JP2008079032A

JP2008079032A - ミュート回路

Info

Publication number: JP2008079032A
Application number: JP2006256163A
Authority: JP
Inventors: Akio Watanabe; 昭雄渡邊
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd; Sanyo Semiconductor Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd; System Solutions Co Ltd
Priority date: 2006-09-21
Filing date: 2006-09-21
Publication date: 2008-04-03
Also published as: US8098847B2; US20080075301A1; KR20080027152A; CN101150298A

Abstract

【課題】ミュート開始又は終了のタイミングにおいて生じ得るノイズ音を低減する。
【解決手段】ＡＣ入力信号の振幅レベルをＤＣレベルに固定することでミュートしたＡＣ出力信号を出力するミュート回路において、前記ＡＣ入力信号のＤＣオフセット成分を第１のオペアンプで構成されたＨＰＦ（High Pass Filter）を経由させることで除去するＤＣオフセット除去部と、前記第１のオペアンプにおける第１のＤＣオフセットと同一レベルの第２のＤＣオフセットを生じさせる第２のオペアンプで構成され、当該第２のオペアンプの入力を前記ＤＣレベルに固定することで当該第２のＤＣオフセットを示すミュート信号を出力するミュート信号生成部と、前記ＤＣオフセット除去部より出力されるＡＣ入力信号と、前記ミュート信号生成部より出力されるミュート信号が入力され、通常時には当該ＡＣ入力信号を選択して前記ＡＣ出力信号として出力し、ミュート時には当該ミュート信号を選択して前記ＡＣ出力信号として出力するセレクタ部と、を有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、ミュート回路に関する。

スピーカーの音量調整を電子制御により行う電子ボリュームには、一般的に、オーディオ信号に重畳されたノイズを検出した際やミュート釦の押下を契機として、オーディオ信号を一時的に遮断して無音化状態（ミュート）とさせるミュート回路が設けられている。ここで、オーディオ信号は、周波数調整により音程が調整される他に、振幅の大小により音量が調整されるといった特性が知られている。かかるオーディオ信号の特性を利用して、ミュート回路は、オーディオ信号の振幅を無くするべく所定のＤＣレベルに固定化することによって無音化状態とさせる処理（以下、ミュート処理と称する。）を行う（図５を参照）。尚、所定のＤＣレベルとしては、電子ボリューム内部の「ＡＣ−ＧＮＤ」を採用するのが一般的である。ＡＣ−ＧＮＤは、ＡＣ信号波形の振幅中心として一定のＤＣレベルを示すＡＣ信号用ＧＮＤのことである。

図５は、従来のミュート回路３０を搭載した電子ボリューム１０の構成を示す図である。同図に示すように、電子ボリューム１０は、音量調整の為にＡＣ入力信号ＩＮ（オーディオ信号）の減衰量を調整する減衰量調整回路２０と、マイクロコンピュータ（不図示）の電子制御により相補的にオン・オフさせるアナログスイッチＳＷ１、ＳＷ２を具備し、減衰量調整後のＡＣ入力信号ＩＮに対してミュート処理を行うミュート回路３０と、によって主に構成される（例えば、以下に示す特許文献１を参照）。

ここで、ミュート回路３０は、ミュート処理を行わない通常の場合には、アナログスイッチＳＷ１をオン且つアナログスイッチＳＷ２をオフすることで、減衰量調整後のＡＣ入力信号ＩＮをそのままＡＣ出力信号ＯＵＴとして出力する。尚、当該ＡＣ入力信号ＩＮの振幅中心は一定のＤＣレベルＶａを示すものとする。一方、ミュート回路３０は、ミュート処理を行う場合、アナログスイッチＳＷ１をオフ且つアナログスイッチＳＷ２をオンすることで、ＡＣ−ＧＮＤレベルＶｂを出力する（図６（ａ）、（ｂ）参照）。この結果、ＡＣ出力信号ＯＵＴのＤＣレベルは、ＡＣ−ＧＮＤレベルＶｂに固定化されるので、無音化状態にすることが可能となる。
特開平１１−３２７５７９号公報

ところで、図５に示したミュート回路３０のような従来のミュート回路の場合、ミュート処理を行わない場合のＡＣ入力信号ＩＮには、減衰量調整回路２０等の電子ボリューム１０の内部回路特性やＩＣ製造バラツキによって、ＡＣ−ＧＮＤレベルＶｂとの差分電圧であるＤＣオフセットＶｘが含まれる。そして、このＤＣオフセットＶｘによって、アナログスイッチＳＷ１、ＳＷ２のオン・オフ切り替え時に、ＡＣ出力信号ＯＵＴのＤＣ電圧変動が引き起こされ、かかるＤＣ電圧変動によってノイズ音が生じ得る。

即ち、ＡＣ出力信号ＯＵＴが、ミュート開始又は終了のタイミングの際に、図６（ｃ）に示すように、ＤＣ電圧変動が瞬間的に引き起こされる理想状態の場合、そのＤＣ電圧変動によって生じるノイズ音は、可聴帯域周波数外の音であるので、人間の聴感上聴きとることのできない人畜無害な音となり問題はない。しかしながら、電子ボリューム１０の内部回路特性やＩＣ製造バラツキによって、ＡＣ出力信号ＯＵＴは、ミュート開始又は終了のタイミングの際に、図６（ｄ）に示すように緩やかに変化するので、可聴帯域周波数の耳触りなノイズ音が生じてしまい問題であった。

上記目的を達成するための本発明のうちの主たる発明は、ＡＣ入力信号の振幅レベルをＤＣレベルに固定することでミュートしたＡＣ出力信号を出力するミュート回路において、前記ＡＣ入力信号のＤＣオフセット成分を第１のオペアンプで構成されたＨＰＦ（High Pass Filter）を経由させることで除去するＤＣオフセット除去部と、前記第１のオペアンプにおける第１のＤＣオフセットと同一レベルの第２のＤＣオフセットを生じさせる第２のオペアンプで構成され、当該第２のオペアンプの入力を前記ＤＣレベルに固定することで当該第２のＤＣオフセットを示すミュート信号を出力するミュート信号生成部と、前記ＤＣオフセット除去部より出力されるＡＣ入力信号と、前記ミュート信号生成部より出力されるミュート信号が入力され、通常時には当該ＡＣ入力信号を選択して前記ＡＣ出力信号として出力し、ミュート時には当該ミュート信号を選択して前記ＡＣ出力信号として出力するセレクタ部と、を有することとする。

本発明によれば、ミュート開始又は終了のタイミングにおいて生じ得るノイズ音を低減したミュート回路を提供することができる。

＜＜オーディオ信号処理システムの構成・動作＞＞
図１は、本発明の一実施形態に係るオーディオ信号処理システムの構成を示す図である。尚、本発明に係るオーディオ信号としては、テレビ、ＡＭ／ＦＭラジオ、ＶＴＲ(Video Tape Recorder)、ＣＤやＤＶＤ等の光ディスク若しくはＡＵＸ（AUXiliary）等の各種音源から得られる音声信号を対象とすることができる。

オーディオ信号処理システムは、各種音源から得られたデジタルオーディオ信号に対してイコライズや音場補正等のデジタル信号処理を行う音響用のＤＳＰ（Digital Signal Processor）１００と、ＤＳＰ１００出力をＤ／Ａ変換した後のアナログオーディオ信号に対して減衰量の調整を行うことで音量調整を行う電子ボリューム２００と、電子ボリューム２００によって音量調整後のアナログオーディオ信号を出力するスピーカー５００を駆動するパワーアンプ３００と、システム全体を統括制御するマイクロコンピュータ（以下、マイコン）４００と、によって構成される。

ここで、電子ボリューム２００は、マイコン４００の制御対象となる減衰量調整部２１０及びミュート回路２２０を有しており、ＤＳＰ１００とは独立した１チップのアナログ・デジタル混載ＬＳＩとして実施される場合とする。

減衰量調整部２１０は、電子ボリューム２００本来の機能である音量調整を行うべく、ＡＣ入力信号ＩＮ（アナログオーディオ信号）の減衰量の調整を行う。例えば、負帰還増幅器の負帰還経路上にアナログスイッチ及び帰還抵抗のペアを複数並列に配設しておき（それぞれ不図示）、マイコン４００より指示された音量に応じて前述した複数のアナログスイッチを適宜オン・オフさせることで、帰還合成抵抗値に基づいて負帰還増幅器の減衰量の調整を行う。

ミュート回路２２０は、ＡＣ入力信号ＩＮ’（減衰量調整後のＡＣ入力信号ＩＮ）の振幅レベルをＤＣレベル（例えば、ＡＣ−ＧＮＤレベル）に固定することでミュートしたＡＣ出力信号を出力する回路である。

尚、図１に示したシステム構成以外に、アナログオーディオ信号が入力されるシステム構成の場合には電子ボリューム２００をＤＳＰ１００の前段に設けてもよい。また、電子ボリューム２００におけるミュート回路２２０以外の機能（例えば、減衰量調整機能）をＤＳＰ１００の機能の一部として組み込むようにしてもよい。

＜＜ミュート回路の構成・動作＞＞
図３を参照しつつ、図２をもとに本発明の一実施形態に係るミュート回路２２０について説明する。尚、図３は、ミュート回路２２０の動作を説明するための主要な状態遷移図である。

本発明に係るミュート回路２２０は、ＤＣオフセット除去部２２１、ミュート信号生成部２２４、アナログスイッチＳＷ１、ＳＷ２、ボルテージフォロワ２２７を有する。

ＤＣオフセット除去部２２１は、電子ボリューム２００の内部回路（減衰量調整部２１０等）の特性やＩＣ製造バラツキによって、ＡＣ入力信号ＩＮ’に含まれるＤＣオフセット成分を、オペアンプ２２２（本発明に係る『第１のオペアンプ』）により構成されたＨＰＦ（High Pass Filter）を経由させることで除去する回路である。

詳述すると、オペアンプ２２２の負帰還経路上に第１の帰還抵抗Ｒ３を配設し、オペアンプ２２２の反転入力側には第１の入力抵抗Ｒ１を、オペアンプ２２２の非反転入力側には第２の入力抵抗Ｒ２をそれぞれ配設し、ＡＣ入力信号ＩＮ’を当該第１及び当該第２の入力抵抗Ｒ１、Ｒ２をそれぞれ介してオペアンプ２２２の反転入力及び非反転入力へと共通入力させ、さらに、オペアンプ２２２の非反転入力とＡＣ−ＧＮＤ又はアナログＧＮＤとの間に、第１の接地抵抗Ｒ４並びにＤＣカット用コンデンサＣ１を並列に配設する。かかる構成により、ＤＣオフセット除去部２２１は、ＨＰＦを構成する。

ところで、ＤＣオフセット除去部２２１において内部回路特性やＩＣ製造バラツキに基づくＡＣ入力信号ＩＮ’のＤＣオフセット成分は除去されたものの、ＤＣオフセット除去部２２１においてオペアンプ２２２が採用された以上、ＡＣ入力信号ＩＮ’にはオペアンプ２２２単体のＤＣオフセットＶｙ（本発明に係る『第１のＤＣオフセット』）が含まれることになる。即ち、一般的なオペアンプは、その内部回路が理想的であったとしても、反転・非反転入力間に若干の電位差が潜在的に発生してしまうからである。尚、オペアンプ２２２単体のＤＣオフセットＶｙは、ＡＣ−ＧＮＤレベルを基準とした出力電圧ＶｃのＤＣ電圧を示したものである。

ミュート信号生成部２２４は、オペアンプ２２２単体におけるＤＣオフセットＶｙと同一レベルのＤＣオフセットＶｙ’（本発明に係る『第２のＤＣオフセット』）を生じさせるオペアンプ２２５（本発明に係る『第２のオペアンプ』）で構成され、オペアンプ２２５の入力をオペアンプ２２２と共通のＡＣ−ＧＮＤレベルに固定することで、ＤＣオフセットＶｙ’を示すミュート信号Ｖｄとして出力する回路である。尚、オペアンプ２２２、２２５は、同一ウェハから製造した同一性能のものを採用することによって、それぞれのＤＣオフセットＶｙ、Ｖｙ’を同一レベルにすることができる。

また、オペアンプ２２５は、オペアンプ２２２により構成されたＨＰＦと同様の周辺回路とすることで、それぞれのＤＣオフセットＶｙ、Ｖｙ’をより制度良く同一のレベルとすることができる。具体的には、オペアンプ２２５の負帰還経路上に第１の帰還抵抗Ｒ３と同一の第２の帰還抵抗Ｒ７を配設し、オペアンプ２２５の反転入力側には第１の入力抵抗Ｒ１と同一の第３の入力抵抗Ｒ５を、オペアンプ２２５の非反転入力側には第２の入力抵抗Ｒ２と同一の第４の入力抵抗Ｒ６をそれぞれ配設して、第３及び第４の入力抵抗Ｒ５、Ｒ６を第１の接地抵抗Ｒ４と同一の第２の接地抵抗Ｒ８を介してオペアンプ２２２と共通のＡＣ−ＧＮＤｈと共通接続させることで構成する。

セレクタ部２２６は、ＤＣオフセット除去部２２１より出力されるＤＣオフセット除去後のＡＣ入力信号ＩＮ’（以下、ＡＣ入力信号Ｖｃという。）と、ミュート信号生成部２２４より出力されるミュート信号Ｖｄが入力され、ミュートを行わない通常時にはＡＣ入力信号Ｖｃを選択してＡＣ出力信号ＯＵＴとして出力し、ミュート時にはミュート信号Ｖｄを選択してＡＣ出力信号ＯＵＴとして出力する回路である。

セレクタ部２２６は、ＡＣ入力信号Ｖｃ又はミュート信号Ｖｄの選択出力のために、マイコン４００の電子制御によって相補的にオン・オフする互いに同一特性のアナログスイッチＳＷ１、ＳＷ２を具備する。

アナログスイッチＳＷ１は、オペアンプ２２２の出力とボルテージフォロワ２２７の非反転入力との間に設けられる。ここで、マイコン４００からミュート指令が無い場合にはアナログスイッチＳＷ１はオンし、ＡＣ入力信号Ｖｃがボルテージフォロワ２２７の非反転入力へと入力される。一方、マイコン４００からミュート指令が生じた場合にはアナログスイッチＳＷ１はオフし、ボルテージフォロワ２２７の非反転入力へのＡＣ入力信号Ｖｃの入力が遮断される。

アナログスイッチＳＷ２は、オペアンプ２２５の出力とボルテージフォロワ２２７の非反転入力との間に設けられる。ここで、マイコン４００からミュート指令が生じた場合にはアナログスイッチＳＷ２はオンし、ミュート信号Ｖｄがボルテージフォロワ２２７の非反転入力へと入力される。一方、マイコン４００からミュート指令が無い場合にはアナログスイッチＳＷ２はオフし、ボルテージフォロワ２２７の非反転入力へのミュート信号Ｖｄの入力が遮断される。

すなわち、アナログスイッチＳＷ１がオン且つアナログスイッチＳＷ２がオフする場合、ミュート処理が行われず、ボルテージフォロワ２２７から出力されるミュート回路２２０のＡＣ出力信号ＯＵＴは、オペアンプ２２２単体のＤＣオフセットＶｙをＤＣレベルとしたＡＣ入力信号Ｖｃとなる（図３（ａ）、（ｂ）参照）。

一方、アナログスイッチＳＷ１がオフ且つアナログスイッチＳＷ２がオンする場合、ミュート処理が行われて、ボルテージフォロワ２２７から出力されるミュート回路２２０のＡＣ出力信号ＯＵＴは、オペアンプ２２２単体のＤＣオフセットＶｙと同一レベルのＤＣオフセットＶｙ’を示すミュート信号Ｖｄとなる（図３（ａ）、（ｂ）参照）。

ここで、オペアンプ２２２、２２５は、同一ウェハより構成された同一性能のものであり、周辺回路構成並びにその構成素子も同一であるので、ＤＣオフセットＶｙ、Ｖｙ’は略同一レベルとみなしても構わない。従って、アナログスイッチＳＷ１、ＳＷ２のオン・オフ切り替わり時、すなわち、ミュート開始又は終了のタイミングの際、ミュート回路２２０のＡＣ出力信号ＯＵＴのレベルは変化せずに一定とみなせるので（図３（ｃ）参照）、従来のような可聴帯域周波数外のノイズ音のみならず可聴帯域周波数のノイズ音をも低減することが可能となる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、前述した実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更／改良され得るととともに、本発明にはその等価物も含まれる。

本発明の一実施形態に係るオーディオ信号処理システムの構成を示す図である。本発明の一実施形態に係るミュート回路の構成を示す図である。本発明の一実施形態に係るミュート回路の動作を説明するための主要な状態遷移図である。ミュート処理の仕組みを説明するための図である。従来のミュート回路を含めた電子ボリュームの仕組みを説明するための図である。従来のミュート回路の動作（課題）を説明するための主要な状態遷移図である。

符号の説明

１００ＤＳＰ
１０、２００電子ボリューム
２０、２１０減衰量調整部
３０、２２０ミュート回路
２２１ＤＣオフセット除去部
２２２、２２５オペアンプ
２２４ミュート信号生成部
２２６セレクタ部
２２７ボルテージフォロワ
３００パワーアンプ
４００マイコン
５００スピーカー

Claims

ＡＣ入力信号の振幅レベルをＤＣレベルに固定することでミュートしたＡＣ出力信号を出力するミュート回路において、
前記ＡＣ入力信号のＤＣオフセット成分を第１のオペアンプで構成されたＨＰＦ（High Pass Filter）を経由させることで除去するＤＣオフセット除去部と、
前記第１のオペアンプにおける第１のＤＣオフセットと同一レベルの第２のＤＣオフセットを生じさせる第２のオペアンプで構成され、当該第２のオペアンプの入力を前記ＤＣレベルに固定することで当該第２のＤＣオフセットを示すミュート信号を出力するミュート信号生成部と、
前記ＤＣオフセット除去部より出力されるＡＣ入力信号と、前記ミュート信号生成部より出力されるミュート信号が入力され、通常時には当該ＡＣ入力信号を選択して前記ＡＣ出力信号として出力し、ミュート時には当該ミュート信号を選択して前記ＡＣ出力信号として出力するセレクタ部と、
を有することを特徴とするミュート回路。
請求項１に記載のミュート回路において、
前記第１及び前記第２のオペアンプを、同一ウェハから製造した同一性能のものを採用したこと、を特徴とするミュート回路。
請求項２に記載のミュート回路において、
前記ＤＣオフセット除去部は、
前記第１のオペアンプの負帰還経路上に第１の帰還抵抗を配設し、
前記第１のオペアンプの反転入力側には第１の入力抵抗を、前記第１のオペアンプの非反転入力側には第２の入力抵抗をそれぞれ配設し、前記ＡＣ入力信号を当該第１及び当該第２の入力抵抗をそれぞれ介して前記第１のオペアンプの反転入力及び非反転入力へと共通入力させ、
前記第１のオペアンプの非反転入力とＧＮＤとの間に、第１の接地抵抗並びにＤＣカット用コンデンサを並列に配設することで前記ＨＰＦを構成し、
前記ミュート信号生成部は、
前記第２のオペアンプの負帰還経路上に前記第１の帰還抵抗と同一の第２の帰還抵抗を配設し、
前記第２のオペアンプの反転入力側には前記第１の入力抵抗と同一の第３の入力抵抗を、前記第２のオペアンプの非反転入力側には前記第２の入力抵抗と同一の第４の入力抵抗をそれぞれ配設して、
前記第３及び前記第４の入力抵抗を前記第１の接地抵抗と同一の第２の接地抵抗を介して前記ＧＮＤと共通接続させることで構成したこと、
を特徴とするミュート回路。
請求項１に記載のミュート回路において、
前記セレクタ部は、
前記ＤＣオフセット除去部より出力されるＡＣ入力信号を選択出力するための第１のアナログスイッチと、
前記第１のアナログスイッチと同一特性であり、前記ミュート信号生成部より出力されるミュート信号を選択出力するための第２のアナログスイッチと、
を有することを特徴とするミュート回路。