(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力信号のトーンコントロール帯域をブースト処理またはカット処理するトーンコントロール装置であって、
入力信号のトーンコントロール帯域をブースト処理する場合、入力信号のトーンコントロール帯域を、操作者によって設定されたブースト値から後記増幅処理手段における増幅値を減算した値減衰させ、入力信号のトーンコントロール帯域をカット処理する場合、入力信号のトーンコントロール帯域を、操作者によって設定されたカット値減衰させる可変減衰処理手段と、
該可変減衰処理手段からの信号をアナログ信号に変換するデジタルアナログ変換手段と、
入力信号のトーンコントロール帯域をブースト処理する場合、該デジタルアナログ変換手段からの信号のトーンコントロール帯域を、操作者によって設定可能な最大ブースト値に等しい量増幅処理する増幅状態とされ、入力信号のトーンコントロール帯域をカット処理する場合、該デジタルアナログ変換手段からの信号を増幅処理しない非増幅状態とされる増幅処理手段とを備える、トーンコントロール装置。
【請求項２】
前記増幅処理手段が、前記デジタルアナログ変換手段からの信号のトーンコントロール帯域を増幅処理するフィルタ部と、該デジタルアナログ変換手段からの信号を増幅処理せずに出力する非増幅ラインと、該フィルタ部と該非増幅ラインとを切換えるスイッチ部とを有する、請求項１に記載のトーンコントロール装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ブースト処理およびカット処理などのトーンコントロール処理を行うトーンコントロール装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
オーディオ装置において、所定の周波数帯域のレベルを増加させるブースト処理、および、所定の周波数帯域のレベルを減少させるカット処理などのトーンコントロール処理を行うトーンコントロール装置が採用されている。図8は、従来のDSPによるトーンコントロール装置を示すブロック図である。トーンコントロール装置801は、CD等の外部音源からアナログ部806を介して入力されるアナログ信号を、ADコンバータ805においてデジタル信号に変換し、DSP802においてトーンコントロール処理を行い、DAコンバータ803において、デジタル信号をアナログ信号に変換し出力するものである。一方、図9は、ボリュームR901、R902を含むアナログ回路によるトーンコントロール装置901を示す回路図である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
図8のトーンコントロール装置801によれば、ADコンバータ805にフルビットのデジタル信号に対応するアナログ信号が入力された場合、DSP802へ入力されるデジタル信号はフルビットとなる。この状態において、DSP802でブースト処理を行うと、オーバーフローが生じ、デジタルクリップ状態となり、ノイズや異音が発生する。この問題を解決するために、DSP802において、信号の全帯域をブースト値の最大値に等しい量減衰させ、ブースト処理を行い、アナログ部804において、全帯域をブースト値の最大値に等しい量増幅させることにより、オーバーフローを防止する方法が提案されている。しかし、この方法によれば、アナログ部804で全帯域を増幅させる際に、全帯域に含まれるノイズ成分についても増幅させてしまい、ダイナミックレンジが満足いくものではないという問題がある。
【０００４】
一方、図9のトーンコントロール装置901によれば、ボリュームR901、R902などの可変インピーダンスが必要であり、ボリュームR901、R902を用いて、ブースト値またはカット値を設定しているので、ブースト値またはカット値の微調整が困難であり、実際の設定値に対してずれが生じる場合があるという問題がある。
【０００５】
本発明は上記従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、ダイナミックレンジを満足いくものにし、DSPによるオーバーフローを防止でき、かつ、ボリューム等の可変インピーダンスを使用することのないトーンコントロール装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明のトーンコントロール装置は、入力信号のトーンコントロール帯域を、トーンコントロール値に対応して減衰させる可変減衰処理手段と、該可変減衰処理手段からの信号をアナログ信号に変換するデジタルアナログ変換手段と、該デジタルアナログ変換手段からの信号のトーンコントロール帯域を増幅処理する増幅状態、および、該デジタルアナログ変換手段からの信号を増幅処理しない非増幅状態を有する増幅処理手段とを備える。
【０００７】
好ましい実施形態においては、トーンコントロール装置は、上記増幅処理手段を増幅状態とすることにより、ブースト処理を行い、上記増幅処理手段を非増幅状態とすることにより、カット処理を行う。
【０００８】
好ましい実施形態においては、上記増幅処理手段は、上記デジタルアナログ変換手段からの信号のトーンコントロール帯域を増幅処理するフィルタ部と、該デジタルアナログ変換手段からの信号を増幅処理せずに出力する非増幅ラインと、該フィルタ部と該非増幅ラインとを切換えるスイッチ部とを有する。
【０００９】
以下、本発明の作用について説明する。
本発明のトーンコントロール装置によれば、可変減衰処理手段（DSP）は減衰処理を行うので、オーバーフローによるデジタルクリップ状態が生じることがなく、ノイズや異音が生じることはない。さらに、DSPにおいてトーンコントロール帯域のみを減衰させたのち、増幅処理手段においてトーンコントロール帯域のみを増幅するので、ノイズ成分の増幅はトーンコントロール帯域のみに低減することができ、ダイナミックレンジを満足いくものにすることができる。さらに、本発明のトーンコントロール装置によれば、増幅処理手段にボリュームなどの可変インピーダンスを使用する必要がない。すなわち、増幅処理手段は、増幅状態と非増幅状態とを切換えるだけであり、トーンコントロール値の調整はDSPでの減衰処理により行うので、トーンコントロール値の設定が容易であり、設定値に対してずれが生じることはない。
【００１０】
好ましくは、増幅処理手段を増幅状態とすることにより、ブースト処理を行い、非増幅状態とすることにより、カット処理を行うので、増幅処理手段の状態を切換えるだけで、容易にブースト処理およびカット処理を行うことができる。
【００１１】
好ましくは、増幅処理手段は、フィルタ部と非増幅ラインとをスイッチ部により切換えることにより、増幅状態と非増幅状態とを切換えることができる。従って、増幅処理手段における処理は、スイッチ部を切換える処理のみであるので、きわめて容易である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施形態について、図面を参照して具体的に説明するが、本発明はこれらの実施形態には限定されない。
【００１３】
図1は本発明の好ましい実施形態によるトーンコントロール装置1を示すブロック図である。トーンコントロール装置1は、可変減衰処理手段2、デジタルアナログ変換手段3、および増幅処理手段4を備えている。入力信号がアナログ信号である場合には、トーンコントロール装置1は、さらに、アナログデジタル変換手段5を備えている。
【００１４】
アナログデジタル変換手段（ADコンバータ）5は、例えばCDプレーヤー等の外部音源からのアナログ信号が、アナログ部6を介して入力されており、アナログ信号をデジタル信号に変換し、可変減衰処理手段2に与える。一方、トーンコントロール装置1への入力信号がデジタル信号である場合には、直接、可変減衰処理手段2に与えられる。
【００１５】
可変減衰処理手段2は、入力されるデジタル信号のトーンコントロール帯域（ブースト帯域またはカット帯域）を減衰させる。すなわち、可変減衰処理手段2は、減衰値を変更することができ、操作者が設定するトーンコントロール値（ブースト値またはカット値）に対応して、信号を減衰させる。可変減衰処理手段2は、代表的には、DSP（デジタル信号処理装置）を有する。下記表1は、操作者が設定するブースト値と、DSP2での減衰値および増幅処理手段4の状態との対応を示す。
【表１】
0003975724.tif 000002
一方、下記表2は操作者が設定するカット値と、DSP2での減衰値および増幅処理手段4の状態との対応を示す。
【表２】
0003975724.tif 000003
【００１６】
デジタルアナログ変換手段（DAコンバータ）3は、DSP2からの信号をアナログ信号に変換し、増幅処理手段4に与える。
【００１７】
増幅処理手段4は、アナログ回路によって構成されており、増幅状態と非増幅状態とを切換可能に有している。増幅処理手段4の状態は、トーンコトロール値の設定によって切換えられ、例えば、ブースト処理の場合には増幅状態に、カット処理の場合には非増幅状態になる。増幅状態においては、DAコンバータ3からの信号のトーンコントロール帯域を増幅処理する。すなわち、操作者が設定することができる最大ブースト値に等しい量（表2においては、+10dB）の増幅処理を行う。一方、非増幅状態においては、DAコンバータ3からの信号を増幅処理することなく出力する。増幅処理手段4の出力は、図示しない増幅器を介してスピーカーに与えられ、音声として再生される。
【００１８】
次に、トーンコントロール装置1の動作について説明する。まず、トーンコントロール装置1によるブースト処理について表1および図2を参照して説明する。図2は、ブースト処理を説明する波形図であり、AはDSP2での処理を、Bは増幅処理手段4での処理を、Cはトーンコントロール装置1の出力を示す。
【００１９】
トーンコントロール装置1は、増幅処理手段4を増幅状態とすることにより、操作者が設定できる最大ブースト値である+10dBを増幅する状態とする。そして、DSP2における減衰値を、操作者が設定するブースト値（+1〜+10dB）に対応し、下記式1に従って設定する。
【数１】
0003975724.tif 000004
【００２０】
例えば、操作者がブースト値を+5ｄBと設定する場合には、DSP2は、減衰値を式1に従って−5ｄBに設定し、ADコンバータ5からの信号について、ブースト帯域を−5ｄB減衰させる（図2A）。そして、DAコンバータ3でアナログ信号に変換したあと、増幅処理手段4においてブースト帯域を+10dB増幅する（図2B）。従って、トーンコントロール装置1の出力は、入力信号を+5dBブースト処理した信号となる（図2C）。
【００２１】
次に、トーンコントロール装置1によるカット処理について、表2および図3を参照して説明する。図3は、カット処理を説明する波形図であり、AはDSP2での処理を、Bは増幅処理手段4での処理を、Cはトーンコントロール装置1の出力を示す。
【００２２】
トーンコントロール装置1は、増幅処理手段4を非増幅状態とする。そして、DSP2における減衰値を、操作者が設定するカット値に対応して、下記式2に従って設定する。
【数２】
0003975724.tif 000005
【００２３】
例えば、操作者がカット値を−5ｄBと設定する場合には、DSP2は、減衰値を式2に従い−5ｄBに設定し、ADコンバータ5からの信号について、カット帯域を−5ｄB減衰させる（図3A）。そして、DAコンバータ3でアナログ信号に変換し、増幅処理手段4において増幅処理を行うことなく出力する（図3B）。従って、トーンコントロール装置1の出力は、入力信号を−5dBカット処理した信号となる（図3C）。
【００２４】
次に、トーンコントロール装置1において、トーンコントロール処理を行わない場合について説明する。DSP2の減衰値を0とし、増幅処理手段4を非増幅状態とすることによって、入力信号をトーンコントロール処理を行わずに、出力することができる。
【００２５】
以上のように、DSP2においてトーンコントロール帯域を減衰させたあと、増幅処理手段4においてトーンコントロール帯域を増幅することによりブースト処理することができ、増幅処理手段4において増幅しないことによりカット処理することができる。
【００２６】
次に、増幅処理手段4の実施例について説明する。図4は、増幅処理手段4の実施例を示す回路図である。図5は、図4に示す増幅処理手段の増幅特性を説明する波形図である。増幅処理手段4は、フィルタ部（バス（低域用）フィルタ）7と、非増幅ライン8と、フィルタ部7と非増幅ライン8とを切換えるスイッチ部9とを有する。増幅処理手段4は、スイッチ部9を端子a側に切換えることにより増幅状態となり、フィルタ部7において、DAコンバータ3からの信号のトーンコントロール帯域を増幅処理し出力することができる。一方、スイッチ部9を端子b側に切換えることにより、非増幅状態となり、DAコンバータ3からの信号を増幅処理せずに出力することができる。なお、フィルタ部7の増幅値Gは、下記式3に示すとおりであり、増幅値Gが、操作者が設定できる最大ブースト値と等しくなるように抵抗R1〜R3の値が設定されている。
【数３】
0003975724.tif 000006
【００２７】
また、トーンコントロール帯域は、下記式4に示す周波数f0および下記式5に示す共振の鋭さQによって決定されるものであり、抵抗R1〜R3、コンデンサC1、C2の値を設定することによって任意の値に設定できる。
【数４】
0003975724.tif 000007
【数５】
0003975724.tif 000008
【００２８】
増幅処理手段4の他の実施例として、フィルタ部7がトレブル（高域用）フィルタである実施例を図6に示す。図7は、図6に示す増幅処理手段の増幅特性を説明する波形図である。増幅度Gを下記式6に、増幅度が（G−3）dBとなる周波数fcを下記式7に示す。
【数６】
0003975724.tif 000009
【数７】
0003975724.tif 000010
【００２９】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態には限定されない。本発明のトーンコントロール装置は、様々な用途に採用され得るが、特に、オーディオ用アンプに好適に採用され得る。
【００３０】
【発明の効果】
本発明のトーンコントロール装置は、可変減衰手段および増幅処理手段を備えるので、オーバーフローによるデジタルクリップが生じることを防止でき、かつ、アナログ部によるノイズの増幅をブースト帯域のみに低減することができ、ダイナミックレンジを満足いくものにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好ましい実施形態によるトーンコントロール装置を示すブロック図である。
【図２】トーンコントロール装置によるブースト処理を説明する波形図である。
【図３】トーンコントロール装置によるカット処理を説明する波形図である。
【図４】増幅処理手段の実施例を示す回路図である。
【図５】図4の増幅処理手段の増幅特性を説明する波形図である。
【図６】増幅処理手段の実施例を示す回路図である。
【図７】図6の増幅処理手段の増幅特性を説明する波形図である。
【図８】従来のDSPによるトーンコントロール装置を示すブロック図である。
【図９】従来のアナログ回路によるトーンコントロール装置を示す回路図である。
【符号の説明】
１      トーンコントロール装置
２      可変減衰処理手段
３      デジタルアナログ変換手段
４      増幅処理手段
７      フィルタ部
８      非増幅ライン
９      スイッチ部
【図１】
0003975724.tif 000011
【図２】
0003975724.tif 000012
【図３】
0003975724.tif 000013
【図４】
0003975724.tif 000014
【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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