JP2005151184A - Digital signal processing circuit, and sound signal recording and reproducing apparatus - Google Patents

Digital signal processing circuit, and sound signal recording and reproducing apparatus Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a digital signal processing circuit, by which a circuit scale is reduced and power consumption is saved. <P>SOLUTION: A sound signal, inputted from a microphone 1, is oversampled by an oversampling circuit 4. When a 24-bit digital signal obtained by oversampling is inputted to an n-order delta-sigma modulation circuit 5, first, an operation is performed as a digital filter function part 5a so as to erase the noise. Then, the operation is performed as a delta-sigma modulation function part 5b. Accordingly, the signal is converted into a 6-bit digital signal and outputted to a PWM modulation circuit 6. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、オーディオ信号処理などに使用されるデジタル信号処理回路及びこのデジタル信号処理回路を有する音声信号記録再生装置に関するもので、特に、デルタ−シグマ変調やフィルタとしての機能を備えたデジタル信号処理回路及びこのデジタル信号処理回路を有する音声信号記録再生装置に関する。   The present invention relates to a digital signal processing circuit used for audio signal processing and the like, and an audio signal recording / reproducing apparatus having the digital signal processing circuit, and more particularly, digital signal processing having a function as delta-sigma modulation or a filter. The present invention relates to a circuit and an audio signal recording / reproducing apparatus having the digital signal processing circuit.

従来より使用されている音声信号再生装置には、1ビットデジタル符号化方式の伝送路における安定性より、入力されるアナログ信号である音声信号を1ビットデジタル符号化するためのデルタ−シグマ変調回路を備えるものが提供されている(特許文献1参照)。この音声信号再生装置では、入力されたアナログ信号である音声信号をデルタ−シグマ変調することによって1ビットのデジタル信号に変換し、後段の再生部分に送信する。そして、再生部分において、この1ビットのデジタル信号を、例えば、低次のローパスフィルタなどによりアナログ信号の音声信号に復調し、音声を再生する。   Conventionally used audio signal reproduction apparatuses include a delta-sigma modulation circuit for 1-bit digital encoding of an audio signal, which is an input analog signal, due to stability in a transmission path of the 1-bit digital encoding system. (See Patent Document 1). In this audio signal reproducing apparatus, an input audio signal, which is an analog signal, is converted into a 1-bit digital signal by delta-sigma modulation and transmitted to a reproduction portion at a subsequent stage. In the reproduction portion, the 1-bit digital signal is demodulated into an analog audio signal by, for example, a low-order low-pass filter to reproduce the audio.

又、従来の音声信号再生装置として、図12のような構成のものが使用されている。図12の音声信号再生装置は、音声が入力されるマイク1と、マイク1から入力された音声信号を24ビットのデジタル信号に変換するADコンバータ2と、ADコンバータ2からの信号を符号化する符号化回路3と、符号化回路3で符号化された24ビットのデジタル信号をオーバーサンプリングしてマルチビットデジタル符号化するオーバーサンプリング回路4と、マルチビットデジタル信号であるPCM(Pulse Code Modulation)信号を1ビット符号化して左チャンネル用及び右チャンネル用それぞれのPDM(Pulse Density Modulation)信号を生成するデルタ−シグマ変調回路100と、デルターシグマ変調回路100で生成された1ビットデジタル信号である左チャンネル用及び右チャンネル用それぞれのPDM信号をアナログ信号に変換するスイッチングアンプ7,8と、スイッチングアンプ7,8からのアナログ信号より高域成分を除去するローパスフィルタ(LPF)9,10と、LPF9,10からのアナログ信号より音声を再生出力するスピーカ11,12と、を備える。   Further, as a conventional audio signal reproducing apparatus, one having a configuration as shown in FIG. 12 is used. The audio signal reproduction device in FIG. 12 encodes a microphone 1 to which audio is input, an AD converter 2 that converts the audio signal input from the microphone 1 into a 24-bit digital signal, and a signal from the AD converter 2. An encoding circuit 3; an oversampling circuit 4 for oversampling the 24-bit digital signal encoded by the encoding circuit 3 to perform multi-bit digital encoding; and a PCM (Pulse Code Modulation) signal that is a multi-bit digital signal Delta-sigma modulation circuit 100 that generates 1-bit PDM (Pulse Density Modulation) signals for the left channel and right channel, and the left channel that is a 1-bit digital signal generated by delta-sigma modulation circuit 100 Convert PDM signals for the right and right channels into analog signals Low-pass filters (LPF) 9 and 10 that remove high-frequency components from the analog signals from the switching amplifiers 7 and 8, and speakers 11 and 12 that reproduce and output audio from the analog signals from the LPFs 9 and 10. And comprising.

このような構成の音声信号再生装置に用いられるデルタ−シグマ変調回路100の構成を、図13に示す。図13のデルタ−シグマ変調回路100は、入力端子IN、出力端子OUT、乗算器101〜111、加算器112〜119、量子化器120、及び、遅延器121〜128によって構成される7次デルタ−シグマ変調回路となる。尚、図13では左右チャンネルの内の一方のチャンネルに対する構成を示すものであり、実際は、左右チャンネルそれぞれに図13のように構成される7次デルタ−シグマ変調回路を備える。   FIG. 13 shows the configuration of the delta-sigma modulation circuit 100 used in the audio signal reproducing apparatus having such a configuration. The delta-sigma modulation circuit 100 shown in FIG. 13 includes an input terminal IN, an output terminal OUT, multipliers 101 to 111, adders 112 to 119, a quantizer 120, and delay units 121 to 128. -A sigma modulation circuit. FIG. 13 shows a configuration for one of the left and right channels, and actually a 7th-order delta-sigma modulation circuit configured as shown in FIG. 13 is provided for each of the left and right channels.

このデルタ−シグマ変調回路100において、乗算器101〜111の乗算係数m1〜m11が左右チャンネルそれぞれに対して設定される。又、遅延器121〜127の信号をそれぞれ加算器112〜118に帰還することによって、加算器112〜118で積分動作が行われる。更に、加算器114,116,118からの信号がそれぞれ、遅延器123,125,127及び乗算器108,109,110を介して、加算器113,115,117に帰還させる。そして、このデルタ−シグマ変調回路100は、量子化雑音を高域に移動させるノイズシェーピングを行うIIR(Infinite-duration Impulse Response)フィルタとして働くため、LPF9,10において高域の量子化雑音が除去され、スピーカ11,12において音声を再生出力することができる。
特開平10−322215号公報
In the delta-sigma modulation circuit 100, the multiplication coefficients m1 to m11 of the multipliers 101 to 111 are set for the left and right channels, respectively. Further, the adders 112 to 118 perform the integration operation by feeding back the signals of the delay units 121 to 127 to the adders 112 to 118, respectively. Further, the signals from the adders 114, 116, and 118 are fed back to the adders 113, 115, and 117 through the delay units 123, 125, and 127 and the multipliers 108, 109, and 110, respectively. Since the delta-sigma modulation circuit 100 functions as an IIR (Infinite-duration Impulse Response) filter that performs noise shaping to move the quantization noise to a high frequency, the high frequency quantization noise is removed in the LPFs 9 and 10. The speakers 11 and 12 can reproduce and output sound.
Japanese Patent Laid-Open No. 10-322215

特許文献1における音声信号再生装置や図12のような構成の音声信号再生装置において、入力された音声信号の信号レベルを検出してその信号レベルを変化させる自動レベル制御機能を備えるとき、入力された音声信号に重畳したノイズ信号の信号レベルについても、音声信号とともに変化する。そのため、信号レベルの小さい音声信号を増幅させるため、自動レベル制御機能によりその増幅率を大きくしたとき、音声信号とともに入力されるノイズ信号についても、その信号レベルが増幅されて大きくなる。よって、ノイズを含む音声が再生出力されることとなる。又、このようなノイズ信号を除去するためには、ノイズ信号を除去するために、音声信号を通過させるようなバンドパスフィルタ(BPF)が必要となる。   In the audio signal reproducing apparatus in Patent Document 1 and the audio signal reproducing apparatus having the configuration as shown in FIG. 12, when an automatic level control function for detecting the signal level of the input audio signal and changing the signal level is provided, it is input. The signal level of the noise signal superimposed on the audio signal also changes with the audio signal. Therefore, in order to amplify an audio signal having a low signal level, when the amplification factor is increased by the automatic level control function, the signal level of the noise signal input together with the audio signal is amplified and increased. Therefore, sound including noise is reproduced and output. In addition, in order to remove such a noise signal, a band pass filter (BPF) that allows the voice signal to pass through is necessary to remove the noise signal.

又、デルタ−シグマ変調回路を、特許文献1又は図13のように構成した場合、その回路規模が大きく、消費電力が大きいため、LSI(Large Scale Integration)に搭載するのが困難であった。そのため、音声信号再生装置の小型化・軽量化が図れなかった。更に、特許文献1又は図12の音声信号再生装置において、原音に忠実な音声を再生するためには、デルタ−シグマ変調回路より出力される1ビットデジタル信号のサンプリング周波数を2.8MHz又は5.6MHzのように高い周波数とする必要がある。そのために、オーバーサンプリング回路やデルタ−シグマ変調回路を高い周波数で動作させる必要があり、その消費電力が更に大きくなる。更に、この高いサンプリング周波数による不要輻射の影響を防ぐために十分なノイズ・シールドを行う必要があり、装置を大型化及び重量化させてしまう原因となる。   Further, when the delta-sigma modulation circuit is configured as shown in Patent Document 1 or FIG. 13, it is difficult to mount on a LSI (Large Scale Integration) because the circuit scale is large and the power consumption is large. For this reason, the audio signal reproduction apparatus cannot be reduced in size and weight. Furthermore, in the audio signal reproduction apparatus of Patent Document 1 or FIG. 12, in order to reproduce sound faithful to the original sound, the sampling frequency of the 1-bit digital signal output from the delta-sigma modulation circuit is set to 2.8 MHz or 5. It is necessary to set a high frequency such as 6 MHz. Therefore, it is necessary to operate the oversampling circuit and the delta-sigma modulation circuit at a high frequency, and the power consumption is further increased. Furthermore, it is necessary to perform sufficient noise shielding to prevent the influence of unnecessary radiation due to the high sampling frequency, which causes the apparatus to be increased in size and weight.

このような問題を鑑みて、本発明は、その回路規模を小型化するとともに低消費電力とするデジタル信号処理回路を提供することを目的とする。又、本発明は、デルタ−シグマ変調機能以外の機能を備えたデジタル信号処理回路を有する音声信号記録再生装置を提供することを別の目的とする。   In view of such problems, it is an object of the present invention to provide a digital signal processing circuit that reduces the circuit scale and reduces power consumption. Another object of the present invention is to provide an audio signal recording / reproducing apparatus having a digital signal processing circuit having a function other than the delta-sigma modulation function.

上記目的を達成するために、本発明のデジタル信号処理回路は、設定された乗算係数を乗算する複数の乗算器と、複数の乗算器からの信号を加減算する加算器と、該加算器の演算結果となる信号及び入力される信号それぞれを複数の各記憶領域に格納する記憶部と、該記憶部に格納された最終的な演算結果となる信号を量子化する量子化器と、を備え、前記記憶部の前記記憶領域の一部を第1記憶領域とするとともに、前記記憶部の前記第1記憶領域以外の前記記憶領域を第2記憶領域としたとき、前記第1記憶領域の各記憶領域を用いて前記複数の乗算器と前記加算器とを繰り返し動作させることによって、入力された信号からノイズ成分を除去するデジタルフィルタ機能部として動作した後、前記第2記憶領域の各記憶領域を用いて前記複数の乗算器と前記加算器とを繰り返し動作させた後に前記量子化器で量子化することによって、前記デジタルフィルタ機能部を通過した信号にデルタ−シグマ変調を施すデルタ−シグマ変調機能部として動作することを特徴とする。   In order to achieve the above object, a digital signal processing circuit according to the present invention includes a plurality of multipliers for multiplying a set multiplication coefficient, an adder for adding and subtracting signals from the plurality of multipliers, and an operation of the adder. A storage unit that stores the resulting signal and each input signal in each of the plurality of storage areas, and a quantizer that quantizes the signal that is the final operation result stored in the storage unit, When a part of the storage area of the storage unit is a first storage area and the storage area other than the first storage area of the storage unit is a second storage area, each storage of the first storage area By operating the plurality of multipliers and the adder repeatedly using an area, the digital filter function unit that removes a noise component from the input signal is operated, and then each storage area of the second storage area is Using said It operates as a delta-sigma modulation function unit that performs delta-sigma modulation on the signal that has passed through the digital filter function unit by repeatedly operating the multiplier and the adder and then quantizing with the quantizer It is characterized by doing.

このようなデジタル信号処理回路によると、前記記憶部の前記記憶領域を遅延部として使用するとともに前記乗算器及び前記加算器で繰り返し演算処理することで、前記デジタルフィルタ機能部及び前記デルタ−シグマ変調機能部としての動作を行うことができる。   According to such a digital signal processing circuit, the digital filter function unit and the delta-sigma modulation are performed by using the storage area of the storage unit as a delay unit and repeatedly performing arithmetic processing in the multiplier and the adder. Operation as a functional unit can be performed.

又、本発明のデジタル信号処理回路は、設定された乗算係数を乗算する複数の乗算器と、複数の乗算器からの信号を加減算する加算器と、該加算器の演算結果となる信号及び入力される信号それぞれを複数の各記憶領域に格納する記憶部と、該記憶部に格納された最終的な演算結果となる信号を量子化する量子化器と、を備え、前記記憶部の前記記憶領域の一部を第1記憶領域とし、前記記憶部の前記第1記憶領域以外の前記記憶領域の一部を第2記憶領域とし、前記記憶部の第1記憶領域及び前記第2記憶領域以外の前記記憶領域の一部を第3記憶領域としたとき、前記第1記憶領域の各記憶領域を用いて前記複数の乗算器と前記加算器とを繰り返し動作させることによって、入力された信号からノイズ成分を除去するデジタルフィルタ機能部として動作するとともに、前記第3記憶領域の各記憶領域を用いて前記複数の乗算器と前記加算器とを繰り返し動作させることによって、前記デジタルフィルタ機能部を通過した信号のサンプリング周波数を高くするオーバーサンプリング機能部として動作した後、前記第2記憶領域の各記憶領域を用いて前記複数の乗算器と前記加算器とを繰り返し動作させた後に前記量子化器で量子化することによって、前記オーバーサンプリング機能部でオーバーサンプリングされた信号にデルタ−シグマ変調を施すデルタ−シグマ変調機能部として動作することを特徴とする。   Further, the digital signal processing circuit of the present invention includes a plurality of multipliers for multiplying a set multiplication coefficient, an adder for adding / subtracting signals from the plurality of multipliers, a signal and an input as an operation result of the adder. A storage unit that stores each of the signals to be stored in each of a plurality of storage areas, and a quantizer that quantizes a signal that is a final operation result stored in the storage unit, the storage unit of the storage A part of the area is a first storage area, a part of the storage area other than the first storage area of the storage unit is a second storage area, and a part other than the first storage area and the second storage area of the storage unit When a part of the storage area is a third storage area, the plurality of multipliers and the adder are operated repeatedly using each storage area of the first storage area. Digital filter machine that removes noise components And the sampling frequency of the signal that has passed through the digital filter function unit is increased by repeatedly operating the plurality of multipliers and the adder using each storage area of the third storage area. After operating as an oversampling function unit, the plurality of multipliers and the adder are repeatedly operated using each storage area of the second storage area, and then quantized by the quantizer. It operates as a delta-sigma modulation function unit that performs delta-sigma modulation on the signal oversampled by the sampling function unit.

このようなデジタル信号処理回路によると、前記記憶部の前記記憶領域を遅延部として使用するとともに前記乗算器及び前記加算器で繰り返し演算処理することで、前記デジタルフィルタ機能部及び前記オーバーサンプリング機能部及び前記デルタ−シグマ変調機能部としての動作を行うことができる。又、このようなデジタル信号処理回路において、前記オーバーサンプリング機能部において、n倍のサンプリング周波数にオーバーサンプリングするとき、前記デジタルフィルタ機能部が1周期分動作する間に、前記オーバーサンプリング機能部及び前記デルタ−シグマ変調機能部がn周期分動作する。   According to such a digital signal processing circuit, the digital filter function unit and the oversampling function unit are obtained by using the storage area of the storage unit as a delay unit and repeatedly performing arithmetic processing in the multiplier and the adder. In addition, the operation as the delta-sigma modulation function unit can be performed. In such a digital signal processing circuit, when the oversampling function unit performs oversampling to a sampling frequency of n times, the oversampling function unit and the oversampling function unit The delta-sigma modulation function unit operates for n cycles.

又、上述した各デジタル信号処理回路において、前記加算器の演算結果となる信号を一時的に格納する演算結果記憶部と、入力信号と前記演算結果記憶部からの信号と値が0となる信号の3つの信号から1つの信号を選択する第1選択部と、前記記憶部の複数の前記記憶領域に格納された複数の信号と値が0となる信号の中から1つの信号を選択する第2選択部と、前記記憶部の複数の前記記憶領域に格納された複数の信号と値が0となる信号の中から1つの信号を選択する第3選択部と、を備えるとともに、前記乗算器として、前記第1選択部で選択された信号が与えられる第1乗算器と、前記第2選択部で選択された信号が与えられるとともに前記加算器に非反転出力する第2乗算器と、前記第3選択部で選択された信号が与えられるとともに前記加算器に反転出力する第3乗算器と、を備える。このとき、前記第1乗算器において、その出力が反転出力と非反転出力との間で切換可能であるものとしても構わない。   Further, in each of the digital signal processing circuits described above, an operation result storage unit that temporarily stores a signal that is an operation result of the adder, and an input signal, a signal from the operation result storage unit, and a signal whose value is 0 A first selection unit that selects one signal from the three signals; a first selection unit that selects one signal from among a plurality of signals stored in the plurality of storage areas of the storage unit and a value of 0; And a third selection unit that selects one signal from a plurality of signals stored in the plurality of storage areas of the storage unit and a signal having a value of 0, and the multiplier A first multiplier to which the signal selected by the first selection unit is given, a second multiplier to which the signal selected by the second selection unit is given and non-inverted output to the adder, When the signal selected by the third selector is given And a third multiplier for the inverted output to the adder as well. At this time, in the first multiplier, the output may be switched between an inverted output and a non-inverted output.

上述の各デジタル信号処理回路において、前記乗算器が、入力される信号の2進数の桁をシフトさせるシフタであるとともに、前記乗算器でシフトされる桁数と前記乗算器及び前記加算器での繰り返し回数とによって乗算係数が設定される。   In each of the digital signal processing circuits described above, the multiplier is a shifter that shifts a binary digit of an input signal, and the number of digits shifted by the multiplier and the multiplier and the adder The multiplication coefficient is set according to the number of repetitions.

又、本発明の音声信号記録再生装置は、入力されるデジタル信号のサンプリング周波数を高くするオーバーサンプリング回路と、該オーバーサンプリング回路でオーバーサンプリングされたデジタル信号が入力されるとともに前記デジタルフィルタ機能部及び前記デルタ−シグマ変調機能部を備えた上述のいずれかのデジタル信号処理回路と、該デジタル信号処理回路で演算処理されたデジタル信号をパルス幅変調するPWM変調回路と、を備えることを特徴とする。   The audio signal recording / reproducing apparatus of the present invention includes an oversampling circuit for increasing a sampling frequency of an input digital signal, a digital signal oversampled by the oversampling circuit, and the digital filter function unit, One of the above-described digital signal processing circuits provided with the delta-sigma modulation function unit, and a PWM modulation circuit that performs pulse width modulation on the digital signal arithmetically processed by the digital signal processing circuit. .

このように構成することで、マイクなどの外部音声がデジタル信号に変換されて入力されたとき、前記デジタル信号処理回路において、前記デジタルフィルタ機能部でノイズ除去が行われた後、前記デルタ−シグマ変調機能部でデルタ−シグマ変調が行われ、デジタル信号のビット数が下げられる。   With this configuration, when external sound such as a microphone is converted into a digital signal and input, noise is removed by the digital filter function unit in the digital signal processing circuit, and then the delta-sigma Delta-sigma modulation is performed in the modulation function unit, and the number of bits of the digital signal is lowered.

このような音声信号記録再生装置において、前記デジタル信号処理回路の前記デジタルフィルタ機能部で処理されたデジタル信号のサンプリング周波数を低くするダウンサンプリング回路と、該ダウンサンプリング回路から出力されるデジタル信号を記録メディアに記録する記録部と、を備えるものとしても構わない。このとき、前記記録部が、前記デジタル信号をデータ圧縮する圧縮部を備えるものとしても構わない。又、前記記録メディアに記録されたデジタル信号を読み出す信号読み出し部を備え、該信号読み出し部で読み出されたデジタル信号が前記オーバーサンプリング回路に与えられるものとしても構わない。このとき、前記信号読み出し部が、前記記録メディアより読み出されたデジタル信号をデータ伸長する伸長部を備えるものとしても構わない。   In such an audio signal recording / reproducing apparatus, a downsampling circuit for lowering the sampling frequency of the digital signal processed by the digital filter function unit of the digital signal processing circuit, and a digital signal output from the downsampling circuit are recorded. And a recording unit for recording on a medium. At this time, the recording unit may include a compression unit that compresses the digital signal. Further, a signal reading unit that reads a digital signal recorded on the recording medium may be provided, and the digital signal read by the signal reading unit may be provided to the oversampling circuit. At this time, the signal reading unit may include a decompressing unit that decompresses the digital signal read from the recording medium.

又、本発明の音声信号記録再生装置は、前記デジタルフィルタ機能部及び前記オーバーサンプリング機能部及び前記デルタ−シグマ変調機能部を備えた上述のいずれかのデジタル信号処理回路と、該デジタル信号処理回路で演算処理されたデジタル信号をパルス幅変調するPWM変調回路と、を備えることを特徴とする。   The audio signal recording / reproducing apparatus according to the present invention includes any one of the above-described digital signal processing circuits including the digital filter function unit, the oversampling function unit, and the delta-sigma modulation function unit, and the digital signal processing circuit. And a PWM modulation circuit that performs pulse width modulation on the digital signal that has been arithmetically processed.

このように構成することで、マイクなどの外部音声がデジタル信号に変換されて入力されたとき、前記デジタル信号処理回路において、前記デジタルフィルタ機能部でノイズ除去が行われるとともに、前記オーバーサンプリング機能部でサンプリング周波数が高くされた後、前記デルタ−シグマ変調機能部でデルタ−シグマ変調が行われ、デジタル信号のビット数が下げられる。   With this configuration, when external sound such as a microphone is converted into a digital signal and input, noise is removed by the digital filter function unit in the digital signal processing circuit, and the oversampling function unit After the sampling frequency is increased, the delta-sigma modulation function unit performs delta-sigma modulation to reduce the number of bits of the digital signal.

このような音声信号記録再生装置において、前記デジタル信号処理回路の前記デジタルフィルタ機能部で処理されたデジタル信号を記録メディアに記録する記録部を備えるものとしても構わない。このとき、前記記録部が、前記デジタル信号をデータ圧縮する圧縮部を備えるものとしても構わない。又、記録メディアよりデジタル信号を読み出す信号読み出し部を備えるとともに、前記信号読み出し部より読み出されたデジタル信号が前記デジタル信号処理回路の前記オーバーサンプリング機能部に与えられるものとしても構わない。このとき、前記信号読み出し部が、前記記録メディアより読み出されたデジタル信号をデータ伸長する伸長部を備えるものとしても構わない。   Such an audio signal recording / reproducing apparatus may include a recording unit that records the digital signal processed by the digital filter function unit of the digital signal processing circuit on a recording medium. At this time, the recording unit may include a compression unit that compresses the digital signal. In addition, a signal reading unit that reads a digital signal from a recording medium may be provided, and the digital signal read from the signal reading unit may be provided to the oversampling function unit of the digital signal processing circuit. At this time, the signal reading unit may include a decompressing unit that decompresses the digital signal read from the recording medium.

更に、上述の各音声信号記録再生装置において、前記記録部によって記録メディアにデジタル信号を記録する際、前記デジタル信号処理回路の前記記憶部における前記記憶領域全てを前記デジタルフィルタ機能部として用いるものとしても構わない。   Further, in each of the above audio signal recording / reproducing apparatuses, when the recording unit records a digital signal on a recording medium, the entire storage area in the storage unit of the digital signal processing circuit is used as the digital filter function unit. It doesn't matter.

本発明によると、1つのデジタル処理回路によって、デジタルフィルタ機能及びデルタ−シグマ機能を備えることができるとともに、当該デジタル処理回路を構成する演算素子を繰り返し動作させて各機能を実現させるため、当該デジタル処理回路の回路規模の小型化を図ることができる。又、このようなデジタル処理回路を備えた音声信号記録再生装置において、当該デジタル処理回路1つを設けることで、デジタルフィルタ機能及びデルタ−シグマ機能を実現することができるため、従来のように、フィルタ回路とデルタ−シグマ変調回路とを別体として構成する必要がなくなる。よって、装置の小型化・軽量化を図ることができる。更に、デジタル信号処理回路にオーバーサンプリング機能部を設けることで、音声信号記録再生装置を更に小型化することができる。   According to the present invention, the digital filter function and the delta-sigma function can be provided by one digital processing circuit, and the digital elements are implemented by repeatedly operating the arithmetic elements constituting the digital processing circuit. The circuit scale of the processing circuit can be reduced. Further, in the audio signal recording / reproducing apparatus provided with such a digital processing circuit, by providing one digital processing circuit, a digital filter function and a delta-sigma function can be realized. There is no need to configure the filter circuit and the delta-sigma modulation circuit separately. Therefore, the apparatus can be reduced in size and weight. Furthermore, by providing an oversampling function unit in the digital signal processing circuit, the audio signal recording / reproducing apparatus can be further miniaturized.

<第1の実施形態>
本発明の第1の実施形態について、図面を参照して以下に説明する。図1は、本実施形態の音声信号記録再生装置の内部構成を示すブロック図である。図2は、図1の音声信号記録再生装置の信号処理回路の構成を示すブロック図である。尚、図1の音声信号記録再生装置において、図12の音声信号再生装置と同一の目的で使用する部分については、同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。
<First Embodiment>
A first embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing the internal configuration of the audio signal recording / reproducing apparatus of this embodiment. FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the signal processing circuit of the audio signal recording / reproducing apparatus of FIG. In the audio signal recording / reproducing apparatus of FIG. 1, parts used for the same purpose as those of the audio signal reproducing apparatus of FIG. 12 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

図1の音声信号記録再生装置は、マイク1と、ADコンバータ2と、符号化回路3と、オーバーサンプリング回路4と、スイッチングアンプ7,8と、LPF9,10と、スピーカ11,12と、オーバーサンプリング回路4でオーバーサンプリングされた24ビットのPCM信号にデルタ−シグマ変調を施して左チャンネル用及び右チャンネル用の6ビットのPCM信号を生成するn次デルタ−シグマ変調回路5と、n次デルタ−シグマ変調回路5で生成された左チャンネル用及び右チャンネル用それぞれのPCM信号にパルス幅変調(PWM変調)を施すPWM変調回路6と、音声信号が記録される光ディスクや光磁気ディスクなどの記録メディア13に対して音声信号の読み取り及び書き込みを行う光ピックアップ装置14と、光ピックアップ装置14によって読み出された音声信号をATRAC(Adaptive TRansform Acoustic Coding)方式などのデータ圧縮方式に従ってデータ伸長する伸長回路15と、n次デルタ−シグマ変調回路5でノイズ除去された24ビットのPCM信号をダウンサンプリングするダウンサンプリング回路16と、ダウンサンプリング回路16からの24ビットのデジタル信号をATRAC方式などのデータ圧縮方式に従って圧縮する圧縮回路17と、を備える。   1 includes a microphone 1, an AD converter 2, an encoding circuit 3, an oversampling circuit 4, switching amplifiers 7 and 8, LPFs 9 and 10, speakers 11 and 12, and an oversampling circuit. An n-order delta-sigma modulation circuit 5 that performs delta-sigma modulation on the 24-bit PCM signal oversampled by the sampling circuit 4 to generate 6-bit PCM signals for the left channel and the right channel; -PWM modulation circuit 6 that applies pulse width modulation (PWM modulation) to the PCM signals for the left channel and the right channel generated by the sigma modulation circuit 5, and recording such as an optical disk or magneto-optical disk on which an audio signal is recorded An optical pickup device 14 that reads and writes audio signals to and from the media 13, and an optical pickup. The decompression circuit 15 that decompresses the audio signal read by the up device 14 in accordance with a data compression method such as an ATRAC (Adaptive TRansform Acoustic Coding) method, and the 24-bit PCM from which noise has been removed by the n-order delta-sigma modulation circuit 5 A down-sampling circuit 16 that down-samples the signal, and a compression circuit 17 that compresses a 24-bit digital signal from the down-sampling circuit 16 according to a data compression method such as the ATRAC method.

このような構成の音声信号記録再生装置において、マイク1に音声が入力されると、アナログ信号となる音声信号がADコンバータ2に与えられて、サンプリング周波数fs(fs=44.1kHz)のデジタル信号に変換される。このデジタル信号となる音声信号は、符号化回路3において符号化されることで24ビットのデジタル信号S1に変換された後、オーバーサンプリング回路4でサンプリング周波数8fsのPCM信号S2に変換される。このサンプリング周波数8fsのPCM信号S2がn次デルタ−シグマ変調回路5に与えられる。   In the audio signal recording / reproducing apparatus having such a configuration, when audio is input to the microphone 1, an audio signal that is an analog signal is supplied to the AD converter 2 and a digital signal having a sampling frequency fs (fs = 44.1 kHz). Is converted to The audio signal to be a digital signal is encoded by the encoding circuit 3 to be converted into a 24-bit digital signal S1, and then converted into a PCM signal S2 having a sampling frequency of 8 fs by the oversampling circuit 4. The PCM signal S2 having a sampling frequency of 8 fs is supplied to the nth-order delta-sigma modulation circuit 5.

このn次デルタ−シグマ変調回路5は、入力されるPCM信号S2よりノイズ除去するハイパスフィルタ(HPF)又はLPF又はBPF又はノッチフィルタとして働くα次のデジタルフィルタ機能部5aと、デジタルフィルタ機能部5aによってノイズ除去されたPCM信号S2に対してn−α次のデルタ−シグマ変調を施すデルタ−シグマ変調機能部5bと、を備える。このn次デルタ−シグマ変調回路5については、後述する。そして、n次デルタ−シグマ変調回路5のデルタ−シグマ変調機能部5bで生成された左チャンネル用の6ビットのPCM信号S3及び右チャンネル用の6ビットのPCM信号S4がPWM変調回路6に与えられる。   The n-order delta-sigma modulation circuit 5 includes an α-order digital filter function unit 5a that functions as a high-pass filter (HPF), LPF, BPF, or notch filter that removes noise from the input PCM signal S2, and a digital filter function unit 5a. And a delta-sigma modulation function unit 5b that performs n-α-th order delta-sigma modulation on the PCM signal S2 from which noise has been removed. The n-order delta-sigma modulation circuit 5 will be described later. Then, the 6-bit PCM signal S3 for the left channel and the 6-bit PCM signal S4 for the right channel generated by the delta-sigma modulation function unit 5b of the n-th order delta-sigma modulation circuit 5 are supplied to the PWM modulation circuit 6. It is done.

PWM変調回路6では、左チャンネル用のPCM信号S3に基づいてPWM変調を行うことで、左チャンネル用の1ビットのPWM信号S5を生成するとともに、右チャンネル用のPCM信号S4に基づいてPWM変調を行うことで、右チャンネル用の1ビットのPWM信号S6を生成する。そして、PWM信号S5,S6がそれぞれスイッチングアンプ7,8に与えられると、左チャンネル用のPWM信号S5がスイッチングアンプ7によってアナログ信号に変換されて増幅されるとともに、右チャンネル用のPWM信号S6がスイッチングアンプ8によってアナログ信号に変換されて増幅される。その後、スイッチングアンプ7からのアナログ信号の高域成分がLPF9によって除去されてスピーカ11で左チャンネルの音声が再生されるとともに、スイッチングアンプ8からのアナログ信号の高域成分がLPF10によって除去されてスピーカ12で右チャンネルの音声が再生される。   The PWM modulation circuit 6 generates a 1-bit PWM signal S5 for the left channel by performing PWM modulation based on the PCM signal S3 for the left channel, and performs PWM modulation based on the PCM signal S4 for the right channel. To generate a 1-bit PWM signal S6 for the right channel. When the PWM signals S5 and S6 are supplied to the switching amplifiers 7 and 8, respectively, the left channel PWM signal S5 is converted into an analog signal by the switching amplifier 7 and amplified, and the right channel PWM signal S6 is converted into an analog signal. It is converted into an analog signal by the switching amplifier 8 and amplified. Thereafter, the high frequency component of the analog signal from the switching amplifier 7 is removed by the LPF 9 and the left channel sound is reproduced by the speaker 11, and the high frequency component of the analog signal from the switching amplifier 8 is removed by the LPF 10 and the speaker. 12, the right channel sound is reproduced.

又、記録メディア13に記録された音声信号を再生するとき、光ピックアップ装置14によって記録メディア13より読み出されたデジタル信号となる音声信号が、伸長回路15によってATRAC方式などの圧縮方式に従ってデータ伸長される。この伸長回路15でデータ伸長された24ビットのデジタル信号S1aは、サンプリング周波数fsによるデジタル信号である。そして、このデジタル信号S1aがオーバーサンプリング回路4に与えられると、符号化回路3からのデジタル信号S1と同様、8fsのサンプリング周波数でオーバーサンプリングされて24ビットのPCM信号S2が生成される。その後、オーバーサンプリング回路4及びn次デルタ−シグマ変調回路5及びPWM変調回路6及びスイッチングアンプ7,8及びLPF9,10が上述の動作を行い、スピーカ11,12より音声が再生される。   Also, when playing back an audio signal recorded on the recording medium 13, the audio signal, which is a digital signal read from the recording medium 13 by the optical pickup device 14, is decompressed by the expansion circuit 15 in accordance with a compression method such as the ATRAC method. Is done. The 24-bit digital signal S1a decompressed by the decompression circuit 15 is a digital signal having a sampling frequency fs. When this digital signal S1a is supplied to the oversampling circuit 4, as with the digital signal S1 from the encoding circuit 3, it is oversampled at a sampling frequency of 8 fs to generate a 24-bit PCM signal S2. Thereafter, the oversampling circuit 4, the n-order delta-sigma modulation circuit 5, the PWM modulation circuit 6, the switching amplifiers 7 and 8, and the LPFs 9 and 10 perform the above-described operation, and sound is reproduced from the speakers 11 and 12.

又、マイク1に入力される音声を記録メディア13に記録するとき、マイク1からの音声信号より生成された24ビットのPCM信号S2がn次デルタ−シグマ変調回路5に与えられ、デジタルフィルタ機能部5aによってノイズ除去されたPCM信号S2aがダウンサンプリング回路16に与えられる。このダウンサンプリング回路16では、24ビットのPCM信号S2aのサンプリング周波数を8fsからfsに変換して、オーバーサンプリング回路4に入力されるPCM信号S1,S1aと同一のサンプリング周波数に変換する。このようにサンプリング周波数fsとなる24ビットのPCM信号S1bを圧縮回路17においてATRAC方式などの圧縮方式に従ってデータ圧縮する。そして、圧縮回路17でデータ圧縮されて得たデジタル信号が光ピックアップ装置14に与えられると、与えられたデジタル信号を記録メディア13に記録する。尚、記録メディア13が光磁気ディスクである場合、光ピックアップ装置14には磁気ヘッドが備えられるものとする。   When recording the sound input to the microphone 1 on the recording medium 13, the 24-bit PCM signal S2 generated from the sound signal from the microphone 1 is given to the n-order delta-sigma modulation circuit 5, and the digital filter function The PCM signal S2a from which noise has been removed by the unit 5a is applied to the downsampling circuit 16. In the downsampling circuit 16, the sampling frequency of the 24-bit PCM signal S2a is converted from 8 fs to fs, and is converted to the same sampling frequency as the PCM signals S1 and S1a input to the oversampling circuit 4. The 24-bit PCM signal S1b having the sampling frequency fs is compressed in the compression circuit 17 in accordance with a compression method such as the ATRAC method. When a digital signal obtained by compressing data by the compression circuit 17 is applied to the optical pickup device 14, the applied digital signal is recorded on the recording medium 13. When the recording medium 13 is a magneto-optical disk, the optical pickup device 14 is provided with a magnetic head.

このように動作する音声記録再生装置において、符号化回路3、オーバーサンプリング回路4、n次デルタ−シグマ変調回路5、PWM変調回路6、伸長回路15、ダウンサンプリング回路16、及び圧縮回路17が、1つのシステムLSI20に搭載される。尚、本実施形態では、このようにシステムLSI20を構成するものとするが、符号化回路3、オーバーサンプリング回路4、n次デルタ−シグマ変調回路5、PWM変調回路6、伸長回路15、ダウンサンプリング回路16、及び圧縮回路17が1つのLSIに搭載されるものでなく、別々のLSIに搭載されるものとしても構わない。   In the audio recording / reproducing apparatus operating as described above, the encoding circuit 3, the oversampling circuit 4, the n-order delta-sigma modulation circuit 5, the PWM modulation circuit 6, the expansion circuit 15, the downsampling circuit 16, and the compression circuit 17 are It is mounted on one system LSI 20. In the present embodiment, the system LSI 20 is configured as described above, but the encoding circuit 3, the oversampling circuit 4, the n-order delta-sigma modulation circuit 5, the PWM modulation circuit 6, the expansion circuit 15, and the downsampling. The circuit 16 and the compression circuit 17 are not mounted on one LSI, but may be mounted on separate LSIs.

(n次デルタ−シグマ変調回路)
以下に、このような音声記録再生装置におけるn次デルタ−シグマ変調回路5の構成及び動作について、図面を参照して説明する。図2は、n次デルタ−シグマ変調回路5の内部構成を示す図である。
(N-order delta-sigma modulation circuit)
Hereinafter, the configuration and operation of the nth-order delta-sigma modulation circuit 5 in such an audio recording / reproducing apparatus will be described with reference to the drawings. FIG. 2 is a diagram showing an internal configuration of the nth-order delta-sigma modulation circuit 5.

図2のn次デルタ−シグマ変調回路5は、オーバーサンプリング回路4からのPCM信号S2が入力される入力端子INと、左右チャンネルそれぞれのPCM信号S3,S4を出力する出力端子OUTと、24ビットのデジタル信号を格納するレジスタds1_reg〜dsn_reg,out_reg,ACCと、入力端子IN又はレジスタACCからのデジタル信号又は符号0となるデジタル信号のいずれかを選択するセレクタ51と、レジスタds1_reg〜dsn_reg及び量子化器58からのデジタル信号の選択を行うセレクタ52a,53aと、セレクタ52a,53aそれぞれで選択されたデジタル信号又は符号0となるデジタル信号のいずれかを選択するセレクタ52b,53bと、セレクタ51,52b,53bそれぞれからのデジタル信号を設定されたビット数だけシフトさせるシフタ54〜56と、シフタ54〜56からのデジタル信号の加減算を行う加算器57と、レジスタout_regからの24ビットのデジタル信号の下位18ビットを0として6ビットに量子化する量子化器58と、量子化器58からのデジタル信号のうち上位6ビットのみを格納するレジスタregとによって構成されるデジタル信号処理装置である。   The n-order delta-sigma modulation circuit 5 in FIG. 2 includes an input terminal IN to which the PCM signal S2 from the oversampling circuit 4 is input, an output terminal OUT to output the PCM signals S3 and S4 of the left and right channels, and 24 bits. Registers ds1_reg to dsn_reg, out_reg, ACC, a selector 51 for selecting either a digital signal from the input terminal IN or the register ACC or a digital signal with a sign 0, registers ds1_reg to dsn_reg and quantization Selectors 52a and 53a for selecting a digital signal from the device 58, selectors 52b and 53b for selecting either a digital signal selected by the selectors 52a and 53a or a digital signal having a code 0, and selectors 51 and 52b 53b it Shifters 54 to 56 for shifting the digital signal from the shifter by the set number of bits, an adder 57 for adding and subtracting the digital signal from the shifters 54 to 56, and the lower 18 bits of the 24-bit digital signal from the register out_reg Is a digital signal processing device that includes a quantizer 58 that quantizes 6 bits with 0 and a register reg that stores only the upper 6 bits of the digital signal from the quantizer 58.

このような構成のn次デルタ−シグマ変調回路において、セレクタ51に選択信号aselが入力されることによって、入力端子INからの24ビットのPCM信号、レジスタACC内の24ビットのデジタル信号及び符号0となる24ビットのデジタル信号のいずれかが選択されて、シフタ54に出力される。シフタ54では、入力される制御信号ctl1によって倍率が設定されるとともに、その倍率に応じてデジタル信号の桁を左右にシフトさせる。即ち、1/2k(0≦k<24)倍する場合は、入力されたデジタル信号をkビット分右にシフトさせ、又、2k倍する場合は、入力されたデジタル信号をkビット分左にシフトさせる。 In the n-order delta-sigma modulation circuit having such a configuration, when the selection signal asel is input to the selector 51, the 24-bit PCM signal from the input terminal IN, the 24-bit digital signal in the register ACC, and the code 0 Is selected and output to the shifter 54. In the shifter 54, the magnification is set by the input control signal ctl1, and the digit of the digital signal is shifted left and right in accordance with the magnification. That is, when multiplying by 1/2 k (0 ≦ k <24), the input digital signal is shifted to the right by k bits, and when multiplying by 2 k , the input digital signal is by k bits. Shift left.

又、セレクタ52aに選択信号regsel_1が入力されることによって、レジスタds1_reg〜dsn_reg及び量子化器58内の24ビットのデジタル信号のいずれかが選択されて、セレクタ52bに出力される。尚、量子化器58内では、レジスタout_regから与えられる24ビットのデジタル信号を上位6ビット以外は0とすることで、6ビットに量子化された24ビットのデジタル信号が格納されている。又、セレクタ52bに選択信号bselが入力されることによって、セレクタ52aで選択された24ビットのデジタル信号及び符号0となる24ビットのデジタル信号のいずれかが選択されて、シフタ55に出力される。シフタ55では、入力される制御信号ctl2によって倍率が設定されるとともに、シフタ54と同様、その倍率に応じてデジタル信号の桁を左右にシフトさせる。   Further, when the selection signal regsel_1 is input to the selector 52a, any one of the registers ds1_reg to dsn_reg and the 24-bit digital signal in the quantizer 58 is selected and output to the selector 52b. In the quantizer 58, the 24-bit digital signal given from the register out_reg is set to 0 except for the upper 6 bits, so that the 24-bit digital signal quantized to 6 bits is stored. In addition, when the selection signal bsel is input to the selector 52b, either the 24-bit digital signal selected by the selector 52a or the 24-bit digital signal having the code 0 is selected and output to the shifter 55. . In the shifter 55, the magnification is set by the input control signal ctl2, and, similarly to the shifter 54, the digit of the digital signal is shifted to the left and right according to the magnification.

又、セレクタ53aに選択信号regsel_2が入力されることによって、レジスタds1_reg〜dsn_reg及び量子化器58内の24ビットのデジタル信号のいずれかが選択されて、セレクタ53bに出力される。又、セレクタ53bに選択信号cselが入力されることによって、セレクタ53aで選択された24ビットのデジタル信号及び符号0となる24ビットのデジタル信号のいずれかが選択されて、シフタ56に出力される。シフタ56では、入力される制御信号ctl3によって倍率が設定されるとともに、シフタ54と同様、その倍率に応じてデジタル信号の桁を左右にシフトさせる。   Further, when the selection signal regsel_2 is input to the selector 53a, any one of the registers ds1_reg to dsn_reg and the 24-bit digital signal in the quantizer 58 is selected and output to the selector 53b. In addition, when the selection signal csel is input to the selector 53b, either the 24-bit digital signal selected by the selector 53a or the 24-bit digital signal having the code 0 is selected and output to the shifter 56. . In the shifter 56, the magnification is set by the input control signal ctl3, and, like the shifter 54, the digit of the digital signal is shifted left and right in accordance with the magnification.

このように、シフタ54〜56によって、各倍率で積算された24ビットのデジタル信号は、加算器57に与えられる。そして、加算器57において、シフタ55からのデジタル信号については非反転入力され、又、シフタ56からのデジタル信号が反転入力される。又、シフタ54からのデジタル信号は、非反転入力されるか又は反転入力されるか設定される。このようにシフタ54〜56のデジタル信号が入力されることで、加算器57で加減算され、この加減算された24ビットのデジタル信号がレジスタACCに与えられ、レジスタACC内に格納される。又、量子化器58で上位6ビット以外を0とすることで6ビットに量子化された24ビットのデジタル信号は、レジスタregで6ビットのデジタル信号として格納された後、出力端子OUTより左右チャンネルそれぞれの6ビットのPCM信号としてPWM変調回路6に出力される。   In this manner, the 24-bit digital signal accumulated at each magnification by the shifters 54 to 56 is supplied to the adder 57. In the adder 57, the digital signal from the shifter 55 is non-inverted and the digital signal from the shifter 56 is inverted. The digital signal from the shifter 54 is set to be non-inverted or inverted. When the digital signals of the shifters 54 to 56 are input in this way, the adder 57 adds / subtracts the added / subtracted 24-bit digital signal to the register ACC and stores it in the register ACC. The 24-bit digital signal quantized to 6 bits by setting the bits other than the upper 6 bits to 0 in the quantizer 58 is stored as a 6-bit digital signal in the register reg, and then left and right from the output terminal OUT. It is output to the PWM modulation circuit 6 as a 6-bit PCM signal for each channel.

又、このとき、レジスタds1_reg〜dsn_regがそれぞれ、制御信号enable_1〜enable_nによって書換可能であるか否かが制御される。又、レジスタout_reg,regがそれぞれ、制御信号enable_o,enable_qによって書換可能であるか否かが制御される。   At this time, it is controlled whether or not the registers ds1_reg to dsn_reg can be rewritten by the control signals enable_1 to enable_n, respectively. Further, whether or not the registers out_reg and reg can be rewritten is controlled by control signals enable_o and enable_q, respectively.

このような構成のn次デルタ−シグマ変調回路5において、例えば、図3(a)のように、入力端子INに入力された信号に対して、乗算器101で乗算した後、加算器112で遅延器121からの信号が加算されるとともに、乗算器111で乗算された遅延器128からの信号が減算されるものとする。又、レジスタds1_regが遅延器121に相当するとともに、レジスタout_regが遅延器128に相当するものとする。このときの動作について、以下に説明する。更に、レジスタds1_regにデータdxとなる24ビットのデジタル信号が格納されているとともに、レジスタout_regにデータdyとなる24ビットのデジタル信号が格納されているものとする。   In the n-order delta-sigma modulation circuit 5 having such a configuration, for example, as shown in FIG. 3A, the signal input to the input terminal IN is multiplied by the multiplier 101 and then added by the adder 112. It is assumed that the signal from the delay device 121 is added and the signal from the delay device 128 multiplied by the multiplier 111 is subtracted. Further, it is assumed that the register ds1_reg corresponds to the delay device 121 and the register out_reg corresponds to the delay device 128. The operation at this time will be described below. Further, it is assumed that a 24-bit digital signal serving as data dx is stored in the register ds1_reg, and a 24-bit digital signal serving as data dy is stored in the register out_reg.

今、“01”となる選択信号aselがセレクタ51に与えられるため、セレクタ51の“01”入力端子に接続された入力端子INに入力されるデータ“da”のPCM信号が選択されて、シフタ54にデータ“da”が入力される。シフタ54では、制御信号ctl1によって設定された倍率1/2k1に応じたk1ビットだけデータ“da”を右にシフトさせた後、加算器57に出力する。 Since the selection signal asel that becomes “01” is supplied to the selector 51, the PCM signal of the data “da” input to the input terminal IN connected to the “01” input terminal of the selector 51 is selected, and the shifter is selected. Data “da” is input to 54. The shifter 54 shifts the data “da” to the right by k1 bits corresponding to the magnification ½ k1 set by the control signal ctl1, and then outputs it to the adder 57.

又、セレクタ52aに対して“d1”となる選択信号regsel_1が与えられるため、セレクタ52aの“d1”入力端子に接続されたレジスタds1_regのデータ“dx”のデジタル信号が選択されて、セレクタ52bに入力される。そして、セレクタ52bに対して“1”となる選択信号bselが与えられるため、セレクタ52bの“1”入力端子に接続されたセレクタ52aの出力がシフタ55に与えられる。即ち、シフタ55には、セレクタ52aで選択されたデータ“dx”が与えられる。更に、シフタ55では、制御信号ctl2によって設定される倍率が当倍率であるため、シフト動作をすることなく、加算器57に出力する。   Further, since the selection signal regsel_1 which is “d1” is given to the selector 52a, the digital signal of the data “dx” of the register ds1_reg connected to the “d1” input terminal of the selector 52a is selected, and is sent to the selector 52b. Entered. Since the selection signal bsel that is “1” is given to the selector 52b, the output of the selector 52a connected to the “1” input terminal of the selector 52b is given to the shifter 55. That is, the data “dx” selected by the selector 52 a is supplied to the shifter 55. Further, in the shifter 55, since the magnification set by the control signal ctl2 is this magnification, the shifter 55 outputs it to the adder 57 without performing a shift operation.

又、セレクタ53aに対して“do”となる選択信号regsel_2が与えられるため、セレクタ53aの“do”入力端子に接続された量子化器58で量子化されたデジタル信号が選択されて、セレクタ53bに入力される。即ち、量子化器58において、レジスタout_regのデータ“dy”の下位の18ビットを0として6ビットに量子化されて、データ“dyq”となるデジタル信号が得られる。このデータ“dyq”となるデジタル信号がセレクタ53aで選択されて、セレクタ53bに与えられる。そして、セレクタ53bに対して“1”となる選択信号cselが与えられるため、セレクタ53bの“1”入力端子に接続されたセレクタ53aの出力がシフタ56に与えられる。即ち、シフタ56には、セレクタ53aで選択されたデータ“dyq”が与えられる。更に、シフタ56では、制御信号ctl3によって設定された倍率1/2k2に応じたk2ビットだけデータ“dyq”を右にシフトさせた後、加算器57に出力する。 Further, since the selection signal regsel_2 which is “do” is given to the selector 53a, the digital signal quantized by the quantizer 58 connected to the “do” input terminal of the selector 53a is selected, and the selector 53b is selected. Is input. That is, in the quantizer 58, the lower 18 bits of the data “dy” in the register out_reg are quantized to 6 bits, and a digital signal that becomes data “dyq” is obtained. The digital signal to be the data “dyq” is selected by the selector 53a and is supplied to the selector 53b. Since the selection signal csel that is “1” is given to the selector 53b, the output of the selector 53a connected to the “1” input terminal of the selector 53b is given to the shifter 56. In other words, the data “dyq” selected by the selector 53a is supplied to the shifter 56. Further, the shifter 56 shifts the data “dyq” to the right by k2 bits corresponding to the magnification ½ k2 set by the control signal ctl3, and then outputs it to the adder 57.

そして、加算器57では、シフタ54から与えられるデータに対して、シフタ55から与えられるデータを加算するとともに、シフタ56から与えられるデータを減算する。よって、加算器57からの出力が“1/2k1×da+dx−1/2k2×dyq”となり、レジスタACCに出力される。よって、レジスタACCでは、“1/2k1×da+dx−1/2k2×dyq”が一時的に格納される。その後、レジスタds1_regへの書換を許可する制御信号enable_1が与えられるため、レジスタACCに格納されたデータ“1/2k×da+dx−1/2k2×dyq”がレジスタds1_regに格納される。 The adder 57 adds the data provided from the shifter 55 to the data provided from the shifter 54 and subtracts the data provided from the shifter 56. Therefore, the output from the adder 57 becomes “1/2 k1 × da + dx−1 / 2 k2 × dyq” and is output to the register ACC. Therefore, “1/2 k1 × da + dx−1 / 2 k2 × dyq” is temporarily stored in the register ACC. Thereafter, since the control signal enable_1 that permits rewriting to the register ds1_reg is given, the data “1/2 k × da + dx−1 / 2 k2 × dyq” stored in the register ACC is stored in the register ds1_reg.

このとき、乗算器101,111の乗算係数がそれぞれ、1/2k1、1/2k2であるときは、上述のようにして演算した結果“1/2k1×da+dx−1/2k2×dyq”が、加算器112からの出力であるものとして、データ“1/2k1×da+dx−1/2k2×dyq”をレジスタds1_regに格納して動作を終了させる。即ち、例えば、乗算器101,111の乗算係数をそれぞれ、0.5(=1/2)、0.25(=1/4)とすると、シフタ54で1ビット右にシフトさせるとともにシフタ56で2ビット右にシフトさせることで、レジスタACCに、“1/2×da+dx−1/4×dyq”となるデータが入力される。そして、この“1/2×da+dx−1/4×dyq”となるデータがレジスタds1_regに格納されて、図3(a)における演算処理が終了する。尚、このとき、シフタ54から加算器57への入力は非反転入力とされる。 In this case, each multiplier coefficient of the multiplier 101 and 111, 1/2 k1, 1/ 2 when it is k2, the result of calculation as described above "1/2 k1 × da + dx- 1/2 k2 × dyq "Is the output from the adder 112, the data" 1/2 k1 * da + dx-1 / 2 k2 * dyq "is stored in the register ds1_reg, and the operation is terminated. That is, for example, if the multiplication coefficients of the multipliers 101 and 111 are 0.5 (= 1/2) and 0.25 (= 1/4), respectively, the shifter 54 shifts the data to the right by 1 bit and the shifter 56 By shifting to the right by 2 bits, data of “1/2 × da + dx−1 / 4 × dyq” is input to the register ACC. Then, the data “1/2 × da + dx−1 / 4 × dyq” is stored in the register ds1_reg, and the arithmetic processing in FIG. At this time, the input from the shifter 54 to the adder 57 is a non-inverting input.

又、乗算器101,111の乗算係数がそれぞれ、Σ(1/2k1)、Σ(1/2k2)となるとき、その乗算係数の値に応じて、上述のセレクタ51,52a,52b,53a,53b及びシフタ54〜56及び加算器57における処理動作を繰り返す。このときの動作について、まず、乗算器101の乗算係数が0.75(=1/2+1/4)であるとともに乗算器111の乗算係数が0.875(=1/2+1/4+1/8)であるときの動作を例に挙げて説明する。 When the multiplication coefficients of the multipliers 101 and 111 are Σ (1/2 k1 ) and Σ (1/2 k2 ), respectively, the selectors 51, 52a, 52b, The processing operations in 53a and 53b, the shifters 54 to 56, and the adder 57 are repeated. Regarding the operation at this time, first, the multiplication coefficient of the multiplier 101 is 0.75 (= 1/2 + 1/4) and the multiplication coefficient of the multiplier 111 is 0.875 (= 1/2 + 1/4 + 1/8). An operation at a certain time will be described as an example.

まず、データを1ビット右にシフトさせるための制御信号ctl1,ctl3がシフタ54,56に与えられるとともに、シフタ54から加算器57への入力が非反転入力とされる。このとき、シフト動作させないための制御信号ctl2がシフタ55に与えられる。選択信号aselの値が“01”とされ、選択信号bsel,cselの値がそれぞれ“1”とされ、選択信号reg_sel1の値が“d1”とされ、選択信号reg_sel2の値が“do”とされる。   First, control signals ctl1 and ctl3 for shifting data to the right by 1 bit are given to the shifters 54 and 56, and the input from the shifter 54 to the adder 57 is a non-inverted input. At this time, a control signal ctl2 for preventing the shift operation is applied to the shifter 55. The value of the selection signal asel is “01”, the values of the selection signals bsel and csel are each “1”, the value of the selection signal reg_sel1 is “d1”, and the value of the selection signal reg_sel2 is “do”. The

よって、セレクタ51で選択された入力端子INからのデータ“da”がシフタ54で1ビット右にシフトされる。又、レジスタout_regのデータ“dy”が量子化器58で量子化されてデータ“dyq”が得られると、このデータ“dyq”がセレクタ53a,53bで選択された後に、シフタ56で1ビット右にシフトされる。このとき、シフト動作を行わないシフト55にはレジスタds1_regのデータ“dx”が与えられる。そして、加算器57で、シフタ54からの“1/2×da”に、シフタ55からの“dx”が加算されるとともに、シフタ56からの“1/2×dyq”が減算される。よって、“1/2×da+dx−1/2×dyq”となるデータが、レジスタACCに格納された後、レジスタds1_regに格納される。   Therefore, the data “da” from the input terminal IN selected by the selector 51 is shifted to the right by 1 bit by the shifter 54. When the data “dyq” in the register out_reg is quantized by the quantizer 58 to obtain data “dyq”, the data “dyq” is selected by the selectors 53a and 53b, and then the shifter 56 1 bit right. Shifted to. At this time, the data “dx” of the register ds1_reg is given to the shift 55 that does not perform the shift operation. Then, the adder 57 adds “dx” from the shifter 55 to “1/2 × da” from the shifter 54 and subtracts “1/2 × dyq” from the shifter 56. Therefore, the data “1/2 × da + dx−1 / 2 × dyq” is stored in the register ACC and then stored in the register ds1_reg.

次に、データを2ビット右にシフトさせるための制御信号ctl1,ctl3がシフタ54,56に与えられる。このとき、選択信号asel〜csel,reg_sel1,reg_sel2は同一である。よって、セレクタ51で選択された入力端子INからのデータ“da”がシフタ54で2ビット右にシフトされるとともに、セレクタ53a,53bで選択された量子化器58で量子化されたデータ“dyq”がシフタ56で2ビット右にシフトされる。そして、シフト動作を行わないシフト55にはレジスタds1_regのデータ“1/2×da+dx−1/2×dyq”が与えられる。そして、加算器57で、シフタ54からの“1/4×da”に、シフタ55からの“1/2×da+dx−1/2×dyq”が加算されるとともに、シフタ56からの“1/4×dyq”が減算される。よって、“(1/2+1/4)×da+dx−(1/2+1/4)×dyq”となるデータが、レジスタACCに格納された後、レジスタds1_regに格納される。   Next, control signals ctl1 and ctl3 for shifting data to the right by 2 bits are given to the shifters 54 and 56, respectively. At this time, the selection signals asel to csel, reg_sel1, reg_sel2 are the same. Therefore, the data “da” from the input terminal IN selected by the selector 51 is shifted to the right by 2 bits by the shifter 54, and the data “dyq” quantized by the quantizer 58 selected by the selectors 53a and 53b. "Is shifted right by 2 bits in the shifter 56. Then, the data “1/2 × da + dx−1 / 2 × dyq” of the register ds1_reg is given to the shift 55 that does not perform the shift operation. Then, the adder 57 adds “1/2 × da + dx−1 / 2 × dyq” from the shifter 55 to “¼ × da” from the shifter 54, and also adds “1 / × from the shifter 56. 4 × dyq ″ is subtracted. Therefore, the data “(1/2 + 1/4) × da + dx− (1/2 + 1/4) × dyq” is stored in the register ACC and then stored in the register ds1_reg.

最後に、選択信号aselを“00”とするとともに、データを3ビット右にシフトさせるための制御信号ctl3がシフタ56に与えられる。このとき、選択信号bsel,csel,reg_sel1,reg_sel2は同一である。よって、セレクタ51では、“00”入力端子に入力される24ビットの全桁が0となるデータが選択されて、シフタ54を介して加算器57に与えられる。又、セレクタ53a,53bで選択された量子化器58で量子化されたデータ“dyq”がシフタ56で3ビット右にシフトされる。そして、シフト動作を行わないシフト55にはレジスタds1_regのデータ“(1/2+1/4)×da+dx−(1/2+1/4)×dyq”が与えられる。そして、加算器57で、シフタ55からの“(1/2+1/4)×da+dx−(1/2+1/4)×dyq”に、シフタ56からの“1/8×dyq”が減算される。よって、“(1/2+1/4)×da+dx−(1/2+1/4+1/8)×dyq”となるデータが、レジスタACCに格納された後、レジスタds1_regに格納される。   Finally, the selection signal asel is set to “00” and the control signal ctl3 for shifting the data to the right by 3 bits is given to the shifter 56. At this time, the selection signals bsel, csel, reg_sel1, reg_sel2 are the same. Therefore, the selector 51 selects data in which all 24-bit digits that are input to the “00” input terminal are 0, and supplies the selected data to the adder 57 via the shifter 54. Further, the data “dyq” quantized by the quantizer 58 selected by the selectors 53a and 53b is shifted rightward by 3 bits by the shifter 56. Then, the data “(1/2 + 1/4) × da + dx− (1/2 + 1/4) × dyq” of the register ds1_reg is given to the shift 55 that does not perform the shift operation. Then, the adder 57 subtracts “1/8 × dyq” from the shifter 56 to “(1/2 + 1/4) × da + dx− (1/2 + 1/4) × dyq” from the shifter 55. Therefore, data “(1/2 + 1/4) × da + dx− (1/2 + 1/4 + 1/8) × dyq” is stored in the register ACC and then stored in the register ds1_reg.

このように、加算器57において3回加算処理を行うことで、乗算係数0.75、0875となる乗算器101,111と加算器112とによる動作を行い、その演算結果をレジスタds1_regに格納する。即ち、加算器57における2回の加算処理で、乗算係数0.75の乗算器101及び加算器112に対する動作が行われるとともに、加算器57における3回の加算処理で、乗算係数0.875の乗算器111及び加算器112に対する動作が行われる。   In this way, by performing the addition process three times in the adder 57, the operations by the multipliers 101 and 111 and the adder 112 having the multiplication coefficients of 0.75 and 0875 are performed, and the calculation result is stored in the register ds1_reg. . In other words, the operation for the multiplier 101 and the adder 112 with a multiplication coefficient of 0.75 is performed by two addition processes in the adder 57, and the multiplication coefficient of 0.875 is obtained by three addition processes in the adder 57. Operations for the multiplier 111 and the adder 112 are performed.

次に、乗算器101の乗算係数が0.9375(=1/2+1/4+1/8+1/16)であるとともに乗算器111の乗算係数が0.875(=1/2+1/4+1/8)であるときの動作を例に挙げて説明する。   Next, the multiplication coefficient of the multiplier 101 is 0.9375 (= 1/2 + 1/4 + 1/8 + 1/16) and the multiplication coefficient of the multiplier 111 is 0.875 (= 1/2 + 1/4 + 1/8). The operation at that time will be described as an example.

まず、シフト動作させないための制御信号ctl1〜ctl3がシフタ54〜56に与えられるとともに、シフタ54から加算器57への入力が非反転入力とされる。又、選択信号aselの値が“01”とされ、選択信号bsel,cselの値がそれぞれ“1”とされ、選択信号reg_sel1の値が“d1”とされ、選択信号reg_sel2の値が“do”とされる。よって、シフト動作を行わないシフタ54〜56からそれぞれ、入力端子INからのデータ“da”及びレジスタds1_regのデータ“dx”及び量子化器58のデータ“dyq”が加算器57に与えられる。そして、加算器57で加算処理されることで、“da+dx−dyq”となるデータが、レジスタACCに格納された後、レジスタds1_regに格納される。   First, control signals ctl1 to ctl3 for preventing the shift operation are applied to the shifters 54 to 56, and the input from the shifter 54 to the adder 57 is a non-inverting input. The value of the selection signal asel is “01”, the values of the selection signals bsel and csel are each “1”, the value of the selection signal reg_sel1 is “d1”, and the value of the selection signal reg_sel2 is “do”. It is said. Therefore, the data “da” from the input terminal IN, the data “dx” of the register ds1_reg, and the data “dyq” of the quantizer 58 are supplied to the adder 57 from the shifters 54 to 56 that do not perform the shift operation. Then, by performing addition processing in the adder 57, data “da + dx−dyq” is stored in the register ACC and then stored in the register ds1_reg.

次に、データを4ビット右にシフトさせるための制御信号ctl1がシフタ54に与えられるとともに、シフタ54から加算器57への入力が反転入力とされる。又、選択信号cselが“0”とされる。よって、セレクタ51で選択された入力端子INからのデータ“da”がシフタ54で4ビット右にシフトされる。又、セレクタ53bでは、“0”入力端子に入力される24ビットの全桁が0となるデータが選択されて、シフタ56を介して加算器57に与えられる。そして、シフト動作を行わないシフト55にはレジスタds1_regのデータ“da+dx−dyq”が与えられるため、加算器57で加算処理されることで、“(1−1/16)×da+dx−dyq”となるデータが、レジスタACCに格納された後、レジスタds1_regに格納される。   Next, a control signal ctl1 for shifting data to the right by 4 bits is given to the shifter 54, and an input from the shifter 54 to the adder 57 is an inverted input. Further, the selection signal csel is set to “0”. Therefore, the data “da” from the input terminal IN selected by the selector 51 is shifted right by 4 bits by the shifter 54. The selector 53 b selects data in which all 24-bit digits that are input to the “0” input terminal are 0, and supplies the selected data to the adder 57 via the shifter 56. Since the data “da + dx−dyq” of the register ds1_reg is given to the shift 55 that does not perform the shift operation, the addition processing is performed by the adder 57, so that “(1-1 / 16) × da + dx−dyq” is obtained. Is stored in the register ACC and then in the register ds1_reg.

最後に、シフト動作させないための制御信号ctl1がシフタ54に与えられるとともに、データを3ビット右にシフトさせるための制御信号ctl2がシフタ55に与えられる。又、選択信号regsel_1が“do”とされるとともに、選択信号aselが“10”とされる。更に、シフタ54から加算器57への入力が非反転入力とされる。よって、セレクタ51では、“10”入力端子に接続されるレジスタACCに格納される“(1−1/16)×da+dx−dyq”となるデータが選択されて、シフタ54を介して加算器57に与えられる。又、セレクタ52a,52bで選択された量子化器58のデータ“dyq”がシフタ55で3ビット右にシフトされる。そして、加算器57で加算処理されることで、“(1−1/16)×da+dx−(1−1/8)dyq”となるデータが、レジスタACCに格納された後、レジスタds1_regに格納される。   Finally, a control signal ctl1 for preventing the shift operation is given to the shifter 54, and a control signal ctl2 for shifting the data to the right by 3 bits is given to the shifter 55. Further, the selection signal regsel_1 is set to “do” and the selection signal asel is set to “10”. Further, the input from the shifter 54 to the adder 57 is a non-inverting input. Therefore, the selector 51 selects data “(1-1 / 16) × da + dx−dyq” stored in the register ACC connected to the “10” input terminal, and adds the adder 57 via the shifter 54. Given to. Also, the data “dyq” of the quantizer 58 selected by the selectors 52a and 52b is shifted right by 3 bits by the shifter 55. Then, by adding the data in the adder 57, the data “(1-1 / 16) × da + dx− (1-1 / 8) dyq” is stored in the register ACC and then stored in the register ds1_reg. Is done.

上述のようにして演算処理して得られる“(1−1/16)×da+dx−(1−1/8)dyq”となるデータは、“(1/2+1/4+1/8+1/16)×da+dx−(1/2+1/4+1/8)dyq”と等しい。このように、加算器57における3回の加算処理を行うことで、乗算係数0.9375、0875となる乗算器101,111と加算器112とによる動作を行い、その演算結果をレジスタds1_regに格納する。即ち、加算器57における1回目と2回目の加算処理で、乗算係数0.9375の乗算器101及び加算器112に対する動作が行われるとともに、加算器57における1回目と3回目の加算処理で、乗算係数0.875の乗算器111及び加算器112に対する動作が行われる。本例のように、加算器57で減算処理を用いることで、加算器57での演算処理回数を減少させることができ、演算処理にかかる負担を低減することができる。   The data “(1-1 / 16) × da + dx− (1-1 / 8) dyq” obtained by the arithmetic processing as described above is “(1/2 + 1/4 + 1/8 + 1/16) × da + dx”. -(1/2 + 1/4 + 1/8) dyq ". In this way, by performing the addition process three times in the adder 57, the operations of the multipliers 101 and 111 and the adder 112 having multiplication coefficients of 0.9375 and 0875 are performed, and the calculation result is stored in the register ds1_reg. To do. That is, in the first and second addition processing in the adder 57, the multiplication coefficient 0.9375 is operated on the multiplier 101 and the adder 112, and in the first and third addition processing in the adder 57, Operations are performed on the multiplier 111 and the adder 112 having a multiplication coefficient of 0.875. As in this example, by using the subtraction process in the adder 57, the number of calculation processes in the adder 57 can be reduced, and the burden on the calculation process can be reduced.

又、n次デルタ−シグマ変調回路5において、例えば、図3(b)のように、加算器112からの信号に対して、乗算器102で乗算した後、加算器113で遅延器122からの信号が加算されるとともに、乗算器108で乗算された遅延器123からの信号が減算されるものとする。又、レジスタds2_regが遅延器122に相当するとともに、レジスタds3_regが遅延器123に相当するものとする。このときの動作について、以下に説明する。尚、レジスタds2_regにデータ“ds”となる24ビットのデジタル信号が格納されているとともに、レジスタds3_regにデータ“dt”となる24ビットのデジタル信号が格納されているものとする。又、乗算器102,108の乗算係数をそれぞれ、0.875、0.75とする。   Further, in the n-order delta-sigma modulation circuit 5, for example, as shown in FIG. 3B, the signal from the adder 112 is multiplied by the multiplier 102, and then the adder 113 outputs the signal from the delay device 122. It is assumed that the signal is added and the signal from the delay unit 123 multiplied by the multiplier 108 is subtracted. Further, it is assumed that the register ds2_reg corresponds to the delay device 122 and the register ds3_reg corresponds to the delay device 123. The operation at this time will be described below. It is assumed that a 24-bit digital signal serving as data “ds” is stored in the register ds2_reg, and a 24-bit digital signal serving as data “dt” is stored in the register ds3_reg. The multiplication coefficients of the multipliers 102 and 108 are set to 0.875 and 0.75, respectively.

まず、加算器112の前段での演算結果であるデータ“db”がレジスタACC,ds1_regに格納されると、選択信号asel,bsel,cselがそれぞれ、“10”、“1”、“1”とされる。又、選択信号regsel_1,regsel_2がそれぞれ、“d2”、“d3”とされる。更に、シフト動作させないための制御信号ctl1〜ctl3がシフタ54〜56に与えられるとともに、シフタ54から加算器57への入力が非反転入力とされる。   First, when data “db”, which is an operation result in the previous stage of the adder 112, is stored in the registers ACC and ds1_reg, the selection signals asel, bsel, and csel are “10”, “1”, and “1”, respectively. Is done. The selection signals regsel_1 and regsel_2 are set to “d2” and “d3”, respectively. Further, control signals ctl1 to ctl3 for preventing the shift operation are supplied to the shifters 54 to 56, and the input from the shifter 54 to the adder 57 is a non-inverting input.

よって、セレクタ51の“10”入力端子に接続されるレジスタACCに格納されたデータ“db”が、シフタ54を介して加算器57に与えられる。又、セレクタ52a,52bによってレジスタds2_regに格納されたデータ“ds”が選択されると、シフタ55を介して加算器57に与えられる。更に、セレクタ53a,53bによってレジスタds3_regに格納されたデータ“dt”が選択されると、シフタ56を介して加算器57に与えられる。そして、加算器57で加算処理されることで、“db+ds−dt”となるデータが、レジスタACCに格納された後、制御信号enable_2によって書換許可されたレジスタds2_regに格納される。   Therefore, the data “db” stored in the register ACC connected to the “10” input terminal of the selector 51 is supplied to the adder 57 via the shifter 54. Further, when the data “ds” stored in the register ds2_reg is selected by the selectors 52a and 52b, it is given to the adder 57 via the shifter 55. Further, when the data “dt” stored in the register ds3_reg is selected by the selectors 53a and 53b, it is given to the adder 57 via the shifter 56. The adder 57 performs addition processing, so that the data “db + ds−dt” is stored in the register ACC and then stored in the register ds2_reg that is permitted to be rewritten by the control signal enable_2.

次に、選択信号regsel_1,regsel_2がそれぞれ、“d3”、“d1”とされる。又、データを1ビット右にシフトさせるための制御信号ctl2がシフタ55に与えられるとともに、データを1ビット右にシフトさせるための制御信号ctl3がシフタ56に与えられる。よって、セレクタ51の“10”入力端子に接続されるレジスタACCに格納されたデータ“db+ds−dt”が、シフタ54を介して加算器57に与えられる。又、セレクタ52a,52bによってレジスタds3_regに格納されたデータ“dt”が選択されると、シフタ55で2ビット右にシフトされて加算器57に与えられる。更に、セレクタ53a,53bによってレジスタds1_regに格納されたデータ“db”が選択されると、シフタ56で3ビット右にシフトされて加算器57に与えられる。そして、加算器57で加算処理されることで、“(1−1/8)db+ds−(1−1/4)dt”となるデータが、レジスタACCに格納された後、レジスタds2_regに格納される。   Next, the selection signals regsel_1 and regsel_2 are set to “d3” and “d1”, respectively. A control signal ctl2 for shifting data to the right by 1 bit is given to the shifter 55, and a control signal ctl3 for shifting data to the right by 1 bit is given to the shifter. Therefore, the data “db + ds−dt” stored in the register ACC connected to the “10” input terminal of the selector 51 is supplied to the adder 57 via the shifter 54. Further, when the data “dt” stored in the register ds3_reg is selected by the selectors 52a and 52b, the data is shifted right by 2 bits by the shifter 55 and supplied to the adder 57. Further, when the data “db” stored in the register ds1_reg is selected by the selectors 53a and 53b, the data is shifted to the right by 3 bits by the shifter 56 and supplied to the adder 57. Then, by adding the data in the adder 57, the data “(1-1 / 8) db + ds− (1-1 / 4) dt” is stored in the register ACC and then in the register ds2_reg. The

このように、加算器57において2回加算処理を行うことで、乗算係数0.875、075となる乗算器102,108と加算器113とによる動作を行い、その演算結果をレジスタds2_regに格納する。   In this way, by performing the addition process twice in the adder 57, the operations of the multipliers 102 and 108 and the adder 113 having the multiplication coefficients of 0.875 and 075 are performed, and the calculation result is stored in the register ds2_reg. .

又、n次デルタ−シグマ変調回路5において、例えば、図3(c)のように、加算器112〜114からの信号が、加算器119で加算されるとともに、量子化器120で6ビットに量子化されるものとする。又、レジスタds1_reg〜ds3_regがそれぞれ、加算器112〜114の演算結果を格納するものとする。このときの動作について、以下に説明する。尚、レジスタds1_reg,ds2_reg,ds3_regそれぞれにデータ“dj”、“dk”、“dl”となる24ビットのデジタル信号が格納されているものとする。   Further, in the n-order delta-sigma modulation circuit 5, for example, as shown in FIG. 3C, the signals from the adders 112 to 114 are added by the adder 119 and converted to 6 bits by the quantizer 120. It shall be quantized. Also, it is assumed that the registers ds1_reg to ds3_reg store the calculation results of the adders 112 to 114, respectively. The operation at this time will be described below. It is assumed that 24-bit digital signals serving as data “dj”, “dk”, and “dl” are stored in the registers ds1_reg, ds2_reg, and ds3_reg, respectively.

まず、加算器119での演算結果となるデータ“dl”がレジスタACC,ds3_regに格納されると、選択信号asel,bsel,cselがそれぞれ、“10”、“1”、“0”とされる。又、選択信号regsel_1が“d1”とされる。更に、シフト動作させないための制御信号ctl1〜ctl3がシフタ54〜56に与えられるとともに、シフタ54から加算器57への入力が非反転入力とされる。   First, when the data “dl” that is the operation result in the adder 119 is stored in the registers ACC and ds3_reg, the selection signals asel, bsel, and csel are set to “10”, “1”, and “0”, respectively. . The selection signal regsel_1 is set to “d1”. Further, control signals ctl1 to ctl3 for preventing the shift operation are supplied to the shifters 54 to 56, and the input from the shifter 54 to the adder 57 is a non-inverting input.

よって、セレクタ51の“10”入力端子に接続されるレジスタACCに格納されたデータ“dl”が、シフタ54を介して加算器57に与えられる。又、セレクタ52a,52bによってレジスタds1_regに格納されたデータ“dj”が選択されると、シフタ55を介して加算器57に与えられる。更に、セレクタ53bでは、“0”入力端子に入力される24ビットの全桁が0となるデータが選択されて、シフタ56を介して加算器57に与えられる。そして、加算器57で加算処理されることで、“dj+dl”となるデータが、レジスタACCに格納された後、制御信号enable_oによって書換許可されたレジスタout_regに格納される。   Therefore, the data “dl” stored in the register ACC connected to the “10” input terminal of the selector 51 is supplied to the adder 57 via the shifter 54. Further, when the data “dj” stored in the register ds1_reg is selected by the selectors 52a and 52b, it is given to the adder 57 via the shifter 55. Further, the selector 53 b selects data in which all 24-bit digits that are input to the “0” input terminal are 0, and supplies the selected data to the adder 57 via the shifter 56. Then, by performing addition processing in the adder 57, data “dj + dl” is stored in the register ACC and then stored in the register out_reg that is rewritten by the control signal enable_o.

次に、選択信号regsel_1が、“d2”とされる。よって、セレクタ51の“10”入力端子に接続されるレジスタACCに格納されたデータ“dj+dl”が、シフタ54を介して加算器57に与えられる。又、セレクタ52a,52bによってレジスタds2_regに格納されたデータ“dk”が選択されると、シフタ55を介して加算器57に与えられる。そして、加算器57で加算処理されることで、“dj+dk+dl”となるデータが、レジスタACCに格納された後、レジスタout_regに格納される。このレジスタout_regに格納されるデータ“dj+dk+dl”が、量子化器58で下位16ビットのデータが0とされて6ビットのデジタル信号に量子化される。そして量子化器58で量子化されたデジタル信号の上位6ビットのデータが、制御信号enable_qによって書換許可されたレジスタregに格納された後、出力端子OUTより6ビットのデジタル信号が格納される。   Next, the selection signal regsel_1 is set to “d2”. Therefore, the data “dj + dl” stored in the register ACC connected to the “10” input terminal of the selector 51 is supplied to the adder 57 via the shifter 54. Further, when the data “dk” stored in the register ds2_reg is selected by the selectors 52a and 52b, it is given to the adder 57 through the shifter 55. Then, addition processing is performed by the adder 57, whereby data “dj + dk + dl” is stored in the register ACC and then stored in the register out_reg. The data “dj + dk + dl” stored in the register out_reg is quantized into a 6-bit digital signal by the quantizer 58 by setting the lower 16 bits of data to 0. The high-order 6-bit data of the digital signal quantized by the quantizer 58 is stored in the register reg that is permitted to be rewritten by the control signal enable_q, and then the 6-bit digital signal is stored from the output terminal OUT.

このように、加算器57において2回加算処理を行うことで、加算器112〜114の演算結果を加算する加算器119による動作を行い、その演算結果をレジスタout_regに格納する。そして、この演算結果を6ビットに量子化する量子化器120による動作を、量子化器58及びレジスタregによって行った後、出力端子OUTより出力する。   In this manner, by performing the addition process twice in the adder 57, the operation by the adder 119 that adds the calculation results of the adders 112 to 114 is performed, and the calculation result is stored in the register out_reg. The operation of the quantizer 120 that quantizes the calculation result to 6 bits is performed by the quantizer 58 and the register reg, and then output from the output terminal OUT.

このように動作するn次デルタ−シグマ変調回路5では、レジスタds1_reg〜dsα_regがデジタルフィルタ機能部5aの一部として使用されるとともに、レジスタdsα+1_reg〜dsn_regがn−α次のデルタ−シグマ変調機能部5bの一部として使用される。以下では、説明を簡単にするために、n=4、α=1として、その動作を説明する。又、このときのn(4)次デルタ−シグマ変調回路5の構成を、図4に示す。即ち、図4では、レジスタds1_reg〜ds4_regが構成されるものとなるとともに、レジスタds1_regがデジタルフィルタ機能部5aの一部として動作し、又、レジスタds2_reg〜ds4_regがデルタ−シグマ変調機能部5bの一部として動作する。   In the n-order delta-sigma modulation circuit 5 operating as described above, the registers ds1_reg to dsα_reg are used as a part of the digital filter function unit 5a, and the registers dsα + 1_reg to dsn_reg are n-αth order delta-sigma modulation function units. Used as part of 5b. Hereinafter, in order to simplify the description, the operation will be described with n = 4 and α = 1. The configuration of the n (4) -order delta-sigma modulation circuit 5 at this time is shown in FIG. That is, in FIG. 4, the registers ds1_reg to ds4_reg are configured, the register ds1_reg operates as a part of the digital filter function unit 5a, and the registers ds2_reg to ds4_reg are one of the delta-sigma modulation function unit 5b. Operates as a part.

又、n次デルタ−シグマ変調回路5が図4のように構成されるとき、更に、デジタルフィルタ機能部5aが図5のような2素子フィルタで構成されるとともに、デルタ−シグマ変調機能部5bが図6のような3次のデルタ−シグマ変調回路で構成されるものとする。即ち、デジタルフィルタ機能部5aが、オーバーサンプリング回路4からのPCM信号S2が入力される遅延器61と、PCM信号S2に係数maを乗算する乗算器62と、遅延器61からの信号に係数mbを乗算する乗算器63と、乗算器62,63からの信号を加算する加算器64とによって構成される2素子フィルタと等価である。又、デルタ−シグマ変調機能部5bが、乗算器101〜103,108,111と、加算器112〜114,119と、遅延器121〜123,128と、量子化器120によって構成される3次のデルタ−シグマ変調回路と等価である。   When the n-th order delta-sigma modulation circuit 5 is configured as shown in FIG. 4, the digital filter function unit 5a is further formed of a two-element filter as shown in FIG. 5, and the delta-sigma modulation function unit 5b. Is constituted by a third-order delta-sigma modulation circuit as shown in FIG. That is, the digital filter function unit 5a includes a delay unit 61 to which the PCM signal S2 from the oversampling circuit 4 is input, a multiplier 62 that multiplies the PCM signal S2 by the coefficient ma, and a signal from the delay unit 61 to the coefficient mb. This is equivalent to a two-element filter constituted by a multiplier 63 that multiplies and an adder 64 that adds signals from the multipliers 62 and 63. Further, the delta-sigma modulation function unit 5b is a third order composed of multipliers 101 to 103, 108 and 111, adders 112 to 114 and 119, delay units 121 to 123 and 128, and a quantizer 120. This is equivalent to a delta-sigma modulation circuit.

このように構成されるとき、まず、オーバーサンプリング回路4からのPCM信号が入力端子INから入力されると、レジスタds1_regに格納されたデジタル信号が読み出される。このとき、セレクタ51,52a,52b,53a,53b及びシフタ54〜56及び加算器57が上述で説明したように動作することで、入力端子INからのデジタル信号とレジスタds1_reg内のデジタル信号とに対して演算処理を施す。このようにすることで、入力端子INに入力されるデジタル信号に乗算器62の乗算係数が乗算されるとともに、遅延器61に相当するレジスタds1_regから読み出されたデジタル信号に乗算器63の乗算係数が乗算されて、加算される。その後、加算器64で得られるデジタル信号が加算器57より出力されると、レジスタACCに格納された後、レジスタds1_regに格納される。即ち、レジスタds1_regには、オーバーサンプリング回路4からのPCM信号を2素子フィルタを通過させて得られたデジタル信号が格納される。   In such a configuration, first, when the PCM signal from the oversampling circuit 4 is input from the input terminal IN, the digital signal stored in the register ds1_reg is read out. At this time, the selectors 51, 52a, 52b, 53a, 53b, the shifters 54 to 56, and the adder 57 operate as described above, thereby converting the digital signal from the input terminal IN and the digital signal in the register ds1_reg. Arithmetic processing is performed. Thus, the digital signal input to the input terminal IN is multiplied by the multiplication coefficient of the multiplier 62, and the digital signal read from the register ds1_reg corresponding to the delay unit 61 is multiplied by the multiplier 63. The coefficients are multiplied and added. Thereafter, when the digital signal obtained by the adder 64 is output from the adder 57, it is stored in the register ACC and then in the register ds1_reg. That is, the register ds1_reg stores a digital signal obtained by passing the PCM signal from the oversampling circuit 4 through the two-element filter.

このようにして、デジタルフィルタ機能部5aによって処理されたデジタル信号がレジスタACC,ds1_regに格納されると、まず、セレクタ51によってレジスタACCに格納されたデジタル信号が選択されてシフタ54に与えられる。そして、レジスタds2_reg,out_regに格納されるデジタル信号が読み出される。このとき、セレクタ51,52a,52b,53a,53b及びシフタ54〜56及び加算器57が上述で説明したように動作することで、レジスタACC,ds1_reg,ds2_reg,out_reg内のデジタル信号に対して演算処理を施す。   When the digital signal processed by the digital filter function unit 5a is stored in the registers ACC and ds1_reg in this way, first, the digital signal stored in the register ACC is selected by the selector 51 and supplied to the shifter 54. Then, digital signals stored in the registers ds2_reg and out_reg are read out. At this time, the selectors 51, 52a, 52b, 53a, and 53b, the shifters 54 to 56, and the adder 57 operate as described above, thereby calculating the digital signals in the registers ACC, ds1_reg, ds2_reg, and out_reg. Apply processing.

このようにすることで、デジタルフィルタ機能部5aで処理されてレジスタACC,ds1_regに格納されたデジタル信号に乗算器101の乗算係数が乗算されて、遅延器121に相当するレジスタds2_regから読み出されたデジタル信号が加算される。更に、遅延器128に相当するレジスタout_regに格納されたデジタル信号が量子化器58で量子化された後に、乗算器111の乗算係数が乗算されて、遅延器121のデジタル信号が加算された乗算器101からのデジタル信号より減算される。その後、加算器112で得られるデジタル信号が加算器57より出力されると、レジスタACCに格納された後、レジスタds2_regに格納される。尚、このように、レジスタds2_regへの格納動作が終了すると、セレクタ51によって入力端子INに入力されるオーバーサンプリング回路4からのPCM信号が選択され、シフタ54及びレジスタACCを介して、レジスタds1_regに格納される。   In this way, the digital signal processed by the digital filter function unit 5a and stored in the registers ACC and ds1_reg is multiplied by the multiplication coefficient of the multiplier 101 and read out from the register ds2_reg corresponding to the delay device 121. Added digital signals. Further, after the digital signal stored in the register out_reg corresponding to the delay unit 128 is quantized by the quantizer 58, the multiplication coefficient of the multiplier 111 is multiplied, and the digital signal of the delay unit 121 is added. Subtracted from the digital signal from the device 101. Thereafter, when the digital signal obtained by the adder 112 is output from the adder 57, it is stored in the register ACC and then in the register ds2_reg. As described above, when the storing operation in the register ds2_reg is completed, the PCM signal from the oversampling circuit 4 input to the input terminal IN is selected by the selector 51, and is stored in the register ds1_reg via the shifter 54 and the register ACC. Stored.

そして、次に、レジスタds3_reg,ds4_regに格納されるデジタル信号が読み出される。このとき、セレクタ51,52a,52b,53a,53b及びシフタ54〜56及び加算器57が上述で説明したように動作することで、レジスタACC,ds2_reg〜ds4_reg内のデジタル信号に対して演算処理を施す。このようにすることで、レジスタACC,ds2_regに格納された加算器112からのデジタル信号に乗算器102の乗算係数が乗算されて、遅延器122に相当するレジスタds3_regから読み出されたデジタル信号が加算される。更に、遅延器123に相当するレジスタds4_regに格納されたデジタル信号に乗算器108の乗算係数が乗算されて、遅延器122のデジタル信号が加算された乗算器102からのデジタル信号より減算される。その後、加算器113で得られるデジタル信号が加算器57より出力されると、レジスタACCに格納された後、レジスタds3_regに格納される。   Next, digital signals stored in the registers ds3_reg and ds4_reg are read. At this time, the selectors 51, 52a, 52b, 53a, 53b, the shifters 54 to 56, and the adder 57 operate as described above, so that arithmetic processing is performed on the digital signals in the registers ACC, ds2_reg to ds4_reg. Apply. In this way, the digital signal from the adder 112 stored in the register ACC, ds2_reg is multiplied by the multiplication coefficient of the multiplier 102, and the digital signal read from the register ds3_reg corresponding to the delay unit 122 is obtained. Is added. Further, the digital signal stored in the register ds4_reg corresponding to the delay unit 123 is multiplied by the multiplication coefficient of the multiplier 108 and subtracted from the digital signal from the multiplier 102 to which the digital signal of the delay unit 122 is added. Thereafter, when the digital signal obtained by the adder 113 is output from the adder 57, it is stored in the register ACC and then in the register ds3_reg.

そして、次に、レジスタds4_regに格納されるデジタル信号が読み出される。このとき、セレクタ51,52a,52b,53a,53b及びシフタ54〜56及び加算器57が上述で説明したように動作することで、レジスタACC,ds3_reg,ds4_reg内のデジタル信号に対して演算処理を施す。このようにすることで、レジスタACC,ds3_regに格納された加算器113からのデジタル信号に乗算器103の乗算係数が乗算されて、遅延器123に相当するレジスタds4_regから読み出されたデジタル信号が加算される。その後、加算器114で得られるデジタル信号が加算器57より出力されると、レジスタACCに格納された後、レジスタds4_regに格納される。   Then, the digital signal stored in the register ds4_reg is read out. At this time, the selectors 51, 52a, 52b, 53a, 53b, the shifters 54 to 56, and the adder 57 operate as described above, thereby performing arithmetic processing on the digital signals in the registers ACC, ds3_reg, ds4_reg. Apply. In this way, the digital signal from the adder 113 stored in the register ACC, ds3_reg is multiplied by the multiplication coefficient of the multiplier 103, and the digital signal read from the register ds4_reg corresponding to the delay unit 123 is obtained. Is added. Thereafter, when the digital signal obtained by the adder 114 is output from the adder 57, it is stored in the register ACC and then in the register ds4_reg.

そして、最後に、レジスタds2_reg,ds3_regに格納されるデジタル信号が読み出される。このとき、セレクタ51,52a,52b,53a,53b及びシフタ54〜56及び加算器57が上述で説明したように動作することで、レジスタACC,ds2_reg,ds3_reg内のデジタル信号が加算器57で加算される。このようにすることで、レジスタds2_reg,ds3_reg,ACCに格納された加算器112〜114からのデジタル信号が加算される。その後、加算器119で得られるデジタル信号が加算器57より出力されると、レジスタACCに格納された後、レジスタout_regに格納される。そして、量子化器58で6ビットのデジタル信号に量子化されて、レジスタregを介して出力端子OUTよりPWM変調回路6に出力される。   Finally, digital signals stored in the registers ds2_reg and ds3_reg are read out. At this time, the selectors 51, 52a, 52b, 53a, 53b, the shifters 54 to 56, and the adder 57 operate as described above, so that the digital signals in the registers ACC, ds2_reg, ds3_reg are added by the adder 57. Is done. In this way, the digital signals from the adders 112 to 114 stored in the registers ds2_reg, ds3_reg, and ACC are added. Thereafter, when the digital signal obtained by the adder 119 is output from the adder 57, it is stored in the register ACC and then in the register out_reg. Then, the signal is quantized into a 6-bit digital signal by the quantizer 58 and output to the PWM modulation circuit 6 from the output terminal OUT via the register reg.

このようなデジタルフィルタ機能部5a及びデルタ−シグマ変調機能部5bにおける動作が、オーバーサンプリング回路4から与えられるPCM信号に対して、左チャンネルと右チャンネルそれぞれについて行われるように、レジスタds1_reg〜dsn_reg,out_reg,reg及び量子化器58及び出力端子OUTが左チャンネル及び右チャンネルそれぞれに対して設けられる。このとき、セレクタ51,52a,52b,53a,53b及びシフタ54〜56及び加算器57及びレジスタACCを、左チャンネル及び右チャンネルそれぞれに構成されるものとしても構わないし、左チャンネル及び右チャンネルに対して共通に構成されるものとしても構わない。   The operations in the digital filter function unit 5a and the delta-sigma modulation function unit 5b are performed for each of the left channel and the right channel with respect to the PCM signal provided from the oversampling circuit 4, so that the registers ds1_reg to dsn_reg, out_reg, reg and quantizer 58 and output terminal OUT are provided for the left channel and the right channel, respectively. At this time, the selectors 51, 52a, 52b, 53a, 53b, the shifters 54 to 56, the adder 57, and the register ACC may be configured for the left channel and the right channel, respectively. May be configured in common.

又、デジタルフィルタ機能部5aについては、図5のような2素子フィルタを例に挙げて説明したが、デジタルフィルタ機能部5aの遅延素子として用いるレジスタdsk_regの数を増やすことで、4素子フィルタや8素子フィルタやFIRフィルタなど他の構成のデジタルフィルタを構成することができる。更に、このデジタルフィルタ機能部5aにおける乗算係数が、検出された圧縮回路17で圧縮された信号の周波数に基づいて設定されるものとすることで、そのフィルタ係数を変更することができる。又、デジタルフィルタ機能部5aのフィルタが外部より自由に設定されるものとしても構わない。又、デルタ−シグマ変調機能部5bについても、図6のような3次のものを例に挙げて説明したが、デルタ−シグマ変調機能部5bの遅延素子として用いるレジスタdsk_regの数を増やすことで、その次数を増やすことができる。   The digital filter function unit 5a has been described by taking a two-element filter as shown in FIG. 5 as an example, but by increasing the number of registers dsk_reg used as a delay element of the digital filter function unit 5a, a four-element filter or Digital filters having other configurations such as an 8-element filter and an FIR filter can be configured. Furthermore, the multiplication coefficient in the digital filter function unit 5a is set based on the frequency of the signal compressed by the detected compression circuit 17, so that the filter coefficient can be changed. The filter of the digital filter function unit 5a may be freely set from the outside. Also, the delta-sigma modulation function unit 5b has been described by taking a third order example as shown in FIG. 6 as an example, but by increasing the number of registers dsk_reg used as delay elements of the delta-sigma modulation function unit 5b. The order can be increased.

更に、n次デルタ−シグマ変調回路5を、図2のような構成としたが、図7のように、セレクタ52bの代わりに、レジスタACCからの信号をも選択可能なセレクタ52cを備えるものとしても構わない。このように構成することで、入力端子INに入力される信号を乗算する際、選択信号bselを“10”としてレジスタACCからの信号をセレクタ52bで選択してシフタ55に与えるようにすることで、オーバーサンプリング回路4から与えられる信号を乗算するときの加算器57での演算処理回数を少なくすることができる。   Further, the n-order delta-sigma modulation circuit 5 is configured as shown in FIG. 2, but as shown in FIG. 7, it is assumed that a selector 52c capable of selecting a signal from the register ACC is provided instead of the selector 52b. It doesn't matter. With this configuration, when the signal input to the input terminal IN is multiplied, the selection signal bsel is set to “10”, and the signal from the register ACC is selected by the selector 52b and supplied to the shifter 55. Thus, the number of arithmetic processings in the adder 57 when multiplying the signal given from the oversampling circuit 4 can be reduced.

このようにn次デルタ−シグマ変調回路5を図2又図7のように構成することで乗算器を設ける必要がなくなるため、回路規模を削減することができる。又、容易にデルタ−シグマ変調の次数やデジタルフィルタの次数を上げることができるので、ノイズ特性を非常に良好にすることができる。更に、入力信号のサンプリング周波数を非常に低く抑えることもできる。   Since the n-th order delta-sigma modulation circuit 5 is configured as shown in FIG. 2 or FIG. 7 as described above, it is not necessary to provide a multiplier, so that the circuit scale can be reduced. In addition, since the order of delta-sigma modulation and the order of the digital filter can be easily increased, the noise characteristics can be made very good. Furthermore, the sampling frequency of the input signal can be kept very low.

又、n次デルタ−シグマ変調回路5における全ての処理回数からメインクロックの周波数を算出して、図2又は図7のn次デルタ−シグマ変調回路5に設けるROM(図示せず)に必要なアドレスカウンタを作成するものとしても構わない。即ち、8fsの期間に左チャンネル用と右チャンネル用にそれぞれ24ステップを必要とする場合は8fs×(24ステップ×2ch)=384fs(16.8688MHz)のクロックが必要となる。このクロックもしくはこのクロックから位相をずらした信号が各レジスタのクロックとなる。   Further, the frequency of the main clock is calculated from all the processing times in the n-th order delta-sigma modulation circuit 5, and is necessary for a ROM (not shown) provided in the n-th order delta-sigma modulation circuit 5 in FIG. An address counter may be created. That is, if 24 steps are required for each of the left channel and the right channel in the 8 fs period, a clock of 8 fs × (24 steps × 2 ch) = 384 fs (16.8688 MHz) is required. This clock or a signal whose phase is shifted from this clock becomes the clock of each register.

このとき、図2又は図7のn次デルタ−シグマ変調回路5に24進カウンタ(図示せず)を設け、その24進カウンタのカウンタ値が上述したROMのアドレスとなり、ROMにはレジスタのイネーブル信号enable_1〜enable_n,enable_o,enable_qと、セレクタ51,52a,52b,53a,53bの選択信号asel,bsel,csel,regsel_1,regsel_2と、シフタ54〜56のシフト量を制御する制御信号ctl1〜ctl3とを格納し、クロック毎に出力するそれらの信号の内容を変更する。   At this time, the n-order delta-sigma modulation circuit 5 shown in FIG. 2 or FIG. 7 is provided with a 24-bit counter (not shown), and the counter value of the 24-bit counter becomes the above-mentioned ROM address. Signals enable_1 to enable_n, enable_o, enable_q, selection signals asel, bsel, csel, regsel_1, regsel_2 of the selectors 51, 52a, 52b, 53a, 53b, and control signals ctl1 to ctl3 for controlling the shift amounts of the shifters 54 to 56, And the contents of those signals output at every clock are changed.

<第2の実施形態>
本発明の第2の実施形態について、図面を参照して以下に説明する。図8は、本実施形態の音声信号記録再生装置の内部構成を示すブロック図である。尚、図8の音声信号記録再生装置において、図1の音声信号記録再生装置と同一の目的で使用する部分については、同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。又、本実施形態の信号処理回路の構成は、第1の実施形態と同様、図2又は図7のような構成となる。
<Second Embodiment>
A second embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 8 is a block diagram showing the internal configuration of the audio signal recording / reproducing apparatus of this embodiment. In the audio signal recording / reproducing apparatus of FIG. 8, parts used for the same purpose as those of the audio signal recording / reproducing apparatus of FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. Further, the configuration of the signal processing circuit of the present embodiment is as shown in FIG. 2 or FIG. 7 as in the first embodiment.

図8の音声信号記録再生装置は、オーバーサンプリング回路4の代わりとなるオーバーサンプリング機能部5cを備えたn次デルタ−シグマ変調回路5xを有するとともに、ダウンサンプリング回路16が除去された構成となる。即ち、符号化回路3からのサンプリング周波数fsによる24ビットのデジタル信号S1がn次デルタ−シグマ変調回路5xに与えられる。そして、n次デルタ−シグマ変調回路5xにおいて、まず、デジタルフィルタ機能部5aを通過した後、オーバーサンプリング機能部5cでサンプリング周波数8fsによる24ビットのPCM信号S2に変換され、最後に、デルタ−シグマ変調機能部5bでデルタ−シグマ変調が施され、左右チャンネルそれぞれの6ビットのPCM信号S3,S4が出力される。   The audio signal recording / reproducing apparatus in FIG. 8 has an n-order delta-sigma modulation circuit 5x provided with an oversampling function unit 5c instead of the oversampling circuit 4, and has a configuration in which the downsampling circuit 16 is removed. That is, a 24-bit digital signal S1 with the sampling frequency fs from the encoding circuit 3 is supplied to the n-th order delta-sigma modulation circuit 5x. In the n-th order delta-sigma modulation circuit 5x, first, after passing through the digital filter function unit 5a, the oversampling function unit 5c converts it into a 24-bit PCM signal S2 with a sampling frequency of 8fs, and finally, the delta-sigma The modulation function unit 5b performs delta-sigma modulation and outputs 6-bit PCM signals S3 and S4 for the left and right channels, respectively.

又、n次デルタ−シグマ変調回路5xのデジタルフィルタ機能部5aを通過したサンプリング周波数fsによる24ビットのデジタル信号S1cが圧縮回路17に与えられて、ATRAC方式などの圧縮方式に従ってデータ圧縮された後、光ピックアップ装置14によって記録メディア13に記録される。更に、光ピックアップ装置14によって記録メディア13より読み出されたデジタル信号は、伸長回路15によってATRAC方式などの圧縮方式に従ってデータ伸長された後、n次デルタ−シグマ変調回路5xのオーバーサンプリング機能部5cに与えられる。そして、オーバーサンプリング機能部5cでサンプリング周波数8fsによる24ビットのPCM信号S2に変換された後、デルタ−シグマ変調機能部5bでデルタ−シグマ変調が施される。   Further, a 24-bit digital signal S1c having a sampling frequency fs that has passed through the digital filter function unit 5a of the n-th order delta-sigma modulation circuit 5x is supplied to the compression circuit 17 and is compressed according to a compression method such as the ATRAC method. The data is recorded on the recording medium 13 by the optical pickup device 14. Further, after the digital signal read from the recording medium 13 by the optical pickup device 14 is decompressed by the decompression circuit 15 in accordance with a compression method such as the ATRAC method, the oversampling function unit 5c of the n-th order delta-sigma modulation circuit 5x. Given to. Then, after being converted into a 24-bit PCM signal S2 by the sampling frequency 8fs by the oversampling function unit 5c, the delta-sigma modulation function unit 5b performs delta-sigma modulation.

又、この音声記録再生装置において、符号化回路3、n次デルタ−シグマ変調回路5x、PWM変調回路6、伸長回路15、及び圧縮回路17が、1つのシステムLSI20aに搭載される。   In this audio recording / reproducing apparatus, the encoding circuit 3, the n-th order delta-sigma modulation circuit 5x, the PWM modulation circuit 6, the expansion circuit 15, and the compression circuit 17 are mounted on one system LSI 20a.

このように構成される音声信号記録再生装置において、n次デルタ−シグマ変調回路5xは、第1の実施形態と同様、図2又は図7のように構成される。そして、レジスタds1_reg〜dsα_regをデジタルフィルタ機能部5aとして、レジスタdsα+1_reg〜dsβ_regをオーバーサンプリング機能部5cとして、レジスタdsβ+1_reg〜dsn_reg,out_reg,reg及び量子化器58をデルタ−シグマ変調機能部5bとして、それぞれ使用する。又、セレクタ51,52a〜52c,53a,53b及びシフタ54〜56及び加算器57及びレジスタACCについては、デジタルフィルタ機能部5a及びデルタ−シグマ変調機能部5b及びオーバーサンプリング機能部5cそれぞれに対して、第1の実施形態と同様に使用されて、デジタルフィルタ機能部5a及びデルタ−シグマ変調機能部5b及びオーバーサンプリング機能部5c内に構成される乗算器又は加算器としての機能を果たす。   In the audio signal recording / reproducing apparatus configured as described above, the n-th order delta-sigma modulation circuit 5x is configured as shown in FIG. 2 or FIG. 7 as in the first embodiment. The registers ds1_reg to dsα_reg are used as the digital filter function unit 5a, the registers dsα + 1_reg to dsβ_reg are used as the oversampling function unit 5c, the registers dsβ + 1_reg to dsn_reg, out_reg, reg, and the quantizer 58 are used as the delta-sigma modulation function unit 5b. use. The selectors 51, 52a to 52c, 53a, 53b, the shifters 54 to 56, the adder 57, and the register ACC are respectively connected to the digital filter function unit 5a, the delta-sigma modulation function unit 5b, and the oversampling function unit 5c. These are used in the same manner as in the first embodiment, and serve as multipliers or adders configured in the digital filter function unit 5a, the delta-sigma modulation function unit 5b, and the oversampling function unit 5c.

このようなn次デルタ−シグマ変調回路5xの動作を以下に説明する。尚、第1の実施形態と同様、デジタルフィルタ機能部5a及びデルタ−シグマ変調機能部5b及びオーバーサンプリング機能部5c内に構成される乗算器の乗算係数に応じて、セレクタ51,52a〜52c,53a,53b及びシフタ54〜56及び加算器57及びレジスタACCが動作するため、その詳細な説明は、第1の実施形態を参照するものとして省略する。又、以下では、説明を簡単にするため、デジタルフィルタ機能部5aが図5のような構成の2素子フィルタとして、デルタ−シグマ変調機能部5bが図6のような構成の3次デルタ−シグマ変調回路として、それぞれ動作するとともに、オーバーサンプリング機能部5cでは、線形補間処理が行われるものとする。   The operation of the n-th order delta-sigma modulation circuit 5x will be described below. As in the first embodiment, the selectors 51, 52a to 52c, and the selectors 51, 52a to 52c, according to the multiplication coefficient of the multiplier configured in the digital filter function unit 5a, the delta-sigma modulation function unit 5b, and the oversampling function unit 5c 53a and 53b, the shifters 54 to 56, the adder 57, and the register ACC operate. Therefore, detailed description thereof will be omitted with reference to the first embodiment. In the following, for the sake of simplicity, the digital filter function unit 5a is a two-element filter configured as shown in FIG. 5, and the delta-sigma modulation function unit 5b is a third-order delta-sigma configured as shown in FIG. It is assumed that the oversampling function unit 5c performs linear interpolation processing while operating as a modulation circuit.

このように2素子フィルタ機能及びオーバーサンプリング機能及び3次デルタ−シグマ変調機能を備えたn(5)次デルタ−シグマ変調回路5xが、図9のように構成される。即ち、n(5)次デルタ−シグマ変調回路5xが、レジスタds1_reg〜ds5_regを備え、レジスタds1_regがデジタルフィルタ機能部5aの一部として動作し、又、レジスタds2_regがオーバーサンプリング機能部5cの一部として動作し、又、レジスタds3_reg〜ds5_regがデルタ−シグマ変調機能部5bの一部として動作する。   Thus, the n (5) -order delta-sigma modulation circuit 5x having the two-element filter function, the oversampling function, and the third-order delta-sigma modulation function is configured as shown in FIG. That is, the n (5) th order delta-sigma modulation circuit 5x includes registers ds1_reg to ds5_reg, the register ds1_reg operates as a part of the digital filter function unit 5a, and the register ds2_reg is a part of the oversampling function unit 5c. Also, the registers ds3_reg to ds5_reg operate as part of the delta-sigma modulation function unit 5b.

このように構成されるとき、まず、符号化回路3からのサンプリング周波数fsのデータ“Da1”となるデジタル信号が入力端子INに入力されると、レジスタds1_regに格納された周期Ts(=1/fs)分だけ前に入力された符号化回路3からのデータ“Da2”となるデジタル信号が読み出される。このとき、セレクタ51,52a,52b,53a,53b及びシフタ54〜56及び加算器57が上述で説明したように動作することで、入力端子INからのデジタル信号とレジスタds1_reg内のデジタル信号とに対して、デジタルフィルタ機能部5aでの演算処理を施す。そして、この2素子フィルタとしての機能を果たすデジタルフィルタ機能部5aでの演算結果となるデータ“Db1”をレジスタACC,ds1_regに格納する。   In such a configuration, first, when a digital signal serving as data “Da1” of the sampling frequency fs from the encoding circuit 3 is input to the input terminal IN, the cycle Ts (= 1/1 /) stored in the register ds1_reg. A digital signal serving as data “Da2” from the encoding circuit 3 that has been input by fs) is read out. At this time, the selectors 51, 52a, 52b, 53a, 53b, the shifters 54 to 56, and the adder 57 operate as described above, thereby converting the digital signal from the input terminal IN and the digital signal in the register ds1_reg. On the other hand, arithmetic processing is performed in the digital filter function unit 5a. Then, the data “Db1” as the calculation result in the digital filter function unit 5a that functions as the two-element filter is stored in the registers ACC and ds1_reg.

このようにして、デジタルフィルタ機能部5aによって処理されたデータ“Db1”となるデジタル信号がレジスタACC,ds1_regに格納されると、周期Ts/8分だけ前にレジスタds2_regに格納されたデータ“Db2”となるデジタル信号“Db2”がセレクタ53a,53bによって読み出されて、シフタ56を介して加算器57に与えられる。このレジスタds2_regに格納されたデータ“Db2”は、周期Ts分だけ前にデジタルフィルタ機能部5aで得られたデジタル信号に等しい値となる。このとき、レジスタACC,ds1_regのいずれかに格納されたデータ“Db1”が加算器57に与えられることで、加算器57において、データ“Db1”からデータ“Db2”が減算されたデータ“Db1−Db2”が得られる。このデータ“Db1−Db2”が、レジスタACCに格納された後、レジスタds1_regに格納される。   In this way, when the digital signal that becomes the data “Db1” processed by the digital filter function unit 5a is stored in the registers ACC and ds1_reg, the data “Db2” stored in the register ds2_reg only by the period Ts / 8. The digital signal “Db 2” that is “is read by the selectors 53 a and 53 b and supplied to the adder 57 via the shifter 56. The data “Db2” stored in the register ds2_reg has a value equal to the digital signal obtained by the digital filter function unit 5a before the period Ts. At this time, the data “Db1” stored in one of the registers ACC and ds1_reg is given to the adder 57, and the adder 57 subtracts the data “Db1” from the data “Db1”. Db2 ″ is obtained. This data “Db1-Db2” is stored in the register ACC and then in the register ds1_reg.

そして、シフタ54において、セレクタ51で選択されたレジスタACCに格納されたデータ“Db1−Db2”を3ビット右にシフトさせることで、乗算係数1/8を乗算して、加算器57に与えるとともに、セレクタ52a,52bで選択されたレジスタds2_regからのデータ“Db2”をシフト55を介して加算器57に与える。よって、加算器57で加算演算処理が行われて、“Db2+(1/8)×(Db1−Db2)”となるデータがレジスタACCに格納された後、レジスタds2_regに格納される。   Then, in the shifter 54, the data “Db1-Db2” stored in the register ACC selected by the selector 51 is shifted to the right by 3 bits, so that the multiplication coefficient 1/8 is multiplied and given to the adder 57. The data “Db2” from the register ds2_reg selected by the selectors 52a and 52b is supplied to the adder 57 via the shift 55. Therefore, addition operation processing is performed by the adder 57 and data “Db2 + (1/8) × (Db1−Db2)” is stored in the register ACC and then stored in the register ds2_reg.

その後、“Db2+(1/8)(Db1−Db2)”となるデータがセレクタ51によってレジスタACCより読み出されると、第1の実施形態と同様の動作が行われて、3次のデルタ−シグマ変調が施される。よって、デルタ−シグマ変調機能部5bでの演算処理が施された6ビットのPCM信号が、レジスタregに一時的に格納された後、出力端子OUTより出力される。即ち、上述のような動作が左チャンネル及び右チャンネルそれぞれに対して施されることで、出力端子OUTから6ビットのPCM信号S3,S4が出力される。   Thereafter, when data “Db2 + (1/8) (Db1−Db2)” is read from the register ACC by the selector 51, the same operation as in the first embodiment is performed, and the third-order delta-sigma modulation is performed. Is given. Therefore, the 6-bit PCM signal subjected to the arithmetic processing in the delta-sigma modulation function unit 5b is temporarily stored in the register reg and then output from the output terminal OUT. That is, the above-described operation is performed on each of the left channel and the right channel, whereby 6-bit PCM signals S3 and S4 are output from the output terminal OUT.

このように、周期Ts/8分におけるオーバーサンプリング処理及びデルタ−シグマ変調が行われると、レジスタds1_reg内のデータ“Db1−Db2”とレジスタds2_reg内のデータ“Db2+(1/8)×(Db1−Db2)”が読み出されて、加算器57で加算処理される。そして、加算器57で加算処理されて得られたデータ“Db2+(2/8)×(Db1−Db2)”が、レジスタACC,ds2_regに格納されると、デルタ−シグマ変調機能部5bでの演算処理が施される。このようにして、周期Tsの間に8回、オーバーサンプリング機能部5c及びデルタ−シグマ変調機能部5bでの演算処理が行われると、レジスタds2_regに、データ“Db1”が格納される。即ち、レジスタds2_regには、入力端子INに符号化回路3より入力されたデータ“Da1”に対してデジタルフィルタ機能部5aでの演算処理が施されて得たデータ“Db1”が格納される。又、このとき、レジスタds1_regには、入力端子INに符号化回路3より入力されたデータ“Da1”が格納される。   As described above, when the oversampling process and the delta-sigma modulation in the period Ts / 8 are performed, the data “Db1−Db2” in the register ds1_reg and the data “Db2 + (1/8) × (Db1−) in the register ds2_reg. Db2) "is read out and added by the adder 57. When the data “Db2 + (2/8) × (Db1−Db2)” obtained by the addition processing by the adder 57 is stored in the registers ACC and ds2_reg, the calculation in the delta-sigma modulation function unit 5b is performed. Processing is performed. In this way, when the arithmetic processing in the oversampling function unit 5c and the delta-sigma modulation function unit 5b is performed eight times during the period Ts, the data “Db1” is stored in the register ds2_reg. That is, the register “ds2_reg” stores data “Db1” obtained by performing arithmetic processing in the digital filter function unit 5a on the data “Da1” input from the encoding circuit 3 to the input terminal IN. At this time, the data “Da1” input from the encoding circuit 3 to the input terminal IN is stored in the register ds1_reg.

このように動作させることによって、デジタルフィルタ機能部5aが、周期Ts毎に動作を行うとともに、オーバーサンプリング機能部5c及びデルタ−シグマ変調機能部5bがそれぞれ、周期Ts/8毎に動作を行う。このとき、周期Tsにおける最初の周期Ts/8では、デジタルフィルタ機能部5aの動作が行われるため、周期Tsにおける2〜8回目の周期Ts/8における動作処理よりも、その処理回数が多くなる。よって、周期Tsにおける1〜8回目の周期Ts/8における動作処理回数を同じ回数として、2〜8回目の周期Ts/8で余った処理回数の間、動作を停止させるようにしても構わない。   By operating in this way, the digital filter function unit 5a operates every cycle Ts, and the oversampling function unit 5c and the delta-sigma modulation function unit 5b each operate every cycle Ts / 8. At this time, since the operation of the digital filter function unit 5a is performed in the first period Ts / 8 in the period Ts, the number of processes is larger than the operation process in the second to eighth periods Ts / 8 in the period Ts. . Therefore, the number of operation processes in the first to eighth cycles Ts / 8 in the cycle Ts may be the same, and the operation may be stopped for the remaining number of processes in the second to eighth cycles Ts / 8. .

又、周期Tsにおける1〜8回目の周期Ts/8における動作処理回数を同じ回数としたときに、2〜8回目の周期Ts/8で余った処理回数を、デジタルフィルタ機能部5aに対する処理に割り当てるようにしても構わない。このとき、n次デルタ−シグマ変調回路5xの後段に、FIFO(First In First Out)回路などを設けて、PCM信号S3,S4が1/8周期毎に順番にPWM変調6に入力されるように、タイミング調整されるようにしても構わない。このようにすることで、デジタルフィルタ機能部5aにおいて、より複雑な処理を行うことができる。   Further, when the number of operation processes in the first to eighth cycles Ts / 8 in the cycle Ts is the same, the remaining number of processing in the second to eighth cycles Ts / 8 is used for the processing for the digital filter function unit 5a. You may make it allocate. At this time, a FIFO (First In First Out) circuit or the like is provided at the subsequent stage of the n-order delta-sigma modulation circuit 5x so that the PCM signals S3 and S4 are input to the PWM modulation 6 in order every 1/8 period. In addition, the timing may be adjusted. In this way, more complicated processing can be performed in the digital filter function unit 5a.

尚、本実施形態において、説明を簡単にするためにデジタルフィルタ機能部5aを2素子フィルタとするとともに、デルタ−シグマ変調機能部5bを3次デルタ−シグマ変調回路としたが、これに限られるものではなく、例えば、デジタルフィルタ機能部5aを4素子フィルタや8素子フィルタやFIRフィルタなどの構成としても構わないし、デルタ−シグマ変調機能部5bの次数を上げても構わない。又、オーバーサンプリング機能部5cにおいて線形補間処理が成されるものとしたが、非線形補間処理が成されるものとしても構わない。   In the present embodiment, the digital filter function unit 5a is a two-element filter and the delta-sigma modulation function unit 5b is a third-order delta-sigma modulation circuit for the sake of simplicity. However, the present invention is not limited to this. For example, the digital filter function unit 5a may be configured as a four-element filter, an eight-element filter, an FIR filter, or the like, or the order of the delta-sigma modulation function unit 5b may be increased. In addition, although the linear interpolation process is performed in the oversampling function unit 5c, a nonlinear interpolation process may be performed.

又、上述の第1及び第2の実施形態の音声信号記録再生装置において、マイク1に入力された音声をスピーカ11,12で再生することなく、光ピックアップ装置14で記録メディア13に記憶する場合、n次デルタ−シグマ変調回路5,5xをそれぞれ、デルタ−シグマ変調機能部5b及びオーバーサンプリング機能部5cについてもデジタルフィルタ機能部として動作させて、図10、図11のようにデジタルフィルタ回路5y,5zとする。このようにすることで、より急峻で精度の高いフィルタ構成を実現することができる。このデルタ−シグマ変調機能部5b及びオーバーサンプリング機能部5cにおける機能動作は、選択信号asel〜csel,regsel_1,regsel_2及び制御信号enable_1〜enablen,enable_acc,enable_q,ctl1〜stl3の値や入力タイミングが変更されることによって切り換えられる。同様に、第1及び第2の実施形態の音声信号記録再生装置において、記録メディア13からの音声信号をスピーカ11,12で再生する場合、デジタルフィルタ機能部5aをもデルタ−シグマ変調機能部5bの一部として動作させるようにしても構わない。   In the audio signal recording / reproducing apparatus of the first and second embodiments described above, the sound input to the microphone 1 is stored in the recording medium 13 by the optical pickup device 14 without being reproduced by the speakers 11 and 12. The n-order delta-sigma modulation circuits 5 and 5x are also operated as the digital filter function unit with respect to the delta-sigma modulation function unit 5b and the oversampling function unit 5c, respectively, and the digital filter circuit 5y as shown in FIGS. , 5z. By doing so, a steeper and more accurate filter configuration can be realized. The functional operation of the delta-sigma modulation function unit 5b and the oversampling function unit 5c is performed by changing the values and input timings of the selection signals asel to csel, regsel_1, regsel_2 and the control signals enable_1 to enable, enable_acc, enable_q, ctl1 to stl3. Can be switched. Similarly, in the audio signal recording / reproducing apparatus of the first and second embodiments, when the audio signal from the recording medium 13 is reproduced by the speakers 11 and 12, the digital filter function unit 5a is also changed to the delta-sigma modulation function unit 5b. You may make it operate as a part of.

外部より音声入力されることで得られた音声信号をMD、MO、CD、CD−R、CD−RW、DVD、DVD−RW、HDD、フラッシュメモリなどの記録メディアに記録するとともに記録メディアに記録された音声信号を再生する音声信号記録再生装置に適用することができる。   Audio signals obtained by inputting audio from outside are recorded on a recording medium such as MD, MO, CD, CD-R, CD-RW, DVD, DVD-RW, HDD, flash memory and the like. The present invention can be applied to an audio signal recording / reproducing apparatus that reproduces a reproduced audio signal.

は、第1の実施形態の音声信号記録再生装置の内部構成を示すブロック図である。These are block diagrams which show the internal structure of the audio | voice signal recording / reproducing apparatus of 1st Embodiment. は、図1の音声信号記録再生装置のn次デルタ−シグマ変調回路の構成を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of an n-order delta-sigma modulation circuit of the audio signal recording / reproducing apparatus of FIG. 1. は、図2のn次デルタ−シグマ変調回路の一部動作に対応する等化回路図である。These are equalization circuit diagrams corresponding to a part of operation | movement of the n-th order delta-sigma modulation circuit of FIG. は、4次デルタ−シグマ変調回路の構成を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a fourth-order delta-sigma modulation circuit. は、図4のデルタ−シグマ変調回路内のデジタルフィルタ機能部の構成を示す回路図である。These are circuit diagrams which show the structure of the digital filter function part in the delta-sigma modulation circuit of FIG. は、図4のデルタ−シグマ変調回路内のデルタ−シグマ機能部の構成を示す回路図である。These are circuit diagrams which show the structure of the delta-sigma function part in the delta-sigma modulation circuit of FIG. は、図1の音声信号記録再生装置のn次デルタ−シグマ変調回路の別の構成を示すブロック図である。FIG. 5 is a block diagram showing another configuration of the n-order delta-sigma modulation circuit of the audio signal recording / reproducing apparatus of FIG. 1. は、第2の実施形態の音声信号記録再生装置の内部構成を示すブロック図である。These are block diagrams which show the internal structure of the audio | voice signal recording / reproducing apparatus of 2nd Embodiment. は、5次デルタ−シグマ変調回路の構成を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a fifth-order delta-sigma modulation circuit. は、図1の音声信号記録再生装置の記録ブロックのみを使用したときの構成を示すブロック図である。These are block diagrams which show a structure when only the recording block of the audio | voice signal recording / reproducing apparatus of FIG. 1 is used. は、図8の音声信号記録再生装置の記録ブロックのみを使用したときの構成を示すブロック図である。These are block diagrams which show a structure when only the recording block of the audio | voice signal recording / reproducing apparatus of FIG. 8 is used. は、従来の音声信号再生装置の内部構成を示すブロック図である。These are block diagrams which show the internal structure of the conventional audio | voice signal reproduction | regeneration apparatus. は、図12の音声信号再生装置の7次デルタ−シグマ変調回路の構成を示すブロック図である。FIG. 13 is a block diagram showing a configuration of a seventh-order delta-sigma modulation circuit of the audio signal reproduction device of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 マイク
2 A/Dコンバータ
3 符号化回路
4 オーバーサンプリング回路
5 n次デルタ−シグマ変調回路
6 PWM変調回路
7,8 スイッチングアンプ
9,10 LPF
11,12 スピーカ
13 記録メディア
14 光ピックアップ装置
15 伸長回路
16 ダウンサンプリング回路
17 圧縮回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Microphone 2 A / D converter 3 Coding circuit 4 Oversampling circuit 5 nth-order delta-sigma modulation circuit 6 PWM modulation circuit 7,8 Switching amplifier 9,10 LPF
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11, 12 Speaker 13 Recording medium 14 Optical pick-up apparatus 15 Expansion circuit 16 Downsampling circuit 17 Compression circuit

Claims (11)

設定された乗算係数を乗算する複数の乗算器と、
複数の乗算器からの信号を加減算する加算器と、
該加算器の演算結果となる信号及び入力される信号それぞれを複数の各記憶領域に格納する記憶部と、
該記憶部に格納された最終的な演算結果となる信号を量子化する量子化器と、
を備え、
前記記憶部の前記記憶領域の一部を第1記憶領域とするとともに、前記記憶部の前記第1記憶領域以外の前記記憶領域を第2記憶領域としたとき、
前記第1記憶領域の各記憶領域を用いて前記複数の乗算器と前記加算器とを繰り返し動作させることによって、入力された信号からノイズ成分を除去するデジタルフィルタ機能部として動作した後、
前記第2記憶領域の各記憶領域を用いて前記複数の乗算器と前記加算器とを繰り返し動作させた後に前記量子化器で量子化することによって、前記デジタルフィルタ機能部を通過した信号にデルタ−シグマ変調を施すデルタ−シグマ変調機能部として動作することを特徴とするデジタル信号処理回路。
A plurality of multipliers for multiplying a set multiplication coefficient;
An adder for adding and subtracting signals from a plurality of multipliers;
A storage unit for storing a signal as a calculation result of the adder and an input signal in each of a plurality of storage areas;
A quantizer that quantizes a signal that is a final calculation result stored in the storage unit;
With
When a part of the storage area of the storage unit is a first storage area and the storage area other than the first storage area of the storage unit is a second storage area,
After operating as a digital filter function unit that removes a noise component from an input signal by repeatedly operating the plurality of multipliers and the adder using each storage area of the first storage area,
The plurality of multipliers and the adder are operated repeatedly using each storage area of the second storage area, and then quantized by the quantizer, so that a signal that has passed through the digital filter function unit is deltaed. A digital signal processing circuit that operates as a delta-sigma modulation function unit that performs sigma modulation.
設定された乗算係数を乗算する複数の乗算器と、
複数の乗算器からの信号を加減算する加算器と、
該加算器の演算結果となる信号及び入力される信号それぞれを複数の各記憶領域に格納する記憶部と、
該記憶部に格納された最終的な演算結果となる信号を量子化する量子化器と、
を備え、
前記記憶部の前記記憶領域の一部を第1記憶領域とし、前記記憶部の前記第1記憶領域以外の前記記憶領域の一部を第2記憶領域とし、前記記憶部の第1記憶領域及び前記第2記憶領域以外の前記記憶領域の一部を第3記憶領域としたとき、
前記第1記憶領域の各記憶領域を用いて前記複数の乗算器と前記加算器とを繰り返し動作させることによって、入力された信号からノイズ成分を除去するデジタルフィルタ機能部として動作するとともに、
前記第3記憶領域の各記憶領域を用いて前記複数の乗算器と前記加算器とを繰り返し動作させることによって、前記デジタルフィルタ機能部を通過した信号のサンプリング周波数を高くするオーバーサンプリング機能部として動作した後、
前記第2記憶領域の各記憶領域を用いて前記複数の乗算器と前記加算器とを繰り返し動作させた後に前記量子化器で量子化することによって、前記オーバーサンプリング機能部でオーバーサンプリングされた信号にデルタ−シグマ変調を施すデルタ−シグマ変調機能部として動作することを特徴とするデジタル信号処理回路。
A plurality of multipliers for multiplying a set multiplication coefficient;
An adder for adding and subtracting signals from a plurality of multipliers;
A storage unit for storing a signal as a calculation result of the adder and an input signal in each of a plurality of storage areas;
A quantizer that quantizes a signal that is a final calculation result stored in the storage unit;
With
A part of the storage area of the storage unit is a first storage area, a part of the storage area other than the first storage area of the storage part is a second storage area, a first storage area of the storage unit, and When a part of the storage area other than the second storage area is a third storage area,
By operating the plurality of multipliers and the adder repeatedly using each storage area of the first storage area, and operating as a digital filter function unit that removes noise components from the input signal,
Operates as an oversampling function unit that increases the sampling frequency of the signal that has passed through the digital filter function unit by repeatedly operating the plurality of multipliers and the adder using each storage area of the third storage area After
The signal oversampled by the oversampling function unit by quantizing the quantizer after repeatedly operating the plurality of multipliers and the adder using each storage area of the second storage area A digital signal processing circuit which operates as a delta-sigma modulation function unit for performing delta-sigma modulation on the signal.
前記オーバーサンプリング機能部において、n倍のサンプリング周波数にオーバーサンプリングするとき、
前記デジタルフィルタ機能部が1周期分動作する間に、前記オーバーサンプリング機能部及び前記デルタ−シグマ変調機能部がn周期分動作することを特徴とする請求項2に記載のデジタル信号処理回路。
In the oversampling function unit, when oversampling to n times the sampling frequency,
3. The digital signal processing circuit according to claim 2, wherein the oversampling function unit and the delta-sigma modulation function unit operate for n cycles while the digital filter function unit operates for one cycle.
前記加算器の演算結果となる信号を一時的に格納する演算結果記憶部と、
入力信号と前記演算結果記憶部からの信号と値が0となる信号の3つの信号から1つの信号を選択する第1選択部と、
前記記憶部の複数の前記記憶領域に格納された複数の信号と値が0となる信号の中から1つの信号を選択する第2選択部と、
前記記憶部の複数の前記記憶領域に格納された複数の信号と値が0となる信号の中から1つの信号を選択する第3選択部と、
を備えるとともに、
前記乗算器として、前記第1選択部で選択された信号が与えられる第1乗算器と、前記第2選択部で選択された信号が与えられるとともに前記加算器に非反転出力する第2乗算器と、前記第3選択部で選択された信号が与えられるとともに前記加算器に反転出力する第3乗算器と、を備えることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれかに記載のデジタル信号処理回路。
A calculation result storage unit for temporarily storing a signal that is a calculation result of the adder;
A first selection unit that selects one signal from three signals: an input signal, a signal from the calculation result storage unit, and a signal having a value of 0;
A second selection unit that selects one signal from a plurality of signals stored in the plurality of storage areas of the storage unit and a signal having a value of 0;
A third selection unit that selects one signal from a plurality of signals stored in the plurality of storage areas of the storage unit and a signal having a value of 0;
With
As the multiplier, a first multiplier to which a signal selected by the first selection unit is given, and a second multiplier to which a signal selected by the second selection unit is given and which is non-inverted and outputted to the adder The digital signal according to any one of claims 1 to 3, further comprising: a third multiplier that receives the signal selected by the third selection unit and outputs the inverted signal to the adder. Signal processing circuit.
前記乗算器が、入力される信号の2進数の桁をシフトさせるシフタであるとともに、
前記乗算器でシフトされる桁数と前記乗算器及び前記加算器での繰り返し回数とによって乗算係数が設定されることを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれかに記載のデジタル信号処理回路。
The multiplier is a shifter for shifting a binary digit of an input signal;
5. The digital signal processing according to claim 1, wherein a multiplication coefficient is set by the number of digits shifted by the multiplier and the number of repetitions by the multiplier and the adder. circuit.
入力されるデジタル信号のサンプリング周波数を高くするオーバーサンプリング回路と、
該オーバーサンプリング回路でオーバーサンプリングされたデジタル信号が入力される請求項1又は請求項4又は請求項5のいずれかに記載のデジタル信号処理回路と、
該デジタル信号処理回路で演算処理されたデジタル信号をパルス幅変調するPWM変調回路と、
を備えることを特徴とする音声信号記録再生装置。
An oversampling circuit that increases the sampling frequency of the input digital signal;
The digital signal processing circuit according to claim 1, wherein the digital signal oversampled by the oversampling circuit is input;
A PWM modulation circuit that performs pulse width modulation on the digital signal calculated by the digital signal processing circuit;
An audio signal recording / reproducing apparatus comprising:
前記デジタル信号処理回路の前記デジタルフィルタ機能部で処理されたデジタル信号のサンプリング周波数を低くするダウンサンプリング回路と、
該ダウンサンプリング回路から出力されるデジタル信号を記録メディアに記録する記録部と、
を備えることを特徴とする請求項6に記載の音声信号記録再生装置。
A downsampling circuit that lowers the sampling frequency of the digital signal processed by the digital filter function unit of the digital signal processing circuit;
A recording unit for recording a digital signal output from the downsampling circuit on a recording medium;
The audio signal recording / reproducing apparatus according to claim 6, comprising:
請求項2〜請求項5のいずれかに記載のデジタル信号処理回路と、
該デジタル信号処理回路で演算処理されたデジタル信号をパルス幅変調するPWM変調回路と、
を備えることを特徴とする音声信号記録再生装置。
A digital signal processing circuit according to any one of claims 2 to 5,
A PWM modulation circuit that performs pulse width modulation on the digital signal calculated by the digital signal processing circuit;
An audio signal recording / reproducing apparatus comprising:
前記デジタル信号処理回路の前記デジタルフィルタ機能部で処理されたデジタル信号を記録メディアに記録する記録部を備えることを特徴とする請求項8に記載の音声信号記録再生装置。   9. The audio signal recording / reproducing apparatus according to claim 8, further comprising a recording unit that records the digital signal processed by the digital filter function unit of the digital signal processing circuit on a recording medium. 記録メディアよりデジタル信号を読み出す信号読み出し部を備えるとともに、
前記信号読み出し部より読み出されたデジタル信号が前記デジタル信号処理回路の前記オーバーサンプリング機能部に与えられることを特徴とする請求項8又は請求項9に記載の音声信号記録再生装置。
A signal reading unit for reading a digital signal from a recording medium is provided.
10. The audio signal recording / reproducing apparatus according to claim 8, wherein the digital signal read from the signal reading unit is supplied to the oversampling function unit of the digital signal processing circuit.
前記記録部によって記録メディアにデジタル信号を記録する際、前記デジタル信号処理回路の前記記憶部における前記記憶領域全てを前記デジタルフィルタ機能部として用いることを特徴とする請求項6〜請求項10のいずれかに記載の音声信号記録再生装置。   11. When recording a digital signal on a recording medium by the recording unit, the entire storage area in the storage unit of the digital signal processing circuit is used as the digital filter function unit. An audio signal recording / reproducing apparatus according to claim 1.
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