JP3949817B2 - 音声ミュートユニット - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は音声ミュートユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ディジタル通信端末（例えば携帯電話、ディジタル電話）用オーディオ・インタフェースＬＳＩ（ディジタル・アナログ混載半導体集積回路で構成）には、図８に示すように音声ミュート回路が設けられている。ミュート回路は、通話終了時に発生するノイズを抑制するためのものである。図８は従来回路の構成例を示す図である。図において、破線で囲った部分はＬＳＩ回路内部を示している。
【０００３】
マイク１で拾われた音声は、電気信号に変換され、アンプＵ１と抵抗よりなる増幅器２により増幅される。増幅された音声信号は、ミュート回路３に入る。該ミュート回路３はａ接点とｂ接点を持つアナログスイッチから構成されている。４は該ミュート回路３の出力を受けてディジタルデータに変換するＡ／Ｄコンバータである。そして、該Ａ／Ｄコンバータ４からディジタル出力Ｄｏｕｔが送出される。回路のコモンラインは、Ｖｒｅｆであり、例えばグラウンド電位である。ここでは、（１／２）ＶＤＤ＝アナロググラウンドとなっている。
【０００４】
ミュート回路３の共通接点は、通常はａ接点側に接続されており、マイク１とＡ／Ｄコンバータ４とを接続している。Ａ／Ｄコンバータ４からはディジタル信号Ｄｏｕｔが出力される。一方、ミュートする場合には、外部より与えられる制御信号により、ミュート回路３の共通接点をｂ側に接続する。この時、共通接点がａからｂに切り換わる時に、ノイズが発生する。ｂ接点に切り換わった後は、Ａ／Ｄコンバータ４の入力電圧は０となり、出力Ｄｏｕｔは無音となる。
【０００５】
図９は従来回路の他の構成例を示す図である。図８と同一のものは、同一の符号を付して示す。この実施の形態例では、ミュート回路をアンプＵ２と抵抗とで構成している。アンプＵ２と抵抗とで構成される加算器５の帰還抵抗はスイッチを介して複数接続されており、これら帰還抵抗を順次切り換えていくことにより、ミュート時の出力電圧を徐々に下げていくことができる。つまり、ミュートレベルの調整ができる。加算器５の帰還抵抗は、入力抵抗Ｒ３のＮ倍の抵抗群Ｒ３、２Ｒ３…ＮＲ３とアンプＵ２よりなる電子ボルュームを構成している。図９の回路では、抵抗値の決め方とスイッチの制御方法により数種類の回路が構成可能となる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
図８，図９に示す従来回路では、マイク１から出力される微弱信号がアナログスイッチを通るため、Ｓ／Ｎ比劣化の原因となる。また、スイッチとの接続時に生じる過渡現象によりノイズが発生する。図８は単一スイッチのために回路構成は簡単であるが、スイッチの切り換え時に急激にアナロググラウンドまで電圧が落ちるために大きなノイズが発生し、使用中のオペレータの耳に極めて強いノイズ音が印加される。
【０００７】
図９に示す回路では、図８の回路よりも徐々に電圧が落ちるために、図８程のノイズは発生しない。しかしながら、オペアンプや抵抗、スイッチが必要となるため、回路規模が大きくなってしまう。また、オペアンプを数段重ねることによりオフセットが発生し、ノイズ源となる。そして、図８、図９共にアナログスイッチを用いているため、スイッチ切り換え時のノイズの発生は避けられない。
【０００８】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって、Ｓ／Ｎ比を改善し、回路規模の小さな音声ミュートユニットを提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
（１）図１は本発明の原理ブロック図である。図８と同一のものは、同一の符号を付して示す。図において、１はマイク、２は該マイク１で拾った音声信号を増幅する増幅手段としての増幅器、１０は該増幅器２の出力をディジタルデータに変換するＡ／Ｄコンバータである。該Ａ／Ｄコンバータ１０としては、入力信号のレベルに応じて符号化データを０，１の繰り返しにすることができるあらゆるＡ／Ｄコンバータを用いることができる。例えばΣΔ型のＡ／Ｄコンバータが用いられる。２０は該Ａ／Ｄコンバータ１０の出力、及びミュート（ＭＵＴＥ）信号を受けて音声をミュートするミュート手段としてのミュート回路である。２１はクロックを受けて複数の分周クロックを作成してミュート回路２０に与える分周器である。Ａ／Ｄコンバータ１０は、入力信号のレベルに応じて符号化データを０，１になるように論理構成されている。
【００１０】
この発明の構成によれば、音声をミュートする場合には、外部（例えばＣＰＵ）から発せられるＭＵＴＥ信号を受けて、ミュート回路２０がＡ／Ｄコンバータ１０の出力を無音にするため、Ｓ／Ｎ比を改善し、回路規模の小さなミュートユニットを提供することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態例を詳細に説明する。
図２はΣΔ型Ａ／Ｄコンバータの構成例を示す図である。図において、１１，１２は入力アナログ信号を積分する積分器、１３は積分器１２の出力を受けるコンパレータ、１４はミュート制御信号を受けて、コンパレータ１３出力をミュートするミュート回路、１５は該ミュート回路１４の出力を受けるデシメーションフィルタ、１６は該デシメーションフィルタ１５の出力を受けるバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）である。このように構成された回路の動作を説明すれば、以下の通りである。
【００１５】
コンパレータ１３は、前の段階のビットと今回のビットとを比較する。そして、比較結果に応じて“０”か“１”の信号を出力する。ミュート回路１４は、コンパレータ１３からの１ビットずつ出力される信号を受けてミュート制御時に交互に“０”，“１”を出力する。
【００１６】
ミュート回路１４の出力は、デシメーションフィルタ１５に入り、振幅の小さな信号に変換される。このデシメーションフィルタ１５の出力が続くバンドパスフィルタ１６に入って高周波成分ノイズを除去した後、ディジタル信号Ｄｏｕｔとして出力される。
【００１７】
例えば１４ビットのデータ長の場合、ＭＳＢ側（大レベル側）からレベルが小さくなるように１ビットずつデータを減算していく。特に、Ａ／ＤコンバータとしてΣΔ型Ａ／Ｄコンバータを用いた場合には、コンパレータ１３から１ビットずつ信号が出力されるため、“０”，“１”信号を交互に出力させるようにすれば、簡単にミュート回路が可能となる。
【００１８】
この実施の構成によれば、０，１符号が続くとレベルが一定となるので、ミュート回路は容易に無音とすることができる。
また、この実施の形態例によれば、音声をミュートする場合には、外部（例えばＣＰＵ）から発せられるＭＵＴＥ信号を受けて、ミュート回路１４がＡ／Ｄコンバータの出力を無音にするため、Ｓ／Ｎ比を改善し、回路規模の小さな音声ミュート回路を提供することができる。
【００１９】
図３は図２に示すΣΔ型Ａ／Ｄコンバータに使用されるミュート回路１４の一実施の形態例を示す図である。図において、１３は積分器の出力を“０”，“１”ビットに変換するクロックドコンパレータであり、ミュート回路１４に入っている。
【００２０】
ミュート回路１４において、１４ａはその一方の入力に例えばＣＰＵからくるミュート信号を、他方の入力にコンパレータ１３の出力を受けるナンドゲート、１４ｂはミュート信号を反転するインバータ、１４ｃはその一方の入力にインバータ１４ｂ出力を、他方の入力にコンパレータ用クロックを受けるナンドゲート、１４ｄはナンドゲート１４ａ、１４ｂの出力を受けるナンドゲートである。そして、該ナンドゲート１４ｄから０，１信号が交互に発生される。
【００２１】
図４は図３に示すミュート回路の動作を示すタイムチャートである。（ａ）はクロック、（ｂ）はクロックドコンパレータ１３の出力、（ｃ）はミュート信号、（ｄ）はナンドゲート１４ａの出力Ａ、（ｅ）はナンドゲート１４ｃの出力Ｂ、（ｆ）はミュート回路の出力Ｃである。
【００２２】
通常のミュート状態では、ＣＰＵは“０”レベル信号を常時出力している。つまり、ミュート信号は“０”レベルである。この時、ナンドゲート１４ａは常時“１”レベルである。これに対して、ナンドゲート１４ｃは、そのミュート信号レベルがインバータ１４ｂにより開いているので、クロックを通し、その出力は（ｅ）に示すようなものとなる。この信号がナンドゲート１４ｄを通過し、（ｆ）に示すように交互に“０”と“１”を繰り返すものとなる。
【００２３】
次に、ミュート信号がアンミュートになると、その出力は“１”レベルとなる。今度はナンドゲート１４ａが開き、（ｄ）に示すようなコンパレータ出力を発生する（但し反転）。一方、ナンドゲート１４ｃはその一方の入力が“０”であるので、その出力は常時“１”である。この状態では、コンパレータ１３の出力は、ナンドゲート１４ａを通過し、ナンドゲート１４ｄから（ｆ）に示す通常信号が出力される。
【００２４】
ここで、ミュート信号が再び“０”になりアンＭＵＴＥとなると、今度はナンドゲート１４ａが“１”になり、ナンドゲート１４ｃが開き、クロックを出力し、（ｆ）に示すような“０”と“１”の繰り返しパルスを発生する。このようなミュート時におけるミュート回路１４が“０”と“１”信号を交互に発生するため、コンパレータ１３の出力タイミングに同期させた“０”，“１”信号がデシメーションフィルタ１５に入り、その出力レベルは一定となる。この結果、１４ビットのデシメーションフィルタ１５の出力はバンドパスフィルタ１６を通り、無音信号として出力される。
【００２５】
なお、上述の実施の形態例において、ミュート手段が多段階で調整可能とすることができる。これによれば、ミュート時に発生するノイズを大幅に抑制することができる。
【００２６】
図５はミュート動作を示すフローチャートである。音声ミュートが設定されると（Ｓ１）、通話終了でキー確認スイッチがオンになっているかどうかチェックする（Ｓ２）。そうである場合には、ミュート回路を動作させ（Ｓ４）、ミュート動作となる。そうでない場合には、通常モードの音声スルー動作を行なう（Ｓ３）。
【００２７】
図６はΣΔ一次変換でのミュート減衰例を示す図である。（ａ）は通常の状態、（ｂ）はミュート時の動作を示す。通常のアナログ信号が入力されると、（ａ）に示すようなディジタルコード（１１００００１１）が出力される。この例では、波形の傾きが正の場合に“１”を、負の場合に“０”を出力する。ディジタルコードが“０”と“１”の繰り返しの場合の信号波形は（ｂ）に示すようなものとなる。この繰り返しを最下位ビット（仮に１４ビット）とすると、アナログ振幅が２Ｖｐ-ｐの場合には０．１２ｍＶとなり、音声としては聞こえないレベルとなる。
【００２８】
図７は従来のミュート波形と本発明によるミュート波形の比較図である。（ａ）が従来例、（ｂ）は本発明である。従来例の場合、アナログスイッチが切り換わると、（ａ）に示すようなダンピングが発生し、ノイズ音（異音）発生の原因となる。これに対して、本発明のミュート時には、ミュートポイント以降の振幅はほぼ０となり、ノイズ音（異音）は発生しない。
【００２９】
このように、本発明によれば、音声ミュート回路としてディジタル回路を用いることにより、回路を集積化する場合にチップ面積を小さくすることができる。上述の実施の形態例では、Ａ／ＤコンバータとしてΣΔ型Ａ／Ｄコンバータを用いる場合を例にとったが、本発明はこれに限るものではなく、入力信号のレベルに応じて符号化データを０，１になるように構成するものであれば、どのような方式のＡ／Ｄコンバータであってもよい。
【００３０】
本発明によれば、アナログスイッチを使用しないため、ノイズ対策が可能となる。また、アナログ回路より回路規模が小さいため、実装面積又はＬＳＩチップサイズを小形化することができる。また、Ａ／ＤコンバータにΣΔ型を使用すれば、いっそうの回路規模削減となる。また、ミュート調整を多段階に行なっても、ディジタル回路のため、アナログ回路と比較して回路規模が小さくなる。更に、アナログ方式で生じるオフセット電圧を防止し、音質の向上が可能となる。
【００３１】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明によれば、
（１）ミュート信号、時間的に前後するビットの比較結果を出力するコンパレータからの信号、該コンパレータの動作クロック信号とが入力されるΣΔ型Ａ／Ｄコンバータに搭載される音声ミュートユニットにおいて、前記ミュート信号が、アンミュート状態である場合に、前記コンパレータからの信号を出力し、前記ミュート信号が、ミュート状態である場合に、前記動作クロック信号と該ミュートを示す信号との演算により、該動作クロックを０，１の交番信号として出力する演算部と、該演算部からの出力との高周波成分を抑圧するフィルタと、を備えたことにより、音声をミュートする場合には、外部（例えばＣＰＵ）から発せられるＭＵＴＥ信号を受けて、ミュート回路がＡ／Ｄコンバータの出力を無音にするため、Ｓ／Ｎ比を改善し、回路規模の小さなミュートユニットを提供することができる。
【００３３】
このように、本発明によれば、Ｓ／Ｎ比を改善し、回路規模の小さなミュートユニットを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理ブロック図である。
【図２】ΣΔ型Ａ／Ｄコンバータの構成例を示す図である。
【図３】ミュート回路の一実施の形態例を示す図である。
【図４】ミュート回路の動作を示すタイムチャートである。
【図５】ミュート動作を示すフローチャートである。
【図６】ΣΔ一次変換でのミュート減衰例を示す図である。
【図７】従来のミュート波形と本発明によるミュート波形の比較図である。
【図８】従来回路の構成例を示す図である。
【図９】従来回路の他の構成例を示す図である。
【符号の説明】
１ マイク
２ 増幅手段
１０ Ａ／Ｄコンバータ
２０ ミュート回路
２１ 分周器

Claims (1)

1. ミュート信号、時間的に前後するビットの比較結果を出力するコンパレータからの信号、該コンパレータの動作クロック信号とが入力されるΣΔ型Ａ／Ｄコンバー
   タに搭載される音声ミュートユニットにおいて、
   前記ミュート信号が、アンミュート状態である場合に、前記コンパレータからの信号を出力し、前記ミュート信号が、ミュート状態である場合に、前記動作クロック信号と該ミュートを示す信号との演算により、該動作クロックを０，１の交番信号として出力する演算部と、
   該演算部からの出力の高周波成分を抑圧するフィルタと、
   を備えたことを特徴とする音声ミュートユニット。

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