JPH11150784A - Microphone system composed of plural partial band microphones - Google Patents

Microphone system composed of plural partial band microphones

Info

Publication number
JPH11150784A
JPH11150784A JP31495597A JP31495597A JPH11150784A JP H11150784 A JPH11150784 A JP H11150784A JP 31495597 A JP31495597 A JP 31495597A JP 31495597 A JP31495597 A JP 31495597A JP H11150784 A JPH11150784 A JP H11150784A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
band
microphone
characteristic
predetermined
microphones
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.)
Pending
Application number
JP31495597A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Naoki Ejima
直樹 江島
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.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial 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 Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP31495597A priority Critical patent/JPH11150784A/en
Publication of JPH11150784A publication Critical patent/JPH11150784A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Circuit For Audible Band Transducer (AREA)
  • Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a microphone system with which a high dynamic range can be provided over a wide band. SOLUTION: This system is composed of (n) pieces (n) is an integer >=2} of microphone groups 11-13 for performing electric transformation of sounds in a prescribed partial band and a synthesizing means 700 for synthesizing these A/D converted (n) pieces of outputs, so that digital codes over all the bands are extracted. It is preferable that the system is composed of a ΔΣ modulator for ΔΣ modulation with prescribed band characteristics and a decimation filter for thinning sampling data while limiting bands with the respective prescribed frequency characteristics. The microphone system is provided by improving stability through A/D converting elements 1000, 2000 and 3000 and providing a high dynamic range over wide bands through mutual complementary operations of the microphone groups 11-13 specified on the prescribed band.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、低周波から超音波
までの広帯域音声を電気信号に変換し、さらにデジタル
符号に変換するマイクロフォン装置に関し、特に、複数
の部分帯域マイクロフォンおよび複数のAD変換素子を
用いて高S/Nかつ広帯域変換を実現するマイクロフォ
ン装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a microphone device for converting a wideband sound from a low frequency to an ultrasonic wave into an electric signal and further converting the signal into a digital code, and more particularly, to a plurality of partial band microphones and a plurality of AD conversion elements. The present invention relates to a microphone device that realizes high S / N and wideband conversion using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】マイクロフォンにはさまざまな方式があ
るが、特に主に音声や音楽録音に使用するマイクロフォ
ンは従来の記録メディアの特性で決定される周波数帯域
に特化して開発され、高々20kHzまでの周波数帯域
でのノイズスペクトルやダイナミックレンジや周波数特
性を良好にすることを主眼とし、これに収音音色の好み
を加味するというのが一般であった。従って、この種の
マイクロフォンでは、20kHz以上の周波数帯域での
出力信号は得られないか、得られても低品質のものであ
った。
2. Description of the Related Art There are various types of microphones. In particular, microphones mainly used for voice and music recording have been developed specifically for a frequency band determined by the characteristics of conventional recording media, and have a frequency range of up to 20 kHz. It has been a general purpose to improve the noise spectrum, dynamic range, and frequency characteristics in the frequency band, and to take into account the taste of the collected sound color. Therefore, with this type of microphone, an output signal in a frequency band of 20 kHz or more was not obtained, or even if it was obtained, it was of low quality.

【0003】これとは別に音響エネルギーを超音波まで
の帯域に渡って測定する目的のために開発されたマイク
ロフォンもあった。これは騒音を計測する騒音計に使用
されるものなどであった。100kHzまでの帯域に渡
って周波数応答を平坦にするものがあったが、超高域で
も分割振動を起こさないで音から電気エネルギーに変換
するようにするために、振動板のサイズを小さくする必
要があった。ところが振動板のサイズを小さくすると変
換の効率が低くなるので、十分な電気信号出力が得られ
ず、SN比およびダイナミックレンジが不足するため、
音声や音楽録音に使用されることはなかった。
[0003] Alternatively, some microphones have been developed for the purpose of measuring acoustic energy over the band up to ultrasound. This was used for a sound level meter for measuring noise. In some cases, the frequency response was flattened over the band up to 100 kHz, but in order to convert sound to electrical energy without causing split vibration even in the ultra-high frequency range, the size of the diaphragm must be reduced. was there. However, when the size of the diaphragm is reduced, the conversion efficiency is reduced, so that a sufficient electric signal output cannot be obtained, and the SN ratio and the dynamic range are insufficient.
It was not used for voice or music recordings.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年の
DVDの出現により、高密度を活かしてより高音質化す
るため、サンプリング周波数96kHz、量子化ビット
数24ビットが実用化された。さらに略100kHzま
での帯域を記録再生するための各種試みがされつつあ
る。すなわち、記録再生のメディアとしてのインフラは
整う可能性が出てきているが、肝心の収音品質がまだ不
十分であるといった問題点がある。従来のマイクロフォ
ンは、今までのところ、その仕様に見合った十分な性能
が得られていない。より具体的には以下の課題がある。
However, with the advent of DVDs in recent years, a sampling frequency of 96 kHz and a quantization bit number of 24 bits have been put to practical use in order to make use of the high density to achieve higher sound quality. Further, various attempts to record and reproduce a band up to approximately 100 kHz are being made. In other words, although there is a possibility that the infrastructure as a recording / reproducing medium is ready, there is a problem that the essential sound collection quality is still insufficient. Conventional microphones have not yet achieved sufficient performance to meet their specifications. More specifically, there are the following problems.

【0005】(イ)1ウェイで100kHzまでカバー
するように広帯域設計すると、出力が低下してSN比お
よびダイナミックレンジの低下を招くため、十分な広帯
域にも出来ず、かつダイナミックレンジも低下する傾向
になる。
[0005] (A) If a wide band is designed so as to cover up to 100 kHz in one way, the output is reduced and the S / N ratio and the dynamic range are reduced. Therefore, a sufficient wide band cannot be achieved and the dynamic range tends to be reduced. become.

【0006】(ロ)1ウェイで高SN比とするために高
出力とすると、強大な音圧レベルでのクリッピング歪み
が起こり変換が出来なくなるばかりか、振動板を大きく
せざるを得ないので狭帯域になる。逆に強大な音圧レベ
ルでのクリッピング歪みを防止するためにヘッドルーム
を十分にとると、広帯域でのノイズスペクトルに対する
信号レベル強度が不十分となりSN比が低下する問題が
ある。
(B) If a high output is used in order to obtain a high SN ratio in one way, clipping distortion occurs at a high sound pressure level, so that conversion cannot be performed. Bandwidth. On the other hand, if sufficient headroom is provided to prevent clipping distortion at a large sound pressure level, there is a problem that the signal level intensity with respect to the noise spectrum in a wide band becomes insufficient and the SN ratio decreases.

【0007】(ハ)複数のマイクロフォンをつかったマ
ルチウェイマイクロフォンもあったが、アナログアンプ
による帯域分割と合成のため特性がバラツキ、不安定で
あった。
(C) Some multi-way microphones use a plurality of microphones. However, the characteristics are varied and unstable due to band division and synthesis by an analog amplifier.

【0008】(ニ)また、複数のマイクロフォンをつか
ったマルチウェイマイクロフォンにおいて、アナログア
ンプによる複数の信号を合成したものをAD変換装置で
ディジタル信号に変換するのも広帯域で高ダイナミック
レンジのAD変換装置が得られにくいといった課題があ
った。
(D) In a multi-way microphone using a plurality of microphones, a signal obtained by synthesizing a plurality of signals by an analog amplifier is converted into a digital signal by an A / D converter. Has been difficult to obtain.

【0009】本発明は上記の問題を解決するものであ
り、バラツキや安定度の劣化やノイズの混入を防止でき
る広帯域かつ高ダイナミックレンジなマイクロフォンを
提供することを目的とする。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problem, and an object of the present invention is to provide a wide-band, high-dynamic-range microphone that can prevent variation, deterioration of stability, and noise.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明によるマイクロフォン装置は、入力する音響エ
ネルギーを所定の部分帯域において電気信号に変換する
複数のマイクロフォンと、デジタル符号に変換する複数
個のAD変換素子と、各AD変換素子の出力を合成する
合成手段とから全帯域のデジタル符号を取り出すように
構成したものである。
In order to achieve this object, a microphone device according to the present invention comprises a plurality of microphones for converting input acoustic energy into electric signals in a predetermined partial band, and a plurality of microphones for converting digital signals into digital codes. , And a synthesizing means for synthesizing the output of each AD conversion element to extract digital codes of all bands.

【0011】これにより、広い帯域にわたって高ダイナ
ミックレンジを得ることができる。
Thus, a high dynamic range can be obtained over a wide band.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】本発明の第1の発明によるマイク
ロフォン装置は、それぞれ所定の部分帯域に好適な特性
をもつi個(iは2以上の整数)のマイクロフォンから
入力するアナログ信号をそれぞれ所定の部分帯域におい
てデジタル符号に変換するn個(nは2以上の整数)の
AD変換素子と、前記AD変換素子のn個の出力を合成
してmビット(mは、2m≧n+1を満たす正の整数)
のデジタル符号にする合成手段とを備え、前記合成手段
から合成したmビットのデジタル符号を取り出すように
したものである。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A microphone device according to a first aspect of the present invention provides a microphone device which receives analog signals input from i (i is an integer of 2 or more) microphones each having characteristics suitable for a predetermined partial band. N (where n is an integer of 2 or more) AD conversion elements for converting to digital codes in the partial band, and n outputs of the AD conversion elements are combined to form m bits (m satisfies 2 m ≧ n + 1) Positive integer)
And a synthesizing means for converting the m-bit digital code from the synthesizing means.

【0013】また、本発明の第2の発明によるマイクロ
フォン装置のAD変換素子は、入力するアナログ信号を
所定の帯域特性でΔΣ変調するΔΣ変調器と、前記ΔΣ
変調器の出力をそれぞれ所定の周波数特性で帯域を制限
してサンプリングデータを間引くデシメーションフィル
タとからなり、デシメーションフィルタは、それぞれ接
続するΔΣ変調器の所定帯域において主に通過させ、そ
れ以外の帯域を阻止するようにするとともに、前記i個
の入力信号の相互間における周波数特性あるいは位相特
性あるいは群遅延特性およびその間のバラツキに適応し
て、それぞれ逆特性となる伝達特性をそれぞれ畳み込む
ことを特徴としたものである。
Further, the AD converter of the microphone device according to the second aspect of the present invention is a ΔΣ modulator for ΔΣ modulating an input analog signal with a predetermined band characteristic, and the ΔΣ modulator.
A decimation filter that limits the band of each output of the modulator with a predetermined frequency characteristic and thins out sampling data, and the decimation filter passes mainly in a predetermined band of the ΔΣ modulator to be connected, and passes other bands. In addition to the above, the transmission characteristics having the opposite characteristics are convolved in accordance with the frequency characteristic, the phase characteristic, or the group delay characteristic between the i input signals and the variation therebetween. Things.

【0014】本発明は、上記のようにしたため、それぞ
れのマイクロフォンは各帯域で最適の特性が得られるよ
うにするとともに、組み合わせるAD変換素子は比較的
低いクロック、低次の帰還フィルタを用いて所定の分割
帯域でのダイナミックレンジを高めることができ、安定
化も図られる。これらのAD変換素子は所定の帯域内を
通過させ帯域外を阻止するデシメーションフィルタと組
み合わせ、所定の分割帯域外の雑音を除去する。さら
に、相異なる帯域で所定の性能を得る複数のAD変換素
子の出力を合成することで、全体として広帯域化および
高ダイナミックレンジ化が図られる。また、n個のAD
変換素子の出力を合成する時に、ΔΣ変調波形の立ち上
がりと立ち下がりの出現確率が略平衡することによっ
て、ジッタによる変換誤差を相乗平均化する作用が生
じ、ジッタによる雑音の低減作用が副次的に生じる。
According to the present invention, as described above, each microphone can obtain an optimum characteristic in each band, and the AD conversion element to be combined is a predetermined clock using a relatively low clock and a low-order feedback filter. , The dynamic range in the divided band can be increased, and stabilization can be achieved. These AD conversion elements are combined with a decimation filter that passes through a predetermined band and blocks out of the band, and removes noise outside a predetermined divided band. Furthermore, by combining the outputs of a plurality of AD conversion elements that obtain predetermined performance in different bands, a wider band and a higher dynamic range can be achieved as a whole. In addition, n ADs
When the outputs of the conversion elements are combined, the rise and fall appearance probabilities of the ΔΣ modulation waveform are substantially balanced, so that an operation of geometrically averaging conversion errors due to jitter occurs, and the effect of reducing noise due to jitter is secondary. Occurs.

【0015】また、それぞれのマイクロフォン適するよ
う個々に最適の特性を畳み込むことが出来るようにな
る。
Further, it becomes possible to convolve the optimum characteristics individually so as to be suitable for each microphone.

【0016】[0016]

【実施例】(実施例1)以下、本発明の実施例1につい
て、図面を参照しながら説明を行う。
Embodiment 1 Embodiment 1 of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0017】図1は本発明の実施例1におけるマイクロ
フォン装置を示す概要ブロック図である。ここでは将来
の展開を考慮して、DCから100kHzまでの音響信
号を収音してデジタル信号に変換するマイクロフォン装
置の本発明による実施例とした。従って出力信号はサン
プリング周波数192kHz、24bitのデジタル符
号である。図中、11、12および13はマイクロフォ
ン、101、102および103はアナログ入力端子、
1000はAD変換素子(a)、2000はAD変換素子
(b)、3000はAD変換素子(c)、7000は合成手
段、710はデジタル出力端子である。なお、信号線の
傍に引き出し線を付けずに記入の数字はビット数を表
す。
FIG. 1 is a schematic block diagram showing a microphone device according to a first embodiment of the present invention. Here, in consideration of future development, an embodiment according to the present invention of a microphone device which collects an acoustic signal from DC to 100 kHz and converts it into a digital signal is described. Therefore, the output signal is a digital code having a sampling frequency of 192 kHz and 24 bits. In the figure, 11, 12 and 13 are microphones, 101, 102 and 103 are analog input terminals,
1000 is an AD conversion element (a), 2000 is an AD conversion element
(b) 3000 is an AD conversion element (c), 7000 is a synthesizing means, and 710 is a digital output terminal. Note that the number entered without a leader line beside the signal line indicates the number of bits.

【0018】マイクロフォン11はDCから約30kH
zまでの帯域で使用するマイクロフォンである。マイク
ロフォン12は20kHz〜50kHzの帯域で特性の
優れたマイクロフォンである。マイクロフォン13は5
0kHz以上の帯域で特性の優れたマイクロフォンであ
る。マイクロフォン11は比較的大きな口径の振動板を
有し、マイクロフォン13は比較的小口径とする。これ
はとくにマイクロフォン13においては振動板の分割振
動による共振点周波数および反共振点周波数を高くし超
音波帯域で特性を最適にするためである。ただし小口径
とするため感度は低下する傾向にある。
The microphone 11 is about 30 kHz from DC.
A microphone used in the band up to z. The microphone 12 is a microphone having excellent characteristics in a band of 20 kHz to 50 kHz. Microphone 13 is 5
The microphone has excellent characteristics in a band of 0 kHz or more. The microphone 11 has a diaphragm having a relatively large diameter, and the microphone 13 has a relatively small diameter. This is because, in the microphone 13 in particular, the resonance point frequency and the anti-resonance point frequency due to the divided vibration of the diaphragm are increased to optimize the characteristics in the ultrasonic band. However, sensitivity tends to decrease due to the small aperture.

【0019】マイクロフォン11の出力信号は入力端子
101からの入力信号X1はAD変換素子(a)1000
に供給する。同様にマイクロフォン12の信号は入力端
子102を通じてAD変換素子(b)2000へ供給す
る。マイクロフォン13も同様にAD変換素子(c)30
00に供給する。それぞれのAD変換素子においては、
各々ΔΣ変調器100,300,500とデシメーショ
ンフィルタ200,400,600でAD変換を行う。
AD変換素子(a)1000、AD変換素子(b)2000
およびAD変換素子(c)3000の出力Wa701、W
b702およびWc703を合成手段7000に供給す
る。合成手段7000はこれらの3つの入力Wa、Wb
およびWcを加算合成して出力端子710より出力信号
Wとして出力する。
An output signal of the microphone 11 is an input signal X1 from an input terminal 101, and an AD conversion element (a) 1000
To supply. Similarly, the signal of the microphone 12 is supplied to the AD conversion element (b) 2000 through the input terminal 102. Similarly, the microphone 13 has an AD conversion element (c) 30
Supply to 00. In each AD conversion element,
AD conversion is performed by the ΔΣ modulators 100, 300, 500 and the decimation filters 200, 400, 600, respectively.
AD converter (a) 1000, AD converter (b) 2000
And the output Wa701, W of the AD conversion element (c) 3000
b702 and Wc703 are supplied to the synthesis means 7000. The combining means 7000 outputs these three inputs Wa, Wb
And Wc are added and synthesized and output as an output signal W from an output terminal 710.

【0020】図2はAD変換素子(a)1000の内部ブ
ロック図である。図中、110は加算器、120は量子
化器、140は減算器、150は帰還フィルタ、210
は第1のFIR1(有限インパルス応答)フィルタ
(a)、220は第2のFIR2フィルタ(a)である。入
力端子101より入力するアナログ入力信号Xを加算器
110を通じて量子化器120に供給する。1ビット量
子化はオーバーサンプリング周波数3072kHzで行
う。加算器110のもう一方の加算入力信号は帰還フィ
ルタ150から供給される量子化雑音Qである。量子化
器120は入力されるアナログ信号を1ビットに量子化
する。この量子化した1ビットの信号はデシメーション
フィルタ200へ伝送するとともに、減算器140に入
力する。減算器140は量子化器120の入力信号と出
力信号との差信号、すなわち量子化雑音Qを出力する。
サンプリング周波数3072kHzは現状のデバイス性
能から考慮して選んだ値であり、これよりに高くしても
低くしても得られるダイナミックレンジなどの性能が低
下する。この量子化雑音Qは伝達特性Ha(z)を有する
帰還フィルタ150で周波数およびまたは位相特性の変
換を行い加算器110へ帰還する。ここで、信号Yaに
ついて式で表すと、Ya=X+(1−Ha(z))*Qと
なり、信号Yaは入力信号Xの成分と量子化雑音Qの伝
達特性Ha(z)で帰還した成分の和となる。したがっ
て、伝達特性Ha(z)によって量子化雑音Qのスペクト
ル変換を行うことができる。実用の低周波域で伝達関数
が1となるように通過特性を持たせ、実用帯域外の高周
波域で減衰特性を持たせるようにするのが好適である。
例えばLPFがこれに該当する。この帰還ループによる
ΔΣ変調で量子化雑音Qを実用帯域外の高域へ追いやる
ことができる。このようにして所定のスペクトル変換を
施した1ビットの信号を出力端子710から出力信号Y
aとして次段のデシメーションフィルタ200へ出力す
る。
FIG. 2 is an internal block diagram of the AD converter (a) 1000. In the figure, 110 is an adder, 120 is a quantizer, 140 is a subtractor, 150 is a feedback filter, 210
Is the first FIR1 (finite impulse response) filter
(a) and 220 are second FIR2 filters (a). An analog input signal X input from an input terminal 101 is supplied to a quantizer 120 through an adder 110. One-bit quantization is performed at an oversampling frequency of 3072 kHz. The other input signal of the adder 110 is the quantization noise Q supplied from the feedback filter 150. The quantizer 120 quantizes the input analog signal into one bit. The quantized 1-bit signal is transmitted to the decimation filter 200 and input to the subtractor 140. The subtractor 140 outputs a difference signal between the input signal and the output signal of the quantizer 120, that is, a quantization noise Q.
The sampling frequency of 3072 kHz is a value selected in consideration of the current device performance, and if it is higher or lower than this value, the performance such as the dynamic range obtained is reduced. This quantization noise Q is converted in frequency and / or phase characteristics by a feedback filter 150 having a transfer characteristic Ha (z), and is returned to the adder 110. Here, when the signal Ya is represented by an equation, Ya = X + (1-Ha (z)) * Q, and the signal Ya is a component of the input signal X and a component fed back by the transfer characteristic Ha (z) of the quantization noise Q. Is the sum of Therefore, the spectrum conversion of the quantization noise Q can be performed by the transfer characteristic Ha (z). It is preferable to provide a pass characteristic so that the transfer function becomes 1 in a practical low frequency range, and to provide an attenuation characteristic in a high frequency range outside the practical band.
For example, LPF corresponds to this. The quantization noise Q can be driven to a high band outside the practical band by the ΔΣ modulation by the feedback loop. The 1-bit signal subjected to the predetermined spectrum conversion in this manner is output from the output terminal 710 to the output signal Y.
It is output to the decimation filter 200 of the next stage as a.

【0021】デシメーションフィルタ200において、
1ビット3072kHzの信号をFIR1フィルタ21
0で1/4にデシメーションし24ビット768kHz
にダウンサンプリングするとともにマルチビット化し、
FIR2フィルタ220でさらに1/4にデシメーショ
ンして24ビット192kHzの出力Waに変換する。
In the decimation filter 200,
A 1-bit 3072 kHz signal is converted to an FIR1 filter 21.
Decimates to 1/4 at 0 and 768kHz at 24 bits
Down-sampling and multi-bit,
The data is further decimated to 1/4 by the FIR2 filter 220 and converted into a 24-bit output 192 kHz Wa.

【0022】図1におけるAD変換素子(b)2000お
よびAD変換素子(c)3000の内部構成および動作
は、図2で説明したAD変換素子(a)1000と同様で
ある。異なるのはΔΣ変調器のノイズシェイプ特性、よ
り具体的には帰還フィルタの伝達関数がそれぞれ異なる
ことと、デシメーションフィルタの帯域特性を異ならし
めていることである。以下これらの特性について説明す
る。
The internal configuration and operation of AD converter (b) 2000 and AD converter (c) 3000 in FIG. 1 are the same as those of AD converter (a) 1000 described in FIG. The differences are that the noise shape characteristics of the ΔΣ modulator, more specifically, the transfer functions of the feedback filters are different from each other, and that the band characteristics of the decimation filter are different. Hereinafter, these characteristics will be described.

【0023】図3はΔΣ変調器の信号スペクトルおよび
ノイズスペクトルを説明する図である。図3(a)はΔΣ
変調器100の出力Ya、図3(b)はΔΣ変調器300
の出力Ybおよび図3(c)はΔΣ変調器500の出力Y
cの特性を示す。なお、横軸は周波数軸であり、広範囲
を見るために対数化して示している。
FIG. 3 is a diagram for explaining a signal spectrum and a noise spectrum of the ΔΣ modulator. FIG. 3A shows ΔΣ
The output Ya of the modulator 100, FIG.
3C and the output Yb of the ΔΣ modulator 500 are shown in FIG.
The characteristic of c is shown. Note that the horizontal axis is the frequency axis, which is logarithmically shown for viewing a wide range.

【0024】図3(a)において、S1は入力信号X1の
信号スペクトル、NaはΔΣ変調によって高域へ追いや
った量子化雑音のノイズスペクトルである。サンプリン
グ周波数192kHzをfsとして16fsの3072
kHzでオーバーサンプリングを行い、帰還ループによ
りΔΣ変調を行い量子化雑音Qを信号帯域外の高域へ追
いやっている。そのためノイズスペクトルはナイキスト
周波数の1536kHz(8fs)を中心としてピーク
をもつ山型になる。オーバーサンプリング比16という
値は24ビット精度のダイナミックレンジを信号帯域の
全体で得るには不十分な値であり、無理をして高次のΔ
Σ変調をすれば、安定度が劣化し発振に到るなどの致命
的な欠陥を生じる。そこで本実施例では2次ないし4次
の低次帰還フィルタを採用し、常に安定に動作するよう
にした。そのかわり24ビット精度のダイナミックレン
ジを得る帯域を狭めている。図3(a)では24kHzま
での帯域で24ビット精度のダイナミックレンジを得る
ようにし、帯域内であっても24kHzから96kHz
の範囲でのダイナミックレンジはやや悪い。
In FIG. 3 (a), S1 is the signal spectrum of the input signal X1, and Na is the noise spectrum of the quantization noise driven to a higher frequency by Δ 域 modulation. 3072 of 16fs with sampling frequency 192kHz as fs
Oversampling is performed at kHz, and ΔΣ modulation is performed by a feedback loop to drive the quantization noise Q to a high band outside the signal band. Therefore, the noise spectrum becomes a mountain shape having a peak around the Nyquist frequency of 1536 kHz (8 fs). The value of oversampling ratio 16 is not enough to obtain a dynamic range of 24-bit accuracy over the entire signal band.
ΣModulation causes fatal defects such as deterioration of stability and oscillation. Therefore, in the present embodiment, a second-order or fourth-order low-order feedback filter is employed so as to always operate stably. Instead, the band for obtaining a dynamic range with 24-bit accuracy is narrowed. In FIG. 3A, a dynamic range of 24-bit accuracy is obtained in a band up to 24 kHz, and even within the band, the dynamic range is from 24 kHz to 96 kHz.
The dynamic range in the range is somewhat bad.

【0025】次に図3(b)について説明する。図3(b)
も図3(a)と同様に量子化雑音を制御する。図3(a)と
異なるのは、帰還フィルタとして24kHzから48k
Hzを通過させ、それ以外の帯域を阻止するバンドパス
フィルタを用いる点である。バンドパスフィルタを構成
するには、例えば帰還フィルタの伝達特性Hb(z)の極
点と零点をDC以外の周波数に最適に分散配置すること
により得られる。これらによりノイズスペクトルはNb
となる。信号スペクトルS0はフラットである。このよ
うにして24〜48kHzで24ビット精度のダイナミ
ックレンジを得る。
Next, FIG. 3B will be described. FIG. 3 (b)
3 also controls the quantization noise in the same manner as in FIG. The difference from FIG. 3A is that the feedback filter has a frequency of 24 kHz to 48 kHz.
The point is that a bandpass filter that passes Hz and blocks other bands is used. A band-pass filter can be obtained, for example, by optimally distributing the poles and zeros of the transfer characteristic Hb (z) of the feedback filter at frequencies other than DC. These make the noise spectrum Nb
Becomes The signal spectrum S0 is flat. In this manner, a dynamic range of 24-bit accuracy is obtained at 24-48 kHz.

【0026】図3(c)も図3(a)、(b)と同様である。
図3(c)では48〜96kHz周波数帯域で24ビット
精度のダイナミックレンジを得る。
FIG. 3C is the same as FIGS. 3A and 3B.
In FIG. 3C, a dynamic range with a 24-bit accuracy is obtained in a frequency band of 48 to 96 kHz.

【0027】これら3つの信号、Ya、YbおよびYc
は、入力信号Xについては96kHzまでの帯域でとも
にフラットであるが、それぞれ異なるノイズスペクトル
を含む信号として次段へ出力される。Yaはデシメーシ
ョンフィルタ200に、Ybはデシメーションフィルタ
400に、Ycはデシメーションフィルタ600に供給
され、それぞれ間引きとフィルタリングが行われる。デ
シメーションは、群遅延歪みの無いFIRフィルタを用
いて、ダウンサンプリングによる折り返し歪みが100
kHzの帯域内に混入するのを阻止するよう十分な特性
を持たせる。
These three signals, Ya, Yb and Yc
Are flat in the band up to 96 kHz for the input signal X, but are output to the next stage as signals containing different noise spectra. Ya is supplied to the decimation filter 200, Yb is supplied to the decimation filter 400, and Yc is supplied to the decimation filter 600, and thinning and filtering are respectively performed. Decimation is performed using an FIR filter having no group delay distortion, and aliasing distortion due to downsampling is 100%.
Sufficient characteristics are provided to prevent mixing in the kHz band.

【0028】図4は、デシメーションフィルタの特性を
表すとともに信号Ya、信号Ybおよび信号Ycに含む
ノイズスペクトルをそれぞれ併記したものである。同図
において、Faはデシメーションフィルタ200の周波
数特性、Fbはデシメーションフィルタ400の周波数
特性、Fcはデシメーションフィルタ400の周波数特
性である。また、併記したNaは信号Yaに含むノイズ
スペクトル、NbおよびNcはそれぞれ信号Ybおよび
信号Ycに含むノイズスペクトルである。図4に示す通
り、デシメーションフィルタの特性は単に、折り返し歪
みとなる帯域外成分を除去するだけではない。好ましく
はさらにそれぞれの帯域内でノイズスペクトルの低い領
域の信号だけを通過するよう、それぞれのデシメーショ
ンフィルタを組み合わせる。こうすることで、96kH
z以下の帯域内でもノイズスペクトルの盛り上がり部を
フィルタリングし、ノイズの上昇を抑えられる。同図に
おいてノイズスペクトルNaの大きさを示す曲線の破線
部は、デシメーションフィルタ200により減衰を受け
る部分であることを示す。以下同様に、ノイズスペクト
ルNbおよびノイズスペクトルNcを表す曲線の破線部
もそれぞれ同様にデシメーションフィルタ400および
デシメーションフィルタ600により減衰する部分であ
ることを示す。このようにダウンサンプリングして得ら
れた192kHz・24ビットの信号Wa、信号Wbお
よび信号Wcは合成手段7000に供給する。
FIG. 4 shows the characteristics of the decimation filter and also shows the noise spectra included in the signals Ya, Yb and Yc. In the figure, Fa is the frequency characteristic of the decimation filter 200, Fb is the frequency characteristic of the decimation filter 400, and Fc is the frequency characteristic of the decimation filter 400. In addition, Na is a noise spectrum included in the signal Ya, and Nb and Nc are noise spectra included in the signal Yb and the signal Yc, respectively. As shown in FIG. 4, the characteristics of the decimation filter do not merely remove out-of-band components that cause aliasing. Preferably, the respective decimation filters are combined so that only signals in a low noise spectrum region in each band are passed. By doing so, 96 kHz
Even within the band equal to or less than z, the raised portion of the noise spectrum is filtered, and the rise of noise can be suppressed. In the figure, the broken line portion of the curve indicating the magnitude of the noise spectrum Na indicates a portion that is attenuated by the decimation filter 200. Similarly, similarly, the broken lines of the curves representing the noise spectrum Nb and the noise spectrum Nc indicate the portions attenuated by the decimation filter 400 and the decimation filter 600, respectively. The signal Wa, signal Wb, and signal Wc of 192 kHz / 24 bits obtained by down-sampling in this manner are supplied to the combining means 7000.

【0029】図5は合成手段7000の内部ブロック図
である。信号レベルの比較的小さい信号Wbと信号Wc
を加算器720で加算しその結果と信号Waを加算器7
10で加算合成して出力信号Wとして出力端子710に
出力する。
FIG. 5 is an internal block diagram of the synthesizing means 7000. Signals Wb and Wc having relatively small signal levels
Is added by the adder 720, and the result and the signal Wa are added to the adder 7
At 10, the signals are added and synthesized, and output to an output terminal 710 as an output signal W.

【0030】図6は入力信号Xに対する出力信号Wの総
合周波数特性を示す図である。同図中のSは信号成分の
特性であり、Na、NbおよびNcは残留ノイズの特性
である。図よりDCから96kHzまでの帯域において
146dB以上のダイナミックレンジおよびSN比が得
られることが分かる。
FIG. 6 is a diagram showing the overall frequency characteristics of the output signal W with respect to the input signal X. S in the figure is the characteristic of the signal component, and Na, Nb and Nc are the characteristics of the residual noise. From the figure, it can be seen that a dynamic range and SN ratio of 146 dB or more can be obtained in a band from DC to 96 kHz.

【0031】以上の説明から明らかなように、このよう
な優れた特性はそれぞれ比較的狭帯域のマイクロフォン
とAD変換素子を部分帯域で組み合わせて使用すること
により得られたものであって、AD変換素子は比較的低
次の帰還フィルタで実現できるものである。従って、個
々のAD変換素子はどのような強度の入力に対しても常
に安定に動作する。例えば略フルスケール入力において
不安定になり発振するとか、あるいは直流入力、言い換
えるとDCオフセット状態において、内部演算の丸め誤
差などに起因する小振幅の発振現象(ピー音)などが発
生することを防止できる。しかも信号伝達特性に関して
は、全帯域で元々フラットな特性をもつAD変換素子を
それぞれデジタルのデシメーションフィルタで複数の部
分帯域に分け、それらをデジタルで加算合成するので、
演算語長を適切に選ぶことにより容易に周波数連続性と
位相連続性を達成し得るものである。
As is clear from the above description, such excellent characteristics are obtained by using a relatively narrow-band microphone and an A / D conversion element in combination in a partial band. The element can be realized by a relatively low-order feedback filter. Therefore, each AD conversion element always operates stably with respect to an input of any strength. For example, it is possible to prevent the oscillation from becoming unstable at a substantially full-scale input, or the occurrence of a small amplitude oscillation phenomenon (peep sound) due to a rounding error of an internal operation or the like in a DC input, in other words, in a DC offset state. . In addition, regarding the signal transmission characteristics, the AD conversion element, which originally has flat characteristics in the entire band, is divided into a plurality of partial bands by a digital decimation filter, and these are digitally added and synthesized.
Frequency continuity and phase continuity can be easily achieved by appropriately selecting the operation word length.

【0032】また、複数のΔΣ変調器およびデシメーシ
ョンフィルタの出力を合成手段で加算合成するので、信
号成分は伝達特性通りに加算合成されるが、雑音成分は
相乗平均されるため等レベル合成であれば3dB程減衰
するため、特に部分帯域の境界付近でのノイズが減っ
て、全体のダイナミックレンジおよびSN比が僅かなが
ら改善されるといった副次的効果も奏する。
Further, since the outputs of the plurality of ΔΣ modulators and the decimation filter are added and synthesized by the synthesis means, the signal components are added and synthesized according to the transfer characteristics. For example, since the noise is attenuated by about 3 dB, there is also a side effect that the noise is reduced particularly near the boundary of the partial band, and the overall dynamic range and the SN ratio are slightly improved.

【0033】(実施例2)次に、本発明の実施例2につ
いて、図面を参照しながら説明を行う。
(Embodiment 2) Next, Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0034】図7は本発明の実施例2におけるマイクロ
フォン装置を示す概要ブロック図である。図中、11は
第1のマイクロフォン(図中では、単にマイクと記
す)、12は第2のマイクロフォン、101はマイクロ
フォン11の信号を入力する入力端子であり、102は
マイクロフォン12の信号を入力する入力端子である。
その他は実施例1と同じである。実施例1と同様の部分
については同符号とし詳細説明は省く。マイクロフォン
11はDCから約30kHzまでの帯域で使用するマイ
クロフォンである。またマイクロフォン12は20kH
z以上の帯域で特性の優れたマイクロフォンである。マ
イクロフォン11は比較的大きな口径の振動板を有し、
マイクロフォン12は比較的小口径とする。
FIG. 7 is a schematic block diagram showing a microphone device according to the second embodiment of the present invention. In the figure, reference numeral 11 denotes a first microphone (simply referred to as a microphone in the figure), reference numeral 12 denotes a second microphone, reference numeral 101 denotes an input terminal for inputting a signal from the microphone 11, and reference numeral 102 denotes a signal for inputting a signal from the microphone 12. Input terminal.
Others are the same as the first embodiment. The same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description is omitted. The microphone 11 is a microphone used in a band from DC to about 30 kHz. The microphone 12 is 20 kHz
The microphone has excellent characteristics in a band of z or more. The microphone 11 has a diaphragm having a relatively large diameter,
The microphone 12 has a relatively small diameter.

【0035】図8はΔΣ変調器の信号スペクトルおよび
ノイズスペクトルを説明する図である。図8(a)はΔΣ
変調器100の出力Ya、図8(b)はΔΣ変調器300
の出力Ybおよび図8(c)はΔΣ変調器500の出力Y
cの特性を示す。なお、横軸は周波数軸であり、広範囲
を見るために対数化して示している。
FIG. 8 is a diagram for explaining a signal spectrum and a noise spectrum of the ΔΣ modulator. FIG. 8A shows ΔΣ
The output Ya of the modulator 100, FIG.
8C and the output Yb of the ΔΣ modulator 500 are shown in FIG.
The characteristic of c is shown. Note that the horizontal axis is the frequency axis, which is logarithmically shown for viewing a wide range.

【0036】図8(a)において、S1は入力信号X1の
信号スペクトルであり、低域でフラットなスペクトルを
有する。
In FIG. 8A, S1 is a signal spectrum of the input signal X1, and has a flat spectrum in a low frequency band.

【0037】次に図8(b)と図8(c)のS2はマイクロ
フォン12から入力した信号成分であり、高域でフラッ
トな特性を有する。
Next, S2 in FIGS. 8B and 8C is a signal component input from the microphone 12, and has a flat characteristic in a high frequency range.

【0038】これらは実施例1と同様にΔΣ変調および
デシメーションフィルタを経由して合成手段7000で
加算合成される。
These are added and combined by the combining means 7000 via the Δ し て modulation and the decimation filter as in the first embodiment.

【0039】図9は実施例2におけるそれぞれのデシメ
ーションフィルタの特性を示す図である。同図において
Faはデシメーションフィルタ200の特性を示すが、
約15dBゲインを落としているのはマイクロフォン1
1の出力がマイクロフォン12の出力よりも大きいのを
補正するためである。またFbはデシメーションフィル
タ400の特性を示すが、マイクロフォン12の高域減
衰の傾向を補正するため、これとは逆特性の伝達特性を
畳み込むことで補正している。これらの結果総合の入出
力特性は図6と同様となる。同図中のNa、Nbおよび
Ncは残留ノイズである。DCから96kHzまでの帯
域において146dB以上のダイナミックレンジが得ら
れる。入力端子を複数備えることによって、マイクロフ
ォンをマルチウェイ方式とすることができ、それぞれの
特性を最大限活かし、最適な等化特性を行うことで補正
が容易にできる利点を有する。なお、基本的な部分につ
いは実施例1と同様の作用効果を奏する。
FIG. 9 is a diagram showing the characteristics of each decimation filter in the second embodiment. In the figure, Fa indicates the characteristic of the decimation filter 200,
It is the microphone 1 that drops the gain by about 15 dB.
This is to correct that the output of No. 1 is larger than the output of the microphone 12. Fb indicates the characteristic of the decimation filter 400. To correct the tendency of the microphone 12 to attenuate high frequencies, Fb is corrected by convolving a transfer characteristic having an inverse characteristic. As a result, the overall input / output characteristics are the same as in FIG. Na, Nb and Nc in the figure are residual noises. A dynamic range of 146 dB or more is obtained in a band from DC to 96 kHz. By providing a plurality of input terminals, the microphone can be of a multi-way type, and there is an advantage that correction can be easily performed by making the most of each characteristic and performing optimal equalization characteristics. Note that the same functions and effects as those of the first embodiment are obtained for the basic parts.

【0040】[0040]

【発明の効果】以上述べたように本発明は、入力する音
響エネルギーをそれぞれ所定の部分帯域において収音す
るマイクロフォンと、所定の部分帯域においてデジタル
符号に変換するn個(nは2以上の整数)のAD変換素
子(AD変換素子群)と、前記AD変換素子群のn個の
出力を合成する合成手段とを備え、前記合成手段から全
帯域のデジタル符号を取り出すようにした。
As described above, according to the present invention, there are provided a microphone for collecting input acoustic energy in a predetermined partial band, and n microphones for converting a digital code in a predetermined partial band (n is an integer of 2 or more). ), And synthesizing means for synthesizing the n outputs of the AD conversion element group, and digital codes of the entire band are taken out from the synthesizing means.

【0041】また、AD変換素子は、入力するアナログ
信号を所定の帯域特性でΔΣ変調するΔΣ変調器と、前
記ΔΣ変調器の出力をそれぞれ所定の周波数特性で帯域
を制限してサンプリングデータを間引くデシメーション
フィルタとで構成し、デシメーションフィルタは、それ
ぞれ接続するΔΣ変調器の所定帯域において主に通過
し、それ以外の帯域で阻止し、それぞれのデシメーショ
ンフィルタは、AD変換素子のそれぞれの出力を合成し
た出力の周波数特性が全帯域において略フラットとなる
ように構成したため、それぞれのAD変換素子は比較的
低いクロック、低次の帰還フィルタを用いて所定の分割
帯域でのダイナミックレンジを高めることができ、安定
化も図られる。これらのAD変換素子は所定の帯域内を
通過させ帯域外を阻止するデシメーションフィルタと組
み合わせ、所定の分割帯域外の雑音を除去する。さら
に、相異なる帯域で所定の性能を得る複数のAD変換素
子の出力を合成することで、全体として広帯域化および
高ダイナミックレンジ化が図られる。また、n個のAD
変換素子の出力を合成する時に、ΔΣ変調波形の立ち上
がりと立ち下がりの出現確率が略平衡することによっ
て、ジッタによる変換誤差を相乗平均化する作用が生
じ、ジッタによる雑音の低減作用が副次的に生じる。
Further, the AD conversion element thins out sampling data by limiting the band of the output of the ΔΣ modulator with a predetermined frequency characteristic, and a ΔΣ modulator for ΔΣ modulating an input analog signal with a predetermined band characteristic. And a decimation filter. The decimation filters mainly pass in a predetermined band of the connected ΔΣ modulator and block in other bands, and each decimation filter synthesizes each output of the AD conversion element. Since the frequency characteristics of the output are configured to be substantially flat in the entire band, each AD conversion element can increase the dynamic range in a predetermined divided band using a relatively low clock and a low-order feedback filter. Stabilization is also achieved. These AD conversion elements are combined with a decimation filter that passes through a predetermined band and blocks out of the band, and removes noise outside a predetermined divided band. Furthermore, by combining the outputs of a plurality of AD conversion elements that obtain predetermined performance in different bands, a wider band and a higher dynamic range can be achieved as a whole. In addition, n ADs
When the outputs of the conversion elements are combined, the rise and fall appearance probabilities of the ΔΣ modulation waveform are substantially balanced, so that an operation of geometrically averaging conversion errors due to jitter occurs, and the effect of reducing noise due to jitter is secondary. Occurs.

【0042】すなわち、以下のような具体的な作用効果
がある。 (イ)オーバーサンプル比を低くできるので、デバイス
動作速度に余裕ができ、設計通りのバラツキの少ない経
済的に優れるAD変換装置が得られこれと部分マイクロ
フォンを組み合わせることで特性の優れたマイクロフォ
ン装置が実現できる。
That is, the following specific effects are obtained. (A) Since the oversampling ratio can be reduced, the operation speed of the device can be afforded, and an AD converter that is economically excellent with little variation as designed can be obtained. By combining this with a partial microphone, a microphone device with excellent characteristics can be obtained. realizable.

【0043】(ロ)帰還フィルタの次数を低くできるの
で、フルスイング時であってもDCオフセットがある場
合であっても常に安定に動作するAD変換装置が得られ
これと部分マイクロフォンを組み合わせることで特性の
優れたマイクロフォン装置が実現できる。
(B) Since the order of the feedback filter can be reduced, an AD converter which always operates stably even at full swing or when there is a DC offset is obtained. By combining this with a partial microphone, A microphone device having excellent characteristics can be realized.

【0044】(ハ)部分帯域に分けたマイクロフォン出
力をAD変換素子およびデシメーションフィルタを介し
て加算合成するため、所望の広い帯域幅を得ることが容
易となり、同時に高ダイナミックレンジを得られる。
(C) Since the microphone outputs divided into partial bands are added and synthesized via the AD converter and the decimation filter, it is easy to obtain a desired wide bandwidth, and at the same time, a high dynamic range can be obtained.

【0045】(ニ)ジッタによる変換誤差を相乗平均化
する作用が生じ、ジッタによる雑音の低減作用が副次的
に生じる。
(D) The function of geometrically averaging the conversion error due to jitter occurs, and the effect of reducing noise due to jitter occurs secondarily.

【0046】以上説明したように、本発明はこれまで実
現が困難であった超広帯域オーディオ信号の高ダイナミ
ックレンジでの収音に適するマイクロフォン装置を、安
定かつ経済的に実現し得る優れたものである。
As described above, the present invention is an excellent microphone device that can stably and economically realize a microphone device suitable for picking up an ultra-wideband audio signal in a high dynamic range, which has been difficult to realize. is there.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施例1におけるマイクロフォン装置
を示す概要ブロック図
FIG. 1 is a schematic block diagram illustrating a microphone device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】同実施例におけるAD変換素子(a)1000の
内部ブロック図
FIG. 2 is an internal block diagram of an AD converter (a) 1000 in the embodiment.

【図3】同実施例におけるΔΣ変調器の出力の特性を示
す周波数特性図
FIG. 3 is a frequency characteristic diagram showing an output characteristic of the ΔΣ modulator in the embodiment.

【図4】同実施例におけるデシメーションフィルタの特
性とノイズスペクトルを示した周波数特性図
FIG. 4 is a frequency characteristic diagram showing characteristics and a noise spectrum of the decimation filter in the embodiment.

【図5】同実施例における合成手段7000の内部ブロ
ック図
FIG. 5 is an internal block diagram of a synthesizing unit 7000 in the embodiment.

【図6】同実施例における入力信号Xに対する出力信号
Wの総合周波数特性を示す図
FIG. 6 is a view showing a total frequency characteristic of an output signal W with respect to an input signal X in the embodiment.

【図7】本発明の実施例2におけるマイクロフォン装置
を示す概要ブロック図
FIG. 7 is a schematic block diagram illustrating a microphone device according to a second embodiment of the present invention.

【図8】同実施例におけるΔΣ変調器の出力の特性を示
す周波数特性図
FIG. 8 is a frequency characteristic diagram showing an output characteristic of the ΔΣ modulator in the embodiment.

【図9】同実施例におけるそれぞれのデシメーションフ
ィルタの特性を示す図
FIG. 9 is a diagram showing characteristics of respective decimation filters in the embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11、12、13 マイクロフォン 100、300、500 ΔΣ変調器 110 加算器 120 量子化器 140 減算器 150 帰還フィルタ 200、400、600 デシメーションフィルタ 210 FIR1フィルタ 220 FIR2フィルタ 1000 AD変換素子(a) 2000 AD変換素子(b) 3000 AD変換素子(c) 7000 合成手段 11, 12, 13 Microphone 100, 300, 500 ΔΣ modulator 110 Adder 120 Quantizer 140 Subtractor 150 Feedback filter 200, 400, 600 Decimation filter 210 FIR1 filter 220 FIR2 filter 1000 AD conversion element (a) 2000 AD conversion Element (b) 3000 AD conversion element (c) 7000 Synthesizing means

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 それぞれ所定の部分帯域に好適な特性を
もつi個(iは2以上の整数)のマイクロフォンあるい
は必要により追加されるマイクアンプおよび必要により
追加されるプリフィルタを備え、前記マイクロフォンま
たはマイクアンプの信号をそれぞれ所定の部分帯域にお
いてデジタル符号に変換するn個(nは2以上の整数)
のAD変換素子と、前記AD変換素子のn個の出力を合
成する合成手段を備え、前記合成手段から全帯域のデジ
タル符号を取り出すようにした複数の部分帯域マイクロ
フォンからなるマイクロフォン装置。
1. A microphone comprising i (i is an integer of 2 or more) microphones each having characteristics suitable for a predetermined sub-band, or a microphone amplifier added as needed and a pre-filter added as needed. N (n is an integer of 2 or more) for converting a signal of the microphone amplifier into a digital code in a predetermined partial band.
And a synthesizing means for synthesizing the n outputs of the AD converting element, and a plurality of partial-band microphones configured to extract digital codes of the entire band from the synthesizing means.
【請求項2】 それぞれ所定の部分帯域に好適な特性を
もつi個(iは2以上の整数)のマイクロフォンあるい
は必要により追加されるマイクアンプおよび必要により
追加されるプリフィルタを備え、前記マイクロフォンま
たはマイクアンプの信号をそれぞれ所定の部分帯域にお
いてデジタル符号に変換するn個(nは2以上の整数)
のAD変換素子と、前記AD変換素子群のn個の出力を
合成してmビット(mは、2m≧n+1を満たす正の整
数)のデジタル符号にする合成手段を備え、前記合成手
段から全帯域のデジタル符号を取り出すようにした複数
の部分帯域マイクロフォンからなるマイクロフォン装
置。
2. The apparatus according to claim 1, further comprising: i microphones (i is an integer of 2 or more) each having a characteristic suitable for a predetermined partial band, or a microphone amplifier added as needed and a pre-filter added as needed. N (n is an integer of 2 or more) for converting a signal of the microphone amplifier into a digital code in a predetermined partial band.
And a synthesizing means for synthesizing the n outputs of the AD conversion element group into a digital code of m bits (m is a positive integer satisfying 2 m ≧ n + 1). A microphone device comprising a plurality of partial band microphones for extracting digital codes of the entire band.
【請求項3】 iはnと等しいことを特徴とする請求項
1または2に記載の複数の部分帯域マイクロフォンから
なるマイクロフォン装置。
3. A microphone device comprising a plurality of sub-band microphones according to claim 1, wherein i is equal to n.
【請求項4】 複数のAD変換素子は、それぞれ相異な
る部分帯域で所定の変換特性が得られるAD変換素子か
らなる請求項1ないし3のいずれかに記載の複数の部分
帯域マイクロフォンからなるマイクロフォン装置。
4. A microphone device comprising a plurality of partial band microphones according to claim 1, wherein said plurality of AD converters are AD converters each having a predetermined conversion characteristic in a different partial band. .
【請求項5】 AD変換素子は、入力するアナログ信号
を所定の帯域特性でΔΣ変調するΔΣ変調器と、前記Δ
Σ変調器の出力をそれぞれ所定の周波数特性で帯域を制
限してサンプリングデータを間引くデシメーションフィ
ルタとからなることを特徴とする請求項4記載の複数の
部分帯域マイクロフォンからなるマイクロフォン装置。
5. An A / D converter comprising: a ΔΣ modulator for ΔΣ modulating an input analog signal with a predetermined band characteristic;
5. The microphone device comprising a plurality of partial band microphones according to claim 4, further comprising: a decimation filter that limits a band of each output of the modulator with a predetermined frequency characteristic to thin out sampling data.
【請求項6】 ΔΣ変調器は、量子化雑音を帰還する帰
還回路の伝達特性により所定の帯域特性を得ることを特
徴とする請求項5記載の複数の部分帯域マイクロフォン
からなるマイクロフォン装置。
6. The microphone device comprising a plurality of partial band microphones according to claim 5, wherein the ΔΣ modulator obtains a predetermined band characteristic by a transfer characteristic of a feedback circuit for feeding back quantization noise.
【請求項7】 デシメーションフィルタは、それぞれ接
続するΔΣ変調器の所定帯域において主に通過させ、そ
れ以外の帯域を阻止するようにしたことを特徴とする請
求項5記載の複数の部分帯域マイクロフォンからなるマ
イクロフォン装置。
7. The partial band microphone according to claim 5, wherein the decimation filter passes mainly in a predetermined band of each of the Δ す る modulators to be connected, and blocks other bands. Microphone device.
【請求項8】 デシメーションフィルタは、AD変換素
子のそれぞれの出力を合成した出力の周波数特性が全帯
域において略フラットとなるような所定の伝達特性をそ
れぞれ有することを特徴とする請求項5記載の複数の部
分帯域マイクロフォンからなるマイクロフォン装置。
8. The decimation filter according to claim 5, wherein each of the outputs of the AD conversion elements has a predetermined transfer characteristic such that the frequency characteristic of the output obtained by combining the outputs is substantially flat in the entire band. A microphone device comprising a plurality of partial band microphones.
【請求項9】 デシメーションフィルタは、それぞれ接
続するΔΣ変調器の所定帯域において主に通過させ、そ
れ以外の帯域を阻止するようにするとともに、i個の入
力信号の相互間における周波数特性あるいは位相特性あ
るいは群遅延特性およびその間のバラツキに適応して、
それぞれ逆特性となる伝達特性をそれぞれ畳み込むこと
を特徴とする請求項6に記載の複数の部分帯域マイクロ
フォンからなるマイクロフォン装置。
9. A decimation filter mainly passes a predetermined band of a ΔΣ modulator connected thereto and blocks other bands, and furthermore, a frequency characteristic or a phase characteristic between i input signals. Or, adapting to the group delay characteristics and the variation between them,
7. The microphone device comprising a plurality of partial band microphones according to claim 6, wherein transfer characteristics each having an inverse characteristic are convolved.
JP31495597A 1997-11-17 1997-11-17 Microphone system composed of plural partial band microphones Pending JPH11150784A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP31495597A JPH11150784A (en) 1997-11-17 1997-11-17 Microphone system composed of plural partial band microphones

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP31495597A JPH11150784A (en) 1997-11-17 1997-11-17 Microphone system composed of plural partial band microphones

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH11150784A true JPH11150784A (en) 1999-06-02

Family

ID=18059684

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP31495597A Pending JPH11150784A (en) 1997-11-17 1997-11-17 Microphone system composed of plural partial band microphones

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH11150784A (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6489906B2 (en) 2000-02-23 2002-12-03 Hitachi, Ltd. ΔΣ type A/D converter
GB2386280A (en) * 2002-03-07 2003-09-10 Zarlink Semiconductor Inc Digital microphone with sigma-delta ADC
JP2009218860A (en) * 2008-03-11 2009-09-24 Audio Technica Corp Digital microphone
JP5240193B2 (en) * 2007-06-05 2013-07-17 日本電気株式会社 Voltage-current converter and filter circuit using the same

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6489906B2 (en) 2000-02-23 2002-12-03 Hitachi, Ltd. ΔΣ type A/D converter
GB2386280A (en) * 2002-03-07 2003-09-10 Zarlink Semiconductor Inc Digital microphone with sigma-delta ADC
GB2386280B (en) * 2002-03-07 2005-09-14 Zarlink Semiconductor Inc Digital microphone
JP5240193B2 (en) * 2007-06-05 2013-07-17 日本電気株式会社 Voltage-current converter and filter circuit using the same
JP2009218860A (en) * 2008-03-11 2009-09-24 Audio Technica Corp Digital microphone

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4882773B2 (en) Signal processing apparatus and signal processing method
US6340940B1 (en) Digital to analog conversion circuits and methods utilizing single-bit delta-SIGMA modulators and multiple-bit digital to analog converters
JP5439707B2 (en) Signal processing apparatus and signal processing method
US10115386B2 (en) Delay techniques in active noise cancellation circuits or other circuits that perform filtering of decimated coefficients
TWI483594B (en) Wireless audio equipment using a quadrature modulation system and method of use
US5856796A (en) Sampling rate converting method and apparatus
JP2010020356A (en) Apparatus for extending band of audio signal
JPH06232755A (en) Signal processing system and processing method
JP3463513B2 (en) AD converter
US6803869B1 (en) Circuits, Systems, and methods for volume in low noise 1-bit digital audio systems
JP3769339B2 (en) Data converter and method with variable sampling rate
US6608572B1 (en) Analog to digital converters with integral sample rate conversion and systems and methods using the same
US6489901B1 (en) Variable duty cycle resampling circuits and methods and sample rate converters using the same
JPH09233592A (en) Digital microphone instrument and audio signal transmitter
JP2008187375A (en) Analog/digital converter, and electronic apparatus employing it
JPH11150784A (en) Microphone system composed of plural partial band microphones
JP5133172B2 (en) FM transmission circuit and oversampling processing circuit
US20180167081A1 (en) Digital to analogue conversion
JP4952239B2 (en) Class D amplifier
US5719574A (en) Digital audio transmission apparatus
US7183954B1 (en) Circuits, systems and methods for volume control in low noise 1-bit digital audio systems
WO2017180172A1 (en) Magnitude compensation technique for processing single-bit wide data
JP4856121B2 (en) converter
US7173550B1 (en) Circuits, systems and methods for volume control in low noise 1-bit digital audio systems
JPH1075177A (en) Digital filter device and method for processing signal

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20040903

RD01 Notification of change of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421

Effective date: 20041014

RD01 Notification of change of attorney

Effective date: 20050624

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20061128

A521 Written amendment

Effective date: 20061226

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20070220

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20070420

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20080624

A521 Written amendment

Effective date: 20080806

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

A02 Decision of refusal

Effective date: 20090602

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02