(57)【要約】【課題】差動入力回路の構成としてＧＮＤから回り込んでくるノイズを抑え、入力が無または小さいときは外部音声機器が接続していないと判定し、シングルエンド入力回路としてマイナス側のラインへの誘導ノイズの影響を軽減した外部音声入力回路を提供する。【解決手段】音声信号を入力する非反転端子と反転端子とを有する差動入力回路３と、  前記非反転端子と反転端子に接続された入力ラインの信号レベルを検出するレベル検出部２と、レベル検出部２の出力に基づいて、シングルエンド入力回路、差動入力回路と回路を切り換える制御部１とを備えた構成である。【選択図】図１
2010252025.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
音声信号を入力する非反転端子と反転端子とを有する差動入力回路と、
前記非反転端子と反転端子に接続された入力ラインの信号レベルを検出するレベル検出部と、
前記反転端子に接続された入力ラインと接地間に設けた第１のスイッチと、
前記差動入力回路の出力端子に接続された出力ラインと接地間に設けた第２のスイッチと、
前記差動入力回路の出力端子に接続された出力ラインに設けた第３のスイッチと、
前記レベル検出部の出力に基づいて、シングルエンド入力回路、差動入力回路と回路を切替える制御部と
を備えた外部音声入力回路。
【請求項２】
制御部は、音声入力がシングル入力の場合、レベル検出部の出力に基づいて、第１のスイッチをＯＮ、第２のスイッチをＯＦＦ、第３のスイッチをＯＮとしてシングルエンド入力回路、第１のスイッチをＯＦＦ、第２のスイッチをＯＦＦ、第３のスイッチをＯＮとして差動入力回路と回路を切替えることを特徴とする請求項１記載の外部音声入力回路。
【請求項３】
制御部は、音声入力が差動入力の場合、レベル検出部の出力に基づいて、第１のスイッチをＯＮ、第２のスイッチをＯＦＦ、第３のスイッチをＯＮとしてシングルエンド入力回路、第１のスイッチをＯＦＦ、第２のスイッチをＯＮ、第３のスイッチをＯＮとして差動入力回路と回路を切替えることを特徴とする請求項１記載の外部音声入力回路。
【請求項４】
振動を検出する振動検出センサを備え、制御部は前記振動検出センサにより検出された振動値に基づいて、シングルエンド入力回路、差動入力回路に回路を切換える入力レベルを変化させることを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載の外部音声入力回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば、ポータブルオーディオ機器等の外部音声機器からの音声信号を入力する外部音声入力回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の外部音声入力回路では、通常、ＧＮＤアイソレートし、ノイズを軽減させるためにオペアンプを用いた差動入力回路の構成が使用されることが一般的であった。また、例えば、特許文献１には、音声信号レベルが所定レベルより低いときは、回路を切り換えて低出力電力増幅動作を行ない、音声信号レベルが所定レベルより高いときは、回路を切り換えて大出力電力増幅動作を行なうパワーアンプが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６３−１０９０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、差動入力回路は、マイナス側のラインのインピーダンスが高いため、外部音声機器が接続されていないとき、マイナス側のラインにノイズが飛び乗り、誘導ノイズが発生しやすいという課題があった。外部音声機器接続時はマイナス側のラインは外部音声機器のＧＮＤに接続されるためインピーダンスは小さくなりマイナス側のラインへの誘導ノイズの影響は軽減される。
この差動入力回路への誘導ノイズの影響をなくす方法としてツイスト線をケーブルして用いることが一般的に知られている。
しかし車両内部の配線がツイスト線ではなくシールド線である場合やユーザが外部音声機器の接続ケーブルにシールド線を使用するといった場合、マイナス側のラインへの誘導ノイズの影響を受けてしまう。
また、特許文献１に開示されたパワーアンプは、バイアス電圧を切り換えて電力損失を少なくするもので、ノイズの影響を低減することについては何ら考量されていない。
【０００５】
この発明は、上記のような課題を解消するためになされたもので音声信号入力が無または小さいときは、外部音声機器が接続していないものと判断し、オペアンプ入力回路をシングルエンド入力回路構成としてマイナス側のラインへの誘導ノイズの影響を軽減し、音声信号入力時は差動入力回路構成としてＧＮＤアイソレートし、ＧＮＤから回り込んでくるノイズの影響を軽減するようにした外部音声入力回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る外部音声入力回路は、音声信号を入力する非反転端子と反転端子とを有する差動入力回路と、前記非反転端子と反転端子に接続された入力ラインの信号レベルを検出するレベル検出部と、前記反転端子に接続された入力ラインと接地間に設けた第１のスイッチと、前記差動入力回路の出力端子に接続された出力ラインと接地間に設けた第２のスイッチと、前記差動入力回路の出力端子に接続された出力ラインに設けた第３のスイッチと、前記レベル検出部の出力に基づいて、シングルエンド入力回路、差動入力回路と回路を切替える制御部とを備えたものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明の外部音声入力回路は、入力される音声信号の信号レベルに応じて、簡易的に
シングルエンド入力回路、差動入力回路と回路を切替え制御できるので、外部音声機器未接続時のマイナス側ラインへの誘導ノイズや外部音声機器からの音声入力時のＧＮＤから回り込んでくるノイズの影響を軽減することができ、ユーザにノイズの少ない高品質な音声を提供できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態１における外部音声入力回路の構成図である。
【図２】実施の形態１における外部音声入力回路の動作を説明するフローチャートである。
【図３】音声信号＋の入力レベル（Ｖ）を横軸、音声信号−の入力レベル（Ｖ）を縦軸とし、スイッチのＯＮ，ＯＦＦの組合せを纏めた図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
実施の形態１．
図１は外部音声入力回路の構成を示した図であり、制御部１、レベル検出部２、オペアンプ３を備えている。オペアンプ３の差動入力回路の音声信号入力＋、音声信号入力−の各入力ラインにはバイアスカットコンデンサ６ａ，６ｂ、分圧抵抗７ａ、７ｂが設けられ、音声信号入力＋の入力端（非反転端子）には、分圧抵抗８ａ、ノイズ除去コンデンサ９ａの並列回路を介して中点電位（Ｖａ）４が供給されている。
【００１０】
オペアンプ３の音声信号入力−の入力端（反転端子）と該オペアンプの出力端との間には、分圧抵抗８ｂとノイズ除去コンデンサ９ｂとが並列に接続されている。また、オペアンプ３の出力端には直列に分圧抵抗１０ａとバイアスカットコンデンサ１１、第３のスイッチとしてのスイッチＳＷ３（５ｃ）が設けられている。音声信号入力−の入力ラインとＧＮＤとの間には直接第１のスイッチとしてのスイッチＳＷ１（５ａ）が接続される。また、オペアンプ３の出力端の分圧抵抗１０ａとバイアスカットコンデンサ１１の接続点とＧＮＤとの間には分圧抵抗１０ｂを介して第２のスイッチとしてのスイッチＳＷ２（５ｂ）が接続されている。スイッチ５ｃは図示を省略したスピーカあるいは増幅器等の出力回路に接続されている。
【００１１】
なお、上記のバイアスカットコンデンサ６ａ，６ｂは同じ定数（Ｃ１）、分圧抵抗７ａ，７ｂは同じ定数（Ｒ１）、分圧抵抗８ａ，８ｂは同じ定数（Ｒ２）、ノイズ除去コンデンサ９ａ，９ｂは同じ定数（Ｃ２）、分圧抵抗１０ａ，１０ｂは同じ定数（Ｒ３）、バイアスカットコンデンサ１１は定数（Ｃ３）であり、オペアンプ３に電源電圧（Ｖｃｃ）１２が供給されている。
【００１２】
次に、図２のフローチャートを参照して動作について説明する。
ユーザが外部音声入力のモード（ＡＵＸ等）を選択しているかを判定し（ステップＳＴ１）、ＹＥＳであると、ＳＷ３をＯＮにしてミュート制御を解除し（ステップＳＴ２）、音声信号入力＋側の（ポイント．１）の信号レベルをレベル検出部２で検出し（ステップＳＴ３）、引き続き、音声信号入力−側の（ポイント．２）の信号レベルをレベル検出器２で検出して（ステップＳＴ４）、その検出結果の通知を受けた制御部1は、検出したレベルに応じてスイッチ（ＳＷ１、ＳＷ２）を制御する（ステップＳＴ５）。
【００１３】
制御部１はレベル検出器２で検出された信号レベルに基づいて、スイッチ５ａ，５ｂ，５ｃを開閉制御して、シングルエンド入力回路、差動入力回路と回路を切替える制御を行なう。外部音声入力モード（ＡＵＸ等）時は、定期的にレベル検出を繰り返し、常に最適な回路に制御する（ステップＳＴ６）。なお、ステップＳＴ１の判定がＮＯであると、スイッチＳＷ３をＯＦＦしてミュート回路を継続する（ステップＳＴ７）。
【００１４】
図３は音声信号入力＋の信号レベルと音声信号入力−の信号レベルと各スイッチのＯＮ，ＯＦＦの組合せを纏めた図である。
外部音声機器の出力形式がシングルエンド出力の場合（音声信号入力−の入力がない場合）はポイント．１とポイント．２の信号レベルを検出し、レベルに応じて下記のように制御する。
【００１５】
１）ポイント．１の検出レベルが０以上Ｖ１未満かつポイント．２の検出レベルが
０以上Ｖ２未満  ＜状態１＞
音声信号入力が無または小さいときで、外部接続機器が未接続であるであると判定し、
シングルエンド入力回路を構成する。これによりマイナス側のラインへの誘導ノイズに
よる影響を軽減する。
このときは、スイッチＳＷ１：ＯＮ、スイッチＳＷ２：ＯＦＦ、スイッチＳＷ３：ＯＮの設定にする。Ｖ１およびＶ２は小さい値に設定する。
【００１６】
２）ポイント．１の検出レベルがＶ１以上かつポイント．２の検出レベルがＶ２未満  
＜状態２＞
信号レベルがある程度大きく、外部音声機器が接続され音声入力がある状態であると判定する。そこで、差動入力回路を構成し、ＧＮＤから回り込んでくるノイズを軽減させる。差動入力回路の構成でもマイナス側のラインは機器のＧＮＤに接続されるためインピーダンスは小さくなりマイナス側のラインへの誘導ノイズの影響は軽減される。このときは、スイッチ５ａ：ＯＦＦ、スイッチ５ｂ：ＯＦＦ、スイッチ５ｃ：ＯＮの設定にする。
そして、音声信号入力＋がＶｉｎ、音声信号入力−が０の場合、図1の回路構成ではオペアンプ出力のレベルは差動入力構成時、Ｖｉｎ×（Ｒ２／Ｒ１）となる。
【００１７】
一方、シングルエンド入力回路の構成時もＶｉｎ×（Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２））×（（Ｒ１＋Ｒ２）／Ｒ１＝Ｖｉｎ×（Ｒ２／Ｒ１）となり、差動入力回路の構成時と同等のゲインとなるので、スイッチＳＷ２は常にＯＦＦのままとする。
外部音声機器の音声信号が差動出力の場合（音声信号入力−が音声信号入力＋の位相反転された入力である。レベルは同じである。）はポイント．１とポイント．２の信号レベルを検出し、検出レベルに応じて下記のように制御する。
【００１８】
１）ポイント．１の検出レベルが０以上Ｖ１未満かつポイント．２の検出レベルが
０以上Ｖ２未満  ＜状態１＞
＜状態１＞
音声信号入力が無または小さいときで、外部接続機器が未接続であるであると判定し、
シングルエンド入力回路を構成する。これによりマイナス側のラインへの誘導ノイズによる影響を軽減する。
このときは、スイッチＳＷ１：ＯＮ、スイッチＳＷ２：ＯＦＦ、スイッチＳＷ３：ＯＮの設定にする。Ｖ１およびＶ２は小さい値に設定する。
【００１９】
２）ポイント．１の検出レベルがＶ１以上かつポイント．２の検出レベルがＶ２以上  
＜状態３＞
信号レベルがある程度大きく、外部音声機器が接続され音声入力がある状態である。そこで、差動入力回路を構成し、ＧＮＤから回り込んでくるノイズを軽減させる。差動入力回路の構成でもマイナス側のラインは機器のＧＮＤに接続されるためインピーダンスは小さなり誘導ノイズの影響は軽減される。このときはスイッチＳＷ１：ＯＦＦ、スイッチＳＷ２：ＯＮ、スイッチＳＷ３：ＯＮの設定にする。
そして、音声信号入力＋がＶｉｎ、音声信号入力−が−Ｖｉｎの場合、図１の回路構成ではオペアンプ出力のレベルは差動入力回路構成時、２Ｖｉｎ×（Ｒ２／Ｒ１）となる。
【００２０】
一方、シングルエンド入力回路の構成時は、Ｖｉｎ×（Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２））×（（Ｒ１＋Ｒ２）／Ｒ１＝Ｖｉｎ×（Ｒ２／Ｒ１）となり、差動入力回路の構成時のゲインが６ｄＢ大きくなる（２倍になる）。そこで、ゲイン差による切替わり時の違和感をなくすため差動入力時は、スイッチＳＷ２をＯＮにし、ゲインを６ｄＢ下げ（１／２にし）、シングルエンド入力構成時のゲインと同じにする。差動入力時にスイッチＳＷ２をＯＮにすると、
２Ｖｉｎ×（Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２））×（（Ｒ３＋２Ｒ３）＝Ｖｉｎ×（Ｒ２／Ｒ１）となる。
【００２１】
この実施の形態１によれば、入力される音声信号の信号レベルに応じて、簡易的にシングルエンド入力回路、差動入力回路と回路を切替え制御するので、外部接続機器が未接続時の発生する誘導ノイズや音声入力時のＧＮＤから回り込んでくるノイズの影響を軽減することができ、ユーザにノイズの少ない高品質な音声を提供できるという効果がある。
【００２２】
車両はＧＮＤ電位が頻繁に変動するためノイズが発生しやすく、また、車両は内部配線が長いため外部音声機器未接続時は誘導ノイズが発生しやすい。しかし、この発明の外部音声入力回路を車両に適用することにより、ＧＮＤから回り込んでくるノイズと誘導ノイズを有効に軽減することができる。
【００２３】
また、車両走行時は、車両振動によって音声入力回路に接続される配線も振動し、外部音声機器未接続時には配線への誘導ノイズが変化する。そこで、振動検出センサ１３を設け、この振動検出センサ１３で検出した振動値を制御部１に供給し、制御部１では供給された振動値に基づいて、シングル入力回路、差動入力回路を切り換える音声信号の入力レベルＶ１を変化させるように構成する。
振動が大きいときは誘導ノイズが発生しやすいのでＶ１の値を大きくし、振動が小さいときは誘導ノイズが発生しにくくレベルも小さくなるのでＶ１の値を小さくする。この構成により本発明が適用される環境に応じて、外部音声機器未接続時の誘導ノイズをより軽減することが、より効率よく実現することができる。車両以外の振動発生場所に適用するときも同様の構成とすることを可とする。
【符号の説明】
【００２４】
１  制御部、２  レベル検出部、３  オペアンプ、４  中点電位、ＳＷ１〜ＳＷ３（５ａ〜５ｃ）  スイッチ、６ａ，６ｂ、１１  バイアスカットコンデンサ、７ａ，７ｂ、８ａ，８ｂ、１０ａ，１０ｂ  分圧抵抗、９ａ，９ｂ  ノイズ除去コンデンサ、１２  電源電圧、１３  振動検出センサ。
【図１】
2010252025.tif 000003
【図２】
2010252025.tif 000004
【図３】
2010252025.tif 000005