JP2008072227A - 波形整形回路および音声再生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】矩形波信号を正確に波形整形することが可能な波形整形回路および音声再生装置を提供すること。
【解決手段】本発明は、矩形波信号のデータ１のデータ幅であるデータ１幅とデータ０のデータ幅であるデータ０幅の和であるトータル幅に基づき、矩形波信号の第１分類を判定する第１判定部（２０）と、矩形波信号の第１分類とデータ１幅または前記データ０幅の最小値または最大値とに基づき、矩形波信号の第２分類を判定する第２判定部（２２）と、第２分類に基づき矩形波信号を波形整形する波形整形部（２４）と、を具備する波形整形回路および音声再生装置である。
【選択図】図５

Description

本発明は、波形整形回路および音声再生装置に関し、特に矩形波信号のデータ１幅およびデータ０幅に基づき波形整形する波形整形回路および音声再生装置に関する。

ＤＶＤ（digital Versatile Disc）等の音声再生装置のデータの伝送方式として、例えば、ＥＩＡＪ ＣＰ１２０１、ＩＥＣ６０９５８等の規格のバイフェーズ変調データ信号をシリアル転送方式で伝送する方式がある。伝送後、バイフェーズ変調データはデコードされ３線式ＰＣＭ（Pulse code modulation)データに変換される。その後ＰＣＭデータを用い音声再生等を行う。

図１はバイフェーズ変調データのフォーマットを示す図である。バイフェーズ変調データの１ブロックは１９２フレームから構成される。１フレームはＬ（左）チャンネルデータＬ−ｃｈとＲ（右）チャンネルデータＲ−ｃｈから構成される。プリアンブル（同期信号）「Ｂ」は、ブロックの最初のフレーム（フレーム０）のＬチャンネルデータの先頭であることを示している。プリアンブル「Ｍ］は、２つ目以降のフレーム（フレーム２以降）のＬチャンネルデータの先頭であることを示している。「Ｗ」はＲチャンネルデータの先頭であることを示している。すなわち、デコード時に、プリアンブル「Ｂ」、「Ｍ」、「Ｗ」の検出でＬＲＣＫ（Ｌｃｈ、Ｒｃｈ識別信号）をＬとＲにすることができる。

上記伝送方式は、シリアル転送方式のため信号線１本でデータを転送でき低コストであるが、波形がなまりやすい。波形がなまると、プリアンブルを検出できない、または、データが正しくデコードできず、ＬＲＣＫ、ＤＡＴＡ（シリアルの転送信号）が再生できない場合がある。

特許文献１には、バイフェーズ変調データと同期しかつバイフェーズ変調データの整数倍の周波数を有するクロック信号を用いバイフェーズ変調データを波形整形する技術が開示されている。
特開２００５−３４１１１６号公報

特許文献１に係る技術は、バイフェーズ変調データに同期するようにより周波数の高いクロック信号を生成している。このため、クロック信号がなまってしまう可能性がある。これにより、バイフェーズ変調データのデコードが難しい場合がある。このように、なまった矩形波信号を正確に波形整形する技術が求められている。

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、矩形波信号を正確に波形整形することが可能な波形整形回路および音声再生装置を提供することを目的とする。

本発明は、矩形波信号のデータ１のデータ幅であるデータ１幅とデータ０のデータ幅であるデータ０幅の和であるトータル幅に基づき、前記矩形波信号の第１分類を判定する第１判定部と、前記矩形波信号の前記第１分類と前記データ１幅または前記データ０幅の最小値または最大値とに基づき、前記矩形波信号の第２分類を判定する第２判定部と、前記第２分類に基づき前記矩形波信号を波形整形する波形整形部と、を具備することを特徴とする波形整形回路である。波形がなまってもトータル幅はほとんど変化しない。よって、第１判定部は第１分類をほぼ正確に行うことができる。また、波形のなまりはデータ１幅またはデータ０幅の最小値または最大値で同程度である。よって、第２判定部は第２分類をほぼ正確に行うことができる。波形整形部は第２分類に基づき、波形を整形するため、矩形波信号を正確に波形整形することができる。

上記構成において、クロック信号を用い前記データ１幅および前記データ０幅を検出するデータ幅検出部を具備する構成とすることができる。この構成によれば、簡便にデータ幅を検出することができる。

上記構成において、前記第１判定部は、前記トータル幅が所定範囲内か否かに応じ前記矩形波信号の前記第１分類を判定する構成とすることができる。この構成によれば、第１分類を判定することができる。

上記構成において、前記第２判定部は、前記最小値または前記最大値が所定範囲内か否かに応じ前記矩形波信号の第２分類を判定する構成とすることができる。この構成によれば、第２分類を判定することができる。

本発明によれば、矩形波信号を正確に波形整形することが可能な波形整形回路および音声再生装置を提供することができる。

以下に、図面を参照に本発明の実施例について説明する。

図２は、バイフェーズ変調データのＬチャンネルデータ、Ｒチャンネルデータの例を示している。バイフェーズ変調データのＬチャンネルデータおよびＲチャンネルデータは、データ単位幅１Ｔとしたとき、２Ｔ間隔（図中矢印の箇所）で反転する。“１”を示すデータ（つまりハイレベルのデータであり以下、データ１）は、２Ｔの矢印の間で反転する。“０”を示すデータ（つまりローレベルのデータであり以下、データ０）は、２Ｔの矢印の間で反転しない。図３はプリアンブルを示している。プリアンブルでは、３Ｔ間隔の信号がある。この場合、図２のように、２Ｔ間隔の矢印では反転しない。このように、データ１およびデータ０のデータ幅が１Ｔから３Ｔの場合を識別することができれば、バイフェーズ変調データをデコードすることができる。

図４は、データ１のデータ単位幅およびデータ０がデータ単位幅が１Ｔから３Ｔの場合の組み合わせを示した図である。データ１の単位幅とデータ０の単位幅を加算した幅である２Ｔから６Ｔをトータル幅分類（第１分類）とした。また、この場合のベイフェーズ変調データの単位（１組のデータ１とデータ０）の組み合わせは全部で９個であり、それぞれを波形分類（第２分類）で分類した。バイフェーズ変調データのデータ１とデータ０のセットの単位は、この９個の波形分類で分類できる。

トータル幅分類が６Ｔのときは、データ１の単位幅およびデータ０の単位幅とも３Ｔであり、このときの波形分類を３Ｔ−３Ｔとする。トータル幅分類が５Ｔのときは、データ１の単位幅が３Ｔおよびデータ０の単位幅が２Ｔである波形分類が３Ｔ−２Ｔの場合と、データ１の単位幅が２Ｔおよびデータ０の単位幅が３Ｔである波形分類が２Ｔ−３Ｔの場合とがある。トータル幅分類が４Ｔのときは、データ１の単位幅が３Ｔおよびデータ０の単位が１Ｔの波形分類が３Ｔ−１Ｔの場合と、データ１の単位幅が１Ｔおよびデータ０の単位幅が３Ｔの波形分類１Ｔ−３Ｔの場合と、データ１の単位幅が２Ｔおよびデータ０の単位幅が２Ｔの波形分類が２Ｔ−２Ｔの場合とがある。トータル幅分類が３Ｔのときは、データ１の単位幅が２Ｔおよびデータ０の単位幅が１Ｔの波長分類が２Ｔ−１Ｔの場合と、データ１の単位幅が１Ｔおよびデータ０の単位幅が２Ｔの波長分類が１Ｔ−２Ｔの場合とがある。トータル幅分類が２Ｔのときは、データ１の単位幅およびデータ０単位幅はとも１Ｔであり、波長分類は１Ｔ−１Ｔである。

このように、バイフェーズ変調データ単位のトータル幅分類を判定することで、９個の波形分類の中から１から３個の候補に絞ることができる。次に１から３個の候補の中から波形分類を判定することで、波形分類を判定することができる。以下、上記原理に基づく実施例１に係る波形整形回路につき説明する。

図５は、実施例１に係る波形整形回路１０を含む音声再生装置のバイフェーズ変調データの波形整形回路付近のブロック図である。ＤＶＤまたはＣＤデッキ等の音声再生部４２を制御するデッキ制御部４０から８８．２ｋＨｚの音声データであるバイフェーズ変調信号（ＥＩＡＪ ＣＰ１２０１、ＩＥＣ６０９５８規格）が波形整形回路１０に入力する。また、波形整形用クロックとして４０ＭＨｚが入力する。波形整形回路１０は、データ１幅カウンタ１２およびデータ０幅カウンタ１４を有するデータ幅カウンタ１６、加算部１８、第１判定部２０、第２判定部２２、波形整形部２４、最小データ１幅保持部２６、最小データ０幅保持部２８、トータル幅設定記憶部３０、データ１幅設定記憶部３２、データ０幅設定記憶部３４とからなる。波形整形回路１０で音声データであるバイフェーズ変調データを波形整形した後、バイフェーズ変調データはＰＬＬ（phase locked loop)４４に出力される。

図５および図６を用い、実施例１の動作について説明する。図６を参照に、図５のデータ幅カウンタ１６において、データ１幅およびデータ０幅をカウントし検出する（ステップＳ１０）。図７はデータ幅カウンタ１６のカウント方法を３Ｔ−１Ｔ波形分類の波形信号を例に説明するための図である。４０ＭＨｚの波形整形用クロックがハイレベルになった時点のバイフェーズ変調データが閾値以上の場合、データ１幅カウンタ１２はクロック数をカウントする。図７ではデータ１幅（データ１のクロック数）は１１である。バイフェーズ変調データが閾値より小さい場合、データ０幅カウンタ１４はクロック数をカウントする。図７ではデータ０幅（データ０のクロック数）は３である。このようにして、データ幅カウンタ１６はバイフェーズ変調データのデータ１幅とデータ０幅とをカウントする。

図８は、バイフェーズ変調信号が８８．２ｋＨｚ、波形整形用信号が４０ＭＨｚであり、波形がなまっていない場合の図４の９個の波形分類に対する、トータルのクロック数（トータル幅）、データ１のクロック数（データ１幅）、データ０のクロック数（データ０幅）を示した図である。１Ｔの幅は８８．５７７ｎｓであり、波形整形用クロックの周期は２５ｎｓである。１Ｔ幅はクロック周期で割り切れないため各波形分類のトータル幅、データ１幅、データ０幅は１つのクロック数では確定されない。単位幅が１Ｔの場合のクロック数は３または４、単位幅が２Ｔの場合のクロック数は７または８、単位幅が３Ｔの場合のクロック数は１０または１１、単位幅が４Ｔの場合のクロック数は１４または１５、単位幅が５Ｔの場合のクロック数は１７または１８、単位幅が６Ｔの場合のクロック数は２１または２２となる。

図９は、例えばデータ１が１．２倍になるようにバイフェーズ変調データがなまった場合の波形を示す模式図である。トータル幅、データ１幅、データ０幅を時間で示している。例えば、３Ｔ−１Ｔの波形信号では、トータル幅は、３５４．３０８ｎｓであり、データ１幅は３１８．９ｎｓ、データ０幅は３５．４ｎｓとなる。このように、図９の例においては、図８の場合に比べ、データ１幅が長くなり、データ０幅が短くなる。

図１０は、３Ｔ−１Ｔ波形分類の波形がなまった場合のバイフェーズ変調データの例を示す図である。図１０の例の場合、データ１のクロック数（データ１幅）は１２、データ０のクロック数（データ０幅）は２となる。そうすると、図８のデータ１幅およびデータ０幅の範囲から外れてしまう。よって、従来の音声再生装置においては、誤動作する可能性がある。

図６を参照に、図５の加算部１８は、データ１幅とデータ０幅を加算しトータル幅を算出する（ステップＳ１２）。図５の第１判定部２０は、トータル幅に基づきトータル幅分類を判定する（ステップＳ１４）。図１１は、図５のトータル幅設定記憶部３０のデータを示す。トータル幅設定記憶部３０には各トータル幅に対するトータル幅分類の内容が予め設定されている。例えば、トータル幅が２０〜２３の場合、第１判定部２０はトータル幅分類を６Ｔと判定する。例えば、トータル幅が１３〜１５の場合、第１判定部２０はトータル幅分類を４Ｔと判定する。

最小データ０幅保持部２８は、トータル幅分類ごとのデータ０幅の最小値（最小データ０幅ともいう）を保持する。同様に、最小データ１幅保持部２６は、トータル幅分類ごとのデータ１幅の最小値（最小データ１幅ともいう）を保持する。図１２は、最小データ０幅保持部２８および最小データ１幅保持部２６が保持する各トータル幅分類ごとのデータ０幅およびデータ１幅の最小値を示す図である。図１２を参照に、データ０幅の最小値はトータル幅分類が５Ｔ、４Ｔおよび３Ｔの場合に保持されている。データ１幅の最小値はトータル幅分類が４Ｔの場合に保持されている。その他のトータル幅分類の場合には、データ０幅およびデータ１幅の最小値は保持されていない。最小データ１幅保持部２６は最小データ１幅を第２判定部２２に出力し、最小データ０幅保持部２８は最小データ０幅を第２判定部２２に出力する。

図６を参照に、第２判定部２２は第１判定部２０が判定したトータル幅分類に基づき、対応する波形分類が１個かを判定する（ステップＳ１６）。Ｙｅｓの場合、例えば、トータル幅分類が６Ｔの場合、図８のように波形分類は３Ｔ−３Ｔの１個である。そこで、第２判定部２２は、ステップＳ１９において、波形分類を３Ｔ−３Ｔとする。

図６を参照に、ステップＳ１６においてＮｏの場合、例えばトータル幅分類が４Ｔの場合、図８より波形分類は３種類考えられる。この場合、第２判定部２２は、第１判定部２０が判定したトータル幅分類並びにデータ０幅およびデータ１幅の最小値に基づき波形分類を判定する（ステップＳ１８）。図１３は、第１判定部２０がトータル幅分類を４Ｔと分類した場合を例とした第２判定部２２のフローチャートである。第２判定部２２は、データ０幅が最小データ０幅である１に余裕度である１を加えた２以下か否かを判定する（ステップＳ３０）。データ０幅が２以下の場合、第２判定部２２は波形分類を３Ｔ−１Ｔと判定する（ステップＳ３２）。ステップＳ３０において、データ０幅が２より大きい場合、第２判定部２２はデータ１幅が最小データ１幅である４に余裕度である１を加えた５以下であるか否かを判定する（ステップＳ３４）。データ１幅が５以下の場合、第２判定部２２は波形分類を１Ｔ−３Ｔと判定する（ステップＳ３６）。ステップＳ３４においてデータ１幅が５より大きい場合、第２判定部２２は波形分類を２Ｔ−２Ｔと判定する（ステップＳ３８）。

同様に、トータル幅分類が５Ｔの場合は、データ０幅が最小データ０幅（例えば図１２の場合は４）に余裕度（例えば１）を加えた値（例えば５）以下か否かで３Ｔ−２Ｔと２Ｔ−３Ｔとの分類を行うことができる。また、トータル幅分類が３Ｔの場合は最小データ０幅（例えば図１２の場合は１）に余裕度（例えば１）を加えた値（例えば２）以下か否かで２Ｔ−１Ｔと１Ｔ−２Ｔとの分類を行うことができる。このように、データ０幅およびデータ１幅の最小値を用い、波形分類を判定することができる。ここで、余裕度はデータ１幅設定記憶部３２およびデータ０幅設定記憶部３４に予め記憶しておく。

図６を参照に、図５の波形整形部２４は第１判定部２０および第２判定部２２が判定した波形分類に基づき、波形を整形する（ステップＳ２０）。図４の波形分類がわかっているため、波形整形部２４は正確に波形信号を整形することができる。例えば波形分類３Ｔ−１Ｔの波形信号を整形する場合、トータル幅の３／４を切り上げたクロック数分をデータ１に、トータル幅の１／４を切り下げたクロック数分をデータ０とする。他の波形分類の波形信号についても同様に波形整形を行う。

実施例１によれば、図６のステップＳ１４および図１１のように、第１判定部２０はトータル幅に基づきバイフェーズ変調データ（矩形波信号）のトータル幅分類（第１分類）を判定する。図６のステップＳ１６からＳ１９および例えば図１３のように、第２判定部２２はバイフェーズ変調データのトータル幅分類とデータ１幅の最小値またはデータ０幅の最小値とに基づき、矩形波信号の波形の波形分類（第２分類）を判定する。そして、図６のステップＳ２０のように、波形整形部２４は、第１分類および第２分類に基づき矩形波信号を波形整形する。

このように、第１分類としてトータル幅分類を判定し、第２分類である波形分類を判定する。波形がなまってもトータル幅はほとんど変化しない。よって、第１判定部２０はトータル幅分類はほぼ正確に行うことができる。例えばトータル幅分類４Ｔでは、データ０幅およびデータ１幅の最小幅は１Ｔに相当する。よって、第２判定部２２は同じトータル幅分類中の波形分類をほぼ正確に行うことができる。波形整形部２４は波形分類に基づき、波形を整形するため、矩形波信号を正確に波形整形することができる。なお、第２判定部２２は、データ０幅およびデータ１幅の最大値を用いることもできる。このように、第２判定部２２は、データ０幅またはデータ１幅の最小値または最大値を用い波形分類を判定することができる。データ０幅およびデータ１幅の最小値、最大値はブロック毎に更新することもできるし、任意の複数ブロック単位で更新することことができる。波形のなまりの程度が変化すると誤判定する可能性があるため、適宜更新することが好ましい。

また、データ幅カウンタ１６（データ幅検出部）は、波形整形用クロック信号を用いデータ１幅およびデータ０幅を検出している。これにより、簡便にデータ幅を検出することができる。

さらに、第１判定部２０は、トータル幅が図１０のトータル幅の範囲（所定範囲）内か否かに応じトータル幅分類（第１分類）を判定している。このように、トータル幅設定記憶部３０にトータル幅の範囲を記憶しておくことにより、トータル幅分類を判定することができる。ここで、図１１のトータル幅の範囲は、波形のなまりのない図８の場合のトータル幅より余裕度を考慮し広くしておくことが好ましい。これにより、波形のなまりの程度による誤動作を抑制することができる。

さらに、第２判定部２２は、データ０幅およびデータ１幅の最小値が所定範囲内か否かに応じ矩形波信号の波形分類（第２分類）を判定している。図１３の例では、所定範囲は、データ０幅およびデータ１幅の最小値に余裕度として１加えた範囲である。このように、所定範囲として、データ０幅およびデータ１幅の最小値にデータ０幅設定記憶部３４に予め記憶された余裕度を減じ用いることができる。このように、余裕度を設定することにより、誤動作を抑制することができる。また、実施例１のようにバイフェーズ変調データの波長が波形整形用クロックの波長の整数倍でない場合、図８のように各データ幅が１の範囲で変動する。このため、誤動作することがありうる。そこで、誤動作を抑制するため、余裕度は少なくとも１であることが好ましい。

実施例１においては、矩形波形信号としてＥＩＡＪ ＣＰ１２０１、ＩＥＣ６０９５８規格のバイフェーズ変調データを例に説明したが、この方式のデータには限られない。特に、データ１幅およびデータ０幅が限定されるデータ方式は、図４のような分類がし易く、本発明を適用することが有効である。また、波形がなまりやすいシリアル転送方式に本発明を適用することは特に有効である。

本発明の実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

図１はバイフェーズ変調データを説明するための図である。 図２はバイフェーズ変調データのチャンネルデータを示す図である。 図３はバイフェーズ変調データのプリアンブルを示す図である。 図４はバフェーズ変調データのトータル分類、波形分類を示す図である。 図５は実施例１に係る音声再生装置の一部のブロック図である。 図６は波形整形回路の動作を示すフローチャートである。 図７はデータ幅の検出方法を示す図である。 図８は波形がなまっていない場合の各波形分類のトータルのクロック数（トータル幅）、データ１のクロック数（データ１幅）およびデータ０のクロック数（データ０幅）を示す図である。 図９は波形がなまった場合の各波形分類の波形の例を示した図である。 図１０は波形がなまった場合のバイフェーズ変調データのデータ幅のカウントを示す図である。 図１１はトータル幅設定記憶部のデータを示す図である。 図１２は最小データ０幅保持部、最小データ１幅保持部の保持されるデータを示す図である。 図１３は第２判定部のフローの例を示すフローチャートである。

符号の説明

１０ 波形整形回路
１６ データ幅カウンタ
１８ 加算部
２０ 第１判定部
２２ 第２判定部
２４ 波形整形部

Claims (5)

1. 矩形波信号のデータ１のデータ幅であるデータ１幅とデータ０のデータ幅であるデータ０幅の和であるトータル幅に基づき、前記矩形波信号の第１分類を判定する第１判定部と、
   前記矩形波信号の前記第１分類と前記データ１幅または前記データ０幅の最小値または最大値とに基づき、前記矩形波信号の第２分類を判定する第２判定部と、
   前記第２分類に基づき前記矩形波信号を波形整形する波形整形部と、を具備することを特徴とする波形整形回路。
2. クロック信号を用い前記データ１幅および前記データ０幅を検出するデータ幅検出部を具備することを特徴とする請求項１記載の波形整形回路。
3. 前記第１判定部は、前記トータル幅が所定範囲内か否かに応じ前記矩形波信号の前記第１分類を判定することを特徴とする請求項１または２記載の波形整形回路。
4. 前記第２判定部は、前記最小値または前記最大値が所定範囲内か否かに応じ前記矩形波信号の第２分類を判定することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項記載の波形整形回路。
5. 音声データである矩形波信号を波形整形する前記請求項１から請求項４のいずれか一項記載の波形整形回路を有することを特徴とする音声再生装置。

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