專利名稱：低音增強(qiáng)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及其中根據(jù)音頻信號(hào)的輸入電平改變低音成分的增益和截止頻率的低音增強(qiáng)電路。
背景技術(shù)：
在音頻信號(hào)處理技術(shù)領(lǐng)域中，通常為了能使人的聽覺調(diào)整音量小時(shí)難以捕捉低音的特性，提出圖5中所示的低音增強(qiáng)電路(例如參照日本待決專利申請(qǐng)145992/1993號(hào))。該電路利用低通濾波器2從經(jīng)輸入端子1輸入的音頻信號(hào)提取低音信號(hào)，在檢波器電路3中檢測(cè)該低音信號(hào)，并且根據(jù)該檢測(cè)輸出在壓控放大器6中放大低音信號(hào)的電平。對(duì)于整個(gè)音頻信號(hào)，在加法電路7相加上述低音增強(qiáng)電路10A形成的低音信號(hào)和通過高通濾波器5對(duì)高音增強(qiáng)了電平的高音信號(hào)并且輸出到輸出端子8。
通過該低音增強(qiáng)電路，輸入信號(hào)中的低音電平越低，對(duì)低音的放大因子越大，從而有效地進(jìn)行可聽性上的低音補(bǔ)償。
盡管人能覺察的聲音和強(qiáng)度對(duì)于不同的人在頻率范圍上是不同的，但對(duì)于頻率其約在20赫和20千赫之間。盡管通常通過響度曲線顯示出聲音強(qiáng)度范圍隨頻率變化，把可以覺察的最大值稱為感覺閾，并且耳朵可以完全覺察超過此的強(qiáng)聲。感覺閾幾乎不受到頻率的影響，而是在聲壓級(jí)120分貝上。把注意到最低聲平稱為聲音聞閾，該閾各個(gè)人明顯不同。但是，當(dāng)聲音頻率變低時(shí)聞閾變大并且耳朵的靈敏性變差。許多人約在2千赫和4千赫的頻率之間聞閾是低的，此時(shí)耳朵的靈敏性良好。
也就是說(shuō)，由于人耳具有隨頻率改變的聞閾，即使物理上聲音的強(qiáng)度相同，如果頻率不同在感覺上不能聽到相同的響度。當(dāng)聲音強(qiáng)時(shí)，按頻率響度幾乎沒有差別，但是如果聲音變?nèi)?，低頻段的響度相當(dāng)下降并且感覺起來(lái)要比信號(hào)水平弱。從而存在調(diào)低音量和調(diào)大音量下低頻聲音不同的現(xiàn)象，而且復(fù)音下音調(diào)也發(fā)生改變。
這樣，根據(jù)輸入信號(hào)電平，通過圖5中所示的低音增強(qiáng)電路控制低音的放大因子，并且有效地在小音量下進(jìn)行可聽性上的低音補(bǔ)償。即使通過這種增強(qiáng)電路和環(huán)繞音電路的組合(例如參照日本待決專利申請(qǐng)354595/2002號(hào))采用小尺寸揚(yáng)聲器時(shí)，可以得到比揚(yáng)聲器口徑大的散布感覺以及豐富的低音。
但是，當(dāng)根據(jù)輸入信號(hào)電平或低音成分電平集中地在100赫的頻率附近放大6分貝或更大的低音(例如人最為感覺的約100赫的低音頻率)時(shí)，盡管顯現(xiàn)低音，它改變成不帶有聲學(xué)效果的過增強(qiáng)狀態(tài)，并且實(shí)驗(yàn)證明這尤其是通過聲調(diào)的改變伴生的。還證明存在只放大低音音量的缺點(diǎn)，并且中頻區(qū)會(huì)下降以及不再能容易地聽到元音等等。從而，當(dāng)在常規(guī)增強(qiáng)電路中輸入小信號(hào)時(shí)，作為只強(qiáng)調(diào)會(huì)處于過增強(qiáng)狀態(tài)的和對(duì)諸如“拍擊聲”或“尖峰時(shí)”之外的聲音不具有聲學(xué)效果的低音的后果，存在著產(chǎn)生音調(diào)改變、中頻區(qū)下降以及不再能容易地聽到元音等的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種即使輸入小信號(hào)不會(huì)處于過增強(qiáng)狀態(tài)、中頻區(qū)幾乎不下降并且可趨于聽到元音等的增強(qiáng)電路。
本發(fā)明的低音增強(qiáng)電路的特征在于包括提取進(jìn)入信號(hào)中的低音成分的低通濾波器；輸入并檢測(cè)該低通濾波器的輸出信號(hào)的檢波器電路；輸入該進(jìn)入信號(hào)并且輸出低音成分的可變截止頻率低通濾波器，其中根據(jù)所述檢波器電路的輸出信號(hào)電平控制截止頻率；以及輸入該可變截止頻率低通濾波器的輸出信號(hào)并且輸出低音增強(qiáng)輸出信號(hào)的壓控放大器，其中根據(jù)該檢波器電路的輸出信號(hào)電平控制該輸出的增強(qiáng)信號(hào)的增益。
另外，本發(fā)明的低音增強(qiáng)電路最好包括該通過所述檢波器電路的輸出信號(hào)控制的可變截止頻率低通濾波器以及該由所述檢波器電路的輸出信號(hào)控制的壓控放大器，從而當(dāng)所述低通濾波器的輸出信號(hào)電平低時(shí)該截止頻率變低并且當(dāng)所述低通濾波器的輸出信號(hào)電平低時(shí)增益變高。
另外，本發(fā)明的低音增強(qiáng)電路可包括一個(gè)輸出該低通濾波器輸出信號(hào)的平均值的平均電路或者包括一個(gè)輸出該低通濾波器輸出信號(hào)的最大值的最大值電路，以替代上述低音增強(qiáng)電路中的檢測(cè)電路。
在上述低音增強(qiáng)電路中，最好把所述低通濾波器的截止頻率設(shè)置在50赫和600赫之間。
在上述低音增強(qiáng)電路中，最好把該可變截止頻率低通濾波器的截止頻率變化范圍設(shè)置成從10赫到600赫。
另外，在上述低音增強(qiáng)電路中，可以顛倒該可變截止頻率低通濾波器和該壓控放大器的連接次序，或者可以使該可變截止頻率低通濾波器和該壓控放大器合為一體。
本發(fā)明的低音增強(qiáng)電路能夠輸入把左右通道的二個(gè)音頻信號(hào)相加成進(jìn)入信號(hào)的信號(hào)并且把低音增強(qiáng)輸出信號(hào)相加到左、右通道的各個(gè)音頻信號(hào)上。


圖1是實(shí)施例1的增強(qiáng)電路的方塊圖。
圖2是實(shí)施例1的增強(qiáng)電路的增益的頻率特性曲線。
圖3是實(shí)施例1的增強(qiáng)電路的具體電路圖。
圖4是實(shí)施例2的雙通道音頻電路的方塊圖。
圖5是常規(guī)增強(qiáng)電路的方塊圖。
具體實(shí)施例方式
作為反復(fù)各種實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，通過根據(jù)進(jìn)入信號(hào)中的低音成分電平同時(shí)改變壓控放大器的放大增益和低通濾波器的截止頻率，本發(fā)明能解決上面提到的問題。以下給予詳細(xì)解釋。
實(shí)施例1圖1示意示出本發(fā)明實(shí)施例1的增強(qiáng)電路。實(shí)施例1的增強(qiáng)電路包括音頻信號(hào)的輸入端子1，截止頻率設(shè)置在50赫和600赫之間的低通濾波器2，檢波器電路3，截止頻率例如可在10赫和600赫之間改變的可變截止頻率低通濾波器4，截止頻率設(shè)在10千赫和20千赫之間的高通濾波器5，增益由控制電壓控制的壓控放大器6，加法電路7以及音頻信號(hào)的輸出端子8。低音增強(qiáng)電路10包括低通濾波器2，檢波器電路3，可變截止頻率低通濾波器4和壓控放大器6。
在通過低通濾波器2提取低音信號(hào)后，從輸入端子1輸入的音頻信號(hào)在檢波器電路3中檢測(cè)。根據(jù)檢波器電路3的輸出電平控制可變截止頻率低通濾波器4和壓控放大器6。當(dāng)功率電平低時(shí)可變截止頻率低通濾波器4的截止頻率變低，而當(dāng)功率電平高時(shí)變高。當(dāng)檢測(cè)功率電平低時(shí)，壓控放大器6的增益變高，而當(dāng)功率電平高時(shí)它變低。這樣同時(shí)就低音成分控制截止頻率和增益，并且把通過可變截止頻率低通濾波器4和壓控放大器6的音頻信號(hào)輸入到加法電路。另一方面，通過高通濾波器5提取從輸入端子1輸入的音頻信號(hào)中的高音信號(hào)并且加到加法電路7上。輸入端子1直接和加法電路7連接。這樣，在加法電路7相加根據(jù)低音電平改變其截止頻率和增益的低音信號(hào)、未改變其頻率特性的通常信號(hào)以及高音信號(hào)然后輸出到輸出端子8。
圖2示出輸出到輸出端子8的音頻信號(hào)的增益的頻率特性例子。這樣，對(duì)于低音信號(hào)，即使輸入信號(hào)電平改變和增益改變，它工作成可把100赫附近頻率的增益改變遏制到最小。由此，即使輸入小信號(hào)時(shí)，它不會(huì)處于過增強(qiáng)狀態(tài)，并且還消除例如“拍擊”或“尖峰”的聲音，中頻區(qū)幾乎不會(huì)下降而且元音等變成容易聽見。
圖3是圖1增強(qiáng)電路的具體電路圖。圖中添加了輸入緩沖器11和輸出緩沖器12。圖中低通濾波器2由電阻R3和電容C2構(gòu)成。高通濾波器5由電路R1和R2、電容C1以及運(yùn)算放大器OP1構(gòu)成?？勺兘刂诡l率低通濾波器4和壓控放大器6由運(yùn)算放大器OP2、充當(dāng)一個(gè)根據(jù)檢波器電路3的檢測(cè)功率電平改變內(nèi)部電阻的可變電阻器的增益元件13、電阻R4和R5以及電容C4構(gòu)成。即，圖中把可變截止頻率低通濾波器4和壓控放大器6被構(gòu)成是一個(gè)使用運(yùn)算放大器OP2的單元。高通濾波器5只增強(qiáng)高音并且實(shí)際上讓其它頻率的信號(hào)通過。
實(shí)施例2圖4是一個(gè)雙通道音頻電路的電路圖，其中建立圖1的增強(qiáng)電路和環(huán)繞聲生成電路。圖中高通濾波器2L和2R分別和二個(gè)通道連接。低音增強(qiáng)電路10利用加法器31捕集二個(gè)通道的相加信號(hào)，輸入并且處理它們，然后利用加法器7L和7R分別添加到二個(gè)通道上。在環(huán)繞聲生成電路20中，利用減法器21提取二個(gè)通道的音頻信號(hào)差，低通濾波器22提取低音成分，利用放大器23加以放大，然后利用加法器7L和7R分別添加到二個(gè)通道上，從而變成和減法器21中的相減相位相同。
這樣，當(dāng)應(yīng)用到雙通道音頻電路上時(shí)，實(shí)施例1的增強(qiáng)電路是共用于二個(gè)通道的低音增強(qiáng)電路10。
實(shí)施例3盡管圖1中壓控放大器6連接在可變截止頻率低通濾波器4的后面并且在圖3中可變截止頻率低通濾波器4和壓控放大器6合成一體，可以采用把可變截止頻率低通濾波器4連接在壓控放大器6的后面的結(jié)構(gòu)?？梢杂幂敵龅屯V波器2的輸出信號(hào)的平均值的平均電路或者用輸出低通濾波器2的輸出信號(hào)的最大值的最大值電路替代檢波器電路3。
本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制而是可以根據(jù)本發(fā)明的含義做出各種改變。例如，可以把壓控放大器改變成電流控制型放大器，或者還可以考慮處理數(shù)字信號(hào)的電路配置。
即使輸入小信號(hào)時(shí)，依據(jù)本發(fā)明的低音增強(qiáng)電路不會(huì)變成過增強(qiáng)狀態(tài)并且消除諸如“拍擊”或“尖峰”的聲音，它還幾乎不使中頻區(qū)下降，而且存在可以趨于聽到元音等的優(yōu)點(diǎn)。
應(yīng)理解上面說(shuō)明的方案僅用來(lái)說(shuō)明對(duì)本發(fā)明的原理的應(yīng)用。業(yè)內(nèi)人士在不背離本發(fā)明的范圍下可想出各種修改和替代方案，并且附屬權(quán)利要求書用于覆蓋這些修改和方案。
權(quán)利要求
1.一種低音增強(qiáng)電路，包括提取輸入信號(hào)中的低音成分的低通濾波器；輸入并檢測(cè)所述低通濾波器的輸出信號(hào)的檢波器電路；輸入所述輸入信號(hào)并且輸出低音成分的可變截止頻率低通濾波器，其中根據(jù)所述檢波器電路的輸出信號(hào)電平控制截止頻率；以及輸入所述可變截止頻率低通濾波器的所述輸出信號(hào)并且輸出低音增強(qiáng)輸出信號(hào)的壓控放大器，其中根據(jù)所述檢波器電路的輸出信號(hào)電平控制所述輸出的增強(qiáng)信號(hào)的增益。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的低音增強(qiáng)電路，其中所述可變截止頻率低通濾波器受所述檢波器的輸出信號(hào)的控制，從而當(dāng)所述低通濾波器的輸出信號(hào)電平低時(shí)該截止頻率變低，并且其中所述壓控放大器受所述檢波器的輸出信號(hào)的控制從而當(dāng)所述低通濾波器的輸出信號(hào)電平低時(shí)其增益變高。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的低音增強(qiáng)電路，其中用輸出所述低通濾波器的輸出信號(hào)的平均值的平均電路或者用輸出所述低通濾波器的輸出信號(hào)的最大值的最大值電路來(lái)代替所述檢測(cè)電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3的低音增強(qiáng)電路，其中把所述低通濾波器的所述截止頻率設(shè)定在50赫和600赫之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4的低音增強(qiáng)電路，其中把所述可變截止頻率低通濾波器的所述截止頻率的變化范圍設(shè)成從10赫到600赫。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4或5的低音增強(qiáng)電路，其中顛倒所述可變截止頻率低通濾波器和所述壓控放大器的連接次序，或者把所述可變截止頻率低通濾波器和所述壓控放大器合為一體。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、5或6的低音增強(qiáng)電路，其中所述增強(qiáng)電路輸入把左、右通道的二個(gè)音頻信號(hào)相加成所述輸入信號(hào)的信號(hào)，并且把所述低音增強(qiáng)輸出信號(hào)添加所述左、右通道的各自音頻信號(hào)上。
全文摘要
本發(fā)明涉及低音增強(qiáng)電路。本發(fā)明的低音增強(qiáng)電路根據(jù)進(jìn)入信號(hào)的低音成分電平同時(shí)改變壓控放大器的增益和低通濾波器的截止頻率。即使輸入小信號(hào)時(shí)，該電路不變成過增強(qiáng)狀態(tài)并消除諸如“拍擊”或“尖峰”的聲音，它還幾乎不下降中頻區(qū)而且存在可趨于聽到元音等的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H03G5/16GK1612469SQ200410089699
公開日2005年5月4日 申請(qǐng)日期2004年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月30日
發(fā)明者杉本芳嗣 申請(qǐng)人:新日本無(wú)線株式會(huì)社