JP5908679B2 - Audio signal processing circuit and audio apparatus using the same - Google Patents

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  • Control Of Amplification And Gain Control (AREA)

Description

本発明は、オーディオ信号処理技術に関する。   The present invention relates to an audio signal processing technique.

オーディオ装置において、アナログのオーディオ信号をA/Dコンバータによって一旦デジタルのオーディオ信号に変換し、デジタル信号処理によって音量を調節したり、周波数特性を変化させたり(イコライズ)し、その後、D/Aコンバータによりアナログのオーディオ信号に再変換する場合がある。   In an audio device, an analog audio signal is once converted into a digital audio signal by an A / D converter, a volume is adjusted by digital signal processing, and a frequency characteristic is changed (equalized), and then a D / A converter is converted. May reconvert to an analog audio signal.

図1は、本発明者が検討したオーディオ装置の構成を示すブロック図である。オーディオ装置1rは、音源2、スピーカもしくはヘッドホンなどの電気音響変換素子(以下、単にスピーカと総称する)4および第1オーディオ信号処理回路200r、第2オーディオ信号処理回路100、を備える。   FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an audio apparatus examined by the present inventors. The audio device 1r includes a sound source 2, an electroacoustic conversion element (hereinafter simply referred to as a speaker) 4 such as a speaker or a headphone, a first audio signal processing circuit 200r, and a second audio signal processing circuit 100.

音源2からは、アナログのオーディオ信号S1が出力される。音源2は、たとえばアナログ出力を有するCDプレイヤ、DVDプレイヤ、シリコンオーディオプレイヤである。第1オーディオ信号処理回路200rは、複数の入力ポートPi〜Piを有し、それぞれに音源2からのオーディオ信号S1を受ける。 The sound source 2 outputs an analog audio signal S1. The sound source 2 is, for example, a CD player, a DVD player, or a silicon audio player having an analog output. The first audio signal processing circuit 200r has a plurality of input ports Pi 1 to Pi 3 and receives the audio signal S1 from the sound source 2 respectively.

セレクタ50は、ユーザが選択した入力ポートPiのオーディオ信号を選択する。A/Dコンバータ54は、セレクタ50からのアナログオーディオ信号S2をデジタルのオーディオ信号S3に変換する。   The selector 50 selects the audio signal of the input port Pi selected by the user. The A / D converter 54 converts the analog audio signal S2 from the selector 50 into a digital audio signal S3.

各入力ポートに入力されるアナログオーディオ信号の振幅、すなわち音量は、音源によってばらつく。そこでデジタルゲインコントロール回路70は、音源ごとの音量を均一化するために、各入力ポートについて、それに対して入力されるデジタルのオーディオ信号S3に、その入力ポートに設定された利得(係数)を乗算する。後段の第2オーディオ信号処理回路100は、デジタルオーディオ信号S4に対して、さまざまなデジタル信号処理を施した後、アナログオーディオ信号S5に変換する。アナログオーディオ信号S5は、図示しないアンプやフィルタを経て、第2オーディオ信号処理回路100の後段のスピーカ4に入力される。   The amplitude, that is, the volume of the analog audio signal input to each input port varies depending on the sound source. Therefore, the digital gain control circuit 70 multiplies the digital audio signal S3 input to each input port by a gain (coefficient) set for the input port in order to equalize the volume for each sound source. To do. The second audio signal processing circuit 100 at the subsequent stage performs various digital signal processing on the digital audio signal S4 and then converts it to an analog audio signal S5. The analog audio signal S5 is input to the speaker 4 at the subsequent stage of the second audio signal processing circuit 100 through an amplifier and a filter (not shown).

特開2000−151309号公報JP 2000-151309 A 特開平9−205482号公報JP-A-9-205482 特開2007−325057号公報JP 2007-325057 A

上述のように、音源2ごとにアナログオーディオ信号S1のレベルはばらつく。オーディオ信号S1のレベルが小さい場合、A/Dコンバータ54の入力電圧範囲のごく一部を利用して、デジタルオーディオ信号に変換されるため、S/N比が悪化するという問題がある。   As described above, the level of the analog audio signal S1 varies for each sound source 2. When the level of the audio signal S1 is small, since it is converted into a digital audio signal using a very small part of the input voltage range of the A / D converter 54, there is a problem that the S / N ratio deteriorates.

本発明はこうした課題に鑑み似てなされたものであり、そのある態様の例示的な目的のひとつは、オーディオ装置のS/N比の改善にある。   The present invention has been made in view of these problems, and one of the exemplary purposes of an aspect thereof is to improve the S / N ratio of an audio apparatus.

本発明のある態様は、オーディオ信号処理回路に関する。このオーディオ信号処理回路は、複数の入力ポートに入力されたアナログオーディオ信号のうち、ユーザにより指定されたひとつの入力ポートに入力されたアナログオーディオ信号を選択するセレクタと、セレクタからのアナログオーディオ信号を、入力ポートそれぞれに対して設定される利得で増幅するアナログゲインコントロール回路であって、利得の切りかえ時に、利得を緩やかに変化させるように構成されたアナログゲインコントロール回路と、アナログゲインコントロール回路の出力信号をデジタルオーディオ信号に変換するA/Dコンバータと、を備え、ひとつの半導体基板に一体集積化される。アナログゲインコントロール回路とA/Dコンバータはそれぞれ、共通のマスタークロック信号を起源とする互いに整数倍の関係にあるクロック信号にもとづいて動作するように構成される。   One embodiment of the present invention relates to an audio signal processing circuit. The audio signal processing circuit includes a selector for selecting an analog audio signal input to one input port designated by a user from among analog audio signals input to a plurality of input ports, and an analog audio signal from the selector. An analog gain control circuit that amplifies at a gain set for each input port, and is configured to gradually change the gain when switching the gain, and an output of the analog gain control circuit And an A / D converter that converts the signal into a digital audio signal, and is integrated on a single semiconductor substrate. Each of the analog gain control circuit and the A / D converter is configured to operate based on clock signals having an integer multiple of each other and originating from a common master clock signal.

近年、各入力ポートに接続される音源の低消費電力化にともない、入力ポートに入力されるアナログオーディオ信号の振幅は小さくなる傾向にある。この態様によると、A/Dコンバータの前段に、いわゆるソフト遷移切りかえ機能を有するアナログゲインコントロール回路を設け、それらを集積化することにより、A/Dコンバータに対して、その入力レンジに対して最適な信号レベルのアナログオーディオ信号を供給することができ、A/Dコンバータの性能を最大限に発揮することができ、S/N比を改善することができる。
また、アナログゲインコントロール回路とA/Dコンバータを、共通のIC(Integrated Circuit)に内蔵し、共通のマスタークロック信号を起源としたクロック信号と同期して動作させることにより、アナログゲインコントロール回路とA/Dコンバータが非同期の状態において生ずるビートノイズを低減することができる。
In recent years, with the reduction in power consumption of sound sources connected to each input port, the amplitude of an analog audio signal input to the input port tends to decrease. According to this aspect, an analog gain control circuit having a so-called soft transition switching function is provided in the previous stage of the A / D converter, and by integrating them, the A / D converter is optimal for its input range. Therefore, it is possible to supply an analog audio signal having a proper signal level, to maximize the performance of the A / D converter, and to improve the S / N ratio.
In addition, the analog gain control circuit and the A / D converter are built in a common IC (Integrated Circuit) and operated in synchronization with a clock signal originating from a common master clock signal. Beat noise generated when the / D converter is asynchronous can be reduced.

なお「一体集積化」とは、回路の構成要素のすべてが半導体基板上に形成される場合や、回路の主要構成要素が一体集積化される場合が含まれ、回路定数の調節用に一部の抵抗やキャパシタなどが半導体基板の外部に設けられていてもよい。また、「増幅」は利得が1より大きい場合のみでなく、1より小さい場合、すなわち「減衰」も含む。   “Integrated integration” includes the case where all the circuit components are formed on a semiconductor substrate and the case where the main components of the circuit are integrated, and is used for adjusting circuit constants. These resistors and capacitors may be provided outside the semiconductor substrate. “Amplification” includes not only the case where the gain is larger than 1, but also the case where the gain is smaller than 1, that is, “attenuation”.

デジタルオーディオ信号のレベルが所定のしきい値より小さいとき、アナログゲインコントロール回路の利得を、最小値に設定してもよい。
これにより、無入力あるいは無信号時のS/N比を大幅に改善することができる。
When the level of the digital audio signal is smaller than a predetermined threshold, the gain of the analog gain control circuit may be set to a minimum value.
Thereby, the S / N ratio when there is no input or no signal can be greatly improved.

セレクタの切りかえに先立ち、アナログゲインコントロール回路の利得を最小値に設定し、セレクタの切りかえ完了後に、アナログゲインコントロール回路の利得を、選択後の入力ポートに対応した値に設定してもよい。
これにより、セレクタの切りかえ時にノイズが発生するのを抑制できる。
Prior to switching the selector, the gain of the analog gain control circuit may be set to a minimum value, and after the switching of the selector is completed, the gain of the analog gain control circuit may be set to a value corresponding to the input port after selection.
Thereby, it is possible to suppress the occurrence of noise when the selector is switched.

デジタルオーディオ信号のレベルがクリップしたとき、アナログゲインコントロール回路の利得を低下させてもよい。
この機能を実装することにより、各入力ポートごとの利得を予め高めに設定しておくことが可能になり、小振幅のアナログオーディオ信号が入力された場合に、より大きな振幅のオーディオ信号を、後段のA/Dコンバータに入力することができる。その結果、オーディオ信号を再生する際のS/N比を改善できる。
When the level of the digital audio signal is clipped, the gain of the analog gain control circuit may be lowered.
By implementing this function, the gain for each input port can be set higher in advance, and when an analog audio signal with a small amplitude is input, an audio signal with a larger amplitude is To the A / D converter. As a result, the S / N ratio when reproducing the audio signal can be improved.

デジタルオーディオ信号に含まれる周波数成分を検出し、含まれる周波数が高いほどアナログゲインコントロール回路の利得の遷移時間を短くしてもよい。
低周波成分が支配的なオーディオ信号に対して、短時間で利得を変化させると、可聴ノイズが発生してしまう。反対に高周波成分が支配的なオーディオ信号では、短時間で利得を変化させても可聴ノイズは発生しにくい。この態様によれば、オーディオ信号の周波数成分に応じて、利得の遷移時間を最適化できる。
The frequency component contained in the digital audio signal may be detected, and the gain transition time of the analog gain control circuit may be shortened as the contained frequency increases.
If the gain is changed in a short time with respect to the audio signal in which the low frequency component is dominant, audible noise is generated. On the other hand, in an audio signal in which a high-frequency component is dominant, audible noise hardly occurs even if the gain is changed in a short time. According to this aspect, the gain transition time can be optimized according to the frequency component of the audio signal.

デジタルオーディオ信号の振幅が小さいほど、アナログゲインコントロール回路の利得の遷移時間を短くしてもよい。
振幅が大きなオーディオ信号に対して、短時間で利得を変化させると、可聴ノイズが発生してしまう。反対に振幅が小さなオーディオ信号では、短時間で利得を変化させても可聴ノイズは発生しにくい。この態様によれば、オーディオ信号の振幅に応じて、利得の遷移時間を最適化できる。
As the amplitude of the digital audio signal is smaller, the gain transition time of the analog gain control circuit may be shortened.
If the gain is changed in a short time for an audio signal having a large amplitude, audible noise is generated. On the other hand, with an audio signal having a small amplitude, audible noise hardly occurs even if the gain is changed in a short time. According to this aspect, the gain transition time can be optimized according to the amplitude of the audio signal.

本発明の別の態様は、オーディオ装置に関する。オーディオ装置は、上述のいずれかの態様のオーディオ信号処理回路を備える。   Another aspect of the present invention relates to an audio device. The audio apparatus includes the audio signal processing circuit according to any one of the above aspects.

なお、以上の構成要素を任意に組み合わせたもの、あるいは本発明の表現を、方法、装置、システムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。   Note that any combination of the above-described components, or a conversion of the expression of the present invention between methods, apparatuses, systems, and the like is also effective as an aspect of the present invention.

本発明のある態様によれば、オーディオ装置のS/N比を改善できる。   According to an aspect of the present invention, the S / N ratio of an audio device can be improved.

本発明者が検討したオーディオ装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the audio apparatus which this inventor examined. 実施の形態に係るオーディオ装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the audio apparatus which concerns on embodiment.

以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。   The present invention will be described below based on preferred embodiments with reference to the drawings. The same or equivalent components, members, and processes shown in the drawings are denoted by the same reference numerals, and repeated descriptions are omitted as appropriate. The embodiments do not limit the invention but are exemplifications, and all features and combinations thereof described in the embodiments are not necessarily essential to the invention.

本明細書において、「部材Aが、部材Bと接続された状態」とは、部材Aと部材Bが物理的に直接的に接続される場合や、部材Aと部材Bが、それらの電気的な接続状態に実質的な影響を及ぼさない、あるいはそれらの結合により奏される機能や効果を損なわせない、その他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。同様に、「部材Cが、部材Aと部材Bの間に設けられた状態」とは、部材Aと部材C、あるいは部材Bと部材Cが直接的に接続される場合のほか、それらの電気的な接続状態に実質的な影響を及ぼさない、あるいはそれらの結合により奏される機能や効果を損なわせない、その他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。   In this specification, “the state in which the member A is connected to the member B” means that the member A and the member B are physically directly connected, or the member A and the member B are electrically connected to each other. Including the case of being indirectly connected through other members that do not substantially affect the state of connection, or do not impair the functions and effects achieved by the combination thereof. Similarly, “the state in which the member C is provided between the member A and the member B” refers to the case where the member A and the member C or the member B and the member C are directly connected, as well as their electric It includes cases where the connection is indirectly made through other members that do not substantially affect the general connection state, or that do not impair the functions and effects achieved by their combination.

図2は、実施の形態に係るオーディオ装置1の構成を示すブロック図である。
オーディオ装置1は主として、音源2、第1オーディオ信号処理回路200、第2オーディオ信号処理回路100、スピーカ4、マイコン6を備える。
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of the audio apparatus 1 according to the embodiment.
The audio apparatus 1 mainly includes a sound source 2, a first audio signal processing circuit 200, a second audio signal processing circuit 100, a speaker 4, and a microcomputer 6.

音源2からは、デジタルのオーディオ信号S1が出力される。音源2は、たとえばアナログ出力を有するCDプレイヤ、DVDプレイヤ、シリコンオーディオプレイヤであり、あるいはデジタルオーディオ信号をアナログオーディオ信号に変換するDSPである。   A digital audio signal S1 is output from the sound source 2. The sound source 2 is, for example, a CD player, an DVD player, or a silicon audio player having an analog output, or a DSP that converts a digital audio signal into an analog audio signal.

マイコン6は、オーディオ装置1全体を統括的に制御するユニットである。マイコン6は、ユーザにより設定されたボリウムを示すボリウムデータVOLを、第1オーディオ信号処理回路200へと出力する。   The microcomputer 6 is a unit that controls the audio device 1 as a whole. The microcomputer 6 outputs volume data VOL indicating the volume set by the user to the first audio signal processing circuit 200.

第1オーディオ信号処理回路200は、3つの入力ポートPi〜Piを備える。入力ポートの個数は任意である。各入力ポートPi〜Piには、それぞれに接続される音源2からのアナログオーディオ信号S1〜S1が入力される。 The first audio signal processing circuit 200 includes three input ports Pi 1 to Pi 3 . The number of input ports is arbitrary. Analog audio signals S1 1 to S1 3 from the sound source 2 connected to the input ports Pi 1 to Pi 3 are input to the input ports Pi 1 to Pi 3 , respectively.

第1オーディオ信号処理回路200は、セレクタ50、アナログゲインコントロール回路52、A/Dコンバータ54、オシレータ56、制御部58、デジタルボリウム回路60を備え、ひとつの半導体基板に集積化された機能ICである。   The first audio signal processing circuit 200 includes a selector 50, an analog gain control circuit 52, an A / D converter 54, an oscillator 56, a control unit 58, and a digital volume circuit 60, and is a functional IC integrated on a single semiconductor substrate. is there.

セレクタ50には、複数の入力ポートPi〜Piに入力されたアナログオーディオ信号S1〜S1が入力される。また、マイコン6は、ユーザが指定する入力ポートPi(k=1,2,3)を示す選択データSELが入力される。セレクタ50は、制御部58により制御され、ユーザが指定したひとつの入力ポートPiに入力されたアナログオーディオ信号S1を選択する。 The selector 50, an analog audio signal S1 1 ~S1 3 input to a plurality of input ports Pi 1 ~Pi 3 is input. Further, the microcomputer 6 receives selection data SEL indicating the input port Pi k (k = 1, 2, 3) designated by the user. The selector 50 is controlled by the control unit 58 selects the analog audio signal S1 k input to the input port Pi k one specified by the user.

アナログゲインコントロール回路52は、セレクタ50により選択されたアナログオーディオ信号S2を受ける。アナログゲインコントロール回路52は、アナログオーディオ信号S2を、制御部58により設定された利得gで増幅する。利得gは、各入力ポートPi〜Piそれぞれに対して定められている。たとえば制御部58は、各入力ポートPi〜Piと、それに対して設定すべき利得g〜gの関係を示すテーブルを有する。制御部58は、選択データSELがk番目の入力ポートPiを示すとき、アナログゲインコントロール回路52に利得gを設定する。 The analog gain control circuit 52 receives the analog audio signal S2 selected by the selector 50. The analog gain control circuit 52 amplifies the analog audio signal S2 with the gain g set by the control unit 58. The gain g is determined for each of the input ports Pi 1 to Pi 3 . For example, the control unit 58 has a table indicating the relationship between the input ports Pi 1 to Pi 3 and the gains g 1 to g 3 to be set for the input ports Pi 1 to Pi 3 . Control unit 58, the selection data SEL is when indicating the k-th input port Pi k, sets the gain g k in the analog gain control circuit 52.

アナログゲインコントロール回路52は、ソフト切りかえ機能を有し、利得gの切りかえ時に、利得gを緩やかに変化させるように構成される。アナログゲインコントロール回路52の構成は特に限定されず、公知の技術を利用すればよい。   The analog gain control circuit 52 has a soft switching function and is configured to gently change the gain g when switching the gain g. The configuration of the analog gain control circuit 52 is not particularly limited, and a known technique may be used.

A/Dコンバータ54は、アナログゲインコントロール回路52の出力信号S3をデジタルオーディオ信号S4に変換する。   The A / D converter 54 converts the output signal S3 of the analog gain control circuit 52 into a digital audio signal S4.

デジタルボリウム回路60は、ユーザが指定したボリウム値に応じた係数を、デジタルオーディオ信号S4に乗算する乗算器を含む。なおデジタルボリウム回路60は省略されてもよい。   The digital volume circuit 60 includes a multiplier that multiplies the digital audio signal S4 by a coefficient corresponding to a volume value designated by the user. The digital volume circuit 60 may be omitted.

デジタルボリウム回路60によりボリウム制御されたデジタルオーディオ信号S5は、出力ポートPoから、後段の第2オーディオ信号処理回路100へと出力される。第2オーディオ信号処理回路100は、デジタルオーディオ信号S5に対して、さまざまなデジタル信号処理を施した後、アナログオーディオ信号S6に変換する。アナログオーディオ信号S6は、図示しないアンプやフィルタを経て、第2オーディオ信号処理回路100の後段のスピーカ4に入力される。スピーカ4は、ヘッドホンなど別の電気音響変換素子であってもよい。   The digital audio signal S5 whose volume is controlled by the digital volume circuit 60 is output from the output port Po to the second audio signal processing circuit 100 in the subsequent stage. The second audio signal processing circuit 100 performs various digital signal processing on the digital audio signal S5 and then converts the digital audio signal S5 into an analog audio signal S6. The analog audio signal S6 is input to the speaker 4 at the subsequent stage of the second audio signal processing circuit 100 through an amplifier and a filter (not shown). The speaker 4 may be another electroacoustic transducer such as a headphone.

オシレータ56は、所定の周波数を有するマスタークロック信号MCLKを生成する。アナログゲインコントロール回路52はマスタークロック信号MCLKを第1の分周比で分周して遷移用クロック信号を生成する。アナログゲインコントロール回路52は、その利得gの変更時に、遷移用クロック信号と同期して、その利得gを初期値から目標値へと段階的に遷移させる。   The oscillator 56 generates a master clock signal MCLK having a predetermined frequency. The analog gain control circuit 52 divides the master clock signal MCLK by the first division ratio to generate a transition clock signal. The analog gain control circuit 52 changes the gain g from the initial value to the target value stepwise in synchronization with the transition clock signal when the gain g is changed.

A/Dコンバータ54は、マスタークロック信号MCLKを第2の分周比で分周して、所定のサンプリング周波数を有する変換用クロック信号を生成する。A/Dコンバータ54は、変換用クロック信号を用いて、アナログオーディオ信号S3をデジタルオーディオ信号S4に変換する。   The A / D converter 54 divides the master clock signal MCLK by the second frequency division ratio to generate a conversion clock signal having a predetermined sampling frequency. The A / D converter 54 converts the analog audio signal S3 into a digital audio signal S4 using the conversion clock signal.

つまりアナログゲインコントロール回路52およびA/Dコンバータ54はそれぞれ、共通のマスタークロック信号MCLKを起源とする互いに整数倍の関係にあるクロック信号にもとづいて動作するように構成される。   That is, each of the analog gain control circuit 52 and the A / D converter 54 is configured to operate based on clock signals that have an integer multiple of each other and originate from a common master clock signal MCLK.

以上が第1オーディオ信号処理回路200の基本構成である。
近年、各入力ポートPi〜Piに接続される音源2、特にポータブルオーディオプレイヤの低消費電力化にともない、入力ポートPi〜Piに入力されるアナログオーディオ信号S1〜S1の振幅は小さくなる傾向にある。
図2の第1オーディオ信号処理回路200によれば、A/Dコンバータ54に対して、その入力レンジに対して最適な信号レベルのアナログオーディオ信号Sを供給することができ、A/Dコンバータ54の性能を最大限に発揮することができる。これにより、S/N比を改善することができる。
The above is the basic configuration of the first audio signal processing circuit 200.
Recently, the sound source 2, in particular due to the low power consumption of the portable audio player, the amplitude of the input ports Pi 1 analog audio signal S1 input to the ~Pi 3 1 ~S1 3 which is connected to each input port Pi 1 ~Pi 3 Tend to be smaller.
According to the first audio signal processing circuit 200 of FIG. 2, the analog audio signal S having an optimum signal level for the input range can be supplied to the A / D converter 54, and the A / D converter 54 can be supplied. Can maximize its performance. Thereby, the S / N ratio can be improved.

また、アナログゲインコントロール回路52とA/Dコンバータ54を、共通のICに内蔵し、共通のマスタークロック信号MCLKを起源としたクロック信号と同期して動作させることにより、アナログゲインコントロール回路52とA/Dコンバータ54が非同期の状態において生ずるビートノイズを低減することができる。   The analog gain control circuit 52 and the A / D converter 54 are built in a common IC and operated in synchronization with a clock signal originating from the common master clock signal MCLK. Beat noise generated when the / D converter 54 is asynchronous can be reduced.

続いて、第1オーディオ信号処理回路200のさらなる特徴を説明する。
アナログゲインコントロール回路52の利得gは、デジタルオーディオ信号S2のレベルが所定のしきい値THより小さいとき、実質的にゼロである最小値に設定される。これをミュート状態と称する。
Next, further features of the first audio signal processing circuit 200 will be described.
The gain g of the analog gain control circuit 52 is set to a minimum value that is substantially zero when the level of the digital audio signal S2 is smaller than a predetermined threshold value TH. This is called a mute state.

このように、デジタルオーディオ信号S4のレベルがしきい値THより低い無信号あるいは無入力状態において、アナログゲインコントロール回路52の利得gを実質的にゼロとすることにより、無入力あるいは無信号時のS/N比を大幅に改善することができる。   In this way, in the no-signal or no-input state where the level of the digital audio signal S4 is lower than the threshold value TH, the gain g of the analog gain control circuit 52 is made substantially zero, so The S / N ratio can be greatly improved.

また制御部58は、セレクタ50のポートの切りかえに先立ち、アナログゲインコントロール回路52の利得gを最小値に設定し、セレクタ50の切りかえ完了後に、アナログゲインコントロール回路52の利得gを、選択後の入力ポートに対応した値に設定してもよい。これにより、セレクタ50の切りかえ時にノイズが発生するのを抑制できる。   Further, the control unit 58 sets the gain g of the analog gain control circuit 52 to the minimum value before switching the port of the selector 50. After the switching of the selector 50 is completed, the control unit 58 sets the gain g of the analog gain control circuit 52 after the selection. A value corresponding to the input port may be set. Thereby, it is possible to suppress the generation of noise when the selector 50 is switched.

また、非ミュート状態(通常状態)において、デジタルオーディオ信号S4のレベルがクリップしたとき、アナログゲインコントロール回路52の利得gを低下させ、クリップを回避する。具体的には制御部58は、デジタルオーディオ信号S4のレベルを監視し、デジタルオーディオ信号S4のレベルが、所定時間最大値を継続すると、クリップ状態と判定し、アナログゲインコントロール回路52の利得gを所定量低下させる。これをクリップ回避機能という。   Further, when the level of the digital audio signal S4 is clipped in the non-mute state (normal state), the gain g of the analog gain control circuit 52 is reduced to avoid clipping. Specifically, the control unit 58 monitors the level of the digital audio signal S4. When the level of the digital audio signal S4 continues the maximum value for a predetermined time, the control unit 58 determines that the clip is in a clip state, and sets the gain g of the analog gain control circuit 52. Reduce by a predetermined amount. This is called a clip avoidance function.

クリップ回避機能を実装することにより、実装しない場合に比べて各入力ポートPi〜Piごとの利得g〜gを高めに設定することが可能となる。そして小振幅のアナログオーディオ信号S1が入力された場合に、クリップ回避機能が無い場合よりも大きな振幅のオーディオ信号S2を、後段のA/Dコンバータ54に入力することができる。その結果、オーディオ信号を再生する際のS/N比を改善できる。ある程度大きな振幅のアナログオーディオ信号S1が入力された場合には、クリップ回避機能により信号の歪みを抑制できる。 By implementing a clip avoidance, it is possible to set a higher gain g 1 to g 3 for each input port Pi 1 ~Pi 3 as compared with the case not implementing. When an analog audio signal S1 having a small amplitude is input, an audio signal S2 having a larger amplitude than when the clip avoidance function is not provided can be input to the A / D converter 54 at the subsequent stage. As a result, the S / N ratio when reproducing the audio signal can be improved. When an analog audio signal S1 having a somewhat large amplitude is input, signal distortion can be suppressed by the clip avoidance function.

上記実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組み合わせにいろいろな変形が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。以下、変形例を示す。   Those skilled in the art will understand that the above-described embodiment is an exemplification, and that various modifications can be made to the combination of each component and each processing process, and such modifications are within the scope of the present invention. . Hereinafter, a modification is shown.

利得gの遷移時間τは短ければ短いほど好ましいが、低周波成分が支配的なオーディオ信号S1に対して、短時間で利得gを変化させると、可聴ノイズが発生してしまう。反対に高周波成分が支配的なオーディオ信号S1の場合、短時間で利得gを変化させても可聴ノイズは発生しにくい。 The shorter the transition time τ T of the gain g, the better. However, when the gain g is changed in a short time with respect to the audio signal S1 in which the low frequency component is dominant, audible noise is generated. On the other hand, in the case of the audio signal S1 in which the high frequency component is dominant, audible noise hardly occurs even if the gain g is changed in a short time.

そこで制御部58は、デジタルオーディオ信号S4に含まれる周波数成分を検出し、含まれる周波数が高いほど、アナログゲインコントロール回路52の利得gの遷移時間τを短くしてもよい。これにより、オーディオ信号S1の周波数成分に応じて、利得gの遷移時間τを最適化できる。 Therefore, the control unit 58 may detect the frequency component included in the digital audio signal S4, and may shorten the transition time τ T of the gain g of the analog gain control circuit 52 as the included frequency is higher. Thereby, the transition time τ T of the gain g can be optimized according to the frequency component of the audio signal S1.

また、振幅が大きなオーディオ信号に対して、短時間で利得gを変化させると、可聴ノイズが発生してしまう。反対に振幅が小さなオーディオ信号では、短時間で利得gを変化させても可聴ノイズは発生しにくい。   Further, if the gain g is changed in a short time with respect to an audio signal having a large amplitude, audible noise is generated. On the other hand, in an audio signal having a small amplitude, audible noise hardly occurs even if the gain g is changed in a short time.

そこで制御部58は、デジタルオーディオ信号S4の振幅が小さいほど、利得gの遷移時間τを短くしてもよい。これによりオーディオ信号S1の振幅に応じて、利得gの遷移時間τを最適化できる。 Therefore, the control unit 58 may shorten the transition time τ T of the gain g as the amplitude of the digital audio signal S4 is smaller. Thereby, the transition time τ T of the gain g can be optimized according to the amplitude of the audio signal S1.

実施の形態にもとづき、具体的な語句を用いて本発明を説明したが、実施の形態は、本発明の原理、応用を示しているにすぎず、実施の形態には、請求の範囲に規定された本発明の思想を逸脱しない範囲において、多くの変形例や配置の変更が認められる。   Although the present invention has been described using specific terms based on the embodiments, the embodiments only illustrate the principles and applications of the present invention, and the embodiments are defined in the claims. Many variations and modifications of the arrangement are permitted without departing from the spirit of the present invention.

1…オーディオ装置、S1,S2,S3,S4…オーディオ信号、Pi…入力ポート、Po…出力ポート、2…音源、4…スピーカ、6…マイコン、50…セレクタ、52…アナログゲインコントロール回路、54…A/Dコンバータ、56…オシレータ、58…制御部、60…デジタルボリウム回路、200…第1オーディオ信号処理回路、100…第2オーディオ信号処理回路。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Audio device, S1, S2, S3, S4 ... Audio signal, Pi ... Input port, Po ... Output port, 2 ... Sound source, 4 ... Speaker, 6 ... Microcomputer, 50 ... Selector, 52 ... Analog gain control circuit, 54 ... A / D converter, 56 ... oscillator, 58 ... control unit, 60 ... digital volume circuit, 200 ... first audio signal processing circuit, 100 ... second audio signal processing circuit.

Claims (6)

それぞれにアナログオーディオ信号が入力される複数の入力ポートを有し、ユーザにより指定されたひとつである指定入力ポートのアナログオーディオ信号を選択するセレクタと、
前記セレクタからの前記アナログオーディオ信号を、前記指定入力ポートに対して設定された利得で増幅するアナログゲインコントロール回路であって、前記利得の切りかえ時に、前記利得を切りかえ前の初期値から切りかえ後の目標値へと緩やかに変化させるソフト遷移切りかえ機能を有するアナログゲインコントロール回路と、
前記アナログゲインコントロール回路の出力信号をデジタルオーディオ信号に変換するA/Dコンバータと、
を備え、ひとつの半導体基板に一体集積化され、
前記デジタルオーディオ信号のレベルがクリップしたとき、前記アナログゲインコントロール回路の利得を緩やかに所定量低下させ、
前記アナログゲインコントロール回路における(i)前記初期値から前記目標値への前記利得の緩やかな変化、ならびに(ii)前記利得の緩やかな所定量の低下のための遷移用クロック信号と、前記A/Dコンバータにおける変換動作のための変換用クロック信号は、共通のマスタークロック信号を起源とし、かつ互いに整数倍の関係にあることを特徴とするオーディオ信号処理回路。
A selector that has a plurality of input ports to which analog audio signals are input, and that selects an analog audio signal of a designated input port that is one designated by the user;
An analog gain control circuit that amplifies the analog audio signal from the selector with a gain set for the designated input port, and at the time of switching the gain, the gain is switched from an initial value before switching. An analog gain control circuit having a soft transition switching function for gradually changing to a target value;
An A / D converter that converts an output signal of the analog gain control circuit into a digital audio signal;
Integrated into a single semiconductor substrate,
When the level of the digital audio signal is clipped, the gain of the analog gain control circuit is gently reduced by a predetermined amount,
(I) a gradual change in the gain from the initial value to the target value in the analog gain control circuit; and (ii) a transition clock signal for gradual decrease in the gain by a predetermined amount; An audio signal processing circuit characterized in that conversion clock signals for conversion operation in the D converter originate from a common master clock signal and have an integer multiple relationship with each other.
前記デジタルオーディオ信号のレベルが所定のしきい値より小さいとき、前記アナログゲインコントロール回路の利得を、最小値に設定することを特徴とする請求項1に記載のオーディオ信号処理回路。   2. The audio signal processing circuit according to claim 1, wherein when the level of the digital audio signal is smaller than a predetermined threshold value, the gain of the analog gain control circuit is set to a minimum value. 前記ユーザにより前記指定入力ポートの変更が指示されると、前記セレクタの切りかえに先立ち、前記アナログゲインコントロール回路の利得を最小値に設定し、
前記アナログゲインコントロール回路は、前記セレクタの切りかえ完了後に、前記利得を、前記最小値である初期値から、変更後の指定入力ポートに設定された利得である目標値へと緩やかに変化させるよう構成されることを特徴とする請求項1または2に記載のオーディオ信号処理回路。
When the user is instructed to change the designated input port, prior to switching the selector, the gain of the analog gain control circuit is set to a minimum value,
The analog gain control circuit is configured to gradually change the gain from the initial value which is the minimum value to the target value which is the gain set in the designated input port after the change after the selector switching is completed. The audio signal processing circuit according to claim 1, wherein the audio signal processing circuit is provided.
前記デジタルオーディオ信号に含まれる周波数成分を検出し、含まれる周波数が高いほど前記アナログゲインコントロール回路の利得の遷移時間を短くすることを特徴とする請求項1からのいずれかに記載のオーディオ信号処理回路。 It said digital audio signal by detecting a frequency component included in the audio signal according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the frequency to shorten the transition time of the gain of the higher the analog gain control circuit included Processing circuit. 前記デジタルオーディオ信号の振幅が小さいほど、前記アナログゲインコントロール回路の利得の遷移時間を短くすることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載のオーディオ信号処理回路。   5. The audio signal processing circuit according to claim 1, wherein the transition time of the gain of the analog gain control circuit is shortened as the amplitude of the digital audio signal is smaller. 請求項1からのいずれかに記載のオーディオ信号処理回路を備えることを特徴とするオーディオ装置。 Audio device, characterized in that it comprises an audio signal processing circuit according to any one of claims 1 to 5.
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