音声信号処理回路
【課題】音声信号処理回路の汎用性を向上する。
【解決手段】ゲインコントローラ１２は、音声信号の振幅をコントロールする。ＰＷＭ変換器１８は、振幅がコントロールされた信号をＰＷＭ変換する。そして、ゲインコントローラ１２は、リミッタ制御信号に応じて、音声信号の振幅を制限し、ＰＷＭ変換回路１８は、振幅コントロールされた音声信号の最大振幅の信号については、リミッタ制御信号にかかわらず、ＰＷＭ変換の変調度を制限による振幅制限を掛ける。
【解決手段】ゲインコントローラ１２は、音声信号の振幅をコントロールする。ＰＷＭ変換器１８は、振幅がコントロールされた信号をＰＷＭ変換する。そして、ゲインコントローラ１２は、リミッタ制御信号に応じて、音声信号の振幅を制限し、ＰＷＭ変換回路１８は、振幅コントロールされた音声信号の最大振幅の信号については、リミッタ制御信号にかかわらず、ＰＷＭ変換の変調度を制限による振幅制限を掛ける。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
音声信号をＰＷＭ変換して出力する音声信号処理回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＡＶ機器においては、音声出力は、重要な出力であるが、機器によってその最大出力について大きな差がある。例えば、ＴＶセットの場合、ディスプレイサイズが１９インチ、４２インチ、６０インチの場合、セットの電源回路が５Ｖ、１２Ｖ、１８Ｖと異なり、音声信号用のアンプも、５Ｗ、１０Ｗ、２０Ｗ級のものが採用される場合が多い。
【０００３】
従って、それぞれ専用のアンプＩＣを選択し、制御部プログラムも別個に開発していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２８３２７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、共通設計化によるコスト削減のためＩＣはなるべく汎用性の高いものに統一したいという要求があり、また制御プログラムもできるだけ同一にしたいという要求がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、音声信号の振幅をコントロールする振幅コントロール回路と、振幅がコントロールされた信号をＰＷＭ変換するＰＷＭ変換回路と、を有し、前記振幅コントロール回路は、リミッタ制御信号に応じて、出力する音声信号の振幅を制限すると共に、前記ＰＷＭ変換回路は、振幅コントロールされた音声信号の最大振幅の信号については、リミッタ制御信号にかかわらず、ＰＷＭ変換の変調度の制限による振幅制限を掛けることを特徴とする。
【０００７】
また、前記ＰＷＭ変換回路は、前記振幅コントロールされた信号の最大振幅の信号について、ＰＷＭ変換した信号の振幅制限が、前記リミッタ制御信号にかかわらず、同一になるように、変調度を制限することが好適である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ＰＷＭ変換において、ゲインと歪みとを同調させて制御できるため、常に出力波形を入力波形と相似波形としながら振幅を下げることができる。従って、出力の音量を制御するボリュームなどの制御プログラムを、音声出力のパワーによらず同様のものとでき、システムの汎用性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施形態の音声信号処理回路の全体構成を示すブロック図である。
【図２】ＰＷＭ信号の例を示す図である。
【図３】変調度制限の影響例を示す図である。
【図４】変調度制限の影響例を示す図である。
【図５】ＰＷＭ信号の例を示す図である。
【図６】変調度制限の影響例を示す図である。
【図７】変調度制限の影響例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態について、図面に基づいて説明する。
【００１１】
図１は、音声信号処理回路の全体構成を示すブロック図である。例えば、２４ビットでサンプリング周波数３２−１９２ｋＨｚのＰＣＭ（パルス・コード変調）音声信号は、オーバーサンプラ１０に供給され、ここでオーバーサンプリングされ、例えばキャリア周波数３８４ｋＨｚで２４ビットのＰＣＭ信号に変換される。次に、振幅コントロール回路として機能するゲインコントローラ１２において、振幅が適切なものに増幅された後、再量子化器１４において、再量子化されて例えば４ビットの信号に変換される。再量子化された信号は、ノイズシェーパ１６においてΔΣ変調された後、ＰＷＭ変換器１８に入力され、ここでＰＷＭ信号に変換される。例えばサンプリング周波数４８ｋＨｚを８倍にオーバーサンプリングした場合、出力信号はキャリア周波数３８４ｋＨｚの１ビット信号である。
【００１２】
本実施形態における音声信号処理回路は、上述した１９〜６０インチディスプレイを含みいずれのサイズのディスプレイを持つＴＶセットにおいても利用できるＩＣとして構成される。
【００１３】
このために、ディスプレイのサイズによって異なる音声信号出力の最大振幅をセットするためのリミッタ制御信号が外部から入力されてくる。すなわち、どのサイズにディスプレイを持つＴＶセットかによって、音声信号処理回路の出力音声信号の最大振幅が決定されるため、これを識別するリミッタ制御信号が入力される。これは、外部のマイコンから入力されることが好適であるが、切り換えスイッチやジャンパーなどによって設定してもよい。
【００１４】
リミッタ制御信号は、ゲインコントローラ１２およびＰＷＭ変換器１８に入力される。そして、このリミッタ制御信号によって、ゲインコントローラ１２におけるゲインがコントロールされ、ゲインコントローラ１２の出力の最大振幅が決定される。すなわち、ゲインコントローラにおいて、リミッタ制御信号に応じてアッテネートされて出力の振幅が制御される。
【００１５】
例えば、１９インチのディスプレイの場合には、ゲインコントローラ１２の出力は、最終的な音声信号の出力が５Ｗ、４２インチのディスプレイの場合には１０Ｗ、６０インチのディスプレイの場合には２０Ｗになるように、ゲインコントローラ１２の増幅率が設定される。
【００１６】
なお、６０インチ用の場合には、ゲインコントローラ１２における増幅ゲインについてのリミットがなしでもよい。一方、４２インチ用、１９インチ用の場合には、出力が規定の大きさになるように、ゲインが絞られ、出力信号がアッテネートされる。
【００１７】
そして、本実施形態においては、ＰＷＭ変換器において、上記いずれの場合においても、変調度の制限を掛ける。
【００１８】
すなわち、ＰＷＭ変換においては、デューティー比を１００％にすると、出力が直流になり、負荷などに悪影響が出る可能性があり、また増幅段のスルーレートによってはパルス波形を維持することが困難となるため、最大、最小変調度に制限を掛けて一定以上細いパルスが出力されないようにしている。例えば、デューティー比は１０〜９０％の範囲にする。例えば、図２に示すように、最小幅ＰＷＭ波形、最大幅ＰＷＭ波形が決定される。
【００１９】
従って、最大振幅の信号について、ＰＷＭ変換した場合には、最大ＰＷＭ、最小ＰＷＭによってＰＷＭ信号が制限され、ＰＷＭ信号を再生した音声信号には図３に示すような歪みが生じる。
【００２０】
一方、ゲインコントローラ１２において、ゲインを落とした場合には、ゲインコントローラ１２の出力の振幅は、対応して小さくなっている。従って、出力１０，５Ｗの場合には、変調度は、その一部を利用するだけで、すべての変調が行え、またそれによりパワー制限を行なうことができるため小出力機器への適用が可能となる。ただ、パワー制限をしない場合と異なり、最大振幅の付近で最大値または最小値に張り付くことはなく、図４に示すように波形に歪みが生じない。つまり、パワー制限ありの出力１０，５Ｗの場合となしの２０Ｗの場合の出力波形が相似とならない。
【００２１】
しかし、本実施形態では、ゲインコントローラ１２において、ゲインを落とした場合において、ＰＷＭ変換器１８において、その出力に歪みが出るように、変調度を制限する。例えば、２０Ｗ出力の場合に、ＰＷＭ変換器１８の変調度において、波形のデューティー比１０％〜９０％の出力のみを許容する場合、１０Ｗ出力の場合に、デューティー比２５％〜７５％の範囲で入力波形をそのまま出力できるのであれば、図５に示すように、デューティー比が３０％〜７０％となるように変調度を制限する。これによって、１０Ｗ出力の場合においても、２０Ｗ出力と同等の波形の歪みが生じる。なお、変調度の制限は、簡単な例を示しただけで、実際には、フィルタの影響なども考慮し、変調度の影響を調べて決定する。
【００２２】
これによって、ＰＷＭ信号により音声出力を得た場合に、出力の歪みは、出力大きさに関わらず同じになる。すなわち、図６に示すように、ゲインコントローラ１２において、リミッタ制御信号に応じて減衰された信号が出力された場合においても、常に同等の歪みが生じるＰＷＭ信号が出力される。これによって、図７に示すようにリミッタ制御信号によるリミットが掛かった場合において波形の歪みは同等になる。
【００２３】
例えば、ＰＷＭ変換によって生じる歪みが常に１０％程度生じるように制御される。このように、常に歪みが同等であると、出力の音量を制御するボリュームなどの制御プログラムを、ディスプレイ画面の大きさ（音声出力のパワー）によらずすべて同一とすることができる。すなわち、最大振幅の際に波形が歪むことを全体にそれに対し補償を行うなどの処理を出力の大きさに関わらず同じ処理としておいて問題がない。このため、制御プログラムの開発が１つでよく、その汎用性を向上することができる。
【符号の説明】
【００２４】
１０ オーバーサンプラ、１２ ゲインコントローラ、１４ 再量子化器、１６ ノイズシェーパ、１８ ＰＷＭ変換器。
【技術分野】
【０００１】
音声信号をＰＷＭ変換して出力する音声信号処理回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＡＶ機器においては、音声出力は、重要な出力であるが、機器によってその最大出力について大きな差がある。例えば、ＴＶセットの場合、ディスプレイサイズが１９インチ、４２インチ、６０インチの場合、セットの電源回路が５Ｖ、１２Ｖ、１８Ｖと異なり、音声信号用のアンプも、５Ｗ、１０Ｗ、２０Ｗ級のものが採用される場合が多い。
【０００３】
従って、それぞれ専用のアンプＩＣを選択し、制御部プログラムも別個に開発していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２８３２７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、共通設計化によるコスト削減のためＩＣはなるべく汎用性の高いものに統一したいという要求があり、また制御プログラムもできるだけ同一にしたいという要求がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、音声信号の振幅をコントロールする振幅コントロール回路と、振幅がコントロールされた信号をＰＷＭ変換するＰＷＭ変換回路と、を有し、前記振幅コントロール回路は、リミッタ制御信号に応じて、出力する音声信号の振幅を制限すると共に、前記ＰＷＭ変換回路は、振幅コントロールされた音声信号の最大振幅の信号については、リミッタ制御信号にかかわらず、ＰＷＭ変換の変調度の制限による振幅制限を掛けることを特徴とする。
【０００７】
また、前記ＰＷＭ変換回路は、前記振幅コントロールされた信号の最大振幅の信号について、ＰＷＭ変換した信号の振幅制限が、前記リミッタ制御信号にかかわらず、同一になるように、変調度を制限することが好適である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ＰＷＭ変換において、ゲインと歪みとを同調させて制御できるため、常に出力波形を入力波形と相似波形としながら振幅を下げることができる。従って、出力の音量を制御するボリュームなどの制御プログラムを、音声出力のパワーによらず同様のものとでき、システムの汎用性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施形態の音声信号処理回路の全体構成を示すブロック図である。
【図２】ＰＷＭ信号の例を示す図である。
【図３】変調度制限の影響例を示す図である。
【図４】変調度制限の影響例を示す図である。
【図５】ＰＷＭ信号の例を示す図である。
【図６】変調度制限の影響例を示す図である。
【図７】変調度制限の影響例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態について、図面に基づいて説明する。
【００１１】
図１は、音声信号処理回路の全体構成を示すブロック図である。例えば、２４ビットでサンプリング周波数３２−１９２ｋＨｚのＰＣＭ（パルス・コード変調）音声信号は、オーバーサンプラ１０に供給され、ここでオーバーサンプリングされ、例えばキャリア周波数３８４ｋＨｚで２４ビットのＰＣＭ信号に変換される。次に、振幅コントロール回路として機能するゲインコントローラ１２において、振幅が適切なものに増幅された後、再量子化器１４において、再量子化されて例えば４ビットの信号に変換される。再量子化された信号は、ノイズシェーパ１６においてΔΣ変調された後、ＰＷＭ変換器１８に入力され、ここでＰＷＭ信号に変換される。例えばサンプリング周波数４８ｋＨｚを８倍にオーバーサンプリングした場合、出力信号はキャリア周波数３８４ｋＨｚの１ビット信号である。
【００１２】
本実施形態における音声信号処理回路は、上述した１９〜６０インチディスプレイを含みいずれのサイズのディスプレイを持つＴＶセットにおいても利用できるＩＣとして構成される。
【００１３】
このために、ディスプレイのサイズによって異なる音声信号出力の最大振幅をセットするためのリミッタ制御信号が外部から入力されてくる。すなわち、どのサイズにディスプレイを持つＴＶセットかによって、音声信号処理回路の出力音声信号の最大振幅が決定されるため、これを識別するリミッタ制御信号が入力される。これは、外部のマイコンから入力されることが好適であるが、切り換えスイッチやジャンパーなどによって設定してもよい。
【００１４】
リミッタ制御信号は、ゲインコントローラ１２およびＰＷＭ変換器１８に入力される。そして、このリミッタ制御信号によって、ゲインコントローラ１２におけるゲインがコントロールされ、ゲインコントローラ１２の出力の最大振幅が決定される。すなわち、ゲインコントローラにおいて、リミッタ制御信号に応じてアッテネートされて出力の振幅が制御される。
【００１５】
例えば、１９インチのディスプレイの場合には、ゲインコントローラ１２の出力は、最終的な音声信号の出力が５Ｗ、４２インチのディスプレイの場合には１０Ｗ、６０インチのディスプレイの場合には２０Ｗになるように、ゲインコントローラ１２の増幅率が設定される。
【００１６】
なお、６０インチ用の場合には、ゲインコントローラ１２における増幅ゲインについてのリミットがなしでもよい。一方、４２インチ用、１９インチ用の場合には、出力が規定の大きさになるように、ゲインが絞られ、出力信号がアッテネートされる。
【００１７】
そして、本実施形態においては、ＰＷＭ変換器において、上記いずれの場合においても、変調度の制限を掛ける。
【００１８】
すなわち、ＰＷＭ変換においては、デューティー比を１００％にすると、出力が直流になり、負荷などに悪影響が出る可能性があり、また増幅段のスルーレートによってはパルス波形を維持することが困難となるため、最大、最小変調度に制限を掛けて一定以上細いパルスが出力されないようにしている。例えば、デューティー比は１０〜９０％の範囲にする。例えば、図２に示すように、最小幅ＰＷＭ波形、最大幅ＰＷＭ波形が決定される。
【００１９】
従って、最大振幅の信号について、ＰＷＭ変換した場合には、最大ＰＷＭ、最小ＰＷＭによってＰＷＭ信号が制限され、ＰＷＭ信号を再生した音声信号には図３に示すような歪みが生じる。
【００２０】
一方、ゲインコントローラ１２において、ゲインを落とした場合には、ゲインコントローラ１２の出力の振幅は、対応して小さくなっている。従って、出力１０，５Ｗの場合には、変調度は、その一部を利用するだけで、すべての変調が行え、またそれによりパワー制限を行なうことができるため小出力機器への適用が可能となる。ただ、パワー制限をしない場合と異なり、最大振幅の付近で最大値または最小値に張り付くことはなく、図４に示すように波形に歪みが生じない。つまり、パワー制限ありの出力１０，５Ｗの場合となしの２０Ｗの場合の出力波形が相似とならない。
【００２１】
しかし、本実施形態では、ゲインコントローラ１２において、ゲインを落とした場合において、ＰＷＭ変換器１８において、その出力に歪みが出るように、変調度を制限する。例えば、２０Ｗ出力の場合に、ＰＷＭ変換器１８の変調度において、波形のデューティー比１０％〜９０％の出力のみを許容する場合、１０Ｗ出力の場合に、デューティー比２５％〜７５％の範囲で入力波形をそのまま出力できるのであれば、図５に示すように、デューティー比が３０％〜７０％となるように変調度を制限する。これによって、１０Ｗ出力の場合においても、２０Ｗ出力と同等の波形の歪みが生じる。なお、変調度の制限は、簡単な例を示しただけで、実際には、フィルタの影響なども考慮し、変調度の影響を調べて決定する。
【００２２】
これによって、ＰＷＭ信号により音声出力を得た場合に、出力の歪みは、出力大きさに関わらず同じになる。すなわち、図６に示すように、ゲインコントローラ１２において、リミッタ制御信号に応じて減衰された信号が出力された場合においても、常に同等の歪みが生じるＰＷＭ信号が出力される。これによって、図７に示すようにリミッタ制御信号によるリミットが掛かった場合において波形の歪みは同等になる。
【００２３】
例えば、ＰＷＭ変換によって生じる歪みが常に１０％程度生じるように制御される。このように、常に歪みが同等であると、出力の音量を制御するボリュームなどの制御プログラムを、ディスプレイ画面の大きさ（音声出力のパワー）によらずすべて同一とすることができる。すなわち、最大振幅の際に波形が歪むことを全体にそれに対し補償を行うなどの処理を出力の大きさに関わらず同じ処理としておいて問題がない。このため、制御プログラムの開発が１つでよく、その汎用性を向上することができる。
【符号の説明】
【００２４】
１０ オーバーサンプラ、１２ ゲインコントローラ、１４ 再量子化器、１６ ノイズシェーパ、１８ ＰＷＭ変換器。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
音声信号の振幅をコントロールする振幅コントロール回路と、
振幅がコントロールされた信号をＰＷＭ変換するＰＷＭ変換回路と、
を有し、
前記振幅コントロール回路は、リミッタ制御信号に応じて、出力する音声信号の振幅を制限すると共に、前記ＰＷＭ変換回路は、振幅コントロールされた音声信号の最大振幅の信号については、リミッタ制御信号にかかわらず、ＰＷＭ変換の変調度を制限による振幅制限を掛けることを特徴とする音声信号処理回路。
【請求項２】
請求項１に記載の音声信号処理回路であって、
前記ＰＷＭ変換回路は、前記振幅コントロールされた信号の最大振幅の信号について、ＰＷＭ変換した信号の振幅制限が、前記リミッタ制御信号にかかわらず、同一になるように、変調度を制限することを特徴とする音声信号処理回路。
【請求項１】
音声信号の振幅をコントロールする振幅コントロール回路と、
振幅がコントロールされた信号をＰＷＭ変換するＰＷＭ変換回路と、
を有し、
前記振幅コントロール回路は、リミッタ制御信号に応じて、出力する音声信号の振幅を制限すると共に、前記ＰＷＭ変換回路は、振幅コントロールされた音声信号の最大振幅の信号については、リミッタ制御信号にかかわらず、ＰＷＭ変換の変調度を制限による振幅制限を掛けることを特徴とする音声信号処理回路。
【請求項２】
請求項１に記載の音声信号処理回路であって、
前記ＰＷＭ変換回路は、前記振幅コントロールされた信号の最大振幅の信号について、ＰＷＭ変換した信号の振幅制限が、前記リミッタ制御信号にかかわらず、同一になるように、変調度を制限することを特徴とする音声信号処理回路。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−１４７３８８（Ｐ２０１２−１４７３８８Ａ）
【公開日】平成２４年８月２日（２０１２．８．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−６０８４（Ｐ２０１１−６０８４）
【出願日】平成２３年１月１４日（２０１１．１．１４）
【出願人】（５０６２２７８８４）三洋半導体株式会社 (1,155)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月２日（２０１２．８．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月１４日（２０１１．１．１４）
【出願人】（５０６２２７８８４）三洋半導体株式会社 (1,155)
【Ｆターム（参考）】
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