JPH0286328A - オーディオ信号処理装置 - 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 本発明はディジタルオーディオ機器、特にディジタルオ
ーディオ信号入力端子材のコントロールアンプに用いら
れるオーディオ信号処理装置に関するものである。

従来の技術 近年、コンパクトディスクプレーヤやディジタルオーデ
ィオテープレコーダ等ディジタルオーディオ機器の発展
は著しく、アナログのみならずディジタルでオーディオ
信号を出力しているオーディオ機器が普及してきている
。これに応じ、コントロールアンプにおいてもアナログ
のみならずディジタルでもオーディオ信号を入力可能と
したものが増加してきている。このようなアナログとデ
ィジタルのオーディオ信号入力可能なコントロールアン
プは２つのタイプに大別することができる。

１つは入力されたディジタルオーディオ信号をディジタ
ル／アナログ変換し、この後はアナログオーディオ信号
が入力されたのと同様にトーンコントロールやイコライ
ジング等のオーディオ信号処理をアナログ回路で行うも
のである。もう１つは入力されたアナログオーディオ信
号をアナログ／ディジタル変換し、この後はディジタル
オーディオ信号が入力されたのと同様にトーンコントロ
ールやイコライジング等のオーディオ信号処理をディジ
タル回路で行い、その後ディジタル／アナログ変換する
ものである。

以下、後者のタイプのフントロールアンプに用いられて
いる従来のオーディオ信号処理装置について説明する。

　　第３図は従来例におけるオーディオ信号処理装置の
構成を示すブロック図である。

１はアナログ信号入力端子、２はディジタル信号入力端
子、３はアナログ／ディジタル変換器、５はディジタル
信号処理器、８はディジタル／アナログ変換器、９はア
ナログ信号出力端子である。

以上のように構成されたオーディオ信号処理装置につい
て、以下その動作について説明する。

まずアナログ信号入力端子１より入力されたアナログオ
ーディオ信号はアナログ／ディジタル変換器３に入力さ
れディジタルオーディオ信号に変換される。アナログ／
ディジタル変換器３の出力であるディジタルオーディオ
信号およびディジタル信号入力端子２より入力されたデ
ィジタルオーディオ信号は入力セレクタ４に入力され、
どちらか一方を選択しディジタルオーディオ信号を出力
する。入力セレクタ４の出力はディジタル信号処理器５
に入力されフィルタリング等の処理が施されディジタル
オーディオ信号を出力する。ディジタル信号処理装置５
の出力はディジタル／アナログ変換器８に入力されアナ
ログオーディオ信号に変換され、アナログ信号出力端子
９に出力される。

発明が解決しようとする課題 しかしながら上記の従来の構成ではディジタル／アナロ
グ変換器８にラダーＦｒ１抗型のものを用いるとアナロ
グ信号入力時、すなわち入力セレクタ４がアナログ／デ
ィジタル変換器３の出力信号を選択しているとき、ディ
ジタル／アナログ変換器８の出力での雑音が発生し、Ｓ
／Ｎ比が劣化するという問題点を持っていた。

以下、なぜディジタル／アナログ変換器にラダー抵抗型
のものを用いるとアナログ信号入力時、ディジタル／ア
ナログ変換器出力の雑音が発生するかについて説明する
。

第４図は基本的なラダー抵抗型の電圧加算方式のディジ
タル／アナログ変換器の構成を示すブロック図である。

１０＋〜１０ｎ−＋はＲの抵抗値を有する抵抗、１１１
〜１１．は抵抗１０．の２倍の抵抗値２Ｒを存する抵抗
であ′す、これらの抵抗１０＋〜１０ｎ−＋および１１
１〜１１．は図示するように抵抗ラダーを構成しており
、その終端に位置する抵抗１１ｓの他端は接地されてい
る。また上記終端以外に位置する各抵抗１１＋〜１１１
と基準電圧Ｖの入力端子１４および接地点との間には各
スイッチ１２１〜１２、が設けられている。これらのス
イッチ１２１〜１２ｎは１　．２　．４　．８　　、・
・・の様に順次重み付けされたビット信号ｂＩ−ｂ１１
の論理レベルに応じて切り替え動作するようになってお
り、ビット信号ｂ１〜ｂ、が”Ｈ”レベルのときに上記
抵抗１１＋〜１１．の一端が基準電圧入力端子１４に接
続されるようになっている。このような構成において電
圧出力端子で得られる出力電圧Ｖ　ｏ　ｕ　ｔは次式％
式％ すなわち、出力電圧Ｖ　ａ　ｕ　ｔはビット信号ｂ１〜
ｂ、からなるディジタル信号に応じて変化する。

ところが上記ディジタル／アナログ変換器では素子の特
性上告抵抗１０＋〜１０−＋および１１自〜１１、にバ
ラツキが存在し、それぞれがＲまたは２Ｒの一定した抵
抗値になっていない。このバラツキによって出力電圧Ｖ
　ｏ　ｕ　ｉに誤差が発生し、その結果ディジタル／ア
ナログ変換器としての直線性を劣化させてしまう。さら
に各抵抗１０１〜１０ｎ−＋およびｌｌａ〜１１．の抵
抗値のバラツキが一定範囲内であるとすると、上位ビッ
トの方が下位ビットより出力電圧Ｖ　ｏ　ｕ　ｔに現わ
れる誤差が大きくなる。

以上については最も基本的なラダー抵抗型の電圧加算方
式のディジタル／アナログ変換器について述べたが、ラ
ダー抵抗型の電流加算方式のディジタル／アナログ変換
器についても抵抗の精度が影響し、直線性誤差の問題を
持っている。

一方、コンパクトディスクプレーヤやディジタルオーデ
ィオテープレコーダ等のディジタルオーディオ機器か・
ら直接ディジタルオーディオ信号を受は取った場合は連
続したゼロのディジタル信号をディジタル／アナログ変
換することがあり、このときは上述したディジタル／ア
ナログ変換器の直線性に関係なく安定した電圧を出力す
ることができ、ゼロ入力時の雑音レベルは一定している
。

しかし、アナログオーディオ信号をアナログ／ディジタ
ル変換した後のディジタル信号ではアナログ／ディジタ
ル変換器の性能上連続したゼロになることは少なく、ア
ナログ入力信号がゼロであってもディジタル信号ではゼ
ロでなく微小な振幅を持ったデータになっていることが
多く、ゼロクロス点ては全てのビットが反転することと
なる。このようなディジタルオーディオ信号をディジタ
ル／アナログ変換した際には、上述したディジタル／ア
ナログ変換器の直線性が問題となり、最上位ビットの変
化によってディジタル／アナログ変換器の抵抗バラツキ
による誤差に伴う雑音が発生する。

本発明は上記従来の問題点を解決するものであり、アナ
ログオーディオ信号入力時のアナログオーディオ信号出
力の雑音レベルを低減したオーディオ信号処理装置を提
供することを目的とする。

課題を解決するための手段 この目的を達成するために、 （１）請求の範囲第１項記載の本発明のオーディオ信号
処理装置は、アナログ信号入力端子より入力されたアナ
ログオーディオ信号をディジタル信号に変換するアナロ
グ／ディジタル変換器と、ディジタル信号入力端子より
入力されたディジタルオーディオ信号とアナログ／ディ
ジタル変換器出力のディジタル信号から一方を選択し、
ディジタル信号を出力する入力セレクタと、前記入力セ
レクタ出力のディジタル信号にフィルタリング処理を含
む所定のディジタル信号処理を施し、ディジタル信号を
出力するディジタル信号処理器と、前記ディジタル信号
処理器出力のディジタル信号に定数を加算するとともに
オーバーフロー時にはクリップ処理を行うことによりオ
フセットを付加したディジタル信号を出力するオフセッ
ト回路と、前記オフセット回路出力のディジタル信号を
アナログ信号に変換するディジタル／アナログ変換器と
を備えたこ１．とを特徴とするものである。

（２）請求の範囲第２項記載の本発明のオーディオ信号
処理装置は、このような構成に加えてオフセット回路と
、前記オフセット回路出力のディジタル信号とディジタ
ル信号処理器出力のディジタル信号より入力セレクタが
ディジタル信号入力端子出力を選択しているときにはデ
ィジタル信号処理器出力を選択し、入力セレクタがアナ
ログ／ディジタル変換器出力を選択しているときにはオ
フセット回路出力を選択しディジタル信号を出力するセ
レクタとが、ディジタル信号処理器とディジタル／アナ
ログ変換器の間に挿入されている構成となっている。

作用 本発明は上記した構成によりアナログ信号入力端子の入
力をゼロにし、アナログ／ディジタル変換器出力のディ
ジタル信号選択するよう入力セレクタを操作したときの
ディジタル／アナログ変換器出力の雑音レベルを低減す
ることができる。以下、雑音レベルの低減について説明
する。

従来例の項目で説明したようにディジタル／アナログ変
換器にラダー抵抗型のものを用いると、ディジタル／ア
ナログ変換器の直線性誤差のためにディジタル／アナロ
グ変換器の出力で雑音が発生する。しかも上位ビットが
変化するほど直線性誤差による雑音レベルが大きくなる
。

アナログオーディオ信号をアナログ／ディジタル変換し
た後のディジタルオーディオ信号はダイナミックレンジ
を最大にとるためにディジタルゼロを中心に振幅表現が
なされている。一般に、アナログ／ディジタル変換器の
入力をゼロにした場合アナログ／ディジタル変換器のデ
ィジタル信号出力はディジタルのゼロを中心に＋と−の
双方向に微小振幅を持っている。つまり、最上位ビット
をはじめとして全てのビットが変化していることになり
る。しかし、オフセット回路によりディジタルオーディ
オ信号に定数加算を行なうことによって、ディジタルオ
ーディオ信号はディジタルゼロ中心でなくあるオフセッ
ト中心の微小振幅になる。つまりオフセット付加を行な
うことによって最上位ビットが変化しない状態にできる
のである。

従って、ディジタル／アナログ変換器入力前にオフセッ
ト付加をすることによってディジタル／アナログ変換器
入力のディジタルオーディオ信号のデータの最上位ビッ
トを固定することができ、直線性誤差による雑音発生を
低減することができる。

実施例 （１）請求の範囲第１項記載の本発明の一実施例におけ
るオーディオ信号処理装置について図面を参照して説明
する。第１図は請求の範囲第１項記載の本発明の一実施
例におけるオーディオ信号処理装置の構成を示すブロッ
ク図である。なお、第１図に示す本発明における一実施
例のオーディオ信号処理装置は部分的には第８図に示す
従来のオーディオ信号処理装置と同じ構成であるので、
同一構成部分については同一番号を付して詳細な説明を
省略する。第１図において６はディジタル信号に所定の
データを加算または減算してオフセットを付加するオフ
セット回路である。

第３図に示した従来例と同様にディジタル信号処理装置
５よりディジタルオーディオ信号が出力される。ディジ
タル信号処理装置５より出力されたディジタルオーディ
オ信号はオフセット回路６に入力される。オフセット回
路６では例えばディジタル信号の下位数ビットに所定の
定数を加算するとともに加算結果がオーバーフローした
ときには最大値となるようにして波形をクリップさせる
処理をし、データのオフセット付加を行なっている。オ
フセット回路６の出力はディジタル／アナログ変換器８
に入力されアナログ信号出力端子９に出力される。

上記第１図に示した本発明の実施例では、ディジタル信
号処理装置５とディジタル／アナログ変換器８の間にオ
フセット回路６を挿入したことにより、アナログ信号入
力端子１の入力がゼロで入力セレクタ４がアナログ／デ
ィジタル変換器３出力を選択しているときにおいてもデ
ィジタル／アナログ変換器８人力のディジタルオーディ
オ信号はディジタルゼロ中心に振幅を持っているのでは
なくあるオフセット値中心に微小振幅を持った状態にな
る。従って、ディジタル／アナログ変換器８人力のディ
ジタルオーディオ信号の最上位ビットが変化しない状態
にすることができ、ディジタル／アナログ変換器８の直
線性誤差のために発生する雑音を減少することができる
。

以上のように、請求の範囲第１項記載の本発明はディジ
タル信号処理装置５とディジタル／アナログ変換器８の
間にオフセット回路６を挿入することによって、入力セ
レクタ４がアナログ／ディジタル変換器３の出力信号を
選択しているときのディジタル／アナログ変換器８出力
での雑音レベルを低減することができた。

（２）請求の範囲第２項記載の本発明のｉ実施例におけ
るオーディオ信号処理装置について図面を参照して説明
する。第２図は請求の範囲第２項記載の本発明の一実施
例におけるオーディオ信号処理装置の構成を示すブロッ
ク図である。なお、第２図に示す本発明における一実施
例のオーディオ信号処理装置は部分的には第３図に示す
従来のオーディオ信号処理装置と同じ構成であるので、
同一構成部分については同一番号を付して詳細な説明を
省略する。第２図において６はオフセット回路、７はセ
レクタである。

第３図に示した従来例と同様にディジタル信号処理装置
５よりディジタルオーディオ信号が出力される。ディジ
タル信号処理装置５より出力されたディジタルオーディ
オ信号はオフセット回路８に入力される。オフセット回
路６では前述した実施例と同様に定数を加算し、加算結
果がオーバーフローしたときには波形をクリップするよ
うに処理をし、データのオフセット付加を行なっている
。

セレクタ７は入力セレクタ４と連動してＤ／Ａ変換器８
の入力を選択するものであって、オフセット回路６出力
のディジタルオーディオ信号とディジタル信号処理器出
力のディジタルオーディオ信号より入力セレクタ４がデ
ィジタル信号入力端子２出力を選択しているときにはデ
ィジタル信号処理器５出力を選択し、入力セレクタ４が
アナログ／ディジタル変換器３出力を選択しているとき
にはオフセット回路６の出力を選択しディジタル信号を
出力している。セレクタ７の出力はディジタル／アナロ
グ変換器８に入力されアナログ信号出力端子８に出力さ
れる。

上記第２図に示した本発明の実施例では、入力セレクタ
４がアナログ／ディジタル変換器３出力を選択している
ときにはオフセット付加を行い、ディジタルオーディオ
信号入力端子２を選択しているときはオフセット付加を
行わないことになる。

発明が解決しようとする課題の項目で述べたようにディ
ジタルオーディオ信号入力端子２から入力される信号は
ディジタルゼロが連続することがあり、この場合にはデ
ィジ、タル／アナログ変換器８の直線性誤差による雑音
発生はしない。従って、アナログ／ディジタル変換器３
を経由してディジタル／アナログ変換器８にオーディオ
信号が入力される場合のみオフセット付加を行っている
。この場合、アナログ信号入力端子１人力がゼロならば
ディジタル／アナログ変換器８人力のディジタルオーデ
ィオ信号はディジタルゼロ中心に振幅を持っているので
はな（あるオフセット値中心に微小振幅を持った状態に
なる。従って、ディジタル／アナログ変換器８人力のデ
ィジタルオーディオ信号の゛最上位ビットが変化しない
状態にすることができ、ディジタル／アナログ変換器８
の直線性誤差のために発生する雑音を減少することがで
きる。

以上のように、請求の範囲第２項記載の本発明はディジ
タル信号処理装置５とディジタル／アナログ変換器８の
間にオフセット回路６とセレクタ７を挿入することによ
って、入力セレクタ４がアナログ／ディジタル変換器３
の出力信号を選択しているときのディジタル／アナログ
変換器８出力での雑音レベルを低減することができた。

発明の詳細 な説明したように、本願の請求項１または２の発明によ
るオーディオ信号処理装置はアナログ／ディジタル変換
・器を経由して得られたディジタルオーディオ信号にオ
フセット付加を行うことによって、ディジタル／アナロ
グ変換器の直線性誤差のために発生する雑音を低減する
ことができ、その実用的効果も大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は請求項１記載の本発明の一実施例におけるオー
ディオ信号処理装置の構成を示すブロック図、第２図は
請求項２記載の本発明の一実施例におけるオーディオ信
号処理装置の構成を示すブロック図、第３図は従来例に
おけるオーディオ信号処理装置の構成を示すブロック図
、第４図は基本的なラダー抵抗型の電圧加算方式のディ
ジタル／アナログ変換器の構成を示すブロック図である
。 １・・・アナログオーディオ信号入力端子、　　２・・
・ディジタルオーディオ信号入力端子、　　３・・・ア
ナログ／ディジタル変換器、　　４・・・入力セレクタ
、５・・・ディジタル信号処理装置、　　６・・・オフ
セット回路、　　７・・・セレクタ、　　８・・・ディ
ジタル／アナログ変換器、　　９・・・アナログオーデ
ィオ信号出力端子、　　ｔｏ、ｉｔ・・・抵抗、　　１
２１１〜１２．ｌ−＋・・・スイッチ素子、　　１３・
・・電圧出力端子、１４・・・基準電圧入力端子。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）アナログ信号入力端子より入力されたアナログオ
   ーディオ信号をディジタル信号に変換するアナログ／デ
   ィジタル変換器と、ディジタル信号入力端子より入力さ
   れたディジタルオーディオ信号とアナログ／ディジタル
   変換器出力のディジタル信号から一方を選択しディジタ
   ル信号を出力する入力セレクタと、前記入力セレクタ出
   力のディジタル信号にフィルタリング処理を含む所定の
   ディジタル信号処理を施しディジタル信号を出力するデ
   ィジタル信号処理器と、前記ディジタル信号処理器出力
   のディジタル信号に定数を加算するとともにオーバーフ
   ロー時にはクリップ処理を行うことによりオフセットを
   付加したディジタル信号を出力するオフセット回路と、
   前記オフセット回路出力のディジタル信号をアナログ信
   号に変換するディジタル／アナログ変換器とを備えたこ
   とを特徴とするオーディオ信号処理装置。
2. （２）アナログ信号入力端子より入力されたアナログオ
   ーディオ信号をディジタル信号に変換するアナログ／デ
   ィジタル変換器と、ディジタル信号入力端子より入力さ
   れたディジタルオーディオ信号とアナログ／ディジタル
   変換器出力のディジタル信号から一方を選択しディジタ
   ル信号を出力する入力セレクタと、前記入力セレクタ出
   力のディジタル信号にフィルタリング処理を含む所定の
   ディジタル信号処理を施しディジタル信号を出力するデ
   ィジタル信号処理器と、前記ディジタル信号処理器出力
   のディジタル信号に定数を加算するとともにオーバーフ
   ロー時にはクリップ処理を行うことによりオフセットを
   付加したディジタル信号を出力するオフセット回路と、
   前記入力セレクタがディジタル信号入力端子出力を選択
   しているときには前記ディジタル信号処理器出力を選択
   し、前記入力セレクタが前記アナログ／ディジタル変換
   器出力を選択しているときにはオフセット回路出力を選
   択しディジタル信号を出力するセレクタと、前記セレク
   タ出力のディジタル信号をアナログ信号に変換するディ
   ジタル／アナログ変換器とを備えたことを特徴とするオ
   ーディオ信号処理装置。