JPH1098799A - ミキシング装置及びそれを用いたオーディオシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な回路で構成することができ、ノイズの
多い環境でもその影響を受け難く、信号の劣化も少ない
ミキシング装置を提供する。 【解決手段】 このシステムは、パーソナルコンピュー
タ１１から出力される多重化オーディオデータＬ／Ｒに
対して多段接続されたミキサー１２ａ，１２ｂ，１２ｃ
で複数の多重化オーディオデータＬ／Ｒをミキシングし
て多重化ミキシングデータＭＩＸ−Ｌ／Ｒを得、これを
パーソナルコンピュータ１１に書き込むオーバダビング
を行うシステムである。パーソナルコンピュータ１１で
発生されるクロック信号φは、ミキサー１２ａ〜１２ｃ
及びステレオＡ／Ｄ変換器１３ａ〜１３ｆの全てに、ミ
キサー１２ａ〜１２ｃ等を介して供給され、全ての処理
が共通のクロック信号φに基づいて行われる。取り扱う
多重化オーディオデータＬ／ＲはΔΣ変調された１ビッ
トディジタルデータで、左右チャネルが時分割多重化さ
れたデータであるから、ノイズの影響を受け難く、信号
も劣化しないので、ミキサー１２ａ〜１２ｃを多段に接
続できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、オーディオ信号
をミキシングするミキシング装置に関し、特に多段接続
による劣化が少なく、簡易に構成可能なミキシング装置
及びそれを用いたオーディオシステムに関する。

【０００２】

【従来の技術】オーディオ信号をミキシングする場合、
複数のオーディオ信号をアナログ信号の形態で合成する
方法と、ディジタル化したＰＣＭデータの形態で合成す
る方法とがある。前者は、ミキサーとしては比較的安価
に構成することが可能であるが、アナログ信号で合成処
理を行うため、ノイズの影響を受けやすく、ミキサーを
多段に接続した場合の最終段のミキシング出力で信号の
劣化が無視できないという問題がある。また、後者は、
ディジタル信号で合成を行うため、ノイズの問題や信号
劣化の問題は解決することができるが、各チャネル毎に
同期をとる必要があるため、装置が高価なものになって
しまうという問題がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、このよう
な問題点に鑑みなされたもので、低価格で、ノイズの影
響や信号の劣化が少なく高品質のミキシングが可能なミ
キシング装置及びそれを用いたオーディオシステムを提
供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】この発明に係るミキシン
グ装置は、ΔΣ変調によりそれぞれ１ビット量子化され
た複数チャネルのオーディオデータが１ビット単位で時
分割多重化されてなる多重化オーディオデータをミキシ
ング対象として複数入力し、これら多重化オーディオデ
ータにミキシングの割合に応じた重みをそれぞれ付与し
て多ビット化する複数の重み付け手段と、これら重み付
け手段でそれぞれ重み付けされた多ビットの多重化オー
ディオデータを加算して多ビットミキシングデータを生
成する加算手段と、この加算手段で得られた多ビットミ
キシングデータを再度ΔΣ変調して１ビット量子化する
ことにより前記複数チャネルが１ビット単位で時分割多
重化された多重化ミキシングデータを生成し出力する１
ビットＤ／Ａ変換手段とを備えたミキシング装置におい
て、外部からクロック信号を導入し、このクロック信号
を前記ミキシング対象である多重化オーディオデータの
供給元に前記多重化オーディオデータ生成のためのクロ
ック信号として供給すると共に、前記多重化ミキシング
データ生成のために当該クロック信号を使用することに
より、入力される複数の多重化オーディオデータ及び出
力する多重化ミキシングデータの全てを前記導入された
クロック信号に同期させるようにしたことを特徴とす
る。

【０００５】この発明に係るオーディオシステムは、複
数チャネルのオーディオ信号をそれぞれΔΣ変調して１
ビット量子化された複数チャネルのオーディオデータを
生成すると共に、これらオーディオデータを１ビット単
位で時分割多重化して多重化オーディオデータを生成出
力する複数のオーディオ出力手段と、これらオーディオ
出力手段からそれぞれ供給される多重化オーディオデー
タにミキシングの割合に応じた重みをそれぞれ付与して
多ビット化し、これら多ビットの多重化オーディオデー
タを加算して得られた多ビットミキシングデータを再度
ΔΣ変調して１ビット量子化することにより前記複数チ
ャネルが１ビット単位で時分割多重化された多重化ミキ
シングデータを生成し出力するミキシング手段と、前記
複数のオーディオ出力手段における多重化オーディオデ
ータ生成のため及び前記ミキシング手段における多重化
ミキシングデータ生成のために共通に用いられるクロッ
ク信号を生成して前記ミキシング手段に供給すると共に
前記ミキシング手段を介して又は直接前記複数のオーデ
ィオ出力手段に供給するクロック供給手段とを備えたこ
とを特徴とする。

【０００６】この発明に係るオーディオシステムは、ま
た、複数のオーディオ出力手段からミキシングの対象と
なるオーディオ信号をミキシング装置に入力し、これら
をミキシングしてオーディオ入力手段に取り込むオーデ
ィオシステムにおいて、最終段のミキシングデータを取
り込むオーディオ入力手段からクロック信号を前記ミキ
シング手段及び前記複数のオーディオ出力手段に供給
し、全てのオーディオ出力手段及びミキシング手段か
ら、前記クロック信号に同期して複数チャネルが１ビッ
ト単位で時分割多重化されたΔΣ変調出力を出力させる
ようにしたことを特徴とする。

【０００７】この発明によれば、ミキシングの対象とな
る多重化オーディオデータを出力する全てのオーディオ
出力手段及びこれらをミキシングするミキシング装置
に、共通のクロック信号が供給され、この共通のクロッ
ク信号に基づいてΔΣ変調処理や時分割多重化処理が行
われるので、取り扱う多重化オーディオデータ及び多重
化ミキシングデータは、全て同期することになり、個々
の信号に対する同期のための特別な処理を必要としな
い。このため、回路構成を大幅に簡略化することができ
る。

【０００８】また、取り扱う多重化オーディオデータ及
び多重化ミキシングデータは、ディジタルデータである
から、ノイズの影響を受けにくく、ミキシング装置を多
段接続しても信号の劣化は殆どない。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
の好ましい実施の形態について説明する。図１は、この
発明の一実施例に係るミキサーを適用したオーディオ編
集システムの構成を示すブロック図である。このシステ
ムは、パーソナルコンピュータ１１から出力される多重
化オーディオデータＬ／Ｒに対して多段接続されたミキ
サー１２ａ，１２ｂ，１２ｃで複数の多重化オーディオ
データＬ／Ｒをミキシングして多重化ミキシングデータ
ＭＩＸ−Ｌ／Ｒを得、これをパーソナルコンピュータ１
１に書き込む、いわゆるオーバダビングを行うためのシ
ステムとなっている。ミキサー１２ａは、パーソナルコ
ンピュータ１１、ステレオＡ／Ｄ変換器１３ａ，１３ｂ
及びミキサー１２ｂからの多重化オーディオデータＬ／
Ｒを導入し、これらをミキシングしてパーソナルコンピ
ュータ１１に供給する。ミキサー１２ｂは、ステレオＡ
／Ｄ変換器１３ｃ，１３ｄ及びミキサー１２ｃからの多
重化オーディオデータＬ／Ｒを導入し、これらをミキシ
ングしてミキサー１２ａに供給する。ミキサー１２ｃ
は、ステレオＡ／Ｄ変換器１３ｅ，１３ｆからの多重化
オーディオデータを導入し、これらをミキシングしてミ
キサー１１ｂに供給する。これにより、パーソナルコン
ピュータ１１から出力される多重化オーディオデータＬ
／ＲにステレオＡ／Ｄ変換器１３ａ〜１３ｆからの多重
化オーディオデータＬ／Ｒが多重化されて、再度パーソ
ナルコンピュータ１１に書き込まれる。

【００１０】パーソナルコンピュータ１１のオーディオ
入出力部は、例えば図２に示すように構成されている。
即ち、１ビットＤ／Ａ変換器２１は、パーソナルコンピ
ュータ１１の内部で生成された左チャネルのＰＣＭデー
タＤOLを、クロック信号φに基づいてΔΣ変調して１ビ
ットＤ／Ａ変換する。また、１ビットＤ／Ａ変換器２２
は、同じくパーソナルコンピュータ１１の内部で生成さ
れた右チャネルのＰＣＭデータＤORを、クロック信号φ
のインバータ２３による反転クロック信号（以下「−
φ」と表記する）に基づいてΔΣ変調して１ビットＤ／
Ａ変換する。得られた各チャネルの１ビットのオーディ
オデータＬ，Ｒは、それぞれＡＮＤゲート２４，２５の
一方の入力端に入力される。ＡＮＤゲート２４，２５
は、他方の入力端にそれぞれ供給されたクロック信号−
φ，φによってオーディオデータＬ，Ｒを交互に通過さ
せる。これらがＯＲゲート２６によって合成されて１ビ
ットの多重化オーディオデータＬ／Ｒとなり外部に出力
される。

【００１１】図３は、この様子を示すタイミングチャー
トである。各チャネルの１ビットのディジタルデータ
Ｌ，Ｒは、クロック信号φの半周期分位相がずれてお
り、これらを交互に選択することにより、クロック周期
の２倍の周期で左右チャネルのデータが切り替わる多重
化オーディオデータＬ／Ｒが得られる。１ビットＤ／Ａ
変換器２１，２２のクロック信号φの周期が１２ＭＨｚ
程度に設定された場合、多重化オーディオデータＬ／Ｒ
の左右の位相差は４０ｎｓ程度であるから、この位相差
が聴感上影響を与えることは全くない。

【００１２】また、図２において、外部から入力される
多重化ミキシングデータＭＩＸ−Ｌ／Ｒは、デシメーシ
ョンフィルタ３１，３２にそれぞれ供給される。デシメ
ーションフィルタ３１，３２は、オーディオデータから
折り返し歪みを除去すると共にビットストリームを多ビ
ット化するディジタルローパスフィルタ（ＤＬＰＦ）３
３，３４と、その出力をＰＣＭデータのサンプリング周
波数に落とすためにデータを間引く間引き処理部３５，
３６とにより構成されている。サンプリングタイミング
を左右チャネルの切り替わりから若干ずらすため、クロ
ック信号φを遅延回路３７で２０ｎｓ程度遅延させたク
ロック信号φ′がＤＬＰＦ３４に供給され、それをイン
バータ３８で反転させたクロック信号−φ′がＤＬＰＦ
３３に供給される。クロック信号φは、またカウンタ３
９によってＰＣＭのサンプリング周波数まで分周され分
周クロック信号φ″として間引き処理部３５，３６にそ
れぞれ供給される。これにより、デシメーションフィル
タ３１，３２からは、それぞれ左右のｎビットのＰＣＭ
データＤIL，ＤIRが出力され、パーソナルコンピュータ
１１の内部に取り込まれる。パーソナルコンピュータ１
１と外部機器との間のクロック信号φ、多重化オーディ
オデータＬ／Ｒ及び多重化ミキシングデータＭＩＸ−Ｌ
／Ｒの入出力は、全て１ビットであるから、これらのデ
ータの入出力は、パーソナルコンピュータ１１に備えら
れたアナログオーディオ入出力端子を利用して行うこと
ができる。

【００１３】また、図１の各ステレオＡ／Ｄ変換器１３
ａ〜１３ｆも、パーソナルコンピュータ１１の出力部分
とほぼ同様に、例えば図４に示すように構成される。即
ち、図示しないマイクロフォン、オーディオ再生装置、
電子楽器、ミキサ等のオーディオソースから供給される
左右チャネルのアナログオーディオ信号ＳL，ＳRは、そ
れぞれ１ビットＡ／Ｄ変換器４１，４２に供給される。
１ビットＡ／Ｄ変換器４１は、クロック信号φに基づい
てアナログオーディオ信号ＳLを１ビットＡ／Ｄ変換
し、１ビットＡ／Ｄ変換器４２は、クロック信号φをイ
ンバータ４３で反転させたクロック信号−φに基づいて
アナログオーディオ信号ＳRを１ビットＡ／Ｄ変換す
る。得られた各チャネルの１ビットのオーディオデータ
Ｌ，Ｒは、それぞれＡＮＤゲート４４，４５の一方の入
力端に入力される。ＡＮＤゲート４４，４５は、他方の
入力端にそれぞれ供給されたクロック信号−φ，φによ
ってオーディオデータＬ，Ｒを交互に通過させる。これ
らがＯＲゲート４６によって合成されて１ビットの多重
化オーディオデータＬ／Ｒとなる。

【００１４】また、図１のミキサー１２ａは、例えば図
５に示すように構成されており、ミキサー１２ｂ，１２
ｃもこれと同様の構成となっている。レジスタ５１，５
２，５３には、入力される各多重化オーディオデータＬ
／Ｒのミキシングの割合を決めるｍビットの重み係数Ｋ
11，Ｋ12，Ｋ13が予め外部からの操作により設定され
る。重み付け部５４，５５，５６では、これらの重み係
数Ｋ11，Ｋ12，Ｋ13により、各多重化オーディオデータ
Ｌ／Ｒを重み付けし、多ビットのＰＣＭデータＤL/Rと
する。

【００１５】重み付け部５４（５５，５６も同様）は、
例えば図６に示すようにセレクタ６１と、インバータ６
２とにより簡単に構成することができる。重み係数Ｋ11
が４ビットであるとすると、これら４ビットの重み係数
Ｋ11をインバータ６２で反転させたデータとその上位ビ
ットにキャリーＣ（＝１）を付加した５ビットのデータ
は、重み係数Ｋ11に−１を掛けた負の値に相当し、これ
がセレクタ６１のＡ端子に与えられる。また、４ビット
の重み係数Ｋ11は、正の値としてそのままセレクタ６１
のＢ端子に与えられる。そしてセレクタ６１の切り換え
入力として与えられた多重化オーディオデータＬ／Ｒが
“０”のときは負値（−Ｋ11）がＰＣＭデータＤL/Rと
して選択され、“１”のときは正値（Ｋ11）がＰＣＭデ
ータＤL/Rとして選択される。

【００１６】図５において、ＰＣＭデータＤL/Rは、加
算器５７で加算され、オーバーサンプリングレートのま
までｎビットのＰＣＭミキシングデータＭＩＸ−ＤL/R
となる。そして、このＰＣＭミキシングデータＭＩＸ−
ＤL/Rが再度１ビットＤ／Ａ変換器５８でΔΣ変調され
て１ビットの多重化ミキシングデータＭＩＸ−Ｌ／Ｒと
して出力される。

【００１７】このとき、１ビットＤ／Ａ変換器５８で
は、左右のチャネルの多重化ミキシングデータＭＩＸ−
Ｌ／Ｒが交互に現れるので、各チャネルで別々のΔΣ変
調がなされることが必要である。このため、１ビットＤ
／Ａ変換器５８は、例えば図７のように構成すればよ
い。この回路は、周知の二次ΔΣ変調器を基本とするも
ので、加算器７１及びレジスタ７２，７３からなる第１
の積分器７４と、加算器７５及びレジスタ７６，７７か
らなる第２の積分器７８と、これら二段の積分器７４，
７８の出力を１ビット量子化する量子化器７９と、この
量子化器７９の出力を加算器７１，７５にフィードバッ
クさせるために保持するレジスタ８０，８１とにより構
成されている。但し、この回路では、各積分器７４，７
８を構成するレジスタ７２，７３，７６，７７及び出力
をフィードバックさせるレジスタ８０，８１がそれぞれ
２段構成となっている。

【００１８】一方、クロック信号φと、これを遅延回路
８２で遅延させた信号とをＥＸ−ＯＲゲート８３で合成
することにより、クロック信号φの２倍周期のクロック
信号２φを得る。このクロック信号２φを各レジスタ７
２，７３，７６，７７，８０，８１に与えると、図８に
示すように、各チャネルの入力データＭＩＸ−ＤL/Rの
入力タイミングと、レジスタ７３，７７，８１からの同
じチャネルのデータの出力タイミングとが、丁度クロッ
ク信号φの１周期遅れで一致し、左右で独立したΔΣ変
調を行うことができ、しかも左右チャネルの時分割多重
化のための特別な処理も必要としない。

【００１９】また、１ビットＤ／Ａ変換器５８に入力さ
れるＰＣＭデータＭＩＸ−ＤL/Rは、ΔΣ変調信号の出
力をオーバーサンプリングレートのままミキシングした
ものであるから、もとの信号よりも高い周波数成分を含
んでいるが、１ビットＤ／Ａ変換器５８の前段に二段の
積分器が設けられているので、高い周波数成分は自動的
にカットされることになり、元の波形の再現性は損なわ
れない。

【００２０】このシステムで重要な点は、パーソナルコ
ンピュータ１１がクロック供給手段となり、ここで発生
されるクロック信号φがミキサー１２ａ〜１２ｃ及びス
テレオＡ／Ｄ変換器１３ａ〜１３ｆの全てに、ミキサー
１２ａ〜１２ｃを介して供給され、全ての処理が共通の
クロック信号φに基づいて行われる点である。このた
め、ミキサー１２ａ〜１２ｃ及びパーソナルコンピュー
タ１１では、各入力に対して個別に同期処理を行う必要
が無い。また、取り扱う多重化オーディオデータＬ／Ｒ
及び多重化ミキシングデータＭＩＸ−Ｌ／Ｒはディジタ
ルデータであるから、ノイズの影響を受け難く、信号も
劣化しないので、ミキサーを多段に接続できる。しか
も、これらのデータは、ビットストリーム信号であるか
ら、データの入出力のためのラインは各１本あれば足
り、それに加えてクロック信号のためのラインを各１本
備えるだけでよいので、各部を接続するラインも簡素化
することができる。

【００２１】

【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば、
ミキシングの対象となる多重化オーディオデータを出力
する全てのオーディオ出力手段及びこれらをミキシング
するミキシング装置に、共通のクロック信号が供給さ
れ、この共通のクロック信号に基づいてΔΣ変調処理や
時分割多重化処理が行われるので、取り扱う多重化オー
ディオデータ及び多重化ミキシングデータは、全て同期
することになり、個々の信号に対する同期のための特別
な処理を必要としない。このため、回路構成を大幅に簡
略化することができる。また、取り扱う多重化オーディ
オデータ及び多重化ミキシングデータは、全てディジタ
ルデータであるから、ノイズの影響を受けにくく、ミキ
シング装置を多段接続しても信号の劣化は殆どないとい
う効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の一実施例に係るオーディオ編集シ
ステムのブロック図である。

【図２】 同装置におけるパーソナルコンピュータのオ
ーディオ入出力部のブロック図である。

【図３】 同オーディオ入出力部の動作を示すタイミン
グチャートである。

【図４】 同システムにおけるステレオＡ／Ｄ変換器の
ブロック図である。

【図５】 同システムにおけるミキサーのブロック図で
ある。

【図６】 同ミキサーにおける重み付け部のブロック図
である。

【図７】 同ミキサーにおける１ビットＤ／Ａ変換器の
ブロック図である。

【図８】 同１ビットＤ／Ａ変換器の動作を示すタイミ
ングチャートである。

【符号の説明】

１１…パーソナルコンピュータ、１２ａ〜１２ｃ…ミキ
サー、１３ａ〜１３ｆ…ステレオＡ／Ｄ変換器。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ΔΣ変調によりそれぞれ１ビット量子化
   された複数チャネルのオーディオデータが１ビット単位
   で時分割多重化されてなる多重化オーディオデータをミ
   キシング対象として複数入力し、これら多重化オーディ
   オデータにミキシングの割合に応じた重みをそれぞれ付
   与して多ビット化する複数の重み付け手段と、 これら重み付け手段でそれぞれ重み付けされた多ビット
   の多重化オーディオデータを加算して多ビットミキシン
   グデータを生成する加算手段と、 この加算手段で得られた多ビットミキシングデータを再
   度ΔΣ変調して１ビット量子化することにより前記複数
   チャネルが１ビット単位で時分割多重化された多重化ミ
   キシングデータを生成し出力する１ビットＤ／Ａ変換手
   段とを備えたミキシング装置において、 外部からクロック信号を導入し、このクロック信号を前
   記ミキシング対象である多重化オーディオデータの供給
   元に前記多重化オーディオデータ生成のためのクロック
   信号として供給すると共に、前記多重化ミキシングデー
   タ生成のために当該クロック信号を使用することによ
   り、入力される複数の多重化オーディオデータ及び出力
   する多重化ミキシングデータの全てを前記導入されたク
   ロック信号に同期させるようにしたことを特徴とするミ
   キシング装置。
2. 【請求項２】 複数チャネルのオーディオ信号をそれぞ
   れΔΣ変調して１ビット量子化された複数チャネルのオ
   ーディオデータを生成すると共に、これらオーディオデ
   ータを１ビット単位で時分割多重化して多重化オーディ
   オデータを生成出力する複数のオーディオ出力手段と、 これらオーディオ出力手段からそれぞれ供給される多重
   化オーディオデータにミキシングの割合に応じた重みを
   それぞれ付与して多ビット化し、これら多ビットの多重
   化オーディオデータを加算して得られた多ビットミキシ
   ングデータを再度ΔΣ変調して１ビット量子化すること
   により前記複数チャネルが１ビット単位で時分割多重化
   された多重化ミキシングデータを生成し出力するミキシ
   ング手段と、 前記複数のオーディオ出力手段における多重化オーディ
   オデータ生成のため及び前記ミキシング手段における多
   重化ミキシングデータ生成のために共通に用いられるク
   ロック信号を生成して前記ミキシング手段に供給すると
   共に前記ミキシング手段を介して又は直接前記複数のオ
   ーディオ出力手段に供給するクロック供給手段とを備え
   たことを特徴とするオーディオシステム。
3. 【請求項３】 複数のオーディオ出力手段からミキシン
   グの対象となるオーディオ信号をミキシング装置に入力
   し、これらをミキシングしてオーディオ入力手段に取り
   込むオーディオシステムにおいて、 最終段のミキシングデータを取り込むオーディオ入力手
   段からクロック信号を前記ミキシング手段及び前記複数
   のオーディオ出力手段に供給し、全てのオーディオ出力
   手段及びミキシング手段から、前記クロック信号に同期
   して複数チャネルが１ビット単位で時分割多重化された
   ΔΣ変調出力を出力させるようにしたことを特徴とする
   オーディオシステム。