(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
送話音声入力のためのマイクロホン手段と、
前記マイクロホン手段からの入力音声信号をデジタルデータ化するＡ／Ｄ変換手段と、
前記Ａ／Ｄ変換手段から出力されたデジタルデータに対して所定の送信変調処理を行なう送信変調手段と、
前記送信変調手段から出力される信号を送信するとともに、信号を受信することのできる送受信手段と、
前記送受信手段で受信された信号をデジタルデータ化して所定の受信復調処理を行なう受信復調手段と、
前記受信復調手段から出力されるデジタルデータをアナログ音声データとするＤ／Ａ変換手段と、
前記Ｄ／Ａ変換手段から出力されるアナログ音声データを受信音声として出力するスピーカ手段と、
所定のトーン波形となるデジタルトーンデータを出力することができる音源手段と、
を備え、
前記音源手段から出力されるデジタルトーンデータは、前記Ｄ／Ａ変換手段を介して前記スピーカ手段からトーン音声として出力することができるとともに、前記Ｄ／Ａ変換手段及び前記Ａ／Ｄ変換手段を介して前記送信変調手段に供給され、送信出力することができるように構成されていることを特徴とする電話装置。
【請求項２】
前記Ａ／Ｄ変換手段はΔΣ変調器とデシメーションフィルタで形成され、
前記Ｄ／Ａ変換手段はノイズシェーパーと積分回路で構成され、
前記音源手段から出力されるデジタルトーンデータは、前記Ｄ／Ａ変換手段において前記ノイズシェーパーにより１ビットストリームデータとされ、この１ビットストリームデータが前記積分回路でアナログ音声信号とされて前記スピーカ手段に供給されるとともに、前記ノイズシェーパーからの１ビットストリームデータが前記デシメーションフィルタに供給されてデジタルデータとされ、前記送信変調手段に供給されるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の電話装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯電話、自動車電話などの無線方式の電話装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば自動車電話、携帯電話、コードレス電話等の無線方式の電話装置においてデジタル信号処理方式を採用したものが広く普及しているが、電話装置としての機能として、例えばダイヤルトーン音、保留音、話中音などのトーンを発生させ、スピーカ出力したり送信出力するために、例えばＤＴＭＦ（Dual Tone Multi Frequency ）などのトーン発生回路部が設けられている。
【０００３】
従来の無線方式の電話装置の構成例を図３に示す。
電話装置にはユーザーの発生音声を集音するマイクロホン３１が設けられ、マイクロホン３１で得られた音声信号（送信音声信号）はマイクアンプ３２、スイッチ３６のＴ１端子を介してＡ／Ｄ変換器３３に供給される。
Ａ／Ｄ変換器３３は例えばΔΣ変調器３４とデシメーションフィルタ３５から構成される、いわゆる１ビットＡ／Ｄ変換器とされている。
【０００４】
Ａ／Ｄ変換器３３でデジタルデータＳD とされた送信音声はバンドパスフィルタ３７で帯域制限された後、送信処理部３８で所定の変調処理が行なわれる。例えばデジタルデータ段階で符号化処理、ＴＤＭＡ（時分割多重化）処理、差動符号化処理等が行なわれ、またアナログ信号に変換された後、直交変調が行なわれて送信信号が形成される。
送信処理部３８からアナログ信号ＳA として出力される送信信号は送信増幅部３９でＲＦ増幅処理が行なわれ、アンテナスイッチ４０のＴｏ端子を介してアンテナ４１に供給され、送信出力されることになる。
【０００５】
また、アンテナ４１で受信された信号はアンテナスイッチ４０のＴｉ端子を介して受信増幅部４２に供給され、ＲＦ増幅処理が行なわれる。そして受信処理部４３において、所定の受信復調処理、例えば同期検波、Ａ／Ｄ変換、差動復号化、ＴＤＭＡ処理、復号化等が行なわれ、デジタルデータＳD として受信音声データが出力される。この受信音声データはバンドパスフィルタ４４で帯域制限された後、Ｄ／Ａ変換器４６に入力される。
Ｄ／Ａ変換器４６はノイズシェーパー４７とアナログ積分回路４８で構成され、つまり１ビットＤ／Ａ変換器とされている。
Ｄ／Ａ変換器４６でアナログ信号とされた受信音声信号はスイッチ４５のＴ１端子を介してパワーアンプ４９に供給されて増幅され、スピーカ５０から相手側からの通話音声として出力される。
【０００６】
制御部５２はマイクロコンピュータで形成され、上述した送信系／受信系の各回路部の動作制御を行なう。
また操作部５３は、ユーザーが通話開始／終了の操作や電話番号等の入力操作のための各種キーが設けられており、制御部５２は操作部５３からの操作情報に応じて、送信／受信のための各部の制御を行なう。
表示部５４は、例えば液晶パネルなどの小型のディスプレイ装置で構成され、制御部５２からの表示制御信号に基づいて、ユーザーが入力したダイヤル番号や、メッセージ、通話状況等の表示を行なう。
【０００７】
音源５１は、任意の周波数のトーン音を発生するために設けられている。
この音源５１は例えば簡易的な任意周波数発生回路として、例えば図４（ａ）のような、サイン波１波の或るサンプリングポイントのデータ（例えばＤ１〜Ｄ４）を持ったメモリテーブルとすればよい。
そして、そのメモリテーブルから各データＤ１〜Ｄ４を順次、クロックＣＫT に基づくタイミングで読み出すようにする。
【０００８】
従って、例えば制御部５２がクロックＣＫT を或る周波数に設定して音源５１に供給すれば、図４（ｂ）のように或る周波数の正弦波信号がトーン音信号ＳATとして出力され、また制御部５２がクロックＣＫT の周波数を低くした場合は、図４（ｃ）のように低い周波数の正弦波信号がトーン音信号ＳATとして出力される。つまり任意の周波数のトーン音信号を出力でき、例えば制御部５２は、操作部５３でのユーザーのダイヤル操作における番号に応じて、所定の周波数のトーン音信号を音源５１から出力させることで、ダイヤル操作に応じて音声を出力できることになる。
【０００９】
音源５１から出力されたトーン音信号ＳAT、即ちこの時点ではデータＤ１〜Ｄ４であるが、これはＤ／Ａ変換器５５でアナログのトーン音声信号とされる。Ｄ／Ａ変換器５５としては例えば抵抗ラダー型など、どのようなものでも良い。
そしてトーン音発生時には、制御部５２はスイッチ３６，４５をＴ２端子に接続させており、従って、トーン音声信号はパワーアンプ４９を介してスピーカ５０から出力され、さらにＡ／Ｄ変換器３３でデジタルデータ化されて送信処理部３８に送られることで、ダイヤル送信されることになる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このような電話装置では次のような問題がある。
まず音源５１に対応してＤ／Ａ変換器５５を設けなくてはならず、回路規模が増大するという問題がある。また、機器の仕様変更などの際の半導体デザインルールや抵抗値の変更などに応じてＤ／Ａ変換器５５自体を作り直さなければならいという事情も生じる。
【００１１】
またＤ／Ａ変換器５５、ΔΣ変調器３４は動作時の電流が大きく、従ってこの２つの回路部を動作させる必要のある、音源５１からのトーン音を送信する際には、消費電力が大きくなってしまうという問題がある。特に、携帯電話などの、バッテリー（乾電池／充電池）を電源として用いる電話装置では電力消費が大きいことは非常に好ましくない。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明はこのような問題点に鑑みて、電話装置においてトーン発生に関する回路構成の簡略化及び動作電力の削減を実現することを目的とする。
【００１３】
このため、音源手段から出力されるデジタルトーンデータは、受信復調手段から出力されるデジタルデータをアナログ音声データとするＤ／Ａ変換手段を介してスピーカ手段からトーン音声として出力することができるようにするとともに、このＤ／Ａ変換手段、及びマイクロホン手段からの入力音声信号をデジタルデータ化するＡ／Ｄ変換手段を介して送信変調手段に供給され、送信出力することができるように構成する。
【００１４】
特にＡ／Ｄ変換手段はΔΣ変調器とデシメーションフィルタで形成され、Ｄ／Ａ変換手段はノイズシェーパーと積分回路で構成されるものとする。そして音源手段から出力されるデジタルトーンデータは、Ｄ／Ａ変換手段においてノイズシェーパーにより１ビットストリームデータとされ、この１ビットストリームデータが積分回路でアナログ音声信号とされてスピーカ手段に供給されるとともに、ノイズシェーパーからの１ビットストリームデータがデシメーションフィルタに供給されてデジタルデータとされ、送信変調手段に供給されるようにする。
【００１５】
つまり本発明では、音源手段のトーン出力専用のＤ／Ａ変換器等を設けないようにして回路規模を削減するとともに、この専用のＤ／Ａ変換器を設けないことと、トーン送信時には送信系のＡ／Ｄ変換器におけるΔΣ変調器の動作を不要とすることで、電力消費の節約を実現する。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の電話装置の実施の形態を図１、図２で説明する。
本例の無線方式の電話装置のブロック図を図１に示す。
電話装置にはユーザーの発生音声を集音するマイクロホン１が設けられ、マイクロホン１で得られた音声信号（送信音声信号）はマイクアンプ２を介して、Ａ／Ｄ変換器３を構成するΔΣ変調器４に入力される。
そしてΔΣ変調器４の出力はスイッチ６のＴ１端子を介して、同じくＡ／Ｄ変換器３を構成するデシメーションフィルタ５に供給される。
【００１７】
Ａ／Ｄ変換器３はΔΣ変調器４とデシメーションフィルタ５から構成される、いわゆる１ビットＡ／Ｄ変換器とされている。
ΔΣ変調とは、アナログ入力と、１クロック前のデジタル化データを再度アナログ信号に戻したものとの差（デルタ）を、積分（シグマ）していくＡ／Ｄ変換方式である。従ってΔΣ変調器４は、マイクロホン１からのアナログ入力信号と、１クロック前のデジタル化データを再度アナログ信号に戻したものとの差をとるための差動アンプと、その差動アンプの出力を積分処理する積分器と、積分器の出力を１ビットＤ／Ａコンバータ（コンパレータ）と、この１ビットＤ／Ａコンバータの出力をアナログ化し、差動アンプにフィードバックする１ビットＡ／Ｄコンバータを有して構成される。そしてサンプリング周波数としては極端に高い周波数が用いられる。例えば通常の音声信号のＡ／Ｄ変換に用いるサンプリングクロックの数１０〜数１００倍のサンプリングクロックが用いられる。
【００１８】
既に公知のとおり、このようなΔΣ変調器４では、いわゆるノイズシェーピング動作とオーバーサンプリング動作が実行され、ΔΣ変調器４の出力（ノイズシェーピング出力）はＰＤＭ（パルス密度変調）を受けた１ビットの信号となる。このような１ビットのＰＤＭビットストリーム出力は、デシメーションフィルタで所定ビット数の、パラレル・デジタルデータに変換されることになる。
【００１９】
Ａ／Ｄ変換器３でデジタルデータＳD とされた送信音声はバンドパスフィルタ３７で帯域制限された後、送信処理部３８で所定の変調処理が行なわれる。
送信処理部８は例えば図２（ａ）のように構成される。
送信処理部８に入力されたパラレル・デジタルデータとしての送信音声データは、まず符号化処理部６１にで符号化処理（音声コーデック処理）が実行される。続いてＴＤＭＡ処理部６２でフレーム処理としてのＴＤＭＡ（時分割多重化）処理が行なわれ、さらにＴＤＭＡ処理が施された信号はデジタル変復調部である差動符号化部６３に供給されて差動符号化処理が施される。そしてＤ／Ａ変換器６４でアナログ信号とされ、直交変調器６５でπ／４シフトＱＰＳＫ変調が行なわれる。
【００２０】
このように送信処理部８でデジタル段階及びアナログ段階での変調が行なわれ、アナログ信号ＳA として出力された送信信号は、線形電力増幅器等を備えた送信増幅部９に供給され、送信信号として処理される。そしてアンテナスイッチ１０のＴｏ端子を介してアンテナ１１に供給され、送信出力される。
アンテナスイッチ１０は通話中に送信フレーム期間と受信フレーム期間で高速に端子Ｔｏと端子Ｔｉが切り換えられるもので、その制御は制御部２２によって行なわれる。
【００２１】
アンテナ１１で受信された信号はアンテナスイッチ１０のＴｉ端子を介して受信増幅部１２に供給され、ＲＦ増幅処理が行なわれる。そして受信処理部１３において受信復調処理が行なわれる。
受信処理部１３は例えば図２（ｂ）のように構成され、受信増幅部１２の出力に対しては、まず同期検波器６６で同期検波され、その後、Ａ／Ｄ変換器６７でデジタルデータとされる。そして差動復号化処理部６８で差動復号処理が施されてＴＤＭＡ処理部６９に供給される。
そしてＴＤＭＡ処理部６９で取り出された受信データは復号化処理部７０で復号及びエラー訂正処理が施され、受信復調した受信音声データとして受信処理部１３から出力される。
【００２２】
この受信音声データは、インターポレーションフィルタ含むバンドパスフィルタ１４でフィルタ処理された後、スイッチ１５のＴ１端子を介してＤ／Ａ変換器１６に入力される。
Ｄ／Ａ変換器１６はノイズシェーパー１７とアナログ積分回路１８で構成され、つまりノイズシェーパー１７でパラレル・デジタルデータに対してオーバーサンプリング／ノイズシェーピング処理を施して１ビットのデータストリーム（ＰＤＭによる粗密波）となるデジタルデータを得、これをさらに積分器１８で、積分処理することでアナログ信号化する１ビットＤ／Ａ変換器とされている。
【００２３】
Ｄ／Ａ変換器１６でアナログ信号とされた受信音声信号はパワーアンプ１９に供給されて増幅され、スピーカ２０から、相手側からの通話音声として出力される。
【００２４】
制御部２２はマイクロコンピュータで形成され、上述した送信系／受信系の各回路部の動作制御を行なう。
また操作部２３は、ユーザーが通話開始／終了の操作や電話番号等の入力操作のための各種キーが設けられており、制御部５２は操作部５３からの操作情報に応じて、送信／受信のための各部の制御を行なう。
操作部２３には例えばダイヤルキー、通話開始（オフフック）キー、通話終了（オンフック）キー、短縮ダイヤルキー、リダイヤルキー、ワンタッチダイヤルキーなどが設けられ、制御部２２は、この操作部２３からのダイヤル発信操作、送受信動作、リダイヤル発信などの操作に応じて所要各部の制御を行ない、当該電話装置に要求された動作を実行することになる。
【００２５】
表示部２４は、例えば液晶パネルなどの小型のディスプレイ装置で構成され、制御部５２からの表示制御信号に基づいて、ユーザーが入力したダイヤル番号や、メッセージ、通話状況等の表示を行なう。
【００２６】
音源２１は、任意の周波数のトーン音を発生するために設けられている。
この音源２１は上述した図３における音源５１と同様に、例えば簡易的な任意周波数発生回路として、例えば図４（ａ）のような、サイン波１波の或るサンプリングポイントのデータ（例えばＤ１〜Ｄ４）を持ったメモリテーブルとすればよい。
【００２７】
そして、そのメモリテーブルから各データＤ１〜Ｄ４を順次、クロックＣＫT に基づくタイミングで読み出すようにしており、従って、制御部２２がクロックＣＫT の周波数を可変出力することで、図４で説明したように任意の周波数の正弦波をトーン音信号として出力させることができる。例えば制御部２２は、操作部２３でのユーザーのダイヤル操作における番号に対応したり、或はオンフック／オフフック動作、着信、送信状態などに応じて、所定の周波数のトーン音信号を音源２１から出力させることで、ダイヤル音、保留音などの各種の必要なトーン音を出力できることになる
【００２８】
本例においては、音源２１から出力されたトーン音信号、即ち、図４の例でいえばデータＤ１〜Ｄ４となるデジタルデータは、スイッチ１５のＴ２端子に供給される。
そしてトーン音発生時には、制御部２２はスイッチ６，１５をＴ２端子に接続させており、従って、トーン音声データはノイズシェーパー１７でオーバーサンプリング／ノイズシェーピング処理が行なわれ、ＰＤＭ１ビットストリーム形態のデータとされる。そしてそのデータは積分器１８及びスイッチ６のＴ２端子に供給される。
【００２９】
積分器１８に供給された１ビットのトーン音声データは、積分処理によりアナログ信号化され、パワーアンプ１９を介してスピーカ２０から出力される。これによってユーザーがトーン音を聞くことができる。
【００３０】
さらにノイズシェーパー１７の出力段階の１ビットのトーン音声データは、スイッチ６のＴ２端子を介してデシメーションフィルタ５に入力される。即ち、パラレル・デジタルデータとされ、バンドパスフィルタ７を介して送信処理部８に送られることになり、ダイヤル送信などのトーン音送信が実行されることになる。
【００３１】
つまり本例では、音源２１からのトーン音としてのデジタルデータについては専用のＤ／Ａ変換器を設けず、受信系のＤ／Ａ変換器１６を用いるようにしてトーン音のスピーカ出力を実現している。
またＤ／Ａ変換器１６におけるノイズシェーパー１７の出力データ（１ビット）をＡ／Ｄ変換器３のデシメーションフィルタ５に供給して所定ビット数のパラレル・デジタルデータとすることで、トーン音の送信出力を実現している。
このように音源２１についての専用のＤ／Ａ変換器を設けなくとも、必要動作が可能となるようにしていることで、回路構成の簡略化や、仕様変更時の優位性（Ｄ／Ａ変換器の作り直し等が不要）が得られる。
【００３２】
さらに本例では、トーン音の送信時にはＡ／Ｄ変換器３におけるΔΣ変調器４の動作は不要となり、従ってトーン音の送信時には、ΔΣ変調器４に大電流が流れることはなく、消費電力を節約できる。また音源２１についての専用のＤ／Ａ変換器が存在しないことから、当然ながらこのＤ／Ａ変換器についての消費電力分は、従来の電話装置に比べて節約できていることになる。これらのことから使用時の消費電力節約を実現し、これによってバッテリー寿命の長期化を実現できる。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の電話装置では、音源手段から出力されるデジタルトーンデータは、受信復調手段から出力されるデジタルデータをアナログ音声データとするＤ／Ａ変換手段を介してスピーカ手段からトーン音声として出力することができるようにするとともに、このＤ／Ａ変換手段、及びマイクロホン手段からの入力音声信号をデジタルデータ化するＡ／Ｄ変換手段を介して送信変調手段に供給され、送信出力することができるように構成しているため、音源手段に専用に対応するＤ／Ａ変換手段を設けることが不要となり、回路構成の簡略化や仕様変更時の優位性を実現できるという効果がある。
【００３４】
また、Ａ／Ｄ変換手段はΔΣ変調器とデシメーションフィルタで、またＤ／Ａ変換手段はノイズシェーパーと積分回路で構成するようにし、音源手段から出力されるデジタルトーンデータは、Ｄ／Ａ変換手段においてノイズシェーパーにより１ビットストリームデータとされ、この１ビットストリームデータが積分回路でアナログ音声信号とされてスピーカ手段に供給されるとともに、ノイズシェーパーからの１ビットストリームデータがデシメーションフィルタに供給されてデジタルデータとされ、送信変調手段に供給されるようにしている。これによって、トーン送信時には送信系のＡ／Ｄ変換器におけるΔΣ変調器の動作が不要となり大電流消費が行なわれないこと、及び上述のように音源手段専用のＤ／Ａ変換手段を設けることなく、その分消費電力が不要であること、から、大幅な電力削減を実現できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の電話装置のブロック図である。
【図２】実施の形態の電話装置の送信処理部、受信処理部のブロック図である。
【図３】従来の電話装置のブロック図である。
【図４】簡易型音源の説明図である。
【符号の説明】
１  マイクロホン、３  Ａ／Ｄ変換器、４  ΔΣ変調器、５  デシメーションフィルタ、６，１５  スイッチ、７，１４  バンドパスフィルタ、８  送信処理部、１０  アンテナスイッチ、１１  アンテナ、１３  受信処理部、１６  Ｄ／Ａ変換器、１７  ノイズシェーパー、１８  積分器、２０  スピーカ、２１  音源、２２  制御部、２３  操作部
【図１】
0003702532.tif 000002
【図２】
0003702532.tif 000003
【図３】
0003702532.tif 000004
【図４】
0003702532.tif 000005