專利名稱：濾波器電路和使用它的再現(xiàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及濾波技術(shù)，特別涉及使高頻頻帶的信號(hào)通過的濾波器電路和利用它的再現(xiàn)裝置。
背景技術(shù)：
近年來，液晶電視接收機(jī)、等離子體顯示電視接收機(jī)等以替代CRT電視接收機(jī)的方式出現(xiàn)。由于這樣的電視接收機(jī)的出現(xiàn)，從而在加快電視接收機(jī)的大畫面、薄型化。在這樣的狀況中，對于裝載在電視接收機(jī)上的揚(yáng)聲器，外殼的大小和裝載位置的制約增大，特別是有外殼變小的傾向。一般地，如果揚(yáng)聲器的外殼小，則難以進(jìn)行豐富的低音的再現(xiàn)和現(xiàn)場感的再現(xiàn)。其結(jié)果，制造揚(yáng)聲器或液晶電視接收機(jī)的制造商與薄型化、小型化進(jìn)行交換，不得不制造使要再現(xiàn)的音質(zhì)下降的揚(yáng)聲器，另一方面，使用揚(yáng)聲器或液晶電視接收機(jī)的用戶不得不收聽音質(zhì)低的聲音(例如，參照非專利文獻(xiàn)1)。
非專利文獻(xiàn)1佐伯 多門 監(jiān)修、「新版スピ一カ&エンクロ一ジヤ一百科」、誠文堂 新光社、1999年5月、p.27本發(fā)明人鑒于這樣的狀況，認(rèn)識(shí)到以下的課題。外殼容量小的揚(yáng)聲器如上述那樣，難以進(jìn)行比規(guī)定的頻率低的聲音的再現(xiàn)(以下，將能用揚(yáng)聲器再現(xiàn)的頻率稱為‘可再現(xiàn)頻率’)。以往，為了將比規(guī)定的頻率低的聲音再現(xiàn)，將其用比除此以外頻帶的更大的放大率進(jìn)行放大。為了放大而設(shè)置在揚(yáng)聲器的前級(jí)的前置放大器甚至放大非常低的頻率區(qū)域的信號(hào)，而且伴隨揚(yáng)聲器的驅(qū)動(dòng)的低音失真也被放大。其結(jié)果，由揚(yáng)聲器再現(xiàn)的聲音的音質(zhì)進(jìn)一步下降。因此，本發(fā)明人著眼于由揚(yáng)聲器再現(xiàn)的聲音的音質(zhì)，完成了將比難以由揚(yáng)聲器再現(xiàn)的規(guī)定的頻率低的聲音截止的構(gòu)想。
而且，在外殼容量小的揚(yáng)聲器中，一般也被要求附帶在揚(yáng)聲器上的前置放大器等的再現(xiàn)裝置的小型化。在為了除去頻率比上述揚(yáng)聲器的可再現(xiàn)頻率低的信號(hào)而設(shè)有高通濾波器的情況下，還對高通濾波器要求小型化，特別是要求IC化。采用了IC化的濾波器之一是使用了開關(guān)電容器等效電路的濾波器，但如果通過該濾波器的信號(hào)的頻率與開關(guān)電容器等效電路的采樣頻率比較高到某種程度，則因采樣頻率的影響而對信號(hào)產(chǎn)生失真，所以通過該濾波器的信號(hào)的質(zhì)量下降。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明鑒于這樣的狀況而完成，其目的是，提供一種濾波器電路和使用它的再現(xiàn)裝置，用于將不能用外殼容量小的揚(yáng)聲器再現(xiàn)的頻帶的信號(hào)截止。
本發(fā)明的一個(gè)方案是濾波器電路。該電路包括輸入單元，將處理對象的信號(hào)輸入；第1提取單元，使輸入的信號(hào)通過濾波器，從而提取輸入的信號(hào)中的低頻通過特性的信號(hào)和頻帶通過性的信號(hào)；以及第2提取單元，從輸入的信號(hào)中使提取出的低頻通過特性的信號(hào)分量和提取出的頻帶通過性的信號(hào)分量衰減，從而提取輸入的信號(hào)中的高頻通過特性的信號(hào)。在該電路中，第1提取單元將包含于濾波器中的電阻由能夠以規(guī)定的采樣頻率動(dòng)作的開關(guān)電容器等效電路構(gòu)成，并且該采樣頻率被設(shè)定為比在后級(jí)設(shè)置的揚(yáng)聲器的可再現(xiàn)頻率高的頻率，濾波器被設(shè)定，以提取應(yīng)該按接近揚(yáng)聲器的可再現(xiàn)頻率的頻率截止的低頻通過特性的信號(hào)和頻帶通過性的信號(hào)，第2提取單元根據(jù)低頻通過特性的信號(hào)和頻帶通過性的信號(hào)，提取揚(yáng)聲器的可再現(xiàn)頻率以上的高頻通過特性的信號(hào)。
‘揚(yáng)聲器的可再現(xiàn)頻率’是揚(yáng)聲器能夠以良好的音質(zhì)進(jìn)行再現(xiàn)的頻率，其邊界由在揚(yáng)聲器的輸出變小的頻率中頻率低的‘揚(yáng)聲器的可再現(xiàn)頻率’確定。
根據(jù)以上電路，由于在雙象限(bi-quad)型濾波器中使用了開關(guān)電容器等效電路，所以可以小型化，由于用包含了開關(guān)電容器等效電路的雙象限型濾波器來提取頻帶通過性的信號(hào)和低頻通過特性的信號(hào)，所以未受到開關(guān)電容器等效電路中的采樣造成的失真影響，而且由于將應(yīng)截止的頻率作為接近揚(yáng)聲器的可再現(xiàn)頻率來設(shè)定，所以可以抑制對被再現(xiàn)的聲音的失真的影響。
第1提取單元的濾波器也可以是雙象限型濾波器，第1提取單元的雙象限型濾波器也可以包括第1開關(guān)電容器等效電路，使輸入的信號(hào)通過；第1運(yùn)算放大器，從通過了第1開關(guān)電容器等效電路的信號(hào)中提取頻帶通過性的信號(hào)；第2開關(guān)電容器等效電路，使提取出的頻帶通過性的信號(hào)通過；第2運(yùn)算放大器，從通過了第2開關(guān)電容器等效電路的信號(hào)中提取低頻通過特性的信號(hào)；以及第3開關(guān)電容器等效電路，使提取出的低頻通過特性的信號(hào)通過，并且使通過的信號(hào)被反饋到第1運(yùn)算放大器，第3開關(guān)電容器等效電路如下構(gòu)成，在第1開關(guān)電容器等效電路和第2開關(guān)電容器等效電路使通過的信號(hào)的相位反轉(zhuǎn)的情況下，不使通過的信號(hào)的相位被反轉(zhuǎn)，而在第1開關(guān)電容器等效電路和第2開關(guān)電容器等效電路不使通過的信號(hào)的相位反轉(zhuǎn)的情況下，使通過的信號(hào)的相位被反轉(zhuǎn)。
應(yīng)作為第1提取單元中的采樣頻率的基準(zhǔn)的揚(yáng)聲器的可再現(xiàn)頻率也可以根據(jù)揚(yáng)聲器的外殼容積來決定，雙象限型濾波器被設(shè)定，以便如果揚(yáng)聲器的外殼容積小，則將應(yīng)截止低頻通過特性的信號(hào)和頻帶通過性的信號(hào)的頻率提高。
本發(fā)明的另一方案是濾波器電路。該電路包括輸入單元，將處理對象的信號(hào)輸入；第1提取單元，使輸入的信號(hào)通過一階不完全積分器，從而提取輸入的信號(hào)中的低頻通過特性的信號(hào)；以及第2提取單元，從輸入的信號(hào)中使提取出的低頻通過特性的信號(hào)分量衰減，從而提取輸入的信號(hào)中的高頻通過特性的信號(hào)。在該電路中，第1提取單元將包含于一階不完全積分器中的電阻由能夠以規(guī)定的采樣頻率動(dòng)作的開關(guān)電容器等效電路構(gòu)成，并且該采樣頻率被設(shè)定為比在后級(jí)設(shè)置的揚(yáng)聲器的可再現(xiàn)頻率高的頻率，一階不完全積分器被設(shè)定，以提取應(yīng)該按接近揚(yáng)聲器的可再現(xiàn)頻率的頻率截止的低頻通過特性的信號(hào)，第2提取單元根據(jù)低頻通過特性的信號(hào)，提取揚(yáng)聲器的可再現(xiàn)頻率以上的高頻通過特性的信號(hào)就可以。
根據(jù)以上電路，由于在一階不完全積分器中使用了開關(guān)電容器等效電路，所以可以小型化，由于用包括了開關(guān)電容器等效電路的一階不完全積分器提取低頻通過特性的信號(hào)，所以未受到開關(guān)電容器等效電路中的采樣造成的失真的影響，而且由于將應(yīng)截止的頻率作為接近揚(yáng)聲器的可再現(xiàn)頻率來設(shè)定，所以可以抑制對被再現(xiàn)的聲音的失真的影響。
第1提取單元也可以還包括用于控制應(yīng)截止的接近揚(yáng)聲器的可再現(xiàn)頻率的頻率的控制單元。還可以包括接受單元，從用戶接受有關(guān)第1提取單元應(yīng)截止的接近揚(yáng)聲器的可再現(xiàn)頻率的頻率的指示；以及變換單元，將接受的指示變換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)字，控制單元根據(jù)變換過的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)字，控制第1提取單元應(yīng)截止的接近揚(yáng)聲器的可再現(xiàn)頻率的頻率。
本發(fā)明的又一方案也是濾波器電路。該電路包括一個(gè)以上的一階高通濾波器和一個(gè)以上的二階高通濾波器。在該電路中，二階高通濾波器提取低頻通過特性的信號(hào)和頻帶通過性的信號(hào)，并使提取出的低頻通過特性的信號(hào)分量和提取出的頻帶通過性的信號(hào)分量衰減，從而提取頻帶通過性的信號(hào)，并且二階高通濾波器包括由應(yīng)以規(guī)定的采樣頻率動(dòng)作的開關(guān)電容器等效電路構(gòu)成的電阻，一階高通濾波器通過一階不完全積分器提取低頻通過特性的信號(hào)，并使提取出的低頻通過特性的信號(hào)分量衰減，從而提取高頻通過特性的信號(hào)，并且一階高通濾波器由開關(guān)電容器等效電路構(gòu)成，該開關(guān)電容器等效電路使一階不完全積分器中包含的電阻應(yīng)以規(guī)定的采樣頻率進(jìn)行動(dòng)作，應(yīng)被設(shè)定在一個(gè)以上的一階高通濾波器和一個(gè)以上的二階高通濾波器中的采樣頻率被設(shè)定為比在后級(jí)中設(shè)置的揚(yáng)聲器的可再現(xiàn)頻率高的頻率，一個(gè)以上的一階高通濾波器和一個(gè)以上的二階高通濾波器被串聯(lián)連接，從而提取揚(yáng)聲器的可再現(xiàn)頻率以上的高頻通過特性的信號(hào)。再有，二階高通濾波器也可以包含雙象限型濾波器。
本發(fā)明的再一方案是再現(xiàn)裝置。該裝置包括輸入單元，將處理對象的信號(hào)輸入；高頻提取單元，從輸入的信號(hào)中，提取后級(jí)的揚(yáng)聲器的可再現(xiàn)頻率以上的高頻通過特性的信號(hào)；放大單元，放大提取出的高頻通過特性的信號(hào)；以及揚(yáng)聲器，將放大過的信號(hào)作為聲音信號(hào)進(jìn)行再現(xiàn)。在該裝置中，高頻提取單元包括第1提取單元，使輸入的信號(hào)通過濾波器，從而提取輸入的信號(hào)中的低頻通過特性的信號(hào)和頻帶通過性的信號(hào)；以及第2提取單元，從輸入的信號(hào)中，使提取出的低頻通過特性的信號(hào)分量和提取出的頻帶通過性的信號(hào)分量衰減，從而提取輸入的信號(hào)中的高頻通過特性的信號(hào)，第1提取單元將包含于濾波器中的電阻由能夠以規(guī)定的采樣頻率動(dòng)作的開關(guān)電容器等效電路構(gòu)成，并且該采樣頻率被設(shè)定為比揚(yáng)聲器的可再現(xiàn)頻率高的頻率，濾波器被設(shè)定，以提取應(yīng)該按接近揚(yáng)聲器的可再現(xiàn)頻率的頻率截止的低頻通過特性的信號(hào)和頻帶通過性的信號(hào)，第2提取單元根據(jù)低頻通過特性的信號(hào)和頻帶通過性的信號(hào)，提取揚(yáng)聲器的可再現(xiàn)頻率以上的高頻通過特性的信號(hào)就可以。
再有，以上構(gòu)成元素的任意組合、將本發(fā)明的表現(xiàn)在方法、裝置、系統(tǒng)等之間進(jìn)行變換所得的方案，作為本發(fā)明的方式都是有效的。
根據(jù)本發(fā)明，可以將不能用外殼容量小的揚(yáng)聲器再現(xiàn)的頻帶的信號(hào)截止。


圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施例1的聲音輸出裝置的結(jié)構(gòu)的圖。
圖2是表示圖1的均衡電路的頻率特性的圖。
圖3是表示圖1的均衡電路的結(jié)構(gòu)的圖。
圖4是圖1的前級(jí)低通濾波器和后級(jí)低通濾波器中的相對于相移的頻率特性。
圖5(a)～圖5(c)是表示均衡電路的頻率特性的圖。
圖6是表示本發(fā)明的實(shí)施例2的第1高頻提取單元的結(jié)構(gòu)的圖。
圖7(a)～圖7(b)是從圖6的P10至P16中的頻率特性的圖。
圖8是表示單一錐形全頻帶揚(yáng)聲器的頻率特性的圖。
圖9是表示本發(fā)明的實(shí)施例3的第1高頻提取單元的結(jié)構(gòu)的圖。
圖10是表示圖9的一階高通濾波器的結(jié)構(gòu)的圖。
圖11是表示本發(fā)明的實(shí)施例4的聲音輸出裝置的結(jié)構(gòu)的圖。
標(biāo)號(hào)的說明10再現(xiàn)電路、12均衡電路、14放大單元、16揚(yáng)聲器、20低頻分量除去單元、22高頻提取單元、24低頻提取單元、26放大單元、28合成單元、30緩沖器、32緩沖器、34緩沖器、40前級(jí)低通濾波器、42合成單元、44高通濾波器、46后級(jí)低通濾波器、50控制單元、60一階高通濾波器、62二階高通濾波器、66放大器、68放大器、70放大器、72第1揚(yáng)聲器、74第2揚(yáng)聲器、100聲音輸出裝置、110聲音輸出裝置、A1～A5運(yùn)算放大器、C1～C10電容器、S1～S6開關(guān)、R1～R8電阻、F1～F2濾波器具體實(shí)施方式
(實(shí)施例1)在具體地說明本發(fā)明之前，論述概要。本發(fā)明的實(shí)施例1涉及在薄型的電視接收機(jī)中再現(xiàn)聲音的聲音再現(xiàn)裝置。再有，在薄型的電視接收裝置的形狀的制約上，聲音再現(xiàn)裝置中包含的揚(yáng)聲器的外殼小，其結(jié)果，再現(xiàn)邊界頻率升高。本實(shí)施例的聲音再現(xiàn)裝置以提高低音的音質(zhì)為目的，所以需要將頻率比再現(xiàn)邊界頻率低的信號(hào)也以某個(gè)程度的音壓輸出，相反，期望在低音區(qū)域內(nèi)的低頻區(qū)域中包含的低音失真的音壓被抑制。為了解決上述課題，聲音再現(xiàn)裝置包括均衡電路。均衡電路以解決上述技術(shù)性課題，同時(shí)降低對聲音頻帶的影響和下落(dip)為目的，進(jìn)行以下那樣的動(dòng)作。輸入與立體聲輸出對應(yīng)的多個(gè)信號(hào)，并將輸入的多個(gè)信號(hào)的低音區(qū)域除去。由此，防止低音失真。除去了低音失真的多個(gè)信號(hào)還被輸入高頻提取單元和低頻提取單元雙方。
在高頻提取單元，提取再現(xiàn)邊界頻率以上的分量的信號(hào)。即，提取不需要由均衡電路校正的信號(hào)。另一方面，低頻提取單元提取應(yīng)由均衡電路放大的低音區(qū)域的信號(hào)。此時(shí)，使用不對高頻側(cè)的聲音頻帶產(chǎn)生影響的截止頻率和衰減斜率被設(shè)定為急劇特性的濾波器。而且，為了降低下落，即為了與來自高頻提取單元的輸出信號(hào)的相位差小，不使用與必要的衰減斜率對應(yīng)的濾波器階數(shù)的濾波器，而使用濾波器階數(shù)比其低的兩個(gè)濾波器(以下，稱為‘第1低通濾波器’和‘第2低通濾波器’，這里，假設(shè)第1濾波器階數(shù)比第2濾波器階數(shù)小)。而且，在第1低通濾波器中，設(shè)定比低頻提取單元中的截止頻率低的截止頻率，而在第2低通濾波器中，設(shè)定比低頻提取單元中的截止頻率高的截止頻率。
在這樣的結(jié)構(gòu)中，在低頻提取單元，對于輸入的信號(hào)，使其通過第1低通濾波器后，再通過第2低通濾波器。再有，在低頻提取單元，以削減電路規(guī)模為目的，將輸入的信號(hào)合成而進(jìn)行上述處理。在低頻提取單元的輸出信號(hào)被放大后，被合成到高頻提取單元的多個(gè)輸出信號(hào)中，并從揚(yáng)聲器輸出。
圖1表示實(shí)施例1的聲音輸出裝置100的結(jié)構(gòu)。聲音輸出裝置100包括再現(xiàn)電路10、均衡電路12、放大單元14、揚(yáng)聲器16。聲音輸出裝置100可以是以其自身單獨(dú)方式可再現(xiàn)音樂的小型盤播放機(jī)等的音樂再現(xiàn)裝置，也可以包括在電視接收機(jī)中來再現(xiàn)聲音。
再現(xiàn)電路10根據(jù)規(guī)定的數(shù)據(jù)而再現(xiàn)聲音。例如，在電視接收機(jī)中，提取被包含在接收的數(shù)據(jù)中的聲音數(shù)據(jù)，并將該聲音數(shù)據(jù)作為電信號(hào)輸出。而在小型盤播放機(jī)中，拾取被記錄在小型盤中的音樂數(shù)據(jù)，并將該音樂數(shù)據(jù)作為電信號(hào)輸出。圖中被輸出的信號(hào)表示可在一個(gè)信號(hào)線上傳輸，但不限于此，也可以是為了進(jìn)行立體聲再現(xiàn)而分成右側(cè)的聲音和左側(cè)的聲音的兩個(gè)信號(hào)。
揚(yáng)聲器16將聲音最終地輸出，以使用戶可收聽。這里，為了簡化說明，假設(shè)揚(yáng)聲器16的再現(xiàn)邊界頻率為100Hz。一般地，揚(yáng)聲器16可將頻率比再現(xiàn)邊界頻率大的信號(hào)通過某個(gè)程度的音壓而輸出，但另一方面，將再現(xiàn)頻率以下的頻率(以下，稱為‘低音區(qū)域’)的信號(hào)輸出時(shí)的音壓隨著頻率的下降而急劇地下降。再有，在揚(yáng)聲器16的前級(jí)，設(shè)有用于放大信號(hào)的放大單元14。此外，在圖中，表示了一個(gè)揚(yáng)聲器16，但這里，假設(shè)為通過與立體聲再現(xiàn)對應(yīng)的兩個(gè)揚(yáng)聲器16和與低音再現(xiàn)對應(yīng)的一個(gè)揚(yáng)聲器16的組合而構(gòu)成。
均衡電路12提高應(yīng)由揚(yáng)聲器16再現(xiàn)的低音區(qū)域的信號(hào)的音壓，以便提高聲音輸出裝置100中的低音再現(xiàn)能力。因此，均衡電路12預(yù)先放大低音區(qū)域的信號(hào)。即，將與揚(yáng)聲器16的頻率特性相反的頻率特性提供給信號(hào)。但是，為了降低在10Hz左右出現(xiàn)的低音失真，不放大應(yīng)出現(xiàn)低音失真的頻率(以下，稱為‘超低音區(qū)域’)分量的信號(hào)。再有，將在低音區(qū)域中應(yīng)放大的頻帶寬度稱為‘低音再現(xiàn)頻帶’。這里，為了提高低音的音質(zhì)，低音再現(xiàn)頻帶越寬越好。此外，均衡電路12放大低音區(qū)域的信號(hào)，但以降低對聲音頻帶的信號(hào)產(chǎn)生的影響來進(jìn)行動(dòng)作。
圖2表示均衡電路12的頻率特性。圖中的實(shí)線是均衡電路12的頻率特性。另一方面，圖中的虛線是不具有后述的均衡電路12的結(jié)構(gòu)的均衡器的頻率特性。這里，‘P1’是‘再現(xiàn)邊界頻率’，‘R1’是‘聲音頻帶’，‘R2’是‘低音區(qū)域’，‘R3’是‘超低音區(qū)域’，‘R4’和‘R5’是‘低音再現(xiàn)頻帶’。再有，圖2中所示的均衡電路12的特性在說明了均衡電路12的結(jié)構(gòu)后論述。
圖3表示均衡電路12的結(jié)構(gòu)。均衡電路12包括被統(tǒng)稱為低頻分量除去單元20的第1低頻分量除去單元20a、第2低頻分量除去單元20b；被統(tǒng)稱為高頻提取單元22的第1高頻提取單元22a、第2高頻提取單元22b；低頻提取單元24；放大單元26；被統(tǒng)稱為合成單元28的第1合成單元28a、第2合成單元28b；緩沖器30；緩沖器32；緩沖器34；控制單元50。此外，低頻提取單元24包括被統(tǒng)稱為前級(jí)低通濾波器40的第1前級(jí)低通濾波器40a、第2前級(jí)低通濾波器40b；合成單元42；高通濾波器44；后級(jí)低通濾波器46。這里，在均衡電路12中，假設(shè)為了立體聲再現(xiàn)而從再現(xiàn)電路10輸入右側(cè)的聲音信號(hào)和左側(cè)的聲音信號(hào)。
低頻分量除去單元20為了衰減低音失真，根據(jù)輸入的聲音信號(hào)而輸出使超低音區(qū)域衰減過的信號(hào)。這里，使用將應(yīng)由揚(yáng)聲器16再現(xiàn)的最低頻率設(shè)定為截止頻率的一階高通濾波器。
高頻提取單元22從低頻分量除去單元20輸出的信號(hào)中，提取再現(xiàn)邊界頻率以上的頻率分量的信號(hào)。即，作為由揚(yáng)聲器16再現(xiàn)沒有問題的頻率區(qū)域的信號(hào)，提取基本上不作為處理對象的信號(hào)。這里，使用將再現(xiàn)邊界頻率設(shè)定為截止頻率的二階高通濾波器。
前級(jí)低通濾波器40和后級(jí)低通濾波器46從低頻分量除去單元20輸出的信號(hào)中，提取由高頻提取單元22提取的信號(hào)以外的分量。該信號(hào)被放大，以便提高揚(yáng)聲器16中的低音再現(xiàn)能力。再有，作為包括了前級(jí)低通濾波器40和后級(jí)低通濾波器46的低頻提取單元24的截止頻率(以下，稱為‘分離截止頻率’)應(yīng)根據(jù)再現(xiàn)邊界頻率和聲音頻帶而被確定，最終從均衡電路12輸出的信號(hào)的頻率特性如圖2的實(shí)線那樣被決定。這里，假設(shè)根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果等，預(yù)先設(shè)定有合適的分離截止頻率。此外，與分離截止頻率相匹配，低頻提取單元24的衰減斜率應(yīng)以從低頻提取單元24輸出的信號(hào)不對從高頻提取單元22輸出的信號(hào)產(chǎn)生影響來確定，這里，假設(shè)該衰減斜率和與其對應(yīng)的低通濾波器的濾波器階數(shù)(以下，稱為‘最終濾波器階數(shù)’)預(yù)先根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果等而被設(shè)定。
前級(jí)低通濾波器40的截止頻率設(shè)定為比分離截止頻率低的截止頻率，而后級(jí)低通濾波器46的截止頻率設(shè)定為比分離截止頻率高的截止頻率。這里，由于將分離截止頻率設(shè)定為‘比再現(xiàn)邊界頻率高的頻率’，所以將前級(jí)低通濾波器40的截止頻率設(shè)定為‘再現(xiàn)邊界頻率’。另一方面，前級(jí)低通濾波器40的濾波器階數(shù)設(shè)定為比最終濾波器階數(shù)小的第1濾波器階數(shù)，后級(jí)低通濾波器46的濾波器階數(shù)設(shè)定為比最終濾波器階數(shù)小的第2濾波器階數(shù)。此外，第1濾波器階數(shù)以比第2濾波器階數(shù)小、并且第1濾波器階數(shù)和第2濾波器階數(shù)之和為最終濾波器階數(shù)而被設(shè)定。這里，為了滿足作為必要的最終濾波器階數(shù)的‘5階’，將第1濾波器階數(shù)設(shè)定為‘2’，第2濾波器階數(shù)設(shè)定為‘3’。再有，如果將低頻分量除去單元20的截止頻率設(shè)定得低，將低頻提取單元24的分離截止頻率設(shè)定得高，則可以擴(kuò)寬低音再現(xiàn)頻帶。
從低頻分量除去單元20輸出的信號(hào)依次通過前級(jí)低通濾波器40、后級(jí)低通濾波器46。再有，合成單元42將前級(jí)低通濾波器40的輸出合成。這是因?yàn)榈鸵糈呄蛴谝粝穸ㄎ坏闹醒?，所以在加法運(yùn)算的狀態(tài)下即使進(jìn)行信號(hào)處理也沒有問題。高通濾波器44在由合成單元42合成的信號(hào)中包含了直流分量的情況下，除去該直流分量。這里，與低頻分量除去單元20同樣，使用將應(yīng)由揚(yáng)聲器16再現(xiàn)的最低頻率設(shè)定為截止頻率的一階高通濾波器。
放大單元26將從低頻提取單元24輸出的信號(hào)放大。合成單元28將從高頻提取單元22輸出的信號(hào)和從放大單元26輸出的信號(hào)進(jìn)行合成。緩沖器30對由第1合成單元28a合成的信號(hào)進(jìn)行緩沖，緩沖器32對由放大單元28放大的信號(hào)進(jìn)行緩沖，緩沖器34對由第2合成單元28b合成的信號(hào)進(jìn)行緩沖。最終，作為左側(cè)的輸出從緩沖器30輸出信號(hào)，作為右側(cè)的輸出從緩沖器34輸出信號(hào)，作為低音的輸出從緩沖器32輸出信號(hào)。
控制單元50通過未圖示的輸入界面，從用戶接受高頻提取單元22、前級(jí)低通濾波器40、高通濾波器44、后級(jí)低通濾波器46的截止頻率、Q值、增益等的應(yīng)由高頻提取單元22和低頻提取單元24提取的與信號(hào)的特性有關(guān)的指示。而且，控制單元50將該指示變換為規(guī)定的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)字后，根據(jù)該數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)字而對高頻提取單元22、前級(jí)低通濾波器40、高通濾波器44、后級(jí)低通濾波器46的設(shè)定進(jìn)行電子式地控制。
圖4是前級(jí)低通濾波器40和后級(jí)低通濾波器46中的相對于相移的頻率特性。這里，為了容易地進(jìn)行說明，用實(shí)線表示在與前級(jí)低通濾波器40對應(yīng)的濾波器的階數(shù)為‘一階’、與后級(jí)低通濾波器46對應(yīng)的濾波器的階數(shù)為‘二階’的情況下的相位特性。另一方面，用虛線表示在高階的濾波器為‘三階’的情況下的相位特性。此外，圖中的頻率‘f0’是三階濾波器的截止頻率，頻率‘f1’是對應(yīng)于前級(jí)低通濾波器40的一階濾波器的截止頻率，頻率‘f2’是對應(yīng)于后級(jí)低通濾波器46的二階濾波器的截止頻率。如圖示那樣，通過將截止頻率不同的濾波器階數(shù)低的濾波器組合，可以減小相移。而且，在濾波器的組合中，如果使濾波器階數(shù)低的濾波器的截止頻率更低，則低的頻率下的相移可以更低。另一方面，高的頻率下的相移增大，但在圖2所示那樣遍及聲音頻帶的高的頻率中，由于來自低頻提取單元24的輸出增益變小，所以這樣的相移的影響小。
圖5(a)～圖5(c)表示均衡電路12的頻率特性。圖5(a)表示在圖3的‘P10’的頻率特性，即高頻提取單元22的輸出信號(hào)的頻率特性。而圖5(b)表示在圖3的‘P11’的頻率特性，即放大單元26的輸出信號(hào)的頻率特性。圖5(c)表示在圖3的‘P12’的頻率特性，即緩沖器30的輸出信號(hào)的頻率特性。如圖示那樣，圖5(c)以將圖5(a)和圖5(b)合成的方式而獲得。其結(jié)果，如圖5(b)所示，超低音區(qū)域的增益變小，低音再現(xiàn)頻帶擴(kuò)寬。此外，從圖5(a)和圖5(c)的比較可知，對聲音頻帶的影響少，下落也小。而且，與圖5(c)相同的頻率特性在圖2中用實(shí)線表示。與虛線的頻率特性比較，超低音區(qū)域的增益小，低音再現(xiàn)頻帶寬，對聲音頻帶的影響小，下落也小。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，由于將濾波器階數(shù)低的多個(gè)濾波器組合而構(gòu)成用于分離放大對象的信號(hào)的低通濾波器，所以來自不是放大對象的信號(hào)的相位差變小，下落變小。此外，由于通過低通濾波器而構(gòu)成用于除去超低音區(qū)域的高通濾波器和用于分離放大對象的信號(hào)的低通濾波器，所以可以擴(kuò)寬低音再現(xiàn)頻帶。此外，由于用衰減斜率大的濾波器構(gòu)成用于分離放大對象的信號(hào)的低通濾波器，所以可以使對聲音頻帶的影響小。此外，對合成的信號(hào)進(jìn)行有關(guān)低音區(qū)域的處理，所以可削減電路規(guī)模。
(實(shí)施例2)本發(fā)明的實(shí)施例2涉及在實(shí)施例1的均衡電路中使用的高通濾波器。如在實(shí)施例1中說明的那樣，如果揚(yáng)聲器的外殼小，則再現(xiàn)邊界頻率升高。其結(jié)果，頻率比再現(xiàn)邊界頻率低的信號(hào)成為低音的失真，使揚(yáng)聲器再現(xiàn)的聲音的音質(zhì)下降。因此，本實(shí)施例涉及將頻率比揚(yáng)聲器的再現(xiàn)邊界頻率低的信號(hào)截止的高通濾波器。
而且，在外殼容量小的揚(yáng)聲器中，一般被要求附帶在揚(yáng)聲器上的前置放大器等的再現(xiàn)裝置的小型化，即高通濾波器的小型化、IC化。適合IC化的濾波器之一是使用了開關(guān)電容器等效電路的濾波器。但是，就與開關(guān)電容器等效電路的采樣頻率比較頻率高某個(gè)程度的信號(hào)來說，因采樣頻率的影響而產(chǎn)生失真，所以將開關(guān)電容器等效電路原封不動(dòng)用作高通濾波器時(shí)，在輸出的信號(hào)中產(chǎn)生失真。
因此，本實(shí)施例將開關(guān)電容器等效電路作為雙象限型濾波器的電阻而裝入，從通過雙象限型濾波器而輸入的信號(hào)中提取低頻通過特性的信號(hào)和頻帶通過性的信號(hào)，進(jìn)而從輸入的信號(hào)中減去被提取出的這些信號(hào)從而提取輸入的信號(hào)的高頻通過特性的信號(hào)。從開關(guān)電容器等效電路輸出的信號(hào)對應(yīng)于低頻通過特性的信號(hào)和頻帶通過性的信號(hào)，所以頻率比采樣頻率低某個(gè)程度，可以抑制采樣造成的信號(hào)的失真。
圖6表示本發(fā)明的實(shí)施例2的第1高頻提取單元22a的結(jié)構(gòu)。第1高頻提取單元22a包括濾波器F1、運(yùn)算放大器A1至運(yùn)算放大器A3、電容器C1至電容器C7、開關(guān)S1至開關(guān)S4、電阻R1至電阻R4。
這里，根據(jù)以下所示的算式來說明第1高頻提取單元22a的處理內(nèi)容。如果輸入信號(hào)為Vin、輸出信號(hào)為Vout，則二階的高通濾波器的傳遞函數(shù)如下所示。
VoutVin=s2s2+as+b]]>其中，a和b為規(guī)定的常數(shù)。如果將其變形，則如下所示。
VoutVin=s2+as+bs2+as+b-ass2+as+b-bs2+as+b]]>即，二階的高通濾波器的傳遞函數(shù)通過從輸入信號(hào)中減去第1項(xiàng)的輸入信號(hào)、第2項(xiàng)的帶通濾波器的輸出信號(hào)(即頻帶通過性的信號(hào))、第3項(xiàng)的低通濾波器的輸出(即由低頻通過特性的信號(hào)表示)、頻帶通過性的信號(hào)和低頻通過特性的信號(hào)，獲得高頻通過特性的信號(hào)。第1高頻提取單元22a進(jìn)行這樣的處理，根據(jù)圖7(a)～圖7(b)來說明它們的對應(yīng)。圖7(a)～圖7(b)表示從圖6的P10至P16的頻率特性。圖7(a)是圖6的P10的信號(hào)，是輸入信號(hào)本身的頻率特性。這里為了簡化說明，表示了輸入信號(hào)在規(guī)定頻率范圍中增益是一定的，但例如也可以是在規(guī)定的頻率下增益增大或減小的特性。
圖7(b)是將圖6的P12的信號(hào)反轉(zhuǎn)過的信號(hào)的頻率特性。如圖示那樣，由于圖7(b)是頻帶通過性的信號(hào)，所以圖6的P12的信號(hào)稱為將頻帶通過性的信號(hào)反轉(zhuǎn)過的信號(hào)。圖7(c)是圖6的P14的信號(hào)，是低頻通過特性的信號(hào)的頻率特性。這些信號(hào)中，在運(yùn)算放大器A3的非反轉(zhuǎn)端子的前級(jí)P10的信號(hào)和P12的信號(hào)被合成，合成后的信號(hào)被輸入到運(yùn)算放大器A3的非反轉(zhuǎn)輸入端子，P14的信號(hào)被輸入到運(yùn)算放大器A3的反轉(zhuǎn)輸入端子。其結(jié)果，來自運(yùn)算放大器A3的輸出信號(hào)，即P16的信號(hào)獲得從輸入信號(hào)中減去了頻帶通過性的信號(hào)和低頻通過特性的信號(hào)所得的信號(hào)。圖7(d)中表示P16的信號(hào)的頻率特性。如圖示那樣，圖7(d)表示高頻通過特性的信號(hào)的頻率特性。再有，在圖7(b)至圖7(d)中，將上述的再現(xiàn)邊界頻率作為P1表示。關(guān)于如圖示那樣設(shè)定第1高頻提取單元22a的截止頻率和P1之間關(guān)系的理由，后面論述。
返回到圖6。圖6的從開關(guān)S1至開關(guān)S4交替地選擇在四周被包圍的‘1’和‘2’。即，在忽略定時(shí)的誤差時(shí)，開關(guān)S1至開關(guān)S4的‘1’在某個(gè)定時(shí)變?yōu)閷?dǎo)通，‘2’變?yōu)榻刂?。在其他的定時(shí)，開關(guān)S1至開關(guān)S4的‘2’變?yōu)閷?dǎo)通，‘1’變?yōu)榻刂?。插入了電容器C1、電容器C5、電容器C4的兩個(gè)‘1’和‘2’的組合，即，開關(guān)S1和開關(guān)S2的組合、開關(guān)S4和開關(guān)S2的組合、開關(guān)S3分別包含電容器并構(gòu)成開關(guān)電容器等效電路。在由開關(guān)S1和電容器C1及開關(guān)S2的組合所構(gòu)成的開關(guān)電容器等效電路的情況下，將開關(guān)S1和開關(guān)S2的‘1’和‘2’切換的采樣周期為T時(shí)，開關(guān)電容器等效電路的等效電阻Reff如下所示。
Reff=TC1]]>即使是其他的開關(guān)電容器等效電路，同樣的關(guān)系也成立，分別作為電阻而起作用。開關(guān)S1和電容器C1及開關(guān)S2的組合作為電阻而起作用，同時(shí)將輸入的信號(hào)的相位反轉(zhuǎn)。運(yùn)算放大器A1、電容器C2、電容器C3構(gòu)成帶通濾波器，P12的輸出信號(hào)如上述那樣變?yōu)閷㈩l帶通過性的信號(hào)反轉(zhuǎn)過的信號(hào)。開關(guān)S3作為電阻而起作用，同時(shí)使從運(yùn)算放大器A1輸出的信號(hào)反轉(zhuǎn)。運(yùn)算放大器A2和電容器C6構(gòu)成低通濾波器，P14的輸出信號(hào)如上述那樣變?yōu)榈皖l通過特性的信號(hào)。而且，低頻通過特性的信號(hào)通過開關(guān)S4和電容器C4，被反饋到運(yùn)算放大器A1。
通過以上的結(jié)構(gòu)，圖中的濾波器F1構(gòu)成雙象限型濾波器，從而以輸出將頻帶通過性的信號(hào)反轉(zhuǎn)過的信號(hào)和低頻通過特性的信號(hào)而進(jìn)行動(dòng)作。這里，采樣周期T的倒數(shù)的采樣頻率被設(shè)定為頻率比未圖示的揚(yáng)聲器16的再現(xiàn)邊界頻率P1高。一般地，因?yàn)槿绻皇穷l率比采樣頻率低某個(gè)程度的信號(hào)，則在輸出的信號(hào)中產(chǎn)生采樣造成的失真。而且，假設(shè)濾波器F1的各構(gòu)成元件被設(shè)定，以提取將應(yīng)按接近再現(xiàn)邊界頻率P1的頻率被截止的頻帶通過性的信號(hào)反轉(zhuǎn)的信號(hào)和低頻通過特性的信號(hào)。
在開關(guān)S1和開關(guān)S2的組合及開關(guān)S3中，‘1’和‘2’的組合彼此相同，但與它們比較，開關(guān)S2和開關(guān)S4的組合下的‘1’和‘2’的組合變?yōu)橄喾础＜?，在開關(guān)S1和開關(guān)S2的組合及開關(guān)S3中，對于反轉(zhuǎn)信號(hào)的相位來說，在開關(guān)S2和開關(guān)S4的組合中，未反轉(zhuǎn)信號(hào)的相位。通過這樣的結(jié)構(gòu)，在普通的雙象限型濾波器中，需要三個(gè)運(yùn)算放大器，以便從輸入信號(hào)中提取頻帶通過性的信號(hào)和低頻通過特性的信號(hào)，而這里由兩個(gè)運(yùn)算放大器構(gòu)成。再有，開關(guān)S1和開關(guān)S2的組合及開關(guān)S3不反轉(zhuǎn)信號(hào)的相位，開關(guān)S2和開關(guān)S4的組合反轉(zhuǎn)信號(hào)的相位也可以。
運(yùn)算放大器A3、電阻R1至電阻R4和電容器C7，如上述那樣，根據(jù)輸入信號(hào)而使低頻通過特性的信號(hào)分量和頻帶通過性的信號(hào)分量衰減，從而將輸入信號(hào)中的高頻通過特性的信號(hào)提取。低頻通過特性的信號(hào)和頻帶通過性的信號(hào)在接近再現(xiàn)邊界頻率P1的頻率被截止，所以高頻通過特性的信號(hào)變?yōu)樵佻F(xiàn)邊界頻率P1以上的信號(hào)。
再有，與圖3同樣，也可以在第1高頻提取單元22a的內(nèi)部或外部包括控制單元50。控制單元50通過未圖示的輸入界面，從用戶接受有關(guān)通過第1高頻提取單元22a應(yīng)截止的接近再現(xiàn)邊界頻率的頻率或采樣頻率的指示。進(jìn)而，將該指示變換為規(guī)定的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)字后，根據(jù)該數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)字而電子式地控制第1高頻提取單元22a的設(shè)定。
這里，第1高頻提取單元22a應(yīng)截止的頻率例如被決定為接近100Hz。這是考慮揚(yáng)聲器16的再現(xiàn)邊界頻率而設(shè)定的，但對于揚(yáng)聲器16的再現(xiàn)邊界頻率，根據(jù)揚(yáng)聲器特性的一例進(jìn)行說明。圖8表示單一錐形全頻帶揚(yáng)聲器的頻率特性。圖8中，橫軸表示頻率，縱軸表示響應(yīng)，但如圖示那樣，頻率比100Hz小時(shí)，響應(yīng)急劇地下降。再有，響應(yīng)是將基準(zhǔn)軸上1m的點(diǎn)中的音壓電平對應(yīng)于頻率變?yōu)檫B續(xù)的曲線來測量的值。此外，上述情況下，在比100Hz低的頻帶中，揚(yáng)聲器16的機(jī)械系統(tǒng)的失真增大。因此，在本實(shí)施例中，用高通濾波器截止這樣的頻帶。
揚(yáng)聲器16的再現(xiàn)邊界頻率f0根據(jù)揚(yáng)聲器16的外殼容積V、揚(yáng)聲器16的有效振動(dòng)半徑a、振動(dòng)系統(tǒng)的等效質(zhì)量mo、規(guī)定的常數(shù)α而如下決定。
f02=355×a4α×V×mo]]>即，再現(xiàn)邊界頻率f0在揚(yáng)聲器16的有效振動(dòng)半徑a大的情況下、揚(yáng)聲器16的外殼容積V小的情況下、振動(dòng)系統(tǒng)的等效質(zhì)量mo小的情況下增大。此外，如果再現(xiàn)邊界頻率f0增大，則第1高頻提取單元22a應(yīng)截止的頻率也增大。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在由揚(yáng)聲器應(yīng)再現(xiàn)的信號(hào)中，由于將揚(yáng)聲器不能再現(xiàn)的頻帶的部分預(yù)先用低通濾波器截止，所以可以降低可能由揚(yáng)聲器產(chǎn)生的失真。此外，由于使用開關(guān)電容器等效電路，所以濾波器的小型容易，而且在雙象限型濾波器的低頻通過特性的信號(hào)和頻帶通過性的信號(hào)的提取上使用開關(guān)電容器等效電路，所以可以降低基于采樣的高頻通過特性的信號(hào)中的失真。此外，可以提高由揚(yáng)聲器再現(xiàn)的聲音的音質(zhì)。
(實(shí)施例3)本發(fā)明的實(shí)施例3與實(shí)施例2同樣涉及高通濾波器。在實(shí)施例2中，說明了二階的高通濾波器。這里，涉及一階的高通濾波器、進(jìn)而將一階的高通濾波器和二階的高通濾波器任意地組合所得的規(guī)定的高階的高通濾波器。
圖9表示本發(fā)明實(shí)施例3的第1高頻提取單元22a的結(jié)構(gòu)。第1高頻提取單元22a包括一階高通濾波器60、二階高通濾波器62。二階高通濾波器62具有與實(shí)施例2的第1高頻提取單元22a相同的結(jié)構(gòu)，所以這里省略說明。
一階高通濾波器60與二階高通濾波器62同樣是高通濾波器，但濾波器的階數(shù)為一階。其結(jié)果，第1高頻提取單元22a成為三階的高通濾波器。這樣，將二階的高通濾波器和一階的高通濾波器任意個(gè)數(shù)串聯(lián)地連接，從而可實(shí)現(xiàn)任意階數(shù)的高通濾波器。
圖10表示一階高通濾波器60的結(jié)構(gòu)。一階高通濾波器60包括濾波器F2、運(yùn)算放大器A4、運(yùn)算放大器A5、電容器C8至電容器C10、開關(guān)S5、開關(guān)S6、電阻R5至電阻R8。
濾波器F2是由開關(guān)S5、開關(guān)S6、電容器C10、運(yùn)算放大器A4構(gòu)成的一階不完全積分器，作為低通濾波器而起作用。即，濾波器F2輸出將輸入的信號(hào)的低頻通過特性的信號(hào)反轉(zhuǎn)過的信號(hào)。這里，濾波器F2由使一階不完全積分器中包含的電阻應(yīng)在規(guī)定的采樣頻率下起作用的開關(guān)S5、開關(guān)S6構(gòu)成。此外，采樣頻率被設(shè)定為比未圖示的揚(yáng)聲器16的再現(xiàn)邊界頻率高的頻率。而且，將濾波器F2提取的低頻通過特性的信號(hào)反轉(zhuǎn)的信號(hào)以接近揚(yáng)聲器16的再現(xiàn)邊界頻率的頻率被截止。
運(yùn)算放大器A5、電阻R5至電阻R8從輸入的信號(hào)中提取將低頻通過特性的信號(hào)分量減少的信號(hào)，即輸入的信號(hào)的高頻通過特性的信號(hào)。一階高通濾波器60最終提取揚(yáng)聲器16的再現(xiàn)邊界頻率以上的高頻通過特性的信號(hào)。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，由于使用開關(guān)電容器等效電路，所以濾波器的小型容易，而且由于在一階不完全積分器的低頻通過特性的信號(hào)的提取上使用開關(guān)電容器等效電路，所以可以降低基于采樣的高頻通過特性的信號(hào)中的失真。而且，通過將一階的濾波器和二階的濾波器任意地組合，可實(shí)現(xiàn)規(guī)定的階數(shù)的濾波器。
(實(shí)施例4)本發(fā)明的實(shí)施例4涉及采用了實(shí)施例2和3中說明的高通濾波器的分頻網(wǎng)絡(luò)電路。分頻網(wǎng)絡(luò)電路將應(yīng)由揚(yáng)聲器再現(xiàn)的信號(hào)分割為多個(gè)頻帶，包括多個(gè)與多個(gè)頻帶對應(yīng)的專用的揚(yáng)聲器。應(yīng)由揚(yáng)聲器再現(xiàn)的信號(hào)通過濾波器而被變換為各個(gè)頻帶的信號(hào)，但對此時(shí)的高通濾波器使用在實(shí)施例2和3中說明的高通濾波器。
圖11是表示本發(fā)明的實(shí)施例4的聲音輸出裝置110的結(jié)構(gòu)。聲音輸出裝置100包括放大器66、高頻提取單元22、低頻提取單元24、放大器68、放大器70、第1揚(yáng)聲器72、第2揚(yáng)聲器74。
放大器66將應(yīng)再現(xiàn)的信號(hào)放大。高頻提取單元22提取被放大過的信號(hào)中的高音部分的信號(hào)。因此，通過如實(shí)施例2和3中說明的高通濾波器，提取相應(yīng)的信號(hào)。此時(shí)，如上述那樣，高頻提取單元22應(yīng)截止的頻率被設(shè)定為100Hz左右。由高頻提取單元22提取出的信號(hào)被放大器68放大，由第1揚(yáng)聲器72再現(xiàn)。另一方面，低頻提取單元24提取被放大過的信號(hào)中的中低音部分的信號(hào)。因此，通過低通濾波器，提取相應(yīng)的信號(hào)。由低頻提取單元24提取出的信號(hào)被放大器70放大，由第2揚(yáng)聲器74再現(xiàn)。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，還可將高通濾波器應(yīng)用于進(jìn)行頻帶分割驅(qū)動(dòng)的分頻網(wǎng)絡(luò)電路。
以上，根據(jù)實(shí)施例說明了本發(fā)明。實(shí)施例是例示，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，在它們的各構(gòu)成元件或各處理過程的組合上各種各樣的變形例是可能的，而這樣的變形例也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
在實(shí)施例1中，低頻提取單元24以高通濾波器44和后級(jí)低通濾波器46的順序排列構(gòu)成。但是，不限于此，例如，也可以按后級(jí)低通濾波器46和高通濾波器44的順序構(gòu)成，此外，也可以由具有相同特性的帶通濾波器構(gòu)成。根據(jù)本變形例，可用不同的電路結(jié)構(gòu)獲得同樣的特性。即，獲得期望的特性即可。
在實(shí)施例1中，均衡電路12輸入多個(gè)信號(hào)，從而輸出多個(gè)信號(hào)。但是，不限于此，例如，也可以輸入一個(gè)信號(hào)，從而輸出一個(gè)信號(hào)。這種情況下，低頻分量除去單元20、高頻提取單元22、前級(jí)低通濾波器40、合成單元28分別包含一個(gè)構(gòu)成元件即可。此外，也可以沒有合成單元42。根據(jù)本變形例，可以進(jìn)一步減小電路結(jié)構(gòu)。即，根據(jù)將聲音進(jìn)行立體聲再現(xiàn)還是進(jìn)行單聲道再現(xiàn)，只要是適合于該再現(xiàn)的結(jié)構(gòu)即可。
在實(shí)施例2中，濾波器F1為雙象限型濾波器。但是，不限于此，例如，濾波器F1也可以是雙象限型濾波器以外的濾波器。根據(jù)本變形例，可以使用各種各樣的濾波器。即，濾波器F1輸出將頻帶通過性的信號(hào)反轉(zhuǎn)過的信號(hào)和低頻通過特性的信號(hào)即可。
將實(shí)施例1至實(shí)施例4任意組合所得的實(shí)施例也是有效的。根據(jù)本變形例，可獲得將實(shí)施例1至實(shí)施例4任意組合的效果。
本發(fā)明的工業(yè)上的利用可能性在于，可以將不能由外殼容量小的揚(yáng)聲器再現(xiàn)的頻帶的信號(hào)截止。
權(quán)利要求
1.一種濾波器電路，其特征在于包括輸入單元，將處理對象的信號(hào)輸入；第1提取單元，使所述輸入的信號(hào)通過濾波器，從而提取所述輸入的信號(hào)中的低頻通過特性的信號(hào)和頻帶通過性的信號(hào)；以及第2提取單元，從所述輸入的信號(hào)中使所述提取出的低頻通過特性的信號(hào)分量和所述提取出的頻帶通過性的信號(hào)分量衰減，從而提取所述輸入的信號(hào)中的高頻通過特性的信號(hào)，所述第1提取單元將包含于所述濾波器中的電阻由能夠以規(guī)定的采樣頻率動(dòng)作的開關(guān)電容器等效電路構(gòu)成，并且該采樣頻率被設(shè)定為比在后級(jí)設(shè)置的揚(yáng)聲器的可再現(xiàn)頻率高的頻率，所述濾波器被設(shè)定，以提取應(yīng)該按接近所述揚(yáng)聲器的可再現(xiàn)頻率的頻率截止的所述低頻通過特性的信號(hào)和所述頻帶通過性的信號(hào)，所述第2提取單元根據(jù)所述低頻通過特性的信號(hào)和所述頻帶通過性的信號(hào)，提取所述揚(yáng)聲器的可再現(xiàn)頻率以上的所述高頻通過特性的信號(hào)。
2.如權(quán)利要求1所述的濾波器電路，其特征在于，所述第1提取單元的濾波器是雙象限型濾波器。
3.如權(quán)利要求2所述的濾波器電路，其特征在于，所述第1提取單元的所述雙象限型濾波器包括第1開關(guān)電容器等效電路，使所述輸入的信號(hào)通過；第1運(yùn)算放大器，從通過了所述第1開關(guān)電容器等效電路的信號(hào)中提取所述頻帶通過性的信號(hào)；第2開關(guān)電容器等效電路，使所述提取出的頻帶通過性的信號(hào)通過；第2運(yùn)算放大器，從通過了所述第2開關(guān)電容器等效電路的信號(hào)中提取所述低頻通過特性的信號(hào)；以及第3開關(guān)電容器等效電路，使所述提取出的低頻通過特性的信號(hào)通過，并且使通過的信號(hào)被反饋到所述第1運(yùn)算放大器，所述第3開關(guān)電容器等效電路如下構(gòu)成，在所述第1開關(guān)電容器等效電路和所述第2開關(guān)電容器等效電路使通過的信號(hào)的相位反轉(zhuǎn)的情況下，不使通過的信號(hào)的相位被反轉(zhuǎn)，而在所述第1開關(guān)電容器等效電路和所述第2開關(guān)電容器等效電路不使通過的信號(hào)的相位反轉(zhuǎn)的情況下，使通過的信號(hào)的相位被反轉(zhuǎn)。
4.如權(quán)利要求1或2所述的濾波器電路，其特征在于，應(yīng)作為所述第1提取單元中的所述采樣頻率的基準(zhǔn)的所述揚(yáng)聲器的可再現(xiàn)頻率根據(jù)所述揚(yáng)聲器的外殼容積來決定，所述雙象限型濾波器被設(shè)定，以便如果所述揚(yáng)聲器的外殼容積小，則將應(yīng)截止所述低頻通過特性的信號(hào)和所述頻帶通過性的信號(hào)的頻率提高。
5.一種濾波器電路，其特征在于包括輸入單元，將處理對象的信號(hào)輸入；第1提取單元，使所述輸入的信號(hào)通過一階不完全積分器，從而提取所述輸入的信號(hào)中的低頻通過特性的信號(hào)；以及第2提取單元，從所述輸入的信號(hào)中使所述提取出的低頻通過特性的信號(hào)分量衰減，從而提取所述輸入的信號(hào)中的高頻通過特性的信號(hào)，所述第1提取單元將包含于所述一階不完全積分器中的電阻由能夠以規(guī)定的采樣頻率動(dòng)作的開關(guān)電容器等效電路構(gòu)成，并且該采樣頻率被設(shè)定為比在后級(jí)設(shè)置的揚(yáng)聲器的可再現(xiàn)頻率高的頻率，所述一階不完全積分器被設(shè)定，以提取應(yīng)該按接近所述揚(yáng)聲器的可再現(xiàn)頻率的頻率截止的所述低頻通過特性的信號(hào)，所述第2提取單元根據(jù)所述低頻通過特性的信號(hào)，提取所述揚(yáng)聲器的可再現(xiàn)頻率以上的所述高頻通過特性的信號(hào)。
6.如權(quán)利要求1所述的濾波器電路，其特征在于，所述第1提取單元還包括用于控制應(yīng)截止的接近所述揚(yáng)聲器的可再現(xiàn)頻率的頻率的控制單元。
7.如權(quán)利要求5所述的濾波器電路，其特征在于，所述第1提取單元還包括用于控制應(yīng)截止的接近所述揚(yáng)聲器的可再現(xiàn)頻率的頻率的控制單元。
8.如權(quán)利要求6所述的濾波器電路，其特征在于，還包括接受單元，從用戶接受有關(guān)所述第1提取單元應(yīng)截止的接近所述揚(yáng)聲器的可再現(xiàn)頻率的頻率的指示；以及變換單元，將所述接受的指示變換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)字，所述控制單元根據(jù)所述變換過的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)字，控制所述第1提取單元應(yīng)截止的接近所述揚(yáng)聲器的可再現(xiàn)頻率的頻率。
9.如權(quán)利要求7所述的濾波器電路，其特征在于，還包括接受單元，從用戶接受有關(guān)所述第1提取單元應(yīng)截止的接近所述揚(yáng)聲器的可再現(xiàn)頻率的頻率的指示；以及變換單元，將所述接受的指示變換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)字，所述控制單元根據(jù)所述變換過的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)字，控制所述第1提取單元應(yīng)截止的接近所述揚(yáng)聲器的可再現(xiàn)頻率的頻率。
10.一種濾波器電路，其特征在于，包括一個(gè)以上的一階高通濾波器和一個(gè)以上的二階高通濾波器，所述二階高通濾波器提取高頻通過特性的信號(hào)和頻帶通過性的信號(hào)，并使所述提取出的低頻通過特性的信號(hào)分量和所述提取出的頻帶通過性的信號(hào)分量衰減，從而提取頻帶通過性的信號(hào)，并且所述二階高通濾波器包括由應(yīng)以規(guī)定的采樣頻率動(dòng)作的開關(guān)電容器等效電路構(gòu)成的電阻，所述一階高通濾波器通過一階不完全積分器提取低頻通過特性的信號(hào)，并使所述提取出的低頻通過特性的信號(hào)分量衰減，從而提取高頻通過特性的信號(hào)，并且所述一階高通濾波器由開關(guān)電容器等效電路構(gòu)成，該開關(guān)電容器等效電路使所述一階不完全積分器中包含的電阻應(yīng)以規(guī)定的采樣頻率進(jìn)行動(dòng)作，應(yīng)被設(shè)定在所述一個(gè)以上的一階高通濾波器和所述一個(gè)以上的二階高通濾波器中的所述采樣頻率被設(shè)定為比在后級(jí)中設(shè)置的揚(yáng)聲器的可再現(xiàn)頻率高的頻率，所述一個(gè)以上的一階高通濾波器和所述一個(gè)以上的二階高通濾波器被串聯(lián)連接，從而提取所述揚(yáng)聲器的可再現(xiàn)頻率以上的所述高頻通過特性的信號(hào)。
11.如權(quán)利要求10所述的濾波器電路，其特征在于，所述二階高通濾波器包括雙象限型濾波器。
12.一種再現(xiàn)裝置，其特征在于包括輸入單元，將處理對象的信號(hào)輸入；高頻提取單元，從所述輸入的信號(hào)中，提取后級(jí)的揚(yáng)聲器的可再現(xiàn)頻率以上的高頻通過特性的信號(hào)；放大單元，放大所述提取出的高頻通過特性的信號(hào)；以及揚(yáng)聲器，將所述放大過的信號(hào)作為聲音信號(hào)進(jìn)行再現(xiàn)，所述高頻提取單元包括第1提取單元，使所述輸入的信號(hào)通過濾波器，從而提取所述輸入的信號(hào)中的低頻通過特性的信號(hào)和頻帶通過性的信號(hào)；以及第2提取單元，從所述輸入的信號(hào)中，使所述提取出的低頻通過特性的信號(hào)分量和所述提取出的頻帶通過性的信號(hào)分量衰減，從而提取所述輸入的信號(hào)中的高頻通過特性的信號(hào)，所述第1提取單元將包含于所述濾波器中的電阻由能夠以規(guī)定的采樣頻率動(dòng)作的開關(guān)電容器等效電路構(gòu)成，并且該采樣頻率被設(shè)定為比所述揚(yáng)聲器的可再現(xiàn)頻率高的頻率，所述濾波器被設(shè)定，以提取應(yīng)該按接近所述揚(yáng)聲器的可再現(xiàn)頻率的頻率截止的所述低頻通過特性的信號(hào)和所述頻帶通過性的信號(hào)，所述第2提取單元根據(jù)所述低頻通過特性的信號(hào)和所述頻帶通過性的信號(hào)，提取所述揚(yáng)聲器的可再現(xiàn)頻率以上的所述高頻通過特性的信號(hào)。
13.如權(quán)利要求12所述的再現(xiàn)裝置，其特征在于，所述第1提取單元的濾波器是雙象限型濾波器。
全文摘要
截止不能用揚(yáng)聲器再現(xiàn)的低音部分。運(yùn)算放大器(A)、電容器(C2)、電容器(C3)輸出將頻帶通過性的信號(hào)反轉(zhuǎn)過的信號(hào)。開關(guān)(S3)作為電阻起作用，同時(shí)使從運(yùn)算放大器(A1)輸出的信號(hào)反轉(zhuǎn)。運(yùn)算放大器(A2)和電容器(C6)輸出低頻通過特性的信號(hào)。而且，低頻通過特性的信號(hào)通過開關(guān)(S4)和電容器(C4)，被反饋到運(yùn)算放大器(A1)。運(yùn)算放大器(A3)、電阻(R1)至電阻(R4)和電容器(C7)從輸入信號(hào)中使低頻通過特性的信號(hào)分量和頻帶通過性的信號(hào)分量衰減，從而將輸入信號(hào)中的高頻通過特性的信號(hào)提取。
文檔編號(hào)H04R3/00GK1930909SQ200580007160
公開日2007年3月14日 申請日期2005年3月4日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月5日
發(fā)明者宮下貴重 申請人:羅姆股份有限公司