JPS6041899B2 - アナログ信号の処理装置 - Google Patents
アナログ信号の処理装置Info
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- JPS6041899B2 JPS6041899B2 JP2297678A JP2297678A JPS6041899B2 JP S6041899 B2 JPS6041899 B2 JP S6041899B2 JP 2297678 A JP2297678 A JP 2297678A JP 2297678 A JP2297678 A JP 2297678A JP S6041899 B2 JPS6041899 B2 JP S6041899B2
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Links
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims description 20
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 20
- 230000003321 amplification Effects 0.000 claims description 14
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 claims description 14
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 6
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000013139 quantization Methods 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
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- 230000005236 sound signal Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
- Signal Processing For Digital Recording And Reproducing (AREA)
- Reduction Or Emphasis Of Bandwidth Of Signals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はオーディオテープレコーダやビデオテープレコ
ーダ等の磁気記録再生装置、トランシーバ−等の送受信
装置等、アナログ信号を授受する装置におけるアナログ
信号の処理装置に関し、その主たる目的とするところは
ダイナミックレンジの拡大を図ることにある。
ーダ等の磁気記録再生装置、トランシーバ−等の送受信
装置等、アナログ信号を授受する装置におけるアナログ
信号の処理装置に関し、その主たる目的とするところは
ダイナミックレンジの拡大を図ることにある。
一般に磁気記録再生装置では、その装置の性能を判断す
る要素としてダイナミックレンジの大きさがあげられる
。
る要素としてダイナミックレンジの大きさがあげられる
。
ダイナミックレンジとは信号を信号として正常に聞きと
る最大出力と、最小出力の比であるが、一般に低レベル
の信号は雑音レベルによつてマスキングされて聞きとれ
なくなるので最大出力とノイズレベルの比とみることが
できる。そこで夕゛イナミツクレンジの拡大は磁気記録
再生装置であれば、記録媒体として低ノイズのものを用
いるとか、雑音低域装置を活用する等して行なわれてい
るが、この種の方法では充分な効果を上げることができ
なかつた。人間の耳のダイナミックレンジが１２０ｄＢ
もの高性能であり、一般的磁気記録再生装置のそれがせ
いぜい８■Ｂ程度までであることを考えれば、ダイナミ
ックレンジ拡大の新たな方法の開発が望まれていた。本
発明はこのような時代の要求を充分に満足させることが
できるものであり、以下にその一実施例について図面と
共に説明する。第１図は本実施例装置の構成図てあり、
１は音声信号等のアナログ信号が入力される端子で、こ
の端子１にはサンプリングするために必要な帯域制限を
うけたアナログ信号が入力される。
る最大出力と、最小出力の比であるが、一般に低レベル
の信号は雑音レベルによつてマスキングされて聞きとれ
なくなるので最大出力とノイズレベルの比とみることが
できる。そこで夕゛イナミツクレンジの拡大は磁気記録
再生装置であれば、記録媒体として低ノイズのものを用
いるとか、雑音低域装置を活用する等して行なわれてい
るが、この種の方法では充分な効果を上げることができ
なかつた。人間の耳のダイナミックレンジが１２０ｄＢ
もの高性能であり、一般的磁気記録再生装置のそれがせ
いぜい８■Ｂ程度までであることを考えれば、ダイナミ
ックレンジ拡大の新たな方法の開発が望まれていた。本
発明はこのような時代の要求を充分に満足させることが
できるものであり、以下にその一実施例について図面と
共に説明する。第１図は本実施例装置の構成図てあり、
１は音声信号等のアナログ信号が入力される端子で、こ
の端子１にはサンプリングするために必要な帯域制限を
うけたアナログ信号が入力される。
この入力アナログ信号はサンプルホールドアンプ２すな
わちサンプリングしたレベルを次のサンプリングまで保
持しておくアンプでサンプリングされ、このサンプリン
グ処理された信号は可変利得増幅器３を通り、次段のア
ナログ・ディジタル変換器４に印加される。ここで上記
アナログ・ディジタル変換器４はサンプルホールドアン
プ２の１サンプル期間内に二度動作させるようになされ
ている。すなわちまず最初は入力アナログ信号のレベル
識別用に使用する。この場合、可変利得増幅器３は１倍
の増幅を行なう。すなわちサンプルホールドアンプ２で
サンプルホールドされたレベル値をそ−のままアナログ
◆ディジタル変換することによりレベル検出を行なうも
ので、この時のアナログ・ディジタル変換器４のディジ
タル出力信号は次段のラッチ回路５に読み込まれレベル
識別用論理回路６に入力ａされて、この回路６であらか
じめ設．−定された値と比較されレベル識別がなされる
。このレベル識別の結果、たとえば入力アナログ信号の
レベル最大人力信号レベルの１１４（−１２ｄＢ）以上
の時は、可変利得増幅器３はその増幅度が１倍に保たれ
たまま、入力信号がもう一度アナログ・ディジタル変換
され、アナログ◆ディジタル変換器４の出力はラッチ回
路５に入力される一方入力信号レベルが最大人力信号レ
ベルの１１４以下の時は、可変利得増幅器３を４倍（１
２ｄＢ）にするようにレベル識別用論理回路６から指示
ｂが出て、ｑ可変利得増幅器３の増幅度が４倍になつた
状態でアナログ・ディジタル変換がもう一度行なわれる
。以上の動作をアナログ圧縮といい、その結果入力信号
レベルに対する入力信号レベルとノイズレベルの比（Ｓ
／Ｎ）とは第２図のような関係になる。すなわちノイズ
レベルを一定とすると最大人力信号レベル（Ｏ点）の時
、Ｓ／Ｎは最大（Ａ点）になる。そして入力信号レベル
が減少するとそれに否例してＳ／Ｎも悪くなり、上述し
たようなアナログ圧縮処理を行なわない場合はＡ−Ｂの
特性となる。しかるにアナログ圧縮を行なうと、たとえ
ば入力信号レベルが最大人力信号レベルの１１４（−１
２ｄＢ）のレベル（Ｅ点）になるとアナロ）グ・ディジ
タル変換器４の入力信号を可変利得増幅器３により４倍
（１２ｄＢ）にするために、Ｓ／Ｎも良くなる（Ｄ点）
。その結果全体的な特性も、Ａ−Ｃ−Ｄ−Ｂ″のように
なり、入力信号のダイナミックレンジもＯ−ＢからＯ−
Ｂ″の間の分１２（１Ｂだけダイナミックレンジが広が
る。このようにアナログ圧縮を行なえば、可変利得増幅
器３の増幅器３の増幅度分だけダイナミックレンジを広
げることができるのであるが、反面ダイナミックレンジ
を広げる程、第２図のＥ点でのＳ／Ｎの゛不連続分Ｃ−
Ｄが大きくなる。これは後述するディジタル圧縮伸長処
理によつて解決している。アナログ圧縮後、アナログ・
ディジタル変換器４の二度目の動作でラッチ回路５に入
つたディジタル信号（２連化コード信号）は、次にディ
ジタル圧縮回路７に入りそのビット数が減少される。今
、ディジタル圧縮回路７の入出力特性が第３図のような
折線特性により、１３ビットを１１ビットに演算により
圧縮するものである場合、入力信号レベル対Ｓ／Ｎ比は
第４図のような特性になる。すなわち入力信号レベルが
大きくなつた場合、ビット数を減らす為に量子化を粗く
行なう。その結果、量子化ノイズが増え入力信号レベル
が大きくなつたにもかかわらずＳ／Ｎはあるレベルで落
着くようになる。このようにディジタル圧縮回路７でビ
ット数を減少されたディジタル信号はレベル識別用論理
回路６からのレベル識別用信号Ｃと共に出力端子８へ送
出される。
わちサンプリングしたレベルを次のサンプリングまで保
持しておくアンプでサンプリングされ、このサンプリン
グ処理された信号は可変利得増幅器３を通り、次段のア
ナログ・ディジタル変換器４に印加される。ここで上記
アナログ・ディジタル変換器４はサンプルホールドアン
プ２の１サンプル期間内に二度動作させるようになされ
ている。すなわちまず最初は入力アナログ信号のレベル
識別用に使用する。この場合、可変利得増幅器３は１倍
の増幅を行なう。すなわちサンプルホールドアンプ２で
サンプルホールドされたレベル値をそ−のままアナログ
◆ディジタル変換することによりレベル検出を行なうも
ので、この時のアナログ・ディジタル変換器４のディジ
タル出力信号は次段のラッチ回路５に読み込まれレベル
識別用論理回路６に入力ａされて、この回路６であらか
じめ設．−定された値と比較されレベル識別がなされる
。このレベル識別の結果、たとえば入力アナログ信号の
レベル最大人力信号レベルの１１４（−１２ｄＢ）以上
の時は、可変利得増幅器３はその増幅度が１倍に保たれ
たまま、入力信号がもう一度アナログ・ディジタル変換
され、アナログ◆ディジタル変換器４の出力はラッチ回
路５に入力される一方入力信号レベルが最大人力信号レ
ベルの１１４以下の時は、可変利得増幅器３を４倍（１
２ｄＢ）にするようにレベル識別用論理回路６から指示
ｂが出て、ｑ可変利得増幅器３の増幅度が４倍になつた
状態でアナログ・ディジタル変換がもう一度行なわれる
。以上の動作をアナログ圧縮といい、その結果入力信号
レベルに対する入力信号レベルとノイズレベルの比（Ｓ
／Ｎ）とは第２図のような関係になる。すなわちノイズ
レベルを一定とすると最大人力信号レベル（Ｏ点）の時
、Ｓ／Ｎは最大（Ａ点）になる。そして入力信号レベル
が減少するとそれに否例してＳ／Ｎも悪くなり、上述し
たようなアナログ圧縮処理を行なわない場合はＡ−Ｂの
特性となる。しかるにアナログ圧縮を行なうと、たとえ
ば入力信号レベルが最大人力信号レベルの１１４（−１
２ｄＢ）のレベル（Ｅ点）になるとアナロ）グ・ディジ
タル変換器４の入力信号を可変利得増幅器３により４倍
（１２ｄＢ）にするために、Ｓ／Ｎも良くなる（Ｄ点）
。その結果全体的な特性も、Ａ−Ｃ−Ｄ−Ｂ″のように
なり、入力信号のダイナミックレンジもＯ−ＢからＯ−
Ｂ″の間の分１２（１Ｂだけダイナミックレンジが広が
る。このようにアナログ圧縮を行なえば、可変利得増幅
器３の増幅器３の増幅度分だけダイナミックレンジを広
げることができるのであるが、反面ダイナミックレンジ
を広げる程、第２図のＥ点でのＳ／Ｎの゛不連続分Ｃ−
Ｄが大きくなる。これは後述するディジタル圧縮伸長処
理によつて解決している。アナログ圧縮後、アナログ・
ディジタル変換器４の二度目の動作でラッチ回路５に入
つたディジタル信号（２連化コード信号）は、次にディ
ジタル圧縮回路７に入りそのビット数が減少される。今
、ディジタル圧縮回路７の入出力特性が第３図のような
折線特性により、１３ビットを１１ビットに演算により
圧縮するものである場合、入力信号レベル対Ｓ／Ｎ比は
第４図のような特性になる。すなわち入力信号レベルが
大きくなつた場合、ビット数を減らす為に量子化を粗く
行なう。その結果、量子化ノイズが増え入力信号レベル
が大きくなつたにもかかわらずＳ／Ｎはあるレベルで落
着くようになる。このようにディジタル圧縮回路７でビ
ット数を減少されたディジタル信号はレベル識別用論理
回路６からのレベル識別用信号Ｃと共に出力端子８へ送
出される。
この出力端子８から送出された信号は、記録媒体に記録
されるかあるいは送信回路を通して外部に送信される。
次に上記記録媒体を再生して得られた信号あるいは送信
信号を受信して得られた信号は再生側あるいは受信側の
入力端子９へ送られる。
されるかあるいは送信回路を通して外部に送信される。
次に上記記録媒体を再生して得られた信号あるいは送信
信号を受信して得られた信号は再生側あるいは受信側の
入力端子９へ送られる。
この入力端子９に入力されたディジタル信号は、ディジ
タル伸長回路１０へ入力され、ディジタル信号と一諸に
送らてきたレベル識別用信号は可変利得増幅器１２へ入
力される。ディジタル伸長回路１０に入力されたディジ
タル信号はビット数を増やされ、元のビット数のディジ
タル信号に復元されて、ディジタル・アナログ変換器１
１に印加され、ここでアナログ信号に変換される。そし
てこのアナログ信号は可変利得増幅器１２に入力され、
この可変利得増幅器１２がレベル識別用信号Ｃの指示に
より記録あるいは送信側の可変利得増幅器３とは逆の動
作を行なうことによつてアナログ圧縮された信号を伸長
することにより、元のアナログ信号に得元されて、出力
端子１３から出力される。このようにアナログ圧縮長と
ディジタル圧縮伸長とを用いてアナログ信号を処理する
ことにより装置全体としてみた入力信号レベルに対する
Ｓ／Ｎ比は第５図のようになる。
タル伸長回路１０へ入力され、ディジタル信号と一諸に
送らてきたレベル識別用信号は可変利得増幅器１２へ入
力される。ディジタル伸長回路１０に入力されたディジ
タル信号はビット数を増やされ、元のビット数のディジ
タル信号に復元されて、ディジタル・アナログ変換器１
１に印加され、ここでアナログ信号に変換される。そし
てこのアナログ信号は可変利得増幅器１２に入力され、
この可変利得増幅器１２がレベル識別用信号Ｃの指示に
より記録あるいは送信側の可変利得増幅器３とは逆の動
作を行なうことによつてアナログ圧縮された信号を伸長
することにより、元のアナログ信号に得元されて、出力
端子１３から出力される。このようにアナログ圧縮長と
ディジタル圧縮伸長とを用いてアナログ信号を処理する
ことにより装置全体としてみた入力信号レベルに対する
Ｓ／Ｎ比は第５図のようになる。
すなわち入力信号レベルの大きい場合には、量子化を粗
く行なうディジタル圧縮伸長によりＳ／Ｎがあるレベル
で安定化され、アナログ圧縮伸長の影響を受けなくなり
ダイナミックレンジ拡大に伴う特性線上の大きな不連続
点を生じなくなる。その結果可変利得増幅器の増幅度を
大きくすることができ、よりダイナミックレンジを拡大
することが可能となり、人間の耳のダイナミックレンジ
に迫ることも期待できるようになる。以上説明したよう
に本発明のアナログ信号の処理装置は、アナログ・ディ
ジタル変換後のディジタル信号のレベル識別用の制御信
号を作り、更にアナログ伸長時にこの制御信号を利用す
ることによりアナログ信号圧縮伸長による再生誤差を小
さくすることができ、さらにアナログ圧縮伸長によりダ
イナミックレンジの拡大を行なうことができ、これにデ
ィジタル圧縮伸長を加味することでＳ／Ｎの大幅な変動
を解消でき、全体として安定したダイナミックレンジの
拡大を行なうことができるものである。
く行なうディジタル圧縮伸長によりＳ／Ｎがあるレベル
で安定化され、アナログ圧縮伸長の影響を受けなくなり
ダイナミックレンジ拡大に伴う特性線上の大きな不連続
点を生じなくなる。その結果可変利得増幅器の増幅度を
大きくすることができ、よりダイナミックレンジを拡大
することが可能となり、人間の耳のダイナミックレンジ
に迫ることも期待できるようになる。以上説明したよう
に本発明のアナログ信号の処理装置は、アナログ・ディ
ジタル変換後のディジタル信号のレベル識別用の制御信
号を作り、更にアナログ伸長時にこの制御信号を利用す
ることによりアナログ信号圧縮伸長による再生誤差を小
さくすることができ、さらにアナログ圧縮伸長によりダ
イナミックレンジの拡大を行なうことができ、これにデ
ィジタル圧縮伸長を加味することでＳ／Ｎの大幅な変動
を解消でき、全体として安定したダイナミックレンジの
拡大を行なうことができるものである。
第１図は本発明装置の一実施例を示す構成図、第２図は
アナログ圧縮伸長に伴う入力信号レベル対Ｓ／Ｎの特性
図、第３図はディジタル圧縮伸長に伴う入出力特性図、
第４図はディジタル圧縮伸長に伴う入力信号レベル対Ｓ
／Ｎの特性図、第５図は装置全体の入力信号レベル対Ｓ
／Ｎの特性図である。 １・・・入力端子、２・・・サンプルホールドアンプ、
３・・・可変利得増幅器、４・・・アナログ・ディジタ
ル変換器、５・・・ラチ回路、６・・ルベル識別用論理
回路、７・・・ディジタル圧縮回路、８・・・出力端子
、９・・・入力端子、１０・・・ディジタル伸長回路、
１１・・・ｉディジタル・アナログ変換器、１２・・・
可変利得増幅器、１３・・・出力端子。
アナログ圧縮伸長に伴う入力信号レベル対Ｓ／Ｎの特性
図、第３図はディジタル圧縮伸長に伴う入出力特性図、
第４図はディジタル圧縮伸長に伴う入力信号レベル対Ｓ
／Ｎの特性図、第５図は装置全体の入力信号レベル対Ｓ
／Ｎの特性図である。 １・・・入力端子、２・・・サンプルホールドアンプ、
３・・・可変利得増幅器、４・・・アナログ・ディジタ
ル変換器、５・・・ラチ回路、６・・ルベル識別用論理
回路、７・・・ディジタル圧縮回路、８・・・出力端子
、９・・・入力端子、１０・・・ディジタル伸長回路、
１１・・・ｉディジタル・アナログ変換器、１２・・・
可変利得増幅器、１３・・・出力端子。
Claims (1)
- １ 入力アナログ信号をサンプルホールドするサンプル
ホールド手段と、前記サンプルホールド手段の出力を入
力とし、制御信号により信号の増幅度を変化させる可変
増幅手段と、前記可変増幅手段の出力をディジタル信号
に変換するアナログ・ディジタル変換手段と、前記アナ
ログ・ディジタル変換手段の出力ディジタル信号から入
力アナログ信号のレベルを識別し、前記可変増幅手段に
制御信号を出力する制御手段とにより、入力アナログ信
号をサンプルホールドしている期間の第１の期間に前記
可変増幅手段を入力信号をそのまま出力する状態に設定
し、アナログ・ディジタル変換手段でディジタル信号に
変換し、前記制御手段で入力アナログ信号のレベルを識
別し、制御信号により前記可変増幅手段の増幅度を変化
させ、入力アナログ信号をサンプルホールドしている期
間の第２の期間に再度アナログ・ディジタル変換手段で
ディジタル信号に変換することにより、アナログ圧縮さ
れたディジタル信号を得、前記ディジタル信号のビット
数を減少させるディジタル圧縮手段によりディジタル圧
縮を行ない、このディジタル信号を前記制御手弾からの
制御信号とともに記録媒体に記録するかあるいは送信し
、上記記録媒体から再生されるかあるいは受信されたデ
イジタル信号をディジタル伸長する手段と、この伸長さ
れたディジタル信号をアナログ信号に変換するディジタ
ル・アナログ変換手段と、同じく上記記録媒体から再生
されるかあるいは受信された制御信号により信号の増幅
度を変化させる可変増幅手段により、前記アナログ信号
を伸長することにより元のアナログ信号を復元すること
を特徴とするアナログ信号の処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2297678A JPS6041899B2 (ja) | 1978-02-28 | 1978-02-28 | アナログ信号の処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2297678A JPS6041899B2 (ja) | 1978-02-28 | 1978-02-28 | アナログ信号の処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS54115009A JPS54115009A (en) | 1979-09-07 |
| JPS6041899B2 true JPS6041899B2 (ja) | 1985-09-19 |
Family
ID=12097582
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2297678A Expired JPS6041899B2 (ja) | 1978-02-28 | 1978-02-28 | アナログ信号の処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6041899B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4551853A (en) * | 1982-10-28 | 1985-11-05 | Thomson Csf | Apparatus for processing speech in radioelectric transmitter/receiver equipment suitable for transmitting and receiving speech |
-
1978
- 1978-02-28 JP JP2297678A patent/JPS6041899B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS54115009A (en) | 1979-09-07 |
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