(57)【要約】      （修正有）【課題】従来のデジタル信号再生装置が有していた、アナログ信号に漏洩した高周波ノイズを低減し、アナログ信号の純度を本来の精度まで引き上げることができるデジタル信号再生装置を提供する。【解決手段】デジタル・アナログ変換部とアナログローパスフィルターから構成されるデジタル信号再生装置において、2個以上のローパスフィルターを有する、あるいは個別半導体によりカスコード回路を用いてアナログフィルター回路を構成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
デジタル・アナログ変換部とアナログローパスフィルターとアナログアンプにより構成されるデジタル信号再生装置において、前記アナログローパスフィルターを２段以上有する事を特徴とするデジタル信号再生装置および2段目以降のアナログローパスフィルターを含む装置
【請求項２】
前記デジタル信号再生装置において、2段目以降のアナログローパスフィルターが、デジタル・アナログ変換部と1個目のアナログローパスフィルターと同一筐体内に設置するか、独立した筐体内に設置するか、アナログアンプ内に設置することを特徴とする前記請求項１記載のデジタル信号再生装置および2段目以降のアナログローパスフィルターを含む装置
【請求項３】
前記2段目以降のアナログローパスフィルターの一つがバターワース型、ベッセル型、チェビシェフ型などのLCRからなる受動フィルター、あるいは増幅回路またはバッファアンプ回路を用いた能動フィルター、およびそれらの組み合わせからなることを特徴とした前記請求項１記載のデジタル信号再生装置および2段目以降のアナログローパスフィルターを含む装置
【請求項４】
前記1段目と２段目のアナログローパスフィルター機能を一つのローパスフィルターブロック内に含有する事を特徴とする前記請求項１記載のデジタル信号再生装置、およびアナログローパスフィルターを含む装置
【請求項５】
デジタル・アナログ変換部とローパスフィルターとアナログアンプにより構成されるデジタル信号再生装置において、前記ローパスフィルターが個別半導体で構成され、かつカスコード回路、またはフォールデッドカスコード回路を用いるかあるいは電流増幅回路を用いる事を特徴とするデジタル信号再生装置およびローパスフィルターを含む装置
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はコンパクトディスクなどのデジタル信号をアナログ信号に変換して再生する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
以下図１０、図１１、図１２、図１３を用いて従来のデジタル信号再生装置について説明する。図１０において１はデジタル信号、２はデジタル・アナログ変換部であり、オーバーサンプリング、デジタルフィルター、サンプルアンドホールド回路などからなる集積回路である。（例えば、
【非特許文献１】テキサスインスツルメンツ社PCM1742のデータシート「24-Bit,96kHZ Sampling Enhanced Multilevel,Delta-Sigma,Audio DAC」に記載されている。）３はローパスフィルター機能を備えた電流・電圧変換部で４のアナログローパスフィルター部と５の電流電圧変換部から構成される。３のローパスフィルター機能を備えた電流・電圧変換部の回路図例を図１１に示した。６はデジタル・アナログ変換装置全体を表している。デジタル・アナログ変換装置６から出力されたアナログ信号はさらに、アナログアンプ８を経てスピーカー９に入力される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
以上述べた従来のデジタル信号再生装置においては、アナログローパスフィルター４のみでは高周波ノイズを濾過しきれず、アナログ信号出力に高周波ノイズが混在していた。これらの高周波ノイズは、周波数、振幅が状況により容易に変動し、ヘトロダイン効果、うなり効果によって最終的に可聴帯域内にもノイズを発生させ、結果的にアナログ信号の純度を悪化させていた。
【０００４】
従来デジタル・アナログ変換部２から出力されたアナログ信号を後続のアナログローパスフィルターで４を通す事によって不要な帯域のノイズは除去するものとしているが、オーバーサンプリング技術に伴いノイズの周波数が１００KHｚ以上の高周波領域に分布するようになったため、演算増幅器を使用した従来のフィルター回路では高周波ノイズを完全に濾過しきれておらず、アナログ信号に高周波ノイズが混ざっていた。
【０００５】
図１２は従来の一般的コンパクトディスクプレーヤーを用いてコンパクトディスク上の１KHz（-14ｄB）の正弦波を記録したデジタル信号を再生したときのアナログ信号出力波形を観察した波形である。信号波形の輝線が太く表示されていることがわかる。さらにこの信号波形をFFT（高速フーリエ変換）解析した結果を図１３に示す。本来再生できる周波数上限の22KHzをはるかに超えた100KHz以上の周波数領域に多数のノイズスペクトルが出現していることがわかる。
【０００６】
アナログローパスフィルター部４に用いている演算増幅器の裸利得が10KHz以上の周波数において大幅に減少することによって生じるフィルター機能低下に起因するものであり、したがってすべてのデジタル信号再生装置において共通の問題である。実際これらの高周波ノイズ現象はコンパクトディスクプレーヤーの製造会社が異なっても、あるいは機種、価格帯にかかわらず共通に見られた。
【０００７】
本発明はこのような従来のデジタル信号再生装置が有していた、アナログ信号に漏洩した高周波ノイズを低減し、アナログ信号の純度を本来の精度まで引き上げることができるデジタル信号再生装置を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は上記目的を達成するために、デジタル・アナログ変換部とアナログローパスフィルターから構成されるデジタル信号再生装置において、2個以上のローパスフィルターを有する、あるいは個別半導体によりカスコード回路を用いてアナログフィルター回路を構成するなどして高い周波数領域までローパスフィルター（ハイカットフィルター）機能を維持する事を特徴とするデジタル信号再生装置である。
【発明の効果】
【０００９】
上述したようにデジタル・アナログ変換部とアナログローパスフィルターを含むデジタル信号再生装置において、2段以上のローパスフィルターを有する事によって、あるいは個別半導体と高周波特性に優れたカスコード回路を用いてアナログフィルター回路を構成することにより、高周波ノイズが減少し純度の高いアナログ信号を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態を図１−図4に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１１】
図1において１はデジタル信号、２はデジタル・アナログ変換部、３はローパスフィルター機能を備えた電流・電圧変換部で４のアナログローパスフィルター部と５の電流・電圧変換部から構成される。６はデジタル・アナログ変換装置全体を表している。デジタル・アナログ変換装置６から出力されたアナログ信号はさらに、再度７の第2のローパスフィルターに入った後、アナログアンプ８を経てスピーカー９に入力される。
【００１２】
次に上記デジタル信号再生装置の動作を説明する。コンパクトディスクなどのサンプリング周波数Fsのデジタル信号１は、デジタル・アナログ変換部２に送られる。デジタル・アナログ変換部２はオーバーサンプリング、デジタルフィルター、サンプル＆ホールド回路などから構成されている集積回路である。デジタル・アナログ変換部２から出た信号は通常、電流出力であるため、５の電流・電圧変換部に入力され、アナログ信号電圧として出力される。５の電流電圧変換部では、電流・電圧変換と同時に負帰還回路に時定数を持たせることによりカットオフ周波数Fｃ（≒Fs/2）近辺のローパスフィルター機能を持たせアナログ信号を出力している。
【００１３】
デジタル・アナログ変換装置６を出たアナログ信号は再度、第2のローパスフィルター７に入力される。ここでローパスフィルター７は例えば2次の能動型フィルターであり、その回路図を図2に示す。ここで、カットオフ周波数Fc＝22KHｚの場合、R1=R2=16KΩ、C１=4500pF、C2=9000pFである。第2のローパスフィルターは遮断周波数が再生しようとする上限帯域すなわち、デジタル信号のサンプリング周波数の半分程度で、ここでは２２KHｚよりも大きければよく、特に遮断周波数の精度は必要としない。
第2ののローパスフィルター７を出た高純度のアナログ信号は次にアナログアンプ８で増幅されスピーカ９を駆動する。
【００１４】
図３に本発明を用いてコンパクトディスクのデジタル信号、１KHz（-14ｄB）の正弦波を再生したときの信号波形を観察した波形を示す。信号の種類、強度、測定方法は従来例で説明した場合と同じである。高周波ノイズが完全に除去されているため、輝線が本来の細さで表示されていることがわかる。
さらに信号をFFT解析した結果を図4に示す。１００KHｚ以上の周波数に見られたノイズスペクトルが除去されているとともに、基線が10ｄBほど低下しており、本発明の効果が明らかである。
【実施例２】
【００１５】
次に第２の実施例について図面を用いて説明する。図５はLCRを用いた２次のバターワース型受動フィルターの回路図例である。ここで遮断周波数は30KHzに設定され、遮断傾斜は-18dB/oct、挿入損失6dB、入出力インピーダンスは3KΩである。LCRの定数はそれぞれ、R1、R2：3KΩ  C1,C2：0.0018uF  L１：31.8uHである。図５のLCRフィルターを図１のローパスフィルター７の２段目のローパスフィルターとして用いる事によって、純度の高いアナログ信号波形を再生する事ができる。
【実施例３】
【００１６】
次に第３の実施例について図面を用いて説明する。図６は第２のローパスフィルター７をデジタル・アナログ変換装置６内の同一基板内に設置した場合のブロック図を示している。実施例１においては第２のローパスフィルター７はデジタル・アナログ変換部２とアナログアンプ８の間に独立に設置されていたが、もちろん本実施例のようにデジタル・アナログ変換器６内の同一基板に設置されても同様の効果を発揮することは明らかである。
【実施例４】
【００１７】
次に第４の実施例について図面を用いて説明する。図７は第2のローパスフィルター７をプリアンプあるいはパワーアンプ等のアナログアンプ8の前段に設置し、最初にローパスフィルターに信号を通して高周波ノイズを除去してから増幅あるいは制御するように装置を構築した実施例である。さらに後続のプリアンプ、パワーアンプ等のアナログアンプ自体にNFB回路に時定数を持たせる事によりローパスフィルターを形成したり、アナログアンプの出力に受動フィルターを設置しても同様の効果が得られる事は明らかである。また、もっとも単純な例として、ボリュームあるいはアッテネーターのみから構成される、いわゆるパッシブプリアンプの入力部に2段目のローパスフィルターを挿入してもまったく同様の効果が得られることはいうまでもない。
【実施例５】
【００１８】
次に第５の実施例を図面を用いて説明する。図８はデジタル・アナログ変換回路のあとに設置するローパスフィルター機能を有する電流電圧変換回路をインスツルメンテーションアンプで構成した回路図である。この手のインスツルメンテーションアンプは+信号と-信号をそれぞれOPアンプ１とOPアンプ２に入力しOPアンプ３で合成する事によって高い同相信号除去比が得られる事で知られている。通常OPアンプ１とOPアンプ２の部分は単なる電流・電圧変換回路であるが、本実施例ではこの部分にローパスフィルター機能を持たせる事により、後続のOPアンプ３のローパスフィルターと合わせて高いフィルタリング機能が実現できている。またIN+とIN-それぞれの入力部に電流・電圧変換回路を挿入すればさらに理想的である。
【実施例６】
【００１９】
次に第６の実施例を図面を用いて説明する。図９は図１１のローパスフィルター機能付きの電流・電圧変換器をフォールデッドカスコード回路を有する個別半導体で構成した例である。2段目の差動増幅器はベースが接地されており、ミラー効果が抑制されるため高周波帯域までの裸利得を有する性質をもっている。このためフィルター機能が１００KHｚ以上の高周波領域においても理想的に動作する。このため、ローパスフィルター部を従来のように1段で構成した場合でも、デジタル・アナログ変換回路からでる高周波ノイズを完全に遮断し、純度の高いアナログ信号を得る事ができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態を示すデジタル信号再生装置のブロック図
【図２】本発明の第２のローパスフィルターを２次能動フィルターで構成した回路図
【図３】本発明のデジタル信号再生装置により再生した信号波形
【図４】本発明のデジタル信号再生装置により再生した信号のFFTスペクトル（横軸0から250KHｚ、縦軸-110ｄBから50dB）
【図５】本発明の第２のローパスフィルターをLCRフィルターで構成した回路図
【図６】本発明の第２のローパスフィルターをデジタル・アナログ変換機に含むデジタル信号再生装置のブロック図
【図７】本発明の第2のローパスフィルターをアナログアンプの前段に設置したブロック図
【図８】本発明の２個のローパスフィルターをインスツルメンテーションアンプで構成した回路図
【図９】本発明のローパスフィルターを個別半導体とカスコード回路によって構成した回路図
【図１０】従来のデジタル信号再生装置のブロック図
【図１１】従来のローパスフィルター回路図
【図１２】従来のデジタル・アナログ変換機で再生した正弦波信号の波形図
【図１３】従来のデジタル・アナログ変換機で再生した正弦波信号のFFTスペクトル（横軸0から250KHｚ、縦軸-110ｄBから50dB）
【符号の説明】
【００２１】
１デジタル信号
２デジタル・アナログ変換部
３アナログローパスフィルターを有する電流電圧変換部
４アナログローパスフィルター
５電流電圧変換部
６デジタル・アナログ変換装置
７第2のローパスフィルター
８アナログアンプ
９スピーカー
10フィルター機能を含むアナログアンプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2010171853.tif 000012
【図１１】
2010171853.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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