JP2002198815A - アナログ−ディジタル変換装置およびそれを用いたディジタル記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 音質の劣化がなく、かつ、録音データ量が少
ないディジタル録音が可能な簡素な構成のディジタル記
録装置およびそれに用いるＡ／Ｄ変換装置を提供する。 【解決手段】 ディジタル記録装置のＡ／Ｄ変換装置１
０に、アナログ信号をサンプリング周波数ｆｃでディジ
タル信号に変換するＡ／Ｄ変換器２と、ディジタル信号
の一定期間内における最高周波数を求める周波数分析器
６と、サンプリング周波数ｆｃ、ｆｃ／２、ｆｃ／４、
ｆｃ／８、ｆｃ／１６の中から最高周波数の２倍以上と
なるような最小のサンプリング周波数を選択するサンプ
リング周波数選択部７と、一定期間内のディジタル信号
をサンプリング点毎の複数のディジタル信号値として一
時的に記憶するバッファメモリ５と、選択されたサンプ
リング周波数に対応したディジタル信号値が記憶されて
いるバッファメモリ５上のアドレスを読み出しアドレス
にする読み出しアドレス発生器８とを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アナログオーディ
オ信号をディジタルオーディオ信号に変換するアナログ
−ディジタル変換装置およびおよびそれを用いたディジ
タル記録装置に関するものであり、より詳細には、高能
率のディジタル録音（ディジタルオーディオデータの記
録）を可能にするディジタル記録装置およびそれに用い
るアナログ−ディジタル変換装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】高能率のディジタル録音方式として、従
来より、アナログオーディオ信号をアナログ−ディジタ
ル変換（以下、「Ａ／Ｄ変換」と略記する）した後、得
られたディジタルオーディオ信号を各種のアルゴリズム
により圧縮した上で記録媒体にデータとして記録する手
法が用いられている。これにより、記録するデータの量
を削減でき、より長時間のディジタルオーディオ信号を
１つの記録媒体に録音することが可能となる。なお、圧
縮して記録されたディジタルオーディオ信号は、再生時
に、伸長処理により元のディジタルオーディオ信号に復
元された後、ディジタル−アナログ変換（以下、「Ｄ／
Ａ変換」と略記する）により元のアナログオーディオ信
号に復元される。

【０００３】ディジタル録音における各種のアルゴリズ
ムによる圧縮処理は、アナログオーディオ信号を固定の
サンプリング周波数でサンプリングすることによって得
られたデータ（ディジタルオーディオ信号）に対して、
冗長性要素等の不要なデータを削減するデータの改変を
行うものである。

【０００４】各種のアルゴリズムによる圧縮では、場合
によって、圧縮・伸長の結果として元のデータの一部が
失われたり、伸長により復元されたデータが圧縮前の元
のデータと異なるものになってしまうこと（非可逆圧
縮）があった。そのため、音質が劣化する場合がある。
また、場合によって、圧縮伸長のためのハードウェアお
よびソフトウェアが膨大な規模になることがあった。そ
のため、装置の小型化の妨げや、装置コストの増大、処
理時間の増大等を招くことがあった。

【０００５】そこで、信号の品質を劣化させることなく
ディジタル信号の信号量を削減するために、要求される
信号の品質に応じてサンプリング周波数を変化させるＡ
／Ｄ変換装置が提案されている。

【０００６】例えば、特開平５−１７６９０５号公報に
は、心電図アナログ信号をディジタル信号に変換するＡ
／Ｄ変換部と、このディジタル信号を蓄積する記憶部と
を備える心電図情報収集装置において、Ａ／Ｄ変換部の
サンプリング周波数を変化制御するサンプリング制御部
を設け、臨床上の診断目的に応じてサンプリング周波数
を変化させることが開示されている。また、データ記憶
時にそのデータ対応のサンプリング周波数情報を同時に
記憶することが開示されている。上記構成によれば、デ
ータ量を削減でき、長時間のディジタル信号の収集が可
能となる。

【０００７】また、特開平２−８６２１５号公報には、
ディジタル録音におけるＡ／Ｄ変換において、周波数分
析を行い、周波数分析の結果に基づいてサンプリング周
波数を変化させる方法が提案されている。すなわち、特
開平２−８６２１５号公報には、アナログ信号を一定の
サンプリング周波数でディジタル信号に変換し、このデ
ィジタル信号の連続した所定のサンプル数を１フレーム
としてその周波数成分を演算し、そのフレームに含まれ
ている最高周波数成分を考慮して再サンプリングするた
めのサンプリング周波数を決定し、決定したサンプリン
グ周波数に応じてデシメーション回路（デシメーション
フィルタ）によるディジタル信号の間引きを行い、間引
きされたディジタル信号とサンプリング周波数とを出力
するＡ／Ｄ変換装置が開示されている。

【０００８】これにより、サンプリング周波数をフレー
ム単位で選択的に変更でき、信号の帯域が狭いか広いか
に関係なく常に最適なサンプリング周波数でサンプリン
グしたサンプルデータを得ることができ、サンプリング
周波数に関する冗長性を除くことができる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記各
構成には、それぞれ、以下のような問題点がある。

【００１０】まず、特開平５−１７６９０５号公報の心
電図情報収集装置は、操作者によって指示された臨床上
の診断目的に応じてその診断目的に応じた波形となるよ
うにプログラマブルにサンプリング周波数を変更するも
のである。つまり、サンプリング周波数の切り替えは、
実質的には手動である。そのため、操作者が臨床上の診
断目的を変更しない限り、サンプリング周波数は一定で
ある。それゆえ、例えば、要求される信号の品質が変動
した場合に、その変動に応じてサンプリング周波数を切
り替えることはできない。その結果、上記構成では、デ
ータ量を十分に削減することができない。

【００１１】また、特開平２−８６２１５号公報では、
サンプリング周波数選択回路において、１フレームでの
周波数分析の結果として得られた最高周波数成分を元に
サンプリング周波数を決定しているが、その決定方法に
ついては、最高周波数成分を考慮して決定するという記
述のみであり、サンプリング周波数の選択肢の数が不明
である。サンプリング周波数選択回路の後段に、任意の
サンプリング周波数にダウンサンプルすることが可能な
デシメーション回路を使用することから考えると、サン
プリング周波数選択回路におけるサンプリング周波数の
選択肢は無数にあると考えられる。

【００１２】サンプリング周波数を変化させる場合、不
要なデータを削減できる代わりに、新たな情報として、
選択されたサンプリング周波数を表す情報（サンプリン
グ周波数情報）を追加することが必要である。そのた
め、特開平２−８６２１５号公報のようにサンプリング
周波数の選択肢が無数にあると、このサンプリング周波
数情報を表現するのに大きなデータを必要とすると予測
される。そのため、全体で見たデータ量を十分に削減で
きない可能性がある。

【００１３】特開平２−８６２１５号公報の手法は、周
波数成分分析の結果に基づいて選択されたサンプリング
周波数に対応するデータの抽出方法として、デシメーシ
ョン回路（デシメーションフィルタ）による再サンプリ
ング（間引き）を行う方法を用いている。また、特開平
２−８６２１５号公報には、再サンプリングするための
サンプリング周波数ｆｓ"(Ｆ_RS）に応じて帯域制限する
ためのディジタルローパスフィルタを具備する旨の記載
がある。この記載から、再サンプリングを行うことによ
り、図１１に示すように、再サンプリングするためのサ
ンプリング周波数ｆｓ" を中心に折り返し成分（折り返
し雑音）が発生すると理解することも可能である。この
理解によれば、次のように考えられる。すなわち、折り
返し成分の周波数が低く、可聴周波数帯域に折り返し成
分が含まれると類推される。そのため、デシメーション
回路の後段に、再サンプリングするためのサンプリング
周波数ｆｓ" の１／２のカットオフ周波数を持つディジ
タルローパスフィルタを挿入しなければならない。それ
ゆえ、ディジタルローパスフィルタの特性はカットオフ
周波数付近で急激に変化するため、特に、信号における
カットオフ周波数付近に位相歪が生じやすい。

【００１４】しかしながら、特開平２−８６２１５号公
報でいうところの再サンプリングとは、実際には、デシ
メーション回路による間引きであるので、上記の理解は
正確ではない。特開平２−８６２１５号公報の構成で
は、周波数成分演算回路に入力されたディジタル信号の
最高周波数に応じてデシメーション回路による間引きを
行うようになっている。そのため、デシメーション回路
による間引きにより得られたディジタル信号は、サンプ
リング周波数ｆｓの半分以下の周波数帯域に収まってい
るはずである。したがって、ローパスフィルタは不要な
はずである。

【００１５】ところが、特開平２−８６２１５号公報で
は、なおかつローパスフィルタを使用している。これ
は、周波数成分演算回路における最高周波数の演算精度
が問題になっていると考えられる。

【００１６】すなわち、単なる間引き処理では、デジタ
ル信号の最高周波数を演算する周波数成分演算回路の演
算精度が悪いために、図１２に示すように、ディジタル
信号に対してデシメーション回路による間引きを行って
も、サンプリング周波数ｆｓの半分（ｆｓ／２）よりも
高い周波数（帯域）の成分が残っていることがある。そ
のため、ｆｓ／２のカットオフ周波数を持つローパスフ
ィルタを通す必要がある。

【００１７】本発明は、上記従来の問題に鑑みなされた
ものであり、その目的は、音質の劣化がなく、かつ、録
音データ量が少ないディジタル録音が可能な簡素な構成
のディジタル記録装置およびそれに用いるＡ／Ｄ変換装
置を提供することにある。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明のＡ／Ｄ変換装置
は、上記の課題を解決するために、アナログオーディオ
信号を、予め定められたサンプリング周波数でサンプリ
ングすることによりディジタルオーディオ信号に変換す
るためのＡ／Ｄ変換手段と、上記ディジタルオーディオ
信号の一定期間内における周波数分布を分析することに
より上記ディジタルオーディオ信号の最高周波数を求め
る周波数分析手段と、前記周波数分析手段によって求め
られた最高周波数に応じて、上記ディジタルオーディオ
信号のサンプリング周波数を変更するサンプリング周波
数変更手段とを備えるＡ／Ｄ変換装置において、上記サ
ンプリング周波数変更手段が、上記Ａ／Ｄ変換手段のサ
ンプリング周波数の１／Ｎ（Ｎは自然数）に等しい複数
のサンプリング周波数の中から、上記最高周波数の２倍
以上となるような最小のサンプリング周波数を選択する
サンプリング周波数選択手段と、上記一定期間内のディ
ジタルオーディオ信号を、サンプリング点毎の複数のデ
ィジタル信号値として一時的に記憶するための記憶手段
と、上記記憶手段に記憶されたディジタル信号値から、
サンプリング周波数選択手段で選択されたサンプリング
周波数に対応したディジタル信号値を抽出する抽出手段
とを備えることを特徴としている。

【００１９】上記構成によれば、従来技術と同様に、最
高周波数に応じてサンプリング周波数を変更するので、
アナログオーディオ信号を、音質を劣化させることな
く、少ないデータ量のディジタル信号値に変換すること
ができる。したがって、このディジタル信号値を記録装
置で記録媒体に記録すれば、音質の劣化がなく、かつ、
録音データ（ディジタル信号値）のデータ量が少ないデ
ィジタル録音が実現できる。

【００２０】また、上記構成によれば、最終的なディジ
タルオーディオ信号のサンプリング周波数（ディジタル
信号値のサンプリング周波数）が、Ａ／Ｄ変換手段のサ
ンプリング周波数の１／Ｎ（Ｎは自然数）に等しい複数
のサンプリング周波数の中から選択されるので、サンプ
リング周波数の情報を比較的少ないビット数で表現でき
る。それゆえ、ディジタル信号値をアナログオーディオ
信号に変換するのに使用されるサンプリング周波数の情
報をディジタル信号値と共に記録媒体上に記録する場合
に、サンプリング周波数の情報を記録することによる記
録データ量の増大を最小限に抑えることができる。

【００２１】また、上記構成によれば、デシメーション
回路を用いずに、選択されたサンプリング周波数に対応
するディジタル信号値を単に抽出するようになってい
る。そのため、上記構成は、デシメーション回路を用い
る場合と比較して簡素な構成で実現できる。

【００２２】また、上記構成によれば、最終的なディジ
タルオーディオ信号のサンプリング周波数（ディジタル
信号値のサンプリング周波数）として入力信号の最高周
波数の２倍以上のサンプリング周波数を選択するように
なっているので、最終的なディジタルオーディオ信号
（ディジタル信号値）に、サンプリング周波数の半分よ
りも高い周波数の成分が残ることはありえない。そのた
め、抽出手段で得られたディジタルオーディオ信号（デ
ィジタル信号値）を、サンプリング周波数の半分のカッ
トオフ周波数を持つローパスフィルタに通す必要がな
い。抽出手段で得られたディジタルオーディオ信号をロ
ーパスフィルタに通さないことで、情報の損失や位相歪
みの発生を防止でき、また、非常に簡素な構成とするこ
とができる。

【００２３】これらにより、音質の劣化がなく、かつ、
録音データ（ディジタル信号値）のデータ量が少ないデ
ィジタル録音を実現できる簡素な構成のＡ／Ｄ変換装置
を提供できる。

【００２４】上記サンプリング周波数選択手段は、上記
Ａ／Ｄ変換手段のサンプリング周波数の１／２^M-1(Ｍは
自然数）に等しい複数のサンプリング周波数の中から、
上記最高周波数の２倍以上となるような最小のサンプリ
ング周波数を選択するものであることが好ましい。

【００２５】本発明の利点は、入力アナログ信号をサン
プリングする際にシステムの記録可能な最高の周波数を
サンプリングできるサンプリング周波数（最高サンプリ
ング周波数、例えばＤＡＴの９６ＫＨｚ）でサンプリン
グするため、このサンプリングデータを有効に活用でき
る点にある。

【００２６】最高サンプリング周波数（Ａ／Ｄ変換手段
のサンプリング周波数、例えば９６ＫＨｚ）の１／Ｎ
（Ｎは任意の数）のサンプリング周波数に対応したサン
プリングデータ（ディジタル信号値）を得る場合、最高
サンプリング周波数の１／Ｎのサンプリング周波数に対
応したサンプリングデータの一部が、他のサンプリング
周波数のサンプリングデータと重ならないことがある。
そのため、補間等によって新たなデータを作り出す処理
が必要になる。

【００２７】これに対し、上記構成では、上記Ａ／Ｄ変
換手段のサンプリング周波数の１／２^M-1(Ｍは自然数）
に等しい複数のサンプリング周波数の中から、上記最高
周波数の２倍以上となるような最小のサンプリング周波
数を選択する。それゆえ、図３の説明図からも分かるよ
うに、最高サンプリング周波数（例えば９６ＫＨｚ）で
サンプリングされたデータは、ダウンサンプリングされ
た他のサンプリング周波数のデータと共通になる。その
ため、ダウンサンプリング時のデータ処理は、アドレス
から対応するデータを抜き取るだけで済む。ダウンサン
プリングのサンプリング周波数は、最高サンプリング周
波数からみれば１／２^M-1(Ｍは自然数）となる。

【００２８】なお、本発明では、周波数成分演算回路の
最高周波数を演算する部分については、この目的がかな
えられる理想的な状態を前提にしている。そのために例
えば最高周波数が非常に低レベルで雑音と区別がつきに
くい状態であれば雑音除去回路や低レベルのあるレベル
（それ以下のレベルの信号が雑音に非常に近いために除
去しても再生に問題がないようなレベル）で区切る等の
補助的な回路を挿入する必要があれば適宜挿入しても構
わない。しかしこれはこの周波数成分演算回路で使用さ
れるべき回路であり、特開平２−８６２１５号公報の構
成のように再サンプリングの部分でローパスフィルタを
使用するものとは根本的に異なる。

【００２９】本発明のＡ／Ｄ変換装置において、上記サ
ンプリング周波数選択手段は、選択されたサンプリング
周波数の情報を出力するものであることが好ましい。こ
れにより、ディジタル信号値をサンプリング周波数の情
報と共に記録媒体上に記録すれば、記録媒体からディジ
タル信号値およびサンプリング周波数の情報を読み出し
て、ディジタル信号値をサンプリング周波数の情報に応
じてＤ／Ａ変換することにより、アナログオーディオ信
号を再生することが可能となる。

【００３０】本発明のディジタル記録装置は、上記の課
題を解決するために、上記Ａ／Ｄ変換装置と、上記Ａ／
Ｄ変換装置で抽出されたディジタル信号値を記録媒体上
に記録する記録部とを備えることを特徴としている。

【００３１】上記構成によれば、前述したＡ／Ｄ変換装
置を備えることで、音質の劣化がなく、かつ、録音デー
タ（ディジタル信号値）のデータ量が少ないディジタル
録音が可能な簡素な構成のディジタル記録装置を提供で
きる。

【００３２】本発明のディジタル記録装置においては、
Ａ／Ｄ変換装置のサンプリング周波数選択手段が、選択
されたサンプリング周波数の情報を出力するものであ
り、上記記録部が、抽出手段で抽出されたディジタル信
号値と共に、上記サンプリング周波数選択手段から出力
されたサンプリング周波数の情報を記録媒体上に記録す
るものであることが好ましい。

【００３３】これにより、記録媒体からディジタル信号
値およびサンプリング周波数の情報を読み出して、ディ
ジタル信号値をサンプリング周波数の情報に応じてＤ／
Ａ変換することにより、アナログオーディオ信号を再生
することが可能となる。

【００３４】

【発明の実施の形態】本発明の実施の一形態について図
１ないし図１０に基づいて説明すれば、以下の通りであ
る。

【００３５】ここでは、本発明のＡ／Ｄ変換装置をディ
ジタルオーディオ記録再生システムに採用した実施の形
態について説明する。また、ここでは、本発明を、非圧
縮ディジタルオーディオ記録再生装置の１種であるＤＡ
Ｔ（ディジタル・テープ・レコーダ）に適用した実施の
形態を示すが、本発明は、他の非圧縮ディジタル記録再
生装置にも適用可能である。

【００３６】本実施形態のディジタルオーディオ記録再
生装置は、図１および図２に示すように、入力されたア
ナログオーディオ信号（以下、単にアナログ信号と称す
る）をディジタルオーディオ信号（以下、単にディジタ
ル信号と称する）に変換するＡ／Ｄ変換装置１０と、上
記ディジタル信号をＤＡＴ用テープである記録媒体１２
上に記録する記録装置（記録部）１１とを備えている。
本実施形態のディジタルオーディオ記録再生装置におけ
るＡ／Ｄ変換装置１０以外の部分、すなわち、記録装置
１１および図示しない駆動系等の構成については、一般
的な従来公知のＤＡＴと同様である。そのため、以下の
説明では、これらの動作原理の説明については割愛し、
本発明の特徴部分であるＡ／Ｄ変換装置１０について説
明することにする。また、以下の説明では、説明の便宜
上、記録装置１１が、記録可能な最高９６ｋＨｚでサン
プリングが可能なＤＡＴであるものとして話を進める。

【００３７】図１および図２に示すように、本実施形態
のＡ／Ｄ変換装置１０は、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）
１、Ａ／Ｄ変換器（Ａ／Ｄ変換手段）２、バッファメモ
リ（記憶手段）５、周波数分析器（周波数分析手段）
６、サンプリング周波数選択部（サンプリング周波数変
更手段、サンプリング周波数選択手段）７、読み出しア
ドレス発生器（サンプリング周波数変更手段、抽出手
段）８、主メモリ９等を備えている。

【００３８】ローパスフィルタ１は、Ａ／Ｄ変換器２に
おける折り返し成分（折り返し歪み）の発生を防止する
ために、入力されたアナログ信号に含まれる高周波成分
を除去するものである。ローパスフィルタ１のカットオ
フ周波数ｆｃは、入力されうるアナログ信号の最高周波
数以上、Ａ／Ｄ変換器２のサンプリング周波数の１／２
以下であればよい。また、ここでは、後述するように、
Ａ／Ｄ変換器２のサンプリング周波数が９６ｋＨｚに設
定されているので、ローパスフィルタ１のカットオフ周
波数ｆｃはＡ／Ｄ変換器２のサンプリング周波数の１／
２に等しい周波数４８ｋＨｚに設定されている。

【００３９】Ａ／Ｄ変換器２は、ローパスフィルタ１を
通したアナログ信号を、サンプリングクロック３から与
えられた所定の周波数のクロック信号にしたがって所定
のサンプリング周波数で一定期間サンプリングし、各サ
ンプリング点におけるアナログ信号のレベルを表すディ
ジタル信号に変換するものである。Ａ／Ｄ変換器２のサ
ンプリング周波数は、記録装置１１で記録可能な最高の
サンプリング周波数に設定されている。以下、このサン
プリング周波数を最高サンプリング周波数と称する。こ
こでは、最高サンプリング周波数は、常に９６ｋＨｚに
設定されている。

【００４０】本実施形態のＡ／Ｄ変換装置１０では、入
力されたアナログ信号をＡ／Ｄ変換するためのサンプリ
ング周波数を固定せず、周波数分析の結果に応じたサン
プリング周波数でサンプリングを行うようになってい
る。しかしながら、ある時点のアナログ信号の周波数分
析の結果得られたサンプリング周波数でアナログ信号を
サンプリングすると、過去のアナログ信号に適したサン
プリング周波数でサンプリングすることになるので、現
時点のアナログ信号に適したサンプリングを行うことは
できない。そこで、本実施形態では、上記一定期間内の
ディジタル信号をデータとして記憶するためのバッファ
メモリ５を設けている。

【００４１】バッファメモリ５は、上記一定期間内のデ
ィジタル信号を、サンプリング点毎のアナログ信号のレ
ベルを表す複数のディジタル信号値（データ；場合によ
ってはサンプリングデータあるいはディジタルデータと
も呼ぶ）として一時的に記憶するためのものである。バ
ッファメモリ５は、第１ブロック５ａおよび第２ブロッ
ク５ｂの２つのブロックに分かれ、これらは交互に書き
込みと読み出しが行われる（一方で書き込み、他方で読
み出しが行われる）ようになっている。バッファメモリ
５のメモリ容量は、標本化振幅が１６ｂｉｔ、１フレー
ム（一定期間）が１０ｍｓｅｃである場合、１ブロック
当たり９６ｋ×１６×０．０１＝１５．３６ｋｂｉｔ、
全体（２ブロック）で３０．７２ｋｂｉｔ）となる。書
き込み時には、まず、第１ブロック５ａに１フレーム
（一定期間）分のデータ（９６ｋＨｚのサンプリングデ
ータ）が書き込まれ、第１ブロック５ａの書き込みが終
了すると、第１ブロック５ａの読み出し動作に移る。第
１ブロック５ａの読み出しが終了すれば、第１ブロック
５ａがリセットされ、次の書き込みに備える。第１ブロ
ック５ａの読み出し動作に移行すると同時に、第２ブロ
ック５ｂは、次のフレームのデータを書き込む動作に移
行する。第２ブロック５ｂの書き込みが終了すると、第
２ブロック５ｂの読み出し動作に移行すると共に第１ブ
ロック５ａの書き込み動作が開始される。この動作を繰
り返することで、バッファメモリ５では、絶え間無く、
データの書き込みおよび読み出しが繰り返される。この
とき読み出されるデータは、後述の方法により選択され
た出力サンプリング周波数に対応するデータとなってい
る。

【００４２】バッファメモリ５への上記データの書き込
みは、書き込みアドレス発生器４によって発生されたバ
ッファメモリ５上の書き込みアドレスに対して行われ
る。書き込みアドレス発生器４は、９６ｋＨｚのサンプ
リングクロック３で動作しており、１サンプリングクロ
ックにつき１つずつ増加するように書き込みアドレスを
発生させる。したがって、上記データは、バッファメモ
リ５上において、１サンプリングクロックにつき１つず
つ増加するアドレスに格納される。

【００４３】周波数分析器６は、Ａ／Ｄ変換器２から出
力されたディジタル信号の一定期間内における周波数分
布をＦＦＴ（高速フーリエ変換）により分析することに
より上記ディジタル信号の最高周波数を求めるものであ
る。近年のアプリケーションソフトウェアの発達によ
り、ＦＦＴ等の周波数分析器６の組み込みが容易になっ
ている。また、近年のアプリケーションソフトウェアの
発達により、ＦＦＴ等の周波数分析器６による最高周波
数の分析は、高速で行うことが可能である。したがっ
て、ＦＦＴ等の周波数分析器６による最高周波数の分析
は、連続処理できるようになっている。

【００４４】サンプリング周波数選択部７は、周波数分
析器６での分析によって求められたディジタル信号の最
高周波数に応じてＡ／Ｄ変換装置１０の出力信号のサン
プリング周波数（以下、出力サンプリング周波数と称す
る）ｆｓ’を変更するものである。サンプリング周波数
選択部７は、最高周波数に応じた出力サンプリング周波
数ｆｓ’を複数の選択肢（サンプリング周波数）の中か
ら選択するようになっている。上記の複数の選択肢は、
Ａ／Ｄ変換器２のサンプリング周波数ｆｓの１／Ｎ（Ｎ
は自然数）となるように定められている。ここでは、上
記の複数の選択肢は、Ａ／Ｄ変換器２のサンプリング周
波数ｆｓの１／２^M-1 （Ｍは自然数）となるように定め
られており、ここでは、９６ｋＨｚ（＝ｆｓ）、４８ｋ
Ｈｚ（＝ｆｓ／２）、２４ｋＨｚ（＝ｆｓ／２² ）、１
２ｋＨｚ（＝ｆｓ／２³ ）、および６ｋＨｚ（＝ｆｓ／
２⁴ ）の５つである。サンプリング周波数選択部７は、
これらの選択肢のうち、周波数分析器６での分析によっ
て求められたディジタル信号の最高周波数の２倍以上と
なる最小の選択肢を出力サンプリング周波数として選択
するようになっている。

【００４５】周波数分析器６で周波数分析を行う１フレ
ーム（一定期間）の長さは、約１０ｍｓｅｃとする。周
波数分析器６において、ＦＦＴによる最高周波数の演算
を開始してから演算結果を出力するまでの演算時間は、
９６ｋＨｚのサンプリングクロックの１周期以内、つま
り約１０μｓｅｃ以内であるのが理想的である。周波数
分析器６では、上記の演算時間を考慮して１フレーム分
のディジタル信号（データ）から、１フレームの終わり
の演算時間分のディジタル信号を差し引いたディジタル
信号を分析する。周波数分析器６は、分析対象の演算を
終了すると、分析結果をサンプリング周波数選択部７へ
出力し、リセットし、次のフレームのディジタル信号を
取得し、同様の動作を行う。周波数分析器６の演算動作
と読み出しアドレス発生器８からの主メモリ９への読み
出し動作は、バッファメモリの一方のブロック（５ａま
たは５ｂ）の読み出し期間中に行われる。また、このブ
ロックの読み出し期間中には、バッファメモリ５の他方
のブロック（５ｂまたは５ａ）の次のフレームの書き込
み動作が行われる。

【００４６】サンプリング周波数選択部７は、周波数分
析器６での分析により求められた最高周波数に基づい
て、図４に示すように出力サンプリング周波数ｆｓ’を
選択するようになっている。すなわち、サンプリング周
波数選択部７は、出力サンプリング周波数ｆｓ’とし
て、最高周波数が３ｋＨｚ以下である場合にはｆｓ／１
６（＝６ｋＨｚ）を、最高周波数が３ｋＨｚを越え６ｋ
Ｈｚ以下である場合にはｆｓ／８（＝１２ｋＨｚ）を、
最高周波数が６ｋＨｚを越え１２ｋＨｚ以下である場合
にはｆｓ／４（＝２４ｋＨｚ）を、最高周波数が１２ｋ
Ｈｚを越え２４Ｈｚ以下である場合にはｆｓ／２（＝４
８ｋＨｚ）を、最高周波数が２４ｋＨｚを越え４８ｋＨ
ｚ以下である場合にはｆｓ（＝９６ｋＨｚ）をそれぞれ
選択するようになっている。そして、サンプリング周波
数選択部７は、選択した出力サンプリング周波数ｆｓ’
を読み出しアドレスの指定を行うための情報として読み
出しアドレス発生器８へ送る。また、サンプリング周波
数選択部７は、出力サンプリング周波数を表すデータ
（サンプリング周波数情報）を出力するようになってい
る。なお、図４の「ＫＨｚ」は、「ｋＨｚ」を指す。

【００４７】読み出しアドレス発生器８は、データが読
み出されるバッファメモリ５上のアドレスを制御するた
めに、読み出されるべきバッファメモリ５上のアドレス
を読み出しアドレスとして発生するものである。読み出
しアドレス発生器８は、バッファメモリ５上におけるデ
ータが格納されたアドレスのうち、サンプリング周波数
選択部７で選択された出力サンプリング周波数ｆｓ’に
対応するデータが格納されたアドレスを読み出しアドレ
スとして発生するようになっている。出力サンプリング
周波数ｆｓ’（＝ｆｓ／Ｎ）に対応するデータは、バッ
ファメモリ５上にＮアドレス間隔で格納されている。し
たがって、読み出しアドレスは、Ｎアドレス間隔とな
る。すなわち、例えば、読み出しアドレスは、ｆｓ’＝
ｆｓであればデータが格納された全てのアドレス（０、
１、２、…）、ｆｓ’＝ｆｓ／２であれば１つおきのア
ドレス（０、２、４、…）、ｆｓ’＝ｆｓ／４であれば
３つおきのアドレス（０、４、８、…）、ｆｓ’＝ｆｓ
／８であれば７つおきのアドレス（０、８、１６、
…）、ｆｓ’＝ｆｓ／１６であれば１５個おきのアドレ
ス（０、１６、３２、…）となる。

【００４８】なお、バッファメモリ５の読み出し時に
は、１フレームの書き込みが行われる時間内に、サンプ
リング周波数選択部７の選択動作、読み出しアドレス発
生器８におけるビットシフト動作（後述する）、および
バッファメモリ５の読み出しを行わなければならないの
で、バッファメモリ５の読み出しには、書き込み時のク
ロックより高速な動作が要求される。あるいは、バッフ
ァメモリ５は、主メモリ９に対して１クロックで１６ビ
ット分のデータの転送が行える並列転送を行うようにな
っていてもよい。

【００４９】主メモリ９は、読み出しアドレス発生器８
で発生されたアドレスに格納されているサンプリングデ
ータ（ディジタル信号値）を読み込むようになってい
る。これにより、Ｎアドレス毎に１アドレスの割合でバ
ッファメモリ５に記憶されたサンプリングデータが読み
出される。つまり、バッファメモリ５に記憶されたディ
ジタル信号値（データ）がＮ個毎に１個の割合で抽出さ
れる。その結果、主メモリ９に読み込まれたデータ（複
数のディジタル信号値）は、アナログ信号を出力サンプ
リング周波数でサンプリングした場合に得られるディジ
タル信号と同一のサンプリング点間隔（サンプリング周
期）を持つことになる。言い換えると、主メモリ９に
は、出力サンプリング周波数に対応したディジタル信号
値（データ）が読み込まれることになる。

【００５０】また、主メモリ９には、バッファメモリ５
から１フレームのサンプリングデータが転送されると共
に、サンプリング周波数選択部７から、選択されたその
フレームの出力サンプリング周波数を表すデータ（サン
プリング周波数情報）が転送されるようになっている。
サンプリング周波数選択部７の選択肢の数が数個程度で
あれば、サンプリング周波数情報は、３ビット程度のビ
ット数で済む。図４の場合には、選択肢は５つであるの
で、例えば、ｆｓを“００１”、ｆｓ／２を“０１
０”、ｆｓ／４を“０１１”、ｆｓ／８を“１００”、
ｆｓ／１６を“１０１”と決めておけば、サンプリング
周波数情報は、３ビットで表現できる。主メモリ９は、
これら１フレーム分のサンプリングデータおよびサンプ
リング周波数情報を１組にして格納するようになってい
る。そして、主メモリ９は、これら１フレーム分のサン
プリングデータおよびサンプリング周波数情報を１組に
して記録装置１１に出力することができるようになって
いる。

【００５１】記録装置１１では、主メモリ９からサンプ
リング周波数情報およびサンプリングデータを読み出
し、ディジタル信号処理部にて図６に示す記録フォーマ
ットに従って記録媒体１２上にサンプリング周波数情報
およびサンプリングデータを記録する。本実施形態で
は、サンプリング周波数を可変にしたことで、オーディ
オデータ（図６に「ＤＡＴに基づくデータフォーマッ
ト」と記すデータ）が可変長となっている。例えば、１
フレームにおける周波数分析により最高周波数が１６ｋ
Ｈｚの場合、出力サンプリング周波数は４８ｋＨｚが選
択される。そのため、記録装置１１で記録されるデータ
は、サンプリング周波数９６ｋＨｚでサンプリングした
場合の１／２のデータ量のオーディオデータに、３ビッ
トのサンプリング周波数情報（図６に「サンプリング識
別 ３ｂｉｔ」と記すデータ）が付加したものとなる。
サンプリング周波数情報のデータ量（３ビット）はオー
ディオデータのデータ量からみれば僅かであるので、記
録データ量は、サンプリング周波数９６ｋＨｚでサンプ
リングした場合の約１／２となる。同様に、最高周波数
が１６ｋＨｚからさらに低くなっていくと、図４の区切
りの周波数を下回る毎に、記録データ量は、約１／４、
約１／８、約１／１６、約１／３２と少なくなってい
く。

【００５２】次に、Ａ／Ｄ変換装置１０における信号の
流れを説明する。

【００５３】Ａ／Ｄ変換装置１０に入力されたアナログ
信号は、ローパスフィルタ１を通り、Ａ／Ｄ変換器２に
入力される。Ａ／Ｄ変換器２でアナログ信号をサンプリ
ングすることによって得られたディジタル信号は、バッ
ファメモリ５に送られ、バッファメモリ５に一時的に格
納される。一方、Ａ／Ｄ変換器２で得られたディジタル
信号は、周波数分析器６に入力され周波数分析器６で周
波数分析される。周波数分析器６での分析結果は、サン
プリング周波数選択部７へ出力され、その分析結果に基
づいてサンプリング周波数選択部７で出力サンプリング
周波数が選択される。そして、バッファメモリ５から、
サンプリング周波数選択部７で選択された出力サンプリ
ング周波数に対応するサンプリングデータが抽出され、
主メモリ９に転送される。また、サンプリング周波数選
択部７で選択されたサンプリング周波数の情報（サンプ
リング周波数情報）も主メモリ９に転送される。そし
て、主メモリ９に転送されたサンプリングデータおよび
サンプリング周波数情報は、主メモリ９から読み出さ
れ、ディジタル信号として記録装置１１のディジタル信
号処理部へ出力される。

【００５４】次に、本発明の特徴である出力サンプリン
グ周波数の選択方法および出力サンプリング周波数に対
応するデータの抽出方法について詳細に説明する。

【００５５】図３は、入力アナログ信号（入力信号）を
サンプリング周波数ｆｓ＝９６ｋＨｚでサンプリングす
る場合のサンプリング点、入力アナログ信号をサンプリ
ング周波数ｆｓ＝４８ｋＨｚ（９６ｋＨｚの１／２）で
サンプリングする場合のサンプリング点、入力アナログ
信号をサンプリング周波数ｆｓ＝２４ｋＨｚ（９６ｋＨ
ｚの１／４）でサンプリングする場合のサンプリング
点、入力アナログ信号をサンプリング周波数ｆｓ＝１２
ｋＨｚ（９６ｋＨｚの１／８）でサンプリングする場合
のサンプリング点、および入力アナログ信号をサンプリ
ング周波数ｆｓ＝６ｋＨｚ（９６ｋＨｚの１／１６）で
サンプリングする場合のサンプリング点と、最高サンプ
リング周波数ｆｓ＝９６ｋＨｚでサンプリングしたデー
タが格納されるバッファメモリ５のアドレスとの関係を
示す図である。なお、図３の「Ｆｓ」は、ｆｓを指すも
のとする。

【００５６】図３から、最高サンプリング周波数ｆｓ＝
９６ｋＨｚの１／２のサンプリング周波数に対応したデ
ータは１つおきのアドレス（０番地からスタートすると
０、２、４、６、８番地、…）に格納され、最高サンプ
リング周波数ｆｓ＝９６ｋＨｚの１／４のサンプリング
周波数に対応したデータは３つおきのアドレス（０番地
からスタートすると０、４、８、１２番地、…）に格納
され、最高サンプリング周波数ｆｓ＝９６ｋＨｚの１／
８のサンプリング周波数に対応したデータは７つおきの
アドレス（０番地からスタートすると０、８、１６、３
２番地、…）に格納され、最高サンプリング周波数ｆｓ
＝９６ｋＨｚの１／１６のサンプリング周波数に対応し
たデータは１５個おきのアドレス（０番地からスタート
すると０、１６、３２、６４番地、…）に格納されてい
ることが分かる。したがって、上述したアドレスのデー
タを読み込めば、上記各サンプリング周波数に対応した
データを読み込むことになる。読み出しアドレス発生器
８は、この原理により、選択された出力サンプリング周
波数に応じて、いくつのアドレスを飛び越して読み出し
アドレスを発生させればよいかを判断するようになって
いる。

【００５７】次に、読み出しアドレス発生器８で連続し
たアドレスから飛び越しアドレスを求めるビットシフト
について、図５に基づいて説明する。

【００５８】図５の一番左の列は、Ａ／Ｄ変換を行って
得られたデータをバッファメモリ５に書き込むときの書
き込みアドレスであり、順に１つずつ増加していく。ま
た、このアドレスは、ｆｓ’＝ｆｓの場合におけるバッ
ファメモリ５からの読み出しアドレスでもある。一方、
ｆｓ’＝１／２ｆｓ（４８ｋＨｚ）が選ばれた場合、例
えば、周波数分析の結果１フレームの最高周波数が２０
ｋＨｚであった場合、読み出しアドレスは、左から２番
目の列に示すように、書き込みアドレスに対して１つ置
きに番地指定する。そのような読み出しアドレスを得る
には、読み出しアドレス発生器８の内容（読み出しアド
レス）を一番左の列のように書き込みアドレスに合わせ
た状態で、図５に示すように、２進法で表したアドレス
の最上位ビットを削除し、最上位ビットを除く全てのビ
ットを１つずつ上位にビットシフトさせ、最下位ビット
“０”を付加すればよい。これにより、読み出しアドレ
ス発生器８が発生する読み出しアドレスは、１つおきの
アドレスとなる。

【００５９】また、ｆｓ’＝１／４ｆｓ（２４ｋＨｚ）
が選ばれた場合、読み出しアドレス発生器８の内容を一
番左の列のように書き込みアドレスに合わせた状態で、
図５に示すように、２進法で表したアドレスの最上位の
２ビットを削除し、最上位の２ビットを除く全てのビッ
トを２つずつ上位にビットシフトさせ、最下位２ビット
に“００”を付加すればよい。これにより、読み出しア
ドレス発生器８が発生する読み出しアドレスは、図５の
右から２番目の列に示すように、３つ置きのアドレスを
指定する信号となる。

【００６０】また、ｆｓ’＝１／８ｆｓ（１２ｋＨｚ）
が選ばれた場合、読み出しアドレス発生器８の内容を一
番左の列のように書き込みアドレスに合わせた状態で、
図５に示すように、２進法で表したアドレスの最上位の
３ビットを削除し、最上位の３ビットを除く全てのビッ
トを３つずつ上位にビットシフトさせ、最下位３ビット
に“０００”を付加すればよい。これにより、読み出し
アドレス発生器８が発生する読み出しアドレスは、図５
の右から２番目の列に示すように、７つ置きのアドレス
を指定する信号となる。

【００６１】読み出しアドレス発生器８には、このよう
なビットシフトを行うビットシフト回路が設けられてい
る。このビットシフト回路では、１つずつ増加する初期
状態の読み出しアドレス発生器８の内容（書き込みアド
レスと同じアドレス）から何ビットシフトするかを、サ
ンプリング周波数選択部７から送られた、選択されたサ
ンプリング周波数の情報に応じて決定するようになって
いる。そして、この読み出しアドレス発生器８で発生さ
れた読み出しアドレスにしたがって、バッファメモリ５
から主メモリ９への読み出しが行われる。

【００６２】以上のように、本実施形態のディジタル記
録装置は、アナログ信号が入力されると、入力されたア
ナログ信号を、Ａ／Ｄ変換器２により、記録装置１１で
記録可能な最高サンプリング周波数（最高周波数をサン
プリングすることができるサンプリング周波数）で一定
期間（任意のある期間）サンプリングしてディジタル信
号に変換し、前記期間のＡ／Ｄ変換器２の出力信号（デ
ィジタル信号）を一時的にバッファメモリ５に貯え（取
り込み）、前記期間の最高周波数を周波数分析器６にて
ＦＦＴ等により分析し、得られた分析結果によりその最
高周波数がサンプリング可能な最低のサンプリング周波
数を決定し、決定されたサンプリング周波数に対応する
データ（決定されたサンプリング周波数でサンプリング
されたデータと同一の区分のデータ）を、前記バッファ
メモリ５より読み込み（読み出し）、決定されたサンプ
リング周波数の情報と共に記録装置へ供給するものであ
る。

【００６３】本実施形態のＡ／Ｄ変換装置１０は、上述
のとおり構成されているので、次に記載する効果を奏す
る。

【００６４】まず、本実施形態のＡ／Ｄ変換装置１０で
は、最高周波数に応じてサンプリング周波数を変更する
ので、元のアナログ信号の情報を損なうことなく、少な
い信号量のディジタル信号に変換することができる。そ
の結果、ディジタル記録においてＡ／Ｄ変換する際に、
アナログ信号の品位を落とさずに、少ないデータ量で記
録することが可能となる。

【００６５】また、本実施形態のＡ／Ｄ変換装置１０で
は、システムで決められた最高サンプリング周波数でＡ
／Ｄ変換を行った後、出力サンプリング周波数に対応し
たデータを抽出するので、単に低いサンプリング周波数
でサンプリングを行う場合と比較して、折り返し歪等の
弊害を少なくできる。例えば、８８．２ｋＨｚでサンプ
リングした後、４４．１ｋＨｚサンプリングに相当する
データを抽出した場合、単に４４．１ｋＨｚでサンプリ
ングした場合よりも折り返し成分の周波数が高くなり、
良質の記録が可能となる。

【００６６】また、本実施形態のＡ／Ｄ変換装置１０
は、サンプリング周波数の切り替えを入力アナログオー
ディオ信号の最高周波数に基づいて自動的に行うもので
ある。それゆえ、手動でサンプリング周波数を切り替え
ることなしに長時間に渡って波形品質を確保しながら記
録することが可能である。

【００６７】また、本実施形態のＡ／Ｄ変換装置１０で
は、出力サンプリング周波数は、あらかじめ決定された
有限個の選択肢から選択されるので、出力サンプリング
周波数の情報を表現するビット数を比較的少なくするこ
とができる。例えば、サンプリング周波数を数段階に決
定すると、出力サンプリング周波数の情報を表現するデ
ータは、わずか３ビット程度で事足りる。

【００６８】また、本実施形態のＡ／Ｄ変換装置１０で
は、最高サンプリング周波数によるサンプリングにより
得られたデータ（ディジタル信号値）は、選択された出
力サンプリング周波数に対応するデータと必ず重複する
ようになっており、デシメーション回路を用いずに、選
択された出力サンプリング周波数に対応するデータを単
に抜き取ることでサンプリング周波数を変更するように
なっている。そのため、本実施形態におけるサンプリン
グ周波数の変更方法は、極めて簡素である。

【００６９】また、本実施形態のＡ／Ｄ変換装置１０で
は、ローパスフィルタ１により高域の周波数成分が除去
された入力アナログオーディオ信号に対して、周波数分
析器６により周波数成分の分析を行って当該フレーム内
の最高周波数を求め、サンプリング周波数選択部７によ
りこの最高周波数の２倍以上のサンプリング周波数ｆ
ｓ’を選択するようになっている。そのため、主メモリ
９の出力信号に、サンプリング周波数ｆｓ’の半分（ｆ
ｓ’／２）よりも高い周波数の成分が残ることはありえ
ない。

【００７０】また、本実施形態のＡ／Ｄ変換装置１０で
は、デシメーション回路を用いずに出力サンプリング周
波数に対応するデータ（ディジタル信号値）を単に抜き
取るようになっているので、図１０に示すように、サン
プリングによる折り返し成分は、最高サンプリング周波
数ｆｓを中心に発生する。そのため、出力サンプリング
周波数ｆｓ’が最高サンプリング周波数ｆｓより低い場
合には、選択された出力サンプリング周波数ｆｓ’から
見れば入力アナログオーディオ信号をオーバーサンプリ
ングしたことになる。つまり、入力アナログオーディオ
信号の最高周波数に対して２倍よりも十分に高いサンプ
リング周波数でサンプリングしたことになる。したがっ
て、折り返し成分の周波数が、入力信号周波数成分（入
力アナログオーディオ信号に対応するディジタルオーデ
ィオ信号）の最高周波数よりも十分に高くなる。例え
ば、入力アナログオーディオ信号が最高周波数ｆｓ／４
の信号であるとき（ｆｓ／２のサンプリング周波数でサ
ンプリングするとき）には、図１０に示すように、折り
返し成分が、入力信号周波数成分の最高周波数ｆｓ／４
より十分に高い周波数となり、可聴周波数帯域帯域外と
なる。

【００７１】これらの理由から、本実施形態では、最初
にサンプリングを行うときのローパスフィルタ１以外
に、選択された出力サンプリング周波数の１／２のカッ
トオフ周波数を持つローパスフィルタを主メモリ９の後
段に挿入することは不要である。主メモリ９の後段にロ
ーパスフィルタを設けないことで、ローパスフィルタを
通すことによる情報の損失や位相歪みの発生を防止で
き、また、非常に簡素な構成とすることができる。ま
た、図１０に示すような特性を持つローパスフィルタを
主メモリ９の後段に使用する場合でも、入力信号周波数
成分に対してローパスフィルタの特性の良い直線部分を
使用することができるので、位相歪を生じることがな
く、高品質な記録が可能となる。なお、本実施形態で
は、主メモリ９の出力信号に含まれるイメージノイズ等
の高周波雑音については、記録側では除去せず、再生側
でローパスフィルタを通すことで除去している。

【００７２】また、本実施形態のＡ／Ｄ変換装置１０で
は、周波数分析に基づいて決定される出力サンプリング
周波数が、前記の記録可能な最高サンプリング周波数の
１／２^N 倍（Ｎは０以上の整数）ｆｓの１／２^M-1(Ｍ＝
１、２、…、ｍ−１、ｍ；ｍは２以上の整数）、つま
り、例えば、１、１／２、１／２² 、１／２³ 、１／２
⁴ となるように設定されている。

【００７３】また、本実施形態のＡ／Ｄ変換装置１０で
は、サンプリングデータと共にそのサンプリングデータ
に対応するサンプリング周波数の情報を出力し、記録装
置１１で記録媒体１２に記録させるようになっている。
これにより、記録媒体１２からサンプリングデータおよ
びサンプリング周波数情報を読み出して、ディジタル信
号値をサンプリング周波数情報に応じてＤ／Ａ変換する
ことにより、元のアナログ信号を再生することが可能と
なる。

【００７４】本発明のディジタル記録装置で記録された
データをアナログ信号として再生するためには、例え
ば、図７および図８に示すディジタル再生装置を使用す
ればよい。この再生装置では、媒体（記録媒体）２０に
記録されたサンプリング周波数情報およびディジタルデ
ータ（サンプリングデータ）を再生装置２１で読み出
し、Ｄ／Ａ変換器２２でサンプリング周波数情報（３ビ
ット）に基づいてディジタルデータをＤ／Ａ変換し、サ
ンプリング周波数情報に基づいてアナログ信号をローパ
スフィルタ（ＬＰＦ）２３で処理し、再生アナログ信号
（アナログ出力）を得る。Ｄ／Ａ変換に伴う折り返し雑
音の除去は、ディジタルのローパスフィルタ（ＬＰＦ）
２３で行うようになっている。

【００７５】図７および図８の構成では、Ｄ／Ａ変換器
２２のサンプリング周波数ＦｓおよびＬＰＦのカットオ
フ周波数Ｆｃの切り替えは瞬時に行う必要がある為、高
速動作のものが必要である。そこで、他のディジタル再
生装置として、図９に示すように、専用（固定）のサン
プリング周波数を持つ複数のＤ／Ａ変換器３２Ａ〜３２
Ｅおよび固定のカットオフ周波数を持つ複数のローパス
フィルタ３３Ａ〜３３Ｅを備え、再生装置２１で検出さ
れたサンプリング情報によりこれらを切り替える構成の
ディジタル再生装置を用いることもできる。ディジタル
再生装置は、本発明の特徴点ではなく、従来と同様であ
るので、詳細な説明を省略する。

【００７６】

【発明の効果】本発明のＡ／Ｄ変換装置は、以上のよう
に、サンプリング周波数変更手段が、Ａ／Ｄ変換手段の
サンプリング周波数の１／Ｎ（Ｎは自然数）、より好ま
しくはＡ／Ｄ変換手段のサンプリング周波数の１／２
^M-1 （Ｍは自然数）に等しい複数のサンプリング周波数
の中から、Ａ／Ｄ変換された入力信号の最高周波数の２
倍以上となるような最小のサンプリング周波数を選択す
るサンプリング周波数選択手段と、一定期間内のディジ
タルオーディオ信号を、サンプリング点毎の複数のディ
ジタル信号値として一時的に記憶するための記憶手段
と、上記記憶手段に記憶されたディジタル信号値から、
サンプリング周波数選択手段で選択されたサンプリング
周波数に対応したディジタル信号値を抽出する抽出手段
とを備える構成である。

【００７７】上記構成によれば、Ａ／Ｄ変換手段のサン
プリング周波数の１／Ｎ（Ｎは自然数）に等しい複数の
サンプリング周波数の中からサンプリング周波数を選択
するので、サンプリング周波数の情報を比較的少ないビ
ット数で表現でき、サンプリング周波数の情報をディジ
タル信号値と共に記録する場合に、サンプリング周波数
の情報の追加による記録データ量の増大を最小限に抑え
ることができる。また、上記構成は、選択されたサンプ
リング周波数に対応するディジタル信号値を単に抽出す
るようになっているので、簡素な構成である。また、上
記構成によれば、入力信号の最高周波数の２倍以上のサ
ンプリング周波数を選択するようになっているので、得
られたディジタルオーディオ信号を、サンプリング周波
数の半分のカットオフ周波数を持つローパスフィルタに
通す必要がない。これにより、情報の損失や位相歪みの
発生を防止でき、また、簡素な構成とすることができ
る。

【００７８】これらにより、上記構成は、音質の劣化が
なく、かつ、録音データ量が少ないディジタル録音を実
現できる簡素な構成のＡ／Ｄ変換装置を提供できるとい
う効果を奏する。

【００７９】本発明のディジタル記録装置は、以上のよ
うに、上記Ａ／Ｄ変換装置と、上記Ａ／Ｄ変換装置で抽
出されたディジタル信号値を記録媒体上に記録する記録
部とを備える構成である。

【００８０】上記構成は、前述したＡ／Ｄ変換装置を備
えることで、音質の劣化がなく、かつ、録音データ量が
少ないディジタル録音が可能な簡素な構成のディジタル
記録装置を提供できるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のディジタル記録装置の実施の一形態を
示すブロック図である。

【図２】図１のディジタル記録装置の要部の機能を模式
的に示す概略ブロック図である。

【図３】図１のディジタル記録装置におけるサンプリン
グ動作原理を説明するための説明図である。

【図４】図１のディジタル記録装置における最高周波数
と、最高周波数に応じて選択される出力サンプリング周
波数との関係を示す説明図である。

【図５】図１のディジタル記録装置における書き込みア
ドレスの発生方法を説明するための説明図である。

【図６】図１のディジタル記録装置における記録フォー
マットを説明するための説明図である。

【図７】本発明のディジタル記録装置で記録されたデー
タを再生するためのディジタル再生装置の一例を示す図
であり、要部の機能を模式的に示す概略ブロック図であ
る。

【図８】上記ディジタル再生装置を示すブロック図であ
る。

【図９】本発明のディジタル記録装置で記録されたデー
タを再生するためのディジタル再生装置の他の一例を示
すブロック図である。

【図１０】本発明のＡ／Ｄ変換装置におけるサンプリン
グ周波数とローパスフィルタ特性と出力信号（記録信
号）との関係を示すグラフである。

【図１１】特開平２−８６２１５号公報におけるサンプ
リング周波数とローパスフィルタ特性とデシメーション
回路の出力信号との関係を示すグラフである。

【図１２】特開平２−８６２１５号公報におけるサンプ
リング周波数と、デシメーション回路による間引き後の
信号との関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１ ローパスフィルタ ２ Ａ／Ｄ変換器（Ａ／Ｄ変換手段） ５ バッファメモリ（記憶手段） ６ 周波数分析器（周波数分析手段） ７ サンプリング周波数選択部（サンプリング周波数変
更手段、サンプリング周波数選択手段） ８ 読み出しアドレス発生器（サンプリング周波数変更
手段、抽出手段） ９ 主メモリ １０ Ａ／Ｄ変換装置 １１ 記録装置（記録部） １２ 記録媒体

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】アナログオーディオ信号を、予め定められ
   たサンプリング周波数でサンプリングすることによりデ
   ィジタルオーディオ信号に変換するためのアナログ−デ
   ィジタル変換手段と、 上記ディジタルオーディオ信号の一定期間内における周
   波数分布を分析することにより上記ディジタルオーディ
   オ信号の最高周波数を求める周波数分析手段と、 前記周波数分析手段によって求められた最高周波数に応
   じて、上記ディジタルオーディオ信号のサンプリング周
   波数を変更するサンプリング周波数変更手段とを備える
   アナログ−ディジタル変換装置において、 上記サンプリング周波数変更手段が、 上記アナログ−ディジタル変換手段のサンプリング周波
   数の１／Ｎ（Ｎは自然数）に等しい複数のサンプリング
   周波数の中から、上記最高周波数の２倍以上となるよう
   な最小のサンプリング周波数を選択するサンプリング周
   波数選択手段と、 上記一定期間内のディジタルオーディオ信号を、サンプ
   リング点毎の複数のディジタル信号値として一時的に記
   憶するための記憶手段と、 上記記憶手段に記憶されたディジタル信号値から、サン
   プリング周波数選択手段で選択されたサンプリング周波
   数に対応したディジタル信号値を抽出する抽出手段とを
   備えることを特徴とするアナログ−ディジタル変換装
   置。
2. 【請求項２】上記サンプリング周波数選択手段は、上記
   アナログ−ディジタル変換手段のサンプリング周波数の
   １／２^M-1 （Ｍは自然数）となるように予め定められた
   複数の周波数の中から、上記最高周波数の２倍以上とな
   るような最小のサンプリング周波数を選択するものであ
   ることを特徴とする請求項１記載のアナログ−ディジタ
   ル変換装置。
3. 【請求項３】請求項１または２に記載のアナログ−ディ
   ジタル変換装置と、 上記アナログ−ディジタル変換装置で抽出されたディジ
   タル信号値を記録媒体上に記録する記録部とを備えるこ
   とを特徴とするディジタル記録装置。