JP6547546B2

JP6547546B2 - 音楽再生装置

Info

Publication number: JP6547546B2
Application number: JP2015187565A
Authority: JP
Inventors: 川口　剛; 剛川口; 勁淺尾; 吉田　誠; 吉田　　誠; 尚徳塩崎; 芳徳中西
Original assignee: Onkyo Corp
Current assignee: Onkyo Corp
Priority date: 2015-09-25
Filing date: 2015-09-25
Publication date: 2019-07-24
Anticipated expiration: 2035-09-25
Also published as: JP2017063327A

Description

本発明は、音声信号を出力する音楽再生装置に関する。

ヘッドホンに音声信号を出力する音楽再生装置において、ヘッドホン出力には、アンバランス、バランスと呼ばれる方式がある（例えば、特許文献１参照。）。アンバランス方式には、直径３．５ｍｍの３極端子が用いられており、「ホット」、「コールド」の２種類で音声信号を伝送する。一方、バランス方式には、直径２．５ｍｍの４極端子が用いられており、「グラウンド」、「ホット」、「コールド」の３種類で信号を伝送する。「コールド」は、「ホット」の逆相である。外来ノイズが発生した場合、「ホット」、「コールド」双方に同じ位相のノイズが乗る。「コールド」の位相を反転し、「ホット」の信号とミックス（混合）することで、外来ノイズは打ち消しあい、音声信号の振幅は、倍になる。このため、バランス方式は、ノイズに強く、音質が良い。

バランス出力を有する音楽再生装置において、ＢＴＬ増幅回路のネガティブ（反転）出力をグラウンド（＝基準電位）にすることで、一般的なグラウンド接地のアンバランス出力とは、異なる音質効果が得られる。ここでは、この方式をアクティブコントロールグラウンド（以下、「ＡＣＧ」という。）と呼ぶ。

図９は、出願人による特願２０１５−１７１９４６に記載の音楽再生装置（デジタルオーディオプレーヤー）が備えるＤＡＣ（Ｄ／Ａコンバーター）、増幅器等を示す図である。以下、バランスモードについて説明する。ポジティブ側（非反転信号用）のＤＡＣ１０７には、Ｉ２Ｓ形式のＬＲ（左右）２チャンネルのデジタルオーディオデータ（デジタル音声信号）が入力される。ＤＡＣ１０７は、ＬＲ２チャンネルのデジタルオーディオデータを、ＬＲ２チャンネルのアナログオーディオデータ（アナログ音声信号）に変換する。ポジティブ側（非反転信号用）の増幅器１１８、１１９は、ＤＡＣ１０７がＤ／Ａ変換したＬＲ２チャンネルのアナログオーディオデータを増幅する。増幅器１１８は、Ｌチャンネルのアナログオーディオデータを増幅する。増幅器１１９は、Ｒチャンネルのアナログオーディオデータを増幅する。

ネガティブ側（反転信号用）のＤＡＣ１０８には、Ｉ２Ｓ形式のＬＲ２チャンネルのデジタルオーディオデータが入力される。ＤＡＣ１０８は、ＬＲ２チャンネルのデジタルオーディオデータを、ＬＲ２チャンネルのアナログオーディオデータにＤ／Ａ変換する。ネガティブ側（反転信号用）の増幅器１２０、１２１には、ＤＡＣ１０８がＤ／Ａ変換したＬＲ２チャンネルのアナログオーディオデータを反転したＬＲ２チャンネルの反転アナログオーディオデータが入力される。増幅器１２０、１２１は、ＬＲ２チャンネルの反転アナログオーディオデータを増幅する。増幅器１２０は、Ｌチャンネルの反転アナログオーディオデータを増幅する。増幅器１２１は、Ｒチャンネルの反転アナログオーディオデータを増幅する。

ＡＣＧモードでは、図１０に示すように、ＣＰＵ１０２は、Ｉ２Ｃにより、ＤＡＣ１０８をミュートする。従って、ＤＡＣ１０８は、増幅器１２０、１２１にゼロデータを出力する。このため、増幅回路１２０、１２１の出力は、グラウンド（＝基準電位）となる。なお、ＣＰＵ１０２からＤＳＰ１０６、ＤＳＰ１０６からＤＡＣ１０７、１０８には、通常の２チャンネルのデジタルオーディオデータ（Ｉ２Ｓ形式）が入力される。

特開２０１３−００５２９１号公報

ＤＡＣにおいては、入力されたＬＲ２チャンネルのデジタルオーディオデータを、ＬＲ２チャンネルのポジティブ及びネガティブのアナログオーディオデータに変換し、差動出力するものもある。

本発明の目的は、入力されたＬＲ２チャンネルのデジタルオーディオデータを、ＬＲ２チャンネルのポジティブ及びネガティブのアナログオーディオデータに変換し、差動出力するＤ／Ａコンバーター（ＤＡＣ）を用いて、増幅器のネガティブ出力をグラウンドとするアクティブコントロールグラウンドを実現することである。

第１の発明の音楽再生装置は、左右２チャンネルのデジタル音声信号を、左右２チャンネルのポジティブ及びネガティブのアナログ音声信号に変換し、差動出力するＤ／Ａコンバーターと、左チャンネルのポジティブのアナログ音声信号を増幅する第１増幅器と、左チャンネルのネガティブのアナログ音声信号を増幅する第２増幅器と、右チャンネルのポジティブのアナログ音声信号を増幅する第３増幅器と、右チャンネルのネガティブのアナログ音声信号を増幅する第４増幅器と、制御部と、を備え、前記制御部は、前記第２増幅器の出力、及び、前記第４増幅器の出力をグラウンドとするアクティブコントロールグラウンドモードの場合、前記Ｄ／Ａコンバーターの左右２チャンネルのネガティブ出力がゼロ信号出力となるように制御することを特徴とする。

本発明では、制御部は、第２増幅器、及び、第４増幅器の出力をグラウンドとするアクティブコントロールグラウンドモードの場合、Ｄ／Ａコンバーターの左右２チャンネルのネガティブ出力がゼロ信号出力となるように制御する。このため、第２増幅器、及び、第４増幅器の出力は、グラウンドとなる。このように、本発明によれば、左右２チャンネルのデジタル音声信号を、左右２チャンネルのポジティブ及びネガティブのアナログ音声信号に変換し、差動出力するＤ／Ａコンバーターを用いて、アクティブコントロールグラウンドを実現することができる。

第２の発明の音楽再生装置は、第１の発明の音楽再生装置において、前記制御部は、前記Ｄ／Ａコンバーターの左右２チャンネルのネガティブ出力をミュートすることにより、前記Ｄ／Ａコンバーターの左右２チャンネルのネガティブ出力がゼロ信号出力となるように制御することを特徴とする。

本発明では、制御部は、Ｄ／Ａコンバーターの左右２チャンネルのネガティブ出力をミュートする。これにより、Ｄ／Ａコンバーターの左右２チャンネルのネガティブ出力がゼロ信号出力となる。

第３の発明の音楽再生装置は、第１の発明の音楽再生装置において、前記制御部は、前記Ｄ／Ａコンバーターの左右２チャンネルのネガティブ出力のボリュームをゼロとすることにより、前記Ｄ／Ａコンバーターの左右２チャンネルのネガティブ出力がゼロ信号出力となるように制御することを特徴とする。

本発明では、制御部は、Ｄ／Ａコンバーターの左右２チャンネルのネガティブ出力をボリュームゼロとする。これにより、Ｄ／Ａコンバーターの左右２チャンネルのネガティブ出力がゼロ信号出力となる。

第４の発明の音楽再生装置は、第１の発明の音楽再生装置において、前記Ｄ／Ａコンバーターは、カレントセグメントＤ／Ａコンバーターを有し、前記制御部は、前記カレントセグメントＤ／Ａコンバーターの左右２チャンネルのネガティブ電流出力の経路をオープンとすることにより、前記Ｄ／Ａコンバーターの左右２チャンネルのネガティブ出力がゼロ信号出力となるように制御することを特徴とする。

本発明では、制御部は、カレントセグメントＤ／Ａコンバーターの左右２チャンネルのネガティブ電流出力の経路をオープンとする。これにより、Ｄ／Ａコンバーターの左右２チャンネルのネガティブ出力がゼロ信号出力となる。

第５の発明の音楽再生装置は、第１の発明の音楽再生装置において、前記Ｄ／Ａコンバーターは、カレントセグメントＤ／Ａコンバーターを有し、前記制御部は、前記カレントセグメントＤ／Ａコンバーターにおいて、定電流源の電流をオン又はオフしているスイッチのうち、左右２チャンネルのネガティブ側のスイッチをオフすることにより、前記Ｄ／Ａコンバーターの左右２チャンネルのネガティブ出力がゼロ信号出力となるように制御することを特徴とする。

本発明では、制御部は、カレントセグメントＤ／Ａコンバーターにおいて、定電流源の電流をオン又はオフしているスイッチのうち、左右２チャンネルのネガティブ側のスイッチをオフする。これにより、Ｄ／Ａコンバーターの左右２チャンネルのネガティブ出力がゼロ信号出力となる。

第６の発明の音楽再生装置は、第１の発明の音楽再生装置において、前記Ｄ／Ａコンバーターは、スイッチトキャパシタフィルタを有し、ＮＯＲゲートから構成される変換回路をさらに備え、前記ＮＯＲゲートの一方の入力端子に、ネガティブのデジタル音声信号が入力され、前記ＮＯＲゲートの他方の入力端子に、前記制御部からの制御信号が入力され、前記ＮＯＲゲートの出力端子は、前記スイッチトキャパシタフィルタに接続され、前記制御部は、バランスモードの場合、前記制御信号として、ローレベルの信号を出力し、アクティブコントロールグラウンドモードの場合、前記制御信号として、ハイレベルの信号を出力することにより、前記Ｄ／Ａコンバーターの左右２チャンネルのネガティブ出力がゼロ信号出力となるように制御することを特徴とする。

本発明では、制御部は、アクティブコントロールグラウンドモードの場合、制御信号として、ハイレベルの信号を出力する。これにより、Ｄ／Ａコンバーターの左右２チャンネルのネガティブ出力がゼロ信号出力となる。

本発明によれば、入力された左右２チャンネルのデジタル音声信号を、左右２チャンネルのポジティブ及びネガティブのアナログオーディオデータに変換し、差動出力するＤ／Ａコンバーター（ＤＡＣ）を用いて、増幅器のネガティブ出力をグラウンドとするアクティブコントロールグラウンドを実現することができる。

本発明の実施形態に係るデジタルオーディオプレーヤーの構成を示すブロック図である。ＤＡＣ、増幅回路等を示す図である。ＤＡＣ、増幅回路等を示す図である。ＤＡＣ、増幅回路等を示す図である。ＤＡＣの構成を示す図である。ＤＡＣの構成を示す図である。他の例のＤＡＣの構成を示す図である。他の例のＤＡＣの構成を示す図である。従来のデジタルオーディオプレーヤーが備えるＤＡＣ、増幅器等を示す図である。従来のデジタルオーディオプレーヤーが備えるＤＡＣ、増幅器等を示す図である。

以下、本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の実施形態に係るデジタルオーディオプレーヤー（以下、「ＤＡＰ」という。）の構成を示すブロック図である。ＤＡＰ１（音楽再生装置）は、ヘッドホン２０１、２０２にアナログオーディオデータ（アナログ音声信号）を出力する。ヘッドホン２０１、２０２は、アナログオーディオデータに基づいて、音声を外部に出力する。ヘッドホン２０１は、バランス用のヘッドホンであり、バランス出力端子に接続される。ヘッドホン２０２は、アンバランス用のヘッドホンであり、アンバランス出力端子に接続される。ＤＡＰ１は、バランス出力とアンバランス出力とを有する。

図１に示すように、ＤＡＰ１は、ＣＰＵ２、記憶部３、表示部４、操作部５、ＤＳＰ６、ＤＡＣ７、増幅器８〜１１、無線モジュール１２、ＵＳＢインターフェース（以下、「ＵＳＢＩ／Ｆ」という。）１３を備える。

ＣＰＵ（Central Processing Unit）２（制御部）は、制御プログラム、ＯＳプログラム、アプリケーションプログラムに従って、ＤＡＰ１を構成する各部を制御する。記憶部３は、ＣＰＵ２の主メモリとして機能するＲＡＭ（Random Access Memory）、制御プログラムを記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）、ＯＳプログラム、アプリケーションプログラム等のプログラム、デジタルオーディオデータ等の各種データを記憶するフラッシュメモリから構成されている。なお、記憶部３は、例示する構成に限られず、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）等を含んでいてもよい。

表示部４は、種々の画像（静止画像、動画像を含む）を表示するものであり、液晶パネルにより構成されている。操作部５は、各種設定を行うための操作キー、及び、表示部４と連動したタッチパネルを備えている。ユーザーは、操作部５を介して、各種の文字入力、設定などを行うことが可能である。

ＤＳＰ（Digital Signal Processor）６は、デジタルオーディオデータに、イコライザー処理等の信号処理を行う。ＤＡＣ７は、デジタルオーディオデータをアナログオーディオデータにＤ／Ａ変換する。増幅器８〜１１は、ＤＡＣ７がＤ／Ａ変換したアナログオーディオデータを増幅し、ヘッドホン２０１又はヘッドホン２０２に出力する。ＤＡＣ７、増幅器８〜１１の詳細については、後述する。無線モジュール１２は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）規格、Ｗｉ−Ｆｉ規格に従った無線通信を行うためのものである。ＵＳＢＩ／Ｆ１３は、ＵＳＢ規格に従った通信を行うためのものである。

図２は、ＤＡＣ７、増幅回路８〜１１等を示す図である。以下、バランスモードについて説明する。図２に示すように、ＤＡＣ７（Ｄ／Ａコンバーター）には、Ｉ２Ｓ形式のＬＲ（左右）２チャンネルのデジタルオーディオデータ（デジタル音声信号）が入力される。ＤＡＣ７は、ＬＲ２チャンネルのデジタル信号を、ＬＲ２チャンネルのポジティブ及びネガティブのアナログオーディオデータに変換し、差動出力する。増幅器８（第１増幅器）は、Ｌチャンネルのポジティブのアナログオーディオデータを増幅する。増幅器９（第２増幅器）は、Ｌチャンネルのネガティブのアナログオーディオデータを増幅する。増幅器１０（第３増幅器）は、Ｒチャンネルのポジティブのアナログオーディオデータを増幅する。増幅器１１（第４増幅器）は、Ｒチャンネルのネガティブのアナログオーディオデータを増幅する。

ＣＰＵ２は、ＡＣＧモードの場合、ＤＡＣ７のＬＲ２チャンネルのネガティブ出力がゼロ信号出力（＝オフ）となるように制御する。具体的には、ＣＰＵ２は、図３に示すように、ＤＡＣ７のＬＲ２チャンネルのネガティブ出力をミュートする。これにより、ＤＡＣ７のＬＲ２チャンネルのネガティブ出力がゼロ信号出力となる。又は、ＣＰＵ２は、図４に示すように、ＤＡＣ７のＬＲ２チャンネルのネガティブ出力のボリュームをゼロとする。これにより、ＤＡＣ７のＬＲ２チャンネルのネガティブ出力がゼロ信号出力となる。

図５は、ＤＡＣ７の構成を示す図である。ＤＡＣ７は、オーディオデータ入力Ｉ／Ｆ１４、オーバーデジタルサンプリングフィルタ１５、ＤＡＣ変調器１６、カレントセグメントＤＡＣ１７、１８を有する。オーディオデータ入力Ｉ／Ｆ１４に、デジタルオーディオデータが入力される。オーディオデータ入力Ｉ／Ｆ１４は、デジタルオーディオデータがＰＣＭデータである場合、デジタルオーディオデータを、オーバーサンプリングデジタルフィルタ１５に出力する。オーバーサンプリングデジタルフィルタ１５は、デジタルオーディオデータをオーバーサンプリング（×８）する。

ＤＡＣ変調器１６は、オーバーサンプリングデジタルフィルタ１５から出力されるデジタルオーディオデータにデルタ・シグマ変調、ＤＷＡ等を行う。カレントセグメントＤＡＣ１７、１８は、ＤＡＣ変調器１６から出力されるデジタルオーディオデータを、アナログオーディオデータにＤ／Ａ変換する。ＡＣＧモードの場合、ＣＰＵ２は、カレントセグメントＤＡＣ１７、１８のＬＲ２チャンネルのネガティブ電流出力の経路をオープンとする。これにより、ＤＡＣ１７、１８のＬＲ２チャンネルのネガティブ出力がゼロ信号出力となる。ＤＡＣ１７、１８から出力されたアナログオーディオデータは、Ｉ／Ｖ変換回路１９により、Ｉ／Ｖ変換される。

図６は、カレントセグメントＤＡＣ１７（１８）の構成を示す図である。カレントセグメントＤＡＣ１７とカレントセグメントＤＡＣ１８とは、同じ構成である。カレントセグメントＤＡＣ１７、１８において、セグメントスイッチは、定電流源の電流をオン又はオフしている。ＣＰＵ２は、ＡＣＧモードの場合、ＬＲ２チャンネルのネガティブ側のセグメントスイッチをオフする。これにより、ＤＡＣ１７、１８のＬＲ２チャンネルのネガティブ出力がゼロ信号出力となる。

以上説明したように、本実施形態では、ＣＰＵ２は、増幅器９、及び、増幅器１１の出力をグラウンドとするＡＣＧモードの場合、ＤＡＣ７のＬＲ２チャンネルのネガティブ出力がゼロ信号出力となるように制御する。このため、増幅器９、及び、増幅器１１の出力は、グラウンドとなる。このように、本発明によれば、ＬＲ２チャンネルのデジタルオーディオデータを、ＬＲ２チャンネルのポジティブ及びネガティブのアナログオーディオデータに変換し、差動出力するＤＡＣ７を用いて、ＡＣＧを実現することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明を適用可能な形態は、上述の実施形態には限られるものではなく、以下に例示するように、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることが可能である。

図７は、他の例のＤＡＣ７の構成を示す図である。ＤＡＣ７は、オーディオデータ入力Ｉ／Ｆ２０、オーバーサンプリングデジタルフィルタ２１、デルタ・シグマ変調器２２、ＳＣＦ（スイッチトキャパシタフィルタ、Switched Capacitor Filter）２３、２４を有する。オーディオデータ入力Ｉ／Ｆ２０に、デジタルオーディオデータが入力される。オーディオデータ入力Ｉ／Ｆ２０は、デジタルオーディオデータがＰＣＭデータである場合、デジタルオーディオデータを、オーバーサンプリングデジタルフィルタ２１に出力する。オーバーサンプリングデジタルフィルタ２１は、デジタルオーディオデータをオーバーサンプリング（×８）する。

デルタ・シグマ変調器２２は、オーバーサンプリングデジタルフィルタ２１から出力されるデジタルオーディオデータにデルタ・シグマ変調を行う。ＳＣＦ２３、２４は、デルタ・シグマ変調器２２から出力されるデジタルオーディオデータを、アナログオーディオデータにＤ／Ａ変換する。ここで、ＤＡＰ１は、さらにＮＯＲゲート（不図示）から構成される変換回路を備える。変換回路は、デルタ・シグマ変調器２２からＳＣＦ２３、２４に入力されるネガティブ側のデジタルオーディオデータを生成する。ＮＯＲゲートの一方の入力端子には、デルタ・シグマ変調器２２から出力されるデジタルオーディオデータが入力される。ＮＯＲゲートの他方の入力端子には、ＣＰＵ２からの制御信号が入力される。ＮＯＲゲートの出力端子は、ＳＣＦ２３、２４に接続されている。ＮＯＲゲートは、両信号の論理演算を行ってＳＣＦ２３、２４に出力する。

バランスモードの場合、ＣＰＵ２は、制御信号として、ＮＯＲゲートにローレベルの信号を入力する。この場合、ＳＣＦ２３、２４は、ネガティブのアナログオーディオデータを出力する。ＡＣＧモードの場合、ＣＰＵ２は、制御信号として、ＮＯＲゲートにハイレベルの信号を入力する。この場合、ＳＣＦ２３、２４は、ゼロ信号を出力する。

図８は、他の例のＤＡＣ７の構成を示す図である。図８に示すＤＡＣ７は、図５に示すＤＡＣ７と比較して、Ｉ／Ｖ変換回路１９を含む構成が異なる。

上述の実施形態においては、音楽再生装置として、ＤＡＰを例示した。これに限らず、スマートフォン、タブレットＰＣ、ＵＳＢＤＡＣ等であってもよい。

本発明は、音声信号を出力する音楽再生装置に好適に採用され得る。

１ＤＡＰ（音楽再生装置）
２ＣＰＵ（制御部）
７ＤＡＣ（Ｄ／Ａコンバーター）
８増幅器（第１増幅器）
９増幅器（第２増幅器）
１０増幅器（第３増幅器）
１１増幅器（第４増幅器）
１７、１８カレントセグメントＤＡＣ（カレントセグメントＤ／Ａコンバーター）
２０、２１ＳＣＦ（スイッチトキャパシタフィルタ）

Claims

左右２チャンネルのデジタル音声信号を、左右２チャンネルのポジティブ及びネガティブのアナログ音声信号に変換し、差動出力するＤ／Ａコンバーターと、
左チャンネルのポジティブのアナログ音声信号を増幅する第１増幅器と、
左チャンネルのネガティブのアナログ音声信号を増幅する第２増幅器と、
右チャンネルのポジティブのアナログ音声信号を増幅する第３増幅器と、
右チャンネルのネガティブのアナログ音声信号を増幅する第４増幅器と、
制御部と、を備え、
前記制御部は、前記第２増幅器の出力、及び、前記第４増幅器の出力をグラウンドとするアクティブコントロールグラウンドモードの場合、前記Ｄ／Ａコンバーターの左右２チャンネルのネガティブ出力がゼロ信号出力となるように制御することを特徴とする音楽再生装置。
前記制御部は、前記Ｄ／Ａコンバーターの左右２チャンネルのネガティブ出力をミュートすることにより、前記Ｄ／Ａコンバーターの左右２チャンネルのネガティブ出力がゼロ信号出力となるように制御することを特徴とする請求項１に記載の音楽再生装置。
前記制御部は、前記Ｄ／Ａコンバーターの左右２チャンネルのネガティブ出力のボリュームをゼロとすることにより、前記Ｄ／Ａコンバーターの左右２チャンネルのネガティブ出力がゼロ信号出力となるように制御することを特徴とする請求項１に記載の音楽再生装置。
前記Ｄ／Ａコンバーターは、カレントセグメントＤ／Ａコンバーターを有し、
前記制御部は、前記カレントセグメントＤ／Ａコンバーターの左右２チャンネルのネガティブ電流出力の経路をオープンとすることにより、前記Ｄ／Ａコンバーターの左右２チャンネルのネガティブ出力がゼロ信号出力となるように制御することを特徴とする請求項１に記載の音楽再生装置。
前記Ｄ／Ａコンバーターは、カレントセグメントＤ／Ａコンバーターを有し、
前記制御部は、前記カレントセグメントＤ／Ａコンバーターにおいて、定電流源の電流をオン又はオフしているスイッチのうち、左右２チャンネルのネガティブ側のスイッチをオフすることにより、前記Ｄ／Ａコンバーターの左右２チャンネルのネガティブ出力がゼロ信号出力となるように制御することを特徴とする請求項１に記載の音楽再生装置。
前記Ｄ／Ａコンバーターは、スイッチトキャパシタフィルタを有し、
ＮＯＲゲートから構成される変換回路をさらに備え、
前記ＮＯＲゲートの一方の入力端子に、ネガティブのデジタル音声信号が入力され、
前記ＮＯＲゲートの他方の入力端子に、前記制御部からの制御信号が入力され、
前記ＮＯＲゲートの出力端子は、前記スイッチトキャパシタフィルタに接続され、
前記制御部は、
バランスモードの場合、前記制御信号として、ローレベルの信号を出力し、
アクティブコントロールグラウンドモードの場合、前記制御信号として、ハイレベルの信号を出力することにより、前記Ｄ／Ａコンバーターの左右２チャンネルのネガティブ出力がゼロ信号出力となるように制御することを特徴とする請求項１に記載の音楽再生装置。