JPH0636487B2 - デジタル電子装置の電気信号振幅の制御装置及び対応制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、請求項１の前文にて定義されている如く、デ
ジタル電子装置の電気信号振幅の制御装置とそれに対応
する制御方法に関するものである。より詳細には、本発
明はパーソナルコンピュータ、データ処理ワークステー
ションあるいは電話交換機などのオフィス使用のデジタ
ル卓上装置に用いられる音響信号発信装置のボリューム
制御に関するものである。

（従来の技術） 公知の通り、最近のデジタル卓上装置には音声発生回路
が備えられている。この回路は、プロセッサの制御下
で、周期的か否かにかかわらずいかなる形態の電気信号
も生成可能であり、これら電気信号は拡声器によって音
響信号に交換されるものである。コンピュータ分野での
多くの適用プログラムでは、実行プログラムに基づいて
オペレータの注意を引くような簡易信号として、あるい
は音楽主旋律を生成するため、もしくは人間同士の通話
の語や句の合成用として、音声の生成と拡散を行う能力
を活用している。

音声ボリュームを特定の環境又は必要条件に適合させる
為に、オペレータの操作による時間変移的に調整可能な
装置を用いて音声ボリュームの“静的調整”を行なうこ
とが既に提案されている。通常この様な調整は、オペレ
ータにアクセス可能であり且つ拡声器への電力を下げる
よう構成されたポテンシオメータを、命令がアナログ的
なものとなるよう、回路内に接続することで実施され
る。

（発明が解決しようとする課題及び解決するための手
段） しかし、これら公知の調整装置は、コンピュータや音響
信号発生器のデジタル回路との集積は実施不能といった
不都合を有している。更に、これら調整装置では、必要
な時に、例えば、処理結果に従って、あるいは環境バッ
クグランドノイズに従い、もしくは通話の文献に従って
音声の表現的な変調あるいは音声調節の変調を導入する
ためのテキスト対スピーチ翻訳器の場合、ボリュームの
“動的調整”を達成する即時自動のあるいはプログラム
化された起動は可能とはならない。

発明の技術的課題は、調整回路の音響信号発生器との高
集積化及びプロセッサによる自動制御を可能とするデジ
タル環境に於ける電気信号の調整装置の製造に存する。

この技術課題は、請求項１の特徴部分により規定される
本発明の構成により解決されるものである。

本発明のこの特徴及びその他の特徴は、添付図面を参照
しての例証的且つ非制限的な好適実施例の説明を下記に
施すことでより明らかとなろう。

（実施例） 第１図（従来技術）を参照するに、参照番号１０は一般
的なマイクロプロセッサ（ＣＰＵ）であり、参照番号１
１にて示すパーソナルコンピュータの中央装置を構成し
ている。ＣＰＵ１０は、データセクション１４、コント
ロールセクション１５及びアドレスセクション１６から
成るバスを介して、データ及びプログラム用の作業メモ
リ即ちＲＡＭ１２とプログラム用の読取り専用メモリ即
ちＲＯＭ１３に接続されている。パーソナルコンピュー
タ１１は更に音声発生器１７を備える。この音声発生器
１７は、一定振幅（＋５Ｖ）と、例えば１０〜２０ＫＨ
ｚの音響周波数とを有する方形論理信号１８（第２図）
を発生する回路を備える。発生器１７は（第１図）バス
のデータセクション１４とコントロールセクション１５
を介してＣＰＵ１０に接続されているとあもに、デコー
ダ１９を介してバスのアドレスセクション１６にも接続
される。

発生器１７は、受け取られたデータ及びコントロール情
報の作用で選択的に方形信号１８（第２図）を発生し、
またデコーダ１９（第１図）を介して受け取られたアド
レスの作用で方形信号１８の周波数を変調する。より詳
細に云えば、発生器１７は、所望語の音響的発生に適し
た論理信号を発っするよう音声合成器にて構成して良
い。発生器１７が発生した信号は、オープンコレクタ
（オープンコレクタドライバ）タイプの増幅器２０で増
幅され、更に＋５Ｖの電圧源とコンデンサ２２との間に
接続される拡声器２１に供給される。これは節点２３で
信号１８を均一にする機能を有するものであり、かくし
て拡声器２１は台形信号１８Ａ（第２図）を受け取るこ
ととなる。

当該技術の現状では、音響信号の振幅あるいはボリュー
ムを変化させるには、増幅器２０（第１図）と節点２３
の間にポテンシオメータ２４を配している。ポテンシオ
メータ２４は、例えばコンピュータキーボード上に配設
されるノブを介してオペレータによって手動操作される
ものである。従って上述の音響信号の振幅変化はアナロ
グ処理によって実行されるものであって、時折り指令さ
れるものである。

他方本発明では音響信号の振幅変化は、音響周波数の信
号より更に高い周波数を有する変調論理信号によって変
調される。変調信号のマーク対スペース比（デューティ
サイクル）は純デジタル処理により選択的に変化させら
れる。

このため、発生器１７と増巾器２０との間には、変調回
路２５（第３図）が配設される。変調回路２５は、高周
波信号もしくは超音波信号（高音響周波数である２０Ｋ
Ｈｚよりはるかに高い）の発生器２６によって制御され
る。例えば、発生器２６は１ＭＨｚの周波数を発生す
る。従って、該周波数は、発生器１７によって発生され
る周波数の５０〜１００倍である。

発生器２６と変調器２５との間には信号のマーク対スペ
ース比即ちデューティサイクルを変化させる回路２７が
配設される。回路２７はＣＰＵ１０からのバスを介して
純デジタル的に制御される。

より詳細に云えば、変調器２５はＡＮＤ一致回路（第４
図）にて構成され、この一致回路の入力には、発生器１
７が発っする音響周波数の論理信号が到達する。次に、
発生器２６は本質的にはｎビットカウンタ２９により構
成される。この場合のｎは例えば４と等しく選択される
と、カウンタ２９は０から１５までのカウントに適する
ことになる。カウンタ２９はＣＰＵ１０の一般的なタイ
マ３０、例えば１６ＭＨｚタイマによって増分される。
このタイマの周波数は、発生器１７の発っする音響周波
数の公倍数である。

回路２７は本質的にまたｎビットのレジスタ３１を備え
る。該レジスタ３１は、その都度０と２ⁿ−１の間のあ
るマーク対スペース比に対応する値を以って、ロードさ
れるかあるいは書き込まれる。もっと詳しく云えば、レ
ジスタ３１は、ＣＰＵ１０の制御下でバス２８の導体３
２を介して書込み可能にされる。必要値は、この変化機
能に対して実行されるプログラムに基づき、バス２８の
データセクション３３及びコントロールセクション３４
を介してレジスタ３１に書込まれる。

更に回路２７は同じくｎビットの加算器３６を備える。
加算器３６はレジスタ３１の内容をその都度カウンタ２
９の内容に加算するよう適合されている。この総和が２
ⁿに等しいかそれより大きい時はいつも加算器３６はキ
ャリーを発っし、かくして一致回路２５の第２入力に対
しての一致信号を生成する。従って、一致回路２５は、
加算器３６が“キャリー”を発っするカウンタ２７のカ
ウント周期の一部と一致する時のみ音響周波数の論理信
号を通過させる。コンデンサ２２は拡声器２１に入力さ
れる信号の平均値をつくるのに設けられている。

第５図に示す音響信号３７は第２図に示すものより更に
大きな倍数尺度で示されている。他方、第５図の参照番
号３８は加算器３６が発っする高周波可能デューティサ
イクル信号を示す。従って、各信号３７期間中に複数の
高周波信号３８が生成されることは明らかである。更に
第５図に於いて、ｎ＝４の場合のタイマ３０のパルスＴ
と関連して、信号３８が詳細に示されている。

信号３８のデューティサイクルは、比ｔ_１／ｔで示され
る。レジスタ３１に書込まれる値０に対しては、拡声器
２１のオフ操作に対応するｔ_１／ｔ＝０となり、他方２
ⁿ−１のレジスタ３１の値については、拡声器２１の最
大ボリュームに対応するｔ_１／ｔ＝１となることは明ら
かである。

なお、変調する信号の周波数はあまりに高くそれ故に超
音波となる為、拡声器２１は該変調する信号を再生しな
い、他方コンデンサ２２はその効果を均一にする為に設
けられる。拡声器２１を駆動する音響信号３９は振幅Ａ
＝５Ｖ×（ｔ_１／ｔ）を有する。従って、信号３９は変
調の上流での音響信号３７に類似する波形を有するが、
その振幅は変調信号のマーク対スペース比即ちデューテ
ィサイクルに比例する。

上述の制御構成とその対応する方法とにより音声ボリュ
ームを柔軟でプログラマブルな手法で静的と動的の両方
において調整することが可能となることは明らかであ
る。時折りレジスタ３１に書込まれる値はデータの処理
結果、あるいは適切な測定装置で測定された環境バック
グランド・ノイズ、あるいは音響信号が翻訳器によって
生成される装置でのテキスト対スピーチ翻訳器の文脈そ
れ自体に依存しうる。

更に、上述の制御構成は、データ処理ワークステーショ
ンあるいは局部ネットワーク用電話交換機などの各種オ
フィス設備、あるいは公共部所での通話アナウンスシス
テムに適用しても良いことは明らかである。

最後に、当該制御構成は、デジタル技術を基盤としてい
るので、それが組込まれる装置のデジタル回路との高集
積化、特にパーソナルコンピュータ回路あるいは局部ネ
ットワーク用交換回路との高集積化が可能となることは
明らかである。

【図面の簡単な説明】 第１図は当該技術の現状に基づいて論理信号発生器を組
み入れたデジタル装置の基本回路図、第２図は第１図の
回路が発生する信号の幾つかの示す図、第３図は本発明
の信号の振幅制御装置が接続された第１図の装置の基本
回路図、第４図は第３図の制御装置の詳細図、第５図は
第４図の構成により生成される信号を幾つか示した図で
ある。 １０：マイクロプロセッサ、 １１：パーソナルコンピュータ、 １４：データセクション、 １５：コントロールセクション、 １６：アドレスセクション、１２：ＲＡＭ、 １３：ＲＯＭ、１７：音声発生器、 １９：デコーダ、１８：方形信号、 ２２：コンデンサ、２３：節点、 ２１：拡声器、１８Ａ：台形信号、 ２４：ポテンシオメータ、２５：変調回路、 ２６：発生器、２７：回路、 ２９：ｎビットカウンタ、３０：タイマ、 ３１：レジスタ、３３：データセクション、 ３４：コントロールセクション、 ３６：加算器、３７：音響信号、 ３９：信号。

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一定振幅で且つ所定周波数帯内の周波数の
   第１の論理信号の発生器（17）と、該第１の論理信号の
   振幅に感応する実用装置（20，21）とを有する、デジタ
   ル電子装置の電気信号の振幅を制御する装置において、 前記周波数帯の周波数より更に大きな周波数を有する第
   ２の論理信号の発生器（26）と、 前記第２の論理信号のマーク対スペース比（デューティ
   サイクル）を変化させるデジタル回路（27）と、 前記第１の論理信号の平均値を対応して減少させるよう
   前記第２の論理信号に従って前記第１の論理信号を変調
   する変調回路（25）と、 を備えることを特徴とする装置。
2. 【請求項２】前記デジタル回路（27）は、前記第２の論
   理信号の周波数より更に大きな基本周波数で駆動される
   所定容量のカウンタ（29）と、可変にセットされるレジ
   スタ（31）と、前記レジスタ（31）に入力されたデジタ
   ル値を前記カウンタ（29）にその都度含まれるデジタル
   値に加算する加算器（36）とを備え、前記マーク対スペ
   ース比は前記加算器（36）のキャリーによって規定され
   ることを特徴とする請求項１記載の装置。
3. 【請求項３】前記レジスタ（31）及び前記加算器（36）
   は前記カウンタ（29）と同じ容量を有することを特徴と
   する請求項２記載の装置。
4. 【請求項４】前記変調回路（25）は一致論理回路を備
   え、前記実用装置（20，21）は前記第１の論理信号を変
   調する前記第２の論理信号の変化を平滑化する容量性回
   路を備えることを特徴とする請求項２又は３記載の装
   置。
5. 【請求項５】前記基本周波数は前記周波数帯の最大周波
   数より少なくとも５０倍大きく、前記容量は少なくとも
   半バイトであることを特徴とする請求項３あるいは４記
   載の装置。
6. 【請求項６】前記第１の論理信号の発生器は、音響周波
   数の方形信号の発生器（17）であり、前記実用装置（2
   0，21）は拡声器（21）を備えることを特徴とする請求
   項１乃至５のいずれか一項に記載の装置。
7. 【請求項７】パーソナルコンピュータに組み込まれる構
   成であって、前記レジスタ（31）は対応プログラムに従
   って前記パーソナルコンピュータの中央装置（10）から
   セット（28）されることを特徴とする請求項２及び６記
   載の装置。
8. 【請求項８】前記第１の論理信号の発生器（17）は、音
   声合成器もしくはテキスト対スピーチ翻訳器を備えるこ
   とを特徴とする請求項７記載の装置。
9. 【請求項９】前記カウンタ（29）は前記パーソナルコン
   ピュータのタイマ（30）により駆動されることを特徴と
   する請求項７又は８記載の装置。
10. 【請求項１０】第１の論理信号が一定振幅で且つ低周波
    数で発生される、デジタル環境における電気信号の振幅
    を制御する方法において、 第２の論理信号は前記第１の論理信号の周波数より更に
    大きな周波数で生成され、 前記第２の論理信号の比は選択的に決定され、 前記第１の論理信号は前記第２の論理信号で変調され、
    これにより前記第１の論理信号の平均値は対応して減少
    されることを特徴とする方法。
11. 【請求項１１】前記比は所定のデジタル値に前記第２の
    論理信号の周波数より更に大きい基本タイミング周波数
    のカウント値を加算することにより規定されることを特
    徴とする請求項１０記載の方法。