(57)【要約】【課題】  波形歪を改善できるデジタルボリュームを提供する。【解決手段】  入力デジタルオーディオ信号に可変の減衰係数ｋ（１≧ｋ）を乗じてレベルを減衰する第１のデジタル乗算器１１、第１のデジタル乗算器１１の出力をＤ／Ａ変換してアナログオーディオ信号を出力するＤ／Ａ変換器１４とを備えたデジタルボリュームにおいて、第２のデジタル乗算器１２により第１のデジタル乗算器１１の出力を１／ｋ倍し、デジタル減算器１３により入力デジタル信号から減算してデジタル偏差信号を作成する。デジタル偏差信号を第２のＤ／Ａ変換器１５によりＤ／Ａ変換し、ゲイン可変増幅器１６によりレベルをｋ倍し、歪成分信号を作成する。そして、第１のＤ／Ａ変換器１４から出力されたアナログオーディオ信号に歪成分信号をアナログ加算器１７で加算して歪成分を補正する。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力デジタル信号に可変の減衰係数ｋ（１≧ｋ）を乗じてレベルを減衰するデジタル演算手段と、デジタル演算手段の出力をＤ／Ａ変換してアナログ信号を出力するＤ／Ａ変換手段と、を備えたデジタルボリュームにおいて、
入力デジタル信号とデジタル演算手段の出力の１／ｋ倍との偏差を求める第２のデジタル演算手段と、
第２のデジタル演算手段の出力をＤ／Ａ変換する第２のＤ／Ａ変換手段と、
第２のＤ／Ａ変換手段の出力をｋ倍して前記Ｄ／Ａ変換手段から出力されたアナログ信号の歪成分を求め補正をする補正手段と、
を備えたことを特徴とするデジタルボリューム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はデジタルボリュームに係り、とくに減衰量が大きくなったときにデジタル演算で生じる波形歪を改善できるようにしたデジタルボリュームに関する。
【背景技術】
【０００２】
オーディオシステムには音量調整をデジタル領域で行なうデシダルボリュームを用いたものがある。図１はデジタルボリュームの一般的な構成を示す。入力デジタルオーディオ信号はデジタル乗算器１にて、音量コントローラ２から入力した可変の減衰係数ｋ（但し、１≧ｋ）を乗じて信号レベルを減衰させる（音量最大時、減衰係数ｋは０ｄＢ＝１。音量最小時、減衰係数ｋは−∞ｄＢ＝零）。音量コントローラ２は操作部３によるユーザの音量アップ／ダウン操作に応じて減衰係数ｋを可変し、デジタル乗算器１に出力する（音量最大時、係数ｋは０ｄＢ＝１。音量最小時、係数ｋは−∞ｄＢ＝零）。デジタル乗算器１から出力されたデジタルオーディオ信号はＤ／Ａ変換器４によりＤ／Ａ変換されてアナログオーディオ信号として出力される。このデジタルボリュームには、常に安定した音量調整特性が得られ、また、抵抗体減衰器を用いた場合の如き経時的な音質変化、劣化が生じないという利点がある。
【０００３】
けれども、デジタルボリュームではデジタル演算で減衰計算を行なうため、減衰量が大きくなったときに、「ビット落ち」と呼ばれる量子化誤差による波形歪が顕著となり、音質が劣化する欠点がある（特許文献１）。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１７４５７４号公報の図７、段落０００９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上記した従来技術の問題に鑑み、波形歪を改善できるデジタルボリュームを提供することを、その目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の１つのデジタルボリュームによれば、入力デジタル信号に可変の減衰係数ｋ（１≧ｋ）を乗じてレベルを減衰するデジタル演算手段と、デジタル演算手段の出力をＤ／Ａ変換してアナログ信号を出力するＤ／Ａ変換手段と、を備えたデジタルボリュームにおいて、入力デジタル信号とデジタル演算手段の出力の偏差を求める第２のデジタル演算手段と、第２のデジタル演算手段の出力をＤ／Ａ変換出力する第２のＤ／Ａ変換手段と、第２のＤ／Ａ変換手段の出力をｋ倍し、Ｄ／Ａ変換手段から出力されたアナログ信号の歪成分を求め補正をする補正手段と、を備えたことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、デジタル演算手段で減衰され、更にアナログ信号に変換された波形に生じている歪成分を求めて補正することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の最良の形態を実施例に基づき説明する。
【実施例１】
【０００９】
図２を参照して本発明の第１実施例を説明する。図２は本発明に係るオーディオ用デジタルボリュームの構成を示す回路図である。
図２において、ＩＮは入力デジタルオーディオ信号ＤＡ１の入力端子、１０はユーザが音量のアップ／ダウン操作を行なう操作部、１１は入力デジタルオーディオ信号ＤＡ１に後述するコントローラから出力された音量レベル調整用の可変の減衰係数ｋを乗算する第１のデジタル乗算器、１２は第１のデジタル乗算器１１の出力ＤＡ２を１／ｋ倍する第２のデジタル乗算器、１３は入力デジタルオーディオ信号ＤＡ１から第２のデジタル乗算器１２の出力ＤＡ２を減算してデジタル偏差信号ＤＥを出力するデジタル減算器である。１４は第１のデジタル乗算器１１の出力ＤＡ２をＤ／Ａ変換してアナログオーディオ信号ＡＡを出力する第１のＤ／Ａ変換器、１５はデジタル減算器１３の出力ＤＥをＤ／Ａ変換してアナログ偏差信号ＡＥを出力する第２のＤ／Ａ変換器、１６はコントローラから出力された減衰係数ｋに相当するゲイン制御電圧ＧＶに基づき第２のＤ／Ａ変換器１５の出力に対するゲインをｋに可変してアナログオーディオ信号ＡＡの歪成分に相当する歪成分信号ＦＥを出力するゲイン可変増幅器（アナログ乗算器）、１７は第１のＤ／Ａ変換器１４の出力するアナログオーディオ信号ＡＡにゲイン可変増幅器１６の出力する歪成分信号ＦＥを加算するアナログ加算器である。ゲイン可変増幅器１６とアナログ加算器１７により波形歪補正部１８が構成されており、アナログ加算器１７から歪が低減されたアナログオーディオ信号ＡＡ´が出力端子ＯＵＴを介して出力さる。第１、第２のデジタル乗算器１１、１２、デジタル減算器１３は例えばＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ）を用いて構成することができる（破線Ａの部分）。
【００１０】
１８は音量制御を行なうコントローラであり、操作部１０での音量アップ／ダウン操作に応じて音量値を減増し、音量値に応じた減衰係数ｋ（デジタルデータ）を第１のデジタル乗算器１１、１／ｋ（デジタルデータ）を第２のデジタル乗算器１２に出力する。また、減衰係数ｋに相当するゲイン制御電圧ＧＶをゲイン可変増幅器８へ出力し、ゲインをｋとする。ここで、音量が最大のとき、ｋ＝k
MAX ＝１、最小のとき１＞＞ｋ＝ｋMIN ＞０とする。
【００１１】
次に上記した実施例の動作を説明する。入力端子ＩＮに入力された入力デジタルオーディオ信号ＤＡ１の量子化ステップと振幅の時間変化が図３の如くであったとして、減衰係数が例えば１／4 になると、第１のデジタル演算器１１から出力される減衰後のデジタルオーディオ信号ＤＡ２の波形が小さくなり、相対的に量子化ステップによる丸め誤差の影響が大きくなって図４の如く波形に歪が生じる。デジタルオーディオ信号ＤＡ２を第２のデジタル乗算器１２で１／ｋ倍した復元デジタルオーディオ信号ＤＡ３には歪成分が残って元の入力デジタルオーディオ信号ＤＡ１と一致しない（図５）。デジタル減算器１３により、入力デジタルオーディオ信号ＤＡ１から第２のデジタル乗算器１２の出力する復元デジタルオーディオ信号ＤＡ３を減算し、デジタル偏差信号ＤＥを求めることで歪成分を求めることができる。但し、図６に示す如くデジタル減算器１３から出力されるデジタル偏差信号ＤＥはデジタルオーディオ信号ＤＡ２に生じている歪成分の１／ｋ倍だけ大きい。
デジタルオーディオ信号ＤＡ２を第１のＤ／Ａ変換器１４によりＤ／Ａ変換したアナログオーディオ信号ＡＡは波形が歪んだままであるが、デジタル偏差信号ＤＥを第２のＤ／Ａ変換器１５でＤ／Ａ変換し、ゲイン可変増幅器１６でレベルをｋ倍してアナログオーディオ信号ＡＡの歪成分に相当する歪成分信号ＦＥを求め、アナログ加算器１７によりアナログオーディオ信号ＡＡに加算して補正する。アナログ加算器１７の出力は、デジタルオーディオ信号ＤＡ２の波形歪を補正した図７の実線に示す如く如くデジタルオーディオ信号ＤＡ２´をＤ／Ａ変換したアナログオーディオ信号と等価となり、歪成分の抑圧された音質の良好なアナログオーディオ信号ＡＡ´を得ることができる。
【００１２】
この実施例によれば、入力デジタルオーディオ信号が第１のデジタル乗算器３１１により音量レベル調整のために減衰され、更に第１のＤ／Ａ変換器１４によりＤ／Ａ変換された後のアナログオーディオ信号ＡＡに残る波形歪分を求め、該波形歪成分を用いてアナログオーディオ信号ＡＡの補正をすることができ、減衰時の量子化誤差に起因する音質劣化を防止することができる。
【００１３】
なお、図２では入力デジタルオーディオ信号ＤＡ１から減衰後のデジタルオーディオ信号ＤＡ２の１／ｋ倍を減算して偏差を求め、Ｄ／Ａ変換後、ゲイン可変増幅器１６でｋ倍し、アナログ加算器１７によりアナログオーディオ信号ＡＡに加算して歪成分の補正をするようにしたが、図８に示す如く、デジタル減算器１３により、減衰後のデジタルオーディオ信号ＤＡ２の１／ｋ倍から入力デジタルオーディオ信号ＤＡ１を減算して偏差を求め、ゲイン可変増幅器１６でｋ倍し、アナログ減算器１９によりアナログオーディオ信号ＡＡから減算して歪成分の補正をするようにしても良い。
【産業上の利用可能性】
【００１４】
本発明は、デジタルオーディオ信号以外にも、デジタル映像信号など他の種類のデジタル信号のレベルを可変する場合にも同様に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】従来のデジタルボリュームの一例を示す回路図である。
【図２】本発明の第１実施例に係るオーディオ用デジタルボリュームの回路図である（実施例１）。
【図３】図２の入力デジタルオーディオ信号の説明図である。
【図４】図２の第１のデジタル乗算器から出力される減衰したデジタルオーディオ信号の説明図である。
【図５】図２の第２のデジタル乗算器から出力される復元デジタルオーディオ信号の説明図である。
【図６】図２のデジタル加算器から出力されるデジタル偏差信号の説明図である。
【図７】図１のデジタル加算器から出力されるデジタルオーディオ信号の歪成分を補正した信号の説明図である。
【図８】図２の変形例を示す回路図である。
【符号の説明】
【００１６】
１１  第１のテジタル乗算器
１２  第２のデジタル乗算器
１３  デジタル減算器
１４  第１のＤ／Ａ変換器
１５  第２のＤ／Ａ変換器
１６  ゲイン可変増幅器
１７  アナログ加算器
１８  コントローラ
１９  アナログ減算器
【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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