JP2017192151A - オーディオ信号処理回路、オーディオ信号処理方法、それを用いた車載用オーディオ装置、オーディオコンポーネント装置、電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】音質の劣化を抑制しつつ、アナログアンプおよびＤＳＰが一体集積化されたオーディオ信号処理回路を提供する。【解決手段】第１アンプＡＭＰ１は、入力オーディオ信号ＳＩＮを非反転増幅する。第２アンプＡＭＰ２は第１アンプＡＭＰ１の出力信号Ｓ１を反転増幅する。アナログ／デジタル変換器１０は、差動入力形式を有し、そのＰ極入力端子に第１アンプＡＭＰ１の出力信号Ｓ１を受け、そのＮ極入力端子に第２アンプＡＭＰ２の出力信号Ｓ２を受ける。デジタル／アナログ変換器１４は、差動形式の第３アナログオーディオ信号Ｓ３を出力する。第３アンプＡＭＰ３は、第３アナログオーディオ信号Ｓ３のＰ極信号Ｓ３ｐを反転し、そのＮ極信号Ｓ３ｎと加算し、シングルエンド形式の第４アナログオーディオ信号Ｓ４を生成する。第４アンプＡＭＰ４は、第４アナログオーディオ信号Ｓ４を反転増幅し、出力オーディオ信号ＳＯＵＴを生成する。【選択図】図２

Description

本発明は、オーディオ信号処理回路に関する。

ＣＤプレイヤ、オーディオアンプ、カーステレオあるいは携帯型ラジオや携帯型のオーディオプレイヤをはじめとするオーディオ信号を再生する機能を備えた電子機器は、オーディオ信号に、さまざまな信号処理を施すサウンドプロセッサを備える。図１は、一般的なオーディオシステムの構成を示すブロック図である。

オーディオシステム１００１は、音源１００２、アナログアンプ１００４、アナログ／デジタル変換器１０１０、ＤＳＰ（Digital Signal ProcessorあるいはDigital Sound Processor）１０１２、デジタル／アナログ変換器１０１４、アナログアンプ１００６、パワーアンプ１００８、電気音響変換素子１００９を備える。

音源１００２は、ＣＤプレイヤ、シリコンオーディオプレイヤ、携帯電話端末などであり、アナログオーディオ信号を出力する。アナログアンプ１００４は、音源１００２からのアナログオーディオ信号を増幅し、後段のアナログ／デジタル変換器１０１０の入力レンジにマッチさせる。ＤＳＰ１０１２は、前段のアナログ／デジタル変換器１０１０からのデジタルオーディオ信号を受け、所定のデジタル信号処理を施す。ＤＳＰ１０１２による信号処理としては、イコライジング、バスブースト、トレブルブースト、ステレオ−モノラル変換、デジタルボリウム制御などが例示される。

デジタル／アナログ変換器１０１４は、ＤＳＰ１０１２による処理を受けたデジタルオーディオ信号をアナログオーディオ信号に変換する。アナログアンプ１００６はたとえばアナログボリウム回路であり、デジタル／アナログ変換器１０１４の出力信号をボリウム値に応じた利得で増幅する。パワーアンプ１００８は、アナログアンプ１００６の出力を増幅し、電気音響変換素子１００９であるスピーカやヘッドホンを駆動する。

特開２００５−１１７４８９号公報 特開２００５−２１７７１０号公報 特開２００４−２２２０７７号公報 特開２００５−２１７４９６号公報 特開平１１−７５２８７号公報

従来のオーディオシステム１００１では、ＤＳＰ１０１２と、その前段のアナログ／デジタル変換器１０１０、その後段のデジタル／アナログ変換器１０１４が、ひとつの半導体基板に集積化されたオーディオＩＣ（Integrated Circuit）１０２０を構成しており、アナログアンプ１００４、ボリウム１００６などのアナログ回路ブロックは、オーディオＩＣの外部に設けられていた。

図１のオーディオシステム１００１において、アナログアンプ１００４、アナログアンプ１００６を、オーディオＩＣに集積化すれば、オーディオシステム１００１を簡素化することができる。ところが、オーディオＩＣ１０２０の内部には、スイッチドキャパシタフィルタ（ＳＣＦ）、発振器やＰＬＬ（Phase Locked Loop）、ゲートセル、レベルシフト回路などが設けられており、クロックノイズが発生している。したがってオーディオＩＣ１０２０の内部にアナログアンプ１００４、アナログアンプ１００６を内蔵すると、クロックノイズが空間、あるいは半導体基板を経由して、アナログアンプ１００４、アナログアンプ１００６に混入することになり、Ｓ／Ｎ比やダイナミックレンジが悪化し、音質が劣化するという問題が生ずる。

本発明は係る課題に鑑みてなされたものであり、そのある態様の例示的な目的のひとつは、音質の劣化を抑制しつつ、アナログアンプおよびＤＳＰが一体集積化されたオーディオ信号処理回路の提供にある。

本発明のある態様は、アナログシングルエンド形式の入力オーディオ信号を受け、所定の信号処理を施してアナログシングルエンド形式の出力オーディオ信号を生成するオーディオ信号処理回路に関する。オーディオ信号処理回路は、第１アンプ、第２アンプ、アナログ／デジタル変換器、デジタル信号処理部、デジタル／アナログ変換器、第３アンプ、第４アンプを備え、ひとつの半導体基板上に一体集積化される。
第１アンプは、入力オーディオ信号を非反転増幅して第１アナログオーディオ信号を生成する。第２アンプは、第１アナログオーディオ信号を反転増幅して第２アナログオーディオ信号を生成する。アナログ／デジタル変換器１０は、差動入力形式を有し、そのＰ極入力端子に第１アナログオーディオ信号を受け、そのＮ極入力端子に第２アナログオーディオ信号を受け、第１デジタルオーディオ信号に変換する。デジタル信号処理部は、第１デジタルオーディオ信号に所定の信号処理を施し、第２デジタルオーディオ信号を出力する。デジタル／アナログ変換器は、第２デジタルオーディオ信号を、差動形式の第３アナログオーディオ信号に変換する。第３アンプは、第３アナログオーディオ信号のＮ極信号から第３アナログオーディオ信号のＰ極信号を減算し、シングルエンド形式の第４アナログオーディオ信号を生成する。第４アンプは、第４アナログオーディオ信号を反転増幅し、出力オーディオ信号を生成する。

本発明の別の態様も、オーディオ信号処理回路に関する。オーディオ信号処理回路は、第１アンプ、第２アンプ、アナログ／デジタル変換器、デジタル信号処理部、デジタル／アナログ変換器、第３アンプ、第４アンプを備え、ひとつの半導体基板上に一体集積化される。
第１アンプは、入力オーディオ信号を非反転増幅して第１アナログオーディオ信号を生成する。第２アンプは、第１アナログオーディオ信号を反転増幅して第２アナログオーディオ信号を生成する。アナログ／デジタル変換器１０は、差動入力形式を有し、そのＰ極入力端子に第１アナログオーディオ信号を受け、そのＮ極入力端子に第２アナログオーディオ信号を受け、第１デジタルオーディオ信号に変換する。デジタル信号処理部は、第１デジタルオーディオ信号に所定の信号処理を施し、第２デジタルオーディオ信号を出力する。デジタル／アナログ変換器は、第２デジタルオーディオ信号を、差動形式の第３アナログオーディオ信号に変換する。第３アンプは、第３アナログオーディオ信号のＰ極信号を反転し、第３アナログオーディオ信号のＮ極信号と加算し、シングルエンド形式の第４アナログオーディオ信号を生成する。第４アンプは、第４アナログオーディオ信号を反転増幅し、出力オーディオ信号を生成する。

これら態様によると、第１アンプの出力からアナログ／デジタル変換器に至る第１経路を伝搬するオーディオ信号と、デジタル／アナログ変換器の出力から第４アンプの入力に至る第２経路を伝搬するオーディオ信号は、互いに逆相となる。その結果、デジタル信号処理部において発生したノイズが、第１経路のオーディオ信号と第２経路のオーディオ信号に混入した場合に、ノイズ成分が打ち消しあうため、音質の劣化を抑制することができる。

第１アンプは、入力オーディオ信号と所定のバイアス電圧を分圧する第１抵抗および第２抵抗と、分圧されたオーディオ信号を受け、第１アナログオーディオ信号を出力する第１演算増幅器を含むバッファと、を含んでもよい。

第２アンプは、その非反転入力端子に所定のバイアス電圧が印加される第２演算増幅器と、第２演算増幅器の反転入力端子と第１アンプの出力端子の間に設けられた第３抵抗と、第２演算増幅器の出力端子とその反転入力端子の間に設けられた第４抵抗と、を含んでもよい。

第３アンプは、第３演算増幅器と、第３演算増幅器の非反転入力端子とデジタル／アナログ変換器のＮ極出力端子の間に設けられた第５抵抗と、所定のバイアス電圧が供給されるバイアスラインと第３演算増幅器の非反転入力端子の間に設けられた第６抵抗と、第３演算増幅器の出力端子とその反転入力端子の間に設けられた第７抵抗と、第３演算増幅器の反転入力端子とデジタル／アナログ変換器のＰ極出力端子の間に設けられた第８抵抗と、を含んでもよい。

第４アンプは、その非反転入力端子に所定のバイアス電圧が印加される第４演算増幅器と、第４演算増幅器の反転入力端子と第３アンプの出力端子の間に設けられた第９抵抗と、第４演算増幅器の出力端子とその反転入力端子の間に設けられた第１０抵抗と、を含んでもよい。

第４アンプは、可変利得アンプであってもよい。

本発明の別の態様は、車載用オーディオ装置に関する。車載用オーディオ装置は、上述のいずれかのオーディオ信号処理回路を備える。

本発明の別の態様は、オーディオコンポーネント装置に関する。車載用オーディオ装置は、上述のいずれかのオーディオ信号処理回路を備える。

なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや本発明の構成要素や表現を、方法、装置、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明に係るオーディオ信号処理回路によれば、アナログアンプを、デジタル信号処理部と一体集積化しつつ、音質の劣化を抑制することができる。

一般的なオーディオシステムの構成を示すブロック図である。 実施の形態に係るオーディオ信号処理回路を備えるオーディオシステムの構成を示すブロック図である。 オーディオ信号処理回路の具体的な構成例を示す回路図である。 実施の形態に係るオーディオ信号処理回路の動作を示す波形図である。 比較技術に係るオーディオ信号処理回路の構成を示すブロック図である。 オーディオ信号処理回路を用いた車載用オーディオ装置の構成を示すブロック図である。 図７（ａ）〜（ｃ）は、電子機器あるいはオーディオコンポーネント装置の外観図である。

以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。

本明細書において、「部材Ａが、部材Ｂと接続された状態」とは、部材Ａと部材Ｂが物理的に直接的に接続される場合のほか、部材Ａと部材Ｂが、電気的な接続状態に影響を及ぼさない他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。
同様に、「部材Ｃが、部材Ａと部材Ｂの間に設けられた状態」とは、部材Ａと部材Ｃ、あるいは部材Ｂと部材Ｃが直接的に接続される場合のほか、電気的な接続状態に影響を及ぼさない他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。

図２は、実施の形態に係るオーディオ信号処理回路１００を備えるオーディオシステム１の構成を示すブロック図である。オーディオシステム１は、音源２、オーディオ信号処理回路１００、パワーアンプ８、電気音響変換素子９を備える。図２のオーディオ信号処理回路１００は、図１のオーディオシステム１００１の構成要素のうち、オーディオＩＣ１０２０に、その前段のアナログアンプと、その後段のアナログアンプを集積化したＩＣである。

オーディオ信号処理回路１００は、前段の音源２からのアナログシングルエンド形式の入力オーディオ信号Ｓ_ＩＮを受け、所定の信号処理を施してアナログシングルエンド形式の出力オーディオ信号Ｓ_ＯＵＴを生成する。出力オーディオ信号Ｓ_ＯＵＴは、後段のパワーアンプ８によって増幅され、電気音響変換素子９から出力される。オーディオ信号処理回路１００と音源２の間、あるいはオーディオ信号処理回路１００とパワーアンプ８の間には、図示しない回路ブロックが挿入されてもよい。

オーディオ信号処理回路１００は、第１アンプＡＭＰ１、第２アンプＡＭＰ２、アナログ／デジタル変換器１０、デジタル信号処理部１２、デジタル／アナログ変換器１４、第３アンプＡＭＰ３、第４アンプＡＭＰ４を備える。

第１アンプＡＭＰ１は、入力オーディオ信号Ｓ_ＩＮを非反転増幅して、第１アナログオーディオ信号Ｓ１を生成する。第２アンプＡＭＰ２は、第１アナログオーディオ信号Ｓ１を反転増幅して第２アナログオーディオ信号Ｓ２を生成する。

アナログ／デジタル変換器１０は、差動入力形式を有する。アナログ／デジタル変換器１０のＰ極入力端子には第１アナログオーディオ信号Ｓ１が、そのＮ極入力端子には第２アナログオーディオ信号Ｓ２を受け、第１デジタルオーディオ信号Ｄ１に変換する。デジタル信号処理部１２は、第１デジタルオーディオ信号Ｄ１に所定の信号処理を施し、第２デジタルオーディオ信号Ｄ２を出力する。デジタル信号処理部１２の信号処理は特に限定されないが、たとえば、デジタルボリウム回路、マルチバンドイコライザ、ラウドネス回路、ハイパスフィルタ、ローパスフィルタ、バスブースト回路を備えてもよい。

デジタル／アナログ変換器１４は、第２デジタルオーディオ信号Ｄ２を、差動形式の第３アナログオーディオ信号Ｓ３に変換する。第３アナログオーディオ信号Ｓ３のＰ極信号は、デジタル／アナログ変換器１４のＰ極出力端子から、第３アナログオーディオ信号Ｓ３のＮ極信号は、デジタル／アナログ変換器１４のＮ極出力端子から出力される。

第３アンプＡＭＰ３は、第３アナログオーディオ信号Ｓ３のＮ極信号から、第３アナログオーディオ信号Ｓ３のＰ極信号を減算し、第４アナログオーディオ信号Ｓ４を生成する。言い換えれば、第３アンプＡＭＰ３は、第３アナログオーディオ信号Ｓ３のＰ極信号を反転し、第３アナログオーディオ信号Ｓ３のＮ極信号と加算し、シングルエンド形式の第４アナログオーディオ信号Ｓ４を生成する。

第４アンプＡＭＰ４は、第４アナログオーディオ信号Ｓ４を反転増幅し、出力オーディオ信号Ｓ_ＯＵＴを生成する。

図３は、オーディオ信号処理回路１００の具体的な構成例を示す回路図である。

第１アンプＡＭＰ１および第２アンプＡＭＰ２は、シングルエンド−差動変換回路を構成する。

第１アンプＡＭＰ１は、第１抵抗Ｒ１、第２抵抗Ｒ２、第１演算増幅器ＯＡ１を含む。第１演算増幅器ＯＡ１は、出力端子と反転入力端子が接続され、ボルテージフォロア（バッファ）を構成する。第１抵抗Ｒ１および第２抵抗Ｒ２は、入力オーディオ信号Ｓ_ＩＮと所定のバイアス電圧Ｖ_ＢＩＡＳを分圧する。第１演算増幅器ＯＡ１を含むバッファは、分圧された入力オーディオ信号Ｓ_ＩＮ’を受け、第１アナログオーディオ信号Ｓ１を出力する。第１アンプＡＭＰ１は、利得Ｋ１が式（１）で与えられる非反転アンプである。バイアス電圧Ｖ_ＢＩＡＳは、アナログ／デジタル変換器１０に入力すべき差動信号のコモン電圧レベルに対応する。たとえばバイアス電圧Ｖ_ＢＩＡＳは、電源電圧Ｖ_ＤＤの中点レベルＶ_ＤＤ／２に定められる。
Ｋ１＝Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２） …（１）

第２アンプＡＭＰ２は、第３抵抗Ｒ３、第４抵抗Ｒ４、第２演算増幅器ＯＡ２を含む。第２演算増幅器ＯＡ２の非反転入力端子には、バイアス電圧Ｖ_ＢＩＡＳが印加される。第３抵抗Ｒ３は、第２演算増幅器ＯＡ２の反転入力端子と第１アンプＡＭＰ１の出力端子の間に設けられる。第４抵抗Ｒ４は、第２演算増幅器ＯＡ２の出力端子とその反転入力端子の間に設けられる。

第２アンプＡＭＰ２は、利得Ｋ２が式（２）で与えられる反転アンプである。
Ｋ２＝−Ｒ４／Ｒ３ …（２）

第３アンプＡＭＰ３は、第３演算増幅器ＯＡ３、第５抵抗Ｒ５、第６抵抗Ｒ６、第７抵抗Ｒ７、第８抵抗Ｒ８を含む。第５抵抗Ｒ５は、第３演算増幅器ＯＡ３の非反転入力端子とデジタル／アナログ変換器１４のＮ極出力端子の間に設けられる。第６抵抗Ｒ６は、バイアス電圧Ｖ_ＢＩＡＳが供給されるバイアスライン（バイアス端子）と第３演算増幅器ＯＡ３の非反転入力端子の間に設けられる。第７抵抗Ｒ７は、第３演算増幅器ＯＡ３の出力端子とその反転入力端子の間に設けられる。第８抵抗Ｒ８は、第３演算増幅器ＯＡ３の反転入力端子とデジタル／アナログ変換器１４のＰ極出力端子の間に設けられる。

この第３アンプＡＭＰ３の、第３アナログオーディオ信号Ｓ３のＰ極信号Ｓ３ｐに対する利得Ｋ３ｐ、Ｎ極信号Ｓ３ｎに対する利得Ｋ３ｎは、式（３）で与えられ、第４アナログオーディオ信号Ｓ４は、信号Ｓ３ｐを反転増幅した信号と、信号Ｓ３ｎを非反転増幅した信号の重ね合わせ、すなわち和となる。
Ｋ３ｐ＝−Ｒ７／Ｒ８
Ｋ３ｎ＝Ｒ６／（Ｒ５＋Ｒ６） …（３）

第４アンプＡＭＰ４は、第４演算増幅器ＯＡ４、第９抵抗Ｒ９、第１０抵抗Ｒ１０を含む。第４演算増幅器ＯＡ４の非反転入力端子には、バイアス電圧Ｖ_ＢＩＡＳが印加される。第９抵抗Ｒ９は、第４演算増幅器ＯＡ４の反転入力端子と第３アンプＡＭＰ３の出力端子の間に設けられる。第１０抵抗Ｒ１０は、第４演算増幅器ＯＡ４の出力端子とその反転入力端子の間に設けられる。

第４アンプＡＭＰ４は、利得Ｋ４が式（４）で与えられる反転アンプである。
Ｋ４＝−Ｒ９／Ｒ１０ …（４）

第４アンプＡＭＰ４を、可変利得アンプとしてもよい。この場合、第９抵抗Ｒ９、第１０抵抗Ｒ１０の少なくとも一方を可変抵抗とすればよい。第４アンプＡＭＰ４を可変利得アンプとすることで、第４アンプＡＭＰ４をアナログボリウム回路として利用できる。

なお、第１アンプＡＭＰ１〜第４アンプＡＭＰ４の構成は図３には限定されず、同等の機能を有する別の形式のアンプを用いてもよい。

以上がオーディオ信号処理回路１００の構成である。続いてその動作を説明する。
図４は、実施の形態に係るオーディオ信号処理回路１００の動作を示す波形図である。図２において、第１アンプＡＭＰ１の出力からアナログ／デジタル変換器１０に至る経路を第１経路、デジタル／アナログ変換器１４の出力から第４アンプＡＭＰ４の入力に至る経路を第２経路とする。図２のオーディオ信号処理回路１００では、第１経路を伝搬する信号と、第２経路を伝搬する信号は互いに逆相となる。

デジタル信号処理部１２において発生したノイズＮは、空間あるいは半導体基板を経由して、第１経路を伝搬するオーディオ信号と、第２経路を伝搬するオーディオ信号の双方に重畳される。第１経路にノイズが混入すると、アナログ／デジタル変換器１０の入力信号の差動成分（Ｓ１−Ｓ２）にノイズが重畳される。この差動成分（Ｓ１−Ｓ２）は、デジタル／アナログ変換器１４から逆相で出力される。逆相で出力された信号Ｓ３に、ノイズＮが重畳すると、第１経路で重畳されたノイズ成分がキャンセルされ、出力オーディオ信号Ｓ_ＯＵＴからノイズ信号を除去することができる。

このように、実施の形態に係るオーディオ信号処理回路１００によれば、音質の劣化を抑制しつつ、アナログアンプを、アナログ／デジタル変換器１０、デジタル信号処理部１２、デジタル／アナログ変換器１４と一体集積化することができる。

実施の形態に係るオーディオ信号処理回路１００の効果は、以下で説明する比較技術との対比によって明確となる。図５は、比較技術に係るオーディオ信号処理回路１００ｒの構成を示すブロック図である。オーディオ信号処理回路１００ｒにおいて、アンプＡＭＰ１１は、入力オーディオ信号Ｓ_ＩＮを反転増幅し、アナログ／デジタル変換器１０のＮ極入力端子に出力する。アンプＡＭＰ１２は、アンプＡＭＰ１１の出力を反転増幅し、アナログ／デジタル変換器１０のＰ極入力端子に出力する。アンプＡＭＰ１３は、デジタル／アナログ変換器１４のＰ極出力信号を反転し、デジタル／アナログ変換器１４のＮ極出力信号と加算する。アンプＡＭＰ１４は、アンプＡＭＰ１３の出力を反転する。

この比較技術では、アナログ／デジタル変換器１０の前段の第１経路と、デジタル／アナログ変換器１４の後段の第２経路が、同相となる。したがって第１経路の信号にノイズが混入し、第２経路の信号にノイズが混入すると、それらは相殺することなく強めあってしまう。

実施の形態に係るオーディオ信号処理回路１００によれば、比較技術に比べてノイズを好適に低減することができる。

図６は、オーディオ信号処理回路１００を用いた車載用オーディオ装置５００の構成を示すブロック図である。車載用オーディオ装置５００は、５．１チャンネル（フロント右ＦＲ、リア右ＲＲ、フロント左ＦＬ、リア左ＲＬ、センターＣ、サブウーファＳＷ）で構成される。

オーディオ信号処理回路１００は、ＣＤプレイヤからのデジタル入力を受ける。ＣＤプレイヤからのデジタル入力は、ＤＳＰ１２にダイレクトに入力される。またチューナからのステレオアナログオーディオ信号は、ＴＵＮＥＲチャンネルに入力され、その他のモバイルオーディオプレイヤなどからのステレオアナログオーディオ信号はＡＵＸチャンネルに入力される。

入力セレクタ５０２およびアンプ５０４は、上述の第１アンプＡＭＰ１に対応する。第１アンプＡＭＰ１は、ＲチャンネルとＬチャンネルそれぞれに設けられる。第１アンプＡＭＰ１は、入力チャンネルを選択し、選択されたチャンネルのシングルエンド形式のアナログオーディオ信号を差動信号に変換する。選択されたチャンネルに差動形式のオーディオ信号が入力される場合、差動変換処理はスキップされる。

アナログ／デジタル変換器１０Ｒは、Ｒチャンネルの差動形式の入力オーディオ信号をデジタルオーディオ信号Ｄ１Ｒに変換し、アナログ／デジタル変換器１０Ｌは、Ｌチャンネルの差動形式の入力オーディオ信号をデジタルオーディオ信号Ｄ１Ｌに変換する。

デジタル信号処理部１２は、デジタルボリウム回路、５バンドイコライザ、ラウドネス回路、クロスオーバフィルタ、バスブースト回路を備え、デジタルオーディオ信号Ｄ１Ｒ、Ｄ１Ｌに所定の信号処理を施す。

デジタル／アナログ変換器１４Ｒは、Ｒチャンネルのデジタルオーディオ信号Ｄ２Ｒを差動形式のアナログオーディオ信号Ｓ３Ｒに変換する。デジタル／アナログ変換器１４Ｌは、Ｌチャンネルのデジタルオーディオ信号Ｄ２Ｌを差動形式のアナログオーディオ信号Ｓ３Ｌに変換する。デジタル／アナログ変換器１４Ｍは、残りのチャンネルのデジタルオーディオ信号Ｄ２Ｍを差動形式のアナログオーディオ信号Ｓ３Ｍに変換する。

図６のアンプ５０６およびポストフィルタ５０８は、第３アンプＡＭＰ３に対応する。当業者であれば、図３の第３アンプＡＭＰ３にキャパシタを追加することにより、ローパスフィルタ、ハイパスフィルタなどが構成しうることが理解される。フェーダボリウム５１０は第４アンプＡＭＰ４に対応する。

図６のオーディオ信号処理回路１００は車載用オーディオ装置のみでなく、家庭用のホームオーディオシステムのオーディオコンポーネント装置に利用することもできる。あるいは、オーディオ信号処理回路１００は、テレビ、デスクトップＰＣ、ノートＰＣ、タブレットＰＣ、携帯電話端末、デジタルカメラ、ポータブルオーディオプレイヤなどの電子機器に搭載することもできる。

図７（ａ）〜（ｃ）は、電子機器あるいはオーディオコンポーネント装置の外観図である。図７（ａ）は電子機器の一例であるディスプレイ装置６００である。ディスプレイ装置６００は、筐体６０２、スピーカ９を備える。オーディオ信号処理回路１００は筐体に内蔵され、スピーカ９を駆動する。

図７（ｂ）はオーディオコンポ７００である。オーディオコンポ７００は、筐体７０２、スピーカ９を備える。オーディオ信号処理回路１００は筐体７０２に内蔵され、スピーカ９を駆動する。

図７（ｃ）は電子機器の一例である小型情報端末８００である。小型情報端末８００は、携帯電話、ＰＨＳ（Personal Handy-phone System）、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）、タブレットＰＣ（Personal Computer）、オーディオプレイヤなどである。小型情報端末８００は、筐体８０２、スピーカ９、ディスプレイ８０４を備える。オーディオ信号処理回路１００は筐体８０２に内蔵され、スピーカ９を駆動する。

実施の形態にもとづき、具体的な語句を用いて本発明を説明したが、実施の形態は、本発明の原理、応用を示しているにすぎず、実施の形態には、請求の範囲に規定された本発明の思想を逸脱しない範囲において、多くの変形例や配置の変更が認められる。

１…オーディオシステム、２…音源、８…パワーアンプ、９…電気音響変換素子、１００…オーディオ信号処理回路、１０…アナログ／デジタル変換器、１２…デジタル信号処理部、１４…デジタル／アナログ変換器、ＡＭＰ１…第１アンプ、ＯＡ１…第１演算増幅器第４演算増幅器、Ｒ９…第９抵抗、Ｒ１０…第１０抵抗、ＩＮ…入力端子、ＯＵＴ…出力端子、Ｓ１…第１アナログオーディオ信号、Ｓ２…第２アナログオーディオ信号、Ｓ３…第３アナログオーディオ信号、Ｓ４…第４アナログオーディオ信号。

デジタル信号処理部１２において発生したノイズＮは、空間あるいは半導体基板を経由して、第１経路を伝搬するオーディオ信号と、第２経路を伝搬するオーディオ信号の双方に重畳される。第１経路にノイズが混入すると、アナログ／デジタル変換器１０の入力信号の差動成分（Ｓ１−Ｓ２）にノイズが重畳される。この差動成分（Ｓ１−Ｓ２）は、デジタル／アナログ変換器１４の後段の第３アンプＡＭＰ３により、逆相のシングルエンドの第４アナログオーディオ信号Ｓ４に変換される。逆相の信号Ｓ４に、ノイズＮが重畳すると、第１経路で重畳されたノイズ成分がキャンセルされ、出力オーディオ信号Ｓ_ＯＵＴからノイズ信号を除去することができる。

Claims (13)

1. アナログシングルエンド形式の入力オーディオ信号を受け、クロックと同期して所定の信号処理を施してアナログシングルエンド形式の出力オーディオ信号を生成するオーディオ信号処理回路であって、
   前記入力オーディオ信号を非反転増幅して第１アナログオーディオ信号を生成する第１アンプと、
   前記第１アナログオーディオ信号を反転増幅して第２アナログオーディオ信号を生成する第２アンプと、
   差動入力形式を有し、そのＰ極入力端子に前記第１アナログオーディオ信号を受け、そのＮ極入力端子に前記第２アナログオーディオ信号を受け、第１デジタルオーディオ信号に変換するアナログ／デジタル変換器と、
   前記第１デジタルオーディオ信号に所定の信号処理を施し、第２デジタルオーディオ信号を出力するデジタル信号処理部と、
   前記第２デジタルオーディオ信号を、差動形式の第３アナログオーディオ信号に変換し、Ｐ極出力端子およびＮ極出力端子から出力するデジタル／アナログ変換器と、
   前記Ｐ極出力端子の信号を反転し、前記Ｎ極出力端子の信号と加算し、シングルエンド形式の第４アナログオーディオ信号を生成する第３アンプと、
   前記第４アナログオーディオ信号を反転増幅し、前記出力オーディオ信号を生成する第４アンプと、
   を備え、ひとつの半導体基板上に一体集積化され、
   前記第４アナログオーディオ信号と、前記第１アナログオーディオ信号は互いに逆相であることを特徴とするオーディオ信号処理回路。
2. アナログシングルエンド形式の入力オーディオ信号を受け、クロックと同期して所定の信号処理を施してアナログシングルエンド形式の出力オーディオ信号を生成するオーディオ信号処理回路であって、
   前記入力オーディオ信号を非反転増幅して第１アナログオーディオ信号を生成する第１アンプと、
   前記第１アナログオーディオ信号を反転増幅して第２アナログオーディオ信号を生成する第２アンプと、
   差動入力形式を有し、そのＰ極入力端子に前記第１アナログオーディオ信号を受け、そのＮ極入力端子に前記第２アナログオーディオ信号を受け、第１デジタルオーディオ信号に変換するアナログ／デジタル変換器と、
   前記第１デジタルオーディオ信号に所定の信号処理を施し、第２デジタルオーディオ信号を出力するデジタル信号処理部と、
   前記第２デジタルオーディオ信号を、差動形式の第３アナログオーディオ信号に変換し、Ｐ極出力端子およびＮ極出力端子から出力するデジタル／アナログ変換器と、
   前記Ｎ極出力端子の信号から前記Ｐ極出力端子の信号を減算し、シングルエンド形式の第４アナログオーディオ信号を生成する第３アンプと、
   前記第４アナログオーディオ信号を反転増幅し、前記出力オーディオ信号を生成する第４アンプと、
   を備え、ひとつの半導体基板上に一体集積化され、
   前記第４アナログオーディオ信号と前記第１アナログオーディオ信号は互いに逆相であることを特徴とするオーディオ信号処理回路。
3. 前記第１アンプは、
   前記入力オーディオ信号と所定のバイアス電圧を分圧する第１抵抗および第２抵抗と、
   分圧されたオーディオ信号を受け、前記第１アナログオーディオ信号を出力する第１演算増幅器を含むバッファと、
   を含むことを特徴とする請求項１または２に記載のオーディオ信号処理回路。
4. 前記第２アンプは、
   その非反転入力端子に所定のバイアス電圧が印加される第２演算増幅器と、
   前記第２演算増幅器の反転入力端子と前記第１アンプの出力端子の間に設けられた第３抵抗と、
   前記第２演算増幅器の出力端子とその反転入力端子の間に設けられた第４抵抗と、
   を含むことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のオーディオ信号処理回路。
5. 前記第３アンプは、
   第３演算増幅器と、
   前記第３演算増幅器の非反転入力端子と前記デジタル／アナログ変換器のＮ極出力端子の間に設けられた第５抵抗と、
   所定のバイアス電圧が供給されるバイアスラインと前記第３演算増幅器の非反転入力端子の間に設けられた第６抵抗と、
   前記第３演算増幅器の出力端子とその反転入力端子の間に設けられた第７抵抗と、
   前記第３演算増幅器の反転入力端子と前記デジタル／アナログ変換器のＰ極出力端子の間に設けられた第８抵抗と、
   を含むことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のオーディオ信号処理回路。
6. 前記第４アンプは、
   その非反転入力端子に所定のバイアス電圧が印加される第４演算増幅器と、
   前記第４演算増幅器の反転入力端子と前記第３アンプの出力端子の間に設けられた第９抵抗と、
   前記第４演算増幅器の出力端子とその反転入力端子の間に設けられた第１０抵抗と、
   を含むことを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のオーディオ信号処理回路。
7. 前記第４アンプは、可変利得アンプであることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載のオーディオ信号処理回路。
8. 前記第３アンプは、フィルタの一部であることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載のオーディオ信号処理回路。
9. 請求項１から８のいずれかに記載のオーディオ信号処理回路を備えることを特徴とする車載用オーディオ装置。
10. 請求項１から８のいずれかに記載のオーディオ信号処理回路を備えることを特徴とするオーディオコンポーネント装置。
11. 請求項１から８のいずれかに記載のオーディオ信号処理回路を備えることを特徴とする電子機器。
12. ひとつの半導体基板に集積化された集積回路によって、アナログシングルエンド形式の入力オーディオ信号を受け、クロックと同期して所定の信号処理を施してアナログシングルエンド形式の出力オーディオ信号を生成する方法であって、
    前記入力オーディオ信号を非反転増幅して第１アナログオーディオ信号を生成するステップと、
    前記第１アナログオーディオ信号を反転増幅して第２アナログオーディオ信号を生成するステップと、
    差動入力形式を有するアナログ／デジタル変換器のＰ極入力端子に前記第１アナログオーディオ信号を入力し、そのＮ極入力端子に前記第２アナログオーディオ信号を入力し、第１デジタルオーディオ信号に変換するステップと、
    前記第１デジタルオーディオ信号に所定の信号処理を施し、第２デジタルオーディオ信号を生成するステップと、
    前記第２デジタルオーディオ信号を、デジタル／アナログ変換器によって差動形式の第３アナログオーディオ信号に変換するステップと、
    前記デジタル／アナログ変換器のＰ極出力端子の信号を反転し、前記デジタル／アナログ変換器のＮ極出力端子の信号と加算し、シングルエンド形式の第４アナログオーディオ信号を生成する第３アンプと、
    前記第４アナログオーディオ信号を反転増幅し、前記出力オーディオ信号を生成するステップと、
    を備え、
    前記第４アナログオーディオ信号と前記第１アナログオーディオ信号は互いに逆相であることを特徴とする方法。
13. ひとつの半導体基板に集積化された集積回路によって、アナログシングルエンド形式の入力オーディオ信号を受け、クロックと同期して所定の信号処理を施してアナログシングルエンド形式の出力オーディオ信号を生成する方法であって、
    前記入力オーディオ信号を非反転増幅して第１アナログオーディオ信号を生成するステップと、
    前記第１アナログオーディオ信号を反転増幅して第２アナログオーディオ信号を生成するステップと、
    差動入力形式を有するアナログ／デジタル変換器のＰ極入力端子に前記第１アナログオーディオ信号を入力し、そのＮ極入力端子に前記第２アナログオーディオ信号を入力し、第１デジタルオーディオ信号に変換するステップと、
    前記第１デジタルオーディオ信号に所定の信号処理を施し、第２デジタルオーディオ信号を生成するステップと、
    前記第２デジタルオーディオ信号を、デジタル／アナログ変換器によって差動形式の第３アナログオーディオ信号に変換するステップと、
    前記デジタル／アナログ変換器のＮ極出力端子の信号から前記デジタル／アナログ変換器のＰ極出力端子の信号を減算し、シングルエンド形式の第４アナログオーディオ信号を生成するステップと、
    前記第４アナログオーディオ信号を反転増幅し、前記出力オーディオ信号を生成するステップと、
    を備え、
    前記第４アナログオーディオ信号と前記第１アナログオーディオ信号は互いに逆相であることを特徴とする方法。

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