JP2005244294A - アナログ・ディジタル変換装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 製造時の正確なゲイン特性に簡易に戻すことができるようにする。
【解決手段】 アナログ・ディジタル変換手段２０ａに入力されたアナログ波形信号は、ＰＡＤ２１およびＨＡ２２からなるアナログ増幅部によりレベル制御されてＡＤ変換される。変換されたディジタル信号は、ＤＳＰ１６においてアナログ増幅部のアナログゲインを補正するゲイン補正データが乗算されてディジタル波形信号として出力される。製造時のゲイン補正データはフラッシュメモリ１１に記憶されており、フラッシュメモリ１１から電源バックアップされたＲＡＭ１２に送られるため、製造時の正確なゲイン特性に簡易に戻すことができる。
【選択図】 図１

Description

この発明は、音響信号等の入力アナログ波形信号をディジタル波形信号に変換して出力するアナログ・ディジタル変換装置に関するものである。

従来、多数のマイクロホンあるいは電気・電子楽器などから出力されるオーディオ信号のレベルや周波数特性を調整し、ミキシングしていくつかのミキシング・グループにまとめてパワーアンプや各種録音機器に送り出すミキサが知られている。このようなミキサのディジタル入力端子に入力するディジタル波形信号はアナログ・ディジタル変換装置（以下、「ＡＤ変換装置」という）によりオーディオ信号等の入力アナログ波形信号をディジタル波形信号に変換して供給している。ＡＤ変換装置は複数チャンネルのアナログ波形信号をディジタル波形信号に変換するためにＡＤコンバータをチャンネル毎に備えており、各チャンネルのＡＤコンバータ毎に前置してＡＤコンバータに適正なレベル範囲のアナログ波形信号が入力されるように、アナログ波形信号のレベルを制御するアナログ増幅手段が設けられている。アナログ増幅手段はアナログ動作となるため誤差を有しており、この誤差を補正するために各チャンネルのＡＤコンバータ毎にゲイン調整用の可変抵抗が備えられている。この可変抵抗は、ＡＤコンバータの製造時にＡＤ変換における正確なゲイン特性が得られるように計測器を使用して調整されている。

従来のＡＤ変換装置のＡＤコンバータにおけるゲイン補正用の可変抵抗の調整は、計測器を使用してＡＤ変換における正確なゲイン特性が得られるように手作業で可変抵抗を調整していることから、多大の調整時間が費やされると共にコストを押し上げる原因になってしまうという問題点があった。
また、ゲイン調整用の可変抵抗はＡＤ変換装置のケースに収納されている変換基板上にあって、調整済みの可変抵抗が動かされると正確なゲイン特性からはずれてしまうことからユーザが調整を行なうことは禁止されている。この場合、ユーザがケースを開けてその可変抵抗を操作すると、製造時に行なわれたＡＤ変換における正確なゲイン特性が得られる調整結果が失われてしまい、再度計測器を使用し多大の調整時間を費やして再調整しなければならないという問題点が生じるようになる。また、ＡＤコンバータにおけるアナログ増幅手段のゲイン特性が経年変化等により変化する場合があるため、常に正確なゲイン特性を維持するには定期的に計測器を使用し多大の調整時間を費やして再調整する必要があるという問題点があった。

そこで、本発明は製造時の正確なゲイン特性に簡易に戻すことのできるアナログ・ディジタル変換装置を提供することを目的としている。また、本発明はユーザが簡易に正確なゲイン特性に調整することができるアナログ・ディジタル変換装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明のアナログ・ディジタル変換装置は、アナログ・ディジタル変換手段から出力されるディジタル信号にアナログ増幅手段の誤差を補正するゲイン補正データを乗算してディジタル波形信号を出力することを最も主要な特徴としている。そして、ゲイン補正データが記憶されている不揮発性メモリ手段と、不揮発性メモリ手段から送られたゲイン補正データが記憶されるメモリ手段とを備えていることを他の特徴点としていると共に、ゲイン補正データを自動調整するようにしたことを他の特徴点としている。

本発明によれば、アナログ・ディジタル変換手段から出力されるディジタル信号に乗算されるメモリ手段に記憶されているゲイン補正データのイニシャライズ指示があった際に、不揮発性メモリ手段に記憶されているゲイン補正データによりメモリ手段のゲイン補正データが書き換えられることから、製造時の正確なゲイン特性に簡易に戻すことができるようになる。また、ゲイン自動調整が指示された際に、アナログ・ディジタル変換手段により変換されたディジタル信号のレベルが調整範囲内であるか否かを確認し、調整範囲内であることを条件に該ディジタル信号のレベルが入力アナログ信号のレベルに対応するようにゲイン補正データを決定することにより、ゲイン補正データを自動調整することが可能となり、ユーザが簡易に正確なゲイン特性に調整することができるようになる。

製造時の正確なゲイン特性に簡易に戻すことのできるアナログ・ディジタル変換装置を提供するという目的を、アナログ・ディジタル変換手段から出力されるディジタル信号に乗算されるアナログ増幅手段のゲインを補正するゲイン補正データを不揮発性メモリ手段からメモリ手段に送ることで実現した。また、ユーザが簡易に正確なゲイン特性に調整することができるアナログ・ディジタル変換装置を提供するという目的を、ゲイン補正データを自動調整できるようにしたことで実現した。

本発明の実施例のアナログ・ディジタル変換装置の構成を示すブロック図を図１に示す。
図１に示すアナログ・ディジタル変換装置（ＡＤ変換装置）１は、複数チャンネルのアナログ波形信号が入力可能とされており、チャンネル毎に入力されたアナログ波形信号をディジタル信号に変換するＡＤ変換部２０ａ、２０ｂ、・・・、２０ｎを備えている。チャンネル数は、例えば８チャンネルとされアナログ波形信号はマイク、電気ギター、オーディオ装置等からのアナログ波形信号とされている。ＡＤ変換部２０ａ、２０ｂ、・・・、２０ｎは同様の構成とされており、代表してチャンネル１のＡＤ変換部２０ａの構成が図示されている。ＡＤ変換部２０ａは、例えば０ｄｂまたは−２４ｄＢの減衰量をアナログ波形信号に与える減衰器（ＰＡＤ）２１と、例えば、６ｄＢあるいは１２ｄＢステップでアナログ波形信号のレベルを制御するヘッドアンプ（ＨＡ）２２と、ＨＡ２２から出力されるレベル制御されたアナログ波形信号をディジタル信号に変換するＡＤコンバータ（ＡＤＣ）２３とを備えている。ＰＡＤ２１とＨＡ２２によりアナログ増幅部が構成されており、このアナログ増幅部において設定可能なアナログゲイン範囲は、例えば６ｄＢステップで−１０ｄＢ〜＋５６ｄＢの範囲において設定できるようにされている。本発明の実施例において、入力するアナログ波形信号の基準レベルは０ｄＢ＝０．７７５Ｖｒｍｓに規定されている。また、ＡＤコンバータ２３のヘッドルーム（基準レベルからクリッピングレベルまでのマージン）は、例えば＋２０ｄＢとされており、アナログゲインが＋２ｄＢに設定された場合には＋１８ｄＢのアナログ信号まで正しくディジタル信号に変換できるものとされている。

ＡＤ変換部２０ａ〜２０ｎから出力されたディジタル信号はＤＳＰ（Digital Signal Processor）１６に入力される。ＤＳＰ１６は処理部であり、ＡＤ変換されたディジタル出力にＰＡＤ２１とＨＡ２２とからなるアナログ増幅部のアナログゲインの誤差を補正するゲイン補正データを乗算してＡＤ変換における正確なゲイン特性のディジタル信号を得る処理を行っている。さらに、６ｄＢステップで設定されるアナログ増幅部のゲインを補間するように、例えば１ｄＢステップで設定されたディジタルゲインをＡＤ変換されたディジタル出力に乗算する処理を行っている。また、ＡＤ変換されたディジタル出力にハイパスフィルタ処理を行うこともできる。ＤＳＰ１６から出力されたディジタル信号は波形データインタフェース（波形Ｉ／Ｏ）１７を介して外部へディジタル波形信号として出力される。このディジタル波形信号は、例えばディジタル・ミキサに供給される。このように、ＡＤ変換装置１に入力されるアナログ波形信号のレベルを適正な範囲とするゲインは、アナログ増幅部に設定されるアナログゲインと、ＤＳＰ１６に設定されるディジタルゲインとから構成されている。

ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０はＡＤ変換装置１の全体の動作を制御しており、フラッシュメモリ１１はＣＰＵ１０が実行するＡＤ変換に関連する制御プログラム等の動作ソフトウェアおよびアナログ増幅部のアナログゲインの誤差を補正してＡＤ変換における正確なゲイン特性を得るためのゲイン補正データを格納している書き換え可能な不揮発性のメモリである。また、ＲＡＭ（Random Access Memory）１２はフラッシュメモリ１１から送られたゲイン補正データが記憶される電源がバックアップされたメモリであり、ＲＡＭ１３はＣＰＵ１０のワークエリアや各種データ等が記憶されるメモリである。操作子１４は、ＡＤ変換装置１のパネルに備えられたチャンネル選択スイッチやゲインを設定可能なロータリーエンコーダ等の操作子であり、表示器１５は選択されたチャンネルにおける設定されたゲインやゲイン補正データが表示可能な液晶や７セグメントＬＥＤ等の表示器である。その他インタフェース（その他Ｉ／Ｏ）１８は外部のパーソナルコンピュータ等のその他機器を接続することのできるインタフェースであり、パーソナルコンピュータをその他Ｉ／Ｏ１８に接続した際にパーソナルコンピュータからＡＤ変換装置１をリモートコントロールして制御することができるようになる。これらの各部はバス１９を介してデータや命令の授受を行っている。
なお、フラッシュメモリ１１に格納されているゲイン補正データは、アナログ波形信号をＡＤ変換した際にアナログ増幅部のアナログゲインの誤差を補正して正確なゲイン特性を得るためのゲイン補正データであり、メーカでＡＤ変換装置１の出荷時に所定の校正装置を用いてゲイン補正データの調整を行い、得られたゲイン補正データが初期値としてフラッシュメモリ１１に格納されている。また、フラッシュメモリ１１に動作ソフトウェアを格納することにより、フラッシュメモリ１１内の動作ソフトウェアを書き換えることで、動作ソフトウェアをバージョンアップすることができる。

次に、本発明にかかるＡＤ変換装置１のパネル構成の一例を図２に示す。ただし、図２には８チャンネルのアナログ波形信号をＡＤ変換したディジタル波形信号を出力することのできる構成例が示されている。
この図に示すように、ＡＤ変換装置１のパネルには電源スイッチＳＷ１１と、表示器１５である７セグメントＬＥＤからなる３桁の表示器ＤＰと、操作子１４の一つであるロータリーエンコーダＲＥとが設けられている。また、チャンネル１，チャンネル２，・・・チャンネル８のいずれかを選択する操作子１４の一つである選択スイッチＳＷ１，ＳＷ２，・・・ＳＷ８と、ＤＳＰ１６から出力されるＡＤ変換された各チャンネルのディジタル波形信号のレベルを表示する６セグメントのレベルメータＬＭ１、ＬＭ２、・・・ＬＭ８が設けられている。ＤＳＰ１６には、各チャンネルのレベルメータの各セグメントに対応して、ディジタル信号の最大レベルを０ｄＢとしたスケールで０ｄＢ、−６ｄＢ、−１２ｄＢ、−１８ｄＢ、−３０ｄＢ、−４８ｄＢの各レベル（そのレベル以上のとき｜１｜、未満のとき｜０｜）を検出するためのレベル検出器が備えられており、レベルメータの各セグメントの点灯状態は対応するレベル検出器の出力により制御される。このレベル検出器は６つのレベルしか検出できないが、より細かいレベル（例えば、１００くらいのレベル）を精密に検出することのできるレベル検出器に置き換えても良い。

ＣＰＵ１０は、このレベル検出器における各チャンネルの検出結果を読み出すことができ、その検出結果に基づいて後述するゲイン補正データの自動調整処理を行う。なお、選択スイッチＳＷ１〜ＳＷ８のいずれかを操作すると操作された選択スイッチに設けられたＬＥＤ等のランプが点灯し、選択されたチャンネルが点灯により示されると共に、選択されたチャンネルにおいては、ロータリーエンコーダＲＥを操作することにより例えば１ｄＢステップのゲイン設定を行うことができるようになる。

ここで、各チャンネルのゲイン設定についてチャンネル１を例に挙げて説明する。チャンネル１のゲイン設定する場合には、まず、チャンネル選択スイッチＳＷ１を操作してロータリーエンコーダＲＥに設定するチャンネルをチャンネル１とする。この場合のチャンネル選択スイッチＳＷ１を押している時間は短時間（例えば、２秒未満）とする。これにより、チャンネル選択スイッチＳＷ１のランプが点灯してゲイン設定モードとされると共に、表示器ＤＰにチャンネル１のゲイン値が表示される。なお、表示器ＤＰの１桁目は”−”あるいは” ”が表示され、２桁目にはゲインの１０の位の１０進数が表示され、３桁目にはゲインの１の位の１０進数が表示される。チャンネル１に設定されているゲインは、ロータリーエンコーダＲＥを右回りあるいは左回りさせるよう操作することにより変更される。この場合の設定可能なゲイン範囲は、例えば−１５ｄＢ〜＋５６ｄＢの範囲で、ロータリーエンコーダＲＥの１クリックに対して、例えば１ｄＢステップでゲインが変更されるようになる。この場合、ＰＡＤ２１とＨＡ２２からなるアナログ増幅部に、例えば６ｄＢステップでアナログゲインが設定され、その間の０〜５ｄＢはディジタルゲインとして、例えば１ｄＢステップでＤＳＰ１６に振り分けて設定されるようになる。これにより、各チャンネル毎に−１５ｄＢから＋５６ｄＢの範囲まで１ｄＢステップでゲイン設定を行うことができる。なお、各チャンネル毎に設定されたゲイン値は電源バックアップされているＲＡＭ１２に記憶され、電源スイッチＳＷ１１を切ってもゲイン値が保持されるようになる。

次に、各チャンネルのＰＡＤとＨＡからなるアナログ増幅部のアナログゲインの誤差を補正するゲイン補正データの値を調整するトリム設定についてチャンネル１を例に挙げて説明する。トリム設定では、各チャンネル毎にゲイン設定よりも細かい、例えば０．１ｄＢステップで±１．５ｄＢの範囲でゲイン補正データを調整することができる。このＰＡＤとＨＡからなるアナログ増幅部の誤差を補正するゲイン補正データの初期値は、ＡＤ変換装置１の製造時に自動測定により決定されてフラッシュメモリ１１に書き込まれている。ＡＤ変換装置１がＡＤ変換する際には、フラッシュメモリ１１に格納されているゲイン補正データが電源バックアップされているＲＡＭ１２に記憶され、ＤＳＰ１６へ送られる。これにより、アナログ増幅部のアナログゲインの誤差を補正して正確なゲイン特性を得ることができ、電源スイッチＳＷ１１を切ってもゲイン補正データが保持されるようになる。また、バックアップ電源が低下してＲＡＭ１２に記憶されたゲイン補正データが消えた場合や、ＲＡＭ１２のイニシャライズの際にはフラッシュメモリ１１に格納されているゲイン補正データがＲＡＭ１２に記憶されるようになる。

チャンネル１のトリム設定を行う場合には、まず、チャンネル選択スイッチＳＷ１を所定時間（例えば、２秒以上）押し続ける。これにより、ロータリーエンコーダＲＥにトリム設定するチャンネルがチャンネル１とされ、表示器ＤＰに電源バックアップされているＲＡＭ１２に記憶されてＤＳＰ１６に設定されているチャンネル１のゲイン補正データが表示される。また、選択されたチャンネル１のランプが点滅表示されてトリム設定モードになったことが表示される。この場合の表示器ＤＰにおけるゲイン補正データの表示は、１桁目に”−”あるいは” ”が表示され、２桁目にゲイン補正データの整数部（１０進数）と小数点が表示され、３桁目にゲイン補正データの小数部が１０進数で表示される。チャンネル１に設定されているゲイン補正データは、ロータリーエンコーダＲＥを右回りあるいは左回りさせるよう操作することにより変更される。この場合の設定可能なゲイン補正データの範囲は、例えば＋１．５ｄＢ〜−１．５ｄＢの範囲でロータリーエンコーダＲＥの１クリックに対して、例えば０．１ｄＢステップでゲイン補正データが変更されるようになる。変更されたゲイン補正データはＤＳＰ１６に送られて変更後のゲイン補正データとされると共に、電源バックアップされているＲＡＭ１２に記憶されているゲイン補正データが変更されたゲイン補正データにより上書きされる。

なお、トリム設定モードからゲイン設定モードに戻したいときには、選択されているチャンネル選択スイッチを短時間押すか、選択されていない他のチャンネル選択スイッチを操作することによりゲイン設定モードに移行し、ロータリーエンコーダＲＥによりゲイン設定できるようになる。
また、電源バックアップされているＲＡＭ１２のメモリイニシャライズを行うことができる。ＲＡＭ１２のメモリイニシャライズを行うには予め定められたチャンネル選択スイッチの一つ（例えば、チャンネル４のチャンネル選択スイッチ）とスイッチＳＷ１０とを押しながら電源スイッチＳＷ１１をオンにする（メモリイニシャライズ操作）。これにより、ＲＡＭ１２は初期化されてフラッシュメモリ１１に格納されている各チャンネルのゲイン補正データがＲＡＭ１２に記憶されるようになる。

上述したようなメーカからの出荷時やサービスセンターで修理を行ったときには、ゲイン補正データの再調整が必要になる。そのような場合、本発明のＡＤ変換装置１は、電源オン時に所定の操作を行って「保守モード」で立ち上げることにより、各チャンネルのＰＡＤとＨＡからなるアナログ増幅部のアナログゲインの誤差を補正するゲイン補正データを自動で調整するトリム設定（自動）を行うことができる。
トリム設定（自動）を行う際には、各チャンネルにアナログ波形信号として基準レベル（例えば、＋６ｄＢ）の基準アナログ信号を入力してトリム設定（自動）の準備を行う。次いで、ロータリーエンコーダＲＥを操作してトリム設定（自動）を行う制御プログラムの番号を選択して、その番号を表示器ＤＰに表示させる。これにより、トリム設定（自動）の制御プログラムが選択され、次いでスイッチＳＷ１０を操作すると選択されたトリム設定（自動）の制御プログラムが実行されてゲイン補正データが自動で調整されるようになる。また、その他Ｉ／Ｏ１８に接続されたパーソナルコンピュータからターミナルソフトから、トリム設定（自動）の制御プログラムを実行するよう命令した場合も、ゲイン補正データが自動で調整されるようになる。

トリム設定（自動）の制御プログラムが実行されると、表示器ＤＰに［−−−］と表示されてトリム設定（自動）の制御プログラムが実行中であることが示され、チャンネル１，チャンネル２，・・・チャンネル８の順で順次各チャンネルのゲイン補正データが自動で調整されるようになる。チャンネル１におけるゲイン補正データの自動設定について説明すると、ＡＤ変換部２０ａとＤＳＰ１６におけるチャンネル１のゲインが所定ゲイン（例えば、−４ｄＢ）に設定され、その結果、ＡＤコンバータ２３には＋２ｄＢのアナログ信号が供給されてディジタル信号に変換される。前述したように、ＡＤコンバータ２３の最大レベルは＋２０ｄＢであり、レベルメータではその最大レベルを０ｄＢとして表示を行っているので、この＋２ｄＢのディジタル信号は−１８ｄＢのセグメントをぎりぎり点灯させるかさせないかのレベルとなる。このディジタル信号が、ぎりぎりで−１８ｄＢを点灯させるレベルとなるようにゲイン補正データが自動調整される。このようにして調整されたゲイン補正データがチャンネル１のゲイン補正データとして決定されてフラッシュメモリ１１に書き込まれる。そして、上記したゲイン補正データの自動調整がチャンネル８まで順次行われて各チャンネルのゲイン補正データが決定され、フラッシュメモリ１１に書き込まれるようになる。なお、基準アナログ信号が入力されていないチャンネルについてはゲイン補正データの自動設定はスキップされる。従って、調整を行いたいチャンネルに対してだけ基準アナログ信号を供給するようにすれば、適切なレベルのアナログ信号の供給されていないその他のチャンネルについては自動調整を自動的にスキップさせることができる。また、基準アナログ信号を供給していない状態で、誤操作によりトリム設定（自動）の制御プログラムを実行しても、不適切なゲイン補正データが設定されてしまうことを防止することができる。このようにして、ゲイン補正データの自動設定が全チャンネルにおいて完了し、決定されたゲイン補正データがフラッシュメモリ１１に書き込まれると、表示器ＤＰにトリム設定（自動）の制御プログラムの番号が表示されてゲイン補正データの自動調整が完了したことが示される。
なお、ＰＡＤとＨＡからなるアナログ増幅部におけるアナログゲインが切り替わった時もゲイン誤差があるので、アナログゲインを自動的に所定のステップ（例えば、６ｄＢステップあるいは１２ｄＢステップ）で順次切り替え、切り替える毎にアナログゲイン誤差を補正するゲイン補正データの自動設定を各チャンネル毎に行い、決定されたゲイン補正データをフラッシュメモリ１１に書き込むようにしても良い。

また、本発明のＡＤ変換装置１は、上記「保守モード」において各チャンネルのＰＡＤとＨＡからなるアナログ増幅部の誤差を補正するゲイン補正データを手動により調整するトリム設定（手動）を行うこともできる。
トリム設定（手動）を行うには、各チャンネルにアナログ波形信号として基準レベル（例えば、＋６ｄＢ）の基準アナログ信号を入力する。次いで、ロータリーエンコーダＲＥを操作してトリム設定（手動）を行うための制御プログラムの番号を選択して、その番号を表示器ＤＰに表示させる。これにより、トリム設定（手動）の制御プログラムが選択され、次いでスイッチＳＷ１０を操作すると選択されたトリム設定（手動）の制御プログラムが実行されてゲイン補正データを手動で調整できるようになる。また、その他Ｉ／Ｏ１８に接続されたパーソナルコンピュータで起動されたターミナルソフトから、トリム設定（手動）の制御プログラムを実行するよう命令した場合も、ゲイン補正データを手動で調整できるようになる。

トリム設定（手動）の制御プログラムが実行されると、レベルメータＬＭ１〜ＬＭ８に各チャンネルにおいて基準アナログ信号をＡＤ変換したディジタル信号のレベル（メータレベル）がそれぞれ表示されると共に、チャンネル１が選択状態とされてチャンネル選択スイッチＳＷ１のランプが点灯し、表示器ＤＰにチャンネル１のゲイン補正データが表示される。そして、ＡＤ変換部２０ａとＤＳＰ１６におけるチャンネル１のゲインが所定ゲイン（例えば、−４ｄＢ）に設定される（ＡＤコンバータ２３では、＋２ｄＢのアナログ信号がディジタル信号に変換され、そのレベルはレベルメータＬＭ１の−１８ｄＢを点灯させるかさせないかのレベルになる。ユーザは、ロータリーエンコーダＲＥを左回りあるいは右回りに操作し、そのディジタル信号のレベルが−１８ｄＢのセグメントをぎりぎりで点灯させるレベルとなるようチャンネル１のゲイン補正データを微調整する。この際、表示器ＤＰにはゲイン補正データの値が表示されており、その表示を見ながら調整を行うことができる。ロータリーエンコーダＲＥは、例えば、０．１ｄＢステップで±１．５ｄＢの範囲でゲイン補正データの値を変化させることができる。

このようにして、チャンネル１のトリム設定（手動）が終了したらチャンネル選択スイッチＳＷ２を操作して、選択されたチャンネル２において上述したトリム設定（手動）を行う。このようなトリム設定（手動）をチャンネル８まで同様にして行うことで、チャンネル１〜チャンネル８までのゲイン補正データが調整されるようになる。ここで、スイッチＳＷ１０を操作するとトリム設定（手動）が終了して調整された各チャンネルのゲイン補正データがフラッシュメモリ１１に書き込まれる。同時に、表示器ＤＰにトリム設定（手動）の制御プログラムの番号が表示されてゲイン補正データの手動調整が完了したことが示される。
なお、ＰＡＤとＨＡからなるアナログ増幅部におけるアナログゲインが切り替わった時もゲイン誤差があるので、アナログゲインを所定のステップ（例えば、６ｄＢステップあるいは１２ｄＢステップ）で順次切り替え、切り替える毎にアナログゲイン誤差を補正するゲイン補正データの手動設定を各チャンネル毎に行い、決定されたゲイン補正データをフラッシュメモリ１１に書き込むようにしても良い。

次に、本発明にかかるＡＤ変換装置１において「保守モード」でロータリーエンコーダＲＥを操作してトリム設定（自動）を行う制御プログラムの番号を選択してスイッチＳＷ１０を操作することにより実行される複数チャンネルの自動調整処理のフローチャートを図３に示す。この複数チャンネルの自動設定処理は、上記した各チャンネルのＰＡＤとＨＡからなるアナログ増幅部のアナログゲインの誤差を補正するゲイン補正データを自動で調整するトリム設定（自動）の処理である。この実行に先立ち、人間の操作等により、ＡＤ変換装置１の各チャンネルには、図示しない外部の基準信号発生器より基準レベル（例えば、＋６ｄＢ）の基準アナログ信号が供給されているものとする。
選択されたトリム設定（自動）の処理では、まず、ステップＳ１０にて供給されている基準アナログ信号をＡＤ変換部２０ａ、２０ｂ、・・・２０ｎに入力し、続くステップＳ１１にて自動調整処理を行う最初のチャンネルであるチャンネル１の準備が行われる。この準備では、チャンネル１のＡＤ変換部２０ａとＤＳＰ１６におけるアナログゲインが所定ゲイン（例えば、−４ｄＢ）に設定される。そして、ステップＳ１２にて、ＤＳＰ１６より読み出される１チャンネルのレベル検出結果に基づいて、１チャンネルのディジタル信号のレベルが−１８ｄＢとなるようゲイン補正データを微調整するトリム調整処理が行われる。このトリム調整処理では決定されたチャンネル１のゲイン補正データがフラッシュメモリ１１に格納されて終了し、ステップＳ１３にて自動調整処理を行う次のチャンネルであるチャンネル２が準備され、チャンネル２のＡＤ変換部２０ｂとＤＳＰ１６におけるゲインが所定ゲイン（例えば、＋４ｄＢ）に設定される。

ステップＳ１４では全チャンネルの自動調整処理が終了したか否かが判断されるが、ここでは終了していないためＮＯと判断されてステップＳ１２に戻りチャンネル２のＡＤＣから出力されるディジタル信号のレベルが−１８ｄＢとなるようなゲイン補正データが決定されるトリム調整処理が行われる。このトリム調整処理では決定されたチャンネル２のゲイン補正データがフラッシュメモリ１１に格納されて終了する。このようなゲイン補正データの自動調整処理が全チャンネルについて終了した際に、ステップＳ１４にてＹＥＳと判断されて複数チャンネルの自動調整処理は終了する。

次に、ＤＳＰ１６を備えるレベル検出器が、各チャンネルのディジタル信号のより細かい精密なレベルを検出できる場合に、複数チャンネルの自動調整処理のステップＳ１２および図４の複数ゲインでの自動調整処理のステップＳ２１で実行可能なトリム調整処理（例１）のフローチャートを図５に示す。
図５に示すトリム調整処理（例１）が開始されると、ステップＳ３０にてＰＡＤとＨＡからなるアナログ増幅器に所定のアナログゲインＧｂが設定される。この所定のアナログゲインＧｂは、複数チャンネルの自動調整処理あるいは複数ゲインでの自動調整処理により定められている。次に、ステップＳ３１にてＤＳＰ１６のレベル検出器から当該チャンネルのＡＤ変換されたディジタル信号の精密なレベルが読み出される。この読み出されたディジタル信号のレベルが調整可能範囲外にあるか否かがステップＳ３２にて判断される。この判断では、読み出されたディジタル信号のレベルが、当該チャンネルに入力されている基準アナログ信号のレベルとアナログ増幅部に設定されているアナログゲインＧｂを勘案したレベルからゲイン補正データの調整範囲（例えば、±１．５ｄＢ）を超えている場合に調整可能範囲外と判断される。

ここで、読み出されたディジタル信号のレベルが調整可能範囲内にあり調整可能範囲外でないと判断されると、ステップＳ３３に進んで読み出されたディジタル信号のレベルが基準アナログ信号に対応する所定レベルのディジタル信号となるゲイン補正データが決定される。このようにして決定されたゲイン補正データが当該チャンネルのゲイン補正データとしてフラッシュメモリ１１に書き込まれ、トリム調整処理（例１）は終了する。
また、ステップＳ３２にて読み出されたディジタル信号のレベルが調整可能範囲外と判断されると、ステップＳ３５に分岐してゲイン補正データを決定できない旨のエラー表示を表示器ＤＰに表示し、トリム調整処理（例１）は終了する。

図５の例では、例えば、ゲイン補正データを０．１ｄＢ精度で微調整しようとする場合、その調整が行われるディジタル信号のレベル（すなわち、−１８ｄＢ）の近傍においてＤＳＰ１６のレベル検出器から読み出されるディジタル信号のレベルがそれに応じた分解能（すなわち、０．１ｄＢ以下）でなければならない。その場合、レベル検出器が複雑化し規模が大きくなってしまう。図６には、ＤＳＰ１６の備えるレベル検出器の分解能が粗い（例えば６レベル）場合であっても、高精度（例えば、０．１ｄＢ精度）でゲイン補正データを調整できるトリム処理（例２）のフローチャートを示している。この処理も、ステップＳ１２およびステップＳ２１で実行可能である。
図６に示すトリム調整処理（例２）が開始されると、ステップＳ４０にてＰＡＤとＨＡからなるアナログ増幅器に所定のアナログゲインＧｂが設定される。この所定のアナログゲインＧｂは、複数チャンネルの自動調整処理あるいは複数ゲインでの自動調整処理により定められている。次に、ステップＳ４１にて調整データ（ゲイン補正データ）のレベルが最小値に設定されステップＳ４２に進む。ステップＳ４２では、ＤＳＰ１６のレベル検出器から当該チャンネルのディジタル信号の６つのレベルが読み出される。この読み出されたディジタル信号のレベルが調整可能範囲外にあるか否かがステップＳ４３にて判断される。この判断では、読み出されたディジタル信号のレベルが、当該チャンネルに入力されている基準アナログ信号のレベルとアナログ増幅部に設定されているアナログゲインＧｂを勘案した所定レベルを超えている場合に調整可能範囲外と判断される。具体的に調整可能範囲外とされるのは、ゲイン補正データが最小値（−１．５ｄＢ）であるにも関わらず、ディジタル信号が−１８ｄＢ以上であると判断される場合と、ゲイン補正データが最大値（＋１．５ｄＢ）であるにも関わらず、ディジタル信号が−１８ｄＢ未満であると判断される場合である。

ここで、読み出されたディジタル信号のレベルが調整可能範囲内にあり調整可能範囲外でないと判断されると、ステップＳ４４に進んで調整データ（ゲイン補正データ）のレベルが１ステップ（例えば、０．１ｄＢ）だけ増加されて、ステップＳ４５に進み最小値から１ステップ増加されたゲイン補正データが乗算されてＤＳＰ１６のレベル検出器からゲイン補正されたディジタル信号のレベルが読み出される。次いで、ステップＳ４６にて読み出されたディジタル信号のレベルが所定レベル（−１８ｄＢ）以上となったか否かが判断される。ここで、基準値に達していないと判断されるとステップＳ４３に戻り読み出されたディジタル信号のレベルが調整可能範囲内を条件としてステップＳ４４にて調整データ（ゲイン補正データ）のレベルがさらに１ステップだけ増加される。そして、ＤＳＰ１６において最小値からさらに１ステップ増加されたゲイン補正データが乗算されてゲイン補正されたディジタル信号のレベルが読み出され（ステップＳ４５）、ステップＳ４６にて読み出されたディジタル信号のレベルが基準アナログ信号に対応する所定レベルのディジタル信号（基準値）以上となったか否かが再び判断される。このようなステップＳ４３ないしステップＳ４５の処理は、ステップＳ４６にて読み出されたディジタル信号のレベルが基準アナログ信号に対応する所定レベルのディジタル信号（基準値）以上と判断されるまで繰り返し行われる。調整データ（ゲイン補正データ）の調整範囲は、±１．５ｄＢの範囲とされる。

そして、ステップＳ４６にて読み出されたディジタル信号のレベルが基準アナログ信号に対応する所定レベルのディジタル信号（基準値）以上になったと判断されると、ステップＳ４７に進み調整データ（ゲイン補正データ）のレベルが１ステップ（０．１ｄＢ）だけ減少される。なお、このステップＳ４６の処理は必ずしも行わなくてよい。このようにして決定された調整データ（ゲイン補正データ）が、ステップＳ４８において当該チャンネルのゲイン補正データとしてフラッシュメモリ１１に書き込まれ、トリム調整処理（例２）は終了する。
また、ステップＳ４３にて読み出されたディジタル信号のレベルが調整可能範囲外と判断されると、ステップＳ４９に分岐してゲイン補正データを決定できない旨のエラー表示を表示器ＤＰに表示し、トリム調整処理（例２）は終了する。
なお、ステップＳ４７の処理は省略するようにしてもよい。

次に、本発明にかかるＡＤ変換装置１が実行するメイン処理のフローチャートを図７に示す。
ＡＤ変換装置１の電源スイッチＳＷ１１が投入されるとメイン処理が開始され、ステップＳ５０にて動作モードの設定が行われる。動作モードの設定では、電源スイッチ投入の時点でＡＤ変換装置１の操作子１４に所定の操作が行われていたか否かを判定し、所定の操作が行われていた場合に、ＡＤ変換装置１のメインテナンスのための「保守モード」の動作プログラムを実行する。既に説明したように、この「保守モード」の動作プログラムでは、図３に示す複数チャンネルの自動調整処理を起動できる。一方、所定の操作が行われていなかった場合には、ステップＳ５１以降の「通常モード」の処理が実行される。ステップＳ５１では、パックアップ電源の電圧が低下してＲＡＭ１２に記憶されたデータ（ゲイン補正データを含む）が消えてしまったか否か、あるいは、メモリイニシャライズ操作がされたか否かが判断される。ここで、ＲＡＭ１２のデータが消えてしまったと判断された場合、あるいは、メモリイニシャライズ操作がされたと判断された場合はステップＳ５２に分岐して、フラッシュメモリ１１に格納されているゲイン補正データを含む各種初期設定データが電源バックアップされているＲＡＭ１２にコピーされて記憶されるようになる。そして、ステップＳ５１にてＮＯと判断された場合、および、ステップＳ５２の処理が終了した場合はステップＳ５３に進み、ＡＤ変換装置１の初期化処理が行われる。その際、電源バックアップされているＲＡＭ１２に記憶されている調整データ（ゲイン補正データ）がＤＳＰ１６へ送られて設定される。

次いで、ステップＳ５４にてＡＤ変換装置１におけるパネルに設けられている操作子１４が操作されたイベントや、その他の機器からその他Ｉ／Ｏ１８を介してコマンドを受け取ったイベント、ＣＰＵ１０内のタイマがカウントアップしたイベントなどの各種イベントが検出されるが、ステップＳ５５にてイベントがあると検出された場合はステップＳ５６に進みイベントに応じたイベント処理が行われステップＳ５４に戻る。また、ステップＳ５５にてイベントが検出されない場合はそのままステップＳ５４に戻る。このように、ステップＳ５４ないしステップＳ５６の処理は電源スイッチＳＷ１１がオフされるまで繰り返し実行され、操作子１４が操作された際に、その操作子１４の操作イベントに対応するイベント処理が実行されるようになる。

次に、メイン処理におけるステップＳ５６で行われるイベント処理の一つであるｎチャンネルのゲイン設定イベント処理のフローチャートを図８に示す。
このｎチャンネルのゲイン設定イベント処理は、チャンネル選択スイッチを操作して選択されたチャンネルにおけるゲインを設定する処理であり、チャンネル選択スイッチのいずれかが短時間押された際に起動され、ステップＳ６０にてロータリーエンコーダＲＥからの入力値に基づいて、ＰＤＡとＨＡに設定するアナログゲインＧｂ（例えば、６ｄＢあるいは１２ｄＢステップ）と、ＤＳＰ１６に設定するディジタルゲインＧｓ（例えば、１ｄＢステップ）が決定される。次いで、決定されたアナログゲインＧｂが設定選択されたチャンネルにおけるＰＤＡとＨＡにステップＳ６１にて設定され、決定されたディジタルゲインＧｓがＤＳＰ１６にステップＳ６２にて設定される。これにより、選択されたチャンネルに所望のゲインを設定することができｎチャンネルのゲイン設定イベント処理は終了する。

次に、メイン処理におけるステップＳ５６で行われるイベント処理の一つであるｎチャンネルのトリム設定イベント処理のフローチャートを図９に示す。
このｎチャンネルのトリム設定イベント処理は、チャンネル選択スイッチを操作して選択されたチャンネルにおけるゲイン補正データを調整する処理であり、チャンネル選択スイッチが、例えば２秒以上押し続けられた際にトリム設定イベント処理が起動される。トリム設定イベント処理が起動されると、ステップＳ７０にてロータリーエンコーダＲＥからの入力値が調整データ（ゲイン補正データ）とされ、この調整データ（ゲイン補正データ）が選択されたチャンネルの調整後の調整データ（ゲイン補正データ）として電源バックされたＲＡＭ１２にステップＳ７１にて書き込まれて更新される。次いで、ステップＳ７２にて調整後の調整データ（ゲイン補正データ）をＤＳＰ１６に送る。これにより、選択されたチャンネルに適した調整データ（ゲイン補正データ）を設定することができｎチャンネルのトリム設定イベント処理は終了する。

次に、メイン処理におけるステップＳ５６で行われるイベント処理の一つであるＤＳＰにおけるｎチャンネルの信号処理のフローチャートを図１０に示す。
このＤＳＰにおけるｎチャンネルの信号処理が開始されると、ステップＳ８０にてＤＳＰ１６に入力されたＡＤ変換されたあるチャンネルのディジタル波形信号に、当該チャンネルにおいて設定されているディジタルゲインＧｓと調整データ（ゲイン補正データ）に応じた入力ゲインがＤＳＰ１６において乗算される。次いで、スイッチＳＷ９が操作されていてハイパスフィルタ処理が指示されているチャンネルについては、ステップＳ８１にてハイパスフィルタ処理がディジタル波形信号に施される。次いで、ハイパスフィルタ処理されたディジタル波形信号のレベルが所定の送り出しレベルになるように出力ゲインがステップＳ８２にて乗算されて、波形Ｉ／Ｏ１７を介して外部へ出力されるようになる。このＤＳＰにおけるｎチャンネルの信号処理は、各チャンネルからＤＳＰ１６へ入力されるＡＤ変換されたディジタル波形信号に対して行われる処理であり、所定周期（例えば、サンプリング周期）の割り込みイベントにより全チャンネル分の処理が起動され実行される。

以上説明した実施例では、各チャンネル毎に１つのゲイン補正データを有し、それを各チャンネルの複数のゲインで共用するようになっていたが、各ゲイン毎にゲイン補正データを調整できるようにすることもできる。図４は、その場合に、「保守モード」のＡＤ変換装置１において実行される複数ゲインでの自動調整処理のフローチャートである。この複数ゲインの自動調整処理は、上記した各チャンネルのＰＡＤとＨＡからなるアナログ増幅部おけるアナログゲインが切り替わった時もアナログゲイン誤差があるので、アナログゲインを自動的に所定のステップ（例えば、６ｄＢステップあるいは１２ｄＢステップ）で順次切り替え、切り替える毎にアナログゲイン誤差を補正するゲイン補正データを自動で調整するトリム設定（自動）の処理である。
複数ゲインでの自動調整処理では、まず、チャンネル選択スイッチを操作して複数ゲインでの自動調整処理を行うチャンネルを選択する。次いで、ステップＳ２０において、選択されたチャンネルにおけるＰＡＤとＨＡからなるアナログ増幅部に設定される最初のアナログゲインＧｂが決定され、外部の基準信号発生器から、決定されたゲインに適した基準レベル（そのゲインの結果ＡＤＣ２３に入力するレベルが＋２ｄＢとなるようなレベル）の基準アナログ信号を選択されたチャンネルに入力する。そして、ステップＳ２１にて最初のアナログゲインＧｂにおいて当該チャンネルのＡＤＣから出力されるディジタル信号のレベルが所定レベル（例えば、−１８ｄＢ）となるようにゲイン補正データが決定されるトリム調整処理が行われる。

ステップＳ２１のトリム調整処理が終了すると、ステップＳ２２にてＰＡＤとＨＡからなるアナログ増幅器に設定する１ステップ変更された次のアナログゲインＧｂが決定される。このアナログ増幅器に設定可能なゲインは、例えば、−１０ｄＢ〜＋５６ｄＢの範囲で６ｄＢステップあるいは１２ｄＢステップとされる。そして、決定されたゲインに適したレベルの基準アナログ信号を当該チャンネルに入力して調整準備が終了し、ステップＳ２３に進む。なお、設定されたゲインに適したレベルとは、例えばＡＤ変換されたディジタル信号のレベルがゲインを変更しても同じレベル（例えば、−１８ｄＢ）となるレベルである。すなわち、アナログゲインＧｂを６ｄＢ下げた（上げた）場合は、外部の基準信号発生器を制御して、供給される基準アナログ信号のレベルを自動的に６ｄＢアップ（ダウン）するのが好適である。ここで、同じレベルとしている理由は、ＤＳＰ１６のレベル検出器における−１８ｄＢのレベルに基づいて自動調整を行っているためである。ステップＳ２３では複数ゲインでの自動調整処理が終了したか否かが判断されるが、ここでは終了していないためＮＯと判断されてステップＳ２１へ戻る。ステップＳ２１では、決定された次のアナログゲインＧｂがチャンネルにおけるＰＡＤとＨＡからなるアナログ増幅器に設定され、当該アナログゲインＧｂでのトリム調整処理が行われる。すなわち、ＡＤ変換されたディジタル信号のレベルが当該アナログゲインＧｂでの基準アナログ信号に応じたレベルになるようにゲイン補正データが決定される。

ステップＳ２１のトリム調整処理が終了すると、ステップＳ２２にてＰＡＤとＨＡからなるアナログ増幅器に設定するさらに１ステップ変更された次のアナログゲインＧｂが決定され、決定されたゲインに適したレベルの基準アナログ信号が当該チャンネルに入力される。そして、再度戻ったステップＳ２１にて決定されたさらに次のアナログゲインＧｂがチャンネルにおけるＰＡＤとＨＡからなるアナログ増幅器に設定され、当該アナログゲインＧｂでのトリム調整処理が行われる。このステップＳ２２およびステップＳ２１の処理は設定可能なゲインが１ステップづつ変更されて設定される毎に繰り返し実行されるが、最後のアナログゲインＧｂがステップＳ２２で決定されてステップＳ２１にて最後のアナログゲインＧｂでのトリム調整処理が終了した際に、ステップＳ２２の処理は実質的に行われることなくステップＳ２３に進み、ここでＹＥＳと判断されて複数ゲインでの自動調整処理が終了する。

この複数ゲインでの自動調整処理では、チャンネル選択スイッチで選択されたチャンネルについて所定ステップの複数のアナログゲインでのゲイン補正データを自動調整する処理を行うようにしたが、各チャンネルについて複数ゲインでの自動調整処理を順次行うことにより全チャンネルについて複数ゲインでの自動調整処理を行うようにしてもよい。また、複数ゲインでの自動調整処理を行う制御プログラムを用意して、この制御プログラムの番号をロータリーエンコーダＲＥを操作して選択した上でスイッチＳＷ１０を操作することにより、複数ゲインでの自動調整処理を行う制御プログラムを実行するようにしてもよい。

以上の説明では、単体のアナログ・ディジタル変換装置として説明したが、アナログ・ディジタル変換装置をディジタル・ミキサ等の機器に組み込むようにしてもよい。

本発明の実施例のアナログ・ディジタル変換装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施例におけるアナログ・ディジタル変換装置のパネル構成の一例を示す図である。 本発明にかかるアナログ・ディジタル変換装置において実行される複数チャンネルの自動調整処理のフローチャートである。 本発明にかかるアナログ・ディジタル変換装置において実行される複数ゲインでの自動調整処理のフローチャートである。 本発明にかかるアナログ・ディジタル変換装置において実行される複数チャンネルの自動調整処理および複数ゲインでの自動調整処理で実行されるトリム調整処理（例１）である。 本発明にかかるアナログ・ディジタル変換装置において実行される複数チャンネルの自動調整処理および複数ゲインでの自動調整処理で実行される他のトリム調整処理（例２）である。 本発明にかかるアナログ・ディジタル変換装置において実行されるメイン処理のフローチャートである。 本発明にかかるアナログ・ディジタル変換装置において実行されるメイン処理におけるイベント処理の一つであるｎチャンネルのゲイン設定イベント処理のフローチャートである。 本発明にかかるアナログ・ディジタル変換装置において実行されるメイン処理におけるイベント処理の一つであるｎチャンネルのトリム設定イベント処理のフローチャートである。 本発明にかかるアナログ・ディジタル変換装置において実行されるメイン処理におけるイベント処理の一つであるＤＳＰにおけるｎチャンネルの信号処理のフローチャートである。

符号の説明

１ ＡＤ変換装置、１０ ＣＰＵ、１１ フラッシュメモリ、１２ ＲＡＭ、１３ ＲＡＭ、１４ 操作子、１５ 表示器、１６ ＤＳＰ、１７ 波形データＩ／Ｏ、１８ その他Ｉ／Ｏ、１９ バス、２０ａ ＡＤ変換部、２０ｂ ＡＤ変換部、ＤＰ 表示器、ＬＭ１〜ＬＭ８ レベルメータ、ＲＡＭ１２ ゲイン補正データが、ＲＥ ロータリーエンコーダ、ＳＷ１〜ＳＷ８ チャンネル選択スイッチ、ＳＷ１１ 電源スイッチ

Claims (3)

1. 入力アナログ波形信号に設定されたアナログゲインを乗算するアナログ増幅手段と、
   該アナログ増幅手段から出力される入力アナログ波形信号をディジタル信号に変換するアナログ・ディジタル変換手段と、
   該アナログ・ディジタル変換手段から出力されるディジタル信号に、前記アナログ増幅手段の誤差を補正するゲイン補正データを乗算してディジタル波形信号を出力する処理手段と、
   前記ゲイン補正データが記憶されている不揮発性メモリ手段と、
   該不揮発性メモリ手段から送られた前記ゲイン補正データが記憶されると共に、記憶された該ゲイン補正データを前記処理手段に送る電源がバックアップされているメモリ手段と、
   該メモリ手段に記憶されている前記ゲイン補正データを調整できると共に、前記ゲイン補正データが調整された際に、前記メモリ手段に記憶されている前記ゲイン補正データを調整後のゲイン補正データで更新すると共に前記処理手段に送る調整手段とを備え、
   前記メモリ手段のイニシャライズ指示があった際に、前記メモリ手段に記憶されている前記ゲイン補正データを、前記不揮発性メモリ手段に記憶されている前記ゲイン補正データにより書き換えるようにしたことを特徴とするアナログ・ディジタル変換装置。
2. 入力アナログ波形信号に設定されたアナログゲインを乗算するアナログ増幅手段と、
   該アナログ増幅手段から出力される入力アナログ波形信号をディジタル信号に変換するアナログ・ディジタル変換手段と、
   該アナログ・ディジタル変換手段から出力されるディジタル信号に、前記アナログ増幅手段の誤差を補正するゲイン補正データを乗算してディジタル波形信号を出力する処理手段と、
   前記ゲイン補正データが記憶されている不揮発性メモリ手段と、
   前記ゲイン補正データの自動調整を指示する指示手段と、
   該指示手段により前記自動調整が指示された際に、基準レベルのアナログ波形信号を所定のアナログゲインが設定されている前記アナログ増幅手段に入力し、前記アナログ増幅手段から出力されたアナログ波形信号を前記アナログ・ディジタル変換手段により変換したディジタル信号のレベルが調整範囲内であるか否かを確認し、調整範囲内であることを条件に該ディジタル信号のレベルが前記入力アナログ波形信号のレベルに対応するように前記ゲイン補正データを決定し、決定された該ゲイン補正データを前記不揮発性メモリへ書き込むようにしたことを特徴とするアナログ・ディジタル変換装置。
3. 前記アナログ増幅手段では所定ステップの整数倍のステップ毎のアナログゲインが設定可能とされ、前記処理手段では前記所定ステップ毎のディジタルゲインが設定可能とされており、設定されるゲインが前記アナログゲインと前記ディジタルゲインとに振り分けて設定されるようにしたことを特徴とする請求項１または２記載のアナログ・ディジタル変換装置。
   

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