JPS5841004B2

JPS5841004B2 - 自動音量調整装置

Info

Publication number: JPS5841004B2
Application number: JP15623978A
Authority: JP
Inventors: 哲弥滝沢
Original assignee: BIIBA KK
Current assignee: BIIBA KK
Priority date: 1978-12-20
Filing date: 1978-12-20
Publication date: 1983-09-09
Also published as: JPS5583313A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は音響装置の自動音量調整装置に関するものであ
り、音響装置のスピーカ音声レベルの高低にか５わらず
、スピーカの音量を周囲騒音に応じて自動的に調整し得
る自動音量調整装置を提供することを目的としたもので
ある○ 従来よりテレビジョン、ラジオ、テープレコーダ、拡声
装置等の音響装置において、周囲騒音レベルの変化に従
って音量を自動的に調整する場合の方法について種々考
えられてきたが、その大部分のものが、音響装置の出力
音声信号とスピーカ音及び周囲騒音との合成音から周囲
騒音成分を検出し、その周囲騒音成分によって音響装置
の音量を調整しようとするだけのものである。

これらの方法では、スピーカ音声が高レベルになったと
き、周囲騒音がスピーカ音によってマスキングされてし
まい、その結果、マイクロホンが周囲騒音を検出しにく
Ｓなり、相対的に周囲騒音レベルが低下した場合と等価
になって音量が低下する欠点がある。

そのために、スピーカ音声の低レベル時にのみ、周囲騒
音を検出し、スピーカ音声が高レベルになったときに、
スピーカ音声の低レベル時における周囲騒音によって上
昇した音量に保持する方法が考えられるが、音源が楽音
等の連続音で低レベル期間のほとんどない場合、周囲騒
音レベル調整器があっても、音量が一定レベルに保持さ
れ続け、その周囲騒音レベルの変化に応じて音量が変化
しない欠点がある。

本発明は上記諸欠点を除去するためのものであり、以下
本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明による自動音量調整装置の一実施例のブ
ロック図であり、第２図は第１図に基づいた一実施例の
回路図であり、第１図及び第２図に共進な部分は同一番
号を付しである。

第１図または第２図において、１は例えばテレビジョン
、ラジオ、テープレコーダ、マイクロホン等の音声信号
源で、これより出力された音声信号は前置増幅器２を経
て音量調整器３に供給され、こＳで、音量調整された後
、電力増幅器４を経てスピーカ５によって音声に変換さ
れて発音される。

このスピーカ音とそのときの周囲騒音との合成音はマイ
クロホン６によって検出され、この検出信号はマイクロ
ホン増幅器１によって増幅された後レベル調整器８を介
して整流回路９に供給されて、例えば負の直流変動出力
として変換される。

また、上記電力増幅器４の出力音声信号はレベル調整器
１０を介して整流回路１１に供給され、こ＼で、例えば
正の直流変動出力として変換される。

この整流回路１１の出力はバッファ１２の非反転入力に
接続されると共に、抵抗１３を介して接地され、また、
このバッファ１２の出力はバッファ１２の反転入力に接
続されると共に、抵抗１４を介して反転加算増幅器１５
の反転入力に接続されている。

また、上記整流回路９の出力はバッファ１６の非反転入
力に接続されると共に、抵抗１１を介して接地され、こ
のバッファ１６の出力はバッファ１６の反転入力に接続
されると共に、抵抗１８を介して上記反転加算増幅器１
５の反転入力に接続されている。

この反転加算増幅器１５の出力は抵抗１９を介してこの
反転入力に接続されると共に、アナログスイッチ２１の
ドレインに接続されている。

これら、バッファ１２，１６、反転加算増幅器１５、抵
抗１３，１４，１７，１８．１９等によって減算回路２
０を構成している。

また、インバータ２２，２３、抵抗２４，２５，２６、
ダイオード２γ、コンデンサ２８によって構成された非
安定マルチバイブレークの出力は上記アナログスイッチ
２１のゲートに接続され、これら、非安定マルチバイブ
レークとアナログスイッチ２１によってゲート回路２９
を構成している。

上記アナログスイッチ２１のソースは抵抗３０及びダイ
オード３１を介してバッファ３２の非反転入力に接続さ
れると共に、抵抗３３を介して同様にバッファ３２の非
反転入力に接続されている。

また、このバッファ３２の非反転入力はコンデンサ３４
を介して接地され、これら、抵抗３０，３３、ダイオー
ド３１及びコンデンサ３４はその値によって定まる時定
数をもった積分器３５を構成している。

上記バッファ３２の反転入力は電界効果トランジスタ（
以下ＦＥＴという）３６のソースに接続されると共に、
抵抗３１を介して接地され、また、このバッファ３２の
出力はＦＥＴａ６のゲートに接続されている。

また、ＦＥＴａ６のドレインは発光ダイオード３８のカ
ンードに接続され、発光ダイオード３８のアノードは正
の直流電源十Ｂに接続されている。

この発光ダイオード３８と一体となった受光素子Ｃｄ５
３９は抵抗４０及び４１とで音量調整器３を構成してい
る。

尚、上記バッファ１２．１６，３２、反転加算増幅器１
５、インバータ２２．２３及びアナログスイッチ２１の
電源は正の直流電源十Ｂと負の直流電源−Ｂより供給さ
れている。

上記構成の回路において、その機能と動作について、以
下説明する。

音声信号源１からの音声信号は、前述の如く、前置増幅
器２、音量調整器３、電力増幅器４を経てレベル調整器
１０によってレベル調整された後、整流回路１１によっ
て正の直流変動出力として変換される〇一方、スピーカ
５から発音されたスピーカ音はマイクロホン６によって
周囲騒音と共に検出され、マイクロホン増幅器γ及びレ
ベル調整器８を経て整流回路９によって負の直流変動出
力として変換される。

こ＼で、スピーカ５友びマイクロホン６の周波数特性、
スピーカ５及びマイクロホン６の位置関係等を考慮して
、周囲騒音のないときに、整流回路９及び１１の直流出
力の絶対値かはゾ等しくなるようにレベル調整器８，１
０及び整流回路９゜１１の平滑回路等を調整しである。

上記整流回路９及び１１で得られた直流出力は各々バッ
ファ１６及び１２に入力され、各バッファ１６及び１２
の出力端子には各入力と同一極性の出力が得られる。

これらの出力の加算合計と抵抗１４，１８，１９及び反
転加算増幅器１５の増幅度によって定まる出力が反転加
算増幅器１５の出力、即ち、減算回路２０の出力として
得られる。

然るに、上記の如く、整流回路９の負の直流出力と整流
回路１１の正の直流出力において、周囲騒音のない場合
に、各整流出力の絶対値かはゾ等しいから、反転加算増
幅器１５の入力加算合計は周囲騒音成分による負の電圧
となり、故に、反転加算増幅器１５の出力、即ち、減算
回路２０の出力には周囲騒音成分に比例した正の直流電
圧が得られる。

一方）インバータ２２，２３、抵抗２４，２５゜２６、
ダイオード２１及びコンデンサ２８によって構成された
非安定マルチバイブレークの出力には第３図に示すよう
な発振パルス波形が得られ、このパルスはアナログスイ
ッチ２１のゲートに印加されている。

上記パルスが正電位の期間、上記アナログスイッチ２１
のトレイン・ソース間は導通し、負電位の期間に非導通
となり、この動作を繰り返している。

こＸで、上記パルスが正電位となるパルス幅より負電位
となるパルス幅が十分大となるように設定しである。

また、積分器３５中のダイオード３１の順方向抵抗値が
抵抗３０の抵抗値に対して無視できる程度に抵抗３０を
選定し、かつ、抵抗３３の抵抗値を抵抗３０の抵抗値に
比して十分大なるように選定しであるから、コンデンサ
３４の両端間に充電される充電時定数は概略抵抗３０及
びコンデンサ３４によって定まり、また、放電時定数は
ダイオード３１の逆方向抵抗値が非常に高いから概略抵
抗３３及びコンデンサ３４によって定まる。

従って、積分回路３５の充電時定数は放電時定数に対し
て十分小となる。

また、上記圧のパルス幅と上記充電時定数及び放電時定
数との関係については、上記圧のパルス幅と充電時定数
との比を適宜に選定し、かつ、正のパルス幅に対して放
電時定数を十分大なるように選定しである。

前記減算回路２０の正の直流出力は上記アナログスイッ
チ２１の導通時に抵抗３０及びコンデンサ３４によって
定まる時定数をもってコンデンサ３４の両端間に充電さ
れ、また、アナログスイッチ２１の非導通時にはアナロ
グスイッチ２１のトレイン・ソース間のインピーダンス
及びバッファ３２の入力インピーダンスが非常に高いた
め、コンデンサ３４の両端間の電位はアナログスイッチ
２１が非導通となる直前の電位に保持される。

このように、上記減算回路２０の正の直流出力はアナロ
グスイッチ２１が導通する毎に、抵抗３０及びコンデン
サ３４によって定まる充電時定をもってコンデンサ３４
を充電する。

こ＼で、前記の如く、減算回路２０の出力に対するコン
デンサ３４への満充電時間を適宜に速めであるから、周
囲騒音の立上りに追従してコンデンサ３４の両端間の電
位が上昇する。

上記コンデンサ３４の両端間に得られた正の直流電圧は
バッファ３２の非反転入力に印加されるが、バッファ３
２．ＦＥＴ３６及び抵抗３１は発光ダイオード３８を負
荷とする定電流回路を構成しているから、バッファ３２
の入力に印加される正の直流電圧と抵抗３１に比例した
電流が発光ダイオード３８に流れる。

従って、発光ダイオード３８と一体のＣｄ５３９の抵抗
値は発光ダイオード３８に流れる電流に応じて小さくな
り、音量調整器３の減衰比が小さくなる。

その結果、電力増幅器４の入力レベルが上昇してスピー
カ５の音量が増大する。

スピーカ５の音量が増大すると、マイクロホン６に入力
されるスピーカ音は増大し、スピーカ音が増大した分だ
け整流回路９の負の直流出力レベルが上昇するが、同時
に、整流回路１１の正の直流出力レベルもスピーカ音が
増大した分だけ上昇する。

然るに、周囲騒音のないときに、整流回路９及び１１の
直流出力の絶対値かはゾ等しいから、減算回路２０の出
力に現われるスピーカ音成分は略零となり、その結果、
スピーカ５ははソそのときの周囲騒音成分による音量に
保たれる。

この状態において、周囲騒音がなくなると、減算回路２
０の出力は略零となる。

このときコンデンサ３４の両端間の電荷は抵抗３３を通
してアナログスイッチ２１が導通ずる間に放電される。

然るに、前述の如く、抵抗３３とコンデンサ３４からな
る時定数は前記正のパルス幅に比して犬であり、かつ、
正のパルス幅が負のパルス幅に対して小であるから、コ
ンデンサ３４の両端間の電荷は急激に放電することなく
、除々に放電する。

従って、スピーカ５の音量は除々に元の音量に戻る。

また、レベルの犬なる周囲騒音によって）スピーカ音量
が非常に大きくなった場合、大レベルのスピーカ音によ
って周囲騒音がマスキングされて周囲騒音を検出しにく
＼なり、周囲騒音レベルが低下した場合と等価になって
スピーカの音量が低下する方向に向うが、上述の如く、
抵抗３３とコンデンサ３４からなる放電時定数がアナロ
グスイッチ２１のオン時間に比して十分大であり、かつ
アナログスイッチ２１のオン時間に対するオフ時間が十
分大であるから、等価的に周囲騒音レベルが低下しても
、コンデンサ３４の両端間の電位が急激に低下すること
がない。

また、抵抗３０とコンデンサ３４からなる充電時定数が
上記アナログスイッチ２１のオン時間に対して適宜に選
んであり、また、一般に音声信号源が楽音等の連続音に
おいても、長時間一定収上の高レベルを続けることはま
れであり、必ず短時間であっても、スピーカ音が周囲騒
音をマスキングしない程度のレベルになる期間がある。

この期間に周囲騒音成分は等価的に上昇するよら、この
ときアナログスイッチ２１が導通しているとすれば、そ
の周囲騒音成分によって、再ひコンデンサ３４は短時間
の内に充電されてその電位が上昇し、その結果、スピー
カの音量は元のレベルに上昇する。

従って、スピーカ音声の犬なるレベル時においても、マ
スキング現象を緩和でき、音量調整に不自然さがなくな
る。

また、音量調整器としては発光ダイオード等の発光体と
ＣｄＳ等の受光体とよりなる、例えばフォトカプラの他
に、トランジスタ等によって構成された電圧によって入
力音声信号を可変にできる全ての音量調整器を使用でき
ることは言うまでもない。

また、第４図及び第５図は第１図または第２図に基づい
た他の実施例で、スピーカ音声の非発音時から発音時に
変わった瞬間に、スピーカ音声の非発音時における周囲
騒音によって一時的にスピーカの音量が必要以上に大き
くなることを防止するための機能を付加した実施例であ
る。

以下、これらについて、簡単に説明する。

図中共通な部分に対しては同一番号を付しである。

第４図においては、整流回路９及び１１の出力と減算回
路２０の入力との間に各々アナログスイッチ４２及び４
３を設け、一方、整流回路１１の出力にレベル比較器４
４を設け、整流回路１１の出力が略零のとき、上記レベ
ル比較器４４の出力によってアナログスイッチ４２及び
４３を非導通とし、整流回路９及び１１の出力が減算回
路２０へ入力されるのを阻止するようにしたものである
。

また、第５図においては、音量調整器３の入力側音声信
号を整流回路４５によって整流し、この出力によってレ
ベル比較器４４を作動させて上記整流回路４５の出力が
略零のときアナログスイッチ４２．４３を非導通とし、
整流回路９及び１１の出力が減算回路２０へ入力される
のを阻止するようにしたものである。

上述の如く、本発明による自動音量調整装置は音量調整
器の出力側音声信号より変換した信号とスピーカ音及び
周囲騒音よりなる合成音より変換した信号とを各々減算
する回路と、オン時間よりオフ時間が犬なる一定周期の
繰り返しゲート回路と、このゲート回路のオン時に充電
時定数が放電時定数より小なる時定数をもって上記減算
出力を積分する積分器と、上記ゲート回路のオフ時に積
分器の出力を記憶保持する回路からなり、この積分器の
出力によって音量調整器を調整するようにしたものであ
る。

従って、周囲騒音レベルに応じてスピーカの音量を自動
的に調整し、スピーカ音声レベルが大きくなってもスピ
ーカ音によって周囲騒音がマスキングされて音量が不安
定になることがなく、また、ヌピーカ非発音時における
周囲騒音によってスピーカ音が一時的に過大になること
がないから信頼性のある自動音量調整装置を得ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による自動音量調整装置の一実施例のブ
ロック図、第２図は第１図に基づいた一実施例の回路図
、第３図は非安定マルチバイブレークの発振波形、第４
図及び第５図は第１図または第２図に基づいた他の実施
例である。１・・・・・・音声信号源、２・・・・・・＃Ｊ装増幅
器、３・・・・・・音量調整器、４・・・・・・電力増
幅器、５・・・・・・スピーカ、６・・・・・・マイク
ロホン、γ・・・・・・マイクロホン増幅器、ａ、ｉｏ
・・・・・・レヘ＃調整器、９、１１、４５・・・
・・・整流回路、１２，１６．３２・・・・・・バッフ
ァ、１５、・・・・・反転加算増幅器、２０・・・・・
・減算回路、２１゜４２．４３・・・・・・アナログス
イッチ、２２，２３・・・、・、インバータ、２９・・
・・・・ゲート回路、３５・・・・・・積分器、３６・
・・・・・ＦＥＴ、３８・・・・・・発光ダイオード、
３９・・・・・・ＣｄＳ、４４・・・・・・レベル比
較器。

Claims

【特許請求の範囲】

１音量調整器の出力側音声信号より変換した信号とス
ピーカ音及び周囲騒音よりなる合成音より変換した信号
とを各々減算する回路と、オン時間よりオフ時間が犬な
る＝定周期の繰り返しゲート回路と、該ゲート回路のオ
ン時に充電時定数が放電時定数より小なる時定数をもっ
て上記減算出力を積分する積分器と、上記ゲート回路の
オフ時に該積分器の出力を記憶保持する回路とを有し、
上記積分器の出力によって上記音量調整器を調整するこ
とを特徴とする自動音量調整装置。