JP2697197B2 - デジタル音声機器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、送信されてきたデジタル音声信号から、ク
ロックを自己生成するセルフクロック方式のデジタル音
声機器に関するものである。

従来の技術 近年、デジタル音源は民生用のコンパクトディスクを
中心に広く普及しており、レーザディスク・デジタルオ
ーディオテープ・衛星放送と更に広がりをみせている。
デジタル音声信号の特徴は、アナログ音声にくらべて低
歪率・大ダイナミックレンジの音声を容易に伝送・再生
でき、また群遅延一定なフィルタリング等アナログでは
実現が困難であった特殊な処理をデジタル信号処理技術
を用いて、抵抗・コンデンサ・コイル等の素子のばらつ
きに影響されずに実現できることである。

先にあげたデジタル音声機器では、再生時、復調され
たアナログ音声信号だけでなく、デジタル音声信号をそ
のまま出力するデジタル伝送方法が採用されるようにな
ってきた。また、デジタル音声信号出力を受信再生する
ためのDAユニットやデジタルアンプ機器も活発に開発さ
れている。

以下図面を参照しながら、上述した従来のデジタル音
声機器の一例について説明する。

第４図は従来のデジタル音声機器の一例のブロック図
を示すものである。第４図において、１は送信用デジタ
ル音声機器、２は受信用デジタル音声機器、11はデジタ
ル音声信号の復調手段、12は水晶発振器、13はデジタル
音声信号の送信手段、21はデジタル音声信号の受信手
段、22はPLL手段、23はフィルタリング等の演算処理手
段を表している。

以上のように構成されたデジタル音声機器について、
以下その動作を説明する。

送信用デジタル音声機器１内では、復調手段11は図示
していないコンパクトディスク等のメディアから読み出
される変調されたデジタル信号を復調し、第５図に示す
ような３線式のデジタル音声信号、すなわち、シリアル
データ信号14、ビットクロック15、および、ワードクロ
ック16を出力する。この復調手段は水晶発振器12を基準
クロックとして動作し、従って、出力されるシリアルデ
ータ信号14、ビットクロック15、およびワードクロック
16の時間軸方向の精度は水晶精度である。シリアルデー
タ信号14、ビットクロック15、および、ワードクロック
16は送信手段13に入力され、例えば第６図に示す同期パ
ターンを含んだバイフェーズ変調のようなセルフクロッ
ク方式のダジタル音声信号19に変調されて、受信用デジ
タル音声機器２へ送られる。受信用デジタル音声機器２
内では、まずデジタル音声信号19は受信手段21へ入力さ
れ、シリアルデータ信号24、ビットクロック25、およ
び、ワードクロック26に分離復調される。この受信手段
21は、PLL手段22により生成されるクロックを基準に動
作する。シリアルデータ信号24、ビットクロック25、お
よびワードクロック26は演算処理手段23に入力され、フ
ィルタリング処理が行われた後、図示していないD/Aコ
ンバータに入力されアナログ信号に変換されるか、ある
いは、デジタル信号のまま他のデジタル音声機器へ送ら
れる。

送信用デジタル音声機器１から受信用デジタル音声機
器２への伝送は、光ケーブルや同軸ケーブルが主に用い
られるが、伝送中にデジタル音声信号19のジッタが増加
することは避けられない。受信手段21内部に構成される
PLL手段22の構成にもよるが、受信後のシリアルデータ
信号24、ビットクロック25、および、ワードクロック26
は、送信前のシリアルデータ信号14、ビットクロック1
5、および、ワードクロック16の時間軸方向の精度が水
晶精度であったのに比べると、相当ジッタが悪化したも
のとなる。

そこで、ジッタの悪化をなくすために、第７図に示す
ようなデジタル音声機器が提案されている。（特願平１
−31792号添付の明細書参照）。

第７図は従来のデジタル音声機器の改善例のブロック
図を示すものである。第７図において、第４図と共通の
構成要素は同じ番号で表し、共通の動作をするところは
その説明は省略する。また、27は水晶発振器、31はメモ
リコントロール手段、32はデジタルバッファメモリを表
している。

受信手段21の出力であるジッタの悪化したシリアルデ
ータ信号24、ビットクロック25、および、ワードクロッ
ク26はメモリコントロール手段31に入力される。メモリ
コントロール手段31はデジタルバッファメモリ32のデー
タ信号33とアドレス信号34との制御を行っており、入力
用のシリアルデータ信号24、ビットクロック25、およ
び、ワードクロック26に応じて、入力があれば順次デジ
タル音声信号をデジタルバッファメモリ32に書き込むよ
うに動作する。一方、演算処理手段23は水晶精度のデジ
タル音声信号を出力するために独自の水晶発振器27を有
しており、この水晶発振器27のクロックから分周して作
られたビットクロック29、および、ワードクロック30が
メモリコントロール手段31に入力される。メモリコント
ロール手段31は出力用のビットクロック29、および、ワ
ードクロック30に応じて、順次デジタル音声信号をデジ
タルバッファメモリ32から読み出し、シリアルデータ信
号28として演算処理手段23へ出力する。このように、一
旦デジタルバッファメモリ32に書き込まれたデジタル音
声信号を水晶精度のクロックで読み出すことによって、
伝送中に重畳されたジッタが除去される。

発明が解決しようとする課題 しかしながら第７図に示したような従来の構成では、
水晶発振器12と水晶発振器27の発振周波数が互いにずれ
ているとき、デジタルバッファメモリ32の容量が有限で
あるために、充分時間が経過すれば、書き込みアドレス
が読み出しアドレスに追いつかれて、あるいは、逆に読
み出しアドレスが書き込みアドレスに追いつかれて、デ
ジタル音声信号が不連続になる点が生じる。

本発明は上記従来の問題点を解決するもので、有限の
デジタルバッファメモリを備えたデジタル音声機器であ
って、書き込み用のクロックと読み出し用のクロックの
周波数が互いにずれていても、デジタル音声信号が不連
続にならないデジタル音声機器を提供することを目的と
する。

課題を解決するための手段 上記課題を解決するために本発明のデジタル音声機器
は、デジタル音声信号を一時記憶するデジタルバッファ
メモリと、前記デジタル音声信号の振幅レベルが所定の
時間以上連続して所定のレベルより小さいことを検出す
るレベル検出器と、前記レベル検出器の出力により前記
デジタルバッファメモリのマージンを初期設定値に近づ
けるメモリコントロール手段とを、備えた構成を有して
いる。

作用 本発明のデジタル音声機器は上記した構成によって、
入力されるデジタル音声信号の振幅レベルが所定の時間
以上連続して所定のレベルより小さいとき、デジタルバ
ッファメモリのマージンを初期設定値に近づけるように
書き込みアドレスをコントロールし、書き込みアドレス
が読み出しアドレスに追いつかれて、あるいは、逆に読
み出しアドレスが書き込みアドレスに追いつかれて、デ
ジタル音声信号に不連続になる点が生じることのないよ
うにすることができる。

実施例 以下、本発明の一実施例のデジタル音声機器につい
て、図面を参照しながら説明する。

第１図は本発明の第１の実施例におけるデジタル音声
機器のブロック図を示すものである。第１図において、
第４図および第７図と共通の構成要素は同じ番号で表す
ものとする。また、38はレベル検出器を表している。

以上のように構成されたデジタル音声機器について、
第４図および第７図の例と異なる点を中心にその動作を
説明する。

受信手段21の出力であるジッタの悪化したシリアルデ
ータ信号24、ビットクロック25、および、ワードクロッ
ク26はメモリコントロール手段31に入力されると同時
に、レベル検出器38にも入力される。レベル検出器38の
内部では、入力されたデジタル音声信号を所定のレベル
と比較し、所定のレベル以下の状態が所定の時間以上連
続したとき、入力されたデジタル音声信号は無音部であ
ると判断して無音部検出信号38を出力する。この無音部
検出信号39はメモリコントロール手段31に入力される。
メモリコントロール手段31は無音部検出信号39が入力さ
れると、デジタルバッファメモリ32に書き込む信号を調
整して、デジタルバッファメモリ32の書き込みアドレス
と読み出しアドレスとの差を初期設定値に近づけるよう
に作用する。

アドレスの調整の仕方の例についてもう少し具体的に
説明する。

最も簡単な方法は、無音部検出信号39が入力されれば
デジタルバッファメモリ32をすべてクリアして、書き込
みアドレスと読み出しアドレスとを改めて初期設定値か
ら再スタートすることである。しかし、この方法ではク
リアされた直後は読み出しアドレスが書き込みアドレス
の初期値まで進んでくるまでは常に音が出ないので、極
短い無音部を再生したとき無音部が長くなりすぎて違和
感を生じる可能性がある。

そこで、この問題が生じないようにするは無音部で１
サンプルのデジタル音声信号が入力される度に１サンプ
ルずつ調整を行うようにすればよい。例えば、無音部検
出信号39が入力されていて、かつ、書き込みと読み出し
アドレス差が初期設定値より大きいときに、さらに１サ
ンプルの無音信号が入力されれば、この信号は書き込ま
ずに書き込みアドレスのインクリメントも行わない。そ
うすると、読み出しは通常通り行うので、アドレス差は
１サンプル分だけ小さくなる方向に調整される。逆に、
無音部検出信号39が入力されていて、かつ、書き込みと
読み出しのアドレス差が初期設定値より小さいときに、
さらに１サンプルの無音信号が入力されれば、２サンプ
ル分の無音信号の書き込みを行う。そうすると、読み出
しは通常通り行うので、アドレス差は１サンプル分だけ
大きくなる方向に調整される。

第２図は本発明の他の実施例であって、汎用のデジタ
ルシグナルプロセッサを用いてソフトウェアで実施した
例におけるデジタル音声機器のブロック図、第３図はそ
のソフトウェアのフローチャートを表したものである。
第２図において、第４図および第７図と共通の構成要素
は同じ番号で表すものとする。また、41はデジタルシグ
ナルプロセッサ、42はデジタルシグナルプロセッサのデ
ータメモリを表している。

以上のように構成されたデジタル音声機器について、
第４図および第７図の例と異なる点を中心に、第３図の
フローチャートに沿ってその動作を説明する。

デジタルシグナルプロセッサ41のデジタル音声信号の
入出力は、デジタルシグナルプロセッサ41内部の入力レ
ジスタ、出力レジスタを介して行われる。受信手段21の
出力であるジッタの悪化したシリアルデータ信号24、ビ
ットクロック25、および、ワードクロック26はデジタル
シグナルプロセッサ41の入力レジスタに入力される。ま
た、演算処理手段23を動作させている水晶発振器27の発
振クロックを分周した出力用のビットクロック29、およ
び、ワードクロック30に応じて出力レジスタからデジタ
ル音声信号が出力される。出力が完了し、次のデジタル
音声信号を出力レジスタに転送することが要求される。
出力要求があれば、データメモリ42より次のデジタル音
声信号を読み出し、読み出しアドレスをインクリメント
する。出力要求がなければ、入力レジスタに新しいデジ
タル音声信号が入力されたかどうかを確認し、入力がな
ければスタートへ戻る。入力があれば、その入力信号の
振幅レベルを所定の値と比較する。入力信号が所定レベ
ル以上であればその入力信号をメモリへ書き込んで書き
込みアドレスをインクリメントした後、スタートへ戻
る。所定レベル未満であれば、所定レベル未満の状態が
過去どれだけ継続しているかを調べる。所定時間未満で
あれば、その入力信号をメモリへ書きこんで書き込みア
ドレスをインクリメントした後、スタートへ戻る。所定
時間以上継続しているときはアドレス差の調整にはい
る。すなわち、アドレス差が初期設定値以上ならば入力
されたデジタル音声信号を無視して、何も行わずにスタ
ートへ戻る。アドレス差が初期設定値以下ならば入力信
号をメモリへ書き込んで書き込みアドレスをインクリメ
ントする操作を２回繰り返す。このようにすることによ
って、読み出しは通常通り行われているので、アドレス
差は１サンプル分ずつ初期設定値に近づく方向に調整さ
れる。

発明の効果 以上のように、本発明のデジタル音声機器は、デジタ
ル音声信号を一時記憶するデジタルバッファメモリと、
前記デジタル音声信号の振幅レベルが所定の時間以上連
続して所定のレベルより小さいことを検出するレベル検
出器と、前記レベル検出器の出力により前記デジタルバ
ッファメモリのマージンを初期設定値に近づけるメモリ
コントロール手段とを設けることにより、書き込み用の
アドレスが読み出し用のアドレスに追いつかれて、ある
いは、逆に読み出し用のアドレスが書き込み用のアドレ
スに追いつかれて、あるいは、逆に読み出し用のアドレ
スが書き込み用のアドレスに追いつかれて、デジタル音
声信号が不連続になる点が生じることのないようにする
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例であるデジタル音声機器
のブロック図、第２図は本発明の第２の実施例であるデ
ジタル音声機器のブロック図、第３図は本発明の第２の
実施例におけるデジタルシグナルプロセッサのフローチ
ャート、第４図は従来のデジタル音声機器の第１の例の
ブロック図、第５図は３線式デジタル音声信号の例を示
す波形図、第６図は同期パターンを含んだバイフェース
変調されたデジタル音声信号の例を示す波形図、第７図
は従来のデジタル音声機器の第２の例のブロック図であ
る。 １……受信用デジタル音声機器、２……送信用デジタル
音声機器、11……復調手段、12……水晶発振器、13……
送信手段、21……受信手段、22……PLL手段、23……演
算処理手段、27……水晶発振器、31……メモリコントロ
ール手段、32……デジタルバッファメモリ、38……レベ
ル検出器。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】送信されてきたデジタル音声信号から、ク
   ロックを自己生成するセルフクロック方式のデジタル音
   声機器において、デジタル音声信号を一時記憶するデジ
   タルバッファメモリと、前記デジタル音声信号の振幅レ
   ベルが所定の時間以上連続して所定のレベルより小さい
   ことを検出するレベル検出器と、前記レベル検出器の出
   力によりデジタルバッファメモリのマージンを初期設定
   値に近づけるメモリコントロール手段とを、備えたこと
   を特徴とするデジタル音声機器。