を示す回路図である。
【図２】図１の自動レベル制御回路の入出力特性を示す図である。
【図３】風切り音が入力された場合の自動レベル制御回路の動作を示す波形図である。
【図４】実施の形態に係る自動レベル制御回路の構成を示す回路図である。
【図５】図５（ａ）、（ｂ）は、利得制御部の構成例を示す回路図である。
【図６】自動レベル制御回路の利得γの周波数特性を示す図である。
【図７】図４の自動レベル制御回路の入出力特性を示す図である。
【図８】図４の自動レベル制御回路の動作を示す波形図である。
【図９】比較技術に係るオーディオ信号処理回路の構成を示す回路図である。
【図１０】図９のハイパスフィルタおよび自動レベル制御回路の入出力特性を示す図である。
【図１１】図１１（ａ）〜（ｃ）は、電子機器の具体例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。
【００３０】
本明細書において、「部材Ａが、部材Ｂと接続された状態」とは、部材Ａと部材Ｂが物理的に直接的に接続される場合や、部材Ａと部材Ｂが、電気的な接続状態に影響を及ぼさない他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。
同様に、「部材Ｃが、部材Ａと部材Ｂの間に設けられた状態」とは、部材Ａと部材Ｃ、あるいは部材Ｂと部材Ｃが直接的に接続される場合のほか、電気的な接続状態に影響を及ぼさない他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。
【００３１】
図４は、実施の形態に係る自動レベル制御回路１００の構成を示す回路図である。自動レベル制御回路１００は、入力端子Ｐ１、出力端子Ｐ２、入力キャパシタＣ１、可変抵抗Ｒ１、利得制御部１０２、アンプ１０４を備える。
【００３２】
自動レベル制御回路１００は、入力端子Ｐ１にアナログオーディオ信号（入力信号ともいう）Ｓ１を受け、そのレベルを調節して、出力端子Ｐ２からアナログオーディオ信号（出力信号ともいう）Ｓ２を出力する。
【００３３】
入力キャパシタＣ１および可変抵抗Ｒ１は、入力端子Ｐ１と基準電圧端子Ｐ３の間に直列に設けられる。本実施の形態において、基準電圧端子Ｐ３は、接地電位に固定された接地端子であるが、別の実施の形態においては、接地電位と異なる電位に固定された端子であってもよい。
【００３４】
入力キャパシタＣ１および可変抵抗Ｒ１は、ＲＣハイパスフィルタを形成し、そのカットオフ周波数ｆｃは、１／（２πＲＣ）で与えられる。Ｒは可変抵抗Ｒ１の抵抗値、Ｃは入力キャパシタＣ１の容量値である。
【００３５】
可変抵抗Ｒ１の抵抗値は、連続的に、あるいは離散的に変更可能となっている。可変抵抗Ｒ１の構成は特に限定されず、公知の可変抵抗を用いればよい。離散的な可変抵抗Ｒ１としては、直列あるいは並列に接続された複数の抵抗素子を含む抵抗ネットワークと、複数の抵抗素子の接続形態を切りかえる複数のスイッチとを有するものが知られている。抵抗値が連続的に制御可能な可変抵抗Ｒ１としては、トランジスタのオン抵抗を利用したもの、ＯＴＡ（Operational Transconductance Amplifier）、差動増幅器、演算増幅器を利用したものが知られている。
【００３６】
可変抵抗Ｒ１の抵抗値を変化させることにより、ハイパスフィルタのカットオフ周波数ｆｃが変化する。具体的には、抵抗値が最大値のときに、カットオフ周波数ｆｃが最小値ｆｃ＿ｍｉｎとなり、そこから抵抗値が低下するにしたがい、カットオフ周波数ｆｃが増大していく。
【００３７】
ＲＣハイパスフィルタ１０８のカットオフ周波数ｆｃの最小値ｆｃ＿ｍｉｎは、実質的に直流レベルに設定される。たとえばｆｃ＿ｍｉｎは、可聴帯域外の０〜２０Ｈｚ程度であってもよい。
【００３８】
またＲＣハイパスフィルタ１０８のカットオフ周波数ｆｃの最大値ｆｃ＿ｍａｘは、２０〜３００Ｈｚに設定される。つまり、アタック動作が繰り返され、カットオフ周波数ｆｃが高められた状態では、有意なオーディオ信号の周波数帯域ｆＶＯＩＣＥも減衰する。なお、低周波ノイズを減衰させるためには、カットオフ周波数ｆｃは、３００Ｈｚ以上であってもよく、その最大値は３００Ｈｚ〜１ｋＨｚの範囲で設定されてもよい。つまり最大カットオフ周波数ｆｃ＿ｍａｘは、低周波ノイズの除去と、オーディオ信号のコンプレッションの両方を考慮して設定すればよい。
【００３９】
利得制御部１０２は、入力キャパシタＣ１と可変抵抗Ｒ１の接続点Ｎ１に生ずる信号Ｓ２に比例した検出信号ＳＤＥＴを受ける。本実施の形態では、検出信号ＳＤＥＴは接続点Ｎ１の信号Ｓ２であるが、検出信号ＳＤＥＴは、信号Ｓ２を分圧した信号であってもよいし、後段のアンプ１０４により増幅された信号であってもよい。
【００４０】
利得制御部１０２は、検出信号ＳＤＥＴの検波レベルＶＤＥＴと、所定の基準レベルＶＲＥＦとの比較結果に応じて、可変抵抗Ｒ１の抵抗値を制御する。図５（ａ）、（ｂ）は、利得制御部１０２の構成例を示す回路図である。
【００４１】
図５（ａ）、（ｂ）の利得制御部１０２は、検波回路１１０と、コンパレータ１１２、アタック・リカバリ回路１１４を備える。検波回路１１０は、交流信号である検出信号ＳＤＥＴの信号レベル（検波出力）ＳＤＥＴを検出する。図５（ａ）の検波回路１１０は、検出信号ＳＤＥＴを全波整流する整流回路１１６と、整流回路１１６の高周波成分を除去するローパスフィルタ１１８を有する。図５（ｂ）の検波回路１１０は、所定のサンプリング間隔で、検出信号ＳＤＥＴのピーク値をサンプルホールドするピークホールド回路１２０を含む。なお、検波回路１１０の構成はこれらに限定されず、公知の回路を用いてもよい。
【００４２】
コンパレータ１１２は、検波回路１１０の検波出力ＶＤＥＴ、つまり検出信号ＳＤＥＴの信号レベルを、基準レベルＶＲＥＦと比較し、ＶＤＥＴ＞ＶＲＥＦのときアサートされる比較信号ＳＣＭＰを出力する。
【００４３】
アタック・リカバリ回路１１４は、比較信号ＳＣＭＰがアサートされると、可変抵抗Ｒ１の抵抗値を、所定幅、減少させる（アタック動作）。これにより、ＲＣハイパスフィルタ１０８のカットオフ周波数ｆｃが所定幅、小さくなる。またアタック・リカバリ回路１１４は、比較信号ＳＣＭＰがアサートされない状態が持続すると、ある時定数（リカバリータイム）にしたがって可変抵抗Ｒ１の抵抗値を増大させる（リカバリー動作）。
【００４４】
コンパレータ１１２は、検波レベルＶＤＥＴを、複数の基準レベルＶＡＴＴ、ＶＲＥＣと比較するウィンドウコンパレータであってもよい。ただしＶＡＴＴ＞ＶＲＥＣである。この場合、検波レベルＶＤＥＴがアタック用基準レベルＶＡＴＴより高くなるとアタック動作を行い、検波レベルＶＤＥＴがリカバリー用基準レベルＶＲＥＣまで低下すると、リカバリー動作を行ってもよい。
【００４５】
当業者には、利得制御部１０２の構成、制御方式にはさまざまな変形例が存在することが理解され、これらの変形例も本発明の範囲に含まれる。たとえばコンパレータ１１２に代えて誤差増幅器を用い、検波レベルＶＤＥＴと基準レベルＶＲＥＦの誤差に応じて抵抗値を制御してもよい。
【００４６】
図４に戻る。アンプ１０４は、接続点Ｎ１に生ずる信号Ｓ２を、所定の利得αで増幅する。たとえばアンプ１０４は非反転増幅器であり、演算増幅器１０６、第２抵抗Ｒ２、第３抵抗Ｒ３を含む。演算増幅器１０６の非反転入力端子には信号Ｓ２が入力される。第３抵抗Ｒ３および第２抵抗Ｒ２は、演算増幅器１０６の出力端子と基準電圧端子の間に順に直列に設けられる。演算増幅器１０６の反転入力端子には、第３抵抗Ｒ３と第２抵抗Ｒ２の接続点の電位が入力される。
【００４７】
アンプ１０４の利得αは、以下の式で与えられる。
α＝（１＋Ｒ３／Ｒ２）
出力端子Ｐ２からは、接続点Ｎ１に生ずる信号Ｓ２を利得αで増幅した信号Ｓ３が出力される。
【００４８】
以上が自動レベル制御回路１００の構成である。続いてその動作を説明する。
図６は、自動レベル制御回路１００の利得γの周波数特性を示す図である。自動レベル制御回路１００は、全体としてハイパスフィルタとして動作する。自動レベル制御回路１００の起動直後において、可変抵抗Ｒ１の抵抗値は最大値に設定される。その結果、カットオフ周波数ｆｃは最小値ｆｃ＿ｍｉｎとなる。その後、アタック動作が行われる度に、カットオフ周波数ｆｃは、ｆ１、ｆ２・・・ｆｃ＿ｍａｘと増大する。ｆＬＦＮは、低周波ノイズの周波数帯域を、ｆＶＯＩＣＥは有意なオーディオ信号の周波数帯域を示す。
【００４９】
図７は、図４の自動レベル制御回路１００の入出力特性を示す図である。横軸ＶＩＮは、自動レベル制御回路１００の入力信号Ｓ１の振幅（入力レベル）を、縦軸ＶＯＵＴは、自動レベル制御回路１００の出力信号Ｓ３の振幅（出力レベル）を示す。実線は、有意なオーディオ信号に対する入出力特性を、一点鎖線は、低周波ノイズに対する入出力特性を示す。
【００５０】
入力レベルＶＩＮが小さく、出力レベルＶＯＵＴが基準レベルＶＲＥＦ’以下の領域では、自動レベル制御回路１００のＲＣハイパスフィルタ１０８のカットオフ周波数ｆｃは最小値となり、有意なオーディオ信号、低周波ノイズのいずれに対してもＲＣハイパスフィルタ１０８の利得βは１となり、出力レベルＶＯＵＴは、入力レベルＶＩＮに対して利得αで線形に変化する（線形領域）。
【００５１】
入力レベルＶＩＮがあるレベルＶ１に達すると、アタック動作が発生し、ハイパスフィルタ１０８のカットオフ周波数ｆｃがｆｃ１に高められる。その結果、低周波ノイズに対するＲＣハイパスフィルタ１０８の利得βは小さくなる。ところが有意なオーディオ信号に対する利得βは低下しない。つまり低周波ノイズに対して、先にゲインコンプレッションがかかり始め、出力レベルが一定に保たれる。
【００５２】
入力レベルＶＩＮがさらに大きくなると、カットオフ周波数ｆｃが、ｆｃ２、ｆｃ３と増大していく。やがて入力レベルＶＩＮがあるレベルＶ２に達すると、有意なオーディオ信号に対する利得βも低下していき、ゲインコンプレッションがかかり始め、出力レベルが一定に保たれる。
【００５３】
このように自動レベル制御回路１００によれば、周波数が低いほど、線形レンジが狭く（i）、周波数が高いほど線形レンジが広くなる（ii）。つまり周波数ごとに異なる入力レベルでゲインコンプレッションをかけることができる。
【００５４】
図８は、図４の自動レベル制御回路１００の動作を示す波形図である。図３と同様、マイク２には、本来集音すべき有意なオーディオ信号（音声信号）Ｓ４に加えて、風切り音Ｓ５などの低周波ノイズが入力される。
【００５５】
上述のように、ＲＣハイパスフィルタ１０８の利得βは周波数依存性を有する。図８の利得βＶＯＩＣＥ（実線）は、有意なオーディオ信号Ｓ４に対する利得を、利得βＬＦＮ（一点鎖線）は、低周波ノイズに対する利得を示す。
【００５６】
時刻ｔ１にアタック動作が発生すると、利得βＬＦＮが直ちに低下する一方、利得βＶＯＩＣＥは低下しない。その結果、風切り音Ｓ５のレベルのみが制限され、有意なオーディオ信号Ｓ４は減衰されない。
【００５７】
以上が自動レベル制御回路１００の動作である。この自動レベル制御回路１００によれば、有意なオーディオ信号に及ぼす影響を抑制しつつ、低周波ノイズを低減することができる。
【００５８】
自動レベル制御回路１００の利点は、以下で説明する比較技術との対比によって明確となる。図９は、比較技術に係るオーディオ信号処理回路４ｓの構成を示す回路図である。オーディオ信号処理回路４ｓは、図１のオーディオ信号処理回路４ｒに加えて、自動レベル制御回路１００ｒの前段に設けられたハイパスフィルタ２０２を備える。
【００５９】
ハイパスフィルタ２０２のカットオフ周波数は、低周波ノイズより高く設定され、主として低周波ノイズをカットするために設けられる。
【００６０】
図１０は、図９のハイパスフィルタ２０２および自動レベル制御回路１００ｒの入出力特性を示す図である。ハイパスフィルタ２０２は、有意なオーディオ信号Ｓ４は減衰させないため、有意なオーディオ信号Ｓ４の入出力特性（実線）は、図２のそれと同じである。一方、低周波ノイズに対する入出力特性（破線）は、有意なオーディオ信号Ｓ４の入出力特性を、ハイパスフィルタ２０２の減衰量だけシフトしたものとなる。
【００６１】
つまり図９のオーディオ信号処理回路４ｓでは、常に低周波ノイズの周波数帯域が減衰されてしまう。ところが、低周波ノイズの周波数帯域にも、有意なオーディオ信号が含まれる場合があるため、図９のオーディオ信号処理回路４ｓでは、周波数が低い有意なオーディオ信号が、入力レベルにかかわらず減衰されてしまう。
【００６２】
図４の自動レベル制御回路１００によれば、図７に示すように、周波数ごとに異なる線形レンジを設定することができ、図９のオーディオ信号処理回路４ｓで生ずる問題を解決することができる。
【００６３】
最後に、自動レベル制御回路１００のアプリケーションを説明する。
図１１（ａ）〜（ｃ）は、電子機器の具体例を示す図である。図１１（ａ）の電子機器７００は、携帯電話端末やオーディオプレイヤ、ＩＣレコーダであり、筐体７０２、液晶ディスプレイ７０４、マイク２および上述の自動レベル制御回路１００を備える。図１１（ｂ）の電子機器８００は、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラであり、筐体８０２、レリーズボタン８０４、レンズ８０６、マイク２、上述の自動レベル制御回路１００を備える。図１１（ｃ）の電子機器９００はパーソナルコンピュータであり、筐体９０２、ディスプレイ９０４、キーボード９０６、外付けのマイクを接続するためのマイクジャック９０８、上述の自動レベル制御回路１００を備える。
【００６４】
以上、本発明について、実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。以下、こうした変形例について説明する。
【００６５】
実施の形態では、自動レベル制御回路１００を、風切り音や突発音などの低周波ノイズを抑制するために利用したが、その他、周波数ごとに異なる線形レンジが必要とされるさまざまな用途に利用でき、そのような態様も本発明の範囲に含まれる。
【００６６】
自動レベル制御回路１００は、以下のように把握することができる。自動レベル制御回路１００は、アナログオーディオ信号Ｓ１の低周波成分を除去する、カットオフ周波数ｆｃが可変に構成されたハイパスフィルタ１０８と、ハイパスフィルタ１０８の出力信号Ｓ２に応じた検出信号ＳＤＥＴのレベルと所定の基準レベルＶＲＥＦとの比較結果に応じて、ハイパスフィルタ１０８のカットオフ周波数ｆｃを制御する利得制御部１０２と、を備え、ハイパスフィルタ１０８の出力信号Ｓ２に応じた信号Ｓ３を出力する。
ハイパスフィルタ１０８の構成は、図４のそれには限定されず、その他の形式を用いてもよい。また、図４のＲＣハイパスフィルタ１０８を用いる場合に、可変抵抗Ｒ１に代えて、あるいはそれに加えて入力キャパシタＣ１の容量値を可変とし、利得制御部１０２によって制御してもよい。
【００６７】
実施の形態にもとづき、具体的な語句を用いて本発明を説明したが、実施の形態は、本発明の原理、応用を示しているにすぎず、実施の形態には、請求の範囲に規定された本発明の思想を逸脱しない範囲において、多くの変形例や配置の変更が認められる。
【符号の説明】
【００６８】
１…電子機器、２…マイク、４…オーディオ信号処理回路、Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３…アナログオーディオ信号、１００…自動レベル制御回路、１０２…利得制御部、１０４…アンプ、２００…ＬＮＡ、２０２…ハイパスフィルタ、１０６…演算増幅器、Ｒ２…第２抵抗、Ｒ３…第３抵抗、１０８…ＲＣハイパスフィルタ、１１０…検波回路、１１２…コンパレータ、１１４…アタック・リカバリ回路、１１６…整流回路、１１８…ローパスフィルタ、１２０…ピークホールド回路、Ｐ１…入力端子、Ｐ２…出力端子、Ｐ３…基準電圧端子、Ｃ１…入力キャパシタ、Ｒ１…可変抵抗。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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