JP2020120220A - 音楽再生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】バランス、及び、アクティブコントロールグラウンド以外の音質を提供可能とすること。【解決手段】ＤＡＰ１は、デジタルオーディオデータをアナログオーディオデータにＤ／Ａ変換する、ポジティブ側のＤＡＣ７と、ＤＡＣ８がＤ／Ａ変換したアナログオーディオデータを増幅する、ポジティブ側の増幅回路９と、デジタルオーディオデータをアナログオーディオデータにＤ／Ａ変換する、ネガティブ側のＤＡＣ８と、ＤＡＣ８がＤ／Ａ変換したアナログオーディオデータを増幅する、ネガティブ側の増幅回路１０と、ＣＰＵ２と、を備える。ＣＰＵ２は、ＤＡＣ８の出力レベルを変化させる。【選択図】図２

Description

本発明は、音楽を再生する音楽再生装置に関する。

ヘッドホン、又は、スピーカーに音声信号を出力する音楽再生装置において、出力には、アンバランス、バランスと呼ばれる方式がある（例えば、特許文献１参照。）。アンバランス方式には、例えば、直径３．５ｍｍの３極端子が用いられており、「ホット」、「コールド」の２種類で音声信号を伝送する。一方、バランス方式には、例えば、直径２．５ｍｍの４極端子が用いられており、「グラウンド」、「ホット」、「コールド」の３種類で信号を伝送する。「コールド」は、「ホット」の逆相である。外来ノイズが発生した場合、「ホット」、「コールド」双方に同じ位相のノイズが乗る。「コールド」の位相を反転し、「ホット」の信号とミックス（混合）することで、外来ノイズは打ち消しあい、音声信号の振幅は、倍になる。このため、バランス方式は、ノイズに強く、音質が良い。

バランス出力を有する音楽再生装置において、ＢＴＬ増幅回路のネガティブ（反転）出力をグラウンド（＝基準電位）にすることで、一般的なグラウンド接地のアンバランス出力とは、異なる音質効果が得られる。ここでは、この方式をアクティブコントロールグラウンド（以下、「ＡＣＧ」という。）と呼ぶ。例えば、ＡＣＧは、バランス入力端子のネガティブ側をグラウンドショートするなどのアナログ手法で実現することができる。

デジタルの音楽再生装置としては、ティアック株式会社製のＵＳＢ ＤＡＣ「ＵＤ−５０３」が、ＡＣＧモードを有する。「ＵＤ−５０３」は、電源部からデジタル部、アナログ部までデュアルモノラル回路構成となっている。この構成で、ＡＣＧモードを実現するには、以下の３通りが考えらえる。
（１）各チャンネルのネガティブ側の入力を電気的にグラウンドショートする。
（２）図６に示すように、各チャンネルのＤＡＣ（Ｄ／Ａコンバーター）の入力信号に、ゼロデータを挿入し、ＤＡＣに入力する。図６では、ＣＰＵからＤＳＰに通常のＬＲ２チャンネルの音声信号（Ｉ２Ｓ形式）が入力される。ＤＳＰは、−Ｌチャンネル、−Ｒチャンネルのデータを、ゼロデータとし、増幅回路に出力する。図６に示すＩ２Ｓ（データ０）は、＋Ｌチャンネルと−Ｌチャンネルの２チャンネルの信号であるが、−Ｌチャンネルの信号は、ゼロデータである。また、Ｉ２Ｓ（データ１）は、＋Ｒチャンネルと−Ｒチャンネルの２チャンネルの信号であるが、−Ｒチャンネルの信号は、ゼロデータである。
（３）図７に示すように、各チャンネルのＤＡＣのネガティブ側のボリュームを０、又は、ミュートする。図７では、ＣＰＵからＤＳＰに通常のＬＲ２チャンネルの音声信号（Ｉ２Ｓ形式）が入力される。図６に示すＩ２Ｓ（データ０）は、＋Ｌチャンネルと−Ｌチャンネルの２チャンネルの信号である。また、Ｉ２Ｓ（データ１）は、＋Ｒチャンネルと−Ｒチャンネルの２チャンネルの信号である。ＣＰＵは、Ｉ２Ｃにより、ＤＡＣのネガティブ側のボリュームを０、又は、ミュートする。

しかしながら、上記（１）〜（３）には、以下のデメリットがある。
（１）入力ショート用の回路、制御回路、制御信号、ボツ音防止のミュート機能が必要となる。
（２）ＤＳＰでのボリューム処理が、ＬＲの２チャンネル必要となる。
（３）ＣＰＵから、Ｉ２Ｃにより、ＤＡＣのボリューム操作、又は、ミュート操作が２チャンネル必要となる。

出願人は、上記課題を解決し、簡易な構成で、増幅回路の反転出力をグラウンドとするアクティブコントロールグラウンドを実現可能とするため、特願２０１５−１７１９４６号を出願した。図８、及び、図９は、ＡＣＧの実現手法を説明するための図である。ＡＣＧモードでは、図８に示すように、ＣＰＵ１０２は、Ｉ２Ｃにより、ＤＡＣ１０８をミュートする。従って、ＤＡＣ１０８は、増幅回路１１０にゼロデータを出力する。このため、増幅回路１１０の出力は、グラウンド（＝基準電位）となる。なお、ＣＰＵ１０２からＤＳＰ１０６、ＤＡＣ１０７、１０８には、通常の２チャンネルのデジタルオーディオデータ（Ｉ２Ｓ形式）が入力される。

又は、図９に示すように、ＣＰＵ１０２は、ＤＡＣ１０８のボリュームをゼロとする。この場合も、ＤＡＣ１０８ は、増幅回路１１０にゼロデータを出力する。このため、増幅回路１１０の出力は、グラウンド（＝基準電位）となる。

特開２０１３−００５２９１号公報

特願２０１５−１７１９４６号においては、バランスモードと、ＡＣＧモードと、により、２種類の音質の違いを提供している。しかしながら、その他の音質を提供できていないという問題がある。

本発明の目的は、バランス、及び、アクティブコントロールグラウンド以外の音質を提供可能とすることである。

第１の発明の音楽再生装置は、デジタル音声信号をアナログ音声信号にＤ／Ａ変換する、非反転信号用の第１Ｄ／Ａコンバーターと、前記第１Ｄ／ＡコンバーターがＤ／Ａ変換したアナログ音声信号を増幅する、非反転信号用の第１増幅回路と、デジタル音声信号をアナログ音声信号にＤ／Ａ変換する、反転信号用の第２Ｄ／Ａコンバーターと、前記第２Ｄ／ＡコンバーターがＤ／Ａ変換したアナログ音声信号を増幅する、反転信号用の第２増幅回路と、制御部と、を備え、前記制御部は、前記第２Ｄ／Ａコンバーターの出力レベルを変化させることを特徴とする。

本発明では、制御部は、第２Ｄ／Ａコンバーターの出力レベルを変化させる。これにより、バランス、及び、アクティブコントロールグラウンド以外の音質を提供することができる。

第２の発明の音楽再生装置は、第１の発明の音楽再生装置において、前記制御部は、前記第２増幅回路の出力をグラウンドとするアクティブコントロールグラウンドモード、及び、バランスモード以外の場合、前記第２Ｄ／Ａコンバーターの出力レベルを変化させることを特徴とする。

第３の発明の音楽再生装置は、第１又は第２の発明の音楽再生装置において、前記制御部は、バランスモードの場合、前記第２Ｄ／Ａコンバーターの出力レベルを変化させないことを特徴とする。

第４の発明の音楽再生装置は、第１〜第３のいずれかの発明の音楽再生装置において、前記制御部は、前記第２増幅回路の出力をグラウンドとするアナログコントロールグラウンドモードの場合、前記第２Ｄ／Ａコンバーターをミュートすることを特徴とする。

第５の発明の音楽再生装置は、第１〜第３のいずれかの発明の音楽再生装置において、前記制御部は、前記第２増幅回路の出力をグラウンドとするアナログコントロールグラウンドモードの場合、前記第２Ｄ／Ａコンバーターのボリュームをゼロとすることを特徴とする。

第６の発明の音楽再生装置は、第１〜第５のいずれかの発明の音楽再生装置において、前記制御部は、前記第１Ｄ／Ａコンバーターの出力レベルを変化させることを特徴とする。

第２Ｄ／Ａコンバーターの出力レベルが変化すると、出力音量レベルが変化する。このため、本発明では、制御部は、第１Ｄ／Ａコンバーターの出力レベルを変化させ、トータルでの音量レベルが変わらないようにする。

本発明によれば、バランス、及び、アクティブコントロールグラウンド以外の音質を提供することができる。

本発明の実施形態に係るデジタルオーディオプレーヤーの構成を示すブロック図である。 ＤＡＣ、増幅回路、及びこれらの周辺回路を示す図である。 アクティブコントロールグラウンドの実現手法を説明するための図である。 アクティブコントロールグラウンドの実現手法を説明するための図である。 （ａ）は、バランスモードの概念を示す図である。（ｂ）は、ＡＣＧモードの概念を示す図である。（ｃ）は、ＶＡＣモードの概念を示す図である。 従来のアクティブコントロールグラウンドの実現手法を説明するための図である。 従来のアクティブコントロールグラウンドの実現手法を説明するための図である。 アクティブコントロールグラウンドの実現手法を説明するための図である。 アクティブコントロールグラウンドの実現手法を説明するための図である。

以下、本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の実施形態に係るデジタルオーディオプレーヤー（以下、「ＤＡＰ」という。）の構成を示すブロック図である。ＤＡＰ１（音楽再生装置）は、ヘッドホン１０１、１０２にアナログオーディオデータ（アナログ音声信号）を出力する。ヘッドホン１０１、１０２は、アナログオーディオデータに基づいて、音声を外部に出力する。ヘッドホン１０１は、バランス用のヘッドホンであり、バランス出力端子に接続される。ヘッドホン１０２は、アンバランス用のヘッドホンであり、アンバランス出力端子に接続される。ＤＡＰ１は、バランス出力とアンバランス出力とを有する。

図１に示すように、ＤＡＰ１は、ＣＰＵ２、記憶部３、表示部４、操作部５、ＤＳＰ６、Ｄ／Ａコンバーター（以下、「ＤＡＣ」という。）７、８、増幅回路９、１０、無線モジュール１１、ＵＳＢインターフェース（以下、「ＵＳＢ Ｉ／Ｆ」という。）１２を備える。

ＣＰＵ（Central Processing Unit）２（制御部）は、制御プログラム、ＯＳプログラム、アプリケーションプログラムに従って、ＤＡＰ１を構成する各部を制御する。記憶部３は、ＣＰＵ２の主メモリとして機能するＲＡＭ（Random Access Memory）、制御プログラムを記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）、ＯＳプログラム、アプリケーションプログラム等のプログラム、デジタルオーディオデータ等の各種データを記憶するフラッシュメモリから構成されている。なお、記憶部３は、例示する構成に限られず、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）等を含んでいてもよい。

表示部４は、種々の画像（静止画像、動画像を含む）を表示するものであり、液晶パネルにより構成されている。操作部５は、各種設定を行うための操作キー、及び、表示部４と連動したタッチパネルを備えている。ユーザーは、操作部５を介して、各種の文字入力、設定などを行うことが可能である。

ＤＳＰ（Digital Signal Processor）６は、デジタルオーディオデータに、イコライザー処理等の信号処理を行う。ＤＡＣ７、８は、デジタルオーディオデータをアナログオーディオデータにＤ／Ａ変換する。増幅回路９、１０は、ＤＡＣ７、８がＤ／Ａ変換したアナログオーディオデータを増幅し、ヘッドホン１０１又はヘッドホン１０２に出力する。ＤＡＣ７、８、増幅回路９、１０の詳細については、後述する。無線モジュール１１は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）規格、Ｗｉ−Ｆｉ規格に従った無線通信を行うためのものである。ＵＳＢ Ｉ／Ｆ１２は、ＵＳＢ規格に従った通信を行うためのものである。

ＤＡＰ１は、バランスモードと、ネガティブ側（反転信号用）の増幅回路９の出力をグラウンドとするアクティブコントロールグラウンド（以下、「ＡＣＧ」という。）モードと、後述するバリアブルアクティブコントロール（以下、「ＶＡＣ」という。）モードと、を有する。

図２は、ＤＡＣ７、８、増幅回路９、１０及びこれらの周辺回路を示す図である。図２に示すように、ＤＡＰ１は、さらに、ＤＣ／ＤＣコンバーター１３、リニアレギュレーター１４、１５を備える。ＤＣ／ＤＣコンバーター１３は、バッテリーから供給される電圧を昇圧し、昇圧した電圧をリニアレギュレーター１４、１５に供給する。リニアレギュレーター１４は、ＤＡＣ７（第１Ｄ／Ａコンバーター）と増幅回路９（第１増幅回路）とに電源電圧を供給する。リニアレギュレーター１５は、ＤＡＣ８（第２Ｄ／Ａコンバーター）と増幅回路１０（第２増幅回路）とに電源電圧を供給する。なお、リニアレギュレーター１４、１５は、ＤＣ／ＤＣコンバーター１３からの電圧を降圧して、各回路に供給する。

ポジティブ側（非反転信号用）のＤＡＣ７には、Ｉ２Ｓ形式のＬＲ（左右）２チャンネルのデジタルオーディオデータ（デジタル音声信号）が入力される。ＤＡＣ７は、ＬＲ２チャンネルのデジタルオーディオデータを、ＬＲ２チャンネルのアナログオーディオデータ（アナログ音声信号）に変換する。ポジティブ側（非反転信号用）の増幅回路９は、ＤＡＣ７がＤ／Ａ変換したＬＲ２チャンネルのアナログオーディオデータを増幅する。増幅回路９は、２つの増幅器１８、１９を含む。増幅器１８は、Ｌチャンネルのアナログオーディオデータを増幅する。増幅器１９は、Ｒチャンネルのアナログオーディオデータを増幅する。増幅回路９が増幅したアナログオーディオデータは、バランス出力端子１６、アンバランス出力端子１７に出力される。

ネガティブ側（反転信号用）のＤＡＣ８には、Ｉ２Ｓ形式のＬＲ２チャンネルのデジタルオーディオデータが入力される。バランスモードでは、ＤＡＣ８は、ＬＲ２チャンネルのデジタルオーディオデータを、ＬＲ２チャンネルのアナログオーディオデータにＤ／Ａ変換する。ネガティブ側（反転信号用）の増幅回路１０には、ＤＡＣ８がＤ／Ａ変換したＬＲ２チャンネルのアナログオーディオデータを反転したＬＲ２チャンネルの反転アナログオーディオデータが入力される。増幅回路１０は、ＬＲ２チャンネルの反転アナログオーディオデータを増幅する。増幅回路１０は、２つの増幅器２０、２１を含む。増幅器２０は、Ｌチャンネルの反転アナログオーディオデータを増幅する。増幅器２１は、Ｒチャンネルの反転アナログオーディオデータを増幅する。増幅回路１０が増幅した反転アナログオーディオデータは、バランス出力端子１６に出力される。

ＡＣＧモードでは、図３に示すように、ＣＰＵ２は、Ｉ２Ｃにより、ＤＡＣ８をミュートする。従って、ＤＡＣ８は、増幅回路１０にゼロデータを出力する。このため、増幅回路１０の出力は、グラウンド（＝基準電位）となる。なお、ＣＰＵ２からＤＳＰ６、ＤＳＰ６からＤＡＣ７、８には、通常の２チャンネルのデジタルオーディオデータ（Ｉ２Ｓ形式）が入力される。

又は、ＡＣＧモードでは、図４に示すように、ＣＰＵ２は、ＤＡＣ８のボリュームをゼロする。この場合も、ＤＡＣ８は、増幅回路１０にゼロデータを出力する。このため、増幅回路１０の出力は、グラウンド（＝基準電位）となる。

ＶＡＣモードでは、ＣＰＵ２は、ＤＡＣ８の出力レベルを変化させる。具体的には、ＣＰＵ２は、ＤＡＣ８により、ＤＡＣ８から出力されるアナログオーディオデータのボリュームを変化させる。例えば、ＣＰＵ２は、ＤＡＣ８の出力レベルを、ステップ、又は、連続的に変化させる。また、ＤＡＣ８の出力レベルを変化させると、出力音量レベルが変化するため、ＣＰＵ２は、非反転増幅器である増幅回路９への信号レベルを、ＤＡＣ８により変化させ、トータルでの音量レベルが変わらないようにすることが好ましい。

なお、バランスモードの場合、ＣＰＵ２は、ＤＡＣ８の出力レベルを変化させない。図５（ａ）は、バランスモードの概念を示す図である。図５（ｂ）は、ＡＣＧモードの概念を示す図である。図５（ｃ）は、ＶＡＣモードの概念を示す図である。

以上説明したように、本実施形態では、ＣＰＵ２は、ＤＡＣ８の出力レベルを変化させる。これにより、バランス、及び、アクティブコントロールグラウンド以外の音質を提供することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明を適用可能な形態は、上述の実施形態には限られるものではなく、以下に例示するように、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることが可能である。

上述の実施形態においては、音楽再生装置として、ＤＡＰを例示した。これに限らず、スマートフォン、タブレットＰＣ、ＵＳＢ ＤＡＣ等であってもよい。

本発明は、音楽を再生する音楽再生装置に好適に採用され得る。

１ ＤＡＰ（音楽再生装置）
２ ＣＰＵ（制御部）
７ ＤＡＣ（第１Ｄ／Ａコンバーター）
８ ＤＡＣ（第２Ｄ／Ａコンバーター）
９ 増幅回路（第１増幅回路）
１０ 増幅回路（第２増幅回路）
１４ リニアレギュレーター
１５ リニアレギュレーター
１６ バランス出力端子
１７ アンバランス出力端子
１０１ ヘッドホン
１０２ ヘッドホン

Claims (6)

1. デジタル音声信号をアナログ音声信号にＤ／Ａ変換する、非反転信号用の第１Ｄ／Ａコンバーターと、
   前記第１Ｄ／ＡコンバーターがＤ／Ａ変換したアナログ音声信号を増幅する、非反転信号用の第１増幅回路と、
   デジタル音声信号をアナログ音声信号にＤ／Ａ変換する、反転信号用の第２Ｄ／Ａコンバーターと、
   前記第２Ｄ／ＡコンバーターがＤ／Ａ変換したアナログ音声信号を増幅する、反転信号用の第２増幅回路と、
   制御部と、を備え、
   前記制御部は、前記第２Ｄ／Ａコンバーターの出力レベルを変化させることを特徴とする音楽再生装置。
2. 前記制御部は、前記第２増幅回路の出力をグラウンドとするアクティブコントロールグラウンドモード、及び、バランスモード以外の場合、前記第２Ｄ／Ａコンバーターの出力レベルを変化させることを特徴とする請求項１に記載の音楽再生装置。
3. 前記制御部は、バランスモードの場合、前記第２Ｄ／Ａコンバーターの出力レベルを変化させないことを特徴とする請求項１又は２に記載の音楽再生装置。
4. 前記制御部は、前記第２増幅回路の出力をグラウンドとするアナログコントロールグラウンドモードの場合、前記第２Ｄ／Ａコンバーターをミュートすることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の音楽再生装置。
5. 前記制御部は、前記第２増幅回路の出力をグラウンドとするアナログコントロールグラウンドモードの場合、前記第２Ｄ／Ａコンバーターのボリュームをゼロとすることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の音楽再生装置。
6. 前記制御部は、前記第１Ｄ／Ａコンバーターの出力レベルを変化させることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の音楽再生装置。