JPH06186980A - Sounding body driving circuit - Google Patents
Sounding body driving circuitInfo
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- JPH06186980A JPH06186980A JP4353983A JP35398392A JPH06186980A JP H06186980 A JPH06186980 A JP H06186980A JP 4353983 A JP4353983 A JP 4353983A JP 35398392 A JP35398392 A JP 35398392A JP H06186980 A JPH06186980 A JP H06186980A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、圧電素子(PIEZ
O)を発音体として使用して音声を発生させる駆動回路
に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a piezoelectric element (PIEZ).
O) as a sounding body to generate a sound.
【0002】[0002]
【従来の技術】図5に示すような波形の音声信号電圧
は、これを時間幅tでサンプリングすると、図6に示す
ような種々のレベルの電圧を時間軸方向に並べた集まり
となる。このときの個々の単位時間t内のエネルギーは
斜線部分の面積に相当する。そして、このエネルギー
は、図7に示すように、同一単位時間幅t内のパルス幅
(レベル一定)に変換できる。2. Description of the Related Art When an audio signal voltage having a waveform as shown in FIG. 5 is sampled in a time width t, it becomes a group of voltages of various levels as shown in FIG. 6 arranged in the time axis direction. The energy within each unit time t at this time corresponds to the area of the shaded portion. Then, as shown in FIG. 7, this energy can be converted into a pulse width (constant level) within the same unit time width t.
【0003】そこで、デジタル化された音声データによ
って発音体を駆動するとき、従来ではデジタル音声デー
タを図7に示すようなパルス幅変調させたPWMパルス
に変換して、このPWMパルスを直接発音体に印加して
いた。Therefore, when a sounding body is driven by digitized sound data, conventionally, the digital sound data is converted into a pulse width-modulated PWM pulse as shown in FIG. 7, and this PWM pulse is directly generated. Was being applied to.
【0004】図8はその駆動回路を示す図であって、1
は3ビットのデジタル音声データを1ビットのPWMパ
ルスに変換するパルス幅変調回路である。なお、入力デ
ータの残り1ビットはデジタル音声データの極性(正、
負)を表すサインビットである。1aはPWMパルス出
力端子、1bはサインビット出力端子である。2、3は
ナンドゲート、4〜6はインバータ、7は圧電素子から
なる発音体である。FIG. 8 is a diagram showing the drive circuit.
Is a pulse width modulation circuit for converting 3-bit digital audio data into 1-bit PWM pulse. The remaining 1 bit of the input data is the polarity (positive,
Negative) is a sign bit. 1a is a PWM pulse output terminal and 1b is a sine bit output terminal. Reference numerals 2 and 3 are NAND gates, 4 to 6 are inverters, and 7 is a sounding body made of a piezoelectric element.
【0005】このパルス幅変換回路1では、図9に示す
ように、(a)に示す変換基本周波数のパルスに応じ
て、入力するデジタル音声データが「0」(無し)のと
きは(b)に示すように出力パルスは零であるが、デジ
タル音声データが「1」のときは(c)に示すように基
本周波数パルスの0.5周期のパルス幅のPWMパルス
が出力する。また、デジタル音声データが「2」のとき
は(d)に示すように基本周波数パルスの1周期分のパ
ルス幅のPWMパルスが出力する。更に、デジタル音声
データが「3」のときは(e)に示すように基本周波数
パルスの1.5周期分のパルス幅のPWMパルスが出力
する。更に、デジタル音声データが「4」のときは
(f)に示すように基本周波数パルスの2周期分のパル
ス幅のPWMパルスが出力する。以下同様に、デジタル
音声データが「7」のときは(i)に示すように基本周
波数パルスの3.5周期分のパルス幅のPWMパルスが
出力する。そして、この3.5周期分の時間を上記した
サンプリング時間幅tとすれば、8階調の音声エネルギ
ー信号がパルス幅変調回路1から得られることになる。In this pulse width conversion circuit 1, as shown in FIG. 9, when the input digital audio data is "0" (absent) in accordance with the pulse of the conversion fundamental frequency shown in (a), (b). Although the output pulse is zero as shown in FIG. 5, when the digital audio data is “1”, the PWM pulse having a pulse width of 0.5 cycle of the fundamental frequency pulse is output as shown in (c). When the digital audio data is "2", a PWM pulse having a pulse width for one cycle of the fundamental frequency pulse is output as shown in (d). Further, when the digital audio data is "3", a PWM pulse having a pulse width of 1.5 cycles of the fundamental frequency pulse is output as shown in (e). Further, when the digital audio data is "4", a PWM pulse having a pulse width of two cycles of the fundamental frequency pulse is output as shown in (f). Similarly, when the digital audio data is "7", a PWM pulse having a pulse width of 3.5 cycles of the basic frequency pulse is output as shown in (i). Then, assuming that the time for 3.5 cycles is the sampling time width t described above, an audio energy signal of 8 gradations can be obtained from the pulse width modulation circuit 1.
【0006】このようにしてパルス幅変調回路1から得
られたPWMパルスは、そのパルス幅の期間だけ、サイ
ンビットが「H」のときはインバータ5の出力側が
「H」、インバータ6の出力側が「L」となって、発音
体7を駆動する。サインビットが「L」のときは逆極性
で発音体7を駆動する。In the PWM pulse thus obtained from the pulse width modulation circuit 1, the output side of the inverter 5 is "H" and the output side of the inverter 6 is "H" when the sign bit is "H" only during the period of the pulse width. When it becomes “L”, the sounding body 7 is driven. When the sign bit is "L", the sounding body 7 is driven with the opposite polarity.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】ところが、この従来の
回路では、パルス幅変調回路1で得られるPWMパルス
の立上りが、すべて同一タイミングとなる。このため、
サンプリング時間幅tで決まるサンプリング周波数及び
その整数倍の高調波ノイズ、繰り返しノイズ等が固定の
ノイズとして音声信号に混入し、発音体7で得られる出
力音声の品質が劣化するという問題があった。However, in this conventional circuit, the rising edges of the PWM pulses obtained by the pulse width modulation circuit 1 are all at the same timing. For this reason,
There is a problem that the sampling frequency determined by the sampling time width t, harmonic noise that is an integral multiple of the sampling frequency, repetitive noise, and the like are mixed into the voice signal as fixed noise, and the quality of the output voice obtained by the sounding body 7 deteriorates.
【0008】本発明の目的は、このようなサンプリング
周波数の影響を受けないようにして、出力音声品質を向
上させた発音体駆動回路を提供することである。It is an object of the present invention to provide a sounding body drive circuit which is not affected by such a sampling frequency and has improved output voice quality.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】このために本発明は、デ
ジタル音声データを特定のサンプリング時間幅内の占有
時間幅により区別されるエネルギー信号に変換して発音
体を駆動する発音体駆動回路において、上記エネルギー
信号を、上記デジタル音声データに応じて上記サンプリ
ング時間幅内で1又は2以上のパルスを時間軸位置を異
ならせて存在させた信号とした。To this end, the present invention provides a sounding body driving circuit for converting a digital audio data into an energy signal distinguished by an occupied time width within a specific sampling time width and driving a sounding body. The energy signal is a signal in which one or more pulses are present at different time axis positions within the sampling time width according to the digital audio data.
【0010】[0010]
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。図
1はその一実施例の発音体駆動回路の回路図である。本
実施例は、図8のパルス幅変調回路1に代えてエネルギ
ー変換回路10を使用するものである。このエネルギー
変換回路10は、3ビットのデジタル音声データを入力
して、サンプリング時間幅t内でデジタル音声データに
対応して1又は2以上のパルスを散在させた信号、つま
りそれらのパルスを時間軸位置を異ならせて存在させた
信号としたエルギー信号に変換するものである。10a
はPWMパルス出力端子、10bはサインビット出力端
子である。EXAMPLES Examples of the present invention will be described below. FIG. 1 is a circuit diagram of a sounding body driving circuit of the embodiment. In this embodiment, an energy conversion circuit 10 is used instead of the pulse width modulation circuit 1 of FIG. The energy conversion circuit 10 inputs 3-bit digital audio data, and a signal in which one or more pulses are scattered in correspondence with the digital audio data within a sampling time width t, that is, those pulses are time-based. The signal is converted into an ergi signal which is a signal that is made to exist at different positions. 10a
Is a PWM pulse output terminal, and 10b is a sign bit output terminal.
【0011】上記エネルギー変換回路の動作は次のよう
に行われる。図2に示すように、(a)に示す変換基本
周波数に応じて、入力するデジタル音声データが「0」
(無し)のときは(b)に示すように従来と同様に出力
パルスは零であるが、デジタル音声データが「1」のと
きは(c)に示すように基本周波数パルスの0.5周期
のパルス幅のパルスが、サンプリング時間幅tの中間時
間帯に出力する。また、デジタル音声データが「2」の
ときは(d)に示すようにサンプリング時間幅tの中間
時刻を中心に対称的な時間位置に、基本周波数パルスの
0.5周期のパルスが2個出力する。以下、同様に、デ
ジタル音声データに応じて、サンプリング時間幅tの中
間時刻を中心に対称的となるような波形のパルスが出力
する。The operation of the energy conversion circuit is performed as follows. As shown in FIG. 2, the input digital audio data is “0” according to the conversion fundamental frequency shown in (a).
When (none), the output pulse is zero as in the conventional case as shown in (b), but when the digital audio data is "1", as shown in (c), 0.5 cycle of the fundamental frequency pulse. The pulse having the pulse width of is output in the intermediate time zone of the sampling time width t. When the digital audio data is "2", two 0.5-cycle pulses of the fundamental frequency pulse are output at symmetrical time positions around the intermediate time of the sampling time width t as shown in (d). To do. Hereinafter, similarly, a pulse having a waveform symmetrical with respect to the intermediate time of the sampling time width t is output according to the digital audio data.
【0012】この結果、本実施例では、エネルギー変換
回路10から出力するパルスの立上りタイミングが時間
軸方向に分散されるようになる。従って、ノイズの周波
数スペクトルが分散されるので、可聴周波数範囲外のノ
イズ成分が増大し逆に可聴周波数範囲内のノイズが相対
的に減少する。As a result, in this embodiment, the rising timings of the pulses output from the energy conversion circuit 10 are dispersed in the time axis direction. Therefore, since the frequency spectrum of noise is dispersed, the noise component outside the audible frequency range increases, and conversely, the noise within the audible frequency range relatively decreases.
【0013】このとき高域ノイズ成分は発音体のインピ
ーダンス(容量や抵抗成分)によって平滑され、更に必
要に応じて簡易なローパスフィルタを用いてカットする
こともできる。従って、発音体7から得られる音声の品
質が向上するようになる。At this time, the high-frequency noise component is smoothed by the impedance (capacitance or resistance component) of the sounding body, and can be cut by using a simple low-pass filter if necessary. Therefore, the quality of the voice obtained from the sounding body 7 is improved.
【0014】図3は本実施例の回路(図1)にデータ
(周波数1KHzの三角波形)を入力したとき得られた
信号の周波数スペクトルを、図4は従来例の回路(図
8)に同様のデータを入力したとき得られた信号の周波
数スペクトルを示す図である。いずれも、サンプリング
周波数は6.25KHz(t=0.16ms)、変換周
波数は200KHz(パルス1個の幅=5μs)であ
る。信号レベルはいずれも−7dB(1KHz)である
が、ノイズレベルについては本実施例の図3のものでは
−21dB(5.1KHz)であるのに対して、従来の
図4のものは−6dB(6.25KHz)と大きくなっ
ている。このように本実施例の図3のものの方がノイズ
成分のレベルが低くまたより散らばってもいる。FIG. 3 shows the frequency spectrum of the signal obtained when data (triangular waveform of frequency 1 kHz) is input to the circuit of this embodiment (FIG. 1), and FIG. 4 is the same as the circuit of the conventional example (FIG. 8). It is a figure which shows the frequency spectrum of the signal obtained when the data of is input. In both cases, the sampling frequency is 6.25 KHz (t = 0.16 ms), and the conversion frequency is 200 KHz (width of one pulse = 5 μs). The signal levels are all -7 dB (1 KHz), but the noise level is -21 dB (5.1 KHz) in the example of FIG. 3 of the present embodiment, whereas it is -6 dB in the conventional example of FIG. It is as large as (6.25 KHz). As described above, the noise component of the embodiment of FIG. 3 has a lower level and is more scattered.
【0015】なお、上記実施例ではサンプリング時間幅
t内において、例えばデータ「1」のときは1個のパル
スを発生させているが、同様のデータ「1」においてよ
りそのパルス幅を狭くして時間t内で等間隔で分散させ
た複数個のパルスを発生させることもできる。変換周波
数が200kHzで1個のパルス(パルス幅5μs)の
ときは、4倍の800KHzにすれば4個のパルス(パ
ルス幅1.25μs)を発生させることができる。この
ように、変換周波数を高くすれば、ノイズ成分がより広
範囲に散らばって、音声帯域へのノイズの悪影響がより
少なくなる。In the above embodiment, one pulse is generated within the sampling time width t, for example, when the data is "1", but the pulse width is made narrower for similar data "1". It is also possible to generate a plurality of pulses dispersed at equal intervals within the time t. When the conversion frequency is 200 kHz and one pulse (pulse width 5 μs), four pulses (pulse width 1.25 μs) can be generated by quadrupling the frequency to 800 KHz. In this way, if the conversion frequency is increased, the noise component is dispersed over a wider range, and the adverse effect of noise on the voice band is further reduced.
【0016】[0016]
【発明の効果】以上のように本発明によれば、発音体か
ら得られる出力音声信号に含まれるノイズ成分の周波数
スペクトルが分散されるので、出力音声の品質を大幅に
向上させることができるという大きな利点がある。As described above, according to the present invention, since the frequency spectrum of the noise component included in the output voice signal obtained from the sounding body is dispersed, the quality of the output voice can be greatly improved. There are great advantages.
【図1】 本発明の一実施例の発音体駆動回路のブロッ
ク図である。FIG. 1 is a block diagram of a sounding body driving circuit according to an embodiment of the present invention.
【図2】 同駆動回路のエネルギー変換回路の動作説明
図である。FIG. 2 is an operation explanatory diagram of an energy conversion circuit of the drive circuit.
【図3】 本実施例の回路に1KHzの三角波形のデー
タを入力したとき得られる信号の周波数スペクトルの図
である。FIG. 3 is a diagram of a frequency spectrum of a signal obtained when 1 KHz triangular waveform data is input to the circuit of the present embodiment.
【図4】 従来例の回路に1KHzの三角波形のデータ
を入力したとき得られる信号の周波数スペクトルの図で
ある。FIG. 4 is a diagram of a frequency spectrum of a signal obtained when 1 KHz triangular waveform data is input to the conventional circuit.
【図5】 音声信号波形図である。FIG. 5 is a sound signal waveform diagram.
【図6】 音声信号のサンプリング説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram of audio signal sampling.
【図7】 パルス幅変調を利用した音声信号のサンプリ
ングの説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram of sampling an audio signal using pulse width modulation.
【図8】 従来の発音体駆動回路のブロック図である。FIG. 8 is a block diagram of a conventional sounding body driving circuit.
【図9】 同駆動回路のパルス幅変調回路の動作説明図
である。FIG. 9 is an operation explanatory diagram of the pulse width modulation circuit of the drive circuit.
1:パルス幅変調回路、2、3:ナンドゲート、4〜
6:インバータ、7:発音体(PIEZO)、10:エ
ネルギー変換回路。1: pulse width modulation circuit, 2, 3: NAND gate, 4 to
6: Inverter, 7: Sound generator (PIEZO), 10: Energy conversion circuit.
Claims (1)
グ時間幅内の占有時間幅により区別されるエネルギー信
号に変換して発音体を駆動する発音体駆動回路におい
て、 上記エネルギー信号を、上記デジタル音声データに応じ
て上記サンプリング時間幅内で1又は2以上のパルスを
時間軸位置を異ならせて存在させた信号としたことを特
徴とする発音体駆動回路。1. A sounding body drive circuit for driving a sounding body by converting digital sound data into an energy signal distinguished by an occupied time width within a specific sampling time width, wherein the energy signal is converted into the digital sound data. Accordingly, the sounding body drive circuit is characterized in that one or two or more pulses are present in the sampling time width with different time axis positions.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4353983A JPH06186980A (en) | 1992-12-15 | 1992-12-15 | Sounding body driving circuit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4353983A JPH06186980A (en) | 1992-12-15 | 1992-12-15 | Sounding body driving circuit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06186980A true JPH06186980A (en) | 1994-07-08 |
Family
ID=18434535
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4353983A Withdrawn JPH06186980A (en) | 1992-12-15 | 1992-12-15 | Sounding body driving circuit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH06186980A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6308696B1 (en) * | 2016-12-28 | 2018-04-11 | 株式会社Cri・ミドルウェア | Audio playback device |
-
1992
- 1992-12-15 JP JP4353983A patent/JPH06186980A/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6308696B1 (en) * | 2016-12-28 | 2018-04-11 | 株式会社Cri・ミドルウェア | Audio playback device |
WO2018123730A1 (en) * | 2016-12-28 | 2018-07-05 | 株式会社Cri・ミドルウェア | Audio reproduction device |
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Legal Events
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