JP5051116B2 - Digital audio amplifier - Google Patents

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Description

この発明は、ディジタル化されたオーディオ信号を処理するディジタルオーディオアンプに関する。   The present invention relates to a digital audio amplifier that processes a digitized audio signal.

オーディオ装置のディジタル化が進展し、アナログのオーディオ信号に対する各種の効果付与やフィルタ処理などのディジタル化や、アナログのオーディオソースのディジタル信号化などが進んでいる。   With the progress of digitalization of audio devices, various effects are applied to analog audio signals, digitalization such as filter processing, and digitalization of analog audio sources are progressing.

ディジタル化されたアナログソースのオーディオ信号はレベルがまちまちであり、最適な設定が困難である。また、ゲイン設定は、アナログ回路の場合、処理している信号のレベルが大きすぎる場合には、リモートに飽和するため、歪みがそれほど大きくならないが、ディジタル処理の場合、信号レベルが量子化ビット数の最大値を超えてオーバーフローすると、その量子化ビット数の最大値で信号波形が切り取られて(クリップされて)しまい、波形の歪みが大きくなり、耳障りな音質になってしまうという問題点があった。一方、マージンをとって信号のゲインを小さくしておくと、今度は信号とノイズのレベル比が大きくならずS/N比が悪くなるという問題点があり、DSPなどのディジタル処理部において最適なゲインを設定することが要求されていた。   Digitized analog source audio signals vary in level, making optimal settings difficult. In addition, in the case of an analog circuit, if the level of the signal being processed is too large, the gain setting is remotely saturated, so the distortion does not increase so much, but in the case of digital processing, the signal level is the number of quantization bits. If it exceeds the maximum value, the signal waveform will be clipped at the maximum value of the quantization bit number, resulting in a large waveform distortion and unpleasant sound quality. It was. On the other hand, if the signal gain is reduced by taking a margin, there is a problem that the signal / noise level ratio is not increased and the S / N ratio is deteriorated, which is optimal in a digital processing unit such as a DSP. It was required to set the gain.

この発明は、入力されたオーディオ信号のレベルに対応して最適のディジタルゲインを設定することができるディジタルオーディオアンプを提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a digital audio amplifier capable of setting an optimum digital gain corresponding to the level of an input audio signal.

この発明は、ディジタルオーディオ信号を入力する信号入力部と、入力されたディジタルオーディオ信号に対してゲインパラメータを乗算する乗算手段と、前記乗算手段から出力されたディジタルオーディオ信号に、レベルがサンプリングビット数の最大値を超えるクリップが発生したか否かを検出する検出手段と、所定のディジタルオーディオ信号が入力されたときの前記検出手段の検出内容に基づいて、該所定のディジタルオーディオ信号を通してクリップが発生しない前記ゲインパラメータの最大値を割り出し、前記乗算手段に供給するゲインパラメータをこの割り出された値に固定する制御手段と、を備えたことを特徴とする。 The present invention provides a signal input unit for inputting a digital audio signal, a multiplying unit for multiplying the input digital audio signal by a gain parameter, and a level of the sampling bit number of the digital audio signal output from the multiplying unit. A detecting means for detecting whether or not a clip exceeding the maximum value has occurred, and a clip is generated through the predetermined digital audio signal based on the detection contents of the detecting means when the predetermined digital audio signal is input. Control means for determining the maximum value of the gain parameter not to be fixed and fixing the gain parameter to be supplied to the multiplication means to the determined value.

上記発明において、録音機器が接続される信号出力部をさらに備え、前記信号入力部は、前記所定のディジタルオーディオ信号を2度入力し、前記制御手段は、前記所定のディジタルオーディオ信号が1度目に入力されたとき、前記検出手段の検出内容に基づいて前記ゲインパラメータの値を割り出し、前記所定のディジタルオーディオ信号が2度目に入力されたとき、前記乗算手段に供給するゲインパラメータを前記割り出された値に固定し、前記信号出力部は、前記2度目に入力され、前記乗算手段によってゲインパラメータが乗算された前記所定のディジタルオーディオ信号を前記録音機器に出力するようにしてもよい。 In the above invention, a signal output unit to which a recording device is connected is further provided, the signal input unit inputs the predetermined digital audio signal twice, and the control means receives the predetermined digital audio signal for the first time. When input, the value of the gain parameter is determined based on the detection content of the detection means, and when the predetermined digital audio signal is input for the second time, the gain parameter supplied to the multiplication means is determined. The signal output unit may output the predetermined digital audio signal, which is input for the second time and multiplied by a gain parameter by the multiplying means, to the recording device .

上記発明において、前記乗算手段から出力されたディジタルオーディオ信号に対して所定の処理を行う処理手段を更に備え、前記検出手段は、前記処理手段で処理されたディジタルオーディオ信号と前記入力されたディジタルオーディオ信号とを加算した信号のクリップ発生を検出するようにしてもよい。 In the above invention, it further comprises processing means for performing predetermined processing on the digital audio signal output from the multiplication means, and the detection means includes the digital audio signal processed by the processing means and the input digital audio signal. You may make it detect the clip generation | occurrence | production of the signal which added the signal .

上記発明において、前記制御手段は、前記検出手段がクリップを検出したことに応じて、前記乗算手段に供給するゲインパラメータの値を小さくし、前記検出手段が所定時間継続してクリップを検出しないとき、前記乗算手段に供給するゲインパラメータの値を大きくする通常モードの動作を更に行うようにしてもよい。 In the above invention, the control means reduces the value of the gain parameter supplied to the multiplication means in response to the detection means detecting the clip, and the detection means does not detect the clip continuously for a predetermined time. The normal mode operation for increasing the value of the gain parameter supplied to the multiplication means may be further performed .

この発明では、所定のディジタルオーディオ信号を入力してゲインパラメータを決定して固定するため、再度同じ所定のディジタルオーディオ信号を入力した場合に、最良のゲインで再生・録音することができる。   In the present invention, since a predetermined digital audio signal is input and a gain parameter is determined and fixed, when the same predetermined digital audio signal is input again, reproduction / recording can be performed with the best gain.

さらに制御手段の他のモードの動作では、処理手段で処理された信号のレベルがクリップしたか否かを検出し、その検出結果をゲインパラメータの値に反映させて入力段の乗算手段にフィードバックする。このように、処理後の信号のレベルがクリップしているかを判定することにより、処理手段がどのような信号処理をした場合でもその処理内容に関係なくクリップの有無を判定することができ、これに応じて動的に入力段で乗算されるゲインパラメータを増減することにより、信号のクリップに迅速に対応することができる。また、クリップの発生の有無を短い間隔(たとえば2ms毎)でチェックすれば、利用者の聴覚に殆どクリップを感じさせることなく迅速にクリップを解消することができる。   Further, in another mode of operation of the control means, it is detected whether or not the level of the signal processed by the processing means has been clipped, and the detection result is reflected in the gain parameter value and fed back to the multiplication means of the input stage. . In this way, by determining whether the level of the processed signal is clipped, it is possible to determine the presence or absence of clipping regardless of the processing content, regardless of what kind of signal processing the processing means performs. By changing the gain parameter dynamically multiplied at the input stage according to the signal, it is possible to quickly cope with signal clipping. Also, if the occurrence of a clip is checked at a short interval (for example, every 2 ms), the clip can be quickly eliminated without causing the user to feel the clip almost.

また、所定時間継続してクリップが発生しないときに、ゲインパラメータの値を大きくするため、その場その場で最適のレベルでディジタルオーディオ信号を処理することができ、クリップの発生によって小さくしたゲインパラメータを大きくしないようにすれば、そのオーディオソース全体に有効な固定的なゲインパラメータを割り出すことができ、このゲインパラメータを用いて再度このオーディオソースを再生すれば、全体を通して一定のゲインでクリップ(歪み)の生じない再生が可能になる。   Also, when the clip does not occur for a predetermined time, the gain parameter value is increased, so that the digital audio signal can be processed at the optimum level on the spot, and the gain parameter reduced by the occurrence of the clip. If this value is not increased, a fixed gain parameter that is valid for the entire audio source can be determined. If this audio source is replayed using this gain parameter, clipping (distortion) is performed throughout the entire audio source. Playback that does not occur is possible.

以上のようにこの発明によれば、所定のディジタルオーディオ信号を入力してゲインパラメータを決定して固定するため、再度同じ所定のディジタルオーディオ信号を入力した場合に、最良のゲインでSN比がよく歪みが少ない音質でオーディオ信号を録音・再生することができ、たとえばアナログのオーディオソースをディジタル化して記憶媒体に取り込む場合等に最適のゲインを設定可能である。   As described above, according to the present invention, a predetermined digital audio signal is input and a gain parameter is determined and fixed. Therefore, when the same predetermined digital audio signal is input again, the SN ratio is good with the best gain. An audio signal can be recorded and reproduced with a sound quality with little distortion. For example, an optimum gain can be set when an analog audio source is digitized and loaded into a storage medium.

図面を参照してこの発明の実施形態であるディジタルオーディオアンプについて説明する。図1はこの発明の実施形態であるディジタルオーディオアンプのハードウェアのブロック図である。図2は同ディジタルオーディオアンプのDSP17周辺の機能ブロック図である。   A digital audio amplifier according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a hardware block diagram of a digital audio amplifier according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a functional block diagram around the DSP 17 of the digital audio amplifier.

図1において、このディジタルオーディオアンプの制御系は、CPU10と各機能部がバスで接続されるコンピュータと同様の構成になっている。装置全体の動作を制御するCPU10には、バスを介してROM11、RAM12、フラッシュROM13、表示デバイス14、パネルユーザインタフェース15、リモコン受信部16、DSP17、チューナ18、音声入力制御部19、音声出力制御部20、UDBインタフェース21が接続されている。   In FIG. 1, the control system of this digital audio amplifier has the same configuration as a computer in which a CPU 10 and each functional unit are connected by a bus. The CPU 10 that controls the operation of the entire apparatus includes a ROM 11, a RAM 12, a flash ROM 13, a display device 14, a panel user interface 15, a remote control receiving unit 16, a DSP 17, a tuner 18, a voice input control unit 19, and a voice output control via a bus. The unit 20 and the UDB interface 21 are connected.

ROM11はこの装置の基本的なプログラムを記憶している。RAM12には、この装置の動作を規定する各種の設定内容が記憶されている。RAM12は、バッテリバックアップ可能なSRAMで構成されており、設定内容は電源スイッチがオフされたのちも保持される。フラッシュROM13にはこの装置の動作プログラムが記憶される。フラッシュROM13は書き換えが可能であるため、動作プログラムをバージョンアップすることができる。このバージョンアップは、USBインタフェース21を介して接続される他のパーソナルコンピュータ3によって行われる。表示デバイス14は装置の前面パネルに設けられているLEDマトリクスディスプレイを含んでいる。また、パネルユーザインタフェース15は、装置前面パネルの各種ボタンスイッチを含んでいる。また、リモコン受信部16は、装置に付属の赤外線リモコン2から送られてくる赤外線のコード信号を復調してCPU10に入力する。   The ROM 11 stores a basic program for this apparatus. The RAM 12 stores various setting contents that define the operation of the apparatus. The RAM 12 is composed of an SRAM capable of battery backup, and the setting contents are retained even after the power switch is turned off. The flash ROM 13 stores an operation program for this apparatus. Since the flash ROM 13 can be rewritten, the operation program can be upgraded. This version upgrade is performed by another personal computer 3 connected via the USB interface 21. The display device 14 includes an LED matrix display provided on the front panel of the apparatus. The panel user interface 15 includes various button switches on the front panel of the apparatus. The remote control receiver 16 demodulates the infrared code signal sent from the infrared remote controller 2 attached to the apparatus and inputs it to the CPU 10.

DSP17は、入力されたオーディオ信号(ディジタルオーディオ信号)に対して、フィルタ処理を行い各種の音場を形成するための処理部である。形成される音場としては、中ホール程度の音場を形成するHALL、ライブハウスのような音場を形成するJAZZ、教会のような残響を有する音場を形成するCHURCH、ゲーム用の音場を形成するGAME、映画に適した臨場感ある音場を形成するMOVIE、ライブ感のある音場を形成するLIVE、三次元的なバーチャルな音場を形成するVDDがある。
これらの音場の選択はUSBインタフェース21を介して接続されるパーソナルコンピュータ3によって行うことができる。
The DSP 17 is a processing unit for forming various sound fields by performing filter processing on an input audio signal (digital audio signal). As the sound field to be formed, HALL which forms a sound field of a medium hall level, JAZZ which forms a sound field like a live house, CHURCH which forms a sound field having reverberation like a church, and a sound field for games GAME that forms a sound field, MOVIE that forms a realistic sound field suitable for movies, LIVE that forms a sound field with live feeling, and VDD that forms a three-dimensional virtual sound field.
These sound fields can be selected by the personal computer 3 connected via the USB interface 21.

図4および図5はパーソナルコンピュータ3が実行するディジタルオーディオアンプ制御プログラムのコントロール画面を示す図である。図4(A)では、上記DSP乗加算処理部33が形成する音場を選択するボタン群40、選択された音場のパラメータを設定するパラメータ設定画面41、およびアンプ22のゲインを設定するアナログボリューム43などが表示されている。また、同図(B)では、音場選択ボタン群40、オーディオ信号の周波数特性をコライジングするイコライザ画面41′が表示されている。ボタン群40のうちいずれか1つをクリックすることによってその音場が選択され、選択データがパーソナルコンピュータ3からディジタルオーディオアンプ1に送信される。また、設定画面41、41′で音場形成(残響)のパラメータや各周波数バンドのツマミを操作することによって、その変更データがパーソナルコンピュータ3からディジタルオーディオアンプ1に送信され、残響特性や周波数特性がそのように変更される。ディジタルオーディオアンプ1において、これらのデータは、CPU10からDSP17に入力される。   4 and 5 are diagrams showing a control screen of a digital audio amplifier control program executed by the personal computer 3. FIG. In FIG. 4A, a button group 40 for selecting a sound field formed by the DSP multiplication and addition processing unit 33, a parameter setting screen 41 for setting parameters of the selected sound field, and an analog for setting the gain of the amplifier 22. Volume 43 and the like are displayed. In FIG. 5B, a sound field selection button group 40 and an equalizer screen 41 'for collating the frequency characteristics of the audio signal are displayed. The sound field is selected by clicking any one of the button group 40, and the selection data is transmitted from the personal computer 3 to the digital audio amplifier 1. Further, by operating the sound field forming (reverberation) parameters and the knobs of each frequency band on the setting screens 41 and 41 ', the change data is transmitted from the personal computer 3 to the digital audio amplifier 1, and the reverberation characteristics and frequency characteristics are transmitted. Will be changed as such. In the digital audio amplifier 1, these data are input from the CPU 10 to the DSP 17.

また図4(A),(B)の画面の右上に設けられているSETUP42ボタンをオンすると図5に示す詳細設定画面が表示される。このなかにデジタルボリューム制御用のスライダ44が表示され、これを操作してDSP17におけるディジタルオーディオ信号のゲインを設定することができる。ただし、以下この実施形態で説明するディジタルゲイン自動制御機能では、ユーザによる設定は無視され、CPU10が入力信号のレベルに応じて自動的にゲインを設定する。設定されたゲインは、ディジタルオーディオアンプ1(CPU10)からパーソナルコンピュータ3に入力され、パーソナルコンピュータ3は、入力されたゲインに応じてこのスライダ44の位置を制御する。   When the SETUP 42 button provided at the upper right of the screens of FIGS. 4A and 4B is turned on, a detailed setting screen shown in FIG. 5 is displayed. A slider 44 for controlling the digital volume is displayed therein, and the gain of the digital audio signal in the DSP 17 can be set by operating this slider. However, in the digital gain automatic control function described below in this embodiment, the setting by the user is ignored, and the CPU 10 automatically sets the gain according to the level of the input signal. The set gain is input from the digital audio amplifier 1 (CPU 10) to the personal computer 3, and the personal computer 3 controls the position of the slider 44 in accordance with the input gain.

図1において、チューナ18は、FM/AMの放送を受信して、受信した信号を音声入力制御部19に入力する。受信周波数は、バッテリバックアップされるRAM12に40局程度の放送局の周波数が記憶される。この周波数は、スキャンして受信可能な局を自動選局して記憶することもでき、パーソナルコンピュータ3から入力することもできる。   In FIG. 1, a tuner 18 receives FM / AM broadcast and inputs the received signal to the audio input control unit 19. As for the reception frequency, the frequency of about 40 broadcasting stations is stored in the battery-backed RAM 12. This frequency can be stored by automatically selecting stations that can be scanned and received, or can be input from the personal computer 3.

音声入力制御部19は、入力端子としてアナログ3系統(PC IN, AUX1 IN, AUX2 IN)およびディジタル3系統(USB, COAX IN, OPT IN)を備えており、入力セレクタによっていずれか1つの入力端子の信号が選択されて後段へ出力される。入力セレクタは、CPU10から入力される入力選択信号によって切り換えられる。CPU10は、パネルユーザインタフェース15(パネルスイッチ)、リモコン2、パソコン3などからの選択入力に応じて入力選択信号を音声入力制御部19に入力する。入力セレクタによってアナログ入力端子が選択された場合には、その端子から入力されるオーディオ信号は、ADコンバータによってディジタルオーディオ信号に変換されたのち後段に出力される。また、入力セレクタによってディジタル入力端子が選択された場合には、その端子から入力されるディジタルオーディオ信号はそのまま後段に出力される。   The voice input control unit 19 includes three analog systems (PC IN, AUX1 IN, AUX2 IN) and three digital systems (USB, COAX IN, OPT IN) as input terminals, and any one input terminal is selected by an input selector. Are selected and output to the subsequent stage. The input selector is switched by an input selection signal input from the CPU 10. The CPU 10 inputs an input selection signal to the voice input control unit 19 in accordance with selection inputs from the panel user interface 15 (panel switch), the remote controller 2, the personal computer 3, and the like. When an analog input terminal is selected by the input selector, an audio signal input from the terminal is converted into a digital audio signal by an AD converter and then output to a subsequent stage. When a digital input terminal is selected by the input selector, the digital audio signal input from the terminal is output to the subsequent stage as it is.

音声出力制御部20は、DAコンバータを備え、ディジタル処理されたオーディオ信号を複数の系統から出力する。出力端子としては、サブウーファ端子付きのアナログ出力端子、ディジタルのUSB、OPT OUTなどが設けられており、各端子から出力オーディオ信号を取り出すことができる。また、音声出力制御部20には、アナログのオーディオアンプ22が接続されており、このオーディオアンプ22の出力端子であるスピーカ端子も装置背面に設けられている。オーディオアンプ22のゲインすなわちアナログボリュームは正面パネルに設けられているアナログボリュームエンコーダ(不図示)および図4(A)のコントロール画面の左端のボリュームスライダ43で設定することができる。オーディオアンプ22のスピーカ端子にはスピーカ5が接続される。なお、音声入力制御部19および音声出力制御部20には、たとえばDVDプレーヤやMDデッキなどの他のオーディオ機器4が接続される。   The audio output control unit 20 includes a DA converter and outputs digitally processed audio signals from a plurality of systems. As output terminals, an analog output terminal with a subwoofer terminal, digital USB, OPT OUT, and the like are provided, and an output audio signal can be taken out from each terminal. Further, an analog audio amplifier 22 is connected to the audio output control unit 20, and a speaker terminal which is an output terminal of the audio amplifier 22 is also provided on the back of the apparatus. The gain of the audio amplifier 22, that is, the analog volume can be set by an analog volume encoder (not shown) provided on the front panel and the volume slider 43 at the left end of the control screen in FIG. The speaker 5 is connected to the speaker terminal of the audio amplifier 22. The audio input control unit 19 and the audio output control unit 20 are connected to another audio device 4 such as a DVD player or an MD deck.

また、上記のように、USB端子21にはパーソナルコンピュータ3が接続される。パーソナルコンピュータ3は、USB端子21を介してディジタルオーディオ信号の入出力をするとともに、パーソナルコンピュータ3上で動作する設定ソフトウェアにより、このディジタルオーディオアンプを制御する。   As described above, the personal computer 3 is connected to the USB terminal 21. The personal computer 3 inputs and outputs digital audio signals via the USB terminal 21 and controls the digital audio amplifier by setting software operating on the personal computer 3.

図2は、前記DSP17付近の機能ブロック図である。この機能ブロック図を参照してこのディジタルオーディオアンプのディジタルゲイン自動制御機能について説明する。アナログ入力端子から入力されたアナログオーディオ信号はADコンバータ31によってディジタルオーディオ信号に変換されたのちDSP17に入力される。ADコンバータ31は上述したように音声入力制御部19に含まれている。また、ディジタル入力端子から入力されたディジタルオーディオ信号は直接DSP17に入力される。   FIG. 2 is a functional block diagram near the DSP 17. The digital gain automatic control function of this digital audio amplifier will be described with reference to this functional block diagram. The analog audio signal input from the analog input terminal is converted into a digital audio signal by the AD converter 31 and then input to the DSP 17. The AD converter 31 is included in the voice input control unit 19 as described above. The digital audio signal input from the digital input terminal is input directly to the DSP 17.

DSP17において、入力信号(ディジタルオーディオ信号)は、係数乗算部32に入力され、係数(ゲインパラメータ)が乗算される。この係数はディジタルオーディオ信号のDSP17におけるゲインを決定するものであり、−24dB〜+18dBの範囲のゲインに対応するパラメータである。この係数は、係数演算部36から入力される。この係数演算部36は、CPU10が実行するプログラムによって実現される。   In the DSP 17, the input signal (digital audio signal) is input to the coefficient multiplier 32 and multiplied by a coefficient (gain parameter). This coefficient determines the gain of the digital audio signal in the DSP 17 and is a parameter corresponding to a gain in the range of −24 dB to +18 dB. This coefficient is input from the coefficient calculation unit 36. The coefficient calculation unit 36 is realized by a program executed by the CPU 10.

係数乗算部32で係数が乗算されたディジタルオーディオ信号は、加算部34およびDSP乗加算処理部33に入力される。DSP乗加算処理部33は、いわゆるDSP処理である各種フィルタ処理を実行し、ディジタルオーディオ信号に上記各種の音場を形成するとともに周波数特性をイコライジングする処理部である。DSP乗加算処理部33は、この処理をしたディジタルオーディオ信号を加算部34に出力する。加算部34は、係数乗算部32から直接入力されたディジタルオーディオ信号とDSP乗加算処理部33で処理をされたディジタルオーディオ信号とを加算する。   The digital audio signal multiplied by the coefficient by the coefficient multiplication unit 32 is input to the addition unit 34 and the DSP multiplication / addition processing unit 33. The DSP multiplication / addition processing unit 33 is a processing unit that performs various filter processes, which are so-called DSP processes, forms the various sound fields in the digital audio signal, and equalizes the frequency characteristics. The DSP power addition processing unit 33 outputs the digital audio signal subjected to this processing to the addition unit 34. The adder 34 adds the digital audio signal directly input from the coefficient multiplier 32 and the digital audio signal processed by the DSP power addition processor 33.

この加算されたディジタルオーディオ信号が出力信号として前記音声出力制御部20に出力されるとともに、クリップ検出部35に入力される。クリップ検出部35は、ディジタルオーディオ信号のレベルがサンプリングビット数(ディジタル処理におけるダイナミックレンジ)を超えてクリップ(オーバーフロー)が発生したかを判断する。クリップ検出部35は、このクリップの有無を2ms毎に係数演算部36に通知する。係数演算部36は、このクリップの有無に基づき、ディジタルオーディオ信号の出力がクリップしない範囲で最大のレベルになるように係数(ゲインパラメータ)を増減する。このようにして求めた係数を係数乗算部32に入力する。   The added digital audio signal is output as an output signal to the audio output control unit 20 and also input to the clip detection unit 35. The clip detection unit 35 determines whether a clip (overflow) has occurred because the level of the digital audio signal exceeds the number of sampling bits (dynamic range in digital processing). The clip detection unit 35 notifies the coefficient calculation unit 36 of the presence or absence of this clip every 2 ms. Based on the presence / absence of clipping, the coefficient calculation unit 36 increases / decreases the coefficient (gain parameter) so that the output of the digital audio signal becomes the maximum level in a range where clipping is not performed. The coefficient obtained in this way is input to the coefficient multiplier 32.

なお、ディジタルゲイン自動制御機能を用いず、設定された係数(ゲインパラメータ)で固定的にディジタルオーディオ信号を処理する場合には、クリップ検出部35および係数演算部36の機能を停止させればよい。   If the digital audio signal is fixedly processed with the set coefficient (gain parameter) without using the digital gain automatic control function, the functions of the clip detection unit 35 and the coefficient calculation unit 36 may be stopped. .

図3は、CPU10のディジタルゲイン自動制御機能における係数演算処理動作を示すフローチャートである。動作のスタート時にまず係数をデフォルト値に初期化する。デフォルト値はたとえば最大の+18dBに対応するパラメータとする。   FIG. 3 is a flowchart showing the coefficient calculation processing operation in the digital gain automatic control function of the CPU 10. At the start of operation, the coefficient is first initialized to a default value. The default value is, for example, a parameter corresponding to the maximum +18 dB.

そして、クリップ検出部35のクリップ検出結果を取り込み(s2)、DSP17で処理されたディジタルオーディオ信号がクリップすなわちオーバーフローしているかを判断する(s3)。クリップしている場合には係数(ゲインパラメータ)を1dB分下げて係数乗算部32に通知し(s4)、継続してクリップが発生しなかった時間をカウントする非クリップ時間カウンタのカウントをリセットする(s5)。そして、パーソナルコンピュータ3が図5の画面を表示しているときには、ゲインパラメータをパーソナルコンピュータ3に送信してスライダ44の表示を1段階左に変更する(s6)。以上の処理ののち2ミリ秒待機したのち(s7)、s2にもどる。   Then, the clip detection result of the clip detector 35 is captured (s2), and it is determined whether the digital audio signal processed by the DSP 17 is clipped, that is, overflowed (s3). In the case of clipping, the coefficient (gain parameter) is lowered by 1 dB and notified to the coefficient multiplier 32 (s4), and the count of the non-clip time counter that continuously counts the time when no clipping occurs is reset. (S5). When the personal computer 3 is displaying the screen of FIG. 5, the gain parameter is transmitted to the personal computer 3 and the display of the slider 44 is changed to the left by one level (s6). After waiting for 2 milliseconds after the above processing (s7), the process returns to s2.

一方、s3でクリップしていないと判断された場合には、非クリップ時間カウンタをカウントアップする(s8)。そしてこの非クリップ時間カウンタのカウント値が5秒以上になった場合には(s9)、ゲインを下げすぎているとて係数を1dB分上げて係数乗算部32に通知し(s10)、こののちs5に進む。   On the other hand, if it is determined in s3 that no clipping has occurred, the non-clip time counter is incremented (s8). When the count value of the non-clip time counter becomes 5 seconds or more (s9), if the gain is too low, the coefficient is increased by 1 dB and notified to the coefficient multiplier 32 (s10). Proceed to s5.

このように、ディジタル処理部であるDSP17内でオーディオ信号がクリップしない範囲で最大の値に係数を制御することにより、音質に歪みがなく且つSN比がよい音声信号処理をすることができる。   As described above, by controlling the coefficient to the maximum value within the range where the audio signal is not clipped in the DSP 17 as the digital processing unit, it is possible to perform the audio signal processing with no distortion in sound quality and good SN ratio.

なお、この実施形態では加算部34が加算した信号についてクリップの有無を判断するようにしているが、DSP乗加算処理部33が処理した信号についてもクリップの有無を判断するようにしてもよい。   In this embodiment, the presence / absence of a clip is determined for the signal added by the adder 34. However, the presence / absence of a clip may also be determined for the signal processed by the DSP power addition processor 33.

また、この実施形態では、レベルの小さい信号が継続した場合には、s3→s8、s9、s10の処理で係数を大きくするように制御するが、これはリアルタイムでDVDなどを鑑賞する場合に適している。一方、アナログメディアのオーディオソースを他のメディアに録音する場合など、係数を固定する必要がある場合には、一度そのオーディオソースを通して再生して係数を決定し、次は係数を固定してそのソースを再生・録音する。この場合には、このソース全体をとおしてクリップしない(最大の)係数を決定するため、s8、s9、s10の処理は行わないようにする。   In this embodiment, when a signal with a low level continues, control is performed so that the coefficient is increased by the processing of s3 → s8, s9, and s10. This is suitable for watching a DVD or the like in real time. ing. On the other hand, if you need to fix the coefficient, such as when recording the audio source of analog media to other media, play the audio source once to determine the coefficient, then fix the coefficient and then Play and record the. In this case, the processing of s8, s9, and s10 is not performed in order to determine a (maximum) coefficient that does not clip through the entire source.

この発明の実施形態であるディジタルオーディオアンプのハードウェアのブロック図Hardware block diagram of a digital audio amplifier according to an embodiment of the present invention 同ディジタルオーディオアンプのDSP周辺の機能ブロック図Functional block diagram around the DSP of the digital audio amplifier 同ディジタルオーディオアンプのCPUの動作を示すフローチャートA flowchart showing the operation of the CPU of the digital audio amplifier 同ディジタルオーディオアンプに接続されるパソコンの制御画面の例を示す図The figure which shows the example of the control screen of the personal computer which is connected to the same digital audio amplifier 同ディジタルオーディオアンプに接続されるパソコンの制御画面の例を示す図The figure which shows the example of the control screen of the personal computer which is connected to the same digital audio amplifier

符号の説明Explanation of symbols

1…ディジタルオーディオアンプ、2…リモコン、3…パーソナルコンピュータ、4…他のオーディオ機器、5…スピーカ、
10…CPU、11…ROM、12…RAM、13…フラッシュROM、14…表示デバイス、15…パネルユーザインタフェース、16…リモコン受信部、17…DSP、18…チューナ、19…音声入力制御部、20…音声出力制御部、21…USBインタフェース、22…アナログアンプ、
31…ADコンバータ、32…係数乗算部、33…DSP乗加算処理部、34…加算部、35…クリップ検出部、36…係数演算部、37…DAコンバータ、
40…音場選択ボタン、41…イコライザ画面、42…(ソフト的な)アナログボリューム、43…SETUPボタン、44…(ディジタルボリュームの)スライダ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Digital audio amplifier, 2 ... Remote control, 3 ... Personal computer, 4 ... Other audio equipment, 5 ... Speaker,
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... CPU, 11 ... ROM, 12 ... RAM, 13 ... Flash ROM, 14 ... Display device, 15 ... Panel user interface, 16 ... Remote control receiving part, 17 ... DSP, 18 ... Tuner, 19 ... Audio input control part, 20 ... Audio output control unit, 21 ... USB interface, 22 ... Analog amplifier,
DESCRIPTION OF SYMBOLS 31 ... AD converter, 32 ... Coefficient multiplication part, 33 ... DSP multiplication addition process part, 34 ... Addition part, 35 ... Clip detection part, 36 ... Coefficient calculation part, 37 ... DA converter,
40 ... sound field selection button, 41 ... equalizer screen, 42 ... (software-like) analog volume, 43 ... SETUP button, 44 ... slider (of digital volume)

Claims (4)

ディジタルオーディオ信号を入力する信号入力部と、
入力されたディジタルオーディオ信号に対してゲインパラメータを乗算する乗算手段と、
前記乗算手段から出力されたディジタルオーディオ信号に、レベルがサンプリングビット数の最大値を超えるクリップが発生したか否かを検出する検出手段と、
所定のディジタルオーディオ信号が入力されたときの前記検出手段の検出内容に基づいて、該所定のディジタルオーディオ信号を通してクリップが発生しない前記ゲインパラメータの最大値を割り出し、前記乗算手段に供給するゲインパラメータをこの割り出された値に固定する制御手段と、
を備えたディジタルオーディオアンプ。
A signal input unit for inputting a digital audio signal;
Multiplication means for multiplying an input digital audio signal by a gain parameter;
Detection means for detecting whether or not a clip whose level exceeds the maximum value of the number of sampling bits has occurred in the digital audio signal output from the multiplication means;
Based on the detection contents of the detection means when a predetermined digital audio signal is input, a maximum value of the gain parameter that does not cause clipping through the predetermined digital audio signal is determined, and a gain parameter supplied to the multiplication means is determined. Control means for fixing to the determined value;
Digital audio amplifier with
録音機器が接続される信号出力部をさらに備え、
前記信号入力部は、前記所定のディジタルオーディオ信号を2度入力し、
前記制御手段は、前記所定のディジタルオーディオ信号が1度目に入力されたとき、前記検出手段の検出内容に基づいて前記ゲインパラメータの値を割り出し、前記所定のディジタルオーディオ信号が2度目に入力されたとき、前記乗算手段に供給するゲインパラメータを前記割り出された値に固定し、
前記信号出力部は、前記2度目に入力され、前記乗算手段によってゲインパラメータが乗算された前記所定のディジタルオーディオ信号を前記録音機器に出力する
請求項1に記載のディジタルオーディオアンプ。
A signal output unit to which a recording device is connected;
The signal input unit inputs the predetermined digital audio signal twice,
Wherein, when said predetermined digital audio signal is input to the first time, indexing the value of the gain parameter based on the detected result of said detecting means, said predetermined digital audio signal is input to the second time The gain parameter supplied to the multiplication means is fixed to the determined value,
2. The digital audio amplifier according to claim 1, wherein the signal output unit outputs the predetermined digital audio signal input for the second time and multiplied by a gain parameter by the multiplying unit to the recording device.
前記乗算手段から出力されたディジタルオーディオ信号に対して所定の処理を行う処理手段を更に備え、
前記検出手段は、前記処理手段で処理されたディジタルオーディオ信号と前記入力されたディジタルオーディオ信号とを加算した信号のクリップ発生を検出する請求項1または請求項2に記載のディジタルオーディオアンプ。
Processing means for performing predetermined processing on the digital audio signal output from the multiplication means;
3. The digital audio amplifier according to claim 1, wherein the detection unit detects clip generation of a signal obtained by adding the digital audio signal processed by the processing unit and the input digital audio signal.
前記制御手段は、前記検出手段がクリップを検出したことに応じて、前記乗算手段に供給するゲインパラメータの値を小さくし、前記検出手段が所定時間継続してクリップを検出しないとき、前記乗算手段に供給するゲインパラメータの値を大きくする通常モードの動作を更に行う請求項1乃至請求項のいずれかに記載のディジタルオーディオアンプ。 The control means reduces the value of the gain parameter supplied to the multiplication means in response to the detection means detecting the clip, and when the detection means does not detect the clip continuously for a predetermined time, the multiplication means further digital audio amplifier according to any one of claims 1 to 3 performs a normal mode operation to increase the value of the supplied gain parameters.
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