專利名稱：聲音電路的制作方法
技術領域：
本發明涉及在電視機的聲音電路等所謂一般音頻范圍中增強低頻特性的聲音電路。
已有的電視機等的聲音電路，并不是所謂高保真(Hi—Fi)音頻而是屬于一般音頻范疇。因此，聲音屬于所謂廣播盒式錄音機的水平。然而，另一方面，由于市場中充滿AV(Audio.Vedio)軟件，也要求一般的AV機的聲音輸出具有更動人的臨場感。
占AV軟件多數的動作片等中，聲音中含有較多的低頻成分，為充分再現這種低頻成分，要求有更為動人效果和臨場感。
此外，由于卡拉OK熱，將卡拉OK用的激光唱盤或卡拉OK用磁帶錄像機接到電視機上，在家庭中享受卡拉OK樂趣的家用卡拉OK也引人注目。這也要求有能輸出更低音域的聲音的電視機。
還有，從全球觀點看，在一些國家和地區，所謂打擊樂的強調高音和低音的音樂也受人歡迎。
另一方面，電視機的市場要求進一步降低成本，并且聲音輸出的最后一級的揚聲器也是它的對象，市場的動向朝不同的方向發展。為此，推進小型化和輕量化，結果是揚聲器的聲音頻率特性(以下記作f特性)也趨向低頻特性變劣的情況。
為解決這一問題，至今一般采取用電路抬高低頻成分的輸出，并增加低頻的音量的方法。
用圖7說明已有例的加強低頻的聲音電路。在已有例的加強低頻段的聲音電路方框圖的圖7中，切換TV聲音輸入信號TV-L、TV-R和視頻聲音輸入信號AV-L、AV-R，并作為輸出信號L1、R1輸出的AV轉換開關(AVSW)1，其輸出接到對此信號L1、R1進行低音、高音、平衡、音量、環境等控制并作為信號L2、R2輸出的聲音控制部2的輸入上。控制部3對AVSW1進行切換指示，同時對聲音控制部2通過指令信號進行各種控制。
聲音控制部2的輸出信號L2分成2路，一路通過從輸入信號提取任意的低頻段作為信號L3輸出的帶通濾波器(BPF)4，另一路則直接地，接到混合輸入信號的混合放大器6的輸入端。與此相同，聲音控制部2的輸出信號R2的一路，通過從輸入信號提取任意低頻段作為R3輸出的帶通濾波器5，另一路直接地，接到混合輸入信號的混合放大器7的輸入端。混合放大器6、7各自的輸出接到將信號L4、R4放大并作為信號L5、R5輸出的功率放大器8上，其放大后的輸出接到左側揚聲器9和右側揚聲器10上。
以下就上述構成的已有例聲音電路的工作加以說明。由來自控制部3的切換信號通過AVSW1切換輸入信號TV-L和TV-R、或輸入信號AV-L和AV-R，并作為信號L1、R1輸出。信號L1、R1通過來自控制部3的控制低音、高音、平衡、音量、環境等的各種控制信號在聲音控制部2作信號處理，并作為信號L2、R2輸出。
信號L2、R2分別被分成2路，用BPF4、BPF5取出任意低頻成分作為信號L3、R3輸出，并與原信號L2、R2在混合放大器6、混合放大器7中相混合，作為信號L4、R4輸出。以此使原信號的低頻成分得到加強。信號L4、R4由功率放大器8作為信號L5、R5放大，而后由揚聲器9、10加強低頻成分作為聲音放出。圖8表示已有例的聲音電路的f特性的例子。
上述的已有例的工作方式在日本專利特開平5-49092公報等中也提出過。還對像電話線路那樣聲音的通頻帶被限于0.3—3.4KHz的情況下的單音聲音，提出由聲音控制來補償傳送時的聲音信號劣化的方法(特開平1-123554號公報)，但沒有示明具體的補償裝置。
還有，作為已有例日本專利特開平5-115100號公報中雖然提出設法使人們容易聽到當中的人的聲音的聲音加強電路，但不是加強低音的電路，為達到加強中頻區的效果，在權利要求2還提出進一步設置低頻截止電路，不是加強低音的電路。
然而，上述圖7所示的已有例的聲音電路的構成中，低音加強效果并不十分理想。存在的問題是，由于因揚聲器的成本進一步節減或電視機的小型化導致揚聲器音箱小容量化等原因，使f特性進一步惡化，得不到充分的低頻感。
還存在的問題是，圖8中用實線表示的f特性是電路的頻率特性，加進揚聲器固有的f特性后，聲音輸出的f特性變得更為不好。
本發明的目的在于解決上述已有技術的問題，提供有更好的低音加強效果的聲音電路。
為達到上述目的，本發明的聲音電路，作為第1構成，具備有將第1聲音信號和第2聲音信號加以混合的混合裝置；從上述混合裝置輸出的第3聲音信號中，以低音區的特定頻率為基礎，取出對所用揚聲器具有最合適的f0值、Q值的任意的頻率特性的第4聲音信號用的濾波器；將上述第4聲音信號至少2分配作為第5聲音信號的分配裝置；以及將上述第1聲音信號、上述第2聲音信號與由上述分配裝置分配的上述第5聲音信號分別重疊的重疊裝置，因而其特征在于，可以放出低頻豐富的聲音。
對于這第1構成，設置有對第4聲音信號進行通/斷控制或信號電平控制的控制裝置，通過能任意選擇具有附加在第4聲音信號上的任意頻率特性的特定頻段的信號電平的構成，有可能進行適合用戶愛好的選擇。
此外，作為第2構成，是相對于第1構成，在第1濾波器的上述濾波器與上述分配裝置之間，還可以附加有對信號作全波整流并以原信號的倍頻輸出的全波整流裝置；和對這一全波整流裝置的輸出信號，以任意頻率為基準，并以任意的頻率特性作為第6聲音信號輸出的第2濾波器。
再者，作為對第2構成的變形構成，是在上述第1構成中，上述第1濾波器與上述分配裝置之間，還可以附加有放大第1濾波器的輸出信號并作為第5聲音信號輸出的放大裝置；對上述第1濾波器的輸出信號進行全波整流，并以原信號的倍頻的第6聲音信號輸出的全波整流裝置；對上述放大器的輸出信號與全波整流裝置的輸出信號進行切換并作為第7聲音信號輸出的信號切換裝置；對上述信號切換裝置進行切換控制的第1控制裝置；對上述信號切換裝置的輸出信號，以任意頻率為基準，以任意的頻率特性作為第8信號輸出的第2濾波器；以及對上述第2濾波器輸出信號進行通/斷控制或信號電平控制的第2控制裝置。
在上述構成中，可以采用將放大裝置的第5信號與全波整流裝置的第6信號加以混合并作為第7信號輸出的混合裝置取代切換裝置的結構。
本發明在上述第1構成中，在混合L、R各信號的基礎上，通過具有任意的頻率特性的濾波器，提取任意的低音頻段成分，并通過分配裝置進行2分割后，通過重疊裝置確保原信號的L、R信號分離的同時，僅將低音頻成分重疊到原信號的L、R信號上，經過這些處理，得以重放出低音頻段上有較大音量的聲音信號。
另外，在第2構成中，對于小揚聲器難以輸出的低頻段，通過整流裝置加強它的倍頻以加強低音感，而且，在備有切換電路的情況下，能夠簡單地切換由放大器達到的低音加強和由全波整流裝置達到的低頻段的倍頻加強。而且，在將全波整流裝置和放大器的輸出相混合的構成中，調合低音加強和低頻段倍頻加強兩方面的作用，無論什么樣大小的電視機或使用的揚聲器，都能放出對其最適合的低音加強用的聲音信號。
圖1是本發明的第1實施例的聲音電路的方框圖。
圖2是本發明的第2實施例的聲音電路的方框圖。
圖3是同在第2實施例中的全波整流的波形圖。
圖4是同在第2實施例中的全波整流電路的電路圖。
圖5是改變同在第2實施例中的全波整流電路的連接，并變更為放大器的電路圖。
圖6是本發明的第3實施例的聲音電路的方框圖。
圖7是已有例的聲音電路的方框圖。
圖8是已有例的輸出波形的頻率特性圖。
以下參照附圖就本發明的一個實施例的聲音電路加以說明。圖1是本發明的第1實施例的聲音電路的方框圖。下面用圖1說明本發明的第1實施例。在圖1中，凡與已有例的圖7有相同的符號的都具有相同的功能，省略其細節說明。
切換TV聲音輸入信號TV-L、TV-R和視頻聲音輸入信號AV-L、AV-R并作為輸出信號L1、R1輸出的AV轉換開關(AVSW)1的輸出接到對此信號L1、R1進行低音、高音、平衡、音量、環境等控制，并作為信號L2、R2輸出的聲音控制部2的輸入上。
輸出L2、R2各信號的聲音控制部2的輸出，被連接到混合輸入信號并放大到任意電平作為信號M1輸出的混合放大器21的輸入端上，混合放大器21的輸出被連接到以具有任意f0(低頻段的共振頻率)值、Q值的f特性從信號M1中提取出任意低頻段成分作為信號M2輸出的濾波器22的輸入端上，其輸出被連接到將輸入信號M2不影響下一級地作為M3L、M3R分離的分配器23的輸入端上，其輸出信號M3L與聲音控制部2的輸出信號L2被連接到混合輸入信號并輸出混合信號L4′的混合放大器24的輸入端上；另一方面分配器23的輸出信號M3R與聲音控制部2的輸出信號R2被連接到混合輸入信號并輸出混合輸出信號R4′的混合放大器25的輸入端上。混合放大器24、25的輸出被連接到功放8的輸入端上。
控制部26對AVSW1輸出切換指示信號，對聲音控制部2通過指令信號進行各種控制等，與已有例的圖7中的控制部3具有同樣的功能。又在分配器23對聲音混合信號M2作靜噪控制或根據需要作分階段的或連續的電平控制。
如上構成的本發明的第1實施例的動作說明如下。與已有例相同，通過AVSW1和聲音控制部2輸出的L2、R2各信號分別被分路，其中一組輸往混合放大器21。
L2、R2各信號在混合放大器21中被混合，并放大到最適合電視機聲音系統的電平作為信號M1輸出。信號M1用濾波器22以任意的f特性提取低頻段成分，作為信號M2輸出。信號M2通過分配器23作為信號M3L、M3R輸出。在混合放大器24及混合放大器25中與來自聲音控制部2的各分路信號L2、R2重疊，作為信號L4′、R4′輸入到功放8，放大后作為輸出信號L5、R5分別驅動揚聲器9、10。這時，控制部26對分配器23進行靜噪控制，以此可選擇對揚聲器9、10的輸出是否加上被加強了的低音。或者根據需要進行分階段的或連續的電平控制，從而能夠調節揚聲器輸出中的低音域的加強程度。這一操作不只是在分配器23中，也能在混合放大器21至分配器23之間進行。
輸入的L、R各信號的低頻成分不論含在L、R哪一個中都通過混合放大器21加以混合，通過分配器23再次被分開的L、R信號，由左右兩方的揚聲器放出，因此加強了放出的低頻段的音量，形成了更加豐富的低音加強。再者分開成L、R信號的低頻信號是通過濾波器22加以選擇，以100Hz附近作為f0(低頻段的共振頻率)的，是聽覺上指向性較弱的區域，不會妨害聽覺上的立體分離感。然而，因由左右揚聲器分別以相同的電平放音，低頻音量變得非常豐富。
下面用圖2表示本發明的第2實施例。因與圖1及圖7標有相同符號的都具有相同的功能，故省略其細節說明。
本實施例中，在第1實施例的圖1的濾波器22與分配器23之間，加進了來自濾波器22的信號的處理裝置的選擇用的切換部27和第2濾波器31。也就是，切換部27由下列部分組成將來自濾波器22的信號M10放大到任意電平并作為信號M11輸出的放大器28，對來自濾波器22的信號M10作全波整流并作為信號M12輸出的全波整流電路29；以及切換該信號M11和M12并作為信號M13輸出用的轉換開關(SW)30。切換部27的輸出信號M13通過從信號M13中提取任意低頻段的濾波器31后，作為信號M2輸入到分配器23。
控制部32對AVSW1的切換指示、對聲音控制部2的指令信號所作的各種控制、在分配器23對聲音混合信號作的靜噪控制和電平控制等，具有與圖1實施例所示的控制部26同等的功能，但不同點是，還加上對SW30作切換控制。
對如上構成說明其動作如下。
與圖1所示第1實施例相同地通過AVSW1和聲音控制部2輸出的L2、R2的各信號分別被分路，其中一組輸入混合放大器21。
L2、R2各信號在混合放大器中混合，放大到最適合電視機的聲音系統的電平，作為信號M1輸出。信號M1通過濾波器22，提取具有任意f特性的低頻成分，作為信號M10輸出。
下面對M11側加以說明。
首先說明由控制部32在切換部27內將SW30轉接在輸入信號M11一側的情況。
信號M10由放大器28放大到最合適的電平，成為信號M11，從SW30作為信號M13輸出。信號M13進而由濾波器31作為具有任意的f特性的信號M2輸出。與第1實施例相同，信號M2通過分配器23作為信號M3L、M3R輸出，由混合放大器24及混合放大器25將它們與由聲音控制部2輸出分路的原信號L2、R2相重疊，作為信號L4′、R4′被輸入到功放8，經放大后作為信號L5、R5分別驅動揚聲器9、10，L、R信號的低頻成分不論含在L、R哪一個中都在第2混合放大器中被混合，而后再一次分開成L、R信號，所以增加了放出的低頻段的音量，形成更豐富的低音。
再者，分開成L、R信號的低頻段的信號是通過濾波器22，選擇100Hz附近作為f0(低頻段的共振頻率)，且是聽覺上指向性較弱的區域，不妨害聽覺上的立體分離感。然而由于左右揚聲器以相同的電平放音，因此低頻的音量變得非常豐富。
下面對信號M12側加以說明。
其次說明由控制部32在切換部27內將SW30轉接在輸入信號M12一側的情況。
信號M10，通過全波整流電路29進行全波整流成為倍頻信號，作為信號M11輸出。信號12通過SW30作為信號M13輸出，經濾波器31濾去邊緣部等的高頻成分，作為信號M2輸出。
對于這種波形變換，圖3中示出采用正弦曲線的例子。圖中，(1)是輸入的正弦曲線；(2)是將原正弦波形上相位180°～360°部分的波形作極性翻轉后的波形；(3)是用濾波器濾去高頻成分整形成頻率為(1)的正弦波的2倍的曲線。
與第1實施例相同，信號M2通過分配器23作為信號M3L、M3R輸出，在混合放大器24及混合放大器25中與原L2、R2各信號相重疊，作為信號L4′、R4′輸入到功放8，經放大后，作為輸出信號L5、R5分別驅動揚聲器9、10。L、R各信號的低頻段的成分不論含在L、R哪一邊中都由混合器加以混合，并再次分開成L、R信號。
信號12一側是在使用低頻f特性差的揚聲器的情況下特別有效的方法。由于可以通過將揚聲器不能放出的低音部變成倍頻放音的方法，補償低頻段的不足，因此，增加了放音中低頻的音量，形成更豐富的低音加強。再者，分開成L、R信號的低頻段信號是通過濾波器22選擇100Hz附近作為f0(低頻段的共振頻率)的，且是聽覺上指向性較弱的區域，不妨礙聽覺上的立體分離感。然而由于左右揚聲器以相同的電平放音，因此低頻段的音量變得非常豐富。
與第1實施例相同，第2實施例也通過控制部32對分配器23進行靜噪控制，能夠選擇是否將加強了的低音加到揚聲器9、10的輸出上。或者根據需要，通過分階段的或連續的電平控制，能調節揚聲器9、10的輸出中的低頻段的加強程度。這一操作不只在分配器23中，而且在混合放大器21到分配器23之間進行也行。
第2實施例中，用相同電路、配合電視機所用揚聲器或用戶所愛好的設施，通過以控制部32切換的方式，能放出有效低音豐富的聲音。
再有，用跨接線固定地切換SW30來代替控制部32的控制以代用SW30的情況，不用說也包括在本發明中。也可根據情況省略放大器28和SW30，都只用全波整流電路29。
第2實施例中所用的全波整流電路29，能用圖4所示的電路來實現。圖4中，R1、R2、、R3、R4、R5、R6、R7是電阻，C1、C2、C3、C4是電容器，IC1、IC2是運算放大器，D1、D2是2極管。用跨接線代替圖4的D1，不接D2，不接R4，變成像圖5那樣，用零件代替切換開關，將應該成為全波整流器的電路變為僅僅是放大器的情況不用說也包含在本發明中。
接下來說明其動作。圖4是將圖3所示的正弦曲線變換成2倍頻率的電路。以該正弦曲線為例說明之。
這里，設R1＝R4＝R5＝2R6。輸入圖4的輸入端子(INPUT)上的圖3的正弦曲線(1)加到IC1的(-)輸入端子上。在IC1信號的極性翻轉，用2極管D1、D2使輸入端子的負半周(IC1輸出端子上為正半周)為零。這一輸出通過電阻R6加到IC2的(-)端子上，并由放大器2(gain2)放大，極性翻轉并輸出。總之，僅是輸往輸入端子的正弦曲線(1)的正半周以相同相位由輸出端子(OUTPUT)輸出，而負半周為零。
另一方面，輸往輸入端子、被分流的正弦曲線(1)通過R4輸入IC2的(-)端子。又通過R6將發生在R5與R6接點上的信號加在該IC2的(-)端子上。該輸入的正弦曲線在輸入端子的負半周，在IC2中極性翻轉、作為振幅為1的正半周從輸出端子輸出。另一方面在輸入端上的正半周與由R6輸入的輸入端子上的正半周在這一點上的極性相反，相減成振幅為1。
因而，合成結果是，從輸出端子輸出的信號如圖3波形(2)那樣，正弦波的(-)側倒轉成(+)側，得到2倍頻的全波整流波形。這個波形通過低通濾波器，得到如圖3的正弦曲線(3)的波形。
圖6表示本發明的第3實施例。
第3實施例更替第2實施例中切換信號M11和M12的方法，而將信號M11和信號M12混合，加到揚聲器不能放出的區域的低頻的倍頻放音上，通過以任意頻率作為f0的低音加強方法，使更低頻段的豐富的低音放音成為可能。
圖6中凡與圖2中符號相同的都具有相同的功能，詳細說明從略。取代圖2中的SW30，它具有混合信號M11和M12的混合器33。
用與第2實施例相同方法得到的信號M11與M12在混合器33中相混合，通過兩種低音加強相加，使更重的低音放音成為可能。
如上所述本發明的聲音電路，通過如上所示的構成，混合L、R各信號后，對用具有任意f特性的濾波器提取任意低頻成分并放大后的信號，在確保原來的L、R信號分離的同時，分配裝置只分配低頻成分并通過重疊到原L、R信號上，可獲得能放出低頻區有音量的聲音信號的極其出色的效果。
而且通過具備有低頻倍頻加強電路，放出揚聲器不能放音的頻率范圍的頻率的倍頻，能提高低音感。再加之，通過具備有切換電路和低頻倍頻加強電路，簡單切換低音加強電路和低頻倍頻加強電路，或者使其共有低頻倍頻加強電路與低音加強電路，并將兩者的輸出加以混合等，通過在低頻和超低頻段分配低音加強能得到更有效的低音加強效果。而且能得到所謂能構成配合電視接收機的小型結構或所用揚聲器的最合適的低音加強電路的極優異的效果。
以上各實施例中的電路構成的細節、數值、圖示等是一個例子，而不是以此為限，不言而喻，能在本發明的精神范圍內作出變更并加以實施。
權利要求
1.一種聲音電路，其特征在于具備有混合第1聲音信號和第2聲音信號的混合裝置；從上述混合裝置輸出的第3聲音中提取規定的低音頻段信號并輸出第4聲音信號的濾波器；將上述第4聲音信號至少2分配作第5聲音信號的分配裝置；以及將通過上述分配裝置分配成的第5聲音信號分別重疊在上述第1聲音信號、上述第2聲音信號上的重疊裝置。
2.根據權利要求1所述的聲音電路，其特征在于，設置有控制第4聲音信號通/斷，并將其輸出到分配裝置的控制裝置。
3.根據權利要求1所述的聲音電路，其特征在于，設置有對第4聲音信號進行通/斷控制或信號電平控制的控制裝置，并能任意選擇具有附加于第4聲音信號的任意頻率特性的特定頻率段的信號電平。
4.一種聲音電路，其特征在于具備有混合第1聲音信號和第2聲音信號的混合裝置；從上述混合裝置輸出的第3聲音信號中提取規定的低音段信號，并作為第4聲音信號輸出的第1濾波器；對上述第4聲音信號作全波整流，作為原信號的倍頻，并作為第5聲音信號輸出的全波整流裝置；對上述第5聲音信號以任意頻率為基準，按任意頻率特性，作為第6聲音信號輸出的第2濾波器；對上述第6聲音信號進行2分配的分配裝置；以及將上述分配裝置分配的第6聲音信號分別重疊到上述第1聲音信號、第2聲音信號上的重疊裝置。
5.根據權利要求4所述的聲音電路，其特征在于，具備有對第6聲音信號作通/斷控制或信號電平控制，并輸出到分配裝置的控制裝置。
6.根據權利要求4或5所述的聲音電路，其特征在于，借助于全波整流裝置的周邊電路的連接、不連接，將全波整流裝置用作放大器。
7.一種聲音電路，其特征在于具備有混合第1聲音信號和第2聲音信號的混合裝置；從上述混合裝置輸出的第3聲音信號中提取規定的低音段信號，并作為第4聲音信號輸出的第1濾波器；將上述第4聲音信號放大并作為第5聲音信號輸出的放大裝置。對上述第4聲音信號作全波整流，作為原信號的倍頻，并作為第6聲音信號輸出的全波整流裝置；切換第5聲音信號和第6聲音信號并作為第7聲音信號輸出的信號切換裝置；對上述信號切換裝置進行切換控制的第1控制裝置；對上述第7聲音信號，以任意頻率為基準，按任意頻率特性作為第8聲音信號輸出的第2濾波器；對上述第8聲音信號進行2分配的分配裝置；以及將通過上述分配裝置分配的第8聲音信號分別重疊到上述第1聲音信號、第2聲音信號上的重疊裝置。
8.根據權利要求7所述的聲音電路，具備有對第8聲音信號作通/斷控制或信號電平控制，并輸出到分配裝置的第2控制裝置。
9.根據權利要求7或8所述的聲音電路，具備有替代切換裝置將第5聲音信號和第6聲音信號加以混合并作為第7聲音信號輸出的混合裝置。
全文摘要
本發明提供在電視機等的聲音電路中補償揚聲器箱體容量不足和揚聲器特性低下，能放出有臨場感低音的裝置。混合L、R各聲音信號，并以有任意頻率特性的濾波器提取任意低頻段成分，用分配裝置進行2分配，以重疊裝置確保原L、R信號的分離的同時，僅將低頻成分重疊到原L、R信號上的方式，重放出低頻中有音量的聲音信號。而對小揚聲器難以輸出的低頻，通過全波整流加強其倍頻以加強低音感。在備有切換電路時，能夠簡單地切換利用放大器的低音加強和利用全波整流的低頻倍頻加強。
文檔編號H03G5/22GK1130329SQ9511984
公開日1996年9月4日 申請日期1995年11月17日 優先權日1994年11月17日
發明者畝村豐明 申請人:松下電器產業株式會社