JP2005045546A

JP2005045546A - デジタルアンプ回路

Info

Publication number: JP2005045546A
Application number: JP2003277678A
Authority: JP
Inventors: Yasuto Soma; 康人相馬; Takeyuki Takayama; 強之高山; Hisahito Watanabe; 央人渡邊; Masanori Harui; 正徳春井
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2003-07-22
Filing date: 2003-07-22
Publication date: 2005-02-17

Abstract

【課題】デジタルアンプ回路において、電源投入直後にビープ音を出すと、信号レベルが大きく変わるため、ボツ音が発生していた。
【解決手段】ビープ音を発生する確認音発生回路１０と、ビープ音の基準レベルを決める基準レベル信号を生成する基準信号発生回路２０と、これらの出力を加算して出力する加算器２２とを備え、基準レベル信号は、電源オフのレベルから、音声信号の基準レベルまで、徐々に変化するように構成する。電源投入から音声出力までの間、基準レベル（直流レベル）が連続して徐々に変化するため、電源投入直後にビープ音を出力しても、ボツ音が発生することがない。
【選択図】図１

Description

本発明は、デジタルアンプ回路に関し、特に、スピーカを２値信号で駆動するデジタルアンプ回路に関するものである。

カーステレオや、ポータブルコンパクトディスクプレーヤのように、ユーザが機器本体を直接見ないで操作をする場合がある電子機器において、操作ボタンを押されたことをユーザに伝える操作確認音、いわゆるビープ音は重要な機能となっている。

従来の操作確認音出力回路としては、たとえば、特許文献１に開示されたものがある。図９に、従来の操作確認音出力回路のブロック図を示す。この従来の操作確認音出力回路では、アナログ音声信号を増幅するアンプ１の出力に、アンプ２、コンデンサ５、抵抗６を用いて、マイコンチップ３の出力する２値信号を加算しており、この際、抵抗４と、音量調整回路７とで、振幅調整をすることを特徴としている。

他方、機器のデジタル化が進み、アナログ音声信号ではなく、デジタル信号でスピーカを駆動するデジタルアンプ回路も実用化されつつある。デジタルアンプ回路の例としては、特許文献２に開示されているものがある。このようなデジタルアンプ回路では、ＰＷＭ（ＰｕｌｓｅＷｉｄｔｈＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ）波形発生回路などが出力する２値信号で、直接スピーカを駆動するため、図９の構成によって、操作確認音をアナログ音声信号に加算することはできない。

図１０に操作確認音出力機能を有する従来のデジタルアンプ回路のブロック図を、図１１に従来のデジタルアンプ回路が出力する音声信号を示す。なお、デジタルアンプ回路の出力は２値信号であるが、直感的にわかりにくいので、図１１では、平滑後のアナログ波形として示している。

図１０において、９はデジタル音声信号を入力し、オーバーサンプリング処理や、ノイズシェープ処理などを行い、出力する音声処理回路、１０は操作確認音信号（デジタルデータ）を生成する確認音生成回路、１１はシステム制御回路２３の指示に従い、音声処理回路９の出力、あるいは操作確認音信号のいずれか一方を選択し出力するスイッチ、１３はスイッチ１１が出力する信号をＰＷＭ信号に変換し出力するＰＷＭ変調回路、１４はスピーカ１５を駆動するインバータである。

以上のように構成された本従来のデジタルアンプ回路の動作を説明する。音楽などを出力する場合、システム制御回路１２はスイッチ１１を音声処理回路９に接続し、音声処理回路９の出力をＰＷＭ変調回路１３に供給する。ＰＷＭ変調回路１３では入力した信号をＰＷＭ変調し、インバータ１４に出力する。インバータ１４では入力した２値信号を反転し、スピーカ１５に出力する。スピーカ１５はローパスフィルタとして動作し、２値信号がアナログ音声として出力される。

外部より何らかの指示が与えられると、システム制御手段２３はスイッチ１１を確認音発生回路１０側に接続し、操作確認音信号をＰＷＭ変調回路１３に供給する。ＰＷＭ変調回路１３は操作確認音信号をＰＷＭ変調し、インバータ１４を介してスピーカ１５に供給する。この結果、スピーカ１５からは操作確認音が出力される（図１１における、ｔ１）。所定時間の経過後、システム制御回路１２はスイッチ１１を音声処理回路９側に戻し、操作確認音の出力を停止する（図１１における、ｔ２）。
特開平１０−２８９５０４号公報（第２−５頁、図１）特開平９−４６７８７号公報（第２−４頁、図1）

デジタルアンプ回路は、電源効率がよいため、携帯型電子機器への適用が進められている。携帯型電子機器では、消費電力を減らすために、音声を出力しないときにはデジタルアンプ回路の電源をオフし、外部からの指示があった場合に、デジタルアンプ回路の電源をオンすることが有効である。ところが、デジタルアンプ回路の出力は電源が入っていない状態では”L”レベルであり、外部からの指示に従ってスイッチ１１を確認音発生回路１０側に接続すると、スピーカ１５に供給される信号のレベルが急激に変化するため、ボツ音、あるいはクリック音と呼ばれるノイズが発生してしまう。

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、電源投入直後に、ボツ音を出すことなしに操作確認音を出すことができるデジタルアンプ回路を実現することを目的としている。

本発明の請求項１に係るデジタルアンプ回路は、デジタル音声信号を入力し、所定の処理を施し出力する音声処理回路と、使用者による操作を確認するための音を発生する操作確認音信号を、生成する確認音発生回路と、前記操作確認音の基準レベルである基準レベル信号を生成する基準信号生成回路と、前記操作確認音信号と、前記基準レベル信号とを加算する加算回路と、前記音声処理回路の出力と、前記加算回路の出力とのいずれか一方を選択し出力する選択回路と、前記選択回路の出力を２値信号に変換し、該２値信号で直接、あるいは低域通過フィルタを介して、外部のスピーカを駆動する駆動回路と、を備え、前記基準信号生成回路は、前記基準レベル信号を、電源オフ時のレベルから前記デジタル音声信号の基準レベルまで、あるいは前記デジタル音声信号の基準レベルから電源オフ時のレベルまで、徐々に変化させるものである、ことを特徴とするものである。

この構成により、電源投入直後に操作確認音を出力するに際し、ボツ音を発生することなく、操作確認音を出力することができる。

また、本発明の請求項２に係るデジタルアンプ回路は、請求項１記載のデジタルアンプ回路において、前記加算回路は、前記基準レベル信号が前記操作確認音信号の振幅より大きいとき、前記操作確認音信号と、前記基準レベル信号との加算を行う、ことを特徴としている。

この構成により、操作確認音の波形がひずむことなく、操作確認音を出力することができる。

また、本発明の請求項３に係るデジタルアンプ回路は、請求項１記載のデジタルアンプ回路において、前記確認音発生回路は、前記操作確認音信号の振幅を、前記基準レベル信号に応じて変化させる、ことを特徴としている。

この構成により、電源投入からの時間遅れをほぼ零にしながら、操作確認音の波形をひずませることなく、操作確認音を出力することができる。

また、本発明の請求項４に係るデジタルアンプ回路は、請求項１ないし３のいずれかに記載のデジタルアンプ回路において、前記加算回路は、前記基準レベル信号が変化している間、前記操作確認音信号と、前記基準レベル信号とを加算し、その加算結果を前記駆動回路に出力し続ける構成としたものである。

この構成により、基準レベル信号が変化することにより発生するノイズを、操作確認音でマスクし、ユーザに与える不快感を軽減することができる。

本発明にかかるデジタルアンプ回路によれば、操作確認音の直流レベルを決める基準レベル信号を生成する基準信号発生回路を有し、基準レベル信号をボツ音が発生しないよう徐々に変化させる構成をとるものとしたので、電源投入直後においても、ボツ音を発生することなしに、操作確認音を出力することができる。これによって、携帯型電子機器にデジタルアンプ回路を適用した場合、デジタルアンプ回路の電源を停止し、省電力を実現しながら、ユーザからの操作に対し、応答が速い、使い勝手のよい電子機器を実現することが可能となる。

また、本発明にかかるデジタルアンプ回路によれば、基準レベル信号の振幅に応じて操作確認音の出力タイミング、および操作確認音の振幅を操作することにより、操作確認音をひずませずに、電源投入から操作確認音が出力されるまでの時間を極力短くすることができ、実用上の効果はきわめて高い。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図１ないし図８は、本発明の実施の形態２，３に係るデジタルアンプ回路を説明する図である。なお、図中において同一または相当部分には同一符号を付し、その説明は繰り返さない。

（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１によるデジタルアンプ回路のブロック図、図２は本実施の形態１のデジタルアンプ回路が出力する音声信号を示す図である。

デジタルアンプ回路の出力は、２値信号であるが、図１１と同様、平滑後のアナログ波形として示している。図３はシステム制御回路２３が行う処理のフローチャートである。

図１において、９は入力したデジタル音声信号に対して、オーバーサンプリング処理と、ノイズシェーピング処理を施し出力する音声処理回路、１０は操作確認音を発生する確認音発生回路、１１はＰＷＭ変調回路１３に供給する信号を選択するスイッチ、１３は入力した信号をＰＷＭ変調して出力するＰＷＭ変調回路、１４はＰＷＭ変調回路１３の出力を反転し出力するインバータ、１５はインバータ１４の出力を入力し、アナログ音声に変換するスピーカ、２０は操作確認音の直流レベルを決める基準レベル信号を発生する基準信号発生回路、２１は確認音発生回路１０の出力を停止するスイッチ、２２はスイッチ２１の出力と、基準レベル信号とを加算する加算器、２３はスイッチ１１と、スイッチ２１、および、基準信号発生回路２０を制御するシステム制御回路である。

このように構成された本実施の形態１のデジタルアンプ回路について、その動作を説明する。
通常、音声を出力している場合、システム制御回路２３は、スイッチ１１を音声処理回路９側に接続し、音声処理回路９によって処理されたデジタル音声信号をＰＷＭ変調回路１３に供給する。ＰＷＭ変調回路１３では入力した信号をＰＷＭ変調し、インバータ１４を介してスピーカ１５に供給する。スピーカ１５は入力した信号をアナログ音声に変換し、出力する。

デジタルアンプ回路の電源が投入された場合、投入前のインバータ１４の出力は”Ｌ”レベルである。電源が投入されると、基準信号発生回路２０は”Ｌ”レベルに相当する基準レベル信号２０ａを出力する。さらにシステム制御回路２３はスイッチ２１を開き、スイッチ１５を加算器２２側に接続することにより、基準レベル信号がＰＷＭ変調されて、スピーカ１５に入るようにする（図３における、Ｓ３１)。

これにより、デジタルアンプ回路は、電源投入直後、スピーカ１５を“Ｌ”レベルで駆動する（図２における、ｔ３）。“Ｌ”レベルでの駆動は、すなわち、電源オフ時と同じレベルでの駆動を意味する。

次に、システム制御回路２３は基準信号発生回路２０に対し、基準レベルの漸増を指示する。基準信号発生回路２０は漸増の指示を受け取ると、基準レベル信号の直流レベルを音声処理回路９の出力する音声信号の基準レベル（直流レベル、通常、電源電圧×０．５であり、図２のａに示される）まで、徐々にあげてゆく。電源投入からの経過時間が図２のｔ４に達すると、システム制御回路２３はスイッチ２１を閉じる（図３の、Ｓ３２）。確認音発生回路１０が出力する操作確認音信号は加算器２２にて基準レベル信号と加算され、スイッチ１１を経由してＰＷＭ変調回路１３に入る。ＰＷＭ変調回路１３は入力した信号をＰＷＭ変調し、インバータ１４を介してスピーカ１５に送る。この結果、スピーカ１５から操作確認音が出力される。所定時間が経過すると、システム制御回路２３はスイッチ２１を開き、操作確認音の出力を停止する（図２の、ｔ５、図３の、Ｓ３３）。これにより、スピーカ１５に入る信号の直流レベルは、操作確認音の出力の有無にかかわらず、基準レベル信号によって決まり、急激な変化がないため、ボツ音が発生することがない。

基準レベル信号２０ａのレベルがデジタル音声信号の基準レベルに到達すると（図２の、ステップｔ６）、システム制御回路２３はスイッチ１１を音声処理回路９側に接続し、デジタル音声信号を出力する（図３の、Ｓ３４、Ｓ３５）。そして、外部より操作ボタンが押されるなど、なんらかの操作指令が入力するのを待つ（図３の、Ｓ３６）。操作指令が入るとシステム制御手段２３は、スイッチ２１を閉じ、スイッチ１１を加算器２２側に接続し、操作確認音をスピーカ１５から出力するようにする（図３の、Ｓ３７）。所定時間の経過後、スイッチ１１を音声処理回路９側に接続し、操作確認音の出力を終了する（図３の、Ｓ３８）。

以上説明したように、本実施の形態１においては、操作確認音を出力する際に、“Ｌ”レベルから徐々に変化する基準レベル信号を生成し、この信号に操作確認音を加算して出力することにより、操作確認音出力時の信号レベルの急激な変化を抑えることができ、ボツ音を発生することなしに電源投入直後の操作確認音の出力を可能とすることができるものである。
（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２によるデジタルアンプ回路について説明する。
図４は本発明の請求項２に対応する実施の形態２によるデジタルアンプ回路を示すブロック図、図５は本実施の形態２によるデジタルアンプ回路が出力する音声信号を示す図である。

本実施の形態２のデジタルアンプ回路の出力は２値信号であるが、図２と同様、平滑後のアナログ波形として示している。図４において、３１はスイッチ１１、スイッチ２１、および基準信号発生回路２０を制御するシステム制御回路である。
また図５において、５１は基準レベル信号、５２は加算器２２の出力である。

このように構成された本実施の形態２のデジタルアンプ回路について、その動作を説明する。

本デジタルアンプ回路に電源を投入した際、基準信号発生回路２０は“Ｌ”レベルの基準レベル信号を出力する。また、システム制御回路３１はスイッチ２１を開き、スイッチ１１を加算器２２に接続し、基準レベル信号をＰＷＭ変調回路１３に出力する。ＰＷＭ変調回路１３はインバータ１４を介してスピーカ１５を“Ｌ”レベルになるよう駆動する。

続いて、システム制御回路３１は基準信号発生回路２０に対し、基準レベル信号の漸増指示を送る（図５の、ｔ７）。基準信号発生回路２０は漸増指示を受け取ると、図５の５１に示すように、基準レベル信号のレベルを徐々に高くする。システム制御回路３１は、基準レベル信号のレベルが確認音発生回路１０が発生する操作確認音の振幅（図５の、ｂ）以上になったことを検出し、スイッチ２１を閉じる（図５の、ｔ８）。これにより、操作確認音が加算器２２にて基準レベル信号を加算され（図５の、５２）、スピーカ１５から出力される。システム制御回路３１は、所定時間の経過後スイッチ２１を開き、操作確認音の出力を停止する。さらに、システム制御回路３１は、基準レベル信号のレベルがデジタル音声信号の基準レベル（直流レベル、通常、電源電圧×０．５）に到達すると、スイッチ１１を音声処理回路９側に接続する。音声出力時の操作確認音の出力方法は、上記実施の形態１と同じである。

このような、本実施の形態２によるデジタルアンプ回路においては、基準レベル信号のレベルが操作確認音の振幅以上になった後に操作確認音を加算するため、加算器２２の出力が接地レベル以下になることにより生じる出力波形のひずみの発生を防ぐことができ、常に同じ音色の操作確認音を出力することが可能となる。

なお、上記実施の形態１では、操作確認音の出力を開始してから停止するまでの時間を所定時間としたが、スイッチ１１を音声処理回路９側に切り替えるまでスイッチ２１を閉じることにより、操作確認音を出力し続けるようにしてもかまわない。この場合に、デジタルアンプ回路が出力する音声信号を図６に示す。図６において、ｔ７にて基準レベル信号の漸増を開始し、ｔ８にてレベルがｂを超えると、操作確認音の加算、及び出力を開始する。そして基準レベル信号が、デジタル音声信号の基準レベルａに到達すると、操作確認音の出力を停止する（図６の、ｔ９）。基準信号発生回路２０による漸増処理の際の基準レベル信号の変化量によっては、ノイズが聞こえる可能性があるが、基準レベル信号を変化させている間操作確認音を出力し続けることにより、前述のノイズが隠蔽され、ユーザに与える不快感を軽減することができる。

（実施の形態３）
次に、本発明の実施の形態３によるデジタルアンプ回路について説明する。
図７は本発明の請求項３に対応する実施の形態３によるデジタルアンプ回路の一例を示すブロック図、図８は本実施の形態３によるデジタルアンプ回路が出力する音声信号を示す図である。本実施の形態３によるデジタルアンプ回路の出力は２値信号であるが、図２と同様、平滑後のアナログ波形として示している。

図７において、４１は操作確認音を発生する確認音発生回路、４２はスイッチ１１、スイッチ２１、および確認音発生回路４１を制御するシステム制御回路である。図８において、８１は基準レベル信号、８２は加算器２２の出力である。

このように構成された本実施の形態３のデジタルアンプ回路について、その動作を説明する。
本実施の形態３のデジタルアンプ回路に電源を投入した際、基準信号発生回路２０は、スピーカ１５を駆動する信号が“Ｌ”レベルに相当する基準レベル信号を出力する。また、システム制御回路４２は、スイッチ１１を加算器２１側に接続する。さらに、システム制御回路４２は、確認音発生回路４１に対し、発生する操作確認音の振幅が基準レベル信号のレベル（図８における、ｃ）と等しくなるように設定する。ついで、スイッチ２１を閉じ、確認音発生回路４１が出力する操作確認音を基準レベル信号に加算する。次に、漸増指令を基準信号発生回路２０に送り、基準レベル信号の漸増を開始する（図８における、ｔ７）。操作確認音の振幅は、基準レベル信号のレベルに連動して大きくなり、所望の振幅（図７における、ｂ）に到達すると、システム制御回路４２は、振幅の変化を停止する。以降の動作は、上記実施の形態２と同様であるので、省略する。

このような本実施の形態３によるデジタルアンプ回路においては、基準レベル信号の漸増開始直後から、操作確認音を出力する際に出力振幅が“Ｌ”レベルを下回ることによる波形のひずみ、および異音発生を防ぐことができる。

なお以上の説明では、上記操作確認音は矩形波であるものとして説明したが、これは正弦波などその他の波形のものであってもかまわない。

また上記実施の形態２においては、基準レベル信号が変化している間、操作確認音を出し続ける方法について説明したが、この方法は、上記実施の形態１、あるいは３に適用することも可能である。

また上記実施の形態３においては、操作確認音の振幅を、基準レベル信号のレベルと同じにしたが、これは基準レベル信号のレベル以下であればどのようなレベルに設定してもかまわない。たとえば徐々に振幅を上げていくことにより、ユーザにとって耳当たりのよい操作確認音を実現することができる。

また以上の説明では、従来の確認音発生回路を流用して実現する構成について述べたが、これは別途確認音発生回路を追加し、図１０のスイッチ１１を、３入力１出力タイプとして構成することもできる。

また、以上の説明では、音声処理回路９で行う処理を、オーバーサンプリング処理と、ノイズシェープ処理とし、これらの処理の後ろに、これらの処理を行った信号と操作確認音が含まれる信号とを切り替える切り替えスイッチを設けるようにしたが、操作確認音の直流レベルが時間的に前後の信号と連続的に変化するように構成していれば、オーバーサンプリング処理、あるいはノイズシェープ処理の前に、デジタル音声信号系の信号と、加算器２２の出力とを切り替えるスイッチを設けるようにしてもかまわない。

この発明にかかるデジタルアンプ回路は、カーステレオや、ポータブルコンパクトディスクプレーヤのように、ユーザが機器本体を直接見ないで操作をする場合がある電子機器において、操作ボタンを押されたことをユーザに伝える操作確認音、いわゆるビープ音を出力するための回路であり、携帯型電子機器に適用されて有用である。

本発明の実施の形態１によるデジタルアンプ回路のブロック図本発明の実施の形態１によるデジタルアンプ回路が出力する音声信号を示す図本発明の実施の形態１におけるシステム制御回路２３が行う処理のフローチャート本発明の実施の形態２によるデジタルアンプ回路のブロック図本発明の実施の形態２によるデジタルアンプ回路が出力する音声信号を示す図本発明の実施の形態２によるデジタルアンプ回路が出力する第２の音声信号を示す図本発明の実施の形態３によるデジタルアンプ回路のブロック図本発明の実施の形態３によるデジタルアンプ回路が出力する音声信号を示す図従来の操作確認音出力回路のブロック図操作確認音出力機能を有する従来のデジタルアンプ回路のブロック図従来のデジタルアンプ回路が出力する音声信号を示す図

符号の説明

１〜２：アンプ
３：マイコンチップ
４、６：抵抗
５：コンデンサ
７：音量調整回路
９：音声処理回路
１０、４１：確認音発生回路
１１、２１：スイッチ
１２、２３、３１、４２：システム制御回路
１３：ＰＷＭ変換回路
１４：インバータ
１５：スピーカ
２０：基準信号発生回路
２２：加算器
５１、８１：基準レベル信号
５２、８２：加算器２２の出力

Claims

デジタル音声信号を入力し、所定の処理を施し出力する音声処理回路と、
使用者による操作を確認するための音を発生する操作確認音信号を、生成する確認音発生回路と、
前記操作確認音の基準レベルである基準レベル信号を生成する基準信号生成回路と、
前記操作確認音信号と、前記基準レベル信号とを加算する加算回路と、
前記音声処理回路の出力と、前記加算回路の出力とのいずれか一方を選択し出力する選択回路と、
前記選択回路の出力を２値信号に変換し、該２値信号で直接、あるいは低域通過フィルタを介して、外部のスピーカを駆動する駆動回路と、を備え、
前記基準信号生成回路は、前記基準レベル信号を、電源オフ時のレベルから前記デジタル音声信号の基準レベルまで、あるいは前記デジタル音声信号の基準レベルから電源オフ時のレベルまで、徐々に変化させるものである、
ことを特徴とするデジタルアンプ回路。
請求項１記載のデジタルアンプ回路において、
前記加算回路は、前記基準レベル信号が前記操作確認音信号の振幅より大きいとき、前記操作確認音信号と、前記基準レベル信号との加算を行う、
ことを特徴とするデジタルアンプ回路。
請求項１記載のデジタルアンプ回路において、
前記確認音発生回路は、前記操作確認音信号の振幅を、前記基準レベル信号に応じて変化させる、
ことを特徴とするデジタルアンプ回路。
請求項１ないし３のいずれかに記載のデジタルアンプ回路において、
前記加算回路は、前記基準レベル信号が変化している間、前記操作確認音信号と、前記基準レベル信号とを加算し、その加算結果を前記駆動回路に出力し続けるものである、
ことを特徴とするデジタルアンプ回路。