JPH0629857A - Dspによる信号処理方式、同方式を用いた電力増幅装置及び同電力増幅装置を備えたスピーカシステム - Google Patents

Dspによる信号処理方式、同方式を用いた電力増幅装置及び同電力増幅装置を備えたスピーカシステム

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JPH0629857A
JPH0629857A JP20454892A JP20454892A JPH0629857A JP H0629857 A JPH0629857 A JP H0629857A JP 20454892 A JP20454892 A JP 20454892A JP 20454892 A JP20454892 A JP 20454892A JP H0629857 A JPH0629857 A JP H0629857A
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JP
Japan
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signal
dsp
digital
signal processing
converter
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JP20454892A
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Inventor
Ryoji Hayashi
良二 林
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Foster Electric Co Ltd
Original Assignee
Foster Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 従来のA/D,D/A内蔵DSPによる信号
処理方式は、DSP内部にMOS構造化されたA/D,
D/A変換器を内蔵したものが使用されている。しか
し、これら変換器はあくまでもハードウエア構成によ
り、ワンチップにしたもので、価格のアップ等は避けら
れない。これらのハードウエア構成による弊害を取り除
くことにある。 【構成】 A/D変換器1によってアナログ入力信号を
ディジタルに変換する。ディジタルインタフェース(I
/F)4はディジタル入力信号の受入部であり、切換え
スイッチ2はこれらの入力信号を切換える。DSP3は
従来ハードウエアにおいて行っていたΣΔDA変換のプ
ロセスをシグナル・プロセッサーのファーム・ウェアを
ソフトウエア的に行う。A/D変換器1によって変換さ
れたディジタル信号、或いはディジタルI/F4を介し
て入力されるディジタル入力信号をDSP3によって演
算処理することによりPWM化された信号を得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は音響増幅等に使用される
DSPによる信号処理方式に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のディジタル信号処理装置は図7の
ような構成となっている。図に示すように、アナログ入
力信号をディジタルに変換するA/D変換器1、入力信
号を切換える切換えスイッチ2、トーンコントロール,
ラウドネス,イコライザ等の処理を行うDSP3、ディ
ジタルを1ビットのディジタルに変換するD/A変換器
19及びディジタル入力信号の受入部であるディジタル
インタフェース(I/F)4などから構成されている。
なお、A/D変換器1やD/A変換器19は逐次比較型
やΣΔ型などが利用されている。また、D/A変換器1
9における入力信号はディジタル信号であり、ΣΔ型の
場合の出力信号は1ビットのディジタル信号である。Σ
Δ変調においては、この1ビット・ディジタル信号を、
ローパスフィルター(LPF)に通すことにより、アナ
ログ信号を得る。
【0003】図8はΣΔ変調の基本構成のブロック図で
ある。ディジタル入力信号は、積分器21で積分され、
加算器22を介して比較器23に入力される。この入力
波形は比較器23で基準値と比較されて二値化される。
遅延24で遅延され、積分器21で積分することにより
同様の信号が出力され、加算器22でマイナスとして加
算され、情報量が減ってくる。これが比較され、1ビッ
トのオン/オフ信号が出力される。
【0004】このように、ΣΔ変調の基本構成は、A/
D変換器に近い内容であり、元々、A/D変換器のため
に作られたものであるが、高精度な出力がとれるので、
D/A変換器に応用されている回路の内容である。従っ
て、少し仕様を変更することによってA/D変換器にも
D/A変換器にも使用できる。このΣΔ変調の内容をハ
ードウエアにより実現したものがΣΔ型A/D,D/A
変換器である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のDSP
による信号処理方式は、DSP内部にMOS構造化され
たA/D,D/A変換器を内蔵したものが使用されてい
る。しかし、これら変換器はあくまでもハードウエア構
成により、ワンチップにしたもので、価格のアップ等は
避けられない。また、ΣΔ型などはオーディオ用など、
その利用範囲が限定される場合が多く、研究・開発段階
や、特殊用途向けなどに対しての汎用性は高いとは言え
ない。逆に、それらの目的に合うデバイスがあったとし
ても、かなりのコストになり、カスタム化した場合で
は、最小量産数の限度という問題がある。
【0006】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、ハードウエア構成による弊害を取り除いた、
利用範囲が広く、汎用性が高く、数量によるコスト高の
少ないDSPによる信号処理方式を提供することを目的
とする。また、本発明の他の目的は、上記DSPによる
信号処理方式を用いた電力増幅装置を提供することを目
的とする。さらに、上記電力増幅装置を備えたスピーカ
システムを提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明によるDSPによる信号処理方式は、A/D変
換器によってアナログ信号からPCM化されたディジタ
ル信号、或いは信号合成装置等によって作り出されたデ
ィジタル信号をDSPによって演算処理することにより
PWM化された信号を得ることに特徴を有している。ま
た、本発明によるDSPによる信号処理方式を用いた電
力増幅装置は、上記のDSPによる信号処理方式によ
り、PWM化された信号をD級増幅によりPWM増幅す
ることに特徴を有している。さらに、本発明によるスピ
ーカーシステムは、上記のDSPによる信号処理方式を
用いた電力増幅装置を備えたことに特徴を有している。
【0008】
【作用】A/D変換器によってアナログ入力信号をPC
M化されたディジタル信号に変換する。この変換された
ディジタル信号は切換えスイッチを介して、DSPに入
力される。従来ハードウエアにおいて行っていたΣΔD
A変換のプロセスをシグナル・プロセッサーのファーム
・ウェアをソフトウエア的に行うDSPによって演算処
理することによりPWM化された信号を得る。或いはデ
ィジタルI/Fを介して入力されるディジタル入力信号
は切換えスイッチを介して上記DSPに入力され、DS
Pによって演算処理することによりPWM化された信号
を得る。
【0009】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図1は本発明の一実施例におけるDSPによる
信号処理方式のブロック図である。図に示すように、ア
ナログ入力信号をディジタルに変換するA/D変換器
1、入力信号を切換える切換えスイッチ2、従来ハード
ウエアにおいて行っていたΣΔDA変換のプロセスをシ
グナル・プロセッサーのファーム・ウェアにおいて、ソ
フトウエア的に行うDSP3及びディジタル入力信号の
受入部であるディジタルインタフェース(I/F)4な
どから構成されている。A/D変換器1によってアナロ
グ信号からPCM化されたディジタル信号、或いはディ
ジタルI/F4を介して入力されるディジタル入力信号
をDSP3によって演算処理することによりPWM化さ
れた信号を得る。
【0010】図2は本発明の一実施例におけるDSPに
よる信号処理方式を用いた電力増幅装置のブロック図で
ある。図において、5はD級増幅器であり、6はLPF
であり、7は負荷であり、他は図1と同じである。DS
P3から出力されたPWM信号はD級増幅器5によりP
WM増幅され、LPF6でアナログ信号に復調されたア
ナログ電力は負荷7に供給される。
【0011】図3は本発明の一実施例におけるDSPに
よる信号処理方式を用いた電力増幅装置を備えたスピー
カシステムのブロック図である。図において8はスピー
カを表しており、他は図2と同じである。DSP3から
出力されたPWM信号はD級増幅器5によりPWM増幅
され、LPF6でアナログ信号に復調されたアナログ電
力はスピーカ8に供給される。
【0012】本発明は、従来ハードウエアにおいて行っ
ていたΣΔDA変換のプロセスをシグナル・プロセッサ
ーのファーム・ウェアにおいて、ソフトウエア的に実現
するというものである。本来、このΣΔ変調の構成は信
号処理であり、理論的にはソフトウエアにおいても実現
可能なものである。特に、ディジタル・シグナル・プロ
セッサー(DSP)を利用すれば、容易に実現できる。
図4は標準的なΣΔ変調方式のシグナルフロー・チャー
トである。この図において構成されるものは、加算処理
の加算12と遅延処理の1サンプル遅延14と比較処理
の比較器13である。演算処理に関して言えば、これら
の処理は、従来のマイクロプロセッサー等でも問題なく
処理できる。しかし、リアルタイム性が必要となるの
で、そのためにはシグナル、プロセッサー(DSP)の
高速処理で行う必要がある。比較処理の時に、生じる誤
差をQ(Z)とすれば、ΣΔ変調方式の動作は一般的に
次の式によって表現できる。 {X(Z)−Z-1Y(Z)}1/(1−Z-1)+Q(Z)=Y(Z) 式(1) または、 Y(Z)=X(Z)+(1−Z-1)Q(Z) 式(2) 以上のことからわかるとおり、ΣΔ変換の処理はソフト
ウエアによる演算処理で、充分動作する。ここで、アナ
ログのLPFに送る1ビットの信号は次の図5の構成で
実現する。つまり、演算の結果を、サンプリング信号f
sのサンプリング期間だけ、ラッチ16でラッチし、L
PF6に送れば良いわけである。
【0013】図6は本発明を実施するために用いられる
DSPのブロック構成図である。ディジタル信号処理器
であるDSP3は外部入出力3a、演算部3b、ディジ
タル信号処理のアプリケーション及びΣΔ変調ソフトウ
エア等を格納している記憶部3c及びその他周辺3dか
ら構成されており、ディジタル入力信号は1ビット信号
として出力される。続いてLPF6でアナログに復調さ
れる。図から明らかなように、DSP3の内部にも外部
にも従来のハードウエアによるDA変換器は存在してい
ない。
【0014】また、近年DSPの性能も向上し、音声や
オーディオ処理においては主目的の処理以外に、他の処
理が充分に可能となっている。この様に、コスト、スペ
ースや仕様の問題等で、既存のD/A変換器が利用でき
なくなった場合、本発明の方式は非常に有効であり、次
のような高範囲の利用が可能である。 DSPによるΣΔ変換方式D/Aを利用した音声及
び音響用信号処理システム。 上記システムを内蔵する音声及び音響用信号処理装
置。 DSPによるΣΔ変換方式D/Aを利用したディジ
ダル制御システム。 上記システムを内蔵するディジタル制御装置。 DSPによるΣΔ変換方式D/AとD級増幅器を利
用した、音声及び音響用信号処理システム。 上記システムを内蔵する音声及び音響処理装置。 DSPによるΣΔ変換方式D/AとD級増幅器を利
用した、ディジタル制御システム。 上記システムを内蔵するディジタル制御装置。
【0015】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によるDS
Pによる信号処理方式は、A/D変換器によってアナロ
グ信号からPCM化されたディジタル信号、或いは信号
合成装置等によって作り出されたディジタル信号をDS
Pによって演算処理するようにしたので、ハードウエア
構成による弊害を取り除き、利用範囲が広く、汎用性が
高く、数量によるコスト高の少ないDSPによるPWM
化された信号を得ることができる。また、本発明による
DSPによる信号処理方式を用いた電力増幅装置及びこ
の電力増幅装置を備えたスピーカシステムは、上記のD
SPによる信号処理方式により、PWM化された信号を
D級増幅によりPWM増幅するようにしたので、コス
ト、スペースや仕様等で非常に優れている。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例におけるDSPによる信号処
理方式のブロック図である。
【図2】本発明の一実施例におけるDSPによる信号処
理方式を用いた電力増幅装置のブロック図である。
【図3】本発明の一実施例におけるDSPによる信号処
理方式を用いた電力増幅装置を備えたスピーカシステム
のブロック図である。
【図4】ΣΔ変調の基本構成のブロック図である。
【図5】PWM信号からアナログ信号へ変換するブロッ
ク図である。
【図6】本発明を実施するために用いられるDSPのブ
ロック構成図である。
【図7】従来例におけるディジタル信号処理装置のブロ
ック図である。
【図8】ΣΔ変調の基本構成のブロック図である。
【符号の説明】
1 A/D変換器 2 切換えスイッチ 3 DSP 3a 外部入出力 3b 演算部 3c 記憶部 3d その他周辺 4 ディジタルI/F 5 D級増幅器 6 LPF 7 負荷 8 スピーカ 11 積分器 12 加算器 13 比較器 14 サンプル遅延 16 ラッチ回路 19 D/A変換器 21 積分器 22 加算器 23 比較器 24 遅延

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 A/D変換器によってアナログ信号から
    PCM化されたディジタル信号、或いは信号合成装置等
    によって作り出されたディジタル信号をディジタル信号
    処理器(以下DSPと記す)によって演算処理すること
    によりPWM化された信号を得ることを特徴とするDS
    Pによる信号処理方式。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のDSPによる信号処理方
    式により、PWM化された信号をD級増幅によりPWM
    増幅することを特徴とするDSPによる信号処理方式を
    用いた電力増幅装置。
  3. 【請求項3】 請求項2記載のDSPによる信号処理方
    式を用いた電力増幅装置を備えたことを特徴とするスピ
    ーカーシステム。
JP20454892A 1992-07-08 1992-07-08 Dspによる信号処理方式、同方式を用いた電力増幅装置及び同電力増幅装置を備えたスピーカシステム Pending JPH0629857A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0795094A (ja) * 1993-07-26 1995-04-07 Samsung Electron Co Ltd 信号処理方法及びその装置
DE19953121A1 (de) * 1999-11-04 2001-05-31 Harman Audio Electronic Sys Verfahren zur Steuerung einer Audioanlage und Audioanlage
JP2013009083A (ja) * 2011-06-23 2013-01-10 Yokogawa Electric Corp A/d変換器

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