JPH0518496B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、デジタルオーデイオ機器やデジタル
ビデオ機器に好適なインタフエース回路に関す
る。そして、この発明は、特に伝送デジタル信号
に重畳されている無相関成分（不要成分）をアナ
ログ信号処理部の入口で遮断できるインタフエー
ス回路を提供することを目的としている。

〔従来の技術〕

第６図に従来のインタフエース回路を備えたコ
ンパクトデイスク（以下、CDと記す）プレーヤ
のブロツク構成図を示す。

デジタル信号処理部６１には、CD６２の回転
駆動系を制御するサーボ回路６３、CD６２から
読取つた信号を処理するデジタル信号処理回路６
４、及び同期基準となる水晶発振器６５が設けら
れている。インタフエース回路６６は、デジタル
信号処理部６１内にある伝送側インタフエース回
路６６ａ、及びアナログ信号処理部６７内にある
受信側インタフエース回路６６ｂによつて構成さ
れている。伝送側インタフエース回路６６ａと受
信側インタフエース回路６６ｂとは、光伝送素子
で結ばれている。

アナログ信号処理部６７には、デジタルフイル
タ６８及びデジタル／アナログ変換器（DAC）
６９が設けられている。

第６図に示すようにデジタル信号処理部６１と
アナログ信号処理部６７とは分離された構造
（Ｄ／Ａ分離構造）になつている。これは、サー
ボ回路６３やデジタル信号処理回路６４で発生す
る電気ノイズのアナログ信号処理部６７への影響
（音質劣化の原因）を防止するためである。そし
て、Ｄ／Ａ分離構造を同一筐体内で行う場合に
は、不要輻射に細心の注意が払われている。

また一般的に、デジタル信号処理部６１とアナ
ログ信号処理部６７との電源を分離させ、電源ア
ース・ラインによる音質変化の影響を防止する措
置が採られている。

こうした上で、デジタル信号処理部６１からア
ナログ信号処理部６７に、デジタル信号を伝送さ
せるわけであり、最近では、電気分離が完全に行
え、不要輻射が無いなどの優れた長所をもつ光伝
送が、セパレート型、同一筐体型いずれにおいて
も採用されつつある。

しかし、これでデジタル信号処理部６１からア
ナログ信号処理部６７への音質変化要因の影響が
無くなつたわけではなく、光伝送にも欠点はあ
る。次にその問題点について述べる。

(イ) デジタル信号処理部からアナログ信号処理部
に、デジタル信号を伝送する過程において、デ
ジタル信号波形に、ジツタ成分及び波形ひずみ
成分が付加され、デジタル信号波形の品質が劣
化する。

(ロ) デジタル信号処理部で発生する音質変化要因
であるジツタ成分及び波形ひずみ成分が、デジ
タル信号伝送を通して、アナログ信号処理部に
伝達される。

上記問題点(イ)，(ロ)の改善策としては、デジタル
信号処理部においては、デジタル信号を光伝送す
る直前で、水晶精度によるクロツクで再サンプリ
ングして送り出す方式を試みている。また、アナ
ログ信号処理部では、光伝送によるパルス幅の変
動を補正したり、PLLを２段用いてタイミン
グ・クロツクの精度を上げるなどしている。

さらに、従来、デジタル信号処理部にあつた、
同期基準あるいはタイミング基準となる水晶発振
器を、アナログ信号処理部に移し、これによる同
期信号でデジタル信号処理部の同期をより確実に
とり、読出データをアナログ信号処理部で、水晶
精度によるクロツクで再サンプリングし、デジタ
ル信号の精度を上げるなど、種々試みられてい
る。これらは、効果の大小はあるものの、中高域
のひずみが改善され、それなりの効果はある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、上記各改善策によつても、デイスクか
らアナログ信号処理部までのデジタル信号伝送過
程で付加される音質変化要因（ジツタ成分、波形
ひずみ成分）を、根本的に除去することはできな
かつた。

この「ジツタ成分」及び「波形ひずみ成分」
は、原音のアナログ信号（CDにデジタル信号と
して記録される前の音）とは相関関係を持たない
「無相関部分」である。これに対して、アナログ
信号における高調波ひずみは「相関成分」と呼ぶ
ことができきる。人間は相関のない信号に対する
検知レベルが非常に高いので、「無相関部分」の
聴感上音質に与える違和感は、「相関成分」に比
べて極めて大きいものになる。

デジタル信号伝送系では、１，０の符号自体が
変わらなくても、この「無相関部分」が音質を変
化させていた。

第７図に伝送デジタル信号を示す。同図Ａは、
インタフエース回路を介してデジタル信号処理部
からアナログ信号処理部に伝送される伝送デジタ
ル信号、同図Ｂは、デイスクから読出された元の
符号情報、同図Ｃはデジタル信号処理部内で発生
したジツタ成分及び波形ひずみ成分である。

同図Ｂに示す元の符号情報に、同図Ｃに示すジ
ツタ成分及び波形ひずみ成分（無相関成分）が重
畳された伝送デジタル信号（同図Ａ）が、アナロ
グ信号処理部に伝送される。

このように、いつたんデジタル信号に付加され
た「無相関成分」は、デジタルとアナログのブロ
ツクを分離する目的で使用される光伝送によつて
も除去できない。光フアイバは、外来ノイズの重
畳は防げるが、既に「無相関成分」を含んでいる
デジタル信号から、「無相関成分」を除去する機
能はないため、「無相関成分」は一緒に伝達され
てしまい、無相関ひずみの改善効果はほとんどな
い。

また、いつたん伝達された「無相関成分」は、
電流の形でアナログ信号処理部内のアースや電源
ラインにも侵入するので、後から波形整形などを
行つても、見かけ上のデジタル波形はきれいにな
るが、「無相関成分」はデジタル／アナログ変換
器を素通りしてアナログの質を変化させてしまう
（第８図参照）等の問題点があつた。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、デジタル信号処理部内に設けられた
伝送側インタフエース回路と、このデジタル信号
処理部とは電気的、静電的及び電磁的に分離され
ているアナログ信号処理部内に設けられた受信側
インタフエース回路とより成り、 前記伝送側インタフエース回路からの伝送デジ
タル信号を、光学的、音波的及び磁気的結合手段
のうちの１つの結合手段を介して前記受信側イン
タフエース回路に伝送するインタフエース回路で
あつて、 前記伝送デジタル信号を重畳されるジツタ成分
及び波形ひずみ成分を除去するために、前記受信
側インタフエース回路に、 ドライバ制御信号が供給され、前記伝送デジタ
ル信号が前記ジツタ成分を含まないタイミング
で、かつ、前記伝送デジタル信号の１ビツトの継
続時間よりも極めて短時間のみオン及びオフのい
ずれか一方の動作状態となる制御用ドライバと、 前記結合手段の前記伝送側インタフエース回路
にある伝送部に電流が流れている期間、前記制御
用ドライバと同一の動作タイミングで極めて短時
間のみ符号検出を行う重信部と、 この受信部の出力信号がデータとして供給され
ると共に、前記ドライバ制御信号と同じタイミン
グの読取クロツクが供給され、受信デジタル信号
を出力する出力回路と、 前記デジタル信号処理部の同期基準ともなる発
振子から原信号が供給され、ジツタ成分のない前
記ドライバ制御信号及び前記読取クロツクを生成
するタイミング信号発生器とを設けてなる。

〔作用〕

以上のような構成によれば、受信側インタフエ
ース回路において伝送デジタル信号中のジツタ成
分を含まないタイミングで伝送デジタル信号の論
理を検出することができ、さらに、伝送デジタル
信号中の波形ひずみ成分を除去でき、検出した伝
送デジタル信号の論理に基づいて、伝送デジタル
信号を再生することができる。

したがつて、受信側インタフエース回路でジツ
タ成分が混入しないデジタル信号が得られ、これ
により、アナログ信号処理部の受信側インタフエ
ース回路以後の回路が無相関成分から悪影響を受
けることがなくなる。

〔実施例〕

本発明のインタフエース回路は、無相関成分を
含む伝送デジタル信号のアナログ信号処理部への
最初の入口である、受信側インタフエース回路の
受信素子を、極めて短時間のみ動作させることに
よつて、無相関成分をアナログ信号処理部の入口
で遮断するものである。言い換えると、無相関成
分を含むデジタル信号から１，０の符号情報のみ
を、別のクロツク信号を基準にして瞬時に読取り
（受信素子で符号検出）、前段（デジタル信号処理
部）と完全に分離された別ブロツク上（アナログ
信号処理部）に、全く新たにデジタル信号を生成
するインタフエース回路である。

第１図に第１実施例のブロツク構成図を、第２
図に信号波形図を示す。

インタフエース回路は、伝送側インタフエース
回路２０及び受信側インタフエース回路２１によ
つて構成される。伝送側インタフエース回路２０
を有するデジタル信号処理部１と、受信側インタ
フエース回路２１を有するアナログ信号処理部２
とは、電源やアースも含めて、電気的（静電的・
電磁的も含む）に完全に分離（Ｄ／Ａ分離構造）
されている。勿論、伝送側インタフエース回路２
０と受信側インタフエース回路２１とも、一方伝
達素子であるフオトカプラ３，１１で光学的に接
続されているだけなので、同様に分離されてい
る。このＤ／Ａ分離構造により、デジタル信号処
理部１で発生する電気ノイズが、アナログ信号処
理部２に侵入することを防止できる。

伝送側インタフエース回路２０から受信側イン
タフエース回路２１のデジタル信号の伝送は、フ
オトカプラ３によつて行われる。受信側インタフ
エース回路２１には、極めて短い時間で、伝送デ
ジタル信号から符号情報を読取るために、タイミ
ング制御信号発生器９及び制御用ドライバ１２
（符号検出スイツチ）が設けられている。

また、タイミング制御信号発生器９からデジタ
ル信号処理部１にタイミング情報を伝達するため
のフオトカプラ１１が設けられている。

次に、このインタフエース回路の動作を説明す
る。

同期基準となる原信号発生器（水晶発振子）８
は、アナログ信号処理部２に配置され、原信号発
生器８とタイミング制御信号発生器９とにより、
本機のすべての同期信号、タイミング制御信号が
生成される。このうちの同期信号はドライバ１０
及びフオトカプラ１１を通じて、デジタル信号処
理部１に伝達され、同期がかけられる。CDから
読取られたデジタル信号（符号情報）は、この同
期タイミングに従つて、デジタル信号同期化制御
回路６で伝送デジタル信号ａとなり、ドライバ
７、フオトカプラ３を通じてアナログ信号処理部
２に伝送されてくる。この伝送デジタル信号ａに
は、第２図Ａに示すように、ジツタ成分や波形ひ
ずみ成分が重畳されている。

ここで、伝送デジタル信号ａの論理符号「０」
のときにフオトカプラ３の発光ダイオード３ａに
電流が流れるものとし、制御用ドライバ（符号検
出スイツチ）１２は、ドライバ制御信号ｃがロー
レベルのときのみオンされるものとする。

従つて、フオトカプラ３のフオトトランジスタ
３ｂは、伝送デジタル信号ａの論理符号「０」に
おいて、制御用ドライバ１２がオンされていると
きのみ電流が流れ、制御用ドライバ１２がオフさ
れているときは、伝送デジタル信号ａの論理符号
に関係なく電流は流れない。

伝送デジタル信号ａは、CDから読出された信
号の場合、同期信号44.1kHzに制御されて送られ
てくるから、伝送デジタル信号ａの論理符号が、
「１」または「０」と安定した、ジツタ成分を含
まないタイミング（「０」→「１」，「１」→「０」
の変わり目でないタイミング、第２図Ａ参照）の
ところで、制御用ドライバ１２をドライバ制御信
号ｃ（第２図ｃ参照）によつてオンさせる。する
と、伝送デジタル信号ａに重畳されている音質変
化要因であるジツタ成分には、全く影響を受けず
に、制御用ドライバ１２がオンのときのみ、波形
ひずみ成分の影響を受けるだけで、伝送デジタル
信号ａ中の符号情報のみを検出することができ
る。

ここで、この制御用ドライバ１２のオン期間
を、可能な限り短かく（伝送デジタル信号ａの１
ビツトの継続時間よりも極めて短かく）してやれ
ば、伝送デジタル信号ａ中の波形ひずみ成分の影
響をも受けることなしに、フオトトランジスタ３
ｂで符号検出ができる。フオトトランジスタ３ｂ
の出力である符号検出出力ｂを第２図Ｂに示す。

受信側インタフエース回路２１の出力端子１４
から出力される受信デジタル信号ｅ（第２図Ｅ参
照）は、Ｄフリツプフロツプ回路（以下、Ｄフリ
ツプフロツプと記す）１３により、符号検出出力
ｂに基づいて元のデジタル信号波形を再現するこ
とによつて得ている。この受信デジタル信号ｅ
は、伝送デジタル信号ａから無相関成分が除去さ
れた信号、即ち、CDから読出された状態の符号
情報のみの信号である。Ｄフリツプフロツプ１３
には、ドライバ制御信号ｃと同じタイミングの読
取りクロツクｄ（第２図参照）が供給される。ド
ライバ制御信号ｃと読取クロツクｄとは、原信号
発生器８の出力信号から生成されるので、ジツタ
成分を含まない。

第３図に伝送デジタル信号と符号検出の関係を
改めて示す。

このように、上記したインタフエース回路は、
アナログ信号処理部２の入口で、伝送デジタル信
号ａに重畳されている無相関成分（ジツタ成分及
び波形ひずみ成分）を遮断できる。従つて、アナ
ログ信号処理部２が、無相関成分から悪影響を受
けることがなく、しかも、アナログ信号処理部２
には、無相関成分を持たない元の符号情報のみの
デジタル信号ｅを生成できる。

このデジタル信号ｅをデジタル／アナログ変換
器（図示せず）でアナログ信号に変換することに
より、CDに記録されている信号の忠実な再生が
行える。

ここで、本実施例の場合、デジタル信号処理部
１の回路動作に必要な同期信号は、アナログ信号
処理部２から伝送される。よつて、その同期信号
には、アナログ信号処理部の負荷変動等の影響を
受けた不要成分が重畳されている。しかし、その
不要部分がデジタル信号処理部１に侵入しても、
デジタル信号処理部１は何ら悪影響を受けない。
なぜならば、デジタル信号処理部１内では、処理
するデジタル信号の論理符号「０」，「１」の間に
は5V程度のレベル差があり、同期信号に含まれ
る不要部分のレベルは、そのデジタル信号レベル
に比べて無視できる程度に小さいからである。

次に、第２実施例の第４図に示す。同図中、第
１図と同一構成部分には同一符号を付してその説
明を省略する。第２実施例は、受信側インタフエ
ース回路２１′のフオトトランジスタ３ｂを第１
図示のもののように直接制御するのではなく、間
接的に制御する。つまり、フオトカプラ３は発光
ダイオード３ａに電流が流れた状態で制御用ドラ
イバ１５がオフのときフオトトランジスタ３ｂに
電流が流れ、受信デジタル信号ｂは論理上「０」
となる。一方、制御用ドライバ１５がオンの時は
発光ダイオード３ａの電流に関係なくフオトトラ
ンジスタ３ｂに電流が流れない。

従つて、第１図のものと同様にタイミング制御
信号発生器９によつて制御用ドライバ１５のオフ
期間が極めて短かくなるように制御することによ
り、第２実施例は第１図のものと同様の効果を得
る。

なお、図５に示す如く、原信号発生器８及び、
同期信号、読取クロツク、ドライバ制御信号を発
生す同期信号発生器１６をデジタル信号処理部１
及びアナログ信号処理部２の外部に設けるように
構成してもよい。但し、同期信号発生器１６を通
して、デジタル信号処理部１とアナログ信号処理
部２とが電気的、静電的及び電磁的にリンクしな
いように、例えば、デジタル信号処理部１への同
期信号の供給はフオトカプラを介して行う。

この第３実施例では、デジタル信号処理部１と
アナログ信号処理部２との組合わせが多チヤンネ
ルある場合（例えば、24chマルチ録音機）でも、
各chごとに同期信号発生器１６を設ける必要が
なく、１つの同期信号発生器で全てのchの同期
がとれる。

また、この方法では、複数の機器を１つの同期
信号発生器で同期させることができる。

上記伝送側回路２０と受信側回路２１，２１′
とを結合する手段としては、フオトカプラの他、
フオトインタラプタ、光フアイバ、トランス等を
用いてもよい。

〔発明の効果〕

このように、上記したインタフエース回路は、
アナログ信号処理部の入口で、無相関成分（ジツ
タ成分及び波形ひずみ部分）を遮断できるため、
アナログ信号処理部が、無相関成分から悪影響を
受けることがなく、しかも、アナログ信号処理部
には、無相関成分を持たない元の符号情報のみの
デジタル信号を生成できる等の特長を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は夫々本発明回路の第１実施
例のブロツク系統図及び信号波形図、第３図は伝
送デジタル信号と符号検出との関係を示す図、第
４図及び第５図は本発明回路の第２及び第３実施
例のブロツク系統図、第６図は従来回路の一例を
示す図、第７図は各信号の波形図、第８図は従来
の問題点を説明するための図である。 １……デジタル信号処理部、２……アナログ信
号処理部、３，１１……フオトカプラ、３ａ……
発光ダイオード、３ｂ……フオトトランジスタ、
６……デジタル信号同期化制御回路、７，１０…
…ドライバ、８……原信号発生器、９……タイミ
ング制御信号発生器、１２，１５……制御用ドラ
イバ、１３……Ｄフリツプフロツプ、１４……出
力端子、２０……伝送側インタフエース回路、２
１，２１′……受信側インタフエース回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ デジタル信号処理部１内に設けられた伝送側
   インタフエース回路２０と、このデジタル信号処
   理部１とは電気的、静電的及び電磁的に分離され
   ているアナログ信号処理部２内に設けられた受信
   側インタフエース回路２１とより成り、 前記伝送側インタフエース回路２０からの伝送
   デジタル信号を、光学的、音波的及び磁気的結合
   手段のうちの１つの結合手段３を介して前記受信
   側インタフエース回路２１に伝送するインタフエ
   ース回路であつて、 前記伝送デジタル信号を重畳されるジツタ成分
   及び波形ひずみ成分を除去するために、前記受信
   側インタフエース回路２１に、 ドライバ制御信号が供給され、前記伝送デジタ
   ル信号が前記ジツタ成分を含まないタイミング
   で、かつ、前記伝送デジタル信号の１ビツトの継
   続時間よりも極めて短時間のみオン及びオフのい
   ずれか一方の動作状態となる制御用ドライバ１２
   と、 前記結合手段３の前記伝送側インタフエース回
   路２０にある伝送部３ａに電流が流れている期
   間、前記制御用ドライバ１２と同一の動作タイミ
   ングで極めて短時間のみ符号検出を行う受信部３
   ｂと、 この受信部３ｂの出力信号がデータとして供給
   されると共に、前記ドライバ制御信号と同じタイ
   ミングの読取クロツクが供給され、受信デジタル
   信号を出力する出力回路１３と、 前記デジタル信号処理部１の同期基準ともなる
   発振子８から原信号が供給され、ジツタ成分のな
   い前記ドライバ制御信号及び前記読取クロツクを
   生成するタイミング信号発生器９とを設けたこと
   を特徴とする。 ２ 特許請求の範囲第１項記載のインタフエース
   回路において、前記タイミング信号発生器を、前
   記デジタル信号処理部及び前記アナログ信号処理
   部の外部に、前記デジタル信号処理部及び前記ア
   ナログ信号処理部とは、電気的、静電的及び電磁
   的に分離して設けたことを特徴とするインタフエ
   ース回路。