JP7263859B2 - D/A converter, audio equipment, electronic musical instrument and D/A conversion method - Google Patents

D/A converter, audio equipment, electronic musical instrument and D/A conversion method Download PDF

Info

Publication number
JP7263859B2
JP7263859B2 JP2019048230A JP2019048230A JP7263859B2 JP 7263859 B2 JP7263859 B2 JP 7263859B2 JP 2019048230 A JP2019048230 A JP 2019048230A JP 2019048230 A JP2019048230 A JP 2019048230A JP 7263859 B2 JP7263859 B2 JP 7263859B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pwm
pwm signal
output
specific value
selector
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2019048230A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2020150483A (en
Inventor
吾朗 坂田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Casio Computer Co Ltd
Original Assignee
Casio Computer Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Casio Computer Co Ltd filed Critical Casio Computer Co Ltd
Priority to JP2019048230A priority Critical patent/JP7263859B2/en
Publication of JP2020150483A publication Critical patent/JP2020150483A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7263859B2 publication Critical patent/JP7263859B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)

Description

本発明は、D/A変換装置、音響機器、電子楽器及びD/A変換方法に関する。 The present invention relates to a D/A conversion device, audio equipment, electronic musical instrument, and D/A conversion method.

例えば、電子楽器の出力段に設けられるD/A変換部において、オーバーサンプリングしたデジタル値のオーディオデータをΔΣ変換して得られる信号出力のパルス幅は、後段のアナログ積分器により再量子化雑音が除去されて、ローパスフィルタでD/A変換を行なうための電圧信号に変換される。この電圧信号の時間軸方向の精度は、変換精度に直結するために、高い精度が求められる。 For example, in the D/A converter provided in the output stage of an electronic musical instrument, the pulse width of the signal output obtained by delta-sigma conversion of oversampled digital value audio data is requantized by an analog integrator in the latter stage. It is removed and converted to a voltage signal for D/A conversion by a low-pass filter. The accuracy of the voltage signal in the direction of the time axis is directly linked to the conversion accuracy, so high accuracy is required.

D/A変換部においては、一般にPLL(位相同期ループ)回路と水晶発振子を用いた構成クロック発生部を有するもので、これらPLL回路や水晶発振子のジッター成分が、上述した理由からノイズとなって音質を劣化させる要因となる。 The D/A conversion section generally has a configuration clock generator that uses a PLL (phase locked loop) circuit and a crystal oscillator, and the jitter components of these PLL circuits and the crystal oscillator are regarded as noise for the reasons described above. It becomes a factor that degrades the sound quality.

ジッターは、発振周波数の周期に対して一定の割合で変動する成分が多いことが知られている。そのジッター成分の最大値の時間は、発信周波数を分周したとしても、デジタル回路の性質上、変わることがない。したがって、分周する割合を大きくし、より低速にすれば、そのクロックのジッターの比率が小さくなり、信号のノイズが低減することになる。これはすなわち、パルスを長い周期とすることで、一定のジッター成分の割合が小さくなり、相対的にノイズの成分が低減することを意味する。 Jitter is known to have many components that fluctuate at a constant rate with respect to the cycle of the oscillation frequency. The time of the maximum value of the jitter component does not change due to the nature of digital circuits even if the oscillation frequency is divided. Therefore, if the frequency division ratio is increased and the speed is decreased, the jitter ratio of the clock will be decreased and the signal noise will be reduced. This means that by setting the pulse to a long period, the proportion of the constant jitter component is reduced and the noise component is relatively reduced.

しかしながら一方で、デジタル値のオーディオデータをΔΣ変換する際には、ノイズシェーピング効果をより高めるために、動作周波数を高める必要がある。 On the other hand, however, when digital audio data is subjected to delta-sigma conversion, it is necessary to raise the operating frequency in order to further enhance the noise shaping effect.

このように相反する要求から、ΔΣ変換を行なう際の動作周波数を、デジタルオーディオデータのサンプリング周波数Fsの何倍に設定するのかを決定することが困難な要因となっている。 Due to such conflicting requirements, it is difficult to determine how many times the sampling frequency Fs of the digital audio data should be set for the operating frequency when performing the ΔΣ conversion.

この種のオーバーサンプリング及びノイズシェーピングを利用したDA変換装置において、ノイズやジッターの影響が少ない高精度のアナログ出力を得るための技術が提案されている。(例えば、特許文献1) Techniques have been proposed for obtaining high-precision analog output that is less affected by noise and jitter in this type of DA converter using oversampling and noise shaping. (For example, Patent Document 1)

特開平05-037382号公報JP-A-05-037382

前記特許文献に記載された技術を含めて、D/A変換時に得られるアナログ信号中のノイズを確実に低減させることが可能な技術が模索されていた。 Techniques, including the techniques described in the above-mentioned patent documents, have been sought that can reliably reduce noise in analog signals obtained during D/A conversion.

本発明は前記のような実情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、ΔΣ変換で得られる出力信号を有効に活用し、ノイズシェーピングの効果を下げることなくノイズを低減させることが可能なD/A変換装置、音響機器、電子楽器及びD/A変換方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and its object is to effectively utilize the output signal obtained by ΔΣ conversion and reduce noise without lowering the effect of noise shaping. It is an object of the present invention to provide a possible D/A conversion device, audio equipment, electronic musical instrument, and D/A conversion method.

本発明の一態様は、順次入力されるデータに対してΔΣ演算を実行するΔΣ演算回路と、前記ΔΣ演算回路から出力される演算結果により特定の値が連続するか否かを検出する検出回路と、前記検出回路により前記特定の値が連続しないこと検出した場合に、ΔΣ演算周期を示す第1のPWM周期でPWM信号を発生し、前記検出回路により前記特定の値が連続することを検出した場合に、前記第1のPWM周期より長い周期であって、前記特定の値が連続する度合いに応じて複数の周期のなかから決定される周期でPWM信号を発生するPWM信号発生回路と、を備える。 One aspect of the present invention is a ΔΣ calculation circuit that performs ΔΣ calculation on data that is sequentially input, and a detection circuit that detects whether or not specific values are consecutive based on calculation results output from the ΔΣ calculation circuit. and, when the detection circuit detects that the specific value is discontinuous, a PWM signal is generated in a first PWM cycle indicating the ΔΣ calculation cycle, and the detection circuit detects that the specific value is continuous. a PWM signal generation circuit for generating a PWM signal in a cycle longer than the first PWM cycle and determined from among a plurality of cycles according to the degree of continuity of the specific value; Prepare.

本発明によれば、ΔΣ変換で得られる出力信号を有効に活用し、ノイズシェーピングの効果を下げることなくノイズを低減させることが可能となる。 According to the present invention, it is possible to effectively utilize an output signal obtained by ΔΣ conversion and reduce noise without lowering the effect of noise shaping.

本発明の一実施形態に係るD/A変換装置を用いた電子楽器全体の構成を示すブロック図。1 is a block diagram showing the overall configuration of an electronic musical instrument using a D/A converter according to an embodiment of the invention; FIG. 同実施形態に係るクロックとPWM信号の波形例を示すタイミングチャート。4 is a timing chart showing waveform examples of a clock and a PWM signal according to the same embodiment; 同実施形態に係る出力部15Cが出力するPWM信号の波形を示すタイミングチャート。4 is a timing chart showing waveforms of PWM signals output by an output unit 15C according to the embodiment; 同実施形態に係るΔΣモジュレータが有する演算回路の機能構成を示すブロック図。FIG. 2 is a block diagram showing the functional configuration of an arithmetic circuit included in the ΔΣ modulator according to the embodiment; 同実施形態に係るe(ノイズ)をグラフ化したノイズシェーピング周波数特性を示す図。The figure which shows the noise shaping frequency characteristic which graphed e (noise) which concerns on the same embodiment. 同実施形態に係るΔΣモジュレータの具体的なハードウェア回路で実現した構成を示すブロック図。FIG. 4 is a block diagram showing a configuration realized by a specific hardware circuit of the ΔΣ modulator according to the embodiment; 同実施形態に係るΔΣモジュレータでの演算処理の内容を、mカウンタのカウント値と対応付けて示す図。FIG. 5 is a diagram showing the content of arithmetic processing in the ΔΣ modulator according to the embodiment in association with the count value of the m counter; 同実施形態に係るシフトレジスタ部の具体的な回路構成を示すブロック図。FIG. 2 is a block diagram showing a specific circuit configuration of a shift register section according to the same embodiment; 同実施形態に係る出力部とDフリップフロップの具体的なハードウェア回路の構成を示すブロック図。FIG. 2 is a block diagram showing a specific hardware circuit configuration of an output section and a D flip-flop according to the embodiment;

以下、本発明の一実施形態を図面を参照して詳細に説明する。
図1は、本実施形態に係るD/A変換装置(DAC)を用いた電子楽器全体の構成を示すブロック図である。同図において、例えば鍵盤等で構成される操作部11での操作信号が、LSIチップCH1のCPU12に入力される。CPU12は、LSIチップCH1内でバスB1を介して、この電子楽器用の動作プログラムや定型データ等を記憶したROM13、操作された内容に対応したデジタル音声データを発生する音源部14、及びDAC15と接続される。
An embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of an electronic musical instrument using a D/A converter (DAC) according to this embodiment. In the figure, an operation signal from an operation unit 11 composed of, for example, a keyboard is input to the CPU 12 of the LSI chip CH1. The CPU 12 communicates with a ROM 13 storing operating programs and standard data for this electronic musical instrument, a tone generator 14 generating digital audio data corresponding to the contents of operations, and a DAC 15 via a bus B1 within the LSI chip CH1. Connected.

さらにLSIチップCH1内には、水晶発振器(Xtal)16及びPLL17が設けられる。水晶発振器16は、LSIチップCH1に外付けされた水晶振動子CU1に一定の電圧を印加して、基準となる第1のクロックであるクロックclk-xtalを発振し、LSIチップCH1内の各回路及びPLL17へ供給する。 Furthermore, a crystal oscillator (Xtal) 16 and a PLL 17 are provided in the LSI chip CH1. The crystal oscillator 16 applies a constant voltage to the crystal oscillator CU1 externally attached to the LSI chip CH1 to oscillate the clock clk-xtal, which is the first clock that serves as a reference, to each circuit in the LSI chip CH1. and the PLL 17.

PLL17は、クロックclk-xtalを受けて、より高い周波数の第2のクロックであるクロックclk-pllを発振し、前記LSIチップCH1内の各回路へ供給する。 The PLL 17 receives the clock clk-xtal, oscillates the clock clk-pll, which is a second clock with a higher frequency, and supplies it to each circuit in the LSI chip CH1.

CPU12は、操作部11から受けた操作信号に応じて音源部14に音程、音量などのパラメータを送信する。これを受けた音源部14が、対応するデジタル音声データをDAC15へ出力する。 The CPU 12 transmits parameters such as pitch and volume to the sound source section 14 according to the operation signal received from the operation section 11 . The sound source section 14 receiving this outputs the corresponding digital audio data to the DAC 15 .

DAC15は、ΔΣモジュレータ15A、シフトレジスタ部15B、出力部15C、Dフリップフロップ(DF/F)15Dを有する。 The DAC 15 has a ΔΣ modulator 15A, a shift register section 15B, an output section 15C, and a D flip-flop (DF/F) 15D.

ΔΣモジュレータ15Aは、音源部14から入力されたデジタル音声データを受信し、PLL17からのクロックclk-pllに基づいてΔΣ変調し、その演算結果である量子化データをシフトレジスタ部15Bに出力する。 The delta-sigma modulator 15A receives the digital audio data input from the sound source section 14, performs delta-sigma modulation based on the clock clk-pll from the PLL 17, and outputs quantized data, which is the calculation result, to the shift register section 15B.

シフトレジスタ部15Bは、ΔΣモジュレータ15Aからの量子化データを内部のシフトレジスタによりクロックclk-pllの8クロック分だけ遅延させて出力部15Cに出力する過程で、予め設定された同一データ、例えばデューティ比が50[%]となるデータが連続しているか否かを判定し、その判定結果を合わせて出力部15Cへ送出する。 The shift register unit 15B delays the quantized data from the ΔΣ modulator 15A by eight clocks clk-pll by an internal shift register and outputs the same data, such as duty cycle, to the output unit 15C. It is determined whether or not data with a ratio of 50[%] are continuous, and the determination results are combined and sent to the output unit 15C.

出力部15Cは、入力される量子化データと判定結果とに応じた平衡型のPWM信号を発生して、Dフリップフロップ15Dへ出力する。 The output section 15C generates a balanced PWM signal according to the input quantized data and the determination result, and outputs it to the D flip-flop 15D.

Dフリップフロップ15Dは、出力部15Cの出力する平衡型のPWM信号を、PLL17からのクロックclk-pllに基づいて波形整形した後に、LSIチップCH1外のローパスフィルタ18に出力する。 The D flip-flop 15D waveform-shapes the balanced PWM signal output from the output section 15C based on the clock clk-pll from the PLL 17, and then outputs it to the low-pass filter 18 outside the LSI chip CH1.

ローパスフィルタ18は、例えば図示する如く直列RC回路を用い、与えられたPWM信号をアナログ音声信号に変換してアンプ(amp)19へ出力する。アンプ19は、後述するように、差動アンプを用いることが望ましい。アンプ19として差動アンプを用いる場合、平衡型の信号に対応して、実際には2系統の直列RC回路が設けられる。 The low-pass filter 18 uses, for example, a serial RC circuit as shown, converts the given PWM signal into an analog audio signal, and outputs it to an amplifier (amp) 19 . As for the amplifier 19, it is desirable to use a differential amplifier, as will be described later. When a differential amplifier is used as the amplifier 19, two series RC circuits are actually provided for balanced signals.

アンプ19で適宜増幅率により増幅されたアナログ音声信号により、スピーカ20が拡声駆動されて、放音される。 A loudspeaker 20 is driven by an analog audio signal amplified by an appropriate amplification factor in the amplifier 19 to emit sound.

図2は、PLL17が発振するクロックclk-pll(図2(A))、及び出力部15Cで作成されるPWM信号(図2(B)~図2(D))の関係を例示する図である。 FIG. 2 is a diagram illustrating the relationship between the clock clk-pll (FIG. 2(A)) oscillated by the PLL 17 and the PWM signal (FIGS. 2(B) to 2(D)) generated by the output section 15C. be.

クロックclk-pllの8クロック分を演算の1周期として、出力部15CがPWM信号を出力するように動作するものとする。 It is assumed that the output section 15C operates so as to output a PWM signal with eight clocks of the clock clk-pll as one period of calculation.

出力部15Cが発生するPWM信号を図2(B)~図2(D)に例示している。 PWM signals generated by the output section 15C are illustrated in FIGS. 2(B) to 2(D).

図2(B)は、PWM信号の“H”区間が、クロックclk-pllの8周期分一杯の時間幅を有する場合を示している。 FIG. 2(B) shows a case where the "H" section of the PWM signal has a time width of 8 periods of the clock clk-pll.

同様に、図2(C)、図2(D)は、PWM信号の“H”区間が、クロックclk-pllの6周期分、4周期分の時間幅を有する場合を示している。 Similarly, FIGS. 2(C) and 2(D) show the case where the "H" section of the PWM signal has a time width of 6 cycles and 4 cycles of the clock clk-pll.

これらに示すように、PWM信号の最小変化幅は、その立上がりタイミング、立下りタイミング共にクロックclk-pllの1周期分を単位として、時間的に対称となる。1周期8クロック分により、5段階の信号レベルを表現できる。 As shown in these figures, the minimum change width of the PWM signal is temporally symmetric with respect to one period of the clock clk-pll as a unit for both the rising timing and the falling timing. Five levels of signal levels can be represented by eight clocks per period.

PWM信号のデューティ比が50[%]である場合、音声信号として表現する内容は「0」、すなわち無音を示すものとなる。 When the duty ratio of the PWM signal is 50[%], the content expressed as the audio signal is "0", ie, silence.

例えば、ΔΣモジュレータ15Aが音源のサンプリング周波数Fsの32倍のオーバーサンプリング周波数で動作している場合であれば、ΔΣモジュレータ15Aの出力をPWM化する出力部15Cは、サンプリング周波数Fsの「1/32」より大きい範囲で、出力するPWM信号の周期を延長することができる。 For example, if the ΔΣ modulator 15A operates at an oversampling frequency that is 32 times the sampling frequency Fs of the sound source, the output section 15C that converts the output of the ΔΣ modulator 15A into PWM has a frequency of 1/32 of the sampling frequency Fs. ”, the period of the output PWM signal can be extended.

図3は、クロックclk-pllと、出力部15Cが出力するPWM信号の波形を示すタイミングチャートである。 FIG. 3 is a timing chart showing waveforms of the clock clk-pll and the PWM signal output from the output section 15C.

図3(A)に示すように、PLL17の出力するクロックclk-pllの8周期分をΔΣモジュレータ15Aが図3(B)に示すように基本の演算周期1周期分として動作するものとする。 As shown in FIG. 3A, it is assumed that the ΔΣ modulator 15A operates with eight cycles of the clock clk-pll output from the PLL 17 as one basic operation cycle as shown in FIG. 3B.

また、音源部14からDAC15に入力されるデジタル音声データが、時間的に連続して、無音を示す内容「0」であった場合、それを検出するシフトレジスタ部15Bからの一致判定信号に基づいて、出力部15Cは図3(C)に示すような基本周期の2倍となるクロックclk-pllの16周期分、図3(D)に示すような基本周期の4倍となるクロックclk-pllの32周期分、図3(E)に示すような基本周期の8倍となるクロックclk-pllの64周期分のPWM信号を出力する。 Further, when the digital audio data input from the sound source unit 14 to the DAC 15 is temporally continuous and has content "0" indicating silence, it is detected based on the coincidence determination signal from the shift register unit 15B. As a result, the output unit 15C outputs 16 cycles of the clock clk-pll that is twice the basic cycle as shown in FIG. 3(C), and the clock clk- A PWM signal for 32 cycles of pll and 64 cycles of clock clk-pll, which is eight times the basic cycle as shown in FIG. 3(E), is output.

図4により、ΔΣモジュレータ15Aが有する演算回路の機能構成を示すブロック図について説明する。
同図でΔΣモジュレータ15Aは、減算器(-)41、加算器(+)42,44,46,47,51、遅延器(Z-1)43,48,52,54、乗算器45,49,50、及び量子化器53を含む。
With reference to FIG. 4, a block diagram showing the functional configuration of the arithmetic circuit of the ΔΣ modulator 15A will be described.
In the figure, the ΔΣ modulator 15A includes a subtractor (−) 41, adders (+) 42, 44, 46, 47, 51, delay devices (Z -1 ) 43, 48, 52, 54, multipliers 45, 49 , 50 and a quantizer 53 .

音源部14から入力されるデジタル音声データは、減算器41で量子化器53の出力を遅延する遅延器54の出力分だけ減算されて、その差分が加算器42へ出力される。加算器42は、自身の出力を遅延させる遅延器43の出力z0を加算して、その和を同遅延器43、加算器44、及び乗算器45へ出力する。 The digital audio data input from the sound source section 14 is subtracted by the output of the delay device 54 that delays the output of the quantizer 53 in the subtractor 41 , and the difference is output to the adder 42 . The adder 42 adds the output z 0 of the delay device 43 that delays its own output, and outputs the sum to the delay device 43 , the adder 44 and the multiplier 45 .

乗算器45は、加算器42の出力を乗数k0で乗算してその積を加算器46へ出力する。加算器46は、乗算器45の出力と乗算器49の出力とを加算して、その和を加算器47へ出力する。 Multiplier 45 multiplies the output of adder 42 by multiplier k 0 and outputs the product to adder 46 . Adder 46 adds the output of multiplier 45 and the output of multiplier 49 and outputs the sum to adder 47 .

加算器47は、加算器46の出力と、自身の出力を遅延させる遅延器48の出力z1とを加算し、その和を同遅延器48、加算器44、及び乗算器50へ出力する。乗算器50は、加算器47の出力を乗数k1で乗算してその積を加算器51へ出力する。 The adder 47 adds the output of the adder 46 and the output z 1 of the delay device 48 that delays its own output, and outputs the sum to the delay device 48 , the adder 44 and the multiplier 50 . Multiplier 50 multiplies the output of adder 47 by multiplier k 1 and outputs the product to adder 51 .

加算器51は、乗算器50の出力と、自身の出力を遅延させる遅延器52の出力z2とを加算し、その和を同遅延器52、加算器44、及び乗算器49へ出力する。乗算器49は、加算器51の出力を乗数a0で乗算してその積を加算器46へ出力する。 The adder 51 adds the output of the multiplier 50 and the output z2 of the delay device 52 that delays its own output, and outputs the sum to the delay device 52 , the adder 44 and the multiplier 49 . Multiplier 49 multiplies the output of adder 51 by multiplier a 0 and outputs the product to adder 46 .

前記加算器44は、加算器42,47,51の各出力を加算し、その和を量子化器53へ出力して、量子化させる。そして、量子化器53の出力が、ΔΣモジュレータ15Aの出力として次段のシフトレジスタ部15Bへ出力されると共に、遅延器54へ出力される。遅延器54は、量子化器53の出力を遅延してその出力z3を減算器41に減数として与えることで、入力に対するネガティブフィードバックをかける。 The adder 44 adds the outputs of the adders 42, 47 and 51 and outputs the sum to the quantizer 53 for quantization. Then, the output of the quantizer 53 is output to the next-stage shift register section 15B as the output of the ΔΣ modulator 15A, and is output to the delay device 54 as well. The delay device 54 delays the output of the quantizer 53 and applies the output z3 to the subtractor 41 as a subtrahend to apply negative feedback to the input.

eを量子化ノイズとした場合、量子化器53の出力yにおける量子化eの特性は以下の式に示すようになる。 When e is quantization noise, the characteristic of quantization e in the output y of the quantizer 53 is as shown in the following equation.

Figure 0007263859000001
Figure 0007263859000001

図5は、前記数式のe(ノイズ)をグラフ化したノイズシェーピング周波数特性を示す図である。同図では横軸が角速度、縦軸がノイズの信号レベル(Quantization Noise)[dB]である。同図中、必要なノイズシェーピング量を-100[dB]とした場合、可聴帯域は角速度0.06(=1/16)程度の範囲となる。 FIG. 5 is a graph showing the noise shaping frequency characteristics of e (noise) in the above formula. In the figure, the horizontal axis is the angular velocity, and the vertical axis is the noise signal level (quantization noise) [dB]. In the figure, if the required amount of noise shaping is -100 [dB], the audible band is in the range of about 0.06 (=1/16) of the angular velocity.

すなわち、デジタル音声データのサンプリング周波数Fsdに対し、ノイズシェーパーのサンプリングレートFspは約16倍程度必要となる。 That is, the sampling rate Fsp of the noise shaper needs to be approximately 16 times the sampling frequency Fsd of the digital audio data.

図6は、図4で示した演算回路の機能構成を、具体的なハードウェア回路で実行する場合を例示するブロック図である。
クロックclk-pllが制御部61に入力される。制御部61は、内部にクロックclk-pllをカウントするためのmカウンタ(mcnt)61Aを備えており、以下の各回路の制御、具体的にはレジスタのラッチイネーブル、セレクタの選択、パラメータの選択を行なう。
FIG. 6 is a block diagram illustrating a case where the functional configuration of the arithmetic circuit shown in FIG. 4 is executed by a specific hardware circuit.
A clock clk-pll is input to the control unit 61 . The control unit 61 has an m counter (mcnt) 61A for counting the clock clk-pll inside, and controls the following circuits, specifically register latch enable, selector selection, and parameter selection. do

ΔΣモジュレータ15Aは、前記制御部61の他に、レジスタ62,63、セレクタ64~66、乗算器(MUL)67、加算器(ADD)68、パラメータ定数発生器69、量子化器70、及び遅延用のレジスタ71A~71Dを有している。 In addition to the control unit 61, the ΔΣ modulator 15A includes registers 62 and 63, selectors 64 to 66, a multiplier (MUL) 67, an adder (ADD) 68, a parameter constant generator 69, a quantizer 70, and a delay has registers 71A to 71D for

前段の音源部14からのデジタル音声データが、セレクタ66に入力される。セレクタ66にはまた、セレクタ65、乗算器67の各出力が入力され、制御部61に従って選択した1つの値を加算器68へ出力する。 Digital audio data from the preceding tone generator 14 is input to the selector 66 . The selector 66 also receives the outputs of the selector 65 and the multiplier 67 , and outputs one value selected according to the control section 61 to the adder 68 .

加算器68にはまた、レジスタ(AC)62の保持値が入力され、制御部61に従って加算した和を、図4の遅延器43,48,52,54で用いるレジスタ(z0~z3)71A~71D、及びセレクタ64へ出力する。 The adder 68 also receives the value held in the register (AC) 62, and outputs the sum added according to the control unit 61 to the registers (z0 to z3) 71A to 71A to 71D and the selector 64.

レジスタ71A~71Dの保持値はセレクタ65に入力される。セレクタ65は、レジスタ71A~71Dの各保持値中から一つを制御部61からの制御に従って選択し、選択した値をセレクタ66及び乗算器67へ出力する。 The values held in the registers 71A-71D are input to the selector 65. FIG. The selector 65 selects one of the values held in the registers 71A to 71D under the control of the control section 61 and outputs the selected value to the selector 66 and the multiplier 67 .

乗算器67は、セレクタ65の出力と、パラメータ定数発生器69から与えられる、パラメータ定数k0,k1,a0のいずれかを乗算し、その積をセレクタ66へ出力する。 The multiplier 67 multiplies the output of the selector 65 by one of the parameter constants k0, k1 and a0 supplied from the parameter constant generator 69 and outputs the product to the selector 66. FIG.

セレクタ64は、加算器68の出力と量子化器70(53)の出力の一方を、制御部61に従って選択し、レジスタ(AC)62に保持させる。レジスタ62の保持値は、量子化器70及び加算器68に読出される。 The selector 64 selects one of the output of the adder 68 and the output of the quantizer 70 (53) according to the control section 61 and causes the register (AC) 62 to hold it. The value held in register 62 is read out to quantizer 70 and adder 68 .

そして、量子化器70の出力する、前記ΔΣ演算部15Bの演算結果が、セレクタ64へ送られる一方で、レジスタ(DR)63に保持され、その保持値が読出されて次段のシフトレジスタ部15Bへ出力される。 Then, the operation result of the ΔΣ operation unit 15B, which is output from the quantizer 70, is sent to the selector 64, while it is held in a register (DR) 63. 15B.

図7は、図6のハードウェア回路で実行されるΔΣモジュレータ15Aでの演算処理の内容を、制御部61のmカウンタ61Aのカウント値と対応付けて示す図である。mカウンタ61Aは、ΔΣモジュレータ15Aの動作を制御する基本カウンタであり、「0」~「7」の8カウント値を採り得る。 FIG. 7 is a diagram showing the content of arithmetic processing in the ΔΣ modulator 15A executed by the hardware circuit of FIG. The m counter 61A is a basic counter that controls the operation of the ΔΣ modulator 15A, and can take eight count values from "0" to "7".

mカウンタ61Aは、PWM周期毎にリセットされて「0」となり、以後クロックclk-pllにより「+1」ずつカウントアップして、最上値「7」となった後は、リセットされるまでの間、カウント値「7」を保持する。
前記mカウンタ61Aのカウント値が「7」である間は、リセット動作の待機状態となる。
The m-counter 61A is reset to "0" at each PWM cycle, then counts up by "+1" by the clock clk-pll, and after reaching the highest value "7", until it is reset, Holds the count value "7".
While the count value of the m-counter 61A is "7", the reset operation waits.

簡単に、mカウンタ61Aのカウント値「0」~「7」に対応した、ΔΣモジュレータ15A内での制御部61による演算内容を説明する。 A brief description will be given of the calculation contents by the controller 61 in the ΔΣ modulator 15A corresponding to the count values "0" to "7" of the m counter 61A.

0:mカウンタ61Aをリセットして「0」とすると、レジスタ71Dの保持する遅延値z3をセレクタ65で選択させ、セレクタ65の選択結果と音源部14からの入力データとを順次セレクタ66で選択させる。各選択結果を加算器68で加算させ、その和出力をセレクタ64で選択させて、レジスタ62に保持させる。 When the 0:m counter 61A is reset to "0", the delay value z3 held in the register 71D is selected by the selector 65, and the selection result of the selector 65 and the input data from the tone generator section 14 are sequentially selected by the selector 66. Let Each selection result is added by the adder 68 and the sum output is selected by the selector 64 and held in the register 62 .

加えて、レジスタ62の保持値を読出して量子化器70へ出力して量子化処理させ、その出力をレジスタ63を介して次段のシフトレジスタ部15Bへ出力させる。 In addition, the value held in register 62 is read out and output to quantizer 70 for quantization processing, and the output is output via register 63 to shift register section 15B in the next stage.

1:レジスタ71Aの保持する遅延値z0をセレクタ65で選択させ、前記セレクタ65の選択結果をセレクタ66で選択させる。加算器68でセレクタ66の選択結果とレジスタ62の保持値を加算させ、その和出力を前記レジスタ71Aに保持させる。 1: The selector 65 selects the delay value z0 held by the register 71A, and the selector 66 selects the selection result of the selector 65. The adder 68 adds the selection result of the selector 66 and the value held in the register 62, and the sum output is held in the register 71A.

加えて、量子化器70の出力を、セレクタ64、レジスタ62、加算器68を介してレジスタ71Dに保持させる。
2:レジスタ71Cの保持する遅延値z2をセレクタ65で選択させると共に、パラメータ定数発生器69にパラメータ定数a0を出力させて、それら2つの値を乗算器67で乗算させる。得られる積をセレクタ66、加算器68、セレクタ64を介してレジスタ62に保持させる。
In addition, the output of quantizer 70 is held in register 71D via selector 64, register 62 and adder 68. FIG.
2: The selector 65 selects the delay value z2 held by the register 71C, the parameter constant generator 69 outputs the parameter constant a0, and the multiplier 67 multiplies these two values. The obtained product is held in register 62 via selector 66 , adder 68 and selector 64 .

3:レジスタ71Aの保持する遅延値z0をセレクタ65で選択させると共に、パラメータ定数発生器69にパラメータ定数k0を出力させて、それら2つの値を乗算器67で乗算させる。得られる積をセレクタ66で選択させると共に、レジスタ62の保持値を読出して加算器68へ出力させる。加算器68でこれら2つの値を加算させ、その和をセレクタ64を介してあらためてレジスタ62に保持させる。 3: The selector 65 selects the delay value z0 held by the register 71A, the parameter constant generator 69 outputs the parameter constant k0, and the multiplier 67 multiplies these two values. Selector 66 selects the resulting product, and the value held in register 62 is read out and output to adder 68 . An adder 68 adds these two values, and the sum is again held in the register 62 via a selector 64 .

4:レジスタ71Bの保持する遅延値z1をセレクタ65,66で選択させて加算器68へ出力させると共に、レジスタ62の保持値を読出して加算器68へ出力させる。加算器68でこれら2つの値を加算させ、その和をあらためてレジスタ71Bに保持させる。 4: The selectors 65 and 66 select the delay value z1 held by the register 71B and output it to the adder 68, and the value held in the register 62 is read and output to the adder 68. The adder 68 adds these two values, and the sum is stored again in the register 71B.

5:レジスタ71Bの保持する遅延値z1をセレクタ65で選択させると共に、パラメータ定数発生器69にパラメータ定数k1を出力させて、それら2つの値を乗算器67で乗算させる。得られる積をセレクタ66、加算器68、セレクタ64を介してレジスタ62に保持させる。 5: The selector 65 selects the delay value z1 held by the register 71B, the parameter constant generator 69 outputs the parameter constant k1, and the multiplier 67 multiplies these two values. The obtained product is held in register 62 via selector 66 , adder 68 and selector 64 .

6:レジスタ71Cの保持する遅延値z2をセレクタ65,66で選択させて加算器68へ出力させると共に、レジスタ62の保持値を読出して加算器68へ出力させる。加算器68でこれら2つの値を加算させ、その和をあらためてレジスタ71Cに保持させる。 6: The delay value z2 held by the register 71C is selected by the selectors 65 and 66 and output to the adder 68, and the value held in the register 62 is read and output to the adder 68; The adder 68 adds these two values, and the sum is stored again in the register 71C.

7:レジスタ71A~71Cの保持する遅延値z0~z2を順次セレクタ65,66で選択させて、シリアルに加算器68へ出力させる。加算器68でこれら3つの値を加算させ、その和をセレクタ64を介してレジスタ62に保持させる。 7: The delay values z0 to z2 held by the registers 71A to 71C are sequentially selected by the selectors 65 and 66 and output to the adder 68 serially. Adder 68 adds these three values, and the sum is held in register 62 via selector 64 .

このように、PWM周期毎にリセットされ、クロックclk-pllによりカウント動作するmカウンタ61Aのカウント値mcntに応じて、上述したようにΔΣ演算処理が実行される。 In this manner, the ΔΣ arithmetic processing is executed as described above according to the count value mcnt of the m counter 61A which is reset every PWM cycle and counts according to the clock clk-pll.

図8は、ΔΣモジュレータ15Aの出力を遅延するシフトレジスタ部15Bの具体的な回路構成を示すブロック図である。 FIG. 8 is a block diagram showing a specific circuit configuration of the shift register section 15B that delays the output of the ΔΣ modulator 15A.

シフトレジスタ部15Bは、8段の3ビットDフリップフロップ81A~81Hで構成されるシフトレジスタと、0比較器82~84とを有する。ΔΣモジュレータ15Aの出力が、Dフリップフロップ81A~81Hを介して後段の出力部15Cへ出力される。Dフリップフロップ81A~81HにはΔΣモジュレータ15AからΔΣサイクルクロックが動作クロックとして供給されている。 The shift register section 15B has a shift register composed of eight stages of 3-bit D flip-flops 81A-81H and 0 comparators 82-84. The output of the ΔΣ modulator 15A is output to the subsequent output section 15C via D flip-flops 81A-81H. A ΔΣ cycle clock is supplied from the ΔΣ modulator 15A to the D flip-flops 81A to 81H as an operation clock.

シフトレジスタを構成する8段のDフリップフロップ81A~81Hの各出力が0比較器82に出力される。さらに、後方の4段のDフリップフロップ81E~81Hの各出力が0比較器83に出力される。加えて、最後段の2段のDフリップフロップ81G,81Hの各出力が0比較器84に出力される。 Each output of the eight stages of D flip-flops 81A to 81H forming the shift register is output to the 0 comparator . Furthermore, each output of the rear four stages of D flip-flops 81E to 81H is output to the 0 comparator 83. FIG. In addition, each output of the last two stages of D flip-flops 81 G and 81 H is output to the 0 comparator 84 .

0比較器82は、Dフリップフロップ81A~81Hの出力がいずれも「0」であった場合に8値一致信号を出力部15Cへ出力する。同様に、0比較器83は、Dフリップフロップ81E~81Hの出力がいずれも「0」であった場合に4値一致信号を出力部15Cへ出力する。0比較器84は、Dフリップフロップ81G,81Hの出力がいずれも「0」であった場合に2値一致信号を出力部15Cへ出力する。 The 0 comparator 82 outputs an 8-level match signal to the output section 15C when the outputs of the D flip-flops 81A to 81H are all "0". Similarly, the 0 comparator 83 outputs a quaternary match signal to the output section 15C when the outputs of the D flip-flops 81E to 81H are all "0". The 0 comparator 84 outputs a binary match signal to the output section 15C when the outputs of the D flip-flops 81G and 81H are both "0".

なお、シフトレジスタ部15Bにおいて、前述した8段のDフリップフロップ81A~81Hからなるシフトレジスタを有することで、信号伝送の過程ではPWM周期8周期分の遅延が発生する。 In the shift register section 15B, a delay of 8 PWM cycles is generated in the process of signal transmission by having the shift register composed of the above-described 8 stages of D flip-flops 81A to 81H.

しかしながら、本実施形態では、32倍程度のオーバーサンプリングしたオーディオデータを取扱うことを前提としており、例えば基本となるサンプリング周波数が44.1[KHz]で32倍のオーバーサンプリングを行なったオーディオデータの場合、約5.67[μ秒](=1/(44.1×10×(32/8)))の遅延が発生することになり、人間の知覚には影響しない、非常に微小な時間であるため、実用上は何ら不具合を生じない。 However, in this embodiment, it is assumed that audio data oversampled by a factor of 32 is handled. , a delay of about 5.67 [μsec] (=1/(44.1×10 3 ×(32/8))) occurs, which is a very small amount of time that does not affect human perception. Therefore, no problem occurs in practice.

図9は、出力部15CとDフリップフロップ15Dの具体的なハードウェア回路の構成を示すブロック図である。 FIG. 9 is a block diagram showing a specific hardware circuit configuration of the output section 15C and the D flip-flop 15D.

出力部15Cは、クロックclk-xtalによりカウント動作するnカウンタ91、nカウンタ91のカウント値をデコードするデコーダ92A~92Hと、第1セレクタ93、第2セレクタ94、第3セレクタ95、及び第4セレクタ96を有する。 The output unit 15C includes an n counter 91 that counts according to the clock clk-xtal, decoders 92A to 92H that decode the count value of the n counter 91, a first selector 93, a second selector 94, a third selector 95, and a fourth selector. It has a selector 96 .

デコーダ92A~92Eは、nカウンタ91のカウント値に基づいて、通常のPWM周期でそれぞれパルス幅が0[%]、25[%]、50[%]、75[%]、100[%]のパルス信号を第1セレクタ93に出力する。 Based on the count value of the n counter 91, the decoders 92A to 92E have pulse widths of 0 [%], 25 [%], 50 [%], 75 [%] and 100 [%] in normal PWM cycles. A pulse signal is output to the first selector 93 .

デコーダ92Fは、nカウンタ91のカウント値に基づいて、通常のPWM周期の2倍の周期でパルス幅が50[%]のパルス信号を第2セレクタ94に出力する。 Based on the count value of the n-counter 91 , the decoder 92</b>F outputs to the second selector 94 a pulse signal having a cycle twice the normal PWM cycle and a pulse width of 50[%].

デコーダ92Gは、nカウンタ91のカウント値に基づいて、通常のPWM周期の4倍の周期でパルス幅が50[%]のパルス信号を第3セレクタ95に出力する。 Based on the count value of the n-counter 91, the decoder 92G outputs to the third selector 95 a pulse signal having a cycle four times the normal PWM cycle and a pulse width of 50[%].

デコーダ92Hは、nカウンタ91のカウント値に基づいて、通常のPWM周期の8倍の周期でパルス幅が50[%]のパルス信号を第4セレクタ96に出力する。 Based on the count value of the n-counter 91, the decoder 92H outputs to the fourth selector 96 a pulse signal having a cycle eight times the normal PWM cycle and a pulse width of 50[%].

第1セレクタ93は、ラッチタイミングで与えられるFIFO信号に応じて、デコーダ92A~92Eの出力するパルス信号のいずれかを選択し、第2セレクタ94へ出力する。 The first selector 93 selects one of the pulse signals output from the decoders 92A to 92E and outputs it to the second selector 94 according to the FIFO signal given at the latch timing.

第2セレクタ94は、前段のシフトレジスタ部15Bからの2値一致信号があった場合に、デコーダ92Fが出力する2倍周期のパルス幅が50[%]のパルス信号を選択し、また2値一致信号がなかった場合に、第1セレクタ93が出力する通常周期のパルス信号を選択して、第3セレクタ95へ出力する。 The second selector 94 selects a pulse signal with a double cycle pulse width of 50[%] output from the decoder 92F when there is a binary match signal from the preceding shift register section 15B, When there is no match signal, the normal period pulse signal output from the first selector 93 is selected and output to the third selector 95 .

第3セレクタ95は、前段のシフトレジスタ部15Bからの4値一致信号があった場合に、デコーダ92Gが出力する4倍周期のパルス幅が50[%]のパルス信号を選択し、また4値一致信号がなかった場合に、第2セレクタ94での選択出力であるパルス信号を選択して、第4セレクタ96へ出力する。 The third selector 95 selects a pulse signal with a quadruple cycle pulse width of 50[%] output from the decoder 92G when there is a quaternary match signal from the shift register section 15B in the previous stage. If there is no match signal, the pulse signal selected by the second selector 94 is selected and output to the fourth selector 96 .

第4セレクタ96は、前段のシフトレジスタ部15Bからの8値一致信号があった場合に、デコーダ92Hが出力する8倍周期のパルス幅が50[%]のパルス信号を選択し、また8値一致信号がなかった場合に、第3セレクタ95での選択出力であるパルス信号を選択して、その正転信号をDフリップフロップ97に、反転信号をDフリップフロップ98に出力する。 The fourth selector 96 selects the 8-fold period pulse signal with a pulse width of 50[%] output from the decoder 92H when there is an 8-level match signal from the shift register section 15B in the previous stage. If there is no match signal, the third selector 95 selects the pulse signal selected and outputs the non-inverted signal to the D flip-flop 97 and the inverted signal to the D flip-flop 98 .

Dフリップフロップ97,98は、平衡型の出力を得るべく2段化されてDフリップフロップ15Dを構成するものであり、共にクロックclk_pllで第4セレクタ96の出力をラッチし、正極出力及び負極出力とする。 The D flip-flops 97 and 98 are arranged in two stages to obtain a balanced output to form the D flip-flop 15D. and

前述したシフトレジスタ部15Bと出力部15Cの構成において、まず、ΔΣモジュレータ15Aの出力を、通常のPWM周期の8周期分遅延させるシフトレジスタ部15Bにおいて、0比較器82~84により、特定の信号、ここでは無音を示す「0」が8回または4回または2回連続しているかどうかを一致検出し、一致が検出された場合に一致信号をDAC15へ出力する。 In the configuration of the shift register section 15B and the output section 15C described above, first, in the shift register section 15B that delays the output of the ΔΣ modulator 15A by 8 cycles of the normal PWM cycle, the 0 comparators 82 to 84 output a specific signal , here, whether or not "0" indicating silence continues eight times, four times, or two times is detected, and a match signal is output to the DAC 15 when a match is detected.

出力部15Cでは、ΔΣ演算結果として無音が連続していない場合には、通常のPWM周期に従ってデコーダ92A~92Eのいずれかの信号を第1セレクタ93により選択させ、第2セレクタ94、第3セレクタ95、第4セレクタ96を介してDフリップフロップ15Dへ出力するよう動作する。 In the output unit 15C, when silence does not continue as a result of the ΔΣ calculation, the first selector 93 selects one of the signals of the decoders 92A to 92E according to the normal PWM period, and the second selector 94 and the third selector 95, operates to output to the D flip-flop 15D via the fourth selector 96;

一方で、ΔΣ演算結果として無音が連続する場合には、その連続している度合いに応じて、シフトレジスタ部15Bで、0比較器84による2値一致信号、0比較器83による4値一致信号、0比較器82による8値一致信号が出力される。 On the other hand, if silence continues as a result of the ΔΣ calculation, the shift register section 15B outputs a binary match signal from the 0 comparator 84 and a 4-level match signal from the 0 comparator 83 according to the degree of continuity. , 0 comparator 82 outputs an 8-level match signal.

出力部15Cにおいては、無音が連続する期間がより長い場合を優先して選択するようにセレクタ93~96を構成しており、ΔΣ演算結果により無音が連続する場合に、その長さに応じて図3(C)~図3(E)で示した、通常のPWM周期の2周期分または4周期分または8周期分のデューティ比50[%]のPWM信号が、無音を示す「0」に相当する信号として選択されて、Dフリップフロップ15Dに出力される。 In the output unit 15C, the selectors 93 to 96 are configured so as to preferentially select when the period of continuous silence is longer. A PWM signal with a duty ratio of 50% for two, four, or eight cycles of the normal PWM cycle shown in FIGS. A corresponding signal is selected and output to the D flip-flop 15D.

Dフリップフロップ15Dにおいて、クロックclk-pllにより音源部14の選択出力をラッチする過程でそれぞれ波形整形し、平衡型の正極出力及び負極出力として出力する。 In the D flip-flop 15D, waveform shaping is performed in the process of latching the selected output of the sound source section 14 by the clock clk-pll, and the output is output as balanced positive and negative outputs.

これらDフリップフロップ15Dの出力が、それぞれローパスフィルタ18を介してアナログ音声信号としてアンプ19へ出力される。アンプ19は、前述した如く差動アンプで構成され、正転信号と反転信号の差分に応じて、与えられる増幅率によりアナログ音声信号を増幅し、スピーカ20により放音させる。 The outputs of these D flip-flops 15D are output to amplifier 19 as analog audio signals via low-pass filters 18, respectively. The amplifier 19 is composed of a differential amplifier as described above, amplifies the analog audio signal with a given amplification factor according to the difference between the normal signal and the inverted signal, and causes the speaker 20 to emit sound.

一連のデジタル処理や配線伝送路で信号に重畳するノイズ成分は、正転信号と反転信号に同様に重畳される成分が多く、アンプ19を差動アンプで構成することにより信号の差分のみを増幅することで、同相のノイズ成分を相殺して除去することができる。 Many of the noise components superimposed on the signal in a series of digital processing and the wiring transmission line are similarly superimposed on the normal signal and the inverted signal, and by configuring the amplifier 19 with a differential amplifier, only the difference between the signals is amplified. By doing so, in-phase noise components can be canceled and removed.

以上詳述した如く本実施形態によれば、ΔΣ変換して得られる出力信号を有効に活用し、所定のΔΣ変換結果が連続する場合に、ノイズシェーピングの効果を下げることなくノイズを低減させることが可能となる。 As described in detail above, according to the present embodiment, the output signal obtained by the ΔΣ conversion is effectively utilized, and when predetermined ΔΣ conversion results are consecutive, noise can be reduced without lowering the effect of noise shaping. becomes possible.

また本実施形態では、所定のΔΣ変換結果が連続する場合に、その連続する度合いに応じた複数の周期、例えば2周期、4周期、8周期のPWM信号の中から適切なものを発生させるようにしたので、信号の内容に適応して効率的にノイズを低減させることが可能となる。 Further, in the present embodiment, when predetermined ΔΣ conversion results are continuous, a plurality of cycles, for example, 2 cycles, 4 cycles, and 8 cycles of PWM signals are generated according to the degree of continuity. Therefore, it is possible to efficiently reduce noise by adapting to the content of the signal.

より具体的には、標準となるPWM周期に対して、2周期のPWM信号とした場合に約-3[dB]、4周期のPWM信号とした場合に約-6[dB]、8周期のPWM信号とした場合に約-9[dB]のノイズ低減効果が実験により得られたことを付記しておく。 More specifically, with respect to the standard PWM cycle, it is about -3 [dB] when using a PWM signal of 2 cycles, about -6 [dB] when using a PWM signal of 4 cycles, and about -6 [dB] when using a PWM signal of 8 cycles. It should be noted that a noise reduction effect of about -9 [dB] was obtained by experiment when the PWM signal was used.

なお、本願発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、各実施形態は可能な限り適宜組み合わせて実施してもよく、その場合組み合わせた効果が得られる。更に、前記実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適当な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。 It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be variously modified in the implementation stage without departing from the gist of the invention. Moreover, each embodiment may be implemented in combination as much as possible, and in that case, the combined effect can be obtained. Furthermore, the above-described embodiments include inventions at various stages, and various inventions can be extracted by appropriate combinations of a plurality of disclosed constituent elements. For example, even if some constituent elements are deleted from all the constituent elements shown in the embodiments, the problems described in the column of problems to be solved by the invention can be solved, and the effects described in the column of effects of the invention is obtained, the configuration from which this constituent element is deleted can be extracted as an invention.

以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
[請求項1]
順次入力されるデータに対してΔΣ演算を実行するΔΣ演算回路と、
前記ΔΣ演算回路の演算結果により特定の値が連続するか否かを検出する検出回路と、
前記検出回路により前記特定の値が連続しないこと検出した場合に、ΔΣ演算周期を示す第1のPWM周期でPWM信号を発生し、前記検出回路により前記特定の値が連続することを検出した場合に、前記第1のPWM周期より長い周期でPWM信号を発生するPWM信号発生回路と、
を備えるD/A変換装置。
[請求項2]
PWM信号発生回路は、前記特定の値が2回連続することを検出した場合に、前記第1のPWM周期の2倍長の第2のPWM周期でPWM信号を発生させる、
請求項1に記載のD/A変換装置。
[請求項3]
PWM信号発生回路は、前記特定の値が4回連続することを検出した場合に、前記第1のPWM周期の4倍長の第3のPWM周期でPWM信号を発生させる、
請求項1または2に記載のD/A変換装置。
[請求項4]
PWM信号発生回路は、前記特定の値が8回連続することを検出した場合に、前記第1のPWM周期の8倍長の第4のPWM周期でPWM信号を発生させる、
請求項1から3のいずれかに記載のD/A変換装置。
[請求項5]
前記特定の値は、0を示す値である、
請求項1から4のいずれかに記載のD/A変換装置。
[請求項6]
請求項1から5のいずれかに記載のD/A変換装置と、
前記D/A変換装置により発生された前記PWM信号に基づいて発音するスピーカと、
を備える音響機器。
[請求項7]
請求項1から5のいずれかに記載のD/A変換装置と、
音高を指定するための操作子と、
前記操作子へのユーザ操作に応じて前記D/A変換装置により発生された前記PWM信号に基づいて発音するスピーカと、
を備える電子楽器。
[請求項8]
電子楽器のコンピュータに、
順次入力されるデータに対してΔΣ演算を実行させ、
前記ΔΣ演算の結果により特定の値が連続するか否かを検出させ、
前記特定の値が連続しないこと検出した場合に、ΔΣ演算周期を示す第1のPWM周期でPWM信号を発生させ、前記検出により前記特定の値が連続することを検出した場合に、前記第1のPWM周期より長い周期でPWM信号を発生させる、
D/A変換方法。
The invention described in the original claims of the present application is appended below.
[Claim 1]
a delta-sigma calculation circuit that performs a delta-sigma calculation on sequentially input data;
a detection circuit that detects whether or not specific values are continuous based on the calculation result of the ΔΣ calculation circuit;
When the detection circuit detects that the specific value is discontinuous, the PWM signal is generated in the first PWM cycle indicating the ΔΣ calculation cycle, and the detection circuit detects that the specific value is continuous. a PWM signal generating circuit that generates a PWM signal with a period longer than the first PWM period;
A D/A conversion device comprising:
[Claim 2]
The PWM signal generation circuit generates a PWM signal in a second PWM period that is twice as long as the first PWM period when detecting that the specific value continues twice.
The D/A conversion device according to claim 1.
[Claim 3]
The PWM signal generation circuit generates a PWM signal in a third PWM period that is four times as long as the first PWM period when detecting that the specific value continues four times.
3. The D/A converter according to claim 1 or 2.
[Claim 4]
The PWM signal generation circuit generates a PWM signal in a fourth PWM period eight times as long as the first PWM period when detecting that the specific value continues eight times.
4. The D/A conversion device according to claim 1.
[Claim 5]
The specific value is a value indicating 0,
5. The D/A converter according to claim 1.
[Claim 6]
a D/A conversion device according to any one of claims 1 to 5;
a speaker that produces sound based on the PWM signal generated by the D/A conversion device;
Acoustic equipment with
[Claim 7]
a D/A conversion device according to any one of claims 1 to 5;
A control for specifying the pitch,
a speaker that produces sound based on the PWM signal generated by the D/A conversion device in response to a user operation on the operator;
electronic musical instrument.
[Claim 8]
to the computer of the electronic musical instrument,
ΔΣ operation is performed on sequentially input data,
Detecting whether or not specific values are continuous based on the result of the ΔΣ calculation,
When it is detected that the specific value is discontinuous, a PWM signal is generated in a first PWM cycle indicating a ΔΣ calculation cycle, and when it is detected that the specific value is continuous by the detection, the first PWM signal is generated. generating a PWM signal with a period longer than the PWM period of
D/A conversion method.

11…操作部、
12…CPU、
13…ROM、
14…音源部、
15…DAC、
15A…ΔΣモジュレータ、
15B…シフトレジスタ部、
15C…出力部(PWM)、
15D…Dフリップフロップ(DF/F)、
16…水晶発振器(Xtal)、
17…PLL、
18…ローパスフィルタ、
19…アンプ(amp.)、
20…スピーカ、
41…減算器(-)、
42,44,46,47,51…加算器(+)、
43,48,52,54…遅延器(Z-1)、
45,49,50…乗算器、
53…量子化器、
61…制御部、
61A…mカウンタ(mcnt)、
62…レジスタ(AC)、
63…レジスタ(DR)、
64~66…セレクタ、
67…乗算器(MUL)、
68…加算器(ADD)、
69…パラメータ定数発生器、
70…量子化器、
71A~71D…レジスタ、
81A~81H…Dフリップフロップ(DF/F)、
82~84…0比較器、
91…nカウンタ、
92A~92H…デコーダ、
93…第1セレクタ、
94…第2セレクタ、
95…第3セレクタ、
96…第4セレクタ、
97,98…Dフリップフロップ、
B1…バス、
CH1…LSIチップ、
CU1…水晶振動子。
11 operation unit,
12 CPU,
13 ROM,
14... sound source section,
15 DACs,
15A...ΔΣ modulator,
15B... shift register section,
15C... output part (PWM),
15D...D flip-flop (DF/F),
16... crystal oscillator (Xtal),
17 PLL,
18 ... low-pass filter,
19... amplifier (amp.),
20... speaker,
41 ... Subtractor (-),
42, 44, 46, 47, 51...adders (+),
43, 48, 52, 54... delay device (Z -1 ),
45, 49, 50...multipliers,
53 Quantizer,
61 ... control unit,
61A...m counter (mcnt),
62... register (AC),
63... register (DR),
64 to 66 selectors,
67 Multiplier (MUL),
68 Adder (ADD),
69 ... parameter constant generator,
70 Quantizer,
71A to 71D... registers,
81A to 81H...D flip-flops (DF/F),
82-84...0 comparators,
91...n counter,
92A to 92H Decoders,
93... first selector,
94... second selector,
95 ... third selector,
96 ... fourth selector,
97, 98...D flip-flops,
B1... bus,
CH1... LSI chip,
CU1... Crystal oscillator.

Claims (8)

順次入力されるデータに対してΔΣ演算を実行するΔΣ演算回路と、
前記ΔΣ演算回路から出力される演算結果により特定の値が連続するか否かを検出する検出回路と、
前記検出回路により前記特定の値が連続しないこと検出した場合に、ΔΣ演算周期を示す第1のPWM周期でPWM信号を発生し、前記検出回路により前記特定の値が連続することを検出した場合に、前記第1のPWM周期より長い周期であって、前記特定の値が連続する度合いに応じて複数の周期のなかから決定される周期でPWM信号を発生するPWM信号発生回路と、
を備えるD/A変換装置。
a delta-sigma calculation circuit that performs a delta-sigma calculation on sequentially input data;
a detection circuit that detects whether or not specific values are consecutive based on the calculation results output from the ΔΣ calculation circuit;
When the detection circuit detects that the specific value is discontinuous, the PWM signal is generated in the first PWM cycle indicating the ΔΣ calculation cycle, and the detection circuit detects that the specific value is continuous. a PWM signal generating circuit that generates a PWM signal in a cycle longer than the first PWM cycle and determined from among a plurality of cycles according to the degree of continuity of the specific value;
A D/A conversion device comprising:
PWM信号発生回路は、前記特定の値が2回連続することを検出した場合に、前記第1のPWM周期の2倍長の第2のPWM周期でPWM信号を発生させる、
請求項1に記載のD/A変換装置。
The PWM signal generation circuit generates a PWM signal in a second PWM period that is twice as long as the first PWM period when detecting that the specific value continues twice.
The D/A conversion device according to claim 1.
PWM信号発生回路は、前記特定の値が4回連続することを検出した場合に、前記第1のPWM周期の4倍長の第3のPWM周期でPWM信号を発生させる、
請求項1または2に記載のD/A変換装置。
The PWM signal generation circuit generates a PWM signal in a third PWM period that is four times as long as the first PWM period when detecting that the specific value continues four times.
3. The D/A converter according to claim 1 or 2.
PWM信号発生回路は、前記特定の値が8回連続することを検出した場合に、前記第1のPWM周期の8倍長の第4のPWM周期でPWM信号を発生させる、
請求項1から3のいずれかに記載のD/A変換装置。
The PWM signal generation circuit generates a PWM signal in a fourth PWM period eight times as long as the first PWM period when detecting that the specific value continues eight times.
4. The D/A conversion device according to claim 1.
前記特定の値は、0を示す値である、
請求項1から4のいずれかに記載のD/A変換装置。
The specific value is a value indicating 0,
5. The D/A converter according to claim 1.
請求項1から5のいずれかに記載のD/A変換装置と、
前記D/A変換装置により発生された前記PWM信号に基づいて発音するスピーカと、
を備える音響機器。
a D/A conversion device according to any one of claims 1 to 5;
a speaker that produces sound based on the PWM signal generated by the D/A converter;
Acoustic equipment with
請求項1から5のいずれかに記載のD/A変換装置と、
音高を指定するための操作子と、
前記操作子へのユーザ操作に応じて前記D/A変換装置により発生された前記PWM信号に基づいて発音するスピーカと、
を備える電子楽器。
a D/A conversion device according to any one of claims 1 to 5;
A control for specifying the pitch,
a speaker that produces sound based on the PWM signal generated by the D/A conversion device in response to a user operation on the operator;
electronic musical instrument.
電子楽器のコンピュータに、
順次入力されるデータに対してΔΣ演算を実行させ、
前記ΔΣ演算の結果から出力される特定の値が連続するか否かを検出させ、
前記特定の値が連続しないこと検出した場合に、ΔΣ演算周期を示す第1のPWM周期でPWM信号を発生させ、前記検出により前記特定の値が連続することを検出した場合に、前記第1のPWM周期より長い周期であって、前記特定の値が連続する度合いに応じて複数の周期のなかから決定される周期でPWM信号を発生させる、
D/A変換方法。
to the computer of the electronic musical instrument,
ΔΣ operation is performed on sequentially input data,
detecting whether or not the specific values output from the results of the ΔΣ calculation are continuous;
When it is detected that the specific value is discontinuous, a PWM signal is generated in a first PWM cycle indicating a ΔΣ calculation cycle, and when it is detected that the specific value is continuous by the detection, the first PWM signal is generated. generating a PWM signal with a period longer than the PWM period of and determined from among a plurality of periods according to the degree of continuity of the specific value;
D/A conversion method.
JP2019048230A 2019-03-15 2019-03-15 D/A converter, audio equipment, electronic musical instrument and D/A conversion method Active JP7263859B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019048230A JP7263859B2 (en) 2019-03-15 2019-03-15 D/A converter, audio equipment, electronic musical instrument and D/A conversion method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019048230A JP7263859B2 (en) 2019-03-15 2019-03-15 D/A converter, audio equipment, electronic musical instrument and D/A conversion method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2020150483A JP2020150483A (en) 2020-09-17
JP7263859B2 true JP7263859B2 (en) 2023-04-25

Family

ID=72429973

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019048230A Active JP7263859B2 (en) 2019-03-15 2019-03-15 D/A converter, audio equipment, electronic musical instrument and D/A conversion method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7263859B2 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000232361A (en) 1999-02-09 2000-08-22 Sony Corp D/a converter
JP2002076899A (en) 2000-08-29 2002-03-15 Nippon Precision Circuits Inc Zero value detection circuit
JP2018117192A (en) 2017-01-16 2018-07-26 カシオ計算機株式会社 Information processing apparatus, method, and program, d/a converter, electronic music instrument

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3238587B2 (en) * 1994-12-27 2001-12-17 バー−ブラウン・コーポレーション Oversampling digital-to-analog converter with automatic muting function

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000232361A (en) 1999-02-09 2000-08-22 Sony Corp D/a converter
JP2002076899A (en) 2000-08-29 2002-03-15 Nippon Precision Circuits Inc Zero value detection circuit
JP2018117192A (en) 2017-01-16 2018-07-26 カシオ計算機株式会社 Information processing apparatus, method, and program, d/a converter, electronic music instrument

Also Published As

Publication number Publication date
JP2020150483A (en) 2020-09-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7436254B2 (en) Class D amplifier
JP4620931B2 (en) Noise shaping and digital frequency synthesis
JP2005341550A (en) Class-d amplifier
US20060109035A1 (en) Clock frequency divider circuit
CN109547028B (en) Digital-to-analog conversion apparatus, electronic musical instrument, information processing apparatus, and digital-to-analog conversion method
JP2005510110A (en) Sigma delta modulation
JP2012134721A (en) Sound reproduction system
JP7263859B2 (en) D/A converter, audio equipment, electronic musical instrument and D/A conversion method
JP4344948B2 (en) DDS circuit
TW200404403A (en) Frequency synthesizer
JP5652873B2 (en) Digital-to-analog converter and control method thereof
CN110235373B (en) D/A conversion apparatus, D/A conversion method, storage medium, electronic musical instrument, and information processing device
JP2008166864A (en) Class-d amplifier
JPH04115722A (en) D/a converter
JP2002064384A (en) Δς modulator, digital signal processor and method for processing digital signal
JP6733237B2 (en) Frequency delta-sigma modulation signal output device
JP6121240B2 (en) Sigma delta modulator
TW200402197A (en) Digital frequency synthesizer based pLL
JP4095206B2 (en) Waveform generating method and apparatus
JP2011130429A (en) Data transmitting device, data receiving device and data transmitting and receiving system
JP2000224047A (en) Digital signal processing circuit
JP3799896B2 (en) Waveform generating method, recording medium, and waveform generating apparatus
JP4055901B2 (en) Phase-locked loop circuit
JP2009284074A (en) Chirp signal generating device
JP2000124740A (en) Frequency synthesizer

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220308

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20221108

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20221122

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20230104

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230110

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20230314

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230327

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7263859

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150