JPH09200053A - 信号伝送方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来、１ビットディジタルデータを伝送記録
する際に、レベル情報の表示をリアルタイムにかつ正確
に行うことができなかった。 【解決手段】 ディジタルデータ送信部１のＣＰＵ４
は、ΣΔ変調器３からの１ビットオーディオデータを所
定数単位でブロック化して得たブロック化データから該
１ビットオーディオデータに関連したレベル情報を含ん
だサブデータを生成する。マルチプレクサ５は、ＣＰＵ
４からの上記サブデータと上記ブロック化データとを含
めてディジタルデータ列を生成する。ディジタルデータ
受信部２０のデータ分離部２１は、伝送記録部１０によ
り伝送記録された上記ディジタルデータ列からブロック
化データとなるメインデータと上記サブデータとを分離
する。レベル情報検出部であるＣＰＵ２４は、上記サブ
データからレベルデータを検出する。表示部２５は、こ
のレベルデータを数値表示、幾何表示またはエンベロー
プ波形表示によりレベル表示する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、シグマデルタ変調
された１ビットディジタルデータを記録伝送する信号伝
送方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】音声信号をディジタル化する方法として
は、シグマデルタ（ΣΔ）変調と呼ばれる方法も知られ
るようになった。（日本音響学会誌４６巻３号（１９９
０）第２５１〜２５７頁「ＡＤ／ＤＡ変換器とディジタ
ルフィルター（山崎芳男）」等参照）。

【０００３】このΣΔ変調により得られる１ビットオー
ディオデータは、従来のデジタルオーディオに使われて
きた例えばサンプリング周波数４４．１ＫＨｚ、データ
語長１６ビットのマルチビットオーディオデータに比べ
て、サンプリング周波数が４４．１ＫＨｚの６４倍でデ
ータ語長が１ビットというように、非常に高いサンプリ
ング周波数と短いデータ語長といった形をしており、広
い伝送可能周波数帯域を特長にしている。また、ΣΔ変
調により１ビット信号であっても、６４倍というオーバ
ーサンプリング周波数に対して低域であるオーディオ帯
域において、高いダイナミックレンジをも確保できる。
この特徴を生かして高音質のレコーダーやデータ伝送に
応用することができる。

【０００４】このΣΔ変調回路自体はとりわけ新しい技
術ではなく、回路構成がＩＣ化に適していて、また比較
的簡単にＡ／Ｄ変換の精度を得ることができることから
従来からＡ／Ｄ変換器の内部などではよく用いられてい
る。

【０００５】ΣΔ変調された信号は、簡単なアナログロ
ーパスフィルターを通すことによって、アナログオーデ
ィオ信号に戻すことができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ΣΔ変調さ
れた上記１ビットオーディオデータを送受信、すなわち
伝送する場合、従来、マルチビットオーディオデータの
場合の伝送と異なり、そのままではレベル情報の表示は
困難であった。ここで、レベル情報とは、１ビットオー
ディオデータの出力レベルを示す情報である。

【０００７】このレベル情報を表示するレベル表示の方
法としては、１ビットオーディオデータにダウンサンプ
リング処理を施してマルチビットオーディオデータに変
換した後、そのマルチビットオーディオデータをレベル
情報（データ）として、数値表示、幾何表示またはエン
ベロープ波形表示によるレベル表示を行う方法がある。
この方法を具体化したのが図６に示すようなディジタル
データ送受信装置５０である。

【０００８】図６において、入力端子５１から供給され
たアナログオーディオ信号は、ΣΔ変調器５２で１ビッ
トオーディオデータとされ、例えばコンパクトディスク
のような記録媒体である伝送記録部５０により伝送され
てディジタルデータ受信部５４に達する。

【０００９】ディジタルデータ受信部５４において、上
記１ビットオーディオデータは、ディシメーションフィ
ルタ５７によりダウンサンプリング処理されてレベル情
報となる。このレベル情報は、例えば標本化周波数が４
４．１ＫＨｚ、語長１６ビットのマルチビットデータで
あり、表示部５８に供給されてレベル表示される。一
方、上記１ビットオーディオデータは、Ｄ／Ａ変換器５
５にも供給され、アナログオーディオ信号に変換されて
出力端子５６から出力される。

【００１０】しかしながら、上述したようなレベル情報
の表示をリアルタイムで行う場合、処理時間の制限から
デシメーションフィルタ５７のタップ数やフィルタ係数
の語長は制限されたものとなり、正確なレベル表示が望
めない。

【００１１】また、正確なレベル表示を行おうとする
と、デシメーションフィルタ５７のタップ数やフィルタ
係数の語長は膨大なものになり、そのためにリアルタイ
ムでのレベル表示が困難となる。

【００１２】さらに、リアルタイムに正確な表示を行お
うとすると、このデシメーションフィルタ５７の回路規
模は大きくかつ複雑なものとなりコスト面でも不利とな
る。

【００１３】本発明は、上記実情に鑑みてなされたもの
であり、１ビットディジタルデータを伝送記録する際
に、レベル情報の表示をリアルタイムにかつ正確に行う
ことのできる信号伝送方法及び装置の提供を目的とす
る。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明に係る信号伝送方
法は、上記課題を解決するために、シグマデルタ変調さ
れた１ビットディジタルデータに関連するレベル情報を
該１ビットディジタルデータに付加して伝送し、再生時
に上記レベル情報を検出してレベル表示を行う。

【００１５】ここで、本発明に係る信号伝送方法は、シ
グマデルタ変調された１ビットディジタルデータを所定
数単位でブロック化して得たブロック化データから、レ
ベル情報生成工程でのダウンサンプリング処理により得
たレベル情報を該ブロック化データにサブデータ形式で
付加して伝送記録し、再生側ではデータ分離処理工程、
及びレベル情報検出工程により上記レベル情報を抽出し
てもよい。

【００１６】また、本発明に係る信号伝送装置は、シグ
マデルタ変調された１ビットディジタルデータを所定数
単位でブロック化して得たブロック化データから、レベ
ル情報生成手段でダウンサンプリング処理により得たレ
ベル情報を該ブロック化データにサブデータ形式で付加
して伝送記録し、再生側ではデータ分離処理手段、及び
レベル情報検出手段により上記レベル情報を抽出してレ
ベル表示を行う。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る信号伝送方法
及び装置の実施の形態について図面を参照しながら説明
する。

【００１８】この実施の形態は、図１に示すように、デ
ィジタルデータ送信部１と、伝送記録部１０と、ディジ
タルデータ受信部２０とからなるディジタルデータ送受
信装置３０である。

【００１９】このディジタルデータ送受信装置３０は、
ディジタルデータ送信部１でシグマデルタ（ΣΔ）変調
された１ビットオーディオデータを伝送記録部１０を介
して伝送記録し、ディジタルデータ受信部２０で受信さ
せるが、特に、ディジタルデータ送信部１で上記１ビッ
トオーディオデータからレベル情報を生成し、このレベ
ル情報を上記１ビットオーディオデータと共に伝送記録
部１０で伝送記録する。また、ディジタルデータ受信部
２０では上記レベル情報と上記１ビットオーディオデー
タとを分離して、該レベル情報を数値表示、幾何表示ま
たはエンベロープ波形表示等でレベル表示する。

【００２０】ディジタルデータ送信部１は、入力端子２
から供給されるアナログオーディオ信号にΣΔ変調処理
を施すΣΔ変調器３と、このΣΔ変調器３からの１ビッ
トオーディオデータを所定数単位でブロック化して得た
ブロック化１ビットオーディオデータ（ブロック化デー
タ）から該１ビットオーディオデータに関連したレベル
情報を含んだサブデータを生成する中央演算処理部（Ｃ
ＰＵ）４と、ＣＰＵ４からの上記サブデータと上記ブロ
ック化データとを含めてディジタルデータ列を生成する
マルチプレクサ５とを備えて成る。

【００２１】ＣＰＵ４は、図２に示すように、上記ブロ
ック化データにダウンサンプリング処理を施して上記レ
ベル情報を生成するダウンサンプリング処理部６と、こ
のレベルデータと入力端子７から供給される基本周波数
情報及びエンファシス情報とによりサブデータを生成す
るサブデータ生成部８とから成る。

【００２２】ダウンサンプリング処理部６は、例えばデ
シメーションフィルタにより構成されている。このダウ
ンサンプリング処理部６によるレベルデータの生成は、
ディジタルデータ送信部１で行われるので、処理時間の
制限に対する処理方法の考慮を不要とすることができ
る。

【００２３】また、ディジタルデータ受信部２０は、伝
送記録部１０により伝送記録された上記ディジタルデー
タ列からブロック化データ（メインデータ）と上記サブ
データとを分離するデータ分離部２１と、上記メインデ
ータをアナログオーディオ信号に変換し出力端子２３か
ら出力するＤ／Ａ変換器２２と、上記サブデータからレ
ベルデータを検出するレベル情報検出部（ＣＰＵ）２４
と、このレベルデータを数値表示、幾何表示またはエン
ベロープ波形表示によりレベル表示する表示部２５とを
備えて成る。

【００２４】ディジタルデータ送信部１のマルチプレク
サ５は、上記ブロック化データと上記サブデータ合成し
て図３に示すような例えば2048バイトからなるディジタ
ルデータ列を生成する。このディジタルデータ列は、8
バイトの同期信号、3バイトのサブデータ、2048バイト
のメインデータ（ブロック化データ）、16バイトの誤り
訂正用信号とからなる。

【００２５】ここで、サブデータには、図４に示すよう
に、4ビットのレベル情報が、4ビットの標本化周波数ｆ
_Sと1ビットのエンファシスと15ビットの付随データと共
に格納されている。

【００２６】入力端子２から供給される入力アナログ信
号をΣΔ変調して１ビットオーディオデータを出力ΣΔ
変調器３は、図５に示すように構成されている。図５に
おいて、入力端子２からの入力アナログ信号が加算器１
１を通じて積分器１２に供給される。この積分器１２か
らの信号が比較器１３に供給され、入力信号の中点電位
と比較されて１サンプル期間ごとに１ビット量子化処理
されて１ビットオーディオデータとして出力される。

【００２７】この量子化処理データである１ビットオー
ディオデータが１サンプル遅延器１４に供給されて１サ
ンプル期間分遅延される。この遅延データが１ビットの
Ｄ／Ａ変換器１５でアナログ信号に変換されて加算器１
１に供給されて、入力端子２からの入力アナログ信号に
加算される。そして比較器１３から出力される１ビット
オーディオデータが所定数単位でブロック化され出力端
子１６を介してマルチプレクサ５にブロック化データと
して出力される。

【００２８】このΣΔ変調器３から出力される１ビット
オーディオデータは、従来の例えばサンプリング周波数
44.1kHz、データ語長１６ビットのマルチビットデータ
に比べて、非常に高いサンプリング周波数と短いデータ
語長（例えばサンプリング周波数が44.1kHzの６４倍で
データ語長が１ビット）といった形をしており、広い伝
送可能周波数帯域を特長にしている。また、シグマデル
タ変調処理により１ビットオーディオデータであって
も、６４倍というオーバーサンプリング周波数に対して
低域であるオーディオ帯域において、高いダイナミック
レンジをも確保できる。この特徴を生かして高音質のレ
コーダーやデータ伝送に応用することができる。

【００２９】マルチプレクサ５は、上記ブロック化デー
タである例えば所定数ｎ個の上記１ビットオーディオデ
ータとＣＰＵ４で生成された図４に示すサブデータを合
成して上述した図３に示すディジタルデータ列を生成す
る。

【００３０】ここで、ディジタルデータ送信部１のＣＰ
Ｕ４内のダウンサンプリング処理部６では、レベル情報
を生成するためのダウンサンプリング処理を処理時間の
制限を受けることなく行うことができるので、タップ数
やフィルタ係数の語長を制限する必要がなく、正確なレ
ベル情報（レベルデータ）を生成することができる。

【００３１】そして、上記ディジタルデータ列は、伝送
記録部１０によりディジタルデータ受信部２０へと伝送
される。

【００３２】ディジタルデータ受信部２０のデータ分離
部２１は、上記ディジタルデータ列をメインデータとサ
ブデータに分離する。ここで、分離されたメインデータ
は、Ｄ／Ａ変換器２２によりアナログオーディオ信号に
変換されて出力端子２３から出力される。一方、分離さ
れた上記サブデータは、レベル情報検出部（ＣＰＵ）２
４に送られ、該レベル情報検出部（ＣＰＵ）２４で上記
レベルデータが抽出される。そして、上記レベルデータ
は表示部２５に供給されて、数値表示、幾何表示または
エンベロープ波形表示によりレベル表示される。

【００３３】このため、ディジタルデータ受信部２０で
は、データ分離部２１による簡単な分離処理のみで正確
なレベル情報を得ることができ、さらにそれをリアルタ
イムにレベル表示できる。

【００３４】以上より、本発明の実施の形態であるディ
ジタルデータ送受信装置３０は、ディジタルデータ送信
部１でのダウンサンプリング処理により１ビットオーデ
ィオデータからマルチビットの正確なレベル情報を生成
し、予めΣΔ変調された１ビットオーディオデータに付
加してから、伝送記録部１０で伝送し、ディジタルデー
タ受信部２０でのデータ分離処理により１ビットオーデ
ィオデータよりなるメインデータとレベル情報とを分離
し、Ｄ／Ａ変換器２２から出力されるアナログオーディ
オ信号の正確なレベル情報をリアルタイムに表示部２５
で表示できる。

【００３５】なお、伝送記録部１０は、通信ケーブルで
も、あるいは磁気テープ及び光磁気ディスクのような記
録媒体でもよい。

【００３６】

【発明の効果】本発明に係る信号伝送方法は、シグマデ
ルタ変調された１ビットディジタルデータに関連するレ
ベル情報を該１ビットディジタルデータに付加して伝送
し、再生時に上記レベル情報を検出してレベル表示を行
うので、１ビットディジタルデータを伝送記録する際
に、レベル情報の表示をリアルタイムにかつ正確に行う
ことができる。

【００３７】また、本発明に係る信号伝送装置は、シグ
マデルタ変調された１ビットディジタルデータから、レ
ベル情報生成手段で得たレベル情報を該１ビットディジ
タルデータにサブデータ形式で付加して伝送記録し、受
信側ではデータ分離処理手段、及びレベル情報検出手段
により上記レベル情報を抽出するので、１ビットディジ
タルデータを伝送記録する際に、レベル情報の表示をリ
アルタイムにかつ正確に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る信号伝送方法及び装置の実施の形
態となるディジタルデータ送受信装置のブロック図であ
る。

【図２】上記ディジタルデータ送受信装置に使われるＣ
ＰＵの詳細な構成を示すブロック図である。

【図３】上記ディジタルデータ送受信装置を構成するデ
ィジタルデータ送信部が生成したディジタルデータ列の
フォーマット図である。

【図４】上記ディジタルデータ列を形成するサブデータ
のフォーマット図である。

【図５】上記ディジタルデータ送信部に用いられるシグ
マデルタ変調回路の詳細な構成を示すブロック図であ
る。

【図６】従来のディジアタルデータ送受信装置の概略構
成を示すブロック図である。

【符号の説明】 １ ディジタルデータ送信部 ３ シグマデルタ変調器 ４ 中央演算処理部 ５ マルチプレクサ １０ 伝送記録部 ２０ ディジタルデータ受信部 ２１ データ分離器 ２２ Ｄ／Ａ変換器 ２４ 中央演算処理部 ２５ 表示部

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シグマデルタ変調された１ビットディジ
   タルデータを伝送する信号伝送方法において、 上記１ビットディジタルデータに関連するレベル情報を
   該１ビットディジタルデータに付加して伝送し、再生時
   に上記レベル情報を検出してレベル表示を行うことを特
   徴とする信号伝送方法。
2. 【請求項２】 上記１ビットディジタルデータを所定数
   単位でブロック化して得たブロック化データから上記１
   ビットディジタルデータに関連したレベル情報をダウン
   サンプリング処理により生成するレベル情報生成工程
   と、 上記レベル情報を含めてサブデータを生成するサブデー
   タ生成工程と、 上記サブデータと上記ブロック化データとを含めてディ
   ジタルデータ列を生成するディジタルデータ列生成工程
   と、 上記ディジタルデータ列を受信してブロック化データと
   サブデータを分離するデータ分離工程と、 上記サブデータからレベル情報を検出するレベル情報検
   出工程とを備えることを特徴とする請求項１記載の信号
   伝送方法。
3. 【請求項３】 シグマデルタ変調された１ビットディジ
   タルデータを所定数単位でブロック化したブロック化デ
   ータから上記１ビットディジタルデータに関連したレベ
   ル情報を生成するレベル情報生成手段と、 上記レベル情報を含めてサブデータを生成するサブデー
   タ生成手段と、 上記サブデータと上記ブロック化データとを含めてディ
   ジタルデータ列を生成するディジタルデータ列生成手段
   と、 上記ディジタルデータ列を伝送記録する伝送記録手段
   と、 上記伝送記録手段を介した上記ディジタルデータ列をブ
   ロック化データとサブデータに分離するデータ分離手段
   と、 上記サブデータからレベル情報を検出するレベル情報検
   出手段とを備えることを特徴とする信号伝送装置。
4. 【請求項４】 上記レベル情報検出手段は、ダウンサン
   プリング処理により上記レベル情報を生成することを特
   徴とする請求項３記載の信号伝送装置。
5. 【請求項５】 上記レベル情報検出手段で検出された上
   記レベル情報を表示手段で表示することを特徴とする請
   求項３記載の信号伝送装置。