JPH10341121A - ディジタル減衰器 - Google Patents
ディジタル減衰器Info
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- JPH10341121A JPH10341121A JP9151089A JP15108997A JPH10341121A JP H10341121 A JPH10341121 A JP H10341121A JP 9151089 A JP9151089 A JP 9151089A JP 15108997 A JP15108997 A JP 15108997A JP H10341121 A JPH10341121 A JP H10341121A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 音量制御レベルに反比例した量子化値を持つ
1ビットの量子化器で入力信号を再量子化し、再量子化
した信号の量子化値を元の量子化値の大きさに正規化す
ることで、1ビット信号の音量制御を可能とするディジ
タル減衰器を提供することを目的とする。 【解決手段】 入力端子101からの入力信号は加算器10
3、入力端子102から入力される音量制御の増大または減
衰レベルに反比例する様に量子化値の大きさを設定され
た量子化器104、加算器105、フィルタ106からなるΔΣ
変調器で再量子化される。そして、正規化器107にて量
子化値の大きさを正規化されて出力端子108から出力す
ることで1ビット信号の音量制御が可能なディジタル減
衰器を提供できる効果が得られる。
1ビットの量子化器で入力信号を再量子化し、再量子化
した信号の量子化値を元の量子化値の大きさに正規化す
ることで、1ビット信号の音量制御を可能とするディジ
タル減衰器を提供することを目的とする。 【解決手段】 入力端子101からの入力信号は加算器10
3、入力端子102から入力される音量制御の増大または減
衰レベルに反比例する様に量子化値の大きさを設定され
た量子化器104、加算器105、フィルタ106からなるΔΣ
変調器で再量子化される。そして、正規化器107にて量
子化値の大きさを正規化されて出力端子108から出力す
ることで1ビット信号の音量制御が可能なディジタル減
衰器を提供できる効果が得られる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、1ビット長のディ
ジタル信号に変換された音声信号の音量調整に用いるデ
ィジタル減衰器に関する。
ジタル信号に変換された音声信号の音量調整に用いるデ
ィジタル減衰器に関する。
【0002】
【従来の技術】ディジタル減衰器は音声信号の音量調整
に用いると経時的音質の変化とか劣化が生じず常に安定
した音量調整が可能であるために例えばプリアンプやミ
キシング装置のマスタボリュームに有用される。図6は
ディジタル減衰器を利用した従来の音量調整回路の回路
図である。ディジタル減衰器601にnビット長のディ
ジタル音声データとこの音声に関わる音量を減衰調整す
るための減衰量データとが入力される。ディジタル減衰
器601は、前記両データを乗算し、その乗算結果を
(n+m)ビット長の音声データとして出力する。ここ
で、mビットは周知されるように減衰量に応じて決めら
れるもので演算誤差をなくし音声波形歪みを低減するた
めのものである。ディジタル減衰器601は音声データ
の音量調整後の(n+m)ビット長の音声データを、
n’ビット長のD/A変換器602でD/A変換する場
合、その音声データの上位n’ビット分を音声データと
してD/A変換器602に出力する。D/A変換器60
2でD/A変換された音声データはアナログLPF60
3でスムージングや折り返し雑音の除去などの処理を受
けてから音量調整された音声データとして出力される。
に用いると経時的音質の変化とか劣化が生じず常に安定
した音量調整が可能であるために例えばプリアンプやミ
キシング装置のマスタボリュームに有用される。図6は
ディジタル減衰器を利用した従来の音量調整回路の回路
図である。ディジタル減衰器601にnビット長のディ
ジタル音声データとこの音声に関わる音量を減衰調整す
るための減衰量データとが入力される。ディジタル減衰
器601は、前記両データを乗算し、その乗算結果を
(n+m)ビット長の音声データとして出力する。ここ
で、mビットは周知されるように減衰量に応じて決めら
れるもので演算誤差をなくし音声波形歪みを低減するた
めのものである。ディジタル減衰器601は音声データ
の音量調整後の(n+m)ビット長の音声データを、
n’ビット長のD/A変換器602でD/A変換する場
合、その音声データの上位n’ビット分を音声データと
してD/A変換器602に出力する。D/A変換器60
2でD/A変換された音声データはアナログLPF60
3でスムージングや折り返し雑音の除去などの処理を受
けてから音量調整された音声データとして出力される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記音量
調整回路においては、ディジタル減衰器601に入力さ
れる音声データの値が同じであってもディジタル減衰器
601での減衰量が大きくなってしまうと、ディジタル
減衰器601の出力は下位ビット側にシフトする。その
ため音量が小さいときも高分解能でD/A変換するため
にはD/A変換器602をn’=(n+m)ビット長と
すれば良いが、D/A変換器602のD/A変換ビット
長を大きくすると、D/A変換器602の内部構成が複
雑化するうえD/A変換器の性能調整も困難で高価な入
手困難なものとなってしまう。このため、D/A変換器
602としては一般にはディジタル減衰器601から出
力される音声データのビット長(n+m)よりも遙かに
短いビット長のものが使用される。例えば図6の回路で
はn’=n=20、m=10としている。
調整回路においては、ディジタル減衰器601に入力さ
れる音声データの値が同じであってもディジタル減衰器
601での減衰量が大きくなってしまうと、ディジタル
減衰器601の出力は下位ビット側にシフトする。その
ため音量が小さいときも高分解能でD/A変換するため
にはD/A変換器602をn’=(n+m)ビット長と
すれば良いが、D/A変換器602のD/A変換ビット
長を大きくすると、D/A変換器602の内部構成が複
雑化するうえD/A変換器の性能調整も困難で高価な入
手困難なものとなってしまう。このため、D/A変換器
602としては一般にはディジタル減衰器601から出
力される音声データのビット長(n+m)よりも遙かに
短いビット長のものが使用される。例えば図6の回路で
はn’=n=20、m=10としている。
【0004】上述のような音量調整回路では通常の音声
聴取状態では音量を絞っているので、ディジタル減衰器
601での音声に対する減衰量が大きくなったとき、ア
ナログLPF603から出力される音声信号のダイナミ
ックレンジは狭くなり、D/A変換器602での量子化
誤差の大きな音声信号が出力されてしまうという課題を
有していた。
聴取状態では音量を絞っているので、ディジタル減衰器
601での音声に対する減衰量が大きくなったとき、ア
ナログLPF603から出力される音声信号のダイナミ
ックレンジは狭くなり、D/A変換器602での量子化
誤差の大きな音声信号が出力されてしまうという課題を
有していた。
【0005】また、ディジタル減衰器601における音
量調整は入力されてくる音声データに減衰量データを乗
算するだけであるため、ΔΣ変調型のA/D変換器で変
換されたビット長の小さい、例えば1ビット長のディジ
タル信号の音量調整はそのままでは不可能であり、音量
調整するには一旦複数ビットのディジタル信号に変換し
た後でディジタル減衰器601で減衰調整を行い、それ
から再び1ビット長のディジタル信号に変換する必要が
あるため、変換の度に性能劣化が生じるという課題を有
していた。
量調整は入力されてくる音声データに減衰量データを乗
算するだけであるため、ΔΣ変調型のA/D変換器で変
換されたビット長の小さい、例えば1ビット長のディジ
タル信号の音量調整はそのままでは不可能であり、音量
調整するには一旦複数ビットのディジタル信号に変換し
た後でディジタル減衰器601で減衰調整を行い、それ
から再び1ビット長のディジタル信号に変換する必要が
あるため、変換の度に性能劣化が生じるという課題を有
していた。
【0006】本発明が解決しようとする課題は、量子化
誤差成分の低減が可能で、かつ1ビット長の音声データ
であっても高精度に音量調整を可能にすることにある。
誤差成分の低減が可能で、かつ1ビット長の音声データ
であっても高精度に音量調整を可能にすることにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明のディジタル減衰
器は、音量制御の増大または減衰レベルに反比例して量
子化値の大きさを変化させる2値(1ビット)の量子化器
と、量子化器の出力と入力との差を算出する第1の加算
器と、第1の加算器の出力をフィルタリングするフィル
タと、入力信号とフィルタの出力との差を算出する第2
の加算器と、増大または減衰レベルに比例して量子化器
の量子化値の大きさを正規化する正規化器とを備え、量
子化器は第2の加算器の出力を入力とする構成としたこ
とによって上述の課題を解決している。
器は、音量制御の増大または減衰レベルに反比例して量
子化値の大きさを変化させる2値(1ビット)の量子化器
と、量子化器の出力と入力との差を算出する第1の加算
器と、第1の加算器の出力をフィルタリングするフィル
タと、入力信号とフィルタの出力との差を算出する第2
の加算器と、増大または減衰レベルに比例して量子化器
の量子化値の大きさを正規化する正規化器とを備え、量
子化器は第2の加算器の出力を入力とする構成としたこ
とによって上述の課題を解決している。
【0008】また、本発明のディジタル減衰器は、音量
制御の増大または減衰レベルに反比例して量子化値の大
きさを変化させる2値(1ビット)の量子化器と、量子化
器の出力と入力との差を算出する第1の加算器と、第1
の加算器の出力をフィルタリングするフィルタと、増大
または減衰レベルに応じて入力信号を増幅する増幅器
と、増幅器の出力とフィルタの出力との差を算出する第
2の加算器と、増大または減衰レベルに比例しかつ増幅
器の利得に反比例して量子化器の量子化値の大きさを正
規化する正規化器とを備え、量子化器は前記第2の加算
器の出力を入力とする構成によって上述の課題を解決し
ている。
制御の増大または減衰レベルに反比例して量子化値の大
きさを変化させる2値(1ビット)の量子化器と、量子化
器の出力と入力との差を算出する第1の加算器と、第1
の加算器の出力をフィルタリングするフィルタと、増大
または減衰レベルに応じて入力信号を増幅する増幅器
と、増幅器の出力とフィルタの出力との差を算出する第
2の加算器と、増大または減衰レベルに比例しかつ増幅
器の利得に反比例して量子化器の量子化値の大きさを正
規化する正規化器とを備え、量子化器は前記第2の加算
器の出力を入力とする構成によって上述の課題を解決し
ている。
【0009】さらに、本発明のディジタル減衰器は、複
数の入力信号を加算する第1の加算器と、複数の入力信
号の信号数に比例して量子化値の大きさを変化させる2
値(1ビット)の量子化器と、量子化器の出力と入力との
差を算出する第2の加算器と、第2の加算器の出力をフ
ィルタリングするフィルタと、第1の加算器の出力とフ
ィルタの出力との差を算出する第3の加算器と、入力信
号の信号数に反比例して量子化器の量子化値の大きさを
を正規化する正規化器とを備え、量子化器は第3の加算
器の出力を入力とする構成によって上述の課題を解決し
ている。
数の入力信号を加算する第1の加算器と、複数の入力信
号の信号数に比例して量子化値の大きさを変化させる2
値(1ビット)の量子化器と、量子化器の出力と入力との
差を算出する第2の加算器と、第2の加算器の出力をフ
ィルタリングするフィルタと、第1の加算器の出力とフ
ィルタの出力との差を算出する第3の加算器と、入力信
号の信号数に反比例して量子化器の量子化値の大きさを
を正規化する正規化器とを備え、量子化器は第3の加算
器の出力を入力とする構成によって上述の課題を解決し
ている。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明の請求項1記載の発明は、
音量制御の増大または減衰レベルに反比例して量子化値
の大きさを変化させる2値(1ビット)の量子化器と、量
子化器の出力と入力との差を算出する第1の加算器と、
第1の加算器の出力をフィルタリングするフィルタと、
入力信号とフィルタの出力との差を算出する第2の加算
器と、増大または減衰レベルに比例して量子化器の量子
化値の大きさを正規化する正規化器とを備え、量子化器
は第2の加算器の出力を入力とする構成としたことを特
徴とするディジタル減衰器であり、以下のような作用を
する。
音量制御の増大または減衰レベルに反比例して量子化値
の大きさを変化させる2値(1ビット)の量子化器と、量
子化器の出力と入力との差を算出する第1の加算器と、
第1の加算器の出力をフィルタリングするフィルタと、
入力信号とフィルタの出力との差を算出する第2の加算
器と、増大または減衰レベルに比例して量子化器の量子
化値の大きさを正規化する正規化器とを備え、量子化器
は第2の加算器の出力を入力とする構成としたことを特
徴とするディジタル減衰器であり、以下のような作用を
する。
【0011】即ち、入力信号の量子化値の大きさに音量
制御の増大または減衰レベルの逆数を乗じた値を量子化
器の量子化値の大きさとし、量子化器の入力と出力の差
をフィルタを介して負帰還し、入力信号との差を量子化
器に入力することでΔΣ変調器を構成し、入力信号を再
量子化している。そして、正規化器にて再量子化したデ
ータの量子化値の大きさに増大または減衰レベルを乗じ
ることで、量子化値の大きさを正規化するようにしてい
る。
制御の増大または減衰レベルの逆数を乗じた値を量子化
器の量子化値の大きさとし、量子化器の入力と出力の差
をフィルタを介して負帰還し、入力信号との差を量子化
器に入力することでΔΣ変調器を構成し、入力信号を再
量子化している。そして、正規化器にて再量子化したデ
ータの量子化値の大きさに増大または減衰レベルを乗じ
ることで、量子化値の大きさを正規化するようにしてい
る。
【0012】本発明の請求項2記載の発明は、音量制御
の増大または減衰レベルに反比例して量子化値の大きさ
を変化させる2値(1ビット)の量子化器と、量子化器の
出力と入力との差を算出する第1の加算器と、第1の加
算器の出力をフィルタリングするフィルタと、音量制御
の増大または減衰レベルに応じて入力信号を増幅する増
幅器と、増幅器の出力とフィルタの出力との差を算出す
る第2の加算器と、増大または減衰レベルに比例して量
子化器の量子化値の大きさを正規化する正規化器とを備
え、量子化器は第2の加算器の出力を入力とする構成と
したことを特徴とするディジタル減衰器であり、以下の
ような作用をする。
の増大または減衰レベルに反比例して量子化値の大きさ
を変化させる2値(1ビット)の量子化器と、量子化器の
出力と入力との差を算出する第1の加算器と、第1の加
算器の出力をフィルタリングするフィルタと、音量制御
の増大または減衰レベルに応じて入力信号を増幅する増
幅器と、増幅器の出力とフィルタの出力との差を算出す
る第2の加算器と、増大または減衰レベルに比例して量
子化器の量子化値の大きさを正規化する正規化器とを備
え、量子化器は第2の加算器の出力を入力とする構成と
したことを特徴とするディジタル減衰器であり、以下の
ような作用をする。
【0013】即ち、入力信号の量子化値の大きさに音量
制御の増大または減衰レベルの逆数を乗じた値を量子化
器の量子化値の大きさとし、量子化器の入力と出力の差
をフィルタを介して負帰還し、増幅された入力信号との
差を量子化器に入力することでΔΣ変調器を構成し、入
力信号を再量子化している。そして、正規化器にて再量
子化したデータの量子化値の大きさに増大または減衰レ
ベルと増幅器の利得の逆数を乗じることで、量子化値の
大きさを正規化するようにしている。
制御の増大または減衰レベルの逆数を乗じた値を量子化
器の量子化値の大きさとし、量子化器の入力と出力の差
をフィルタを介して負帰還し、増幅された入力信号との
差を量子化器に入力することでΔΣ変調器を構成し、入
力信号を再量子化している。そして、正規化器にて再量
子化したデータの量子化値の大きさに増大または減衰レ
ベルと増幅器の利得の逆数を乗じることで、量子化値の
大きさを正規化するようにしている。
【0014】本発明の請求項3記載の発明は、複数の入
力信号を加算する第1の加算器と、複数の入力信号の信
号数に比例して量子化値の大きさを変化させる2値(1
ビット)の量子化器と、量子化器の出力と入力との差を
算出する第2の加算器と、第2の加算器の出力をフィル
タリングするフィルタと、第1の加算器の出力とフィル
タの出力との差を算出する第3の加算器と、入力信号の
信号数に反比例して量子化器の量子化値の大きさをを正
規化する正規化器とを備え、量子化器は第3の加算器の
出力を入力とする構成としたことを特徴とするディジタ
ル減衰器であり、以下のような作用をする。
力信号を加算する第1の加算器と、複数の入力信号の信
号数に比例して量子化値の大きさを変化させる2値(1
ビット)の量子化器と、量子化器の出力と入力との差を
算出する第2の加算器と、第2の加算器の出力をフィル
タリングするフィルタと、第1の加算器の出力とフィル
タの出力との差を算出する第3の加算器と、入力信号の
信号数に反比例して量子化器の量子化値の大きさをを正
規化する正規化器とを備え、量子化器は第3の加算器の
出力を入力とする構成としたことを特徴とするディジタ
ル減衰器であり、以下のような作用をする。
【0015】即ち、入力信号の量子化値の大きさに入力
信号の信号数を乗じた値を量子化器の量子化値の大きさ
とし、量子化器の入力と出力の差をフィルタを介して負
帰還し、入力信号との差を量子化器に入力することでΔ
Σ変調器を構成し、入力信号を再量子化している。そし
て、正規化器にて再量子化したデータの量子化値の大き
さに入力信号数の逆数を乗じることで、量子化値の大き
さを正規化するようにしている。
信号の信号数を乗じた値を量子化器の量子化値の大きさ
とし、量子化器の入力と出力の差をフィルタを介して負
帰還し、入力信号との差を量子化器に入力することでΔ
Σ変調器を構成し、入力信号を再量子化している。そし
て、正規化器にて再量子化したデータの量子化値の大き
さに入力信号数の逆数を乗じることで、量子化値の大き
さを正規化するようにしている。
【0016】以下、本発明の実施形態について、図面を
参照しながら説明する。
参照しながら説明する。
【0017】(実施の形態1)図1は本発明の実施の形
態1におけるディジタル減衰器のブロック図を示す。図
1において、101は入力端子、102は入力端子、1
03は加算器、104は量子化器、105は加算器、1
06はフィルタ、107は正規化器、108は出力端子
である。本実施の形態1のディジタル減衰器は、破線で
囲むブロックつまり加算器103、量子化器104、加
算器105、フィルタ106でΔΣ変調器が構成され
る。このように構成された本実施の形態1のディジタル
減衰器について、以下その動作について説明する。
態1におけるディジタル減衰器のブロック図を示す。図
1において、101は入力端子、102は入力端子、1
03は加算器、104は量子化器、105は加算器、1
06はフィルタ、107は正規化器、108は出力端子
である。本実施の形態1のディジタル減衰器は、破線で
囲むブロックつまり加算器103、量子化器104、加
算器105、フィルタ106でΔΣ変調器が構成され
る。このように構成された本実施の形態1のディジタル
減衰器について、以下その動作について説明する。
【0018】入力端子101を介してΔΣ変調器の加算
器103に1ビットのディジタル音声データが入力され
る。また、入力端子102を介して、図示していないコ
ントローラからユーザの音量減少、増大操作に従い大小
変化する音量制御の増大あるいは減衰レベル(減衰量デ
ータは1〜0の範囲の値を取る。音量最大時、減衰量デ
ータは0dB=1。音量最小時、減衰量データは−∞d
B=0)がΔΣ変調器の量子化器104と正規化器10
7とにそれぞれ入力される。このように入力端子10
1,102にそれぞれ入力されたディジタル音声データ
と減衰量データとに応じて本実施の形態1のディジタル
減衰器は以下のように動作する。
器103に1ビットのディジタル音声データが入力され
る。また、入力端子102を介して、図示していないコ
ントローラからユーザの音量減少、増大操作に従い大小
変化する音量制御の増大あるいは減衰レベル(減衰量デ
ータは1〜0の範囲の値を取る。音量最大時、減衰量デ
ータは0dB=1。音量最小時、減衰量データは−∞d
B=0)がΔΣ変調器の量子化器104と正規化器10
7とにそれぞれ入力される。このように入力端子10
1,102にそれぞれ入力されたディジタル音声データ
と減衰量データとに応じて本実施の形態1のディジタル
減衰器は以下のように動作する。
【0019】量子化器104は1ビットの量子化器であ
り、その量子化値の大きさは、1ビットのディジタル音
声データの量子化値の大きさに減衰量データにおける音
量制御の増大または減衰レベルの逆数を乗じた値に設定
される。加算器105は量子化器104の入力と出力と
の差を算出する。そして、加算器105の出力はフィル
タ106を介して加算器103に帰還され、この加算器
103にて入力端子101から入力されるディジタル音
声データとの差を算出される。そして、加算器103の
出力は量子化器104に入力される。結局、加算器10
3、量子化器104、加算器105、フィルタ106の
全体でΔΣ変調器が構成され、入力信号であるディジタ
ル音声データは量子化器104で再量子化されることに
なる。そして、正規化器107においては量子化器10
4の出力である再量子化されたデータの量子化値の大き
さに減衰量データである音量制御の増大または減衰ベル
を乗じられることで、その量子化値の大きさが正規化さ
れて出力端子108を介して出力されることになる。
り、その量子化値の大きさは、1ビットのディジタル音
声データの量子化値の大きさに減衰量データにおける音
量制御の増大または減衰レベルの逆数を乗じた値に設定
される。加算器105は量子化器104の入力と出力と
の差を算出する。そして、加算器105の出力はフィル
タ106を介して加算器103に帰還され、この加算器
103にて入力端子101から入力されるディジタル音
声データとの差を算出される。そして、加算器103の
出力は量子化器104に入力される。結局、加算器10
3、量子化器104、加算器105、フィルタ106の
全体でΔΣ変調器が構成され、入力信号であるディジタ
ル音声データは量子化器104で再量子化されることに
なる。そして、正規化器107においては量子化器10
4の出力である再量子化されたデータの量子化値の大き
さに減衰量データである音量制御の増大または減衰ベル
を乗じられることで、その量子化値の大きさが正規化さ
れて出力端子108を介して出力されることになる。
【0020】上述の図1のディジタル減衰器の動作を図
2および図3を参照してより具体的に説明する。図2に
おいて、201は入力端子、202は入力端子、203
は加算器、204は量子化器、205は加算器、206
は遅延器、207は正規化器、208は出力端子であ
る。図3において、同図(a)はディジタル信号に変換す
る前の元のアナログ信号波形、同図(b)は同図(a)の信
号波形の振幅を1/2に減衰させた時の信号波形、同図
(c)は同図(a)を1ビットのディジタル信号に変換した
時の信号波形、同図(d)は同図(c)の振幅を1/2に減
衰させた時の信号波形、同図(e)は量子化器204の出
力波形、同図(f)は正規化器207の出力波形である。
2および図3を参照してより具体的に説明する。図2に
おいて、201は入力端子、202は入力端子、203
は加算器、204は量子化器、205は加算器、206
は遅延器、207は正規化器、208は出力端子であ
る。図3において、同図(a)はディジタル信号に変換す
る前の元のアナログ信号波形、同図(b)は同図(a)の信
号波形の振幅を1/2に減衰させた時の信号波形、同図
(c)は同図(a)を1ビットのディジタル信号に変換した
時の信号波形、同図(d)は同図(c)の振幅を1/2に減
衰させた時の信号波形、同図(e)は量子化器204の出
力波形、同図(f)は正規化器207の出力波形である。
【0021】図2に示す入力端子201,202、加算
器203,205、量子化器204、正規化器207、
出力端子208は、それぞれ図1に示す入力端子10
1,102、加算器103,105、量子化器104、
正規化器107、出力端子108それぞれと全く同じ動
作を行う。そして、図2に示す破線で囲むブロックは、
フィルタ106を遅延器206とすることで1次のΔΣ
変調器を構成している。ここでは、入力端子202から
入力される減衰量データによる減衰レベルを1/2(−
6dB)として説明する。入力信号(1ビット)であるデ
ィジタル音声データの量子化値を±1とすれば、量子化
器204の量子化値は入力信号の量子化値(±1)に減衰
レベル(1/2)の逆数(2)を乗じたものであるから、±
2となる。このような構成で量子化値±1の1ビットの
入力信号は量子化値±2の1ビットの信号に再量子化さ
れる。次に、正規化器207は再量子化された信号の量
子化値±2に減衰レベル1/2を乗じることで、量子化
器204の量子化値を±1に正規化している。
器203,205、量子化器204、正規化器207、
出力端子208は、それぞれ図1に示す入力端子10
1,102、加算器103,105、量子化器104、
正規化器107、出力端子108それぞれと全く同じ動
作を行う。そして、図2に示す破線で囲むブロックは、
フィルタ106を遅延器206とすることで1次のΔΣ
変調器を構成している。ここでは、入力端子202から
入力される減衰量データによる減衰レベルを1/2(−
6dB)として説明する。入力信号(1ビット)であるデ
ィジタル音声データの量子化値を±1とすれば、量子化
器204の量子化値は入力信号の量子化値(±1)に減衰
レベル(1/2)の逆数(2)を乗じたものであるから、±
2となる。このような構成で量子化値±1の1ビットの
入力信号は量子化値±2の1ビットの信号に再量子化さ
れる。次に、正規化器207は再量子化された信号の量
子化値±2に減衰レベル1/2を乗じることで、量子化
器204の量子化値を±1に正規化している。
【0022】次に上記のような動作で、入力信号の音量
が1/2になることを説明する。図3(a)は1ビットの
入力信号に変換される前のアナログ信号波形である。図
3(b)は図3(a)の信号を1/2に減衰した時の信号波
形である。図3(c)は変換された1ビットのディジタル
信号波形である。ここでアナログ信号の振幅変化はパル
スの粗密で表現されている。このディジタル信号をロー
パスフィルタで平滑すれば元のアナログ信号に変換でき
る。図3(d)は図3(c)の振幅値を1/2に減衰させた
時の信号波形である。図3(c)と図3(d)の関係はパル
スの粗密は同一で、振幅値が2対1の信号である。その
ため、図3(d)の信号をローパスフィルタで平滑すると
図3(b)の波形に等しくなる。つまり、1ビットのディ
ジタル信号の振幅値を減衰レベルに応じて減衰させれば
音量を制御できることになる。この手法ではディジタル
信号をアナログ信号として取り扱うことになる。
が1/2になることを説明する。図3(a)は1ビットの
入力信号に変換される前のアナログ信号波形である。図
3(b)は図3(a)の信号を1/2に減衰した時の信号波
形である。図3(c)は変換された1ビットのディジタル
信号波形である。ここでアナログ信号の振幅変化はパル
スの粗密で表現されている。このディジタル信号をロー
パスフィルタで平滑すれば元のアナログ信号に変換でき
る。図3(d)は図3(c)の振幅値を1/2に減衰させた
時の信号波形である。図3(c)と図3(d)の関係はパル
スの粗密は同一で、振幅値が2対1の信号である。その
ため、図3(d)の信号をローパスフィルタで平滑すると
図3(b)の波形に等しくなる。つまり、1ビットのディ
ジタル信号の振幅値を減衰レベルに応じて減衰させれば
音量を制御できることになる。この手法ではディジタル
信号をアナログ信号として取り扱うことになる。
【0023】一方、図3(c)と図3(d)を面積で考える
と2対1となる。従って、入力されたディジタル信号の
面積を減衰レベルに比例して変化させれば音量を制御で
きる。即ち、面積が減衰レベルに比例するようにパルス
の粗密状態を変化させた信号に入力信号を再量子化する
ことで音量制御が可能となる。この場合、振幅値は一定
であるため、得られる信号は1ビットのディジタル信号
である。
と2対1となる。従って、入力されたディジタル信号の
面積を減衰レベルに比例して変化させれば音量を制御で
きる。即ち、面積が減衰レベルに比例するようにパルス
の粗密状態を変化させた信号に入力信号を再量子化する
ことで音量制御が可能となる。この場合、振幅値は一定
であるため、得られる信号は1ビットのディジタル信号
である。
【0024】減衰レベルが1/2の場合、量子化器20
4の量子化値を±2とすれば、図3(c)の信号は図3
(e)の信号に変換される。図3(c)と図3(e)の2波形
の面積は同一である。このように変換された信号を図3
(f)に示すように正規化器207で量子化値が±1にな
るように正規化を行うと、音量は1/2となる。これは
図3(e)と図3(f)の信号波形の面積比が図3(c)と図
3(d)の信号波形の面積比(2対1)と同一になるためで
ある。
4の量子化値を±2とすれば、図3(c)の信号は図3
(e)の信号に変換される。図3(c)と図3(e)の2波形
の面積は同一である。このように変換された信号を図3
(f)に示すように正規化器207で量子化値が±1にな
るように正規化を行うと、音量は1/2となる。これは
図3(e)と図3(f)の信号波形の面積比が図3(c)と図
3(d)の信号波形の面積比(2対1)と同一になるためで
ある。
【0025】以上のように、本実施の形態1に示したデ
ィジタル減衰器は、入力された1ビットのディジタル信
号を音量制御の増大または減衰レベルの逆数の値を量子
化値の大きさとする量子化器で再量子化し、再び入力信
号と同一の量子化値の大きさになるように正規化するこ
とで1ビットのディジタル信号の音量を制御可能として
いる。また、再量子化する際に発生する量子化ノイズは
ΔΣ変調器で低減できる構成を有している。そのため、
簡単な構成で音量制御が高品位で実現できる。
ィジタル減衰器は、入力された1ビットのディジタル信
号を音量制御の増大または減衰レベルの逆数の値を量子
化値の大きさとする量子化器で再量子化し、再び入力信
号と同一の量子化値の大きさになるように正規化するこ
とで1ビットのディジタル信号の音量を制御可能として
いる。また、再量子化する際に発生する量子化ノイズは
ΔΣ変調器で低減できる構成を有している。そのため、
簡単な構成で音量制御が高品位で実現できる。
【0026】なお、上記実施の形態1では減衰レベルを
1/2として説明したが、減衰レベルが0.3の様な整
数分の1で表記できない場合は、その逆数が整数になる
ように近似すればよいことは言うまでもない。
1/2として説明したが、減衰レベルが0.3の様な整
数分の1で表記できない場合は、その逆数が整数になる
ように近似すればよいことは言うまでもない。
【0027】また、減衰量の変化ステップは本発明のデ
ィジタル減衰器を使用する機器の性能や減衰する信号の
精度に応じて決定されることは言うまでもない。
ィジタル減衰器を使用する機器の性能や減衰する信号の
精度に応じて決定されることは言うまでもない。
【0028】さらに、実施の形態1では1次のΔΣ変調
器を例にとって説明したが、入力信号の精度や減衰レベ
ルに応じてΔΣ変調器の次数を変化させても同等以上の
性能が得られることは言うまでもない。
器を例にとって説明したが、入力信号の精度や減衰レベ
ルに応じてΔΣ変調器の次数を変化させても同等以上の
性能が得られることは言うまでもない。
【0029】(実施の形態2)図4は本発明の実施の形
態2におけるディジタル減衰器のブロック図を示す。図
4において、401は入力端子、402は入力端子、4
03は増幅器、404は加算器、405は量子化器、4
06は加算器、407はフィルタ、408は正規化器、
409は出力端子である。
態2におけるディジタル減衰器のブロック図を示す。図
4において、401は入力端子、402は入力端子、4
03は増幅器、404は加算器、405は量子化器、4
06は加算器、407はフィルタ、408は正規化器、
409は出力端子である。
【0030】このように構成された本発明の実施の形態
2のディジタル減衰器について、以下その動作について
説明する。
2のディジタル減衰器について、以下その動作について
説明する。
【0031】図4において、入力端子401、入力端子
402、加算器404、量子化器405、加算器40
6、フィルタ407、正規化器408、出力端子409
は図1に示す入力端子101、入力端子102、加算器
103、量子化器104、加算器105、フィルタ10
6、正規化器107、出力端子108それぞれと全く同
一の動作をする。従って、実施の形態1と異なる部分を
中心に説明を行う。
402、加算器404、量子化器405、加算器40
6、フィルタ407、正規化器408、出力端子409
は図1に示す入力端子101、入力端子102、加算器
103、量子化器104、加算器105、フィルタ10
6、正規化器107、出力端子108それぞれと全く同
一の動作をする。従って、実施の形態1と異なる部分を
中心に説明を行う。
【0032】入力端子402から入力される減衰レベル
のステップ幅を細かく設定する場合を説明する。例え
ば、減衰レベルが0.2と0.21で入力された場合、
その逆数はそれぞれ5と4.7619となる。しかし、
入力信号の量子化値の大きさは1であり、量子化器40
5の量子化値の大きさは整数であるため、この減衰レベ
ルの場合どちらも量子化値の大きさは5となり、減衰レ
ベルのステップ幅を細かく設定できない。そこで、増幅
器403にて入力信号を10000倍すると量子化器4
05の量子化値の大きさはそれぞれ50000と476
19となる。そして、実施の形態1と同様の動作で入力
信号を再量子化する。正規化器408は再量子化された
信号の量子化値に、減衰レベルと増幅器403の利得の
逆数を乗じることで、量子化値の大きさを1に正規化し
ている。以上のような動作で、減衰レベル0.2と0.
21はともに正確に実現できる。
のステップ幅を細かく設定する場合を説明する。例え
ば、減衰レベルが0.2と0.21で入力された場合、
その逆数はそれぞれ5と4.7619となる。しかし、
入力信号の量子化値の大きさは1であり、量子化器40
5の量子化値の大きさは整数であるため、この減衰レベ
ルの場合どちらも量子化値の大きさは5となり、減衰レ
ベルのステップ幅を細かく設定できない。そこで、増幅
器403にて入力信号を10000倍すると量子化器4
05の量子化値の大きさはそれぞれ50000と476
19となる。そして、実施の形態1と同様の動作で入力
信号を再量子化する。正規化器408は再量子化された
信号の量子化値に、減衰レベルと増幅器403の利得の
逆数を乗じることで、量子化値の大きさを1に正規化し
ている。以上のような動作で、減衰レベル0.2と0.
21はともに正確に実現できる。
【0033】以上のように、本実施の形態2に示したデ
ィジタル減衰器は、入力された1ビットのディジタル信
号を音量制御の増大または減衰レベルに応じて増幅し、
そして量制御の増大または減衰レベルの逆数の値を量子
化値の大きさとする量子化器で再量子化し、再び入力信
号と同一の量子化値の大きさになるように正規化するこ
とで1ビットのディジタル信号の音量を制御可能として
いる。
ィジタル減衰器は、入力された1ビットのディジタル信
号を音量制御の増大または減衰レベルに応じて増幅し、
そして量制御の増大または減衰レベルの逆数の値を量子
化値の大きさとする量子化器で再量子化し、再び入力信
号と同一の量子化値の大きさになるように正規化するこ
とで1ビットのディジタル信号の音量を制御可能として
いる。
【0034】また、再量子化する際に発生する量子化ノ
イズはΔΣ変調器で低減できる構成を有している。その
ため、簡単な構成で音量制御が高精度にかつ高品位に実
現できる。
イズはΔΣ変調器で低減できる構成を有している。その
ため、簡単な構成で音量制御が高精度にかつ高品位に実
現できる。
【0035】(実施の形態3)図5は本発明の実施の形
態3におけるディジタル減衰器のブロック図を示す。図
5において、501は複数の入力信号を加算する加算
器、502は入力端子、503は加算器、504は量子
化器、505は加算器、506はフィルタ、507は正
規化器、508は出力端子である。
態3におけるディジタル減衰器のブロック図を示す。図
5において、501は複数の入力信号を加算する加算
器、502は入力端子、503は加算器、504は量子
化器、505は加算器、506はフィルタ、507は正
規化器、508は出力端子である。
【0036】このように構成された本実施の形態3のデ
ィジタル減衰器について、以下その動作について説明す
る。
ィジタル減衰器について、以下その動作について説明す
る。
【0037】複数の入力信号は加算器501で加算され
る。また入力端子502を介して、加算器501に入力
される信号数が入力される。量子化器504は1ビット
の量子化器であり、その量子化値の大きさは、1ビット
の入力信号の量子化値の大きさに入力信号数を乗じた値
に設定される。加算器505は量子化器504の入力と
出力の差を算出する。そして、この出力はフィルタ50
6を介して入力に帰還され、加算器503にて入力信号
との差を算出される。そして、加算器503の出力は量
子化器504に入力される。以上のように全体でΔΣ変
調器が構成され、入力信号は量子化器504で再量子化
される。次に、正規化器507は量子化器504の出力
である再量子化されたデータの5量子化値の大きさに入
力信号数の逆数を乗じることで、量子化値の大きさを正
規化し、出力端子508を介して出力する。
る。また入力端子502を介して、加算器501に入力
される信号数が入力される。量子化器504は1ビット
の量子化器であり、その量子化値の大きさは、1ビット
の入力信号の量子化値の大きさに入力信号数を乗じた値
に設定される。加算器505は量子化器504の入力と
出力の差を算出する。そして、この出力はフィルタ50
6を介して入力に帰還され、加算器503にて入力信号
との差を算出される。そして、加算器503の出力は量
子化器504に入力される。以上のように全体でΔΣ変
調器が構成され、入力信号は量子化器504で再量子化
される。次に、正規化器507は量子化器504の出力
である再量子化されたデータの5量子化値の大きさに入
力信号数の逆数を乗じることで、量子化値の大きさを正
規化し、出力端子508を介して出力する。
【0038】例えば、入力信号数が3個の場合を考え
る。入力信号の量子化値を±1とすれば、加算器501
の出力信号のとりうる値は−3〜+3の7値となる。こ
の信号を量子化値±3の1ビットの量子化器504で再
量子化すれば量子化値±3の1ビットのディジタル信号
が出力される。これを正規化器507で正規化すれば、
量子化値±1の1ビットディジタル信号が得られる。
る。入力信号の量子化値を±1とすれば、加算器501
の出力信号のとりうる値は−3〜+3の7値となる。こ
の信号を量子化値±3の1ビットの量子化器504で再
量子化すれば量子化値±3の1ビットのディジタル信号
が出力される。これを正規化器507で正規化すれば、
量子化値±1の1ビットディジタル信号が得られる。
【0039】以上のように、本実施の形態3に示したデ
ィジタル減衰器は、入力された複数の1ビットディジタ
ル信号を加算し、入力信号数を量子化値の大きさとする
量子化器で再量子化し、再び入力信号と同一の量子化値
の大きさになるように正規化することで1ビットのディ
ジタル信号の加算を可能としている。
ィジタル減衰器は、入力された複数の1ビットディジタ
ル信号を加算し、入力信号数を量子化値の大きさとする
量子化器で再量子化し、再び入力信号と同一の量子化値
の大きさになるように正規化することで1ビットのディ
ジタル信号の加算を可能としている。
【0040】また、再量子化する際に発生する量子化ノ
イズはΔΣ変調器で低減できる構成を有している。その
ため、簡単な構成で信号の加算が高品位で実現できる。
イズはΔΣ変調器で低減できる構成を有している。その
ため、簡単な構成で信号の加算が高品位で実現できる。
【0041】なお、上記実施の形態3では複数の入力信
号の加算に関して説明したが、減算の場合は、減算する
信号を反転してから加算すれば信号の減算ができること
は言うまでもない。
号の加算に関して説明したが、減算の場合は、減算する
信号を反転してから加算すれば信号の減算ができること
は言うまでもない。
【0042】また、実施の形態1、形態2及び形態3を
組み合わせることにより、複数の信号を任意の音量で加
減算できることは言うまでもない。
組み合わせることにより、複数の信号を任意の音量で加
減算できることは言うまでもない。
【0043】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、入力され
た1ビットディジタル信号を音量制御の増大または減衰
レベルの逆数の値を量子化値の大きさとする量子化器で
再量子化し、再び入力信号と同一の量子化値の大きさに
なるように正規化することから、1ビットのディジタル
信号で表現されている信号の音量制御が可能となる。
た1ビットディジタル信号を音量制御の増大または減衰
レベルの逆数の値を量子化値の大きさとする量子化器で
再量子化し、再び入力信号と同一の量子化値の大きさに
なるように正規化することから、1ビットのディジタル
信号で表現されている信号の音量制御が可能となる。
【0044】また、本発明によれば、再量子化する際に
発生する量子化ノイズはΔΣ変調器で低減できる構成を
有しているから、簡単な構成で音量制御が高品位で実現
できる効果が得られる。
発生する量子化ノイズはΔΣ変調器で低減できる構成を
有しているから、簡単な構成で音量制御が高品位で実現
できる効果が得られる。
【0045】また、本発明によれば、入力された1ビッ
トディジタル信号を一度音量制御の増大または減衰レベ
ルに応じて増幅し、そして音量制御の増大または減衰レ
ベルの逆数の値を量子化値の大きさとする量子化器で再
量子化し、再び入力信号と同一の量子化値の大きさにな
るように正規化することから、1ビットのディジタル信
号で表現されている信号の音量を高精度に制御可能とし
ている。
トディジタル信号を一度音量制御の増大または減衰レベ
ルに応じて増幅し、そして音量制御の増大または減衰レ
ベルの逆数の値を量子化値の大きさとする量子化器で再
量子化し、再び入力信号と同一の量子化値の大きさにな
るように正規化することから、1ビットのディジタル信
号で表現されている信号の音量を高精度に制御可能とし
ている。
【0046】また、本発明によれば、再量子化する際に
発生する量子化ノイズはΔΣ変調器で低減できる構成を
有しているから、簡単な構成で音量制御が高精度にかつ
高品位で実現できる効果が得られる。
発生する量子化ノイズはΔΣ変調器で低減できる構成を
有しているから、簡単な構成で音量制御が高精度にかつ
高品位で実現できる効果が得られる。
【0047】さらに、入力された複数の1ビットディジ
タル信号を加算し、入力信号数を量子化値の大きさとす
る量子化器で再量子化し、再び入力信号と同一の量子化
値の大きさになるように正規化することで1ビットのデ
ィジタル信号の加算を可能としている。
タル信号を加算し、入力信号数を量子化値の大きさとす
る量子化器で再量子化し、再び入力信号と同一の量子化
値の大きさになるように正規化することで1ビットのデ
ィジタル信号の加算を可能としている。
【0048】また、再量子化する際に発生する量子化ノ
イズはΔΣ変調器で低減できる構成を有している。その
ため、簡単な構成で複数の信号を高品位で加減算できる
効果が得られる。
イズはΔΣ変調器で低減できる構成を有している。その
ため、簡単な構成で複数の信号を高品位で加減算できる
効果が得られる。
【図1】本発明の実施の形態1におけるディジタル減衰
器の構成を示すブロック図
器の構成を示すブロック図
【図2】本発明の実施の形態1におけるディジタル減衰
器の動作を説明する説明図
器の動作を説明する説明図
【図3】本発明の実施の形態1におけるディジタル減衰
器の動作を説明する説明図
器の動作を説明する説明図
【図4】本発明の実施の形態2におけるディジタル減衰
器の構成を示すブロック図
器の構成を示すブロック図
【図5】本発明の実施の形態3におけるディジタル減衰
器の構成を示すブロック図
器の構成を示すブロック図
【図6】従来のディジタル減衰器の構成を示すブロック
図
図
101 入力端子 102 入力端子 103 加算器 104 量子化器 105 加算器 106 フィルタ 107 正規化器 108 出力端子
Claims (3)
- 【請求項1】 音量制御の増大または減衰レベルに反比
例して量子化値の大きさを変化させる2値(1ビット)の
量子化器と、 前記量子化器の出力と入力との差を算出する第1の加算
器と、 前記第1の加算器の出力をフィルタリングするフィルタ
と、 入力信号と前記フィルタの出力との差を算出する第2の
加算器と、 前記増大または減衰レベルに比例して前記量子化器の量
子化値の大きさを正規化する正規化器とを備え、 前記量子化器は前記第2の加算器の出力を入力とするこ
とを特徴とするディジタル減衰器。 - 【請求項2】 音量制御の増大または減衰レベルに反比
例して量子化値の大きさを変化させる2値(1ビット)の
量子化器と、 前記量子化器の出力と入力との差を算出する第1の加算
器と、 前記第1の加算器の出力をフィルタリングするフィルタ
と、 前記増大または減衰レベルに応じて入力信号を増幅する
増幅器と、 前記増幅器の出力と前記フィルタの出力との差を算出す
る第2の加算器と、 前記増大または減衰レベルに比例しかつ前記増幅器の利
得に反比例して前記量子化器の量子化値の大きさを正規
化する正規化器とを備え、 前記量子化器は前記第2の加算器の出力を入力とするこ
とを特徴とするディジタル減衰器。 - 【請求項3】 複数の入力信号を加算する第1の加算器
と、 前記複数の入力信号の信号数に比例して量子化値の大き
さを変化させる2値(1ビット)の量子化器と、 前記量子化器の出力と入力との差を算出する第2の加算
器と、 前記第2の加算器の出力をフィルタリングするフィルタ
と、 前記第1の加算器の出力と前記フィルタの出力との差を
算出する第3の加算器と、 前記入力信号の信号数に反比例して前記量子化器の量子
化値の大きさをを正規化する正規化器とを備え、 前記量子化器は前記第3の加算器の出力を入力とするこ
とを特徴とするディジタル減衰器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9151089A JPH10341121A (ja) | 1997-06-09 | 1997-06-09 | ディジタル減衰器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9151089A JPH10341121A (ja) | 1997-06-09 | 1997-06-09 | ディジタル減衰器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10341121A true JPH10341121A (ja) | 1998-12-22 |
Family
ID=15511098
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9151089A Pending JPH10341121A (ja) | 1997-06-09 | 1997-06-09 | ディジタル減衰器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10341121A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7493179B2 (en) | 2002-03-25 | 2009-02-17 | Freescale Semiconductor, Inc. | Digital audio system and method therefor |
-
1997
- 1997-06-09 JP JP9151089A patent/JPH10341121A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7493179B2 (en) | 2002-03-25 | 2009-02-17 | Freescale Semiconductor, Inc. | Digital audio system and method therefor |
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