声音信号的自动电平调整电路

摘要

本发明涉及声音信号的自动电平调整电路，其目的在于提供一种能一边抑制噪声产生一边为了使输入声音信号的电平收在规定范围内而对其进行自动调整的声音信号的自动电平调整电路。在输入声音信号的电平比对应于规定范围中的最大值的第1参照值大的情况下，使输入声音信号的振幅降低，在输入声音信号的电平小于比第1参照值小的第2参照值的情况下，使输入声音信号的振幅增加。再有，在输入声音信号的电平比第1参照值小并且比第2参照值大的情况下，不执行对输入声音信号的振幅调整，直接将该输入声音信号输出。

说明书

技术领域

本发明涉及为了使声音信号的电平自动地收在规定范围内而对其进行调整的声音信号的自动电平调整电路。

背景技术

作为这样的声音信号的自动电平调整电路，已知如下这样的电路，即，在输入声音信号的电平比规定的基准电平大的情况下，使可变增益放大器的增益降低，另一方面，在输入声音信号的电平比上述基准电平小的情况下，使可变增益放大器的增益增加，由此使输入声音信号的电平自动地收在规定范围内（参照专利文献1的段落[0004]的记载）。

可是，如上所述在电平调整中，在输入声音信号的电平以基准电平为界进行变动的情况下，由于频繁地发生对可变增益放大器的增益从降低控制向增加控制的切换、以及从增加控制向降低控制的切换，所以存在产生噪声的问题。

专利文献

专利文献1：日本特开2006-41734号公报。

发明内容

本申请发明的目的在于提供一种能一边抑制噪声产生一边为了使输入声音信号的电平收在规定范围内而对其进行自动调整的声音信号的自动电平调整电路。

本发明的声音信号的自动电平调整电路，为了使输入声音信号的电平收在规定范围内而对其进行自动调整，其中，具有：振幅调整判定部，在所述输入声音信号的电平比对应于所述规定范围的最大值的第1参照值大的情况下发布振幅降低指令，在所述输入声音信号的电平小于比所述第1参照值小规定值的第2参照值的情况下发布振幅增加指令；以及振幅调整部，在发布所述振幅降低指令的情况下，将使所述输入声音信号的振幅降低了的信号作为输出声音信号进行输出，在发布所述振幅增加指令的情况下，将使所述输入声音信号的振幅增加了的信号作为所述输出声音信号进行输出，在所述振幅降低指令以及所述振幅增加指令都未被发布的情况下，直接将所述输入声音信号作为所述输出声音信号进行输出。

在本发明中，在输入声音信号的电平比对应于规定范围中的最大值的第1参照值大的情况下使输入声音信号的振幅降低，在输入声音信号的电平小于比第1参照值小的第2参照值的情况下，使输入声音信号的振幅增加。此时，在输入声音信号的电平比第1参照值小并且比第2参照值大的情况下，不执行对输入声音信号的振幅调整，直接将该输入声音信号输出。

因此，根据这样的振幅调整，在对输入声音信号的振幅的调整从降低调整向增加调整切换时，或从增加调整向降低调整切换时，能形成完全不进行振幅调整的区间，因此能减少由于急剧地进行这样的切换而产生的噪声。

附图说明

图1是表示本发明的声音信号的自动电平调整电路的电路图。

图2是表示本发明的声音信号的自动电平调整电路的工作的时间图。

图3是表示本发明的声音信号的自动电平调整电路的工作的时间图。

图4是表示本发明的声音信号的自动电平调整电路的工作的时间图。

具体实施方式

本发明的声音信号的自动电平调整电路在对输入声音信号进行为了使其电平收在规定范围内的振幅调整时，首先，进行对应于规定范围中的最大值的第1参照值、以及比第1参照值小规定值的第2参照值的每一个、与输入声音信号电平的大小比较。此时，在输入声音信号的电平比第1参照值大的情况下，进行为了使输入声音信号的振幅降低的振幅调整，在输入声音信号的电平比第2参照值小的情况下，进行为了使输入声音信号的振幅增加的振幅调整。此外，在输入声音信号的电平比第1参照值小并且比第2参照值大的情况下，不执行对输入声音信号的振幅调整，直接将该输入声音信号输出。

实施例

图1是表示对输入的声音信号IN，为了使其振幅如图2所示那样收在规定的振幅调整范围V_ATK内而进行振幅调整的、本发明的声音信号的自动电平调整电路的电路图。

在图1中，该声音信号的自动电平调整电路包括：时钟生成部1、反相器（inverter）2、正极侧调整判定部3、负极侧调整判定部4、“或”门5以及6，振幅调整部7。

时钟生成部1生成如图3所示那样的、频率fck、占空比dck（例如，50%）的时钟信号CK，将其向反相器2、正极侧调整判定部3以及负极侧调整判定部4的每一个供给。再有，作为频率fck，采用比声音信号的最高频带高的例如500KHz的频率。

反相器2如图3所示那样，生成使时钟信号CK反转的反转时钟信号CKV，将其向正极侧调整判定部3以及负极侧调整判定部4的每一个供给。

正极侧调整判定部3由正侧参照电压生成部31、选择器32、比较器33、反相器34、触发器（以下，称为FF）35以及36构成。

正侧参照电压生成部31生成起音（attack）电平V_RAP来作为如图2所示那样的具有在振幅调整范围V_ATK中的正极侧的最大电平的参照电压，并将其向选择器32供给。进而，正侧参照电压生成部31生成衰减电平V_RDP来作为如图2所示那样的与比上述起音电平V_RAP低规定值的参照电压，并将其向选择器32供给。选择器32根据时钟信号CK的逻辑电平，选择上述起音电平V_RAP以及衰减电平V_RDP内的一方，将选择的一方作为比较参照电平V_REF1向比较器33供给。例如，如图3所示那样，选择器32在时钟信号CK处于逻辑电平1的期间中，将起音电平V_RAP作为比较参照电平V_REF1向比较器33供给，另一方面，在时钟信号CK处于逻辑电平0的期间中，将衰减电平V_RDP作为比较参照电平V_REF1向比较器33供给。即，选择器32交替地反复向比较器33供给起音电平V_RAP以及衰减电平V_RDP。比较器33对输入的声音信号IN的电平和上述比较参照电平V_REF1进行大小比较，在声音信号IN的电平一方大的情况下，将逻辑电平1的比较结果信号V_CMP1向反相器34以及FF35的每一个供给，在声音信号IN的电平一方小的情况下，将逻辑电平0的比较结果信号V_CMP1向反相器34以及FF35的每一个供给。FF35在如图3所示那样的反转时钟信号CKV的上升沿部ED1的定时导入该比较结果信号V_CMP1，将其作为起音使能（enable）信号atken1向“或”门5供给。此时，起音使能信号atken1仅限于在具有逻辑电平1的情况下，成为执行为了使振幅降低的振幅调整的振幅降低指令。因此，在起音使能信号atken1的逻辑电平是1的情况下，在振幅调整部7中执行为了使振幅降低的振幅调整，另一方面，在起音使能信号atken1的逻辑电平是0的情况下，不进行这样的为了使振幅降低的振幅调整。反相器34将使上述的比较结果信号V_CMP1的逻辑电平反转后的反转比较结果信号VV_CMP1向FF36供给。FF36在如图3所示那样的时钟信号CK的上升沿部ED2的定时导入该反转比较结果信号VV_CMP1，将其作为衰减使能信号dcyen1向“或”门6供给。此时，衰减使能信号dcyen1仅限于在具有逻辑电平1的情况下，成为执行为了使振幅增加的振幅调整的振幅增加指令。因此，在衰减使能信号dcyen1的逻辑电平是1的情况下，在振幅调整部7中执行为了使振幅增加的振幅调整，另一方面，在衰减使能信号dcyen1的逻辑电平是0的情况下，不进行这样的为了使振幅增加的振幅调整。

通过上述的结构，正极侧调整判定部3通过以时分割来执行输入的声音信号IN的正电压侧的电平、和2个参照值（V_RAP、V_RDP）每一个的大小比较，从而进行是否使振幅增加的判定、以及是否使其降低的判定。即，在输入的声音信号IN的正电压侧的电平比起音电平V_RAP大的情况下，正极侧调整判定部3判定为使声音信号IN的振幅降低，将对振幅的降低调整进行指示的逻辑电平1的起音使能信号atken1向“或”门5供给。另一方面，在声音信号IN的正电压侧的电平小于比上述起音电平V_RAP小规定值的衰减电平V_RDP的情况下，正极侧调整判定部3判定为使声音信号IN的振幅增加，将对振幅的增加调整进行指示的逻辑电平1的衰减使能信号dcyen1向“或”门6供给。再有，在输入的声音信号IN的正电压侧的电平比起音电平V_RAP小、并且比衰减电平V_RDP大的情况下，起音使能信号atken1以及衰减使能信号dcyen1都为逻辑电平0。

负极侧调整判定部4由负侧参照电压生成部41、选择器42、比较器43、反相器44、FF45以及46构成。

负侧参照电压生成部41生成起音电平V_RAM来作为如图2所示那样的具有在振幅调整范围V_ATK中的具有负极侧的最大电平，即在振幅调整范围V_ATK中具有最低的电平的参照电压，并将其向选择器42供给。进而，如图2所示那样，负侧参照电压生成部41生成作为比上述起音电平V_RAM高规定值的参照电压的衰减电平V_RDM，并将其向选择器42供给。选择器42根据时钟信号CK的逻辑电平，选择上述起音电平V_RAM以及衰减电平V_RDM内的一方，将选择的一方作为比较参照电平V_REF2向比较器43供给。例如，如图3所示那样，选择器42在时钟信号CK处于逻辑电平1的期间中，将起音电平V_RAM作为比较参照电平V_REF2向比较器43供给，另一方面，在时钟信号CK处于逻辑电平0的期间中，将衰减电平V_RDM作为比较参照电平V_REF2向比较器43供给。即，选择器42交替地反复向比较器43供给起音电平V_RAM以及衰减电平V_RDM。比较器43对声音信号IN的电平和上述比较参照电平V_REF2进行大小比较，在声音信号IN的电平一方小的情况下，将逻辑电平1的比较结果信号V_CMP2向反相器44以及FF45的每一个供给，在声音信号IN的电平一方大的情况下，将逻辑电平0的比较结果信号V_CMP2向反相器44以及FF45的每一个供给。FF45在如图3所示那样的反转时钟信号CKV的上升沿部ED1的定时导入该比较结果信号V_CMP2，并将其作为起音使能信号atken2向“或”门5供给。此时，起音使能信号atken2仅限于在具有逻辑电平1的情况下，成为执行为了使振幅降低的振幅调整的振幅降低指令。因此，在起音使能信号atken2的逻辑电平是1的情况下，在振幅调整部7中执行为了使振幅降低的振幅调整，另一方面，在起音使能信号atken2的逻辑电平是0的情况下，不进行这样的为了使振幅降低的振幅调整。反相器44将使上述的比较结果信号V_CMP2的逻辑电平反转后的反转比较结果信号VV_CMP2向FF46供给。FF46在如图3所示那样的时钟信号CK的上升沿部ED2的定时导入该反转比较结果信号VV_CMP2，并将其作为衰减使能信号dcyen2向“或”门6供给。此时，衰减使能信号dcyen2仅限于在具有逻辑电平1的情况下，成为执行为了使振幅增加的振幅调整的振幅增加指令。因此，在衰减使能信号dcyen2的逻辑电平是1的情况下，在振幅调整部7中执行为了使振幅增加的振幅调整，另一方面，在衰减使能信号dcyen2的逻辑电平是0的情况下，不进行这样的为了使振幅增加的振幅调整。

通过上述的结构，负极侧调整判定部4通过以时分割来执行输入的声音信号IN的负电压侧的电平、和2个参照值（V_RAM，V_RDM）的每一个的大小比较，从而进行是否使振幅增加的判定，以及是否使其降低的判断。即，如图2所示那样，在声音信号IN的负电压侧的电平比起音电平V_RAM大的情况（负侧的振幅大的情况）下，负极侧调整判定部4判定为使声音信号IN的振幅降低，将对振幅的降低调整进行指示的逻辑电平1的起音使能信号atken2向“或”门5供给。另一方面，在声音信号IN的负电压侧的电平小于如图2所示那样的比上述起音电平V_RAM大规定值的衰减电平V_RDM的情况（负侧的振幅小的情况）下，负极侧调整判定部4判定为使声音信号IN的振幅增加，将对振幅的增加调整进行指示的逻辑电平1的衰减使能信号dcyen2向“或”门6供给。再有，在输入的声音信号IN的负电压侧的电平比起音电平V_RAM小（负侧的振幅小）、并且比衰减电平V_RDM大（负侧的振幅大）的情况下，起音使能信号atken2以及衰减使能信号dcyen2都为逻辑电平0。

“或”门5在上述的从正极侧调整判定部3供给起音使能信号atken1、或从负极侧调整判定部4供给的起音使能信号atken2的逻辑电平是1的情况下，将为了使振幅降低的逻辑电平1的振幅降低指令信号C_ATK向振幅调整部7供给。再有，在这些起音使能信号atken1以及atken2都是逻辑电平0的情况下，“或”门5将表示不执行这样的振幅调整的逻辑电平0的振幅降低指令信号C_ATK向振幅调整部7供给。

“或”门6在上述的从正极侧调整判定部3供给的衰减使能信号dcyen1、或从负极侧调整判定部4供给的衰减使能信号dcyen2的逻辑电平是1的情况下，将为了使振幅增加的逻辑电平1的振幅增加指令信号C_DCY向振幅调整部7供给。再有，在这些衰减使能信号dcyen1以及dcyen2都是逻辑电平0的情况下，“或”门6将表示不执行这样的振幅调整的逻辑电平0的振幅增加指令信号C_DCY向振幅调整部7供给。

振幅调整部7在从“或”门5被供给逻辑电平1的振幅降低指令信号C_ATK的情况下，对输入的声音信号IN实施为了使其振幅降低的振幅调整处理，输出得到的声音信号OUT。此外，振幅调整部7在从“或”门6被供给逻辑电平1的振幅增加指令信号C_DCY的情况下，对输入的声音信号IN实施为了使其振幅增加的振幅调整处理，输出得到的声音信号OUT。再有，在这些振幅降低指令信号C_ATK以及振幅增加指令信号C_DCY都是逻辑电平0的情况下，振幅调整部7直接将声音信号IN作为声音信号OUT输出。振幅调整部7例如由可变增益放大器构成，在被供给如上述那样的逻辑电平1的振幅降低指令信号C_ATK的期间中，使其增益阶段性地降低，在被供给逻辑电平1的振幅增加指令信号C_DCY的期间使其增益阶段性地增加。此时，在振幅降低指令信号C_ATK以及振幅增加指令信号C_DCY都是逻辑电平0的期间中，将其增益设为“1”。

以下，针对由在图1中示出的结构构成的声音信号的自动电平调整电路的工作，摘选出如图4所示那样的声音信号IN在正电压侧的电平推移区间中进行的工作并进行说明。

首先，在如图4所示那样的声音信号IN的电平上升区间中，到该电平超过衰减电平V_RDP为止的期间中，即到时刻t1稍前的期间中，声音信号IN的电平小于起音电平V_RAP以及衰减电平V_RDP的任一个。因此，在该期间中，正极侧调整判定部3的比较器33生成逻辑电平0的比较结果信号V_CMP1。此时，在图4中示出的时刻t1，比较器33作为参照值而使用的比较参照电平V_REF1是起音电平V_RAP。因此，到超过该起音电平V_RAP为止的期间中，比较器33持续生成逻辑电平0的比较结果信号V_CMP1。之后，如图4所示那样当比较参照电平V_REF1从起音电平V_RAP切换到衰减电平V_RDP时，比较器33对声音信号IN的电平、和衰减电平V_RDP进行大小比较。此时，由于在时刻t1以后，声音信号IN的电平比衰减电平V_RDP大，所以比较器33将比较结果信号V_CMP1的逻辑电平从0切换到1。之后，比较参照电平V_REF1从衰减电平V_RDP切换到起音电平V_RAP，到声音信号IN的电平超过起音电平V_RAP为止的期间中，比较器33生成逻辑电平0的比较结果信号V_CMP1。当在图4中示出的时刻t2，声音信号IN的电平超过起音电平V_RAP时，比较器33将比较结果信号V_CMP1的逻辑电平从0切换到1。之后，到声音信号IN的电平变得比起音电平V_RAP低并且比较参照电平V_REF1成为起音电平V_RAP的时刻t3为止的期间中，比较器33持续生成逻辑电平1的比较结果信号V_CMP1。在该时刻t3以后，在到声音信号IN的电平到达衰减电平V_RDP的时刻t4为止的期间中，比较器33在比较参照电平V_REF1是起音电平V_RAP的情况下生成逻辑电平0的比较结果信号V_CMP1，在是衰减电平V_RDP的情况下生成逻辑电平1的比较结果信号V_CMP1。由于在时刻t4以后，声音信号IN的电平小于起音电平V_RAP以及衰减电平V_RDP的任一个，所以比较器33生成逻辑电平0的比较结果信号V_CMP1。像这样，比较器33对如图4所示那样的声音信号IN的正电压侧的推移区间（t1～t4），生成具有如图4所示那样的逻辑电平的推移的比较结果信号V_CMP1。FF35通过在反转时钟信号CKV的上升沿定时ED1导入上述比较结果信号V_CMP1，从而得到对是否进行振幅的降低调整进行指定的如图4所示那样的起音使能信号atken1。此外，FF36通过在时钟信号CK的上升沿定时ED2导入使比较结果信号V_CMP1的逻辑电平反转后的反转比较结果信号VV_CMP1，从而得到对是否进行振幅的增加调整进行指定的如图4所示那样的衰减使能信号dcyen1。因此，在衰减使能信号dcyen1是逻辑电平1的情况下，在振幅调整部7中进行为了使声音信号IN的振幅增加的振幅调整，另一方面，在起音使能信号atken1是逻辑电平1的情况下，在振幅调整部7中进行为了使声音信号IN的振幅降低的振幅调整。

再有，对于声音信号IN在负电压侧的电平推移区间，在负极侧调整判定部4中，进行和上述的正极侧调整判定部3同样的工作。即，在如图2所示那样，在声音信号IN中的正电压侧的电平推移区间中，通过正极侧调整判定部3生成逻辑电平1的起音使能信号atken1以及逻辑电平0的衰减使能信号dcyen1。另一方面，在声音信号IN在负电压侧的电平推移区间中，通过负极侧调整判定部4生成逻辑电平1的起音使能信号atken2以及逻辑电平0的衰减使能信号dcyen2。而且，在起音使能信号atken1或atken2是逻辑电平1的期间中，进行为了使声音信号IN的振幅降低的振幅调整处理，在衰减使能信号dcyen1或dcyen2是逻辑电平1的期间中，进行为了使声音信号IN的振幅增加的振幅调整处理。

如以上那样，在图1示出的声音信号的自动电平调整电路中，在声音信号IN的电平成为超过作为第1参照值的起音电平V_RAP（V_RAM）那样的大振幅的情况下，进行为了使其振幅降低的振幅调整。另一方面，在声音信号IN的电平小于作为比第1参照值小的第2参照值的衰减电平V_RDP（V_RDM）的情况下，对声音信号IN实施为了使振幅增加的振幅调整。此时，在声音信号IN的电平比起音电平V_RAP（V_RAM）小并且比衰减电平V_RDP（V_RDM）大的情况下，不执行如上述那样的振幅调整，而直接将声音信号IN输出。

根据这样的振幅调整工作，如图4所示那样，在振幅调整部7的振幅调整工作从振幅的降低调整切换到增加调整时，或者从增加调整切换到降低调整时，产生完全不进行振幅调整的区间NC。

因此，能减少由于在振幅调整部7中的振幅调整工作从振幅的增加（降低）调整急剧地切换到降低（增加）调整而产生的噪声。

此外，在图1示出的声音信号的自动电平调整电路中，通过选择器（32、42）交替地反复向比较器（33、43）供给2个参照值，即起音电平（V_RAP、V_RAM）以及衰减电平（V_RDP、V_RDM）的每一个，由此以时分割来执行各参照值的每一个相对于声音信号IN的电平的大小比较。即，通过时分割处理，以1个比较器执行起音电平和声音信号IN的大小比较、以及衰减电平和声音信号IN的大小比较。

因此，与使用分别个别地设置的2个比较器来进行起音电平和声音信号IN的大小比较、以及衰减电平和声音信号IN的大小比较的情况相比，能使该装置规模变小。进而，为了不产生在使用2个比较器的情况下成为问题的各比较器的每一个的偏离（offset）误差的偏差，进行为了使声音信号IN的振幅精度良好地收在振幅调整范围V_ATK内的振幅调整。

附图标记的说明

3 正极侧调整判定部；4 负极侧调整判定部；7 振幅调整部；31 正侧参照电压生成部；32、42 选择器；33、43 比较器；35、36、45、46 触发器；41 负侧参照电压生成部。