JP2012235266A - 信号処理装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】第1のチップ10は、第2データD2を1ビットの第3データD3に変換するノイズシェーパー14と、第1信号配線L1を介して送信信号YPDMを送信し、第2信号配線L2を介してクロック信号YCLKを送信するPDM送信回路15とを備え、第2のチップ20は、第3データD3を6ビットのデータに変換する移動平均フィルター22と、5ビットの第5データD5を出力するクリップ回路24とDEM−DAC25とを備える。
【選択図】図1
Description
チップ間のデータ伝送において、I2Sフォーマットが知られている(特許文献1参照)。I2Sフォーマットで伝送されるデジタル信号は、LチャンネルのオーディオデータとRチャンネルのオーディオデータとを1ワードデータ毎に交互に配置したDATA信号と、このDATA信号のワードデータを識別するためのワードクロック信号と、ワードデータを構成する各ビットデータを識別するためのビットクロック信号とで構成される。
1ビットのΔΣ信号をデジタル回路で生成し、これをアナログ回路に伝送し、アナログ回路においてローパスフィルターを介してアナログ信号を取り出すことも考えられる。この場合は、信号配線を削減できる。しかしながら、1ビットのΔΣ信号は、ジッタ耐性が悪く、さらに、変調率に一定の制限があるので、十分なSN比を得ることができないといった問題があった。
ノイズシェーパー14は、7個の加算器41-0〜41-6と、8個の乗算器42-0〜42-7と、4個の遅延回路45-0〜45-3を備える。さらに、ノイズシェーパー14は、加算器41-0の出力データに矩形ディザ信号X1を加算する加算器43、加算器43の出力データにランダムディザ信号X2を加算する加算器44、加算器44の出力データを量子化する量子化器46、量子化誤差データDeを生成する加算器47、加算器47の出力データと加算器41-4の出力データとを加算して遅延回路45-0に供給する加算器48を備える。
PDM送信回路15は、オーディオデータDaと制御データDbとを時分割多重して送信信号YPDMを生成し、送信信号YPDMに同期したクロック信号YCLKを第2信号配線L2に出力し、送信信号YPDMを第1信号配線L1に出力する。すわわち、PDM送信回路15は、クロック信号YCLKの立ち下がりのタイミングに同期してオーディオデータDaを送信信号YPDMに多重化し、クロック信号YCLKの立ち上がりのタイミングに同期して矩形ディザ信号X1と同期データDsを送信信号YPDMに多重化する。なお、PDM送信回路15は、クロック信号YCLKの立ち上がりタイミングに同期してオーディオデータDaを送信信号YPDMに多重化し、クロック信号YCLKの立ち下がりのタイミングに同期して矩形ディザ信号X1と同期データDsを送信信号YPDMに多重化してもよい。
PDM受信回路21は、送信信号YPDMとクロック信号YCLKを受信すると、図3に示すように送信信号YPDMからオーディオデータDa’と制御データDb’とを再生し、さらに、オーディオデータDa’をLチャネルデータDLとRチャネルデータDRとに分離し、制御データDb’から、Lチャネル及びRチャネルの矩形ディザ信号X1、並びにLチャネル及びRチャネルのミュート信号Mを再生する。
図5に移動平均フィルター22の周波数特性を示す。この図に示すように、移動平均フィルター22の周波数特性は櫛型の特性となる。32段の移動平均フィルター22では、20KHzのゲインが−0.16dBとなる。
図6から明らかなように、IIRフィルターは30KHz付近にゲインのピークがあり、20KHzにおけるオーバーサンプリングフィルターと直線補完及び移動平均フィルター22のゲインの低下を補正している。
DEM−DAC25は、5ビットのマルチビットDACであり、DEM(Dynamic Element Matching)方式を採用する。DEM方式では電流デバイダを用いることにより、レーザートリミングによる抵抗値の調整をしなくても高精度のDA変換が可能となる。DEM−DAC25は、第5データD5をDA変換して得た第1アナログ信号S1をアンプ26に出力する。
上述した実施形態では1ビットの第3データD3のビット数を拡張するために移動平均フィルター22を用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、DEM−DAC25の入力ビット数と整合が取れるのであれば、どのような手段を採用してもよい。例えば、FIRフィルターを用いてビット数を拡張させてもよい。
また、上述した実施形態において、信号処理装置100のうち、オーバーサンプリング回路13及びノイズシェーパー14はDSPを用いて構成してもよい。
Claims (5)
- 第1のチップと、
第2のチップと、
前記第1のチップと前記第2のチップとを接続する第1信号配線及び第2信号配線とを備え、
前記第1のチップは、
複数ビットの第1デジタル信号を1ビットのパルス密度変調信号に変換し、前記パルス密度変調信号を出力するノイズシェーパーと、
前記第1信号配線を介して前記パルス密度変調信号を含む1ビットの送信信号を送信し、前記第2信号配線を介して前記送信信号に同期したクロック信号を送信する送信部とを有し、
前記第2のチップは、
前記第1信号配線を介して前記送信信号を受信して前記パルス密度変調信号を生成し、前記第2信号配線を介して前記クロック信号を受信する受信部と、
前記パルス密度変調信号を複数ビットの第2デジタル信号に変換するビット数変換部と、
前記第2デジタル信号をDA変換して第1アナログ信号を出力するDA変換部とを有する、
ことを特徴とする信号処理装置。 - 前記ノイズシェーパーは、エラーフィードバック型又はΔΣ変調型であり、
前記ビット数変換部は、FIRフィルター及び移動平均フィルターの一方を含む、
ことを特徴とする請求項1に記載の信号処理装置。 - 前記DA変換部はDEM方式であることを特徴とする請求項1又は2に記載の信号処理装置。
- 前記第2のチップは演算部を備え、
前記ノイズシェーパーは、ディザ信号を用いて前記パルス密度変調信号を生成し、前記ディザ信号を前記送信部に出力し、
前記送信部は、前記ディザ信号を前記パルス密度変調信号に多重化して前記送信信号を生成し、
前記受信部は、受信した前記送信信号から前記パルス密度変調信号と前記ディザ信号を分離し、
前記演算部は、前記第1アナログ信号から前記受信部が出力する前記ディザ信号を減算して、第2アナログ信号を出力する、
ことを特徴とする信号処理装置。 - 前記送信部は、前記クロック信号の立ち上がり又は立ち下がりの一方のタイミングに同期して前記パルス密度変調信号を前記送信信号に多重化し、前記クロック信号の立ち上がり又は立ち下がりの他方のタイミングに同期して前記ディザ信号と同期信号を前記送信信号に多重化し、
前記受信部は、
受信した前記送信信号を前記クロック信号の立ち上がり又は立ち下がりの一方のタイミングに同期してラッチして前記パルス密度変調信号を分離し、
受信した前記送信信号を前記クロック信号の立ち上がり又は立ち下がりの他方のタイミングに同期してラッチして前記同期信号と前記ディザ信号とを分離する、
ことを特徴とする請求項4に記載の信号処理装置。
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- 2011-04-28 JP JP2011101718A patent/JP5716521B2/ja active Active
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