特開 2022-164522 音質を改善したノイズレスアンプ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022164522

(43)【公開日】2022-10-27

(54)【発明の名称】音質を改善したノイズレスアンプ

(51)【国際特許分類】

   H03F 1/26 20060101AFI20221020BHJP

【ＦＩ】

H03F1/26

【審査請求】未請求

【請求項の数】2

【出願形態】書面

(21)【出願番号】P 2021093282

(22)【出願日】2021-04-15

(71)【出願人】

【識別番号】593196399

【氏名又は名称】佐藤 正志

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 正志

【テーマコード（参考）】

5J500

【Ｆターム（参考）】

5J500AA01

5J500AC41

5J500AF19

5J500AH29

5J500AH33

5J500AH44

5J500AK34

5J500AK35

5J500AK53

5J500AS05

5J500AT01

(57)【要約】      （修正有）

【課題】音質改善とノイズを消すことを同時に行う音質を改善したノイズレスアンプを提供する。
【解決手段】音質を改善したノイズレスアンプは、ハイサンプリング手段１で補正誤差を検出して第１のＦＭ偏移回路３に入力し、アナログ信号とデジタル成分を分離し外部雑音成分と音楽成分を含む部分のノイズを、光ファイバー４０と光変換４１器と受電器４２とから構成する光ファイバー管４で除去し、第２のＦＭ偏移回路でダイレクト入力の補正検出を行い合成したのち、アンプから出力する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

オーデイオ入力と、ＦＭ変調回路と、ＦＶ偏移回路から成るＦＭ偏移回路のＵＳＢＤＡＣから出力する階段形状のデジタルアナログ出力１と、外部雑音を含む三角形部分の差分出力を分離したのち光変換器と光ファイバーと受電器からなる光ファイバー管を通し受電器から高周波チョークとコンデンサと直流制御手段を備えた音質調整器から別に、高速パルス発振器からのパルスを第１カウンタで計数、ＣＰＵ３と、ＤＡＣ２から得た時間軸とレベル電圧のＤＡＣ１の出力を複数個のＡＮＤゲートを組み合わせたゲートマトリックス回路に入力しそれぞれのＡＮＤゲート出力をエンコード回路でＲＯＭを読み出して角度情報を演算回路１に入力することを特徴とする音質を改善したノイズレスアンプ。

【請求項2】

角度情報をＲＯＭからよみだし予想値を演算回路１で演算したのちダイレクト入力から実際値の電圧の誤差を演算回路２の演算でより正確な補正を行い出力を合成して増幅することを特徴とする音質を改善したノイズレスアンプ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

従来のラジオなどのアンプは、雑音を拾い音質が悪く大音量にできない増幅機器が多い。
音質改善とノイズを消すことを同時に行う音質を改善したノイズレスアンプに関するものである。

【背景技術】

【0002】

近年パソコンや携帯電話で外部雑音が多くラジオ通信機器に音質を妨げるノイズが多くある。これは音を重視する立場では解決策を早く見つける必要があった。
そこでＦＭ放送対応になっている。ステレオ放送のホワイトノイズが消えない場合が多い。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】実願２０１２－３９４号 公報

【特許文献2】特願２０１４－２０７４３号 公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ラジオの雑音は、空中で雷や空電など電気雑音が多く電灯線からトリガーパルスもパソコンからのクロックパルスも雑音になる。雑音は不規則で突然起きるため対処予想が困難である。
本発明は、以上の問題を解決しようとするものである。

【課題を解決するための手段】

【0005】

ハイサンプリング回路で補正誤差を検出して、ＦＭ偏移回路に入力しアナログ信号とデジタル成分を分離し外部雑音成分と音楽成分を含む部分のノイズを光ファイバー管と光変換器と受電器から構成する、光ファイバー管で除去し、第２のＦＭ偏移回路でダイレクト入力の補正検出を行い合成したのちアンプから出力する。
以上の構成からなる音質を改善したノイズレスアンプ。

【発明の効果】

【0006】

デジタルとアナログの変換率を大幅に高めることができる。
音質改善と外部の電気雑音を防ぐことができる

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】本発明の回路構成図

【図2】本発明の角度の出力する回路図

【図3】ダイレクト入力時のデジタル電圧と差電圧を示す図

【図4】本発明の傾き度のＢ領域と角度の関係を示す図

【図5】本発明のノイズを消す回路図

【図6】本発明の第２誤差を修正する回路図

【図7】本発明のＲＯＭを含むゲートマトリックス回路図

【図8】本発明のゲートマトリックス回路のＡＮＤゲートの接続図

【図9】本発明のゲートマトリックス回路のＡＮＤゲートの接続図

【図10】本発明の概念を示す図

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、図面をもとに説明する。入力する音源を基本入力信号とすると、ＣＤの音源はこのＬＰＦで三角部分をカットする。折り返し雑音になるからでこの処理は普通の演算回路ではできない。するとアナログ変換する波形は階段状の波形になる。これはハイレゾ音源でより細かくなる。しかしとがった音になる。なめらかな音にならない。長時間聞けない理由の一つである。アナログの音と違う点である。

【0009】

サンプリング回路を通過するとデジタル信号になるが、より高いサンプリング周波数で量子数ドッドが多くなるのでアナログに近い波形になる。
原音と誤差は少なくなる。ＤＡＣでアナログ変換すると階段状の波形が確認される。
放送など直接入力されると処理が大変で処理時間はない。ホールド時間がないので演算回路やサンプリング回路などは不要になる。

【0010】

ところで元の波形と誤差があることから比較してこの誤差をホールド時間なしで電圧変換できる。これはＦＭ変調回路で誤差信号から周波数の偏移分を電圧化する回路が発明されている手段を用いると電圧変換がすぐできる。

【0011】

図１によると、ハイサンプリング手段（１）からＵＳＢＤＡＣ（２）を通過するとアナログ電圧になる。この出力を出力１とする。
一方、ハイサンプリング手段（１）の入力側からアナログ信号に電圧化した比較すると誤差が出る。
これを第１のＦＭ偏移回路（３）に入力すると、ＦＭ変調回路（３１）からＦＶ偏移回路（３２）で誤差電圧を出力する。これはノイズを含んでいるアナログ信号である。

【0012】

この信号を光ファイバー管（４）に通す。光ファイバー管（４）は、光変換器（４１）と光ファイバー（４０）を通して受電器（４２）をチューブにしたもので構成されている。

【0013】

これで光変化すると外部から侵入する空電からの雑音はカットされる。
これを電気変換した信号は、強い信号方向のみ通過するのでより放送局側の信号をとらえることができる。これは大幅なＳ／Ｎ比を改善できる

【0014】

三角形の面積は１／２×Ｔの２乗×加速度
加速度は面積から計算出来る。
挟まれた角度は、ｔａｎΘ＝対の長さ／底辺の長さ
底辺の長さはある定数（Ｑ０）×Ｔ 対の長さはある定数（Ｑ１）×電圧差
数式の正接の加法定理を使うと、ｔａｎ（Θ－α）＝ｔａｎΘ－ｔａｎα／１＋ｔａｎΘｔａｎα
ダイレクト入力（Ｖ）と基本的に計算できる電圧レベル（Ｖ０）の誤差はこの角度差であるからこれは計算すると（Ｖ－Ｖ０）＝ΔＴ／（ΔＴの２乗＋ΔＴ）
これが誤差である。
ΔＴは第２高速パルス発振器（７５０）の区切る時間であるからパルス数値×定数である。
（Ｑ１）×電圧差／（Ｑ０）×Ｔが、ｔａｎΘ

【0015】

或いは、時間軸と交点から加速度を求める。加速度×時間の２乗×１／２
ダイレクト入力レベル（電圧差）／時間＝ｔａｎΘ
共通項は時間であるから時間＝ダイレクト入力レベル／ｔａｎΘ
加速度×（ダイレクト入力レベル／ｔａｎΘ）の２乗×１／２

【0016】

図２では高速パルス発振回路（７５）からのパルスは、第１カウンタ（７９）とＣＰＵ３（７８）と第２エンコード回路（７００）で時間軸の（Ａ）端子、一方、第２高速パルス発振器（７５０）から高速パルス発振器（７５）より高周波のパルスを第２カウンタ（７６）に入力する。このパルスは上下に移動するようにすることで「１」から「ｎ」まで上がり、「１」に戻り計数を繰り返す。
第２カウンタ（７６）からＤＡＣ３（７７）で電圧に戻す。
比較器（７２）の一方のＱ端子に入力、もう一方を入力側Ｑ１端子に加える。
比較器（２）が同じ値になると、出力しＣＰＵ２（７８）はパスリレー（９１）を介して第２カウンタ（７６）の計数値をＤＡＣ１（７４０）のＢ端子へ入力する。
第２カウンタ（７６）からＤＡＣ３（７７）で比較器（７２）とＣＰＵ２（７８）で縦電圧変化を上下させて比較させ一致した出力をＤＡＣ１（７４０）で（Ｂ）端子、これをゲートマトリックス回路（７１）に入力する。ＡＮＤゲート（７８１）はＮＡＮＤゲート（７８２）とインバータ（７８３）の複合素子である。ゲートマトリックス回路（７１）は図８のとおりである。
第１エンコード回路（７０）でＲＯＭ（５）のアドレス信号で、ＲＯＭ（５）の内容を読み出す。ＲＯＭ（５）に波形の角度情報が記憶されている。ダイレクト入力とＲＯＭ（５）を介して演算回路１（６）に接続されている。

【0017】

図９に示す予想値をＰ１、実際値をＰ２とする。囲まれる角度は底辺の基準に角度Θ１、Θ２（Θ１＜Θ２） 補正値は（Ｐ２－Ｐ１）であるから正接の加法定理で補正値は次の式で求められる。

【0018】

【数1】

【0019】

この数式は、図１０に示す、演算回路２（６０）の計算方法である。予想値とΘ１、Θ２ ΔＴは入力できる。

【0020】

これで演算回路１（６）に受電器（４２）からの信号から電圧が入力すると時間軸と角度情報から加速度が出る。これが出力２である。
ダイレクト入力と演算回路１（６）から得た出力２に誤差がある場合、第２のＦＭ偏移回路（３０）で第１のＦＭ偏移回路（３）と同じ動作を行う。
補正誤差は（Ｐ２－Ｐ１）であるから演算回路２（６０）で数式１に示す計算で出力する。
この出力は出力３でアンプ（９）に接続する。

【0021】

サンプリング周波数やＦＭ変調回路（３１）の対応する周波数を音の低周波帯や光においてより高周波帯で切り替えても同じである。出力２は、音質調整器（８）に通す。音質調整器（８）は、高周波チョークコイル（８０）とコンデンサ（８１）と直流で電気容量を可変できる可変容量ダイオード（８２）で構成され、周波数の同調変化を行う。
出力１と出力２、出力３をアンプ（９）で増幅する。

【符号の説明】

【0022】

１ ハイサンプリング手段
２ ＵＳＢＤＡＣ
３ 第１のＦＭ偏移回路
３０ 第２のＦＭ偏移回路
３１ ＦＭ変調回路
３２ ＦＶ偏移回路
４ 光ファイバー管
４０ 光ファイバー
４１ 光変換器
４２ 受電器
５ ＲＯＭ
６ 演算回路１
６０ 演算回路２
７ 波形傾き度合い演算手段
７０ 第１エンコード回路
７００ 第２エンコード回路
７１ ゲートマトリックス回路
７２ 比較器
７３ ＣＰＵ１
７４ ＤＡＣ２
７４０ ＤＡＣ１
７５ 高速パルス発振器
７５０ 第２高速パルス発振器
７６ 第２カウンタ
７７ ＤＡＣ３
７８ ＣＰＵ２
７８１ ＡＮＤゲート
７８２ ＮＡＮＤゲート
７８３ インバータ
７９ 第１カウンタ
８ 音質調整器
８０ 高周波チョークコイル
８１ コンデンサ
８２ 可変容量ダイオード
８３ 直流制御手段
９ アンプ
９０ 合成出力
９１ パスリレー
９２ ＣＰＵ３

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】