JP2009135717A - DeltaSigma MODULATION DEVICE, CUTOFF METHOD, PROGRAM, AND RECORDING MEDIUM - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ΔΣ変調装置においてΔΣ変調信号を消音する際に発生するポップ音を低減する技術に関する。 The present invention relates to a technique for reducing pop noise generated when a ΔΣ modulation signal is muted in a ΔΣ modulation device.
オーディオ機器においては、消音時に発生する「ポツッ」または「ボツッ」という異常音が、機器の評価を左右する問題となり得る。このような異常音は、「ポップ音」あるいは「ポップノイズ」などと呼ばれ、その発生要因としては、音声信号の伝送が遮断されることに伴って回路各部で生じる過渡現象などが挙げられる。 In audio equipment, abnormal sounds such as “pops” or “bottoms” that occur during mute can be a problem that affects the evaluation of the equipment. Such abnormal sounds are called “pop sounds” or “pop noises”, and the generation factors include transient phenomena that occur in each part of the circuit as the transmission of the audio signal is interrupted.
近年普及が著しいΔΣ変調型デジタルアンプも、ΔΣ変調信号の伝送を遮断する際にポップ音を発生させることがある。以下、ΔΣ変調型デジタルアンプが発生させるポップ音について、増幅回路として片ブリッジ型のスイッチング回路と両ブリッジ型のスイッチング回路とを用いた場合のそれぞれに関して、簡単に説明する。 A ΔΣ modulation type digital amplifier that has been widely used in recent years may generate a pop sound when transmission of a ΔΣ modulation signal is cut off. Hereinafter, the pop sound generated by the ΔΣ modulation type digital amplifier will be briefly described for each of the cases where the single-bridge type switching circuit and the double-bridge type switching circuit are used as the amplifier circuit.
図8は、増幅回路として片ブリッジ型のスイッチング回路を用いたΔΣ変調型デジタルアンプの典型的な構成を示したブロック図である。図8に示したΔΣ変調型デジタルアンプ10は、増幅回路12の他に、ΔΣ変調回路11と、LPF(ローパスフィルタ)13と、コンデンサ14とを備えている。
FIG. 8 is a block diagram showing a typical configuration of a ΔΣ modulation type digital amplifier using a single-bridge type switching circuit as an amplifier circuit. The ΔΣ modulation
ΔΣ変調回路11は、アナログ信号である入力信号#1をΔΣ変調することによって、増幅回路12を駆動するためのスイッチング信号#2として、ΔΣ変調信号を生成する。スイッチング信号#2は、「0」または「1」の値をとる2値のデジタル信号であり、パルス密度によって入力信号#1のレベルを表すPDM信号(パルス密度変調信号)である。より具体的には、スイッチング信号#2のパルス密度Dと基準パルス密度D0との差D−D0が、入力信号#1のレベルに比例する。片ブリッジ型の場合、一般的に、基準パルス密度D0は0.5(値「1」をとる頻度と、値「0」をとる頻度とが一致)が用いられている。
The
増幅回路12は、直列に接続された2つのスイッチング素子12aおよび12bにより構成された片ブリッジ型のスイッチング回路であり、スイッチング素子12aにはスイッチング信号#2が、また、スイッチング素子12bにはスイッチング信号#2を反転した反転スイッチング信号2bが入力されるよう構成されている。
The
スイッチング信号#2が値「1」をとるとき、スイッチング素子12aは導通状態に制御され、スイッチング素子12bは遮断状態に制御される。これにより、増幅回路12の出力電位Vpは、電源電圧Vcに一致する。一方、スイッチング信号#2が値「0」をとるとき、スイッチング素子12aは遮断状態に制御され、スイッチング素子12bは導通状態に制御される。これにより、増幅回路12の出力電位Vpは、グランド電位に一致する。
When the
LPF13は、このようにして増幅されたスイッチング信号#3を平滑化することよって、基準パルス密度D0に対応する直流成分V0と、入力信号#1を略忠実に増幅した交流成分とを含む出力信号#4を得る。例えば、基準パルス密度D0が0.5である場合、直流成分V0は、スイッチングパルス#3の波高値の半分の値になる。この出力信号#4に含まれる直流成分V0をコンデンサ14によって除去することによって、入力信号#1を略忠実に増幅したアナログ信号が得られる。
The
ところで、増幅回路12を備えたΔΣ変調型デジタルアンプ10においては、入力信号#1のレベルが0になった後も、基準パルス密度D0を有するスイッチング信号#2が増幅回路12に供給され続けている。このため、入力信号#1のレベルが0になった後も、出力信号#4には、基準パルス密度D0に対応する直流成分V0が含まれており(図9上段参照)、コンデンサ14には、この直流成分V0に比例する電荷が蓄えられている。
Incidentally, in the ΔΣ modulation
それ故、スイッチング信号#2の伝送を遮断すると、LPF13の出力電位VpLPFが急激にグランド電位に低下するとともに、コンデンサ14に蓄えられている電荷に比例した逆電圧が負荷50にかかる(図9下段参照)。この逆電圧によって、大きなポップ音が発生する。
Therefore, when the transmission of the
なお、増幅回路に片ブリッジ型スイッチング回路を用いたΔΣ変調型デジタルアンプが発生させるポップ音を低減するための技術としては、例えば、特許文献1のものが知られている。
As a technique for reducing a pop sound generated by a ΔΣ modulation digital amplifier using a single-bridge switching circuit as an amplifier circuit, for example, the technique disclosed in
特許文献1には、入力信号をΔΣ変調することにより得られたPDM信号と、遷移信号をΔΣ変調することにより得られたPDM信号とを、消音時に切り替えて出力する技術が開示されている。遷移信号としては、レベルが滑らかに低下するアナログ信号が用いられる。これにより、出力されるPDM信号のパルス密度が滑らかに低下し、また、その直流成分もグランド電位に向かって滑らかに低下するので、消音時に発生するポップ音が低減される。
図10は、増幅回路として両ブリッジ型のスイッチング回路を用いたΔΣ変調型デジタルアンプの典型的な構成を示したブロック図である。図10に示したΔΣ変調型デジタルアンプ20は、増幅回路22の他に、ΔΣ変調回路21と、LPF23とを備えている。
FIG. 10 is a block diagram showing a typical configuration of a ΔΣ modulation type digital amplifier using a double-bridge type switching circuit as an amplifier circuit. The ΔΣ modulation type
ΔΣ変調回路21は、アナログ音声信号である入力信号#1をΔΣ変調することによって、増幅回路12を駆動するための正のスイッチング信号#2a、および、負のスイッチング信号#2bとして、ΔΣ変調信号を生成する。正負のスイッチング信号#2aおよび#2bは、それぞれ「0」または「1」の値をとるデジタル信号であり、そのパルス密度差によって入力信号#1のレベルを表すPDM信号である。もう少し具体的に言うと、正のスイッチング信号#2aのパルス密度から負のスイッチング信号#2bのパルス密度を引いたパルス密度差が、入力信号#1のレベルに比例する。
The
増幅回路22は、正のスイッチング信号#2aにより駆動される片ブリッジ型スイッチング回路22aと、負のスイッチング信号#2bにより駆動される片ブリッジ型スイッチング回路22bとを備えた両ブリッジ型のスイッチング回路である。これら2つの片ブリッジ型スイッチング回路間に接続された負荷(LPF23および負荷50)には、片ブリッジ型スイッチング回路22aの出力電位Vpと、片ブリッジ型スイッチング回路22bの出力電位Vnとの差Vp−Vnが印加される。
The
正のスイッチング信号#2aが値「1」を、負のスイッチング信号#2bが値「0」をとるとき、負荷に印加される電圧Vp−Vnは電源電圧Vcに一致する。また、正負のスイッチング信号#2aおよび#2の両方が値「0」を取るとき、負荷に印加される電圧Vp−Vnは0Vとなる。また、正負のスイッチング信号#2aおよび#2bが、正のスイッチング信号#2aが値「0」を、負のスイッチング信号#2bが値「1」をとるとき、負荷に印加される電圧Vp−Vnは−Vcに一致する。
When the positive
LPF23は、このようにして増幅されたスイッチング信号#3aおよび#3bを平滑化することよって、出力信号#4aおよび#4bを得る。この出力信号#4aと出力信号#4bとの差として、入力信号#1を略忠実に増幅したアナログ信号が得られる。
The
このようなΔΣ変調型デジタルアンプ20においては、LPF23の出力電位VpLPFとVnLPFとの電位差VS=VpLPF−VnLPFが負荷に印加されるので、出力信号#4aと出力信号#4bとに同一の直流成分が含まれていても、それらは互いに相殺されて、負荷に対して実効的な作用を及ぼさない(図11参照)。このため、スイッチング信号#2aおよび#2bの伝送を遮断しても、増幅回路として片ブリッジ型スイッチング回路を用いた場合のように、大きなポップ音を発生することはない。
In such a ΔΣ modulation type
増幅回路に両ブリッジ型スイッチング回路を用いたΔΣ変調型デジタルアンプとしては、例えば、特許文献2のものが知られている。特許文献2には、両ブリッジ型スイッチング回路を構成するスイッチング素子を適宜制御することによって、出力消音を簡単な構成で良好に行う技術が記載されている。
しかしながら、上記従来のΔΣ変調型デジタルアンプにおいては、消音のためにΔΣ変調信号(スイッチング信号)の伝送を遮断した際、ΔΣ変調の量子化誤差に起因するポップ音を発生するというという問題があった。この問題について、もう少し詳しく説明すれば、以下のとおりである。 However, the conventional ΔΣ modulation type digital amplifier has a problem that when a transmission of a ΔΣ modulation signal (switching signal) is cut off for the purpose of silencing, a pop sound is generated due to a quantization error of the ΔΣ modulation. It was. A more detailed explanation of this problem is as follows.
増幅回路に両ブリッジ型スイッチング回路を用いたΔΣ変調型デジタルアンプの場合、ΔΣ変調により生成される正負のスイッチング信号(ΔΣ変調信号)は、パルス密度差が入力信号のレベルに比例するPDM信号である。したがって、入力信号のレベルが0であれば、理想的には、正負のスイッチング信号のパルス密度差は0になる。しかしながら、ΔΣ変調には、必ず量子化誤差が伴うので、入力信号のレベルが0であっても、実際には、正負のスイッチング信号のパルス密度差が0にはならない。このため、入力信号のレベルが0になった後も、量子化誤差によるパルス密度差に相当する電圧が負荷に印加され続ける。したがって、スイッチング信号の伝送を遮断すると、負荷に印加される電圧の不連続な変化が生じ、ポップ音を発生することになる。 In the case of a delta-sigma modulation type digital amplifier using both bridge type switching circuits in the amplifier circuit, the positive / negative switching signal (delta-sigma modulation signal) generated by the delta-sigma modulation is a PDM signal whose pulse density difference is proportional to the level of the input signal. is there. Therefore, if the level of the input signal is 0, the pulse density difference between the positive and negative switching signals is ideally 0. However, since ΔΣ modulation always involves a quantization error, even if the level of the input signal is 0, the pulse density difference between the positive and negative switching signals does not actually become 0. For this reason, even after the level of the input signal becomes 0, a voltage corresponding to the pulse density difference due to the quantization error is continuously applied to the load. Accordingly, when transmission of the switching signal is interrupted, a discontinuous change in the voltage applied to the load occurs, and a pop sound is generated.
また、ΔΣ変調の量子化誤差に起因するポップ音の問題は、増幅回路に片ブッリッジ型スイッチング回路を用いたΔΣ変調型デジタルアンプにも存在する。例えば、特許文献1に記載の技術のように、遷移信号をΔΣ変調して得られたPDM信号を消音時に用いても、やはり、このPDM信号を最終的に停止するときにポップ音を発生してしまう。これは、遷移信号のレベルをどれだけ小さくしても、量子化誤差として生じるスイッチングパルスの発生を完全に止めることはできず、したがって、負荷に印加される直流電圧を完全に0Vとすることができないためである。
The problem of pop noise caused by the quantization error of ΔΣ modulation also exists in a ΔΣ modulation digital amplifier using a one-bridge switching circuit as an amplifier circuit. For example, even when a PDM signal obtained by ΔΣ modulation of a transition signal is used for silencing as in the technique described in
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ΔΣ変調装置においてΔΣ変調信号の伝送を遮断するときに発生するポップ音を一定レベル以下に抑えることができるΔΣ変調装置を実現することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a ΔΣ modulator that can suppress a pop sound generated when the transmission of a ΔΣ modulation signal in the ΔΣ modulator is cut off to a certain level or less. Is to realize.
上記課題を解決するために、本発明に係るΔΣ変調装置は、入力信号と帰還されたΔΣ変調信号との差分値を積分した1次積分値、または、該1次積分値を更に積分した高次積分値を量子化することによってΔΣ変調信号を生成するΔΣ変調装置において、上記1次積分値が0を含む所定の範囲内にあるとき、上記ΔΣ変調信号の伝送を遮断する遮断手段を備えている、ことを特徴としている。 In order to solve the above-described problem, the ΔΣ modulation apparatus according to the present invention includes a first-order integral value obtained by integrating a difference value between an input signal and a fed-back ΔΣ modulation signal, or a high-order value obtained by further integrating the first-order integral value. In a ΔΣ modulation device that generates a ΔΣ modulation signal by quantizing a quadratic integral value, when the first-order integral value is within a predetermined range including 0, a cutoff unit that cuts off transmission of the ΔΣ modulation signal is provided. It is characterized by that.
上記の構成において、入力信号と帰還されたΔΣ変調信号との差分値は、ΔΣ変調における量子化誤差を表す。したがって、その1次積分値は、ΔΣ変調における量子化誤差の大きさを表す。 In the above configuration, the difference value between the input signal and the fed back ΔΣ modulation signal represents a quantization error in ΔΣ modulation. Therefore, the primary integration value represents the magnitude of quantization error in ΔΣ modulation.
したがって、上記の構成によれば、ΔΣ変調における量子化誤差の大きさが一定のレベル以下になっている間にΔΣ変調信号の伝送を遮断する。したがって、上記ΔΣ変調信号の伝送を遮断した際に、ΔΣ変調における量子化誤差に起因して発生するポップ音を、一定のレベル以下に抑えることができるという効果を奏する。 Therefore, according to the above configuration, transmission of the ΔΣ modulation signal is blocked while the magnitude of the quantization error in ΔΣ modulation is below a certain level. Therefore, there is an effect that when the transmission of the ΔΣ modulation signal is cut off, the pop sound generated due to the quantization error in the ΔΣ modulation can be suppressed to a certain level or less.
なお、上記所定の範囲は、予め設定された0を含む数値範囲であればよく、つまり、上限値が正の値であり、かつ、下限値が負の値であればよく、上限値の絶対値と下限値の絶対値とが一致することを要さない。なお、当該範囲をより狭く設定すれば、発生するポップ音の上限レベルをより小さくすることができる。 The predetermined range may be a numerical value range including a preset 0, that is, the upper limit value may be a positive value and the lower limit value may be a negative value. It is not necessary that the value and the absolute value of the lower limit coincide with each other. In addition, if the said range is set narrower, the upper limit level of the generated pop sound can be made smaller.
本発明に係るΔΣ変調装置は、与えられた消音指令と上記1次積分値とに基づいて、上記遮断手段によって上記ΔΣ変調信号の伝送を遮断し続ける遮断期間を決定する遮断期間決定手段を更に備えており、上記遮断期間の始点は、上記消音指令が与えられた後、上記1次積分値が最初に上記範囲内に収まった時点である、ことが好ましい。 The ΔΣ modulation apparatus according to the present invention further includes a cutoff period determining unit that determines a cutoff period in which transmission of the ΔΣ modulation signal is continuously blocked by the cutoff unit based on a given mute command and the first-order integral value. It is preferable that the start point of the shut-off period is a time point when the first-order integral value first falls within the range after the mute command is given.
上記の構成によれば、ΔΣ変調信号の伝送を遮断した際に発生するポップ音を一定のレベル以下に抑えるという条件の下で、消音指令が与えられてからΔΣ変調信号の伝送の遮断が開始されるまでの遅延を最小化することができる。すなわち、消音指令に対するレスポンスの低下を最小限に抑えるという更なる効果を奏する。 According to the above configuration, under the condition that the pop sound generated when the transmission of the ΔΣ modulation signal is interrupted is kept below a certain level, the transmission of the ΔΣ modulation signal starts to be interrupted after the mute command is given. The delay until it is done can be minimized. That is, there is a further effect of minimizing a decrease in response to the mute command.
本発明に係るΔΣ変調装置において、上記遮断期間の終点は、上記消音指令が解除された時点である、ことが好ましい。 In the delta-sigma modulation apparatus according to the present invention, it is preferable that the end point of the cutoff period is a time point when the mute command is canceled.
上記の構成によれば、いったんΔΣ変調信号の伝送が遮断されると、消音指令が解除されるまでの間、ΔΣ変調信号の伝送が遮断され続ける。このため、消音指令が解除される前に再びΔΣ変調信号の伝送が開始され、再度その伝送を遮断するといった無駄な動作がなくなるという更なる効果を奏する。 According to the above configuration, once transmission of the ΔΣ modulation signal is interrupted, transmission of the ΔΣ modulation signal continues to be interrupted until the mute command is canceled. For this reason, before the mute command is canceled, the transmission of the ΔΣ modulation signal is started again, and there is an additional effect that the useless operation of interrupting the transmission again is eliminated.
なお、上記のような遮断期間決定手段は、例えば、上記1次積分値の絶対値を算出する算出回路と、上記絶対値と上記絶対値を予め設定された閾値と比較する比較回路と、上記ΔΣ変調信号を遮断するか否かを決定する決定回路とにより構成することができる。上記閾値(正の値)をWthで表せば、比較回路は、上記1次積分値が0を含む所定の範囲(つまり、−Wthから+Wthまでの範囲)に含まれているか否かを判定することになる。 The cutoff period determining means as described above includes, for example, a calculation circuit that calculates the absolute value of the primary integral value, a comparison circuit that compares the absolute value and the absolute value with a preset threshold value, And a determination circuit that determines whether or not to block the ΔΣ modulation signal. If the threshold value (positive value) is expressed as W th , the comparison circuit determines whether or not the primary integration value is included in a predetermined range including 0 (that is, a range from −W th to + W th ). Will be judged.
また、上記決定回路は、当該決定回路の前回の決定結果と、上記比較回路の比較結果の論理和を取るORゲート、および、上記ORゲートの出力と上記消音指令との論理積を取るANDゲートとにより構成することができる。なお、上記決定回路は、当該決定回路の前回の決定結果を保持するDフリップフロップを含んでいてもよい。 The determination circuit includes an OR gate that obtains a logical sum of the previous decision result of the decision circuit and the comparison result of the comparison circuit, and an AND gate that obtains a logical product of the output of the OR gate and the mute command. And can be configured. Note that the determination circuit may include a D flip-flop that holds the previous determination result of the determination circuit.
また、上記のような遮断期間決定手段は、例えば、上記1次積分値が上記範囲内にあるか否かを判定する比較回路と、上記ΔΣ変調信号を遮断するか否かを決定する決定回路とにより構成することもできる。この場合、上記決定回路は、当該決定回路の前回の決定結果と、上記比較回路の判定結果との論理和を取るORゲート、および、上記ORゲートの出力と上記消音指令との論理積を取るANDゲートとにより構成することができる。 Further, the cutoff period determining means as described above includes, for example, a comparison circuit that determines whether or not the primary integration value is within the range, and a determination circuit that determines whether or not to block the ΔΣ modulation signal. It can also comprise. In this case, the determination circuit calculates an OR gate of the logical sum of the previous determination result of the determination circuit and the determination result of the comparison circuit, and the logical product of the output of the OR gate and the mute command. An AND gate can be used.
本発明に係るΔΣ変調装置において、上記遮断手段は、上記ΔΣ変調信号の伝送路上に設けられた、上記ΔΣ変調信号または零信号の何れか一方を選択して出力する選択回路であり、上記零信号を選択することによって上記ΔΣ変調信号の伝送を遮断するものであることが好ましい。 In the ΔΣ modulation apparatus according to the present invention, the blocking means is a selection circuit that is provided on the transmission path of the ΔΣ modulation signal and selects and outputs either the ΔΣ modulation signal or the zero signal. It is preferable that the transmission of the ΔΣ modulation signal is blocked by selecting a signal.
上記の構成によれば、上記ΔΣ変調信号の伝送を確実に遮断することができるという更なる効果を奏する。 According to said structure, there exists the further effect that transmission of the said (DELTA) (SIGMA) modulation signal can be interrupted | blocked reliably.
上記課題を解決するために、本発明に係る遮断方法は、入力信号と帰還されたΔΣ変調信号との差分値を積分した1次積分値、または、該1次積分値を更に積分した高次積分値を量子化することによってΔΣ変調信号を生成するΔΣ変調装置において、生成された上記ΔΣ変調信号の伝送を遮断する遮断方法であって、上記1次積分値が0を含む所定の範囲内にあるとき、上記ΔΣ変調信号の伝送を遮断する遮断工程を含んでいる、ことを特徴としている。 In order to solve the above-described problem, a blocking method according to the present invention includes a first-order integral value obtained by integrating a difference value between an input signal and a feedback ΔΣ modulation signal, or a higher-order order obtained by further integrating the first-order integral value. In a delta-sigma modulation device that generates a delta-sigma modulation signal by quantizing an integral value, a blocking method for blocking transmission of the generated delta-sigma modulation signal, wherein the primary integration value is within a predetermined range including zero A blocking step of blocking transmission of the ΔΣ modulation signal.
上記の構成によれば、上記ΔΣ変調装置と同様に、上記ΔΣ変調信号の伝送を遮断した際に、ΔΣ変調における量子化誤差に起因して発生するポップ音を、一定のレベル以下に抑えることができるという効果を奏する。 According to the above configuration, similarly to the ΔΣ modulation device, when the transmission of the ΔΣ modulation signal is cut off, the pop sound generated due to the quantization error in the ΔΣ modulation is suppressed to a certain level or less. There is an effect that can be.
なお、上記ΔΣ変調装置は、デジタルシグナルプロセッサ(DSP:digital signal processor)として実現されていてもよい。この場合、デジタルシグナルプロセッサを上記各手段として機能させることにより、そのデジタルシグナルプロセッサをΔΣ変調装置として動作させるプログラム、および、そのプログラムを記録した記録媒体も、本発明の範疇に含まれる。 The ΔΣ modulator may be realized as a digital signal processor (DSP). In this case, a program that causes the digital signal processor to function as each of the above-described means to cause the digital signal processor to operate as a ΔΣ modulator and a recording medium that records the program are also included in the scope of the present invention.
本発明に係るΔΣ変調装置は、入力信号と帰還されたΔΣ変調信号との差分値を積分して得られた上記1次積分値が0を含む所定の範囲内にあるとき、上記ΔΣ変調信号の伝送を遮断する遮断手段を備えている。 The ΔΣ modulation apparatus according to the present invention provides the ΔΣ modulation signal when the first-order integration value obtained by integrating the difference value between the input signal and the fed back ΔΣ modulation signal is within a predetermined range including zero. Is provided with a blocking means for blocking the transmission of.
また、本発明に係るΔΣ変調信号の伝送を遮断する遮断方法は、入力信号と帰還されたΔΣ変調信号との差分値を積分して得られた上記1次積分値が0を含む所定の範囲内にあるとき、上記ΔΣ変調信号の伝送を遮断する遮断工程を含んでいる。 Also, in the blocking method for blocking transmission of the ΔΣ modulation signal according to the present invention, the first-order integral value obtained by integrating the difference value between the input signal and the fed back ΔΣ modulation signal is a predetermined range including zero. A blocking step for blocking the transmission of the ΔΣ modulation signal.
したがって、上記ΔΣ変調信号の伝送を遮断した際に、ΔΣ変調における量子化誤差に起因して発生するポップ音を、一定のレベル以下に抑えることができる。 Therefore, when the transmission of the ΔΣ modulation signal is cut off, the pop sound generated due to the quantization error in the ΔΣ modulation can be suppressed to a certain level or less.
本発明の一実施形態に係るΔΣ変調回路について、図面に基づいて説明すれば以下のとおりである。 A ΔΣ modulation circuit according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
なお、本実施形態に係るΔΣ変調回路は、増幅機能を有するデジタルアンプとして構成されているので、以下では、このΔΣ変調回路のことを「ΔΣ変調型デジタルアンプ」と呼称する。なお、このようなΔΣ変調回路は、「1ビットアンプ」と呼ばれることもある。 Since the ΔΣ modulation circuit according to the present embodiment is configured as a digital amplifier having an amplification function, the ΔΣ modulation circuit is hereinafter referred to as a “ΔΣ modulation digital amplifier”. Such a ΔΣ modulation circuit is sometimes called a “1-bit amplifier”.
(ΔΣ変調型デジタルアンプの基本構成)
まず、本実施形態に係るΔΣ変調型デジタルアンプ100の基本構成について、図1に基づいて説明する。
(Basic configuration of ΔΣ modulation type digital amplifier)
First, the basic configuration of the ΔΣ modulation type
図1は、ΔΣ変調型デジタルアンプ100の構成を示すブロック図である。ΔΣ変調型デジタルアンプ100は、概略的に言えば、入力信号#1をΔΣ変調し、得られたΔΣ変調信号を増幅することによって、スピーカなどの負荷を差動駆動するデジタルアンプである。入力信号#1は、アナログ信号であってもよいし、PCM(Pulse Code Modulation)信号などのデジタル信号であってもよい。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a ΔΣ modulation type
ΔΣ変調型デジタルアンプ100は、図1に示したように、積分回路110、量子化回路120、パルス幅拡幅回路130、選択回路140、遅延回路150、増幅回路160、LPF(ローパスフィルタ)170、および、消音制御回路180を備えている。
As shown in FIG. 1, the ΔΣ modulation type
積分回路110は、入力信号#10の値と遅延されたスイッチング信号#60との差分値からなる差分信号#20を積分する。積分回路110は、差分信号#20を積分した1次積分値を算出するものであってもよいし、この1次積分値を更に積分した高次積分値を算出するものであってもよい。積分器110より動作クロック毎に出力される積分値は、積分信号#30として量子化回路120に供給される。
The integrating
量子化回路120は、積分信号#30の値を予め設定された閾値Thと比較することによって、両ブリッジ型スイッチング回路を駆動するための正負のスイッチング信号#41および#42として、ΔΣ変調信号を生成する。正のスイッチング信号#41は、積分信号#30の値が閾値Th(>0)より大きいとき論理値「1」を、そうでないとき論理値「0」をとるデジタル信号(1ビット信号)であり、負のスイッチング信号#42は、積分信号#30の値が負の閾値−Thより小さいとき「1」を、そうでないとき論理値「0」を取るデジタル信号(1ビット信号)である。
The
量子化回路120によって生成された正負のスイッチング信号#41および#42は、そのパルス密度差によって入力信号#1のレベルを表すPDM信号となる。もう少し具体的に言うと、正のスイッチング信号#41のパルス密度から負のスイッチング信号42のパルス密度を引いたパルス密度差が、入力信号#1のレベルに比例するようになる。
The positive and negative
なお、増幅回路160を駆動するためのスイッチング信号としては、2値のデジタル信号、3値のデジタル信号、あるいは、それらの組み合わせなど、増幅回路160の構成に応じた各種デジタル信号を利用し得る。例えば、増幅回路160が片ブリッジ型スイッチング回路である場合には、積分信号#30の値が閾値Th>0より大きいとき値「1」を、そうでないとき値「0」を取るスイッチング信号を用いてもよい。量子化回路120の具体的な構成は、利用するスイッチング信号の様態に応じて適宜変更すればよい。
Note that as the switching signal for driving the
パルス幅拡幅回路130は、スイッチング信号#41および#42の値を、各スイッチングパルスのパルス幅(およびパルス間隔)が予め設定された下限パルス幅Wを下回らないよう補正する。言い換えれば、連続して同じ値をとる回数が下限値Wを下回らないよう補正する。このパルス幅拡幅回路130の下限パルス幅Wを、例えば、動作クロックの数倍の値に設定することにより、増幅回路のスイッチング周波数を数分の1に低下させることができる。
The pulse
パルス幅拡幅回路130によって補正されたスイッチング信号#51および#52は、選択回路140を介して、遅延回路150と、増幅回路160とに供給される。
Switching signals # 51 and # 52 corrected by the pulse
遅延回路150は、補正されたスイッチング信号#51および#52の差分値を、Nクロック遅延して積分回路110に帰還する。なお、ここでは、補正されたスイッチング信号#51および#52の差分値を遅延して積分回路110に帰還する構成について説明したが、増幅回路160によって増幅されたスイッチング信号#71および#72の差分値を遅延して積分回路110に帰還する構成を採用してもよい。
The
増幅回路160は、補正されたスイッチング信号#51および#52を増幅する2つの片ブリッジ型スイッチング回路からなる、両ブリッジ型スイッチングである。両ブリッジ型スイッチング回路の構成は、従来例として図10に示したものと同様なので、ここではその説明を繰り返さない。増幅回路160によって増幅されたスイッチング信号#71および#72のパルスパターンは、補正されたスイッチング信号#51および#52のパルスパターンと同一であり、それらのパルス密度差は、入力信号#1のレベルに略比例する。
The
LPF170は、増幅されたスイッチング信号#71および#72を平滑化することよって、出力信号#81および#82を得る。増幅されたスイッチング信号#71および#72のパルス密度差が入力信号#1のレベルに略比例するので、これらを平滑化した出力信号#81および#82の差として、入力信号#1を略忠実に増幅したアナログ信号を得ることができる。
The
(ΔΣ変調型デジタルアンプの消音機構)
さて、本実施形態に係るΔΣ変調型デジタルアンプ100は、消音時に発生するポップ音を低減するために、積分回路110にて算出される1次積分値の大きさが小さくなるタイミングを見計らって、量子化回路120から出力されたΔΣ変調信号の伝送を遮断する消音機構を有している。この消音機構の構成について、図1を再び参照して説明する。
(Silent mechanism of ΔΣ modulation type digital amplifier)
Now, the ΔΣ modulation type
ΔΣ変調型デジタルアンプ100における消音機構は、図1に示したように、選択回路140と、消音制御回路180とにより構成される。
The silencer mechanism in the ΔΣ modulation type
選択回路140は、スイッチング信号#51および#52、または、零信号の何れか一方を選択し、選択した信号を増幅回路160に出力する。増幅回路160に出力する信号の選択は、消音制御回路180から供給される出力切替指令信号に基づいて行われる。具体的に言うと、出力切替指令信号の値が「0」のとき、選択回路140は、スイッチング信号#51および#52を選択し、出力切替指令信号の値が「1」のとき、選択回路140は、零信号を選択する。ここで、零信号とは、値が恒等的に0を取る信号である。すなわち、選択回路140は、出力切替信号の値が「1」である期間、零信号を選択することによって、スイッチング信号#51および#52の伝送を遮断する遮断手段として機能する。
The
消音制御回路180は、与えられた消音指令と、積分回路110にて算出された1次積分値とに基づいて、スイッチング信号#51および#52を遮断する遮断期間を決定し、この遮断期間において値「1」を、それ以外の期間において値「0」をとる出力切替指令信号を生成する。
The
消音制御回路180には正の閾値Wthが予め設定されており、この遮断期間の始点としては、後述するように、消音指令が与えられた後、1次積分値の絶対値が最初に閾値Wthを下回った時点が選ばれる。すなわち、1次積分値が最初に−Wthから+Wthまでの範囲に収まった時点が選ばれる。また、この遮断期間の終点としては、消音指令が解除された時点が選ばれる。
The silencing
選択回路140は、この出力切替指令信号に基づいて零信号を選択することによって、消音指令が与えられた後、1次積分値の絶対値が最初に閾値Wthを下回った時点で、スイッチング信号#51および#52の伝送を遮断する。
このように、消音指令が与えられたとき、即座にスイッチング信号#51および#52の伝送を遮断するのではなく、1次積分値の絶対値が閾値Wthを下回るのを待って、スイッチング信号#51および#52の伝送を遮断するようにしたことで、スイッチング信号#51および#52の伝送を遮断するときに発生する、量子化誤差に起因するポップ音を低減することができる。 As described above, when the mute command is given, the transmission of the switching signals # 51 and # 52 is not immediately interrupted but the switching signal is waited until the absolute value of the primary integral value falls below the threshold value Wth. By blocking the transmission of # 51 and # 52, it is possible to reduce the pop noise caused by the quantization error that occurs when the transmission of the switching signals # 51 and # 52 is blocked.
なお、消音制御回路180に与えられる消音指令は、ΔΣ変調型デジタルアンプ100の内部で生成されたものであってもよいし、ΔΣ変調型デジタルアンプ100に接続された他の装置(オーディオ機器など)から供給されたものであってもよく、その起源は問わない。前者の例としては、入力信号#10のレベルが0になった(あるいは、0を含む所定の範囲内になった)とき、あるいは、特定のユーザ操作が施されたときなどにΔΣ変調型デジタルアンプ100が生成する消音指令などが挙げられる。更には、ΔΣ変調型デジタルアンプ100、または、ΔΣ変調型デジタルアンプ100に接続された他の装置が備えている、マイコン、または、DSPから消音指令が供給されることも想定される。
Note that the mute command given to the
また、図1に示した消音機構は、パルス幅拡幅回路130と増幅回路160との間の伝送経路上に設けられた選択回路140によって、スイッチング信号#51および#52の伝送を遮断するものであるが、ΔΣ変調信号の伝送を遮断するための構成はこれに限らない。
The silencer mechanism shown in FIG. 1 blocks the transmission of the switching signals # 51 and # 52 by the
例えば、選択回路140を、量子化回路120とパルス幅拡幅回路130との間の伝送経路上に設け、パルス幅が拡幅される前のスイッチング信号#41および#42の伝送を遮断するようにしてもよいし、あるいは、選択回路140を、増幅回路160とLPF170との間の伝送経路上に設け、増幅されたスイッチング信号#71および#72の伝送を遮断するようにしてもよい。また、増幅回路160への電力供給を停止したり、あるいは、増幅回路160を構成するスイッチング素子同士を短絡させたりして、増幅回路160の出力をミュートすることによって、スイッチング信号の伝送を遮断してもよい。すなわち、ΔΣ変調信号(スイッチング信号#41および#42、補正されたスイッチング信号#51および#52、または、増幅されたスイッチング信号#71および#72の何れであってもよい)の伝送を遮断することができる構成であれば何でもよい。更には、積分回路110、量子化回路120、パルス幅拡幅回路130等、信号経路上に設けられた回路がデジタル回路によって実現されている場合、そのデジタル回路に含まれるDフリップフロップにリセット信号を送り、結果として増幅回路160に入力される信号が0となるようにしてもよい。
For example, the
また、図1に示した消音機構は、以下に詳しく説明するように、消音指令が与えられた後、1次積分値の絶対値が最初に閾値Wthを下回った時点でスイッチング信号#51および#52の伝送を遮断し、以後、消音指令が解除されるまで遮断を継続するものであるが、遮断を開始する時点、および、遮断を終了する時点はこれに限らない。
Moreover, silencing mechanism shown in FIG. 1, as described in detail below, after the mute command is given, the
すなわち、遮断を開始する時点は、1次積分値が0を含む所定の範囲内に収まっている期間の任意の時点であってよく、該期間内のどの時点で遮断を開始したとしても、遮断を開始するときに発生する、量子化誤差に起因するポップ音を一定のレベル以下に抑えることができる。また、入力信号のレベルが恒等的に0であれば、遮断を終了する時点は、任意の時点であってよく、例えば、遮断を開始した直後に遮断を終了してもよい。すなわち、遮断がある時点でのみ行われるようにしてもよい。ただし、入力信号#10のレベルに関わらず、消音指令が与えられている間、確実にスイッチング信号#51および#52を遮断し続けるためには、上述したように、消音指令が解除されるまで遮断を継続することが好ましい。
In other words, the time point when the interruption is started may be any time point in the period in which the primary integral value is within a predetermined range including 0, and the interruption is performed at any time point within the period. The pop sound caused by the quantization error that occurs when starting the operation can be suppressed to a certain level or less. Further, when the level of the input signal is equal to 0, the time point when the interruption is finished may be an arbitrary time point. For example, the interruption may be finished immediately after the interruption is started. That is, it may be performed only when there is an interruption. However, regardless of the level of the
(積分回路および消音制御回路の詳細)
以下、消音タイミングを決定するために参照される1次積分値を算出する積分回路110と、1次積分値に基づいて消音タイミングを決定する消音制御回路180とについて、図2から図5までに基づいてもう少し詳しく説明する。
(Details of integration circuit and mute control circuit)
Hereinafter, the
図2は、積分回路110の一構成例を示す回路ブロック図である。上述したとおり、積分回路110は、1次積分値を算出するものであってもよいし、1次積分値を更に積分した高次積分値を算出するものであってもよいが、ここでは一例として、5つの積分器111〜115からなる積分器群を含む、5次の積分回路を示している。
FIG. 2 is a circuit block diagram illustrating a configuration example of the
図示した5つの積分器111〜115のうち、最も上流に配置されている積分器111は、「第1次積分器」と呼ばれ、差分信号#20の値そのものを積分することによって1次積分値を算出するものである。差分信号20の値は、ΔΣ変調における量子化誤差を表し、1次積分値は、このΔΣ変調の量子化誤差を積分した積分値を表す。
Among the five
図3は、差分信号#20(すなわち、量子化誤差)、および、その1次積分値(すなわち、量子化誤差の積分値)の時間変化を示すグラフである。図3に示したように、量子化誤差は、小刻みに振動するのに対し、1次積分値は、区分的に略線形な変化を示し、各時点における1次積分値の大きさは、その前後の量子化誤差の大きさ、特に直流成分付近の誤差の大きさを反映している。 FIG. 3 is a graph showing temporal changes of the difference signal # 20 (that is, the quantization error) and its primary integration value (that is, the integration value of the quantization error). As shown in FIG. 3, the quantization error oscillates in small increments, whereas the primary integration value shows a piecewise substantially linear change, and the magnitude of the primary integration value at each time point is It reflects the magnitude of the quantization error before and after, particularly the magnitude of the error near the DC component.
したがって、閾値Wthを小さくしていくことにより、スイッチング信号#51および#52の伝送を遮断する時点での量子化誤差をいくらでも小さくすることができる。つまり、閾値Wthを小さくしていくことにより、スイッチング信号#51および#52の伝送を遮断する際に発生するポップ音をいくらでも小さくすることができる。 Therefore, by reducing the threshold value Wth , it is possible to reduce the quantization error as much as possible when the transmission of the switching signals # 51 and # 52 is cut off. That is, by reducing the threshold value Wth , it is possible to reduce the pop sound generated when the transmission of the switching signals # 51 and # 52 is interrupted.
ただし、閾値Wthを小さくしていくと、1次積分値の絶対値が閾値Wthを下回る確率も小さくなっていくので、消音指令が与えられてからスイッチング信号#51および#52の伝送が遮断されるまでの時間が長くなっていく。すなわち、消音指令に対するレスポンスが低下する。したがって、閾値Wthは、消音指令に対するレスポンスの低下が許容し得る範囲で、できるだけ小さく設定することが望ましい。例えば、1次積分値の最大振れ幅を1としたとき、その振れ幅の0.05%以上0.5%以下程度の大きさに設定することが望ましい。 However, as the threshold value Wth is decreased, the probability that the absolute value of the first-order integral value is lower than the threshold value Wth also decreases. Therefore, the switching signals # 51 and # 52 are transmitted after the mute command is given. The time until it is blocked becomes longer. That is, the response to the mute command is reduced. Therefore, it is desirable to set the threshold value W th as small as possible within a range that allows a decrease in response to the mute command. For example, when the maximum swing width of the primary integral value is 1, it is desirable to set the swing width to a magnitude of about 0.05% to 0.5%.
図4は、消音制御回路180の一構成例を示す回路ブロック図である。図4に示したように、消音制御回路180は、算出回路181と、比較回路182と、決定回路183とを備えている。
FIG. 4 is a circuit block diagram illustrating a configuration example of the
算出回路181は、1次積分値Wの絶対値|W|をクロック毎に算出する回路である。比較回路182は、算出された絶対値|W|と閾値Wthとをクロック毎に比較し、絶対値|W|がWth以下であれば値「1」を、そうでなければ値「0」を、比較結果として決定回路183に出力する回路である。
The
決定回路183は、スイッチング信号#51および#52を遮断するか否かをクロック毎に決定するための回路であり、ORゲート183aと、ANDゲート183bと、DFF(Dフリップフロップ)183cとにより構成されている。消音制御回路180は、決定回路183にて得られた決定結果列を、出力切替指令信号として選択回路140に供給する。
The
ORゲート183aには、DFF(Dフリップフロップ)183cに格納された前クロックの決定結果と、比較回路182による比較結果とが入力される。また、ANDゲート183bには、ORゲート183aの出力値と、消音指令信号の値とが入力される。また、DFF183cには、ANDゲート183bの出力値が入力される。
The
図5は、算出回路181に入力される1次積分値、比較回路182にて得られる比較結果、決定回路183に入力される消音指令信号、および、決定回路183にて得られる出力切替指令信号の値の変化を示したタイミングチャートである。
FIG. 5 shows a primary integration value input to the
消音指令信号の値が「0」である間、ORゲート183aの出力値に関わらず、ANDゲート183bは「0」を出力し続ける(図5に示されているように、時刻T0において比較結果が「1」になっても、ANDゲート183bは「0」を出力する)。したがって、図5に示されているように、消音指令が与えられる時刻T1までの間、出力切替指令信号の値は恒等的に「0」である。
While the value of the mute command signal is “0”, the AND
消音指令信号の値が「1」になっても、ORゲート183aの出力値が「1」になるまでの間、ANDゲート183bは「0」を出力し続ける。ORゲート183bの出力値が最初に「1」になるのは、比較結果が「1」になる時刻T2である。したがって、図5に示されているように、消音指令が与えられた後、1次積分値の大きさ|W|が閾値Wthを最初に下回る時刻T2において、出力切替指令信号の値が「0」から「1」に立ち上がる。
Even if the value of the mute command signal becomes “1”, the AND
ANDゲート183bの出力値がいったん「1」になると、消音指令信号の値が「0」になるまでの間、ANDゲート183bは「1」を出力し続ける。これは、ORゲート183bには、ANDゲート183bの前クロックの出力値が入力されるので、比較結果に関わらず、ORゲート183bが「1」を出力し続けるためである。したがって、図5に示されているように、消音指令が解除される時刻T3までの間、出力切替指令信号の値は恒等的に「1」である。
Once the output value of the AND
消音指令信号の値が「0」になると、ANDゲート183bは「0」を出力するので、消音指令が解除される時刻T3において、出力切替指令信号の値が「1」から「0」に立ち下がる。
When the value of the mute command signal becomes “0”, the AND
以上のようにして、消音指令が与えられた後、1次積分値の大きさ|W|が閾値Wthを最初に下回る時刻T2から、消音指令が解除される時刻T3までの期間、出力切替指令信号の値が「1」となり、選択回路140によってスイッチング信号#51および#52の伝送が遮断される。
As described above, after the silencing command is given, the output switching is performed during a period from time T2 when the magnitude of the primary integration value | W | first falls below the threshold value Wth to time T3 when the silencing command is canceled. The value of the command signal becomes “1”, and the transmission of the switching signals # 51 and # 52 is blocked by the
なお、図4に示した消音制御回路180は、1次積分値が−Wthから+Wthまでの範囲に収まるのをまってスイッチング信号#51および#52を遮断するものであるが、負の閾値Wth1と正の閾値Wth2とを個別に設定しておき、1次積分値がWth1からWth2までの範囲に収まるのを待って、スイッチング信号#51および#52を遮断する構成を採用してもよい。
Note that the silencing
図6は、消音制御回路180の一変形例を示すブロック図である。図6に示した消音制御回路180は、図4に示した1次積分値Wの絶対値|W|を算出する算出回路181、および、絶対値|W|を閾値Wthと比較する比較回路182に代えて、1次積分値Wを負の閾値Wth1および正の閾値Wth2と比較するウィンドウコンパレータ(比較回路)184を備えている。
FIG. 6 is a block diagram showing a modification of the
ウィンドウコンパレータ184は、1次積分値Wが予め設定された負の閾値Wth1以上であり、かつ、予め設定された正の閾値Wth2以下であるときに「1」を、そうでないときに「0」を出力する。つまり、図6に示した消音制御回路180によれば、1次積分値Wが最初に正の閾値Wth2を下回った時点、または、1次積分値Wが最初に負の閾値Wth1を上回った時点から、消音指令が解除される時点までの期間、出力切替指令信号の値が「1」となり、選択回路140によってスイッチング信号#51および#52の伝送を遮断することができる。
The
(シミュレーション結果)
最後に、消音指令が与えられたとき、即座にスイッチング信号の伝送を遮断した場合と、1次積分値の大きさが最初に閾値を下回るのを待ってスイッチング信号の伝送を遮断した場合とで、発生するポップ音の大きさを比較したシミュレーション結果を図7に示す。
(simulation result)
Finally, when the mute command is given, the switching signal transmission is immediately interrupted, and when the switching signal transmission is interrupted after the primary integration value first falls below the threshold. FIG. 7 shows a simulation result comparing the magnitudes of pop sounds generated.
同図において、グラフOは、1次積分値Wの時間変化を示す。グラフP1は、消音指令が与えられたとき、即座に伝送を遮断されたスイッチング信号を示し、グラフP2は、1次積分値Wの絶対値が閾値Wth(223×10−10に設定)を下回るのを待って伝送を遮断されたスイッチング信号を示す。また、グラフQ1は、グラフP1に示したスイッチング信号をLPFによって平滑化して得られた出力信号間の電位差を示し、グラフQ2は、グラフP2に示したスイッチング信号をLPFによって平滑化して得られた出力信号間の電位差を示す。 In the figure, a graph O shows a time change of the primary integral value W. The graph P1 shows a switching signal that is immediately interrupted when a mute command is given, and the graph P2 shows that the absolute value of the primary integral value W is a threshold value W th (set to 2 23 × 10 −10 ). It shows a switching signal whose transmission has been cut off after waiting below. Graph Q1 shows the potential difference between the output signals obtained by smoothing the switching signal shown in graph P1 with LPF. Graph Q2 is obtained by smoothing the switching signal shown in graph P2 with LPF. The potential difference between output signals is shown.
このシミュレーション結果からも明らかなように、1次積分値(量子化誤差)の大きさを無視してスイッチング信号の伝送を遮断すると、出力信号間の電位差に大きな跳ね上がりR1が生じ、大きなポップ音を発生させる。これに対し、1次積分値(量子化誤差)が0を含む所定の範囲内に収まるのを待ってスイッチング信号の伝送を遮断すると、出力信号間の電位差の跳ね上がりR2が小さくなり、ポップ音をほとんど発生させなくなる。 As is apparent from the simulation results, if the transmission of the switching signal is interrupted while ignoring the magnitude of the first-order integral value (quantization error), a large jump R1 occurs in the potential difference between the output signals, and a large pop sound is generated. generate. On the other hand, when the transmission of the switching signal is interrupted after waiting for the primary integral value (quantization error) to fall within a predetermined range including 0, the jump R2 of the potential difference between the output signals becomes small, and a pop sound is generated. Almost no generation.
(付記事項)
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
(Additional notes)
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible within the scope shown in the claims, and embodiments obtained by appropriately combining technical means disclosed in different embodiments. Is also included in the technical scope of the present invention.
例えば、本発明は、「複数の積分器で構成される積分器群(積分回路)、量子化器(量子化回路)、パルス幅制御器(パルス幅拡幅回路)で構成されるΔΣ変調装置(ΔΣ変調型デジタルアンプ)において、第1次積分器出力の絶対値を計算する絶対値計算機(算出回路)と、比較器(比較回路)と、消音状態保持回路(決定回路)とを有しており、第1積分器の出力が指定された範囲内に収まったとき、パルスを出力しない状態に遷移することを特徴とするΔΣ変調装置」と表現してもよい。 For example, the present invention provides a “ΔΣ modulator (consisting of an integrator group (integrator circuit) including a plurality of integrators, a quantizer (quantizer circuit), and a pulse width controller (pulse width widening circuit) ( ΔΣ modulation type digital amplifier) includes an absolute value calculator (calculation circuit) for calculating the absolute value of the primary integrator output, a comparator (comparison circuit), and a silenced state holding circuit (decision circuit). In other words, it may be expressed as a “ΔΣ modulation device characterized in that when the output of the first integrator falls within a specified range, a transition is made to a state in which no pulse is output”.
また、本実施形態においては、ΔΣ変調型デジタルアンプとして実現されたΔΣ変調装置について説明したが、本発明のΔΣ変調装置は、これに限らず、例えば、AD/DA変換装置として実現されたものであってもよい。 Further, in this embodiment, the ΔΣ modulation device realized as a ΔΣ modulation type digital amplifier has been described. However, the ΔΣ modulation device of the present invention is not limited to this, and is realized, for example, as an AD / DA conversion device. It may be.
最後に、ΔΣ変調型デジタルアンプ100は、上述したように、ハードウェアロジックにより構成してもよいが、デジタルシグナルプロセッサにより実現することもできる。すなわち、ΔΣ変調型デジタルアンプ100は、高速積和演算器やALU(arithmetic logical unit)等の演算装置と、ΔΣ変調型デジタルアンプ100に含まれる各ブロック(回路)として機能させる制御プログラムを担持したプログラムメモリ等の記憶装置とを備えたデジタルシグナルプロセッサとして構成することができる。ΔΣ変調型デジタルアンプ100´についても同様である。
Finally, the ΔΣ modulation
そして、本発明の目的は、上記制御プログラムがデジタルシグナルプロセッサのプログラムメモリに固定的に担持されている場合に限らず、上記制御プログラムのプログラムコード(実行形式プログラム、中間コードプログラム、または、ソースプログラム)を汎用的なデジタルシグナルプロセッサに供給し、そのデジタルシグナルプロセッサが上記プログラムコードを実行することによっても、あるいは、上記プログラムコードを記録した記録媒体をΔΣ変調型デジタルアンプ100に供給し、ΔΣ変調型デジタルアンプ100が備えている汎用的なデジタルシグナルプロセッサが上記記録媒体に記録されている上記プログラムコードを読み出して実行することによっても、達成可能である。
The object of the present invention is not limited to the case where the control program is fixedly held in the program memory of the digital signal processor, but the program code of the control program (executable program, intermediate code program, or source program) ) To a general-purpose digital signal processor and the digital signal processor executes the program code, or a recording medium on which the program code is recorded is supplied to the ΔΣ modulation type
上記記録媒体としては、例えば、磁気テープやカセットテープ等のテープ系、フロッピー(登録商標)ディスク/ハードディスク等の磁気ディスクやCD−ROM/MO/MD/DVD/CD−R等の光ディスクを含むディスク系、ICカード(メモリカードを含む)/光カード等のカード系、あるいはマスクROM/EPROM/EEPROM/フラッシュROM等の半導体メモリ系などを用いることができる。 Examples of the recording medium include a tape system such as a magnetic tape and a cassette tape, a magnetic disk such as a floppy (registered trademark) disk / hard disk, and an optical disk such as a CD-ROM / MO / MD / DVD / CD-R. Card system such as IC card, IC card (including memory card) / optical card, or semiconductor memory system such as mask ROM / EPROM / EEPROM / flash ROM.
また、デジタルシグナルプロセッサ(あるいは、デジタルシグナルプロセッサを備えたΔΣ変調型デジタルアンプ100)を通信ネットワークと接続可能に構成し、上記プログラムコードを通信ネットワークを介して、そのデジタルシグナルプロセッサに供給してもよい。この通信ネットワークとしては、特に限定されず、例えば、インターネット、イントラネット、エキストラネット、LAN、ISDN、VAN、CATV通信網、仮想専用網(virtual private network)、電話回線網、移動体通信網、衛星通信網等が利用可能である。また、通信ネットワークを構成する伝送媒体としては、特に限定されず、例えば、IEEE1394、USB、電力線搬送、ケーブルTV回線、電話線、ADSL回線等の有線でも、IrDAやリモコンのような赤外線、Bluetooth(登録商標)、802.11無線、HDR、携帯電話網、衛星回線、地上波デジタル網等の無線でも利用可能である。なお、本発明は、上記プログラムコードが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたコンピュータデータ信号の形態によっても実現され得る。
Further, a digital signal processor (or a ΔΣ modulation type
本発明は、ΔΣ変調信号を生成するΔΣ変調装置一般に適用することができ、とりわけ、ΔΣ変調型デジタルアンプなどに好適に利用することができる。 The present invention can be applied to any ΔΣ modulation apparatus that generates a ΔΣ modulation signal, and can be suitably used particularly for a ΔΣ modulation digital amplifier.
100 ΔΣ変調型デジタルアンプ(ΔΣ変調装置)
110 積分回路
120 量子化回路
130 パルス幅拡幅回路
140 選択回路(遮断手段)
150 遅延回路
160 増幅回路(スイッチング回路)
170 ローパスフィルタ
180 消音制御回路(遮断期間決定手段)
181 算出回路
182 比較回路
183 決定回路
183a ORゲート183
183b ANDゲート183
183c Dフリップフロップ
100 ΔΣ modulation type digital amplifier (ΔΣ modulator)
110
150
170 Low-
181
183b AND
183c D flip-flop
Claims (9)
上記1次積分値が0を含む所定の範囲内にあるとき、上記ΔΣ変調信号の伝送を遮断する遮断手段を備えている、
ことを特徴とするΔΣ変調装置。 ΔΣ modulation that generates a ΔΣ modulation signal by quantizing a first-order integral value obtained by integrating the difference value between the input signal and the fed back ΔΣ-modulated signal, or a higher-order integral value obtained by further integrating the first-order integral value. In the device
A cutoff means for cutting off transmission of the ΔΣ modulation signal when the primary integration value is within a predetermined range including 0;
A ΔΣ modulator characterized by that.
上記遮断期間の始点は、上記消音指令が与えられた後、上記1次積分値が最初に上記範囲内に収まった時点である、
ことを特徴とする請求項1に記載のΔΣ変調装置。 Further comprising a cutoff period determining means for determining a cutoff period for continuing to block transmission of the ΔΣ modulation signal by the cutoff means based on a given mute command and the primary integral value;
The start point of the shut-off period is the time when the primary integration value first falls within the range after the mute command is given.
The ΔΣ modulation apparatus according to claim 1.
ことを特徴とする請求項2に記載のΔΣ変調装置。 The end point of the blocking period is the time when the mute command is canceled,
The ΔΣ modulator according to claim 2.
上記決定回路は、当該決定回路の前回の決定結果と、上記比較回路の比較結果との論理和を取るORゲート、および、上記ORゲートの出力と上記消音指令との論理積を取るANDゲートを含んでいる、
ことを特徴とする請求項3に記載のΔΣ変調装置。 The cutoff period determining means determines a calculation circuit for calculating an absolute value of the primary integral value, a comparison circuit for comparing the absolute value with a preset threshold value, and whether to cut off the ΔΣ modulation signal. And a decision circuit to
The determination circuit includes an OR gate that calculates a logical sum of the previous determination result of the determination circuit and the comparison result of the comparison circuit, and an AND gate that calculates a logical product of the output of the OR gate and the mute command. Contains,
The ΔΣ modulator according to claim 3.
上記決定回路は、当該決定回路の前回の決定結果と、上記比較回路の判定結果との論理和を取るORゲート、および、上記ORゲートの出力と上記消音指令との論理積を取るANDゲートを含んでいる、
ことを特徴とする請求項3に記載のΔΣ変調装置。 The cutoff period determining means includes a comparison circuit that determines whether or not the primary integration value is within the range, and a determination circuit that determines whether or not to block the ΔΣ modulation signal.
The determination circuit includes an OR gate that calculates a logical sum of the previous determination result of the determination circuit and the determination result of the comparison circuit, and an AND gate that calculates a logical product of the output of the OR gate and the mute command. Contains,
The ΔΣ modulator according to claim 3.
ことを特徴とする請求項1から5までの何れか1項に記載のΔΣ変調装置。 The shut-off means is a selection circuit provided on the transmission path of the ΔΣ modulation signal to select and output either the ΔΣ modulation signal or the zero signal, and the ΔΣ modulation is selected by selecting the zero signal. Block signal transmission,
The ΔΣ modulator according to any one of claims 1 to 5, wherein
上記1次積分値が0を含む所定の範囲内にあるとき、上記ΔΣ変調信号の伝送を遮断する遮断工程を含んでいる、
ことを特徴とする遮断方法。 ΔΣ modulation that generates a ΔΣ modulation signal by quantizing a first-order integral value obtained by integrating the difference value between the input signal and the fed back ΔΣ-modulated signal, or a higher-order integral value obtained by further integrating the first-order integral value. In the apparatus, a blocking method for blocking transmission of the generated ΔΣ modulation signal,
Including a blocking step of blocking transmission of the ΔΣ modulation signal when the first-order integral value is within a predetermined range including zero.
A blocking method characterized by that.
上記デジタルプロセッサを、上記ΔΣ変調装置が備えている各手段として機能させるプログラム。 A program for operating a digital signal processor as a ΔΣ modulator according to any one of claims 1 to 3,
A program for causing the digital processor to function as each means included in the ΔΣ modulator.
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JP2014010802A (en) * | 2012-07-03 | 2014-01-20 | Keihin Corp | Control device |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006109275A (en) * | 2004-10-07 | 2006-04-20 | Rohm Co Ltd | Audio signal output circuit and electronic apparatus for generating audio signal output |
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Patent Citations (1)
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---|---|---|---|---|
JP2006109275A (en) * | 2004-10-07 | 2006-04-20 | Rohm Co Ltd | Audio signal output circuit and electronic apparatus for generating audio signal output |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2011111298A1 (en) * | 2010-03-11 | 2011-09-15 | パナソニック株式会社 | Digital amplifier |
JP2011188447A (en) * | 2010-03-11 | 2011-09-22 | Panasonic Corp | Digital amplifier |
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US9083283B2 (en) | 2010-03-11 | 2015-07-14 | Panasonic Corporation | Digital amplifier |
JP2014010802A (en) * | 2012-07-03 | 2014-01-20 | Keihin Corp | Control device |
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