专利名称：低音增强电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及其中根据音频信号的输入电平改变低音成分的增益和截止频率的低音增强电路。
背景技术：
在音频信号处理技术领域中，通常为了能使人的听觉调整音量小时难以捕捉低音的特性，提出图5中所示的低音增强电路(例如参照日本待决专利申请145992/1993号)。该电路利用低通滤波器2从经输入端子1输入的音频信号提取低音信号，在检波器电路3中检测该低音信号，并且根据该检测输出在压控放大器6中放大低音信号的电平。对于整个音频信号，在加法电路7相加上述低音增强电路10A形成的低音信号和通过高通滤波器5对高音增强了电平的高音信号并且输出到输出端子8。
通过该低音增强电路，输入信号中的低音电平越低，对低音的放大因子越大，从而有效地进行可听性上的低音补偿。
尽管人能觉察的声音和强度对于不同的人在频率范围上是不同的，但对于频率其约在20赫和20千赫之间。尽管通常通过响度曲线显示出声音强度范围随频率变化，把可以觉察的最大值称为感觉阈，并且耳朵可以完全觉察超过此的强声。感觉阈几乎不受到频率的影响，而是在声压级120分贝上。把注意到最低声平称为声音闻阈，该阈各个人明显不同。但是，当声音频率变低时闻阈变大并且耳朵的灵敏性变差。许多人约在2千赫和4千赫的频率之间闻阈是低的，此时耳朵的灵敏性良好。
也就是说，由于人耳具有随频率改变的闻阈，即使物理上声音的强度相同，如果频率不同在感觉上不能听到相同的响度。当声音强时，按频率响度几乎没有差别，但是如果声音变弱，低频段的响度相当下降并且感觉起来要比信号水平弱。从而存在调低音量和调大音量下低频声音不同的现象，而且复音下音调也发生改变。
这样，根据输入信号电平，通过图5中所示的低音增强电路控制低音的放大因子，并且有效地在小音量下进行可听性上的低音补偿。即使通过这种增强电路和环绕音电路的组合(例如参照日本待决专利申请354595/2002号)采用小尺寸扬声器时，可以得到比扬声器口径大的散布感觉以及丰富的低音。
但是，当根据输入信号电平或低音成分电平集中地在100赫的频率附近放大6分贝或更大的低音(例如人最为感觉的约100赫的低音频率)时，尽管显现低音，它改变成不带有声学效果的过增强状态，并且实验证明这尤其是通过声调的改变伴生的。还证明存在只放大低音音量的缺点，并且中频区会下降以及不再能容易地听到元音等等。从而，当在常规增强电路中输入小信号时，作为只强调会处于过增强状态的和对诸如“拍击声”或“尖峰时”之外的声音不具有声学效果的低音的后果，存在着产生音调改变、中频区下降以及不再能容易地听到元音等的问题。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种即使输入小信号不会处于过增强状态、中频区几乎不下降并且可趋于听到元音等的增强电路。
本发明的低音增强电路的特征在于包括提取进入信号中的低音成分的低通滤波器；输入并检测该低通滤波器的输出信号的检波器电路；输入该进入信号并且输出低音成分的可变截止频率低通滤波器，其中根据所述检波器电路的输出信号电平控制截止频率；以及输入该可变截止频率低通滤波器的输出信号并且输出低音增强输出信号的压控放大器，其中根据该检波器电路的输出信号电平控制该输出的增强信号的增益。
另外，本发明的低音增强电路最好包括该通过所述检波器电路的输出信号控制的可变截止频率低通滤波器以及该由所述检波器电路的输出信号控制的压控放大器，从而当所述低通滤波器的输出信号电平低时该截止频率变低并且当所述低通滤波器的输出信号电平低时增益变高。
另外，本发明的低音增强电路可包括一个输出该低通滤波器输出信号的平均值的平均电路或者包括一个输出该低通滤波器输出信号的最大值的最大值电路，以替代上述低音增强电路中的检测电路。
在上述低音增强电路中，最好把所述低通滤波器的截止频率设置在50赫和600赫之间。
在上述低音增强电路中，最好把该可变截止频率低通滤波器的截止频率变化范围设置成从10赫到600赫。
另外，在上述低音增强电路中，可以颠倒该可变截止频率低通滤波器和该压控放大器的连接次序，或者可以使该可变截止频率低通滤波器和该压控放大器合为一体。
本发明的低音增强电路能够输入把左右通道的二个音频信号相加成进入信号的信号并且把低音增强输出信号相加到左、右通道的各个音频信号上。
图1是实施例1的增强电路的方块图。
图2是实施例1的增强电路的增益的频率特性曲线。
图3是实施例1的增强电路的具体电路图。
图4是实施例2的双通道音频电路的方块图。
图5是常规增强电路的方块图。
具体实施例方式
作为反复各种实验的结果，通过根据进入信号中的低音成分电平同时改变压控放大器的放大增益和低通滤波器的截止频率，本发明能解决上面提到的问题。以下给予详细解释。
实施例1图1示意示出本发明实施例1的增强电路。实施例1的增强电路包括音频信号的输入端子1，截止频率设置在50赫和600赫之间的低通滤波器2，检波器电路3，截止频率例如可在10赫和600赫之间改变的可变截止频率低通滤波器4，截止频率设在10千赫和20千赫之间的高通滤波器5，增益由控制电压控制的压控放大器6，加法电路7以及音频信号的输出端子8。低音增强电路10包括低通滤波器2，检波器电路3，可变截止频率低通滤波器4和压控放大器6。
在通过低通滤波器2提取低音信号后，从输入端子1输入的音频信号在检波器电路3中检测。根据检波器电路3的输出电平控制可变截止频率低通滤波器4和压控放大器6。当功率电平低时可变截止频率低通滤波器4的截止频率变低，而当功率电平高时变高。当检测功率电平低时，压控放大器6的增益变高，而当功率电平高时它变低。这样同时就低音成分控制截止频率和增益，并且把通过可变截止频率低通滤波器4和压控放大器6的音频信号输入到加法电路。另一方面，通过高通滤波器5提取从输入端子1输入的音频信号中的高音信号并且加到加法电路7上。输入端子1直接和加法电路7连接。这样，在加法电路7相加根据低音电平改变其截止频率和增益的低音信号、未改变其频率特性的通常信号以及高音信号然后输出到输出端子8。
图2示出输出到输出端子8的音频信号的增益的频率特性例子。这样，对于低音信号，即使输入信号电平改变和增益改变，它工作成可把100赫附近频率的增益改变遏制到最小。由此，即使输入小信号时，它不会处于过增强状态，并且还消除例如“拍击”或“尖峰”的声音，中频区几乎不会下降而且元音等变成容易听见。
图3是图1增强电路的具体电路图。图中添加了输入缓冲器11和输出缓冲器12。图中低通滤波器2由电阻R3和电容C2构成。高通滤波器5由电路R1和R2、电容C1以及运算放大器OP1构成。可变截止频率低通滤波器4和压控放大器6由运算放大器OP2、充当一个根据检波器电路3的检测功率电平改变内部电阻的可变电阻器的增益元件13、电阻R4和R5以及电容C4构成。即，图中把可变截止频率低通滤波器4和压控放大器6被构成是一个使用运算放大器OP2的单元。高通滤波器5只增强高音并且实际上让其它频率的信号通过。
实施例2图4是一个双通道音频电路的电路图，其中建立图1的增强电路和环绕声生成电路。图中高通滤波器2L和2R分别和二个通道连接。低音增强电路10利用加法器31捕集二个通道的相加信号，输入并且处理它们，然后利用加法器7L和7R分别添加到二个通道上。在环绕声生成电路20中，利用减法器21提取二个通道的音频信号差，低通滤波器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分别添加到二个通道上，从而变成和减法器21中的相减相位相同。
这样，当应用到双通道音频电路上时，实施例1的增强电路是共用于二个通道的低音增强电路10。
实施例3尽管图1中压控放大器6连接在可变截止频率低通滤波器4的后面并且在图3中可变截止频率低通滤波器4和压控放大器6合成一体，可以采用把可变截止频率低通滤波器4连接在压控放大器6的后面的结构。可以用输出低通滤波器2的输出信号的平均值的平均电路或者用输出低通滤波器2的输出信号的最大值的最大值电路替代检波器电路3。
本发明不受上述实施例的限制而是可以根据本发明的含义做出各种改变。例如，可以把压控放大器改变成电流控制型放大器，或者还可以考虑处理数字信号的电路配置。
即使输入小信号时，依据本发明的低音增强电路不会变成过增强状态并且消除诸如“拍击”或“尖峰”的声音，它还几乎不使中频区下降，而且存在可以趋于听到元音等的优点。
应理解上面说明的方案仅用来说明对本发明的原理的应用。业内人士在不背离本发明的范围下可想出各种修改和替代方案，并且附属权利要求书用于覆盖这些修改和方案。
权利要求
1.一种低音增强电路，包括提取输入信号中的低音成分的低通滤波器；输入并检测所述低通滤波器的输出信号的检波器电路；输入所述输入信号并且输出低音成分的可变截止频率低通滤波器，其中根据所述检波器电路的输出信号电平控制截止频率；以及输入所述可变截止频率低通滤波器的所述输出信号并且输出低音增强输出信号的压控放大器，其中根据所述检波器电路的输出信号电平控制所述输出的增强信号的增益。
2.根据权利要求1的低音增强电路，其中所述可变截止频率低通滤波器受所述检波器的输出信号的控制，从而当所述低通滤波器的输出信号电平低时该截止频率变低，并且其中所述压控放大器受所述检波器的输出信号的控制从而当所述低通滤波器的输出信号电平低时其增益变高。
3.根据权利要求1或2的低音增强电路，其中用输出所述低通滤波器的输出信号的平均值的平均电路或者用输出所述低通滤波器的输出信号的最大值的最大值电路来代替所述检测电路。
4.根据权利要求1、2或3的低音增强电路，其中把所述低通滤波器的所述截止频率设定在50赫和600赫之间。
5.根据权利要求1、2、3或4的低音增强电路，其中把所述可变截止频率低通滤波器的所述截止频率的变化范围设成从10赫到600赫。
6.根据权利要求1、2、3、4或5的低音增强电路，其中颠倒所述可变截止频率低通滤波器和所述压控放大器的连接次序，或者把所述可变截止频率低通滤波器和所述压控放大器合为一体。
7.根据权利要求1、2、3、4、5或6的低音增强电路，其中所述增强电路输入把左、右通道的二个音频信号相加成所述输入信号的信号，并且把所述低音增强输出信号添加所述左、右通道的各自音频信号上。
全文摘要
本发明涉及低音增强电路。本发明的低音增强电路根据进入信号的低音成分电平同时改变压控放大器的增益和低通滤波器的截止频率。即使输入小信号时，该电路不变成过增强状态并消除诸如“拍击”或“尖峰”的声音，它还几乎不下降中频区而且存在可趋于听到元音等的优点。
文档编号H03G5/16GK1612469SQ200410089699
公开日2005年5月4日 申请日期2004年10月29日 优先权日2003年10月30日
发明者杉本芳嗣 申请人:新日本无线株式会社