回声添加电路制造技术

为实现使用较少毕特数的数字处理，而能取得等效的相当于较多毕特数的动态范围的效果，本发明专利技术所采用的措施是，首先用模拟压缩变换电路（ＣＭＰ）３００进行非线性变换，其效果是既能保持动态范围减少了毕特数。因此，就又减少了由Ａ／Ｄ变换电路３０１、存贮器控制电路（ＣＴＲＬ）３０２、存贮器３０３和Ｄ／Ａ变换电路３０４组成的数字延迟电路的规模。并且，由于由模拟扩展变换电路（ＥＸＰ）３０５复原的回声信号Ｂ与原信号Ａ相混合，所以仍能保证附带有回声的音响信号Ｃ在实用上具有满意的音质。（*该技术在2012年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是关于回声添电路，更详细地说是关于卡拉OK装置、组合立体声装置、盒式收录机、VTR(视频信号磁带记录装置)等音响设备中所使用的回声添加电路(将由原来的音频信号<以下称为原信号>产生的回声信号添加到原信号而输出的电路)的改进。现在几乎所有的音响设备中都附加有能将由麦克风输入的声音等混合到另外的再生信号或者与另外的再生信号等合成后再输出的所谓卡拉OK功能。其中，为了具有增加余音效果的回声添加功能，则在内部产生回声信号。通常，该回声信号是通过将声音和音乐等音频信号变换成电信号的原信号进行一定时间的延迟来产生的。并且为了增加余音效果，回声添加电路使得原信号和回声信号经衰减后反馈到原信号端，以产生与原信号相混合的信号，并对这样形成的信号进行反复延迟和混合。图5中给出了这种回声添加电路的一种已有技术的构成的例子。图中，8为回声添加电路，1为其波形合成电路，2为低通滤波器(LPE)，3为采用BBD(电荷耦合器件)的延迟电路，4为低通滤波器(LPE)，5和6为衰减器(ATT)，7为波形合成电路。输入到回声添加电路8的原信号A，与经衰减器6衰减到适当水平的回声信号B在波形合成电路7中相合成，这样就添加了回声，而成为带有回声的音频输出信号C。最后，这一带有回声的音频信号或者作为由扬声器发出的声音输出，或者通过记录电路记录在磁带上。图5中的回声信号B是由包含有衰减器的反馈回路形成的。也就是，被输出的回声信号B经衰减器5被衰减到适当的水平后返回到输入端，经波形合成电路1与原信号A相合成。随后，此合成后的信号经低通滤波器2成为信号D。信号D在延迟电路(BBD)3中进行一定时间的延迟而成为延迟信号，通过低通滤波器4形成回声信号B。并且，为了防止发生重复畸变，将滤波器设计成将低通滤波器2和4分别安置在BBD3的前面和后面。这样就使得只有BBD3采样频率的一半以下频率能够通过，从而防止了重复性畸变。此外，延迟信号E经低通滤波器4去除噪声成分后成为回声信号B。这样经延迟而形成的回声信号B再经衰减后进行反馈，则原信号就成为回声信号并反复进行衰减和循环，就产生了余音效果。但是，将摸似信号延迟来构成的BBD3，由于噪声的原因而很容易逐渐老化，因而具有精度和可靠性不佳的缺点。另一方面，用户、顾客等对音响设备性能提高的要求越来越严格，例如在卡拉OK功能方面，作为添加有回声频信号，要求具有90分贝的动态范围。为了满足这种要求，近来已经在采用可提高其性能的数字电路来替换延迟电路3的部分。图6示出了用数字电路来替换延迟电路3的情况下的该延迟部分的方框图。31为A/D变换器，32为存贮器控制电路(CTRL)，33为存贮器，34为D/A变换器。在这一延迟电路中，首先，由低通滤波器2接受到的信号D，经A/D变换器31被变换成数字量。然后，存贮器控制电路32将其顺序存入到存贮器33中。接着，存贮器控制电路32再将存贮器33中一定时间以前存入的数字量依次读出，并将其送到D/A变换器34中。D/A变换器34将其变为模拟量，作为延迟信号E输出到低通滤波器4。采用这样的数字电路可以防止噪音及老化的影响。而且，采用这种数字电路的延迟电路，在希望提高精度的时候，原则上说只要增加数字数据的位数就可以了。例如，为了保证90分贝的动态范围，因1毕特(位)的精度相当于6分贝，则电路31、32、33、34所使用的数字值的位数达到15毕特(位)以上就可以达到。但是，在数字处理中，所处理的位数多，实际上也就是要求存贮器的容量大，A/D变换器和D/A变换器的精度高。为此而将使得电路的成本增高，因此，对于成本控制严格的音响设备，就不适宜采用高精度数字处理的延迟电路。本专利技术的目的在于提供一种能采用由较少的毕特(位)数的数字处理所构成的延迟电路，这种电路能等效地相当于较多毕特(位)数的动态范围的回声添加电路。为达到上述目的，本专利技术的回声添加电路由下列组成部分所构成对音频信号或者包含有前述音频信号及前述回声信号按照单纯增加并向上凸起的压缩变换函数(或与其近似的函数)进行压缩变换的模拟压缩变换电路;将经过压缩变换的信号变换为数字信号的A/D变换电路;存放数字信号的存贮器;将存贮器中的规定延迟时间所存贮的数字信号变换为模拟信号作为延迟信号输出的D/A变换电路;根据压缩变换函数的逆函数(或其近似函数)将延迟信号扩展变换作为回声信号输出的模拟扩展变换电路。这样，用数字电路构成延迟电路后，作为延迟对象的模拟信号按照单纯增加并向上凸起的压缩变换函数作压缩变换后，送到延迟电路。然后，将此在经过一定时间和延迟后被存入存贮器中的数字量数据读出，并由D/A变换器恢复为模拟信号，接着，再将此模拟信号按照该压缩变换函数的逆函数进行扩展变换处理，复原为回声信号。此时，如果进行单纯增加并向上凸起的函数变换，则由于这一函数的非线性，特别是其向上凸起的特性的作用，虽然大幅度信号的音质(亦即大音量的音质)降低了，但即使采用较少毕特(位)数进行数字变换，亦可能实现对于微小振幅的信号(亦即小音量的音质)甚至更小信号的音质不至于过分降低的变换。换句话说，亦即与相当于相同数目的毕特(位)数字化而不作压缩变换时相比较，仅仅是牺牲了部分的音质，但却能使动态范围提高。而且，在变换为数字化量之后，是在将其存入存贮器中进行稳定状态的延迟处理的。另外，还由于压缩变换函数是单纯增长的，因而能够很简单地求得其逆函数。因此说，这种回声信号与原信号相比，虽然其音质有所下降，但却能保持大的动态范围。在回声添加电路中的回声信号并不是最后的输出信号。一定要被附加在原信号上才能被输出。因此，只要保持原信号的精度，即使作为中间的信号的回声信号的音质精度有相当大的下降，而人的耳朵在听取时，由于其注意力大部分是倾注于原信号的，很难顾及到回音上，因而作为最终输出的附带有回声的音频信号的音质，人们用耳听时，这种影响几乎很难发现。因此，应用本专利技术构成的回声添加电路，在保持动态范围的同时作压缩变换和扩展变换时，虽然减少了数字电路中的毕特(位)数，而在最终输出的整体信号上，依然保持了卡拉OK所要求的必要的音质。这时，在采用少量毕特(位)数的延时电路在仍能等效地保证相当于较多毕特(位)数的动态范围的情况下，还可以简化A/D和D/A变换电路。并且还能减少存贮器的容量，因而能实现应用于具有卡拉OK功能的音响设备中的回声添加电路。在图1中，9为回声添加电路，1为波形合成电路，2和4为低通滤波器(LDF)，5和6为衰减器(ATT)，7为波形合成电路，因为图1中所用符号与前述的同样结构组件所采用的符号表示是相同的，这是就不再进一步说明了。300为模拟压缩变换电路(CMP)，301为A/D变换电路，302为存贮器控制电路(CTRL)，303为存贮器，304为D/A变换器，305为模拟扩展变换电路(EXP)。这些电路共同构成了数字延迟电路。模拟压缩变换电路300，按照压缩变换函数曲线300a或其近似函数，对波形合成电路1输出的模拟信号F(此信号为包含有原信号A与回声信号B经衰减器5作适当衰减后所得到的信号)进行压缩变换，形成模拟信号G。这里所采用的压缩变换函数曲线如图1中所示，在原点处其斜率(参见与压缩变换函数曲线300a相切的点划线)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用来接收音频信号并将此音频信号进行延迟形成回声信号、再将所述回声信号添加到所述音频信号上并输出附带有回声的音频信号的回声添加电路，其特征在于具有：使所述音频信号，或包含有所述音频信号及所述回声信号的信号按照单纯增长并向上凸起的压缩变换函数曲线（或其近似函数曲线）进行压缩的模拟变换电路；将所述经过压缩变换的信号变换为数字信号的模拟变换电路；将所述经过压缩变换的信号变换成数字信号的Ａ／Ｄ变换电路；存贮数字信号的存贮器；将所述存贮器中在一定的延迟时间内所存贮的所述数字信号变换成模拟信号、并作为延迟信号输出的Ｄ／Ａ变换电路；和使所述延迟信号按照所述压缩变换函数曲线的逆函数曲线（或其近似函数曲线）进行扩展变换、并作为所述回声信号输出的模拟扩展变换电路。

【技术特征摘要】
JP 1992-1-24 34125/921.一种用来接收音频信号并将此音频信号进行延迟形成回声信号、再将所述回声信号添加到所述音频信号上并输出附带有回声的音频信号的回声添加电路，其特征在于具有使所述音频信号，或包含有所述音频信号及所述回声信号的信号按照单纯增长并向上凸起的压缩变换函数曲线(或其近似函数曲线)进行压缩的模拟变换电路；将所述经过压缩变换的信号变换为数字信号的模拟变换电路；将所述经过压缩变换的信号变换成数字信号的A/D变换电路；存贮数字信号的存贮器；将所述存贮器中在一定的延迟时间内所存贮的所述数字信号变换成模拟信号、并作为延迟信号输出的D/A变换电路；和使所述延迟信号按照所述压缩变换函数曲线的逆函数曲线(或其近似函数曲线)进行扩展变换、并作为所述回声信号输出的模拟扩展变换电路。2.权利要求1中所述的回声添加电路...

【专利技术属性】
技术研发人员：伊泽芳，林成嘉，平井润，
申请(专利权)人：罗沐股份有限公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]