JP4931705B2

JP4931705B2 - 電子ボリューム回路

Info

Publication number: JP4931705B2
Application number: JP2007164660A
Authority: JP
Inventors: 裕久鈴木; 光弘新井; 正明鈴木
Original assignee: On Semiconductor Trading Ltd
Current assignee: On Semiconductor Trading Ltd
Priority date: 2007-06-22
Filing date: 2007-06-22
Publication date: 2012-05-16
Anticipated expiration: 2027-06-22
Also published as: JP2009005128A

Description

本発明は、入力音声信号の音量、トーン等を調整することができる電子ボリューム回路に関し、特に、調整時に発生するノイズを低減する電子ボリューム回路に関する。

電子ボリューム回路は、制御データに応じて音量の調整を行う音量調整回路を含み、入力される音声信号のゼロクロス点を検出するゼロクロス検出回路を設け、この検出出力に応じて音量調整回路への制御データを更新することにより、音量調整時の切換ノイズを低減するようにしていた。

また、入力音声信号の音量を調整するだけでなく、制御データに応じてそのトーンをも調整するため、制御データに応じてトーンの調整を行うトーン調整回路を追加した構成も従来より採用されており、この場合にも上述のゼロクロス検出回路が用いられていた。

しかしながら、トーン調整回路は、周波数に応じてゲインを変更するため、調整後では調整前に対して音声信号の位相が進み、遅れが生ずる。従って、図３に示すように、調整前の入力音声信号のゼロクロス点ｚ１（入力音声信号と基準電圧の交差点）と、調整後の出力音声信号のゼロクロス点ｚ２とは一致しなくなる。このため、音声調整の場合と同様に入力音声信号のゼロクロス点ｚ１でトーンの変更を行うと、出力音声信号のゼロクロス点ｚ２ではないところで変更が起こるため、急激な信号変化によって切換ノイズが発生してしまうという問題があった。

そこで、トーン調整を行う場合には、トーン調整回路の出力音声信号のゼロクロス点ｚ２を検出するようにゼロクロス検出回路の検出位置を切り換え、ゼロクロス点ｚ２でトーンの変更を行うことで切換ノイズを低減するようにしていた。このような電子ボリューム回路は、特許文献１に記載されている。
特開平９−２９４０３７号公報

しかしながら、トーン調整回路の出力音声信号の振幅が小さい場合には、ゼロクロス検出回路の検出精度が落ちるため、出力音声信号のゼロクロス点ｚ２を正確に検出することができないという問題があった。

本発明の電子ボリューム回路は、制御データに応じて入力音声信号の音量を調整する音量調整回路と、音量調整回路の後段に接続され、制御データに応じて入力音声信号の特性を調整する特性調整回路と、音量調整回路から出力される出力音声信号のゼロクロス点を検出する第１のゼロクロス検出回路と、特性調整回路から出力される出力音声信号のゼロクロス点を検出する第２のゼロクロス検出回路と、特性調整回路から出力される出力音声信号の振幅を検出する振幅検出回路と、この振幅検出回路により検出された振幅が所定の値より大きいときは第２のゼロクロス検出回路を選択し、当該振幅が所定の値より小さいときは第１のゼロクロス検出回路を選択する選択回路と、選択された第１又は第２のゼロクロス検出回路のゼロクロス検出信号に応じて制御データを更新するデータ更新回路と、を備える。

本発明によれば、出力音声信号の振幅の大小により、最適なゼロクロス点を自動的に検出して、切換ノイズを最小にすることができる。例えば、トーン調整回路の出力音声信号の振幅が大きいときには、出力音声信号のゼロクロス点ｚ２でトーンの変更を行い、トーン調整回路の出力音声信号の振幅が小さくてゼロクロス点ｚ２の検出が困難であるときには、トーン調整回路の入力音声信号のゼロクロス点ｚ１を検出し、ここでトーンの変更を行うようにすることができる。

本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、自動車用電子ボリューム回路の構成を示す図である。入力音声信号は基準電圧を中心に正負に変化する交流信号であり、入力端子１に印加される。入力ゲイン調整回路２は、入力ゲイン制御データＧＤに応じて入力端子１に印加された入力音声信号の入力ゲインを調整する。メインボリューム調整回路３（本発明の音量調整回路の一例）は、メインボリューム制御データＢＤに応じて入力ゲイン調整後の音声信号のメインボリュームを調整する。トーン調整回路４は、トーン制御データＴＤに応じて音量調整後の音声信号のトーンを調整する。フェダー調整回路５は自動車用に設けられる回路であり、自動車内の前後に配置されたスピーカーの音量バランスの調整を行う。即ち、フェダー調整回路５はフェダー制御データＦＤに応じて、トーン調整後の音声信号のフェダー調整を行う。フェダー調整後の音声信号は出力端子６に出力される。

また、入力ゲイン調整回路２の出力音声信号のゼロクロス点を検出して第１のゼロクロス検出信号ＺＣＬＫ１を出力する第１のゼロクロス検出回路７、メインボリューム調整回路３の出力音声信号のゼロクロス点を検出して第２のゼロクロス検出信号ＺＣＬＫ２を出力する第２のゼロクロス検出回路８、トーン調整回路４の出力音声信号のゼロクロス点を検出して第３のゼロクロス検出信号ＺＣＬＫ３を出力する第３のゼロクロス検出回路９、フェダー調整回路５の出力音声信号のゼロクロス点を検出して第４のゼロクロス検出信号ＺＣＬＫ４を出力する第４のゼロクロス検出回路１０が設けられている。

また、トーン調整回路４の出力音声信号を検波した後にその振幅を検出する振幅検出回路１１が設けられている。振幅検出回路１１は、例えば図２に示すように、入力端子１１０にトーン調整回路４の出力音声信号が印加されたアンプ１１１、アンプ１１１の出力端子に接続された抵抗Ｒ、コンデンサＣを有する平滑回路と、この平滑回路により平滑化されることにより直流電圧に変換された出力音声信号と所定の電圧Ｖ１とを比較するコンパレータ１１２とを有する。直流電圧に変換された出力音声信号が所定の電圧Ｖ１より大きいときコンパレータ１１２の出力はＨレベルになり、直流電圧に変換された出力音声信号が所定の電圧Ｖ１より小さいときコンパレータ１１２の出力はＬレベルになる。

即ち、トーン調整回路４の出力音声信号の振幅が所定の値より大きいときに振幅検出回路１１の検出信号はＨレベルになり、トーン調整回路４の出力音声信号の振幅が所定の値より小さいときに振幅検出回路１１の検出信号はＬレベルになるように、所定の電圧Ｖ１が調整される。そして、選択回路１２は、振幅検出回路１１の検出信号に応じて、第２のセロクロス検出回路８、第３のゼロクロス検出回路９の中、いずれか１つの最適な検出回路を選択する。

また、前記入力ゲイン制御データＧＤ、メインボリューム制御データＢＤ、トーン制御データＴＤ、フェダー制御データＦＤはマイクロコンピュータ１３から送出される。この制御データがマイクロコンピュータ１３から送出されると、インターフェース回路１４はこの制御データをシフトレジスタ１５に格納するとともに、格納完了信号を発生する。書き込み信号発生回路（不図示）はこの格納完了信号に基づいて書き込み信号ＷＥを発生する。第１のラッチ回路１６は、この書き込み信号ＷＥに応じて、シフトレジスタ１５に格納された制御データをラッチする。

そして、第２のラッチ回路１７は前記選択回路１２によって選択されたゼロクロス検出回路のゼロクロス検出信号ＺＣＬＫ２又はＺＣＬＫ３に応じて、第１のラッチ回路１６にラッチされたメインボリューム制御データＢＤ、トーン制御データＴＤをラッチし、対応する制御データをメインボリューム調整回路３、トーン調整回路４に供給する。即ち、制御データは、前記選択回路１２によって選択されたゼロクロス検出回路のゼロクロス検出信号ＺＣＬＫ２又はＺＣＬＫ３に応じて更新されることになる。

このように、本発明によれば、振幅検出回路１１によって検出される出力音声信号の振幅の大小により、最適なゼロクロス点を自動的に検出し、そのゼロクロス点で制御データを更新しているので、音量やトーン等の変更時に生じるノイズを最小にすることができる。

例えば、トーンの変更を行う場合、トーン調整回路４の出力音声信号の振幅が所定の値より大きいときは、振幅検出回路１１の検出信号がＨレベルになり、これにより、選択回路１２は第３のゼロクロス検出回路９を選択する。第３のゼロクロス検出回路９は、トーン調整回路４の出力音声信号のゼロクロス点（図３のゼロクロス点ｚ２に対応）を検出して第３のゼロクロス検出信号ＺＣＬＫ３を出力する。そして、第２のラッチ回路１７は第３のゼロクロス検出信号ＺＣＬＫ３に応じて、第１のラッチ回路１６にラッチされているトーン制御データＴＤをラッチし、これをトーン調整回路４に供給する。

一方、トーン調整回路４の出力音声信号の振幅が所定の値より小さいときは、第３のゼロクロス検出回路９によるゼロクロス点の検出が困難になる。そこで、振幅検出回路１１の検出信号がＬレベルになり、これにより、選択回路１２は第２のゼロクロス検出回路８を選択する。第２のゼロクロス検出回路８は、メインボリューム調整回路３の出力音声信号のゼロクロス点（図３のゼロクロス点ｚ１に対応）を検出して第２のゼロクロス検出信号ＺＣＬＫ２を出力する。

このとき、メインボリューム調整回路３の出力音声信号の振幅は、一般にトーン調整回路４の出力音声信号の振幅より大きい（つまり、トーン調整回路４により減衰されていない）ことから、そのゼロクロス点の検出は比較的容易である。そして、第２のラッチ回路１７は第２のゼロクロス検出信号ＺＣＬＫ２に応じて、第１のラッチ回路１６にラッチされているトーン制御データＴＤをラッチし、これをトーン調整回路４に供給する。

このように、トーン調整回路４の出力音声信号の振幅が大きいときは、ゼロクロス点ｚ２でトーン変更を行うことで切換ノイズを低減でき、トーン調整回路の出力音声信号の振幅が小さくてゼロクロス点ｚ２の検出が困難であるときには、トーン調整回路の入力音声信号のゼロクロス点ｚ１を検出し、ここでトーンの変更を行うようにすることができる。

尚、本発明は上記実施形態に限定されることなくその要旨を逸脱しない範囲で変更が可能であることは言うまでもない。例えば、本実施形態の回路は車載用のため、フェダー調整回路５を有しているが、車載用ではない用途の電子ボリューム回路、例えば家庭用音響機器の電子ボリューム回路にあっては、フェダー調整回路５を設ける必要はない。

また、振幅検出回路１１は２値の検出信号を出力するが、さらに細かい検出を行いたい場合には、直流電圧に変換されたアナログの出力音声信号を多ビットのデジタル信号に変換するＡＤ変換器であることが好ましい。また、振幅検出回路１１をＡＤ変換器で構成した場合、選択回路１２はマイクロコンピュータであることが好ましい。

本発明の実施形態による電子ボリューム回路の構成を示す図である。本発明の実施形態による電子ボリューム回路の振幅検出回路の構成を示す図である。トーン調整回路の入力音声信号と出力音声信号を示す波形図である。

符号の説明

１入力端子２入力ゲイン調整回路
３メインボリューム調整回路４トーン調整回路
５フェダー調整回路７第１のゼロクロス検出回路
８第２のゼロクロス検出回路９第３のゼロクロス検出回路
１０第４のゼロクロス検出回路１１振幅検出回路
１２選択回路１３マイクロコンピュータ
１４インターフェース回路１５シフトレジスタ
１６第１のラッチ回路１７第２のラッチ回路
１１０入力端子１１１アンプ
１１２コンパレータＣコンデンサ
Ｒ抵抗

Claims

制御データに応じて入力音声信号の音量を調整する音量調整回路と、音量調整回路の後段に接続され、制御データに応じて入力音声信号の特性を調整する特性調整回路と、音量調整回路から出力される出力音声信号のゼロクロス点を検出する第１のゼロクロス検出回路と、特性調整回路から出力される出力音声信号のゼロクロス点を検出する第２のゼロクロス検出回路と、特性調整回路から出力される出力音声信号の振幅を検出する振幅検出回路と、この振幅検出回路により検出された振幅が所定の値より大きいときは第２のゼロクロス検出回路を選択し、当該振幅が所定の値より小さいときは第１のゼロクロス検出回路を選択する選択回路と、選択された第１又は第２のゼロクロス検出回路のゼロクロス検出信号に応じて制御データを更新するデータ更新回路と、を備えることを特徴とする電子ボリューム回路。
前記特性調整回路は、入力音声信号のトーンを調整するトーン調整回路であることを特徴とする請求項１に記載の電子ボリューム回路。
前記振幅検出回路は、音声信号を平滑化する平滑回路と、平滑された音声信号と所定の電圧とを比較するコンパレータとを有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電子ボリューム回路。
前記データ更新回路は、入力される制御データを格納するシフトレジスタと、シフトレジスタに格納された制御データをラッチする第１のラッチ回路と、第１のラッチ回路にラッチされた制御データを前記選択回路によって選択された前記第１のゼロクロス検出回路又は前記第２のゼロクロス検出回路の検出出力に応じてラッチする第２のラッチ回路と、を有することを特徴とする請求項１、２、３のいずれかに記載の電子ボリューム回路。