JP3264155B2 - 信号処理装置 - Google Patents

信号処理装置

Info

Publication number
JP3264155B2
JP3264155B2 JP30913595A JP30913595A JP3264155B2 JP 3264155 B2 JP3264155 B2 JP 3264155B2 JP 30913595 A JP30913595 A JP 30913595A JP 30913595 A JP30913595 A JP 30913595A JP 3264155 B2 JP3264155 B2 JP 3264155B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal
sigma
analog
audio signal
converter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP30913595A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH09153812A (ja
Inventor
元 市村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP30913595A priority Critical patent/JP3264155B2/ja
Publication of JPH09153812A publication Critical patent/JPH09153812A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3264155B2 publication Critical patent/JP3264155B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、A/D変換器を構
成するシグマデルタ変調回路で再生時のトーンを防ぐた
めに付加されたDCバイアス電圧を除去する信号処理装
置に関する。
【0002】
【従来の技術】例えば、音声信号をディジタル化して記
録、再生及び伝送する方法は、従来からコンパクトディ
スク(CD)、ディジタルオーディオテープ(DAT)
等の記録再生装置や、衛星放送等のディジタル音声放送
で実施されている。このようなディジタルオーディオ伝
送装置において、従来はそのディジタル化に際して、サ
ンプリング周波数として48kHz、44.1kHz
等、また量子化ビット数として16ビット等のフォーマ
ットを規定していた。
【0003】しかし、このような従来のディジタルオー
ディオ伝送装置では、一般的にディジタルオーディオデ
ータの量子化ビット数が、復調されたオーディオ信号の
ダイナミックレンジを規定してしまう。このため例えば
より高品質のオーディオ信号を伝送するためには、量子
化ビット数を現行の16ビットから20又は24ビット
等に拡大することが必要である。しかしながら、一度フ
ォーマットを規定してしまうと、量子化ビット数の拡大
を容易に行うことが出来ないため、これらの装置からよ
り高品質のオーディオ信号を取り出すことができなかっ
た。
【0004】ところで、音声信号をディジタル化する方
法としては、シグマデルタ(ΣΔ)変調と呼ばれる方法
が提案されている(日本音響学会誌46巻3号(199
0)第251〜257頁「AD/DA変換器とディジタ
ルフィルター(山崎芳男)」等参照)。
【0005】このΣΔ変調により得られる1ビットディ
ジタルデータは、従来のデジタルオーディオに使われて
きたデータのフォーマット(例えばサンプリング周波数
44.1KHz、データ語長16ビット)に比べて、非
常に高いサンプリング周波数と短いデータ語長(例えば
サンプリング周波数が44.1KHzの64倍でデータ
語長が1ビット)といった形をしており、広い伝送可能
周波数帯域を特長にしている。また、ΣΔ変調により1
ビット信号であっても、64倍というオーバーサンプリ
ング周波数に対して低域であるオーディオ帯域におい
て、高いダイナミックレンジをも確保できる。この特徴
を生かして高音質のレコーダーやデータ伝送に応用する
ことができる。
【0006】このΣΔ変調回路自体はとりわけ新しい技
術ではなく、回路構成がIC化に適していて、また比較
的簡単にA/D変換の精度を得ることができることから
従来からA/D変換器の内部などではよく用いられてい
る。
【0007】ΣΔ変調された信号は、簡単なアナログロ
ーパスフィルターを通すことによって、アナログオーデ
ィオ信号に戻すことができる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】ところで、A/D変換
器を構成するΣΔ変調回路にはそのICチップの内部に
おいてDCバイアス電圧がかけられたものがあり、アナ
ログオーディオ入力信号にDCオフセットがなくても、
このDCバイアスのため、出力されるΣΔ変調された1
ビットディジタルデータは直流成分を含んだ信号になっ
てしまう場合がある。これはΣΔ変調回路で発生するト
ーンという現象を避けるためである。
【0009】このトーンという現象は、(RobertC.Ledz
ius : The Basis and Architecturefor the Reduction
of Tones in a Sigma-Delta DAC : IEEE VOL.40,NO.7,J
ULY1993)に開示されているように、“0”付近でアイ
ドリングノイズを発生する現象であり、人間には可聴帯
域のノイズとなって聞こえてしまう。これは、シグマデ
ルタ変調回路が“0”の入力を無理矢理1ビット化しよ
うとすることにより発生する。
【0010】このDCバイアス電圧は、1ビットディジ
タルデータをアナログオーディオ信号として再生する際
には除去しなければならない。
【0011】仮に、このDCバイアス電圧を除去しない
で残したままにしておくと、D/A変換されて得られた
アナログオーディオ信号を一旦ミュート後、ミュート解
除した際、アナログオーディオ信号に急峻なパルス状の
ノイズが含まれてしまう。また、スピーカにDCバイア
スが残ったままのアナログオーディオ信号の供給を継続
すると、スピーカのコイルはDCバイアス分により発熱
するので、最悪の場合、スピーカを破壊してしまうこと
になる。
【0012】このDCバイアス電圧を例えばディジタル
フィルタで除去しようとすると、FIRで構成するには
長大なタップ数を必要とするし、IIRで構成しようと
すると長大なビット数の係数とアキュミュレータが必要
となり実現可能な規模で構成を抑えると、信号の品質劣
化は避けられないし、DC成分だけ除去することは不可
能で低域周波数成分もある程度レベル低下する。
【0013】さらに、アナログ入力信号自体にICの内
部においてかかるDCバイアスをキャンセルするように
逆DCバイアスをかけてICに入力する方法もあるが、
電源の変動や熱によるDCバイアスの変動には対処でき
ない。
【0014】本発明は、上記実情に鑑みてなされたもの
であり、ΣΔ変調された1ビットディジタルデータのD
Cバイアス成分を簡単な構成で除去することができる信
号処理装置の提供を目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】本発明に係る信号処理装
置は、上記課題を解決するために、上記入力アナログ信
号に直流バイアス電圧を印加すると共に、上記入力され
たアナログ信号を反転した反転信号に直流バイアス電圧
を印加し、これら二つの加算出力に別々にシグマデルタ
変調処理を施し、これら別々のシグマデルタ変調処理に
よって得られた二つのディジタル出力をそれぞれアナロ
グ信号に変換し、これら二つのアナログ信号の差を出力
することによって、上記DCバイアス電圧を除去する。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る信号処理装置
の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【0017】この実施の形態は、図1に示すように、入
力されたアナログオーディオ信号をA/D変換部4のシ
グマデルタ(ΣΔ)変調処理で1ビットディジタルオー
ディオデータに変換し、この1ビットディジタルオーデ
ィオデータを伝送記録部9に伝送記録した後、取り出し
てアナログ信号に変換するようなオーディオ信号処理装
置1であり、特にA/D変換部4で再生時のトーンを防
ぐために付加されたDCバイアス電圧を簡単な構成で除
去する。
【0018】すなわち、このオーディオ信号処理装置1
は、入力端子2から入力されたアナログオーディオ信号
の位相を反転して反転信号を出力する位相反転回路3
と、入力端子2からの入力アナログオーディオ信号に直
流バイアス電圧を印加する第1の加算器5と、上記反転
信号に直流バイアス電圧を印加する第2の加算器6と、
第1の加算器5からの加算出力にシグマデルタ変調処理
を施す第1のΣΔ変調回路7と、第2の加算器6からの
加算出力にシグマデルタ変調処理を施す第2のΣΔ変調
回路8と、第1のΣΔ変調回路7からの第1のディジタ
ル出力をアナログ信号に変換する第1のD/A変換器1
0と、第2のΣΔ変調回路8からの第2のディジタル出
力をアナログ信号に変換する第2のD/A変換器11
と、第1のD/A変換器10からの第1のアナログ出力
と第2のD/A変換器11からの第2のアナログ出力と
の差を出力する差動アンプ12とを備えて成る。
【0019】なお、第1の加算器5と第1のΣΔ変調回
路7、第2の加算器6と第2のΣΔ変調回路8は、A/
D変換部4を構成する。
【0020】ここで、上記第1のディジタル出力とは、
第1のΣΔ変調回路7が出力した1ビットディジタルオ
ーディオデータを所定数毎にまとめたディジタルデータ
列であり、例えば磁気記録媒体や光記録媒体に記録した
り、伝送路を介して伝送したりするような伝送記録部9
を介してD/A変換器10に供給される。
【0021】また、上記第2のディジタル出力とは、第
2のΣΔ変調回路8が出力した1ビットディジタルオー
ディオデータを所定数毎にまとめたディジタルデータ列
であり、上記伝送記録部9を介してD/A変換器11に
供給される。
【0022】第1及び第2のΣΔ変調回路7及び8は、
図2に示すような構成となる。例えば、第1のΣΔ変調
回路7では、入力端子21から入力される上記第1の加
算器5の加算出力を加算器22を介して積分器23で受
け取る。この積分器23からの信号が比較器24に供給
され、上記入力端子21から入力される加算入力の中点
電位と比較されて1サンプル期間ごとに1ビット量子化
処理されて1ビットディジタルデータとして出力され
る。
【0023】この量子化処理データである1ビットディ
ジタルデータが1サンプル遅延器25に供給されて1サ
ンプル期間分遅延される。この遅延データが1ビットの
D/A変換器26でアナログ信号に変換されて加算器2
2に供給されて、入力端子21からの上記加算入力に加
算される。そして比較器24から出力される1ビットデ
ィジタルデータが出力端子27を介して伝送記録部9に
送られる。
【0024】以下、このオーディオ信号処理装置1の動
作について図3を参照しながら説明する。この図3は図
1の各部(a)、(b)、(c)、(d)及び(e)に
おける信号波形を示している。
【0025】図3の(a)に示すような入力アナログオ
ーディオ信号は、A/D変換部4を構成する第1の加算
器5に供給されると共に、位相反転回路3に供給され
る。位相反転回路3は、上記入力アナログオーディオ信
号の位相を180度ずらし、極性を反転して図3の
(b)に示すような反転信号を出力する。この反転信号
は、A/D変換部4を構成する第2の加算器6に供給さ
れる。
【0026】第1の加算器5は上記図3の(a)に示す
上記入力アナログオーディオ信号にDCバイアス電圧を
付加し、図3の(c)に示すような加算信号を出力す
る。このDCバイアス電圧は、次段の第1のΣΔ変調回
路7で発生するトーンという現象の原因を避けるためA
/D変換部4で通常、付加される。
【0027】このトーンという現象は、(RobertC.Ledz
ius : The Basis and Architecturefor the Reduction
of Tones in a Sigma-Delta DAC : IEEE VOL.40,NO.7,J
ULY1993)に開示されているように、“0”付近でアイ
ドリングノイズを発生する現象であり、人間には可聴帯
域のノイズとなって聞こえてしまう。これは、シグマデ
ルタ変調回路が“0”の入力を無理矢理1ビット化しよ
うとすることにより発生する。したがって、このDCバ
イアス電圧は、1ビットディジタルデータをアナログオ
ーディオ信号として再生する際には除去しなければなら
ない。仮に、このDCバイアス電圧を除去しないで残し
たままにしておくと、D/A変換されて得られたアナロ
グオーディオ信号を一旦ミュート後、ミュート解除した
際、アナログオーディオ信号に急峻なパルス状のノイズ
が含まれてしまう。また、スピーカにDCバイアスが残
ったままのアナログオーディオ信号の供給を継続する
と、スピーカのコイルはDCバイアス分により発熱する
ので、最悪スピーカを破壊してしまうことになるからで
ある。
【0028】そこで、このオーディオ信号処理装置1で
は、位相反転回路3で上述したように位相反転した図3
の(b)に示すような反転信号にも、第2の加算器6で
DCバイアス電圧を付加し、図3の(d)に示すような
加算信号を得、この加算信号を第2のΣΔ変調回路8に
供給する。
【0029】第1及び第2のΣΔ変調回路7及び8から
の上記第1及び第2のディジタル出力は、伝送記録部9
を介して、第1及び第2のD/A変換器10及び11に
伝送される。
【0030】第1のD/A変換器10は上記第1のディ
ジタル出力をアナログ信号に変換し、図3の(c)に示
すアナログオーディオ信号を差動アンプ12の正入力端
子(+)に供給する。また、第2のD/A変換器11は
上記第2のディジタル出力をアナログ信号に変換し、図
3の(d)に示すアナログオーディオ信号を差動アンプ
12の負入力端子(−)に供給する。
【0031】差動アンプ12は、図3の(c)に示すア
ナログオーディオ信号と図3の(d)に示すアナログオ
ーディオ信号との差を求め、その差分を適当に増幅して
図3の(e)に示すアナログオーディオ信号を出力す
る。ここで、この図3の(e)に示すアナログオーディ
オ信号からはDCバイアス分が除去されている。
【0032】このように、オーディオ信号処理装置1
は、A/D変換部4で再生時のトーンを防ぐために付加
されたDCバイアス電圧を簡単な構成で除去でき、図3
の(a)に示したと同様のアナログオーディオ信号を出
力端子13から導出することができる。
【0033】すなわち、このオーディオ信号処理装置1
は、A/D変換部4においてDCバイアス電圧のかかる
ΣΔ変調回路7及び8の独立した二つの入力にアナログ
オーディオ信号を差動入力する。そして、そのΣΔ変調
回路7及び8の独立した二つの1ビットディジタルデー
タ出力を独立に伝送記録部9で記録伝送し、再生時にそ
の二つのデータのD/A変換時に差動アンプ12で差動
をとることにより、本来1ビットディジタルオーディオ
データに含まれていたDCバイアスをキャンセルし、D
Cオフセットのないアナログオーディオ信号を再生でき
る。
【0034】
【発明の効果】本発明に係る信号処理装置は、上記入力
アナログ信号に直流バイアス電圧を印加すると共に、上
記入力されたアナログ信号を反転した反転信号に直流バ
イアス電圧を印加し、これら二つの加算出力に別々にシ
グマデルタ変調処理を施し、これら別々のシグマデルタ
変調処理によって得られた二つのディジタル出力をそれ
ぞれアナログ信号に変換し、これら二つのアナログ信号
の差を出力することによって、上記DCバイアス電圧を
除去するので、シグマデルタ変調された1ビットディジ
タルデータのDCバイアス成分を簡単な構成で除去して
オーディオ信号の高品質再生を実現する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る信号処理装置の実施の形態となる
オーディオ信号処理装置の概略構成を示すブロック図で
ある。
【図2】上記オーディオ信号処理装置に用いられるΣΔ
変調回路の構成を示すブロック図である。
【図3】上記オーディオ信号処理装置の動作を説明する
ための信号波形図である。
【符号の説明】
1 オーディオ信号処理装置 3 位相反転回路 4 A/D変換部 5 第1の加算器 6 第2の加算器 7 第1のΣΔ変調回路 8 第2のΣΔ変調回路 9 伝送記録部 10 第1のD/A変換器 11 第2のD/A変換器 12 差動アンプ

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力されたアナログ信号を反転する反転
    手段と、 上記入力アナログ信号に直流バイアス電圧を印加する第
    1の加算手段と、 上記反転手段からの反転信号に直流バイアス電圧を印加
    する第2の加算手段と、 上記第1の加算手段からの加算出力にシグマデルタ変調
    処理を施す第1のシグマデルタ変調手段と、 上記第2の加算手段からの加算出力にシグマデルタ変調
    処理を施す第2のシグマデルタ変調手段と、 上記第1のシグマデルタ変調手段からの第1のディジタ
    ル出力をアナログ信号に変換する第1のD/A変換手段
    と、 上記第2のシグマデルタ変調手段からの第2のディジタ
    ル出力をアナログ信号に変換する第2のD/A変換手段
    と、 上記第1のD/A変換手段からの第1のアナログ出力と
    上記第2のD/A変換手段からの第2のアナログ出力と
    の差を出力する差動増幅手段とを備えることを特徴とす
    る信号処理装置。
JP30913595A 1995-11-28 1995-11-28 信号処理装置 Expired - Fee Related JP3264155B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP30913595A JP3264155B2 (ja) 1995-11-28 1995-11-28 信号処理装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP30913595A JP3264155B2 (ja) 1995-11-28 1995-11-28 信号処理装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH09153812A JPH09153812A (ja) 1997-06-10
JP3264155B2 true JP3264155B2 (ja) 2002-03-11

Family

ID=17989326

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP30913595A Expired - Fee Related JP3264155B2 (ja) 1995-11-28 1995-11-28 信号処理装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3264155B2 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020065147A (ko) * 2001-02-06 2002-08-13 엘지이노텍 주식회사 아날로그 신호의 논리값 산출회로

Also Published As

Publication number Publication date
JPH09153812A (ja) 1997-06-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3327114B2 (ja) 信号処理装置、信号記録装置及び信号再生装置
KR100440609B1 (ko) 샘플링레이트 변환장치
JPH06232755A (ja) 信号処理システムおよび処理方法
EP0735461A1 (en) 1-Bit signal processing apparatus capable of amplitude modulation and recording or reproducing apparatus having loaded thereon the signal processing apparatus
US5574453A (en) Digital audio recording apparatus
JPH0342911A (ja) D/aコンバータの入力データ処理装置
US5835042A (en) Signal transmission method and signal transmission apparatus
US5719574A (en) Digital audio transmission apparatus
JP3327116B2 (ja) 信号処理装置、信号記録装置及び信号再生装置
JP3334413B2 (ja) ディジタル信号処理方法及び装置
JP3264155B2 (ja) 信号処理装置
JPH09261071A (ja) 信号処理装置
JPH09153814A (ja) ディジタル信号処理装置及び記録装置
JPH0991887A (ja) ディジタル信号処理方法及び装置
JPH0955634A (ja) 高調波付加回路
JPH1075177A (ja) ディジタルフィルタ装置及び信号処理方法
JP3104105B2 (ja) 直流成分除去回路
JP3339320B2 (ja) ディジタル信号処理装置
JP2000114971A (ja) ディジタル信号発生装置
JPH0481279B2 (ja)
JPH09148885A (ja) レート変換装置
JP3807599B2 (ja) 記録装置
JP2601440B2 (ja) デジタルオーディオ録音再生装置
JP3378173B2 (ja) 1ビットデジタル信号の再生または受信装置
JPS60165831A (ja) Pcm方式再生装置

Legal Events

Date Code Title Description
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20011127

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071228

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081228

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091228

Year of fee payment: 8

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees