專利名稱：音質(zhì)調(diào)整電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種按所設(shè)定的多個(gè)頻帶中的每一個(gè)頻帶調(diào) 整原信號(hào)的強(qiáng)度的信號(hào)特性調(diào)整電路，特別是涉及一種如音色 調(diào)節(jié)電路、圖形均衡器那樣的音質(zhì)調(diào)整電路。
背景技術(shù)：
在音頻裝置中，采用了進(jìn)行使規(guī)定的頻帶級(jí)增加的提升
(boost)處理、以及使規(guī)定的頻帶級(jí)減少的削減(cut)處理的音色 調(diào)節(jié)電路、圖形均衡器。
圖8是表示以往的音色調(diào)節(jié)電路的基本結(jié)構(gòu)的電路圖。該 電路在輸入端子IN與輸出端子OUT之間串聯(lián)連接有高音帶模 塊2和低音帶模塊4，被輸入到輸入端子IN的聲音信號(hào)依次通過(guò) 高音帶模塊2和低音帶模塊4而從輸出端子OUT輸出。該電路由 主要部和外置部件構(gòu)成，其中，上述主要部作為集成電路在半
導(dǎo)體基板上構(gòu)成為一體，上述外置部件被連接在該集成電路的 外部端子6 10上。
高音帶模塊2對(duì)聲音信號(hào)的高頻成分進(jìn)行提升處理、削減 處理。在高音帶模塊2的外置端子6上連接有電容器C1。在進(jìn)行 提升處理的情況下開(kāi)關(guān)SWi、 SW3被設(shè)定為接通。由此，高音 帶模塊2構(gòu)成具有微分作用的非反相放大電路，對(duì)所輸入的聲音 信號(hào)的高頻成分進(jìn)行放大。在進(jìn)行削減處理的情況下開(kāi)關(guān)SW2、 SW4被設(shè)定為接通。由此，高音帶模塊2構(gòu)成低通濾波器(Low Pass Filter: LPF),使所輸入的聲音信號(hào)的高頻成分衰減。
另一方面，低音帶模塊4對(duì)聲音信號(hào)的低頻成分進(jìn)行提升 處理、削減處理。在低音帶模塊4的外置端子8、 IO上連接有電
容器C2、 C3以及電阻R1。在進(jìn)行提升處理的情況下開(kāi)關(guān)SWp SW3被設(shè)定為接通。由此，低音帶模塊4構(gòu)成具有積分作用的非 反相放大電路，對(duì)所輸入的聲音信號(hào)的低頻成分進(jìn)行放大。在 進(jìn)行削減處理的情況下開(kāi)關(guān)SW2、 SW^皮設(shè)定為"I妄通。由此， 低音帶模塊4構(gòu)成高通濾波器(High Pass Filter: HPF)，使所輸 入的聲音信號(hào)的低頻成分衰減。
高音帶模塊2、低音帶模塊4在集成電路內(nèi)分別具備多級(jí)串 聯(lián)連接的電阻。該電阻的串聯(lián)連接體12、 14根據(jù)使設(shè)置在其多 處的開(kāi)關(guān)中的哪 一個(gè)接通而以各種比率被二分割，由此能夠調(diào) 節(jié)提升、削減的增益。
另外，根據(jù)按照電阻的串聯(lián)連接體12、 14的分割方法而決 定的電阻值、以及外置部件的容量、電阻值來(lái)決定由高音帶模 塊2、低音帶模塊4提升、削減的頻帶。在此，為了將作為高音 帶模塊2的處理對(duì)象的頻率范圍設(shè)定為聲音信號(hào)中的高頻、例如 10kHz程度以上的范圍，需要將串聯(lián)連接體12的電阻值、電容 器d設(shè)為較大的值。同樣地，在將作為低音帶模塊4的處理對(duì)象 的頻率范圍設(shè)定為聲音信號(hào)中的低頻、例如100Hz程度以下的 范圍的情況下，需要將串聯(lián)連接體14的電阻值、電容器C2、 C3 設(shè)為較大的值。
專利文獻(xiàn)l:日本特開(kāi)平5-090926號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問(wèn)題
在集成電路中，由于封裝大小等的限制，管腳等外部端子 的數(shù)量受到限制，需要減少外置部件。另外，通過(guò)外置部件的 削減，也能夠期望抑制組裝工時(shí)、降低成本等。根據(jù)這種觀點(diǎn)， 考慮將電容器C廣C3內(nèi)置于集成電路中。
但是，如上所述那樣需要將電容器d C3設(shè)為較大的值。 因此，在想要將這些電容器內(nèi)置于集成電路中時(shí)，存在在半導(dǎo) 體基板上需要較大面積、芯片尺寸變大之類的問(wèn)題。
另外，本申請(qǐng)人在日本特開(kāi)2006—14615號(hào)(未公開(kāi))中，提 出了如下的電路該電路通過(guò)提取規(guī)定頻帶的信號(hào)并調(diào)整所提 取的信號(hào)的振幅來(lái)制作音域調(diào)整信號(hào)，通過(guò)將該音域調(diào)整信號(hào) 與原聲音信號(hào)進(jìn)行加法運(yùn)算或減法運(yùn)算來(lái)進(jìn)行該頻帶的提升或 削減。在該電路中，內(nèi)置于集成電路較為容易。但是，通過(guò)加 法運(yùn)算和減法運(yùn)算來(lái)得到不同的頻率特性的信號(hào)，有可能產(chǎn)生 聽(tīng)覺(jué)上的不適感。
用于解決問(wèn)題的方案
本發(fā)明的特征在于，在關(guān)于特定頻帶對(duì)原聲音信號(hào)調(diào)整增 益的音質(zhì)調(diào)整電路中，具有提取電路，其提取上述原聲音信 號(hào)的特定頻帶的成分，得到提取信號(hào)；增益調(diào)整電路，其對(duì)上 述提取電路的提取信號(hào)進(jìn)行衰減處理，生成音域調(diào)整信號(hào)；以 及合成電路，其將來(lái)自上述增益調(diào)整電路的音域調(diào)整信號(hào)與上 述原聲音信號(hào)進(jìn)行加法運(yùn)算或減法運(yùn)算，其中，上述提取電路 得到利用兩種截止頻率的兩個(gè)提取信號(hào)，在上述合成電路中， 在對(duì)上述音域調(diào)整信號(hào)進(jìn)行加法運(yùn)算或進(jìn)行減法運(yùn)算的情況 下，切換設(shè)為根據(jù)上述兩個(gè)提取信號(hào)中的哪 一 個(gè)得到的音域調(diào) 整信號(hào)。
另外，最好是上述合成電路在對(duì)上述音域調(diào)整信號(hào)進(jìn)行加 法運(yùn)算的情況下，使用利用上述兩個(gè)提取信號(hào)中的頻率較低的 截止頻率得到的音域調(diào)整信號(hào)，在對(duì)上述音域調(diào)整信號(hào)進(jìn)行減 法運(yùn)算的情況下，使用利用上述兩個(gè)提取信號(hào)中的頻率較高的 截止頻率得到的音域調(diào)整信號(hào)。
發(fā)明的效果 這樣，根據(jù)本發(fā)明，獲取以不同的截止頻率得到的兩個(gè)提 取信號(hào)，在對(duì)根據(jù)它們形成的音域調(diào)整信號(hào)進(jìn)行加法運(yùn)算和減 法運(yùn)算的情況下分開(kāi)使用。因此，在進(jìn)行加法運(yùn)算和減法運(yùn)算 之后能夠得到以相同的頻率為起點(diǎn)提升的信號(hào)以及削減的信 號(hào)。


圖l是作為本發(fā)明的第 一詳細(xì)結(jié)構(gòu)的音色調(diào)節(jié)電路的概要 框圖。
圖2是對(duì)各頻帶中的每個(gè)頻帶的成分進(jìn)行增益調(diào)整的調(diào)整 電路的概要框圖。
圖3是用于說(shuō)明本發(fā)明的第一詳細(xì)結(jié)構(gòu)中的音色調(diào)節(jié)的原 理的示意圖。
圖4是表示在本發(fā)明的詳細(xì)結(jié)構(gòu)中使用的LPF的概要結(jié)構(gòu) 的電路圖。
圖5是由開(kāi)關(guān)電容器(Switched capacitor)電路構(gòu)成圖4所示 的電阻的LPF的概要電路圖。
圖6是作為本發(fā)明的第二詳細(xì)結(jié)構(gòu)的圖形均衡器的概要框圖。
圖7是用于說(shuō)明本發(fā)明的第二詳細(xì)結(jié)構(gòu)中的各頻帶成分的 提取處理的原理的示意圖。
圖8是表示以往的音色調(diào)節(jié)電路的基本結(jié)構(gòu)的電路圖。 圖9是本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的音色調(diào)節(jié)電路的概要框圖。
圖IO是用于說(shuō)明音色調(diào)節(jié)的作用的圖。 附圖標(biāo)記說(shuō)明
20、 100:濾波器模塊；22、 102:調(diào)整信號(hào)生成模塊；24、
104:合成電路；30、 110、 112: LPF; 32、 54、 114、 116:反 相電路；34、 118、 120:加法電路；36、 126:高音域調(diào)整電路； 38、 122:低音域調(diào)整電路；40:振幅控制模塊；42:相位控制 模塊；50:衰減器；52:;故大器；56:開(kāi)關(guān)電路；124:中音域 調(diào)整電路。
具體實(shí)施例方式
下面根據(jù)附圖來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式(下面稱為實(shí)施方式)。
圖9是作為本發(fā)明的實(shí)施方式的音色調(diào)節(jié)電路的概要框圖。 本電路基本上作為集成電路(IC)在半導(dǎo)體基板上形成為一體。
在本電路中，原聲音信號(hào)S^被輸入到提升用濾波器202、 削減用濾波器204。該例子示出了提升或削減低音域的例子，提 升用濾波器202、削減用濾波器204兩者都由低通濾波器(LPF) 構(gòu)成。此外，在提升或削減高音域的情況下，只要由高通濾波 器(HPF)構(gòu)成提升用濾波器202、削減用濾波器204兩者即可。
在本實(shí)施方式的情況下，提升用濾波器202、削減用濾波 器204是LPF，從原聲音信號(hào)提取規(guī)定的截止頻率(例如100Hz左 右)以下的信號(hào)。在此，將提升用濾波器202的截止頻率設(shè)為 100Hz，將削減用濾波器204的截止頻率i殳定為150Hz左右。
在提升用濾波器202 、削減用濾波器204中得到的提取信號(hào) 被提供給選擇器206。
選擇器206選擇被提供的兩個(gè)提取信號(hào)中的任一個(gè)。即， 在選擇器206上連接有控制電路208,根據(jù)來(lái)自該控制電路208 的控制信號(hào)來(lái)控制選擇器206的選擇。在此，與圖形均衡器等的 控制相應(yīng)的、關(guān)于對(duì)該頻帶信號(hào)的提升、削減的指示信號(hào)被提
供給控制電路208，如果是對(duì)該頻帶信號(hào)提升，則選擇器206選 擇來(lái)自提升用濾波器202的提取信號(hào)并進(jìn)行輸出，如果是對(duì)該頻 帶信號(hào)削減，則選擇器206選擇來(lái)自削減用濾波器204的提取信 號(hào)并進(jìn)行輸出。
來(lái)自選擇器206的提取信號(hào)被提供給調(diào)整電路210。該調(diào)整 電路210與后述的調(diào)整信號(hào)生成模塊22相同，由衰減器和放大器 形成，對(duì)提取信號(hào)的振幅進(jìn)行壓縮，生成調(diào)整信號(hào)。在此，關(guān) 于調(diào)整信號(hào)的振幅，根據(jù)放大器的增益來(lái)進(jìn)行設(shè)定，根據(jù)來(lái)自 控制電路208的控制信號(hào)決定。
得到的調(diào)整信號(hào)被提供給合成電路212 ，并與原聲音信號(hào) 進(jìn)行加法運(yùn)算或減法運(yùn)算。即，在提升的情況下，將通過(guò)調(diào)整 電路210對(duì)由提升用濾波器202得到的提取信號(hào)進(jìn)行振幅壓縮而 得到的調(diào)整信號(hào)與原聲音信號(hào)相加，在削減的情況下，從原聲 音信號(hào)中減去通過(guò)調(diào)整電路210對(duì)由削減用濾波器204得到的提 取信號(hào)進(jìn)行振幅壓縮而得到的調(diào)整信號(hào)。
這樣，在本實(shí)施方式中，具有截止頻率稍微不同的提升用 濾波器202、削減用濾波器204的兩個(gè)濾波器。即，在提升用濾 波器202中，提取如圖10的(a)所示那樣的截止頻率以下的頻帶 的信號(hào)。然后，在調(diào)整電路210中得到如圖10的(b)所示那樣的 進(jìn)行壓縮振幅而得到的調(diào)整信號(hào)。另外，在削減用濾波器204 中，提取如圖10的(e)所示那樣的較高的截止頻率以下的頻帶的 信號(hào)，在調(diào)整電路210中得到如圖10的(f)所示那樣的進(jìn)行壓縮 振幅而得到的調(diào)整信號(hào)。這樣，得到兩個(gè)頻率特性的提取信號(hào)、 調(diào)整信號(hào)。
另一方面，在合成電路212中，通過(guò)將增益OdB的原聲音信 號(hào)與兩種調(diào)整信號(hào)進(jìn)行加法運(yùn)算或減法運(yùn)算。在將圖10的(a)的 進(jìn)行振幅調(diào)整得到的調(diào)整信號(hào)與原聲音信號(hào)相加的情況下，得
到的合成后的信號(hào)如圖10的(c)所示那樣成為按原樣相加調(diào)整 信號(hào)而得到的信號(hào)。另一方面，當(dāng)從原聲音信號(hào)減去進(jìn)行振幅 調(diào)整得到的圖10的(b)的調(diào)整信號(hào)時(shí)，如圖10的(d)所示，得到的 合成后的信號(hào)開(kāi)始衰減的頻率向低頻率側(cè)移動(dòng)。
這是因?yàn)?，根?jù)相位的翻轉(zhuǎn)決定濾波器中的截止頻率，之 后進(jìn)行反相并相加的情況與按原樣相加相對(duì)于原信號(hào)的相位的 情況不同。
在本實(shí)施方式中，如圖10的(e)所示，關(guān)于進(jìn)行減法運(yùn)算的 情況的提取信號(hào)，預(yù)先使截止頻率向高頻率側(cè)移動(dòng)。由此，能 夠得到如圖10的(f)所示那樣的削減低頻得到的信號(hào)，從而能夠 使開(kāi)始提升的頻率與開(kāi)始削減的頻率大致相同。因此，能夠消 除提升和削減中的偏離，從而能夠防止產(chǎn)生聽(tīng)覺(jué)上的不適感。
圖l是詳細(xì)結(jié)構(gòu)l所涉及的音色調(diào)節(jié)電路的概要框圖。本電 路構(gòu)成為包含濾波器模塊20、調(diào)整信號(hào)生成模塊22以及合成電 路24，向輸入端子IN輸入原聲音信號(hào)Sw，從輸出端子OUT輸出 分別調(diào)節(jié)高音域、低音域的增益并進(jìn)行提升處理、削減處理而
得到的輸出聲音信號(hào)S(kjt。
在本電路中，根據(jù)來(lái)自外部電路的指示信號(hào)進(jìn)行分別對(duì)于 高音域和低音域的提升/削減的切換、以及提升、削減的增益設(shè) 定。另外，作為濾波器模塊20的LPF 30,設(shè)置兩個(gè)截止頻率相 互不同的LPF來(lái)作為提升用和削減用，根據(jù)提升/削減的指示， 來(lái)選擇某一個(gè)。
濾波器模塊20具備從Sw提取高音域成分Sho并進(jìn)行輸出的 高音域提取電路、以及提取低音域成分Su)并進(jìn)行輸出的低音域 提取電路。具體地說(shuō)，濾波器模塊20具有LPF 30,它構(gòu)成低音 域提取電路。濾波器模塊20還具有反相電路32和加法電路34,它們與 LPF 30構(gòu)成高音域提取電路。LPF 30所提取的SLo被輸入到反相 電路32。反相電路32生成相對(duì)于所輸入的Slo反相位的信號(hào)SLR。 例如，使用》文大率1倍的反相放大器來(lái)構(gòu)成反相電路32。在加法 電路34中將反相電路32的輸出Sw與原聲音信號(hào)Sw相加。在此， Slr=-Slo,
因此在加法電路34中，在原聲音信號(hào)Sw所包含的低音域成分 Su)被反相電路32的輸出Slr抵消。加法電路34將從Sw除去SLo
后剩下的成分作為高音域成分SHO而進(jìn)行輸出。
調(diào)整信號(hào)生成模塊22具有高音域調(diào)整電路36和低音域調(diào) 整電路38。高音域調(diào)整電路36、低音域調(diào)整電路38分別對(duì)從濾 波器模塊20輸出的高音域成分Sho、低音域成分S^o進(jìn)行增益調(diào)
整，生成高音域調(diào)整信號(hào)SHT、低音域調(diào)整信號(hào)S^。
圖2是高音域調(diào)整電路36、低音域調(diào)整電路38的概要框圖。 高音域調(diào)整電路36、低音域調(diào)整電路38具有相互共用的結(jié)構(gòu)。 在此，使用圖2以高音域調(diào)整電路36為例進(jìn)行說(shuō)明。
高音域調(diào)整電路36由振幅控制模塊40和相位控制模塊42
形成。振幅控制模塊40對(duì)振幅比A(叫SHT/SHoi)進(jìn)行控制，其中，
上述振幅比A是高音域調(diào)整信號(hào)Sht相對(duì)于輸入到高音域調(diào)整 電路3 6的高音域成分S h o的振幅比。相位控制模塊4 2進(jìn)行控制來(lái)
決定將SHT相對(duì)于SHO的相位差設(shè)為0。還是180。，決定使SHT相對(duì)
于SHo為同極性還是反相。通過(guò)這些振幅控制模塊40和相位控制 模塊42，高音域調(diào)整電路36對(duì)SHo進(jìn)行使振幅比和極性相適應(yīng)的 增益調(diào)節(jié)，生成S ht。
振幅控制模塊40構(gòu)成為包含衰減器50和放大器52。放大器 52根據(jù)Sout相對(duì)于SIN的增益GOUT的調(diào)節(jié)幅度來(lái)設(shè)定增益GC, 以該增益GC放大來(lái)自衰減器50的輸入信號(hào)而生成信號(hào)SHB,并 向相位控制模塊42輸出。如后述那樣，與增益GOUT的所希望 的調(diào)節(jié)幅度對(duì)應(yīng)的增益G C能夠在提升動(dòng)作時(shí)和削減動(dòng)作時(shí)成 為不同的值。因此，放大器52構(gòu)成為從外部電路被輸入指定 提升/削咸的模式信號(hào)Dm，能夠根據(jù)該信號(hào)DM切換GC的設(shè)定 值。
衰減器50從外部電路被輸入指示增益調(diào)整量的增益控制 信號(hào)Dci，根據(jù)該信號(hào)D(j使SHo衰減并向放大器52輸出。在將衰 減器5 0例如構(gòu)成為可衰減到-oo [ d B ]的情況下，振幅控制模塊4 0 能夠在GC -oo[dB]的范圍內(nèi)調(diào)整振幅比A。
相位控制才莫塊42構(gòu)成為包含反相電路54和開(kāi)關(guān)電路56。反 相電路54生成相對(duì)于/人振幅控制才莫塊40輸入的Shb反相位的信 號(hào)Shc。例如，使用放大率一倍的反相放大器來(lái)枸成反相電路54。
在此，如上所述，在本實(shí)施方式中，在提升時(shí)和削減時(shí)切 換低通濾波器。因此，能夠使開(kāi)始提升和開(kāi)始削減的頻率一致。
開(kāi)關(guān)電路56被輸入來(lái)自振幅控制模塊40的SHB和來(lái)自反相 電路54的SHc,該開(kāi)關(guān)電路56選擇任一個(gè)而進(jìn)行輸出。根據(jù)模式
信號(hào)DM來(lái)進(jìn)行選擇，提升時(shí)將SHB作為SHT而輸出，削減時(shí)將SHC 作為SHT而專命出。
以上說(shuō)明了高音域調(diào)整電路36,但是關(guān)于低音域調(diào)整電路
也進(jìn)行同樣的處理，從Su)生成低音域調(diào)整信號(hào)StT。即，在提
升時(shí)，從Sto生成保持極性相同而改變了振幅的信號(hào)Si^并作為
Si^輸出，另一方面，在削減時(shí)生成使SLB的極性翻轉(zhuǎn)的信號(hào)S^ 并作為SLT輸出。
如圖l所示，高音域調(diào)整電路36和低音域調(diào)整電路38所輸
出的高音域調(diào)整信號(hào)SHT和低音域調(diào)整信號(hào)SLT被輸入到合成電
路24。合成電路24還被輸入原聲音信號(hào)Sw，該合成電路24將這
些S!n、ShT、SLT相加合成而作為SouT輸出。
圖3是用于說(shuō)明本電路中的音色調(diào)節(jié)的原理的示意圖。圖3
的(a) (e)分別表示頻鐠，橫軸為頻率f,縱軸為以Sm為基準(zhǔn)的信 號(hào)增益G。在圖3的(a)中，頻譜60、 62、 64分別表示原聲音信號(hào) SIN、低音域成分Slo、以及高音域成分Sho。
圖3的(b)示出了提升高音域得到的頻鐠70。在提升高音域
時(shí)，如上所述，高音域調(diào)整電路36將SHB作為SHT輸出。在合成
電路24中將該SHB疊加到Sm中，生成具有頻錯(cuò)70的SouT。
圖3的(c)示出削減高音域得到的頻譜72。在削減高音域時(shí)，
高音域調(diào)整電^各36將SHC作為SHT輸出。該SHC與S!n的高音域成 分Sh。具有相反板性。因此，當(dāng)在合成電路24中合成SHC與S!n時(shí)，
根據(jù)SHc的強(qiáng)度來(lái)抵消Sw的高音域成分Sho,生成具有頻譜72的
圖3的(d)示出了提升低音域得到的頻譜74。在提升低音域 時(shí)，低音域調(diào)整電路38將SLB作為Sw輸出。在合成電路24中將 該S^疊加到Sw中，生成具有頻譜74的S。uT。
圖3的(e)示出了削減低音域得到的頻譜76。在削減低音域 時(shí)，低音域調(diào)整電路38將S:x作為SLT輸出。由于該SLc與S!n的低 音域成分Six)具有相反極性，因此通過(guò)在合成電路24中合成SLc 與Sw,根據(jù)SLc的強(qiáng)度來(lái)抵消Sw的低音域成分Su),生成具有頻 譜76的S,。
在此，例如具體說(shuō)明構(gòu)成為能夠在土12dB的范圍內(nèi)調(diào)整增 益GOUT的情況。在此，在將GOUT的調(diào)整范圍的上限值或下限 值表示為Gmax[dB],將此時(shí)的S!n與S。ut的振幅比S。ut/S!n表示 為Am時(shí)，成立下式。
Gmax=201og10Am .........(1)
在最大提升時(shí)，根據(jù)圖3的(b)、 (d)可知，放大器52的輸出 信號(hào)SHB或SLB成為S!n的(Am-l)倍。另一方面，在最大削減時(shí)，
根據(jù)圖3的(C)、(e)可知，放大器52的輸出信號(hào)SHB或SLB成為Sm
的(l-Am)倍。在這些最大提升時(shí)和最大削減時(shí)，衰減器50的衰 減率被設(shè)定為OdB ，因此Shb和Slb相對(duì)于Sin的振幅比I Am-11與 放大器52的增益GC對(duì)應(yīng)。即，
GC=201og10|Am-l| .........(2)
根據(jù)(l)、 (2)式，對(duì)于與最大提升時(shí)對(duì)應(yīng)的00111=+12(18的0€ 的設(shè)定值約為9.5dB,對(duì)于與最大削減時(shí)對(duì)應(yīng)的GOUT--12dB的 GC的設(shè)定值約為-2.5dB。如上所述，與模式信號(hào)DM連動(dòng)地切 換這些提升時(shí)和削減時(shí)的不同的GC的設(shè)定值。
接著進(jìn)一步說(shuō)明LPF 30。圖4是表示LPF 30的概要結(jié)構(gòu)的電 路圖。在本裝置中使用的LPF 30的基本結(jié)構(gòu)是RC有源濾波器， 構(gòu)成為包含運(yùn)算放大器80、電阻82、 84以及電容器86,這些在 半導(dǎo)體基板上形成為一體。向音色調(diào)節(jié)電路的輸入信號(hào)S!n被輸 入到輸入端子FIN,運(yùn)算》文大器80的輸出端子成為輸出端子 FOUT。在輸入端子FIN與運(yùn)算放大器80的反相輸入端子之間串 聯(lián)連接有電阻82。另外，在運(yùn)算放大器80的輸出端子與反相輸 入端子之間并聯(lián)連接有電阻84和電容器86。例如，在將電阻82、 84的電阻值設(shè)為Rc、將電容器86的容量值設(shè)為Cc時(shí)，該LPF30 的截止頻率fc在下式中給出。
fc:l/(2兀Rc.Cc) .........(3)
電阻82、 84由可實(shí)現(xiàn)高電阻的電阻電^各構(gòu)成。例如，作為 這種電阻電路，存在使用MOSFET的電路等，通過(guò)使用這種電 路，與在IC上使用多晶硅、擴(kuò)散層形成的一般的電阻元件相比， 能夠抑制電阻8 2 、 8 4的基板占有面積的同時(shí)實(shí)現(xiàn)它們的高電阻 化。
在本音色調(diào)節(jié)電路中，采用開(kāi)關(guān)電容器電路來(lái)作為分別構(gòu) 成電阻82、 84的電阻電路，并將LPF 30構(gòu)成為開(kāi)關(guān)電容器濾波
器。圖5是由開(kāi)關(guān)電容器電路構(gòu)成電阻82、 84的LPF30的概要電 路圖。
開(kāi)關(guān)電容器電路構(gòu)成為包含電容器Csc和開(kāi)關(guān)元件 SW1-SW4。在開(kāi)關(guān)電容器電路的輸入端子與輸出端子之間串聯(lián) 插入有電容器Csc，在輸入端子與Csc之間、輸出端子與Csc之間 設(shè)置有開(kāi)關(guān)元件SW1, SW2。電容器Csc的兩端能夠分別通過(guò)開(kāi)
關(guān)元件SW3、 SW4連接在作為基準(zhǔn)電壓源的地。使用晶體管在
半導(dǎo)體基板上構(gòu)成各開(kāi)關(guān)元件。該開(kāi)關(guān)電容器電路通過(guò)周期性 地對(duì)開(kāi)關(guān)元件SW1和SW2的組以及開(kāi)關(guān)元件SW3和SW4的組進(jìn) 行交替開(kāi)閉，來(lái)對(duì)電容器Csc進(jìn)行充放電。由此發(fā)生電荷移動(dòng)， 在開(kāi)關(guān)電容器電路的兩端子間流過(guò)脈沖狀的電流，如果開(kāi)關(guān)頻 率fcs足夠高，則平均電流與通過(guò)電阻的電流相等。也就是說(shuō)， 開(kāi)關(guān)電容器電路等效地作為電阻元件而發(fā)揮功能。用下式表示 其電阻值Rsc。
Rsc=l/(Csc.fsc) .........(4)
如(4)式所示，能夠使Rsc與fsc的下降成反比地增加。即， 如果使用開(kāi)關(guān)電容器電路，則能夠根據(jù)fsc使Rc增加，使Cc下降， 從而將電容器86設(shè)為能夠在半導(dǎo)體基板上容易地形成的尺寸。
例如，fsc=250kHz、 Csc=lpF的開(kāi)關(guān)電容器電路的Rsc為 4MQ。在將LPF 30的截止頻率fc設(shè)定為lkHz的情況下，如果使 用該開(kāi)關(guān)電容器電路來(lái)構(gòu)成Rc,則Cc為40pF。即，即使加上Cc 和構(gòu)成開(kāi)關(guān)電容器電路的Csc, LPF 30所需的容量也只有40pF 左右，從而能夠使LPF 30包含這些容量而在IC上形成為一體。
如以上說(shuō)明，LPF 30通過(guò)將Rc設(shè)定為高電阻值，能夠?qū)㈦?容器86內(nèi)置于IC中，可減少外置管腳、部件件數(shù)。例如能夠通
電阻值Rc的電阻82、 84。在此，電阻電路由多個(gè)元件構(gòu)成，需
要一定程度以上的尺寸。因此，如圖8所示的電路，在包含分別 具有較小電阻值的很多電阻元件的濾波器電路中，即使分別用 電阻電路來(lái)替換這些電阻元件，也很難具有抑制半導(dǎo)體基板上 的面積的優(yōu)點(diǎn)。但是，如上所述，由于LPF 30是僅包含少數(shù)具 有較大電阻值的電阻元件的結(jié)構(gòu)，因此能夠通過(guò)用電阻電路替 換從而得到抑制面積的效果。另外，根據(jù)該觀點(diǎn)，LPF30的結(jié) 構(gòu)不限于圖4示出的結(jié)構(gòu)，也能夠采用通過(guò)使少數(shù)電阻元件高電 阻化來(lái)使電容器的小型化成為可能的其它的電路結(jié)構(gòu)。
此外，本詳細(xì)結(jié)構(gòu)的音色調(diào)節(jié)電路為根據(jù)使用LPF 30提取
出的低音域與原聲音信號(hào)的差分來(lái)生成高音域的結(jié)構(gòu)，但是相 反地，也可以是根據(jù)使用HPF提取出的高音域與原聲音信號(hào)的 差分來(lái)生成低音域的結(jié)構(gòu)。 [詳細(xì)結(jié)構(gòu)2]
圖6是詳細(xì)結(jié)構(gòu)2所涉及的圖形均衡器的概要框圖。上述第 一詳細(xì)結(jié)構(gòu)的音色調(diào)節(jié)電路對(duì)高音域和低音域兩個(gè)頻帶的增益 進(jìn)行調(diào)整。與此相對(duì)，本詳細(xì)結(jié)構(gòu)的圖形均衡器在對(duì)高音域、 中音域以及低音域三個(gè)頻帶的增益進(jìn)行調(diào)整這一點(diǎn)上與第 一詳 細(xì)結(jié)構(gòu)的音色調(diào)節(jié)電路不同，但是也具有基本的共同點(diǎn)。另夕卜， 設(shè)置兩個(gè)截止頻率互不相同的提升用和削減用作為濾波器模塊 IOO的LPF 110、 112，根據(jù)提升/削減的指示來(lái)選擇任一個(gè)。
本電路作為IC在半導(dǎo)體基板上形成為一體。本電路中，原 聲音信號(hào)Sw被輸入到輸入端子IN，能夠分別對(duì)高音域、中音域 以及低音域的各頻帶進(jìn)行提升處理和削減處理，并將分另'j調(diào)節(jié) 各頻帶的增益而得到的輸出聲音信號(hào)SouT從輸出端子OUT輸 出。在本電路中，根據(jù)來(lái)自外部電路的指示信號(hào)來(lái)進(jìn)行對(duì)于各 頻帶的提升/削減的切換、以及提升、削減的增益設(shè)定。
本電路構(gòu)成為包含濾波器模塊IOO、調(diào)整信號(hào)生成模塊102
以及合成電路104。濾波器才莫塊100構(gòu)成為包含LPF 110、 112、 反相電路114、 116以及加法電路118、 120。另外，調(diào)整信號(hào)生 成模塊102構(gòu)成為包含低音域調(diào)整電路122、中音域調(diào)整電路124 以及高音域調(diào)整電-各126。
能夠?qū)PF 110、 112分別設(shè)為與第一詳細(xì)結(jié)構(gòu)相同的結(jié)構(gòu)， 特別是可設(shè)為使用開(kāi)關(guān)電容器來(lái)實(shí)現(xiàn)電容器的內(nèi)置化的結(jié)構(gòu)。 在此，將LPF 110的截止頻率f。i殳定為^氐于LPF 112的截止頻率
另外，反相電路114、 116是與第一詳細(xì)結(jié)構(gòu)的音色調(diào)節(jié)電 路中的反相電路32相同的電路，同樣地，加法電路118、 120是 與加法電路34相同的電路。能夠?qū)⒌鸵粲蛘{(diào)整電路122、中音域 調(diào)整電路12 4以及高音域調(diào)整電路12 6設(shè)為圖2所示的結(jié)構(gòu)。
濾波器模塊100對(duì)于各個(gè)頻帶中的每個(gè)頻帶具備提取電 路，從Sw^是取高音域成分Sho、中音域成分Smo以及低音域成分 Slo。具體地說(shuō)，LPF 110構(gòu)成低音域提取電路。另外，LPFllO、 112、反相電路114以及加法電路118構(gòu)成中音域提取電路。并且， LPF 112、反相電^各116以及加法電路120構(gòu)成高音域提取電路。
圖7是用于說(shuō)明本電路的各頻帶成分的提取處理的原理的 示意圖。圖7的(a)、 (b)分別表示頻譜，橫軸為頻率f，縱軸為以 SjN為基準(zhǔn)的信號(hào)增益G。在圖7的(a)中，頻譜130、 132、 134分 別表示原聲音信號(hào)Sw、 LPF 110的輸出信號(hào)Su^、 LPF112的輸 出信號(hào)Swf2。另外，圖7的(b)所示的頻譜136、 138、 140分別表 示原聲音信號(hào)Sw所包含的低音域成分Slo、中音域成分Smo、高 音域成分Sho。
將L P F 110的輸出信號(hào)S L p F!作為低音域成分S L o而從濾波器 模塊100輸出，并輸入到低音域調(diào)整電路122。即，頻譜130與頻 譜136是共同的。另夕卜，SLo在反相電路114中3皮反相之后，被輸
入到加法電路118。并且從LPF 112將SLPF2輸入到加法電路118。 加法電路118從LPF 112還被輸入StPF2,如下式所示那樣求出 Slpf2與Slph的差分，并提取由頻譜138表示的中音域成分Smo。 將所提取的SMo從濾波器模塊100輸入到中音域調(diào)整電路124。
Smo=Slpf2-Slpfi .........(5)
LPF 112的輸出信號(hào)SwF2被輸入到上述加法電路118,另一
方面還^皮輸入到反相電路116。反相電路116^f吏SLPF2反相，并輸
入到加法電路120。加法電路120還被輸入原聲音信號(hào)Sw，如下 式所示那樣求出S!n與Slpf2的差分，并提取由頻譜140表示的高 音域成分SH0。所提取的Sh。從濾波器模塊1 OO被輸入到高音域調(diào) 整電3各126。
Sho=Sin—SlPF2 .........(6)
在調(diào)整信號(hào)生成模塊102中，低音域調(diào)整電路122、中音域 調(diào)整電路124、高音域調(diào)整電路126分別對(duì)所輸入的低音域成分
Slo、中音域成分Sm。、高音域成分sho進(jìn)行增益調(diào)整，來(lái)生成低 音域調(diào)整信號(hào)S^、中音域調(diào)整信號(hào)SMT、高音域調(diào)整信號(hào)SHT。
從調(diào)整信號(hào)生成模塊102輸出的低音域調(diào)整信號(hào)S^、中音
域調(diào)整信號(hào)SMT、高音域調(diào)整信號(hào)SHT被輸入到合成電路104。合
成電路104還被輸入原聲音信號(hào)S!n,對(duì)這些Sw、 SLT、 Smt、 Sht
進(jìn)行相加合成，并作為SouT輸出。
如已經(jīng)敘述的那樣，與第一詳細(xì)結(jié)構(gòu)同樣地，在圖2所示
的電路中，各調(diào)整信號(hào)SLT、 SMT、 SHT根據(jù)模式信號(hào)DM在提升時(shí)
作為正極性的信號(hào)而生成，在削減時(shí)作為負(fù)極性的信號(hào)而生成。
合成電路104通過(guò)將這些調(diào)整信號(hào)與原聲音信號(hào)S^合成，生成
S0UT,該SouT是在疊加有正極性的調(diào)整信號(hào)的頻帶中實(shí)施提升
處理、在根據(jù)負(fù)極性的調(diào)整信號(hào)抵消的頻帶中實(shí)施削減處理而
得到的。
在本詳細(xì)結(jié)構(gòu)中，作為最簡(jiǎn)單的情況說(shuō)明了將原聲音信號(hào) 分為三個(gè)頻帶來(lái)進(jìn)行調(diào)整的圖形均衡器的例子，但是本發(fā)明能
夠應(yīng)用于分為n個(gè)頻帶(t^3)來(lái)進(jìn)行調(diào)整的圖形均衡器。在這種 情況下，使用(n-l)個(gè)LPF。在將第kLPF(l^k^n-l)的截止頻率表 示為fck時(shí)，與第k頻帶與第(k+l)頻帶的界限對(duì)應(yīng)地設(shè)定fck，
<formula>formula see original document page 18</formula>) (7) 成立。
第一提取電路通過(guò)第一LPF從原聲音信號(hào)提取最低的第一 頻帶的成分。在上述詳細(xì)結(jié)構(gòu)中，LPF 110相當(dāng)于第一LPF。
第k提取電路(2Sk^n-l)生成相對(duì)于原聲音信號(hào)的第kLPF 的輸出信號(hào)與第(k-l)LPF的輸出信號(hào)的差，并作為第k頻帶的成 分而進(jìn)行輸出。在上述詳細(xì)結(jié)構(gòu)中，生成SMo時(shí)的(5)式所示的 處理相當(dāng)于生成該差分的處理。
第n提取電路生成原聲音信號(hào)與第(n-l)LPF的輸出信號(hào)的 差分，并作為第n頻帶的成分而進(jìn)行輸出。在上述詳細(xì)結(jié)構(gòu)中， 生成SHo時(shí)的(6)式所示的處理相當(dāng)于生成該差分的處理。
此外，將本詳細(xì)結(jié)構(gòu)的圖形均衡器設(shè)為使用LPF 110、 112 提取各頻帶的成分的結(jié)構(gòu)，但是相反地也可以設(shè)為使用H P F來(lái) 提取各頻帶的成分的結(jié)構(gòu)。
上述詳細(xì)結(jié)構(gòu)說(shuō)明了將聲音信號(hào)作為原信號(hào)來(lái)調(diào)整其特 性的音質(zhì)調(diào)整電路。但是，本發(fā)明也能夠應(yīng)用于將聲音信號(hào)以 外的信號(hào)作為原信號(hào)輸入的并按其每個(gè)頻帶進(jìn)行增益調(diào)整的信 號(hào)特性調(diào)整電路。例如，作為這種信號(hào)特性調(diào)整電路，存在將 影像信號(hào)作為原信號(hào)的電路。例如，能夠在對(duì)構(gòu)成影像信號(hào)的 亮度信號(hào)進(jìn)行高頻成分、低頻成分各自的提升/削減的信號(hào)特性 調(diào)整電路中應(yīng)用本發(fā)明。
權(quán)利要求
1. 一種音質(zhì)調(diào)整電路，關(guān)于特定頻帶對(duì)原聲音信號(hào)調(diào)整增益，其特征在于，具有提取電路，其提取上述原聲音信號(hào)的特定頻帶的成分，得到提取信號(hào)；增益調(diào)整電路，其對(duì)上述提取電路的提取信號(hào)進(jìn)行衰減處理，生成音域調(diào)整信號(hào)；以及合成電路，其將來(lái)自上述增益調(diào)整電路的音域調(diào)整信號(hào)與上述原聲音信號(hào)進(jìn)行加法運(yùn)算或減法運(yùn)算，其中，上述提取電路得到利用兩種截止頻率的兩個(gè)提取信號(hào)，在上述合成電路中，在對(duì)上述音域調(diào)整信號(hào)進(jìn)行加法運(yùn)算或進(jìn)行減法運(yùn)算的情況下，切換設(shè)為從上述兩個(gè)提取信號(hào)中的哪一個(gè)得到的音域調(diào)整信號(hào)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的音質(zhì)調(diào)整電路，其特征在于，上述合成電路在對(duì)上述音域調(diào)整信號(hào)進(jìn)行加法運(yùn)算的情況 下，使用利用上述兩個(gè)提取信號(hào)中的頻率較低的截止頻率得到 的音域調(diào)整信號(hào)，在對(duì)上述音域調(diào)整信號(hào)進(jìn)行減法運(yùn)算的情況 下，使用利用上述兩個(gè)提取信號(hào)中的頻率較高的截止頻率得到 的音域調(diào)整信號(hào)。
全文摘要
在音質(zhì)調(diào)整電路中，消除提升時(shí)和削減時(shí)的開(kāi)始頻率的偏離。利用提升用濾波器(202)、削減用濾波器(204)來(lái)提取原聲音信號(hào)中互不相同的特定頻帶的成分并從而得到提取信號(hào)。利用選擇器(206)在提升或削減時(shí)選擇該兩個(gè)提取信號(hào)中的任意一個(gè)，在通過(guò)調(diào)整電路(210)對(duì)所選擇的提取信號(hào)進(jìn)行衰減處理從而生成音域調(diào)整信號(hào)。合成電路(212)在對(duì)上述聲音調(diào)整信號(hào)進(jìn)行加法運(yùn)算的情況和進(jìn)行減法運(yùn)算的情況下，對(duì)使用從上述兩個(gè)提取信號(hào)中的哪一個(gè)得到的聲音調(diào)整信號(hào)的情形進(jìn)行切換。
文檔編號(hào)H03G5/00GK101394158SQ20081016124
公開(kāi)日2009年3月25日 申請(qǐng)日期2008年9月18日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月18日
發(fā)明者鹽田智基 申請(qǐng)人:三洋電機(jī)株式會(huì)社;三洋半導(dǎo)體株式會(huì)社