JPH01174123A - Ａ／ｄコンバータにおける入出力特性自動調整方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、ＤＡＴ（ディジタル・オーディオ・テープ
レコーダ）等のディジタルオーディオ機器に適用される
Ａ／Ｄコンバータに係り、特に、波形クリップが生じな
いように、その入出力特性を自動的に調整することがで
きる入出力特性自動調整方法に関する。

「従来の技術」 従来、ＤＡＴにおけるアナログ入力系回路は、第２図に
示すように溝成されていた。この図において、外部装置
（ＣＤプレーヤー等）から入力端子Ｔｉｎに供給された
アナログ入力信号は、操作パネル面に設けられたレベル
調整器（録音レベル調整用ボリューム）ｌで減衰された
上で、Ａ／Ｄコンバータ２へ供給され、このＡ／Ｄコン
バータ２によって１６ビツトのディジタル出力データに
変換された後、ディジタル録音系回路３へ供給される。

上記レベル調整器ｌの出力は、操作パネル面に設けられ
たディジタル表示式のレベルメータ４にも供給されてお
り、このレベルメータ４によってＡ／Ｄコンバータ２へ
の入力レベル（録音レベル）が表示されるようになって
いる。ここで、レベルメータ４の表示がＯｄＢを示して
いる場合、録音レベルが最上限であること、すなわち、
アナログ入力信号がＡ／Ｄコンバータ２の人力レンジの
上限値に達していることが示され、この場合Ａ／Ｄコン
バータ２の出力データの１６ビツト全てが有効となるフ
ルビットとなっている。

「発明が解決しようとする問題点」 ところで、上述したＤＡＴにおいて、例えばＣＤプレー
ヤーから出力される音楽ソースを録音する場合、実際の
録音に先だって、録音すべき音楽ソースの最もレベルが
高いと思われる部分を選択し、その部分のアナログ信号
を入力端子Ｔｉｎへ人力した状態で、レベル調整器ｌを
手動調整して録音レベルの設定を行なう。この場合、ダ
イナミックレンジを有効に活用するためには、レベルメ
ータ４の表示が閃からＯｄＢまでフルスケールにわたっ
て振れるように調整しなければならない。しかし、レベ
ルメータ４の表示がＯｄＢを越えるこ−とがあってはな
らない。なぜなら、録音レベルがＡ／Ｄコンバータ２の
人力レンジの上限を越えると、Ａ／Ｄコンバータ２の出
力データがフルビットとなり、その出力データは、元の
アナログ入力信号波形の頂部が切り取られた歪んだ波形
に対応したデータとなり、いわゆる波形クリップが生じ
てしまうためである。このような波形クリップを防ぐた
めには、録音レベルを細心の注意を払って調整しなけれ
ばならず、極めて煩雑な操作が要求されるという問題が
あった。

そこで、図に点線で示すように、Ａ／Ｄコンバータ２と
ディジタル録音系回路３との間に、ＤＳＰ（ディジタル
信号処理用プロセッサ）を設け、このＤＳＰが、Ａ／Ｄ
コンバータ２の出力データを常時監視し、その出力デー
タがフルビットとなって、波形クリップが生じた時点で
レベル調整器ｌの減衰量を増加させるようにしたものが
提案されている。しかしながら、波形クリップが生じて
から、実際にレベル調整器ｌの減衰量が増加するまでの
応答時間が少なからず存在するので、瞬間的な波形クリ
ップについては防ぎ得ないという問題があった。

この発明は上述した事情に鑑みてなされたもので、過大
なアナログ入力信号によって生じる波形クリップを防止
することができるのは勿論のこと、瞬間的な波形クリッ
プをも防止することができるＡ／Ｄコンバータにおける
入出力特性自動調整方法を提供することを目的としてい
る。

「問題点を解決するための手段」 この発明は、アナログ入力信号をディジタルデータに変
換するとともに人力レンジが任意に設定可能なＡ／Ｄコ
ンバータにおいて、前記Ａ／Ｄコンバータの変換動作中
に該Ａ／Ｄコンバータから順次出力される出力データを
サンプルデータとして取り込み、これら取り込んだ所定
数のサンプルデータに基づいて、前記アナログ入力信号
の単位時間当たりの変化量を算出し、前記出力データが
一定値を越えた時点で、前記変化量に基づいて、一定期
間内に前記出力データの全ビットが有効となるか否かを
予測し、この予測結果に基づいて、前記Ａ／Ｄコンバー
タの入力レンジを調整することを特徴としている。

「作用」 上述した方法によれば、Ａ／Ｄコンバータの出力データ
が一定値を越えた時点で、その時点から一定期間経過し
た後に、出力データの全ビットが有効となり波形クリッ
プが生じるか否かが予測され、この予測結果に基づいて
Ａ／Ｄコンバータの入力レンジが調整されるので、波形
クリップに対して事前に対処することができる。

「実施例」 以下、図面を参照し、この発明の実施例について説明す
る。

第１図はこの発明の一実施例の構成を示すブロック図で
ある。この図において、入力端子ＴｉｎにはＣＤプレー
ヤーから音楽ソースが供給される。５は入力端子Ｔｉｎ
から直接供給されるアナログ入力端子信号Ｖｉｎを１６
ビツト（ＤＢｌ、〜ＤＢｏ）のディジタル出力データに
順次変換する逐次比較型Ａ／Ｄコンバータであり、アナ
ログ入力電圧ＶｉｎとＤ／Ａコンバータ８の出力電圧ｖ
ｒとを比較するアナログコンパレータ６と、このアナロ
グコンパレータ６の出力に基づいて出力データの各ビッ
トＤＢ１５〜Ｄ　Ｂ　ｏを順次決定する逐次比較ロジッ
ク７と、この逐次比較ロジック７から出力される出力デ
ータの各ビットＤ　Ｂ　１ｓ〜ＤＢ、の重みに対応した
出力電圧Ｖｒを発生するＤ／Ａコンバータ８とから構成
されている。そして、このＡ／Ｄコンバータ５は、内部
のＤ／Ａコンバータ８に入力される基′Ｑ、電圧Ｖ　ｒ
ｅｆに応じてアナログ入力電圧レンジが設定されるよう
になっており、この入力端子レンジの上限値に対応した
アナログ入力電圧Ｖｉｎが入力されると、その出力デー
タはフルビットとなり、各ビットＤＢ、、−ＤＢ、は全
て“ｌ”となる。

上述したＡ／Ｄコンバータ５から順次出力される！６ビ
ツトの出力データは、ＤＳＰＩＯを介して、デジタル録
音系回路３へ供給され、データ変調回路１３、記録アン
プ１４および磁気ヘッド１５を介して、ＤＡＴ用の磁気
テープに磁気記録される。

１６は基準電圧設定回路であり、ＤＳＰ　１０から供給
される８ビツトのレンジ設定データＤｒに基づいて、Ａ
／Ｄコンバータ５へ供給する基準電圧Ｖ　ｒｅｒを２５
６（＝２’）段階に切り換える。また、１８は自動設定
ボタンであり、ＤＳＰ　１０に対して後述する自動設定
処理の開始を指示するためのものである。

また、上記ＤＳＰ　１０は、ディジタル信号処理のアル
ゴリズムを高速に実行するｌチップ・マイクロコンピュ
ータであり、その内蔵メモリには、Ａ／Ｄコンバータ５
の出力データに基づいて、次のような自動設定処理と自
動調整処理を実行するためのプログラムが予め記憶され
ている。

〔自動設定処理〕

■自動設定ボタン！８が押された時点で、Ａ／Ｄコンバ
ータ５の入力電圧レンジを規定値とするために、基準電
圧設定回路１６へ所定の基準電圧設定データＤｒを出力
する。この場合、規定値は、音楽ソースとして最もレベ
ルの高いＣＤプレーヤーから出力されるアナログ信号の
上限値（規格により、２Ｖ　ｒｍｓと定められている）
に対応した値と−する。

■一定期間内に、Ａ／Ｄコンバータ５から順次出力され
るデータをサンプルデータとして所定数取り込み、これ
ら取り込んだ所定数のサンプルデータの中から最大値を
求める。

■上記■で求めた最大値と、上記■で設定した入力電圧
レンジの規定値とから、残り何ビットの余裕があるのか
判断し、これにより、新たに設定すべき入力電圧レンジ
を算出する。例えば、サンプルデータの最大値が、１３
ビツトフルであったとしたら、残り３ビツトの余裕があ
ることになり、上記の規定値に、３ビツト分の値を加算
した値が新たな入力電圧レンジとなる。

■新たな入力レンジをＡ／Ｄコンバータ５に設定するた
めに、基準電圧設定回路１６へ所要の基準電圧設定デー
タＤ「を出力する。

〔自動調整処理〕

■Ａ／Ｄコンバータ５が変換動作を行って０る際ニ、こ
のＡ／Ｄコンバータ５から順次出力される出力データを
サンプルデータとして取り込み、これら取り込んだ所定
数のサンプルデータに基づいて、アナログ入力信号Ｖｉ
ｎの単位時間当たりの変化量、すなわち傾きを算出する
。この傾きの算出は、常時実行する。

■出力データが一定値を越えた時点、例えば、出力デー
タの各ビットＤＢ１．〜ＤＢ、の１４ビツトが全て１°
となった時点で、上記■で求めた傾きに基づいて、一定
期間内に、例えば、出力データのサンプリング回数が５
回以内に相当する期間内に、出力データの１５ビットＤ
Ｂ、、〜Ｄ　Ｂ　ｏが全て“ｌ“となるか否かを予測す
る。

■一定期間内に、出力データの１５ビットＤＢ２．〜Ｄ
　Ｂ　ｏが全て“１”となり、波形クリップが予測され
る場合は、Ａ／Ｄコンバータ５の入力電圧レンジを徐々
に大とするために、基準電圧設定回路！６へ所要の基準
電圧設定データＤｒを順次出力する。ただし、一定期間
内に、波形クリップが予測されない場合は、入力電圧レ
ンジの調整は実行しない。

次に、上述した一実施例において、ＣＤプレーヤーから
出力される音楽ソースを録音する場合、実際の録音に先
だって、録音すべき音楽ソースの最もレベルが高いと思
われる部分を選択し、その部分のアナログ信号を入力端
子Ｔｉｎへ入力し、自動設定ボタン１Ｂを押す。すると
、ＤＳＰ　１０は、上述した自動設定処理の各ステップ
■〜■の手順で、供給されたアナログ入力端子Ｖｉｎに
対応した値の入力電圧レンジをＡ／Ｄコンバータ５に設
定する。これにより、実際の録音に先だって、録音すべ
きアナログ入力信号の最もレベルが高いと思われる部分
を入力するだけで、Ａ／Ｄコンバータ５の入出力特性が
、波形クリップが生じないように自動的に設定され、こ
の結果、従来、波形クリップを防ぐために必要であった
アナログ入力信号のレベル調整が一切不要となる。

次に、ＣＤプレーヤーから、実際に録音すべき音楽ソー
スのアナログ信号を入力端子Ｔｉｎへ人力する。すると
、ＤＳＰ　Ｉ　Ｏは、上述した自動調整処理の各ステッ
プ■〜■の手順で、波形り・リップの生じる恐れがある
か否かを予測しつつ、適宜Ａ／　Ｄ　：］　：／バータ
５の入力電圧レンジを調整する。

すなわち、Ａ／Ｄコンバータ５の出力データが一定値（
１４ビツトフル）を越えた時点で、その時点から一定期
間（サンプリング回数５回以内）経過した後に、波形ク
リップが生じるか否かを予測し、波形クリップが予測さ
れると判断した場合は、Ａ／Ｄコンバータ５の入力端子
レンジを徐々に大とするために、基早電圧設定回路１６
へ所要の基準電圧設定データＤｒを順次出力する。これ
により、波形クリップに対して事前に対処することがで
き、第２図に示す従来の構成において防ぎ得なかった、
瞬間的な波形クリップも防止することができる。

「発明の効果」 以上説明したように、Ａ／Ｄコンバータの出力データが
一定値を越えた時点で、その時点から一定期間経過した
後に、出力データの全ビットが有効となり波形クリップ
が生じるか否かが予測され、この予測結果に基づいてＡ
／Ｄコンバータの入力レンジを調整するようにしたので
、波形クリップに対して事前に対処することができ、こ
れにより、従来の防ぎ得なかった、瞬間的な波形クリッ
プをも防止することができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の構成を示すブロック図、
第２図は従来のＤＡＴのアナログ入力系回路の構成を示
すブロック図である。 ５・・・・・・逐次比較型Ａ／Ｄコンバータ、１０・・
・・・・ＤＳＰ、１６・・・・・・基Ｌ＄電圧設定回路
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. アナログ入力信号をディジタルデータに変換するととも
   に入力レンジが任意に設定可能なＡ／Ｄコンバータにお
   いて、前記Ａ／Ｄコンバータの変換動作中に該Ａ／Ｄコ
   ンバータから順次出力される出力データをサンプルデー
   タとして取り込み、これら取り込んだ所定数のサンプル
   データに基づいて、前記アナログ入力信号の単位時間当
   たりの変化量を算出し、前記出力データが一定値を越え
   た時点で、前記変化量に基づいて、一定期間内に前記出
   力データの全ビットが有効となるか否かを予測し、この
   予測結果に基づいて、前記Ａ／Ｄコンバータの入力レン
   ジを調整することを特徴とするＡ／Ｄコンバータにおけ
   る入出力特性自動調整方法。