JP6748247B2 - オーディオ信号処理回路、それを用いた車載用オーディオ装置、オーディオコンポーネント装置、電子機器 - Google Patents
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Description
図2(a)のミキサー回路1200aは、デジタル加算器1202によってデジタル領域で2つのオーディオ信号D1、D2をミキシングし、ミキシング後のオーディオ信号D3をD/Aコンバータ1014によりアナログオーディオ信号に変換する。
「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。
回路を1つのICとして集積化することにより、回路面積を削減することができるとともに、回路素子の特性を均一に保つことができる。
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、電気的な接続状態に影響を及ぼさない他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。
図3は、第1の実施の形態に係るミキサー回路200のブロック図である。
ミキサー回路200は、2つのオーディオ信号をミキシングする。ミキサー回路200は、第1D/Aコンバータ14m、第2D/Aコンバータ14s、反転器201、出力段202を備える。
分圧回路204は、直列に接続された第1抵抗R1および第2抵抗R2を含む。分圧回路204の一端には、第1アナログオーディオ信号S1と第2アナログオーディオ信号S2の一方(本実施の形態ではS1)が入力され、その他端には基準電圧VREFが入力される。第1抵抗R1と第2抵抗R2の接続点は、第1演算増幅器OA1の非反転入力端子(+)と接続される。第3抵抗R3は、第1演算増幅器OA1の出力端子OUTとその反転入力端子(−)の間に設けられる。第4抵抗R4の一端には、第1アナログオーディオ信号S1と第2アナログオーディオ信号S2の他方(本実施の形態ではS2)が入力され、他端は第1演算増幅器OA1の反転入力端子(−)と接続される。
図4は、図3のミキサー回路200の動作波形図である。図4には上から順に、電源電圧VDD、第1デジタルオーディオ信号D1、第2デジタルオーディオ信号D2、第3デジタルオーディオ信号D3、第1アナログオーディオ信号S1、第2アナログオーディオ信号S2、出力信号SOUTが示される。ここでは理解の容易と説明の簡潔化のため、第1デジタルオーディオ信号D1と第2デジタルオーディオ信号D2が同じ波形を有するものとする。
図5は、第2の実施の形態に係るミキサー回路200aのブロック図である。ミキサー回路200aは、図3のミキサー回路200と同様に、2つのオーディオ信号をミキシングする。ミキサー回路200aは、第1D/Aコンバータ14m、第2D/Aコンバータ14s、反転器201、出力段202aを備える。
第1D/Aコンバータ14m、第2D/Aコンバータ14s、反転器201については第1の実施の形態と同様である。
図6は、図5のミキサー回路200aの動作波形図である。図6には上から順に、電源電圧VDD、第1デジタルオーディオ信号D1、第2デジタルオーディオ信号D2、第3デジタルオーディオ信号D3、第1アナログオーディオ信号S1、第2アナログオーディオ信号S2、第3アナログオーディオ信号S3、出力信号SOUTが示される。ここでは理解の容易と説明の簡潔化のため、第1デジタルオーディオ信号D1と第2デジタルオーディオ信号D2が同じ波形を有するものとする。
第1の実施の形態および第2の実施の形態から、ミキサー回路のS/N比を改善可能な以下の技術的思想を導くことができる。ミキサー回路200は、少なくとも、第1D/Aコンバータ14mと、第2D/Aコンバータ14sと、出力段202を備える。第1D/Aコンバータ14mにおいて、第1アナログオーディオ信号S1に第1ノイズ成分Nmが重畳され、第2D/Aコンバータ14sにおいて、第2アナログオーディオ信号S2に第1ノイズ成分Nmと同相の第2ノイズ成分Nsが重畳される。ミキサー回路200は、(i)出力段202の出力信号SOUTに含まれる第1オーディオ信号と第2オーディオ信号が同一極性となり、(ii)出力段202の出力信号に含まれる第1ノイズ成分Nsと第2ノイズ成分Nmが逆極性となるように構成される。
第1の実施の形態(図3)のミキサー回路200において、第1抵抗R1側に第2アナログオーディオ信号S2を入力し、第4抵抗R4側に第1アナログオーディオ信号S1を入力してもよい。言い換えれば、出力段202は、第1アナログオーディオ信号S1と第2アナログオーディオ信号S2の一方S2から他方S1を減算するよう構成されてもよい。
また第2の実施の形態(図5)のミキサー回路200aにおいて反転アンプ210は、第1アナログオーディオ信号S1を反転して、第3アナログオーディオ信号S3を生成してもよい。この場合、加算回路220は、第2アナログオーディオ信号S2と第3アナログオーディオ信号S3を加算すればよい。
実施の形態では、ミキシングされる2つのオーディオ信号が、いずれも音声情報を含む場合を説明したが本発明はそれには限定されない。すなわち、ひとつのデジタルオーディオ信号のみを再生する場合であっても、ミキシング機能を有効にしておき、一方の経路に再生したいデジタルオーディオ信号を、もう一方の経路に、情報を含まないつまり無音のデジタルオーディオ信号を入力することで、D/Aコンバータ14で生ずるノイズ成分を好適にキャンセルすることができる。
実施の形態では、オーディオ信号がシングルエンド形式であるものとして説明したが、本発明は差動形式のオーディオ信号にも適用可能である。
続いてミキサー回路200の具体的な用途を説明する。図7は、ミキサー回路200を備えるオーディオシステム500のブロック図である。図7では、理解の容易化のため、オーディオ信号をモノラルとして示すが、実際には各オーディオ信号はステレオであり、あるいはマルチチャンネルでありうる。また各オーディオ信号は、シングルエンド信号であってもよいし差動信号であってもよい。オーディオシステム500は、音源2、オーディオ信号処理回路100、パワーアンプ8、電気音響変換素子9を備える。
Claims (13)
- 第1デジタルオーディオ信号を第1アナログオーディオ信号に変換する第1D/Aコンバータと、
第2デジタルオーディオ信号の極性を反転し、第3デジタルオーディオ信号を生成する反転器と、
前記第3デジタルオーディオ信号を第2アナログオーディオ信号に変換する第2D/Aコンバータと、
前記第1D/Aコンバータの後段に設けられ、前記第1アナログオーディオ信号にボリウム設定値に応じたゲインを乗算する第1アナログボリウム回路と、
前記第2D/Aコンバータの後段に設けられ、前記第2アナログオーディオ信号にボリウム設定値に応じたゲインを乗算する第2アナログボリウム回路と、
前記第1アナログボリウム回路の出力信号と前記第2アナログボリウム回路の出力信号を逆極性で加算する出力段と、
を備え、前記第1D/Aコンバータおよび前記第2D/Aコンバータの電源ライン同士は共通に接続され、前記第1D/Aコンバータおよび前記第2D/Aコンバータの接地ライン同士は共通に接続され、
前記出力段には、前記電源ラインおよび前記接地ラインとは別の基準ラインに生ずる基準電圧が供給されることを特徴とするオーディオ信号処理回路。 - 前記出力段は、前記第1アナログオーディオ信号と前記第2アナログオーディオ信号の一方から他方を減算する減算回路を含む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。
- 前記減算回路は、非反転型の減算回路であることを特徴とする請求項2に記載のオーディオ信号処理回路。
- 前記減算回路は、
第1演算増幅器と、
直列に接続された第1抵抗および第2抵抗を含み、その一端に前記第1アナログオーディオ信号と前記第2アナログオーディオ信号の一方を受け、その他端に基準電圧を受け、前記第1抵抗と前記第2抵抗の接続点が前記第1演算増幅器の非反転入力端子と接続される分圧回路と、
前記第1演算増幅器の出力端子とその反転入力端子の間に設けられた第3抵抗と、
一端に前記第1アナログオーディオ信号と前記第2アナログオーディオ信号の他方が入力され、他端が前記第1演算増幅器の反転入力端子と接続された第4抵抗と、
を含むことを特徴とする請求項2または3に記載のオーディオ信号処理回路。 - 前記出力段は、
前記第1アナログオーディオ信号と前記第2アナログオーディオ信号の一方を反転し、第3アナログオーディオ信号を生成する反転アンプと、
前記第1アナログオーディオ信号と前記第2アナログオーディオ信号の他方と前記第3アナログオーディオ信号を加算する加算回路と、
を含む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。 - 前記加算回路は、反転型の加算回路であることを特徴とする請求項5に記載のオーディオ信号処理回路。
- 前記加算回路は、
非反転入力端子に基準電圧が入力された第2演算増幅器と、
一端に前記第1アナログオーディオ信号と前記第2アナログオーディオ信号の前記他方が入力され、他端が前記第2演算増幅器の反転入力端子と接続された第5抵抗と、
一端に前記第3アナログオーディオ信号が入力され、他端が前記第2演算増幅器の反転入力端子と接続された第6抵抗と、
前記第2演算増幅器の出力端子とその反転入力端子の間に設けられた第7抵抗と、
を含むことを特徴とする請求項5または6に記載のオーディオ信号処理回路。 - 前記反転アンプは、
非反転入力端子に前記基準電圧が入力された第3演算増幅器と、
一端に前記第1アナログオーディオ信号と前記第2アナログオーディオ信号の前記一方が入力され、他端が前記第3演算増幅器の反転入力端子と接続された第8抵抗と、
前記第3演算増幅器の出力端子とその反転入力端子の間に設けられた第9抵抗と、
を含むことを特徴とする請求項7に記載のオーディオ信号処理回路。 - 入力された複数のデジタルオーディオ信号それぞれにデジタル信号処理を施し、前記第1デジタルオーディオ信号、前記第2デジタルオーディオ信号を出力するデジタルシグナルプロセッサをさらに備えることを特徴とする請求項1から8のいずれかに記載のオーディオ信号処理回路。
- ひとつの半導体基板に一体集積化されることを特徴とする請求項1から9のいずれかに記載のオーディオ信号処理回路。
- 請求項1から9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車載用オーディオ装置。
- 請求項1から9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電子機器。
- 請求項1から9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コンポーネント装置。
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