JPH0481279B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、アナログデイジタル変換装置に関
し、特にアナログ系に用いられているローパスフ
イルタによつて、デイジタル信号に加えられる位
相回転を低減することが出来るアナログデイジタ
ル変換装置に関するものである。

背景技術 近年、電子技術の急速な発展にともなつて、ア
ナログ信号もデイジタル処理される傾向にある。
例えばデイジタルオーデイオデイスクは、オーデ
イオ信号をデイジタル信号に変換した後にデイス
クの表面に光学的に記録したものであり、デイジ
タルオーデイオテープは、デイジタルオーデイオ
信号を磁気テープに記録したものである。そし
て、この様にデイジタル化したオーデイオ信号を
記録媒体としてのデイスクまたは磁気テープに記
録した場合には、夫々の再生装置によつて高音質
および高ダイナミツクレンジのオーデイオ信号が
得られるものである。

この場合、上述した記録媒体に対してオーデイ
オ信号をデイジタル記録するに際しては、マイク
ロフオン等を用いて音響信号を電気信号に変換す
る。そして、このアナログ値のオーデイオ信号
は、第２図の周波数スペクトル図の斜線部分の包
絡線に示すようにデイジタル信号に変換した場合
にサンプリング周波数f_sに対してf_s／２以下の可
聴帯域内に折り返し雑音が混入しない様にするた
めに、ローパスフイルタを用いてf_s／２以上の周
波数成分が除去される。この様にして、f_s／２以
上の周波数成分が除去されたアナログオーデイオ
信号は、サンプリング周波数f_sでサンプリングさ
れ、順次デイジタル信号に変換され、この変換さ
れた信号は信号処理回路において変調及びパリテ
イ処理等が行なわれた後に記録媒体としてのデイ
スクまたは磁気テープにデイジタル録音される。

また、記録媒体にデイジタル記録されたオーデ
イオ信号からアナログ信号への再生は、上述した
デイジタル記録過程と逆の処理過程を経て行なわ
れる。

上述した様な一連のデイジタル記録再生処理過
程に於いては、記録系に設けられているローパス
フイルタと再生系に設けられているローパスフイ
ルタの位相回転により、原信号と再生アナログオ
ーデイオ信号が位相歪み（群遅延歪み）の影響を
受けるため、忠実な再生音が得難いことが知られ
ている。

この問題を解決するため、例えば特開昭54−
140822号公報に示されるように、録音系即ちアナ
ログデイジタル変換装置側に設けられているロー
パスフイルタと再生糸即ちデイジタルアナログ変
換装置側に設けられているローパスフイルタとの
夫々の位相歪みを相殺するように、夫々のローパ
スフイルタを相補的特性を持つように構成するデ
イジタル信号処理方式が考えられている。

しかしながら、この方式ではアナログデイジタ
ル−デイジタルアナログ信号の完結した信号処理
系で記録系及び再生系のローパスフイルタの諸特
性を予め決定し設計し得る場合は有効であるが、
不特定多数のデイジタルオーデイオ録音装置で記
録された記録媒体を不特定多数のデイジタルオー
デイオ再生装置で再生する記録媒体を介在する信
号処理系の場合は、記録系及び再生系の夫々のロ
ーパスフイルタの諸特性を予め相補的に決定し設
計することは極めて困難なため有効ではない。

従つて、記録媒体を介在する信号処理系では、
再生系即ちデイジタルアナログ変換装置側とは独
立して、予め録音系即ちアナログデイジタル変換
装置側に設けられているローパスフイルタの位相
歪みを低減した原信号に忠実なデイジタル信号を
生成して記録媒体に記録する必要がある。

発明の開示 従つて、本発明による目的は、原信号に対して
忠実なデイジタル信号を生成することが出来るア
ナログデイジタル変換装置を提供することであ
る。本発明の他の目的はアナログ系に用いられる
折り返しノイズ除去用ローパスフイルタのカツト
オフ周波数特性をゆるやかなものとすることが出
来るアナログデイジタル変換装置を提供すること
である。

この様な目的を達成するために本発明によるア
ナログデイジタル変換装置は、アナログ信号を入
力し高周波成分を除去して出力するローパスフイ
ルタと、前記ローパスフイルタからのアナログ信
号をサンプルホールドするサンプルホールド回路
と、前記サンプルホールドされたアナログ信号を
デイジタル信号に変換するアナログデイジタル変
換回路と、前記デイジタル信号を入力して所望の
周波数成分を通過するデイジタルフイルタと、前
記デイジタルフイルタからのデイジタル信号を処
理する信号処理回路とを備えたアナログデイジタ
ル変換装置において、前記デイジタルフイルタ
に、前記ローパスフイルタの位相回転特性に対し
て逆の位相回転特性を持たせたものである。

さらに、前記サンプルホールド回路のサンプリ
ング周波数を前記信号処理回路のサンプリング周
波数よりも高め、かつ、前記ローパスフイルタの
特性を前記デイジタルフイルタに持たせることに
よりローパスフイルタに要求されるカツトオフ周
波数特性をゆるやかにしたものである。

この様に構成されたアナログデイジタル変換装
置に於いては、生成されたデイジタル信号は位相
回転が加わらないものとなり、これに伴つて原信
号に忠実なデイジタル信号の生成が行なえる。こ
の様に生成されたデイジタル信号を記録媒体に記
録して再生系即ちデイジタルアナログ変換装置に
てアナログ信号に再生する際に、記録媒体上のデ
イジタル信号が原音に忠実なため、不特定多数の
デイジタルアナログ再生装置のローパスフイルタ
の特性を均一化することが可能となり、ローパス
フイルタの設計が極めて簡単になる効果がある。
また、アナログデイジタル変換時のサンプリング
周波数を変換されたデイジタル信号を処理する回
路のサンプリング周波数よりも高め、ローパフイ
ルタの特性をデイジタルフイルタに持たせること
により折り返し雑音となる信号成分の周波数が高
くなつてサンプリング周波数f_sに対する1/2部分
との間が広げられるために、ローパスフイルタの
カツトオフ周波数特性をゆるやかなものとするこ
とができる等の種々優れた効果を有する。

発明を実施するための最良な形態 第１図は本発明によるアナログデイジタル変換
装置の一実施例を示すブロツク図であつて、特に
デイジタルオーデイオ録音装置に適用した場合を
示す。

同図に於いて、１はマイクロフオンであつて、
音原から発せられる音を電気信号に変換して出力
する。２はマイクロフオン１から出力されるアナ
ログレベルのオーデイオ信号を増幅するラインア
ンプ、３はアナログデイジタル変換処理に際し
て、第３図の周波数スペクトル図の点線で示すサ
ンプリング周波数2f_sのサンプリングによつてf_s／
２以下の周波数帯に折り返し雑音が生じないよう
3f_s／２以上の周波数成分を除去するためのロー
パスフイルタ、４はローパスフイルタ３から供給
されるアナログオーデイオ信号をサンプリングす
るサンプルホールド回路であつて、そのサンプリ
ング周波数は記録媒体に記録される信号のサンプ
リング周波数f_sに対して２倍（2f_s）に設定されて
いる。５はアナログデイジタル変換回路であつ
て、サンプルホールド回路４の出力信号をデイジ
タル信号に変換して出力する。６はデイジタルフ
イルタであつて、f_s／２以下の周波数成分を通過
せしめるフイルタ特性と前記ローパスフイルタ３
の位相回転特性に対して逆の位相回転特性が与え
られているとともに、１／f_s周期によつて作動し
ている。７は信号処理回路であつて、デイジタル
フイルタ６の出力信号に対して、変調およびパリ
テイ処理等の信号処理を加えた後に図示しない記
録媒体にデイジタルオーデイオ信号Ａを記録す
る。

この様に構成されたデイジタルオーデイオ録音
装置に於いて、マイクロフオン１が図示しない音
原から発せられる音を検出し、アナログオーデイ
オ信号に変換すると、ラインアンプ２がこの信号
を所定レベルまで増幅してローパスフイルタ３に
供給する。そして、このローパスフイルタ３は、
入力信号中の周波数３f_s／２以上の成分を除去し
た後にサンプルホールド回路４に供給される。サ
ンプルホールド回路４はローパスフイルタ３から
供給される信号を周波数１／2f_sのタイミングで
順次サンプリングおよびホールドしてアナログデ
イジタル変換回路５に供給する。アナログデイジ
タル変換回路５には、サンプルホールド回路４か
ら１／2f_sの周期で供給される信号をデイジタル
値に変換した後にデイジタルフイルタ６に供給す
る。ここで、デイジタルフイルタ６は、周期１／
f_sによつて作動しているために１／2f_s周期のデイ
ジタル信号が１／f_s周期に戻されるとともに、
f_s／２以下の周波数成分が通過せしめる特性と、
位相回転特性がローパスフイルタ３の特性に対し
て逆特性に設定されているために、ローパスフイ
ルタ３によつて発生した位相回転はこのデイジタ
ルフイルタ６に於いて打ち消されることによつて
補正されることになる。そして、この位相回転に
対する補正がなされたデイジタルフイルタ６の出
力信号は、信号処理回路７に於いて変調及びパリ
テイ処理がなされた後に、デイジタルオーデイオ
信号Ａとして出力されて記録媒体に記録されるこ
とになる。従つて、この記録媒体に記録されたデ
イジタルオーデイオ信号は、ローパスフイルタ３
による位相回転を受けない信号となり、これによ
つて原音の忠実録音が行なえることになる。

また、サンプルホールド回路４のサンプリング
周波数をf_sとした場合における周波数スペクトル
は第２図に示すように、折り返し雑音の影響をな
くすためにf_s／２以下の信号のみをサンプルホー
ルド回路４に供給しようとすると、第２図の斜線
部分の包絡線で示す様に、ローパスフイルタ３の
カツトオフ周波数特性を急峻なものとしてなけれ
ばならず、諸特性の安定したフイルタの実現が困
難となる。これに対し、第１図と第３図を参照し
て述べた様に、サンプホールド回路４のサンプリ
ング周波数を2f_sにすると、周波数特性は第３図
に示すようになつてf_s／２〜３／2f_sの間が無信号
部分となる。従つて、ローパスフイルタ３の特性
を第３図に点線で示すようにゆるやかな特性を有
するものとすることが出来るために、その製作が
従来に比較して極めて容易になる。このことは、
サンプルホールド回路４のサンプリング周波数を
高めれば高めるほど顕著になり、例えばサンプリ
ング周波数を4f_sとした場合には第４図の周波数
スペクトル図に示す様になる。

以上説明した様に、本発明によるアナログデイ
ジタル変換装置は、アナログデイジタル変換回路
の出力側にデイジタルフイルタを設け、このデイ
ジタルフイルタに折り返し雑音除去様に用いられ
るローパスフイルタの位相回転特性に対して逆特
性の位相回転特性を付与させたものであるため
に、変換されたデイジタル信号は位相回転の生じ
ない原信号に忠実な信号となる。この様に生成さ
れたデイジタル信号を記録媒体に記録して再生即
ちデイジタルアナログ変換装置にてアナログ信号
に再生する際に、記録媒体上のデイジタル信号が
原音に忠実なため、不特定多数のデイジタルアナ
ログ再生装置のローパスフイルタの特性を均一化
することが可能となり、ローパスフイルタの設計
が極めて簡単になる効果がある。また、アナログ
信号をデイジタル化するために用いられるサンプ
ルホールド回路のサンプリング周波数を、変換さ
れたデイジタル信号を使用する回路のサンプリン
グ周期よりも高め、折り返し雑音除去用のローパ
ス特性をデイジタルフイルタの持たせたために、
ローパスフイルタ特性のカツトオフ周波数特性を
ゆるやかなものとすることが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるアナログデイジタル変換
装置の一実施例を示すブロツク図、第２図〜第４
図はサンプリング周波数を変えた場合に於ける周
波数スペクトル図である。 １……マイクロフオン、２……ラインアンプ、
３……ローパスフイルタ、４……サンプルホール
ド回路、５……アナログデイジタル変換回路、６
……デイジタルフイルタ、７……信号処理回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ アナログ信号を入力し高周波成分を除去する
   ローパスフイルタと、前記ローパスフイルタから
   のアナログ信号をサンプルホールドするサンプル
   ホールド回路と、前記サンプルホールドされたア
   ナログ信号をデイジタル信号に変換するアナログ
   デイジタル変換回路と、前記デイジタル信号を入
   力して所望の周波数成分を通過するデイジタルフ
   イルタと、前記デイジタルフイルタからのデイジ
   タル信号を処理する信号処理回路とを備えたアナ
   ログデイジタル変換装置において、 前記デイジタルフイルタに、前記ローパスフイ
   ルタの位相回転特性に対して逆の位相回転特性を
   持たせたことを特徴とするアナログデイジタル変
   換装置。 ２ 前記サンプルホールド回路のサンプリング周
   波数を前記信号回路のサンプリング周波数よりも
   高め、かつ、前記ローパスフイルタの特性を前記
   デイジタルフイルタに持たせることによりローパ
   スフイルタに要求されるカツトオフ周波数特性を
   ゆるやかにしたことを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載のアナログデイジタル変換装置。