(57)【要約】【課題】ノイズシェーパをスイッチングするときスイッチングノイズを減少させる新たなプロセス及びノイズシェーパ回路を提供する。【解決手段】ノイズシェーパ（Ｈ）をスイッチングする時のスイッチングノイズを減少させるプロセスであって、非アクティブな状態へのスイッチングが、各データ（ｄ、ｄ*、ｄO）を最小限個数（ｎ）検出して初めて行われるものとし、それら各データとは、しきい値（ｔ）以下のデータ、またはある特定の値のデータ、またはそれらデータに関する１つの定数を囲むしきい値領域内にあるデータであることを特徴とするプロセス。【選択図】  図１
2006054855.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノイズシェーパ（Ｈ）をスイッチングする時のスイッチングノイズを減少させるプロセスであって、非アクティブな状態へのスイッチングが、各データ（ｄ、ｄ*、ｄO）を最小限個数（ｎ）検出して初めて行われるものとし、それら各データとは、しきい値（ｔ）以下のデータ、またはある特定の値のデータ、またはそれらデータに関する１つの定数を囲むしきい値領域内にあるデータであることを特徴とする、プロセス。
【請求項２】
前記ノイズシェーパ（Ｈ）をスイッチングする時のスイッチングノイズを減少させるプロセスであって、
―インプット（Ｉ）でデータ処理装置（Ｑ）に供給された入力データ（ｄ）が、ノイズシェーパ（Ｈ）によって変更され、
―前記ノイズシェーパ（Ｈ）は特定の場合にスイッチングされて非アクティブとなり、非アクティブ化とともに前記スイッチングノイズの減少が行われる、上記のプロセスにおいて、
前記スイッチングノイズを減少させるため、前記しきい値（ｔ）以下または特定の値に等しいデータ（ｄ、ｄ*、ｄO）が、そのプリセットされた最小限個数（ｎ）が検出されて初めて、スイッチングが行われることを特徴とする、請求項１に記載のプロセス。
【請求項３】
前記ノイズシェーパ（Ｈ）をスイッチングする時のスイッチングノイズを減少させるプロセスであって、
―前記インプット（Ｉ）で前記データ処理装置（Ｑ）に供給された前記入力データ（ｄ）が、前記ノイズシェーパ（Ｈ）によって変更され、
―前記ノイズシェーパ（Ｈ）は特定の場合にスイッチングされて非アクティブとなり、そのとき非アクティブ化とともに前記スイッチングノイズの減少が行われる、上記のプロセスにおいて、
前記スイッチングノイズを減少させるため、前記データ（ｄ、ｄ*、ｄO）が、指定された最小限個数検出されて初めてスイッチングが行われ、これらのデータは、１つのデータ列に関する１つの定数を囲むしきい値領域内にあることを特徴とする、請求項１または２に記載のプロセス。
【請求項４】
前記最小限個数（ｎ）が変更可能な状態でプリセットされ、特には前記データ（ｄ、ｄ*、ｄO）の種類または由来に、および／または順次続くデータの値の変動幅に依存して、変更可能な状態でプリセットされる、前記各請求項のいずれか一項に記載のプロセス。
【請求項５】
前記スイッチングする前に、または能動的スイッチングを行う代わりに、前記データのプリセットされた個数を媒介として、非アクティブ化のための別個の信号（ｓｗ）が前記ノイズシェーパ（Ｈ）に供給される、前記各請求項のいずれか一項に記載のプロセス。
【請求項６】
前記スイッチングする前に、または前記能動的スイッチングを行う代わりに、前処理された入力データが前記ノイズシェーパ（Ｈ）に供給され、その際データの個数を媒介として、データ振幅を次第に減少させるための前処理が行われる、前記各請求項のいずれか一項に記載のプロセス。
【請求項７】
―前記ノイズシェーパ（Ｈ）のインプットにおけるデータであって、かつ前記しきい値（ｔ）以下または前記特定の数値に等しいデータ（ｄ、ｄ*、ｄO）の、前記プリセットされた最小限個数を検出した後、出力値の検出がスタートされ、そして
―前記ノイズシェーパのスイッチングおよび／またはリセット（＜ゼロへ＞）は、前記しきい値（ｔ）以下の、または前記ノイズシェーパ（Ｈ）のアウトプットにおける前記特定の値に等しいデータ（ｄ、ｄ*、ｄO）の、前記プリセットされた最小限個数（ｎ）を検出した後に行われる、
前記各請求項のいずれか一項に記載のプロセス。
【請求項８】
スイッチング基準を検出した後に前記ノイズシェーパ（Ｈ）を非アクティブな状態にスイッチングするスイッチング装置を備えるノイズシェーパ回路（ＮＳ）であって、このスイッチング装置が、次に挙げる各データ（ｄ、ｄ*、ｄO）の最小限個数（ｎ）を検出するためにスイッチング基準として設計されており、すなわちそれら各データとは、しきい値（ｔ）以下のデータ、またはある特定の値に等しいデータ、または順次続くデータに関する１つの定数を囲むしきい値領域内にあるデータであることを特徴とする、ノイズシェーパ回路。
【請求項９】
データ処理装置（Ｑ）のためにデータ列の入力データ（ｄ）を変更するためのノイズシェーパ回路（ＮＳ）であって、
―前記ノイズシェーパ（Ｈ）と、
―前記ノイズシェーパ（Ｈ）を非アクティブ化するため、そしてスイッチングノイズを減少させるためのスイッチング装置（ＳＷ）とを備える上記のノイズシェーパ回路において、
―前記スイッチング装置（ＳＷ）が、前記しきい値（ｔ）以下または前記特定のレベルに等しいデータ（ｄ、ｄ*、ｄO）をカウントするためのカウンタ（Ｚ）を備えることと、
―前記スイッチング装置（ＳＷ）が、前記しきい値（ｔ）以下または前記特定の値に等しいデータとしてカウントされたデータの、前記プリセットされた最小限個数（ｎ）を検出して初めて、前記ノイズシェーパ（Ｈ）を非アクティブ化するように設計されていることとを特徴とする、特に請求項８に記載のノイズシェーパ回路。
【請求項１０】
前記データ処理装置（Ｑ）のために前記データ列の入力データ（ｄ）を変更するための前記ノイズシェーパ回路（ＮＳ）であって、
―前記ノイズシェーパ（Ｈ）と、
―前記ノイズシェーパ（Ｈ）を非アクティブ化するため、そしてスイッチングノイズを減少させるための前記スイッチング装置（ＳＷ）とを備える上記のノイズシェーパ回路において、
―前記スイッチング装置（ＳＷ）が、たがいに並ぶデータに関する１つの定数を囲むしきい値領域内にあるデータ（ｄ、ｄ*、ｄO）をカウントするカウンタ（Ｚ）を備えることと、
―前記スイッチング装置（ＳＷ）が、前記しきい値領域内にあるデータとしてカウントされたデータの、プリセットされた前記最小限個数（ｎ）を検出して初めて、前記ノイズシェーパ（Ｈ）を非アクティブ化するように設計されていることとを特徴とする、特に請求項８または９に記載のノイズシェーパ回路。
【請求項１１】
前記スイッチング装置が、前記最小限個数（ｎ）を変更可能な状態でプリセットできるように設計されていること、特にデータの種類または由来に依存して、および／または順次続くデータの値の変動幅に依存して変更可能な状態でプリセットできるように設計されている、請求項８から１０のいずれか一項に記載のノイズシェーパ回路。
【請求項１２】
複数データのプリセットされた個数を媒介として、非アクティブ化のための別個の信号（ＳＷ）を、スイッチング前に供給するインプットを前記ノイズシェーパ（Ｈ）に備える、請求項８から１１のいずれか一項に記載のノイズシェーパ回路。
【請求項１３】
前記ノイズシェーパが、スイッチング前に前処理済み入力データを受け取るように設計されており、この前処理済み入力データは、複数データのプリセットされた個数を媒介として、データ振幅を次第に減少させるように設計されている、請求項８から１２のいずれか一項に記載のノイズシェーパ回路。
【請求項１４】
検出されたデータは、前記データ処理装置（Ｑ）のための入力データ（ｄ）、かつ前記ノイズシェーパによって変更された、あるいは前記ノイズシェーパによる変更を受けない同入力データである、請求項１から７のいずれか一項に記載のプロセス、または請求項８から１３のいずれか一項に記載のノイズシェーパ回路。
【請求項１５】
検出されたデータは前記データ処理装置（Ｑ）の出力データ（ｄ*）である、前記各請求項のいずれか一項に記載のプロセスまたはノイズシェーパ回路。
【請求項１６】
検出されたデータは前記ノイズシェーパ（Ｈ）のインプットにおけるノイズシェーパ入力データ（ｄO）である、前記各請求項のいずれか一項に記載のプロセスまたはノイズシェーパ回路。
【請求項１７】
検出されたデータは前記データ処理装置（Ｑ）の入力データ（ｄ）と出力データ（ｄ*）から構成される、請求項１５に記載のプロセスまたはノイズシェーパ回路。
【請求項１８】
前記データ処理装置（Ｑ）がＤ／Ａ変換器またはパルス幅変調変換器である、前記各請求項のいずれか一項に記載のプロセスまたはノイズシェーパ回路。
【請求項１９】
前記ノイズシェーパが特定の期間リセットされなかったとき、またはスイッチングされなかったとき、検出された値またはデータの個数がカスケード化されて簡約される、前記各請求項のいずれか一項に記載のプロセスまたはノイズシェーパ回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の上位概念の内容を持つ、ノイズシェーパをスイッチングする際のスイッチングノイズを減少させるプロセスと、請求項８の上位概念の内容を持つノイズシェーパ回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
データ処理装置、たとえばＤ／Ａ変換器、またはパルス変調変換器で入力データを処理するとき、ノイズシェーパ（英語：ｎｏｉｓｅ  ｓｈａｐｅｒ）を用いて、これによりバックグラウンドノイズに対し、希望の領域でＳ／Ｎ比を調節するのが有利である。この場合、信号エネルギの割合をより高い周波数、すなわち不要な周波数、特に人間の耳に聞こえない周波数にシフトすることにより、低周波領域のバックグラウンドノイズを減少させる。このプロセスは特に振幅量子化を行うシステムで用いられる。
【０００３】
図４は、ノイズシェーパを備える一般的な回路配置の例を示す。インプットＩから、データ列として信号ないし入力データｄがデータ処理装置Ｑに供給される。データ処理装置Ｑで処理されたデータｄ*は、データ処理装置ＱからアウトプットＯに供給される。処理されたデータｄ*から１つのデータ値を引算するが、このデータ値は、データ処理装置Ｑの前で入力データｄからタッピング採取されるものである。引算結果はエラー信号ｄOを形成し、このエラー信号はノイズシェーパ入力信号ｄOとして、本来のノイズシェーパＨに供給される。ノイズシェーパの出力信号は、加算器Ａを用いて、入力データｄに加算され、または場合によっては引算される。１次のノイズフィルタの場合、エラー信号ｄOは加算器Ａに直接供給される。典型的なノイズシェーパＨはデジタル広域フィルタＨ（ｚ）により形成され、このフィルタは遅延回路または遅延ケーブルを基礎とする。ゼロに等しくないインプット値ｄOがノイズシェーパＨに供給されると、ノイズシェーパＨは出力値の生成を開始するが、これら出力値は入力データの振幅の平均値を用いて生成される。
【０００４】
図５は、処理されるべき信号ｄのノイズ振幅を、周波数を媒介として示した例であるが、ノイズシェーパを用いない場合、均一なノイズ振幅が全周波数にわたって得られる。ノイズシェーパを用いた場合、ノイズシェーピングされた出力データｄ*が得られ、この出力データのＳ／Ｎ比は、希望の領域、特に人間の耳に聞こえる領域で振幅の減少を、より高い周波数領域ではノイズ振幅の増大を示す。ノイズシェーパのパラメータが変更されると、つねにノイズスペクトルの変化が生じる。
【０００５】
処理装置ＱのインプットＩで入力信号が検出されない場合、ノイズシェーパをスイッチオフすることにより、Ｓ／Ｎ比をさらに改善することができる。ノイズシェーパＨのスイッチオフ、ないし非アクティブ状態にスイッチングすることによって、ノイズシェーパのローバストな出力信号が生じ、この出力信号は新たなノイズ成分を生じない。図６は、ノイズシェーパＨがスイッチオフされているとき、出力データにおける軽減されたノイズレベルと、ノイズシェーパＨがスイッチオンされているときのノイズレベル、すなわち出力信号の全スペクトルにおいて前者より不都合なノイズレベルとを、比較して示す。
不利なのは、ノイズシェーパＨをスイッチオフないし非アクティブ化することによって、スイッチングノイズが生じることである。このスイッチングノイズはクリックとも呼ばれる。データ列の信号ないしデータシーケンスがスイッチオフされるとき、パルス関数の非線形性によってこのスイッチングノイズが生じる。
【０００６】
このようなスイッチングノイズは直流電圧成分（ＤＣ）とは無関係である。なぜならば、ノイズシェーパアウトプットにおける信号の平均がゼロに等しい場合でも、スイッチングノイズが生じるからである。このスイッチングノイズは、平均値がゼロである既存の信号エネルギが、ゼロ信号エネルギに突然スイッチングされるときに、聴覚の低域通過特性によって生じる。このスイッチング動作は、全スペクトルで、したがってユーザ周波数帯でも、周波数を短時間生じる。したがって従来型のノイズシェーパの場合、スイッチオフまたは非アクティブ化の際、軽減されたスイッチングノイズだけを生じるような方法で、ノイズシェーパのスイッチオフを行わなければならない、あるいはそのような方法で固有の構造をノイズシェーパ内部に得なければならないという問題がある。
【０００７】
大部分の公知の技術は、１ビットアウトプットを持つノイズシェーパに関するものである。したがってマルチビットノイズシェーパへの応用は、かならずしも可能ではない。
公知の回路の場合、ノイズシェーパ構造を安定化させるために、追加的な入力信号をノイズシェーパに供給する（例えば、特許文献１）。構造が安定化されると、ノイズシェーパをスイッチオフすることができる。これを応用するには、非常に複雑な回路配置と処理方法が必要である。
【０００８】
別の公知の回路配置は、ノイズシェーパ信号ないしノイズシェーパデータ列を自動的に安定化するために、ノイズシェーパの第１の積分器に用いる低域フィルタを備える（例えば、特許文献２）。マルチビットノイズシェーパの実現は不可能であるように思われる。それだけでなく低域フィルタのスイッチングは、当初のスイッチングノイズ振幅よりはるかに大きいスイッチングノイズ振幅を生じる。
【０００９】
Ｔｈｏｍａｓ  Ｈ．Ｈａｎｓｅｎの論文、“Ｍｕｔｉｎｇ  ｏｆ  Ｎｏｉｓｅ Ｓｈａｐｅｒ  Ｑｕａｎｔｉｚｅｄ  Ｓｉｇｎａｌｓ”、７７〜９４ページ（２００３年５月６日発行）では、予想される比エネルギの予測に基づいてノイズシェーパを停止する。ここでは、ノイズシェーパ信号の停止の際、望ましくない帯域内過渡状態を軽減するためのプロセスが提案されている。そのプロセスの場合、モーメントを制御するためスイッチング装置として検出器を用いて、量子化された信号をゼロに設定する。ノイズシェーパを停止するスイッチング装置のため、ノイズシェーパの１つのモデルが用いられ、このモデルに基づいてスイッチオフ時点の予測が行われる。
【００１０】
【特許文献１】米国特許第５，２００，７５０号明細書
【特許文献２】米国特許第５，７１２，８７４号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の課題は、ノイズシェーパをスイッチングするときスイッチングノイズを減少させる新たなプロセスと、ノイズシェーパおよびこのノイズシェーパを非アクティブ化するスイッチング装置を備える新たなノイズシェーパ回路とを、提案することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この課題は、請求項１の内容を持つプロセスと、請求項８の内容を持つノイズシェーパとによって解決される。有利な実施形態を従属請求項に記載する。
したがって好ましくは、ノイズシェーパをスイッチングするときスイッチングノイズを減少させるプロセスとして、非アクティブな状態へのスイッチングは、次に挙げるデータが、最小限個数検出された後に行うものとする。このデータとは、ある１つのしきい値より下のデータまたはある特定の値ないしレベルに等しいデータ、あるいは、それらのデータに関する１つの定数を囲むしきい値領域内にあるデータである。装置として特に好ましいのは、１つのスイッチング基準を検出した後に、ノイズシェーパを非アクティブ状態にスイッチングする、スイッチング装置を備えるノイズシェーパ回路である。しかもこのスイッチング装置は、ある１つのしきい値より下のデータまたはある特定の値ないしレベルに等しいデータを最小限個数、あるいは、順次続くデータに関する１つの定数を囲むしきい値領域内にあるデータを最小限個数、スイッチング基準として検出するように設計されているものとする。
【００１３】
このノイズシェーパ回路は、多数の個別のコンポーネントから、あるいは内蔵された回路配置を用いて、形成することができる。
ここでスイッチングとは次のような一般的プロセスをいう。すなわちその実施形態に応じて、ノイズシェーパの能動的かつ機械的または電気的スイッチング、あるいは論理的スイッチングまたは非アクティブ化、ないしはノイズシェーパに対する同様な処理手順をいう。
【００１４】
ここで特に強調したいのは２つのたがいに独立したスイッチング基準であって、特に好ましい実施形態として、両者をたがいに組み合わせることができ、ないしは通常の種類の相応のスイッチング基準を加えて拡張することができることである。それによればスイッチング基準のために検出されるべきデータが、１つの特に一定なデータ値を持つか、あるいは１つのしきい値以下にあることを、スイッチング基準とすることができる。２番目に挙げた特に強調されるべき基準によれば、これらのデータは、データの１つの列に関する１つの定数を囲むしきい値領域内にあるものとすることもでき、その結果としてスイッチング動作は、一定なまたはほぼ一定なデータのシーケンスの場合も行うことができる。このようなケースはたとえば次のような場合に存在する。すなわち単一周波数の妨害ノイズが入力データに重畳されていても、１つの特に一定なデータ値に等しくないユーザデータ値が生じないならば、それら入力データが比較的高い一定の値のままで残る場合である。ゼロに等しくないレベル値だけでなく、特に値ゼロをも、値、特に一定なデータ値の値と見なすことができる。
【００１５】
さらには、データの列や、検出されるべきデータの最小限個数を、かならずしも次のように理解する必要はない。すなわち、個々の外れ値の場合にもスイッチング基準が満たされるよう、データの列内部にあるあらゆる個々のデータ値それぞれに上記のスイッチング基準を課さなければならないと理解する必要はない。スイッチング基準には、最終的に回路配置全体のさまざまなポイントで検出できるデータを用いる。
【００１６】
特に好ましいのは、ノイズシェーパをスイッチングするときのスイッチングノイズを減少させるためのこのようなプロセスである。このプロセスの場合、データ処理装置のインプットに供給された入力データを、ノイズシェーパを用いて変更する。そしてノイズシェーパは特定の場合にスイッチングされて非アクティブとされ、その際非アクティブ化と組み合わせてスイッチングノイズの減少が行われる。またこのスイッチングノイズの減少のため、プリセットされた最小限個数のデータを検出して初めて、スイッチングが行われる。このデータとは、しきい値以下のもの、または１つの特に一定なデータ値に等しいデータである。特に好ましいのは、ノイズシェーパをスイッチングする際にスイッチングノイズを減少させるための、第２のバリエーションによるプロセス、ないしはこれを、第１のバリエーションとして前記に挙げたプロセスと組み合わせたものである。このプロセスの場合、ノイズシェーパは特定の場合にスイッチングされて非アクティブとされ、その際非アクティブ化と組み合わせてスイッチングノイズの減少が行われる。またこのスイッチングノイズを減少させるために、プリセットされた最小限個数のデータを検出して初めて、スイッチングが行われる。このデータとは、データの１つの列に関する１つの定数を囲むしきい値領域内部にあるデータである。
【００１７】
装置として第１のバリエーションによるこのプロセスに対応するのは、ノイズシェーパおよびスイッチング装置を備えるデータ処理装置のため、１つのデータ列の入力データを変更するノイズシェーパ回路である。このスイッチング装置は、ノイズシェーパを非アクティブ化し、そしてスイッチングノイズを減少させる。この場合スイッチング装置はカウンタを備え、このカウンタは、しきい値以下または一定なデータ値に等しいデータをカウントする。またスイッチング装置はノイズシェーパを非アクティブ化するとき、しきい値以下または一定なデータ値に等しいとしてカウントされたデータについて、そのプリセットされた最小限個数が検出されて初めてスイッチングされるよう設計されている。第２のバリエーションの場合も、プロセスに対応する装置は、ノイズシェーパおよびスイッチング装置を備えるデータ処理装置のため、１つのデータ列の入力データを変更するノイズシェーパ回路である。このスイッチング装置は、ノイズシェーパを非アクティブ化し、そしてスイッチングノイズを減少させる。この場合もスイッチング装置はカウンタを備えるが、このカウンタは、たがいに並ぶデータに関する１つの定数を囲むしきい値領域内にあるデータをカウントする。またこのスイッチング装置はノイズシェーパを非アクティブ化するとき、しきい値領域内にあるとカウントされたデータについて、そのプリセットされた最小限個数が検出されて初めてスイッチングされるよう設計されている。
【００１８】
好ましくはこのプロセスにおいて、上記の最小限個数を変更可能な状態でプリセットし、特にデータの種類または由来に依存して、そして／または順次続くデータの値の変動幅に依存して、変更可能な状態でプリセットするものとする。このプロセスに対応するノイズシェーパ回路で、スイッチング装置は次のようなものとする。すなわち、上記最小限個数を変更可能な状態でプリセットできるよう、特にデータの種類または由来に依存して、そして／または順次続くデータの値の変動幅に依存して、変更可能な状態でプリセットされるよう設計されているものとする。
【００１９】
また好ましくはこのプロセスにおいて、スイッチングする前または能動的なスイッチングの代わりに、複数データのプリセットされた個数を媒介として、非アクティブ化のための別個の信号を、ノイズシェーパに供給するものとする。このプロセスに対応する装置は次のようなノイズシェーパ回路である。すなわちこの回路の場合ノイズシェーパは、非アクティブ化のための別個の信号を、スイッチング前に供給するためのインプットを備える。この非アクティブ化は、プリセットされた経過時間ないしデータのプリセットされた個数を媒介として行われる。
【００２０】
また好ましくはこのプロセスにおいて、スイッチングする前または能動的スイッチングの代わりに、前処理された入力データをノイズシェーパに供給する。この前処理は、データの個数を媒介として、データ振幅を次第に減少させるために行う。このプロセスに対応する装置は、前処理された入力データをスイッチング前に受け取るようにノイズシェーパが設計されているノイズシェーパ回路である。この前処理された入力データは、プリセットされたデータ個数を媒介として、データ振幅を次第に減少させるものとして準備される。これにより次のような場合にマスキングが可能となる。すなわち検出されたデータが一定な１つのデータ値に等しくないか、またはスイッチオフには望ましくない値より上にある場合である。その結果、スイッチング基準を満足する最小限個数のデータを検出した後、ノイズシェーパの本来のスイッチングまたは非アクティブ化の前に、さらなるデータシーケンスまたはさらなる時間経過を媒介として、データ値および／またはノイズシェーパで生じた値または変数の簡約化が行われる。
【００２１】
また好ましくはこのプロセスにおいて、しきい値以下または特定の値に等しいデータが、プリセットされた最小限個数、ノイズシェーパのインプットで検出された後、出力値の検出機能をスタートするものとする。そしてノイズシェーパのスイッチングおよび／またはリセットを行うのは、しきい値以下または特定の値に等しいデータが、プリセットされた最小限個数、ノイズシェーパのアウトプットで検出された後とする。このリセットを行って、特にはゼロに、またはプリセット固定された値、たとえば０．５とする。
【００２２】
また好ましくはこのプロセスまたはノイズシェーパ回路の場合、そこで検出されるデータは、データ処理装置のための入力データであって、かつノイズシェーパによって変更された、あるいはノイズシェーパによって変更されなかった同入力データとする。それと異なるものまたは組み合わせとして好ましいプロセスないしノイズシェーパの場合、検出されるデータはデータ処理装置の出力データである。またそのほかの好ましいプロセスないしノイズシェーパの場合、検出されるデータはノイズシェーパのインプットにおけるノイズシェーパ入力データである。このような場合特に好ましいプロセスないしノイズシェーパにおいては、検出されるデータがデータ処理装置の入力データおよび出力データから構成される。
【００２３】
好ましくはこのプロセスとノイズシェーパ回路を、Ｄ／Ａ変換器またはパルス幅変調変換器の形態のデータ処理装置と、組み合わせて用いるものとする。
好ましくはこのプロセスまたはノイズシェーパ回路においては、ノイズシェーパが特定の時間にわたってリセットされなかった場合、またはスイッチングされなかった場合、検出された値またはデータをカスケード状に並べて簡約化するものとする。
【００２４】
したがってこのプロセスおよび装置が前提するのは、スイッチングノイズまたはクリックのエネルギが、次のような場合に小さくなるということである。すなわちスイッチ動作が行われる前すでに、ノイズシェーパから出力されるデータが、特定の時間経過またはデータ値のシーケンスを媒介として、ゼロ、ほぼゼロ、またはほぼ１つの定数であった場合である。これによりスイッチング動作にとって有利な時点が決定される。ノイズシェーパは時間間隔を置いて、たとえばコンパクトディスク（ＣＤ）の音楽タイトルがポーズを取るとき、ゼロ値のデータを出力する。あるいはその配置物の入力データまたは処理装置の出力データも、ある時間にわたってゼロ値を出力する。両者の場合とも、スイッチング動作時に全スペクトルにわたって生じるパルスに含まれるエネルギに影響する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
下記に図面を用いて１つの実施例をさらに詳しく説明する。
図１は一例としてノイズシェーパ回路ＮＳを、データ処理装置Ｑと、そして本来のノイズシェーパＨをスイッチングするスイッチング装置ＳＷと接続された形で示す。諸コンポーネントのそれ自体公知であるそのほかの配置物への転用、またはプロセッサとして、特に内蔵された回路としてのプロセス工学的応用が、それぞれ可能である。
【００２６】
この回路配置はインプットＩを備え、データ列または信号の入力データｄがこのインプットに供給される。インプットＩは、加算器Ａを経由して、入力データｄを供給するためのデータ処理装置Ｑに接続されている。入力データは、場合によっては加算器で加算ないし引算された値を含み、データ処理装置Ｑで処理される。データ処理装置Ｑはたとえば、Ｄ／Ａ変換器またはパルス幅変調変換器である。たとえばこのデータ処理装置によって、インプットＩにおける１６ビット信号が、出力用の５ビット信号に変換される。データ処理装置Ｑの出力データｄ*は、直接アウトプットＯに、または図示のようにそのほか複数の装置Ｇ（ｚ）を経由してアウトプットＯに供給される。そのほかの処理装置Ｇ（ｚ）とはたとえば低域フィルタであって、これはスイッチングノイズに対する回路配置全体の影響を点検するため、スイッチングノイズ振幅の測定に用いられる。
【００２７】
データ処理装置Ｑのアウトプットから出力されたデータｄ*はさらに減算器Ｄに供給され、この出力データｄ*から、データ処理装置Ｑの直接の入力データ、すなわちもう１つの接続ラインを経由して供給された同入力データを引算する。この接続ラインは、それに対応して加算器Ａとデータ処理装置Ｑを結ぶラインから分岐している。減算器Ｄのアウトプットは、ノイズシェーパ入力データｄOを伝送するため、本来のノイズシェーパＨのインプットと接続されている。このノイズシェーパＨは通常の方法で構成されたものとすることができ、たとえば遅延素子を配置された広域フィルタＨ（ｚ）によって形成される。ノイズシェーパＨの出力信号は、ラインを経由して加算器Ａの第２のインプットに供給され、入力データｄに加算するのに用いられる。
【００２８】
ノイズシェーパＨのスイッチングに、スイッチング装置ＳＷを用いる。このスイッチング装置は、特にカウンタＺと、場合によってはカウント値および事前設定された変数を記憶させるメモリＭとを備える。処理されるべき入力データｄが回路配置に入力されないか、または回路配置で処理されない場合、スイッチング装置ＳＷは、ノイズシェーパＨをリセットするため、および／またはノイズシェーパＨを非アクティブな状態にスイッチングするため、スイッチング信号ｓｗを生成する。このスイッチング信号ｓｗは、対応するラインを経由して、スイッチング装置ＳＷからノイズシェーパＨのスイッチングインプットに供給され、ノイズシェーパを非アクティブに、ないしは一時的に非アクティブにする。新たな実施形態では、ノイズシェーパに供給されるべきノイズシェーパ入力データｄOが、まずスイッチング装置ＳＷに供給されて、このノイズシェーパ入力データをスイッチング装置ＳＷで処理し、あるいは事前処理する。ノイズシェーパＨの、特に広域フィルタＨ（ｚ）のリセットは、特にそこにあるすべてのメモリの同時リセットによって行われる。
【００２９】
スイッチング装置ＳＷのインプットは、もう１つのラインを経由して、この回路配置のデータコントロールポイントに接続されている。このデータコントロールポイントは、いずれのデータを回路配置内でスイッチング基準の基盤として用いたいかによって決定される。図示の実施例では、このデータとしてデータ処理装置Ｑの出力データｄ*が用いられるので、データ処理装置のアウトプットＯはスイッチング装置ＳＷのインプットと接続されている。
【００３０】
この回路配置の個々のコンポーネントは特に、図２および／または図３のプロセスがそれらコンポーネントによって実行できるようにレイアウトされている。
図２に概略を記載する単純なプロセス経過では、第１のプロセスステップＳ０で変数ｎ、ｍ、ｓ、ｔが事前割り振りされる。これら変数はたとえばメモリＭに記憶される。つづいて入力ステップＳ１では、データｄ、ｄ*、ｄOについてその時点で収集ないしは考慮されるデータ値が、データ変数ｓに割り当てられる。つづく比較ステップＳ２では、データ変数ｓの値がしきい値ｔより小さいかそれに等しいかのどちらかであるかどうかが点検される。このしきい値ｔは、変数の事前割り振りの際に固定可能なものすることも、または運転条件に依存して調節可能なものとすることもできる。データ変数がしきい値ｔより小さいかそれに等しいという比較結果を関係付ける中で、当初ゼロを事前割り振りされた通しインデックスｍに１が加えられる（Ｓ３）。次の比較ステップＳ４では、通しインデックスｍがデータｄ、ｄ*、ｄOの最小限個数より大きいかそれに等しいかのどちらかであるかが点検される。これらのデータはスイッチング基準としてはしきい値ｔ以下であるべきである。したがって通しインデックスｍは、カウンタＺのカウンタ値に相当する。通しインデックスｍが最小限個数ｎより小さい場合、データｄ、ｄ*、ｄOの後続のデータ値を入力する入力ステップＳ１に戻る。通しインデックスｍが最小限個数ｎより大きいかそれに等しい場合、ノイズシェーパＨはスイッチオフ、またはリセットされ、または非アクティブな状態とされる（Ｓ５）。これは特に、ノイズシェーパに供給されるスイッチング信号ｓｗの生成によって行われる。リセットの後、ふたたび入力ステップＳ１に戻って、データｄ、ｄ*、ｄOの後続のデータ値を入力し、検出する。第１の比較ステップＳ２で、その時点のデータ変数ｓ、すなわちその時点で検出されたデータｄ、ｄ*、ｄOのデータ値がしきい値ｃより大きいことが確認される場合、通しインデックスｍはゼロにセットされる。すなわちカウンタＺはリセットされる（Ｓ６）。
【００３１】
このプロセスは、たとえばこのようなスイッチング装置ＳＷで行われるものであるが、次のことを点検する。すなわち、１つのデータ列の順次続くデータｄ、ｄ*、ｄOのシーケンス、かつ最小限個数ｎに対応する同シーケンスのすべての値が、順次連続しながら、しきい値ｔより小さいかそれに等しいかのどちらかであるかどうかを点検する。点検結果がＹｅｓの場合、ノイズシェーパＨは非アクティブにされる。最初の試みで示されたのは、最小限個数ｎが大きくなるとともに、ノイズシェーパＨの非アクティブ化ないしスイッチオフ、またはリセットの際に、スイッチングノイズの減少もそれだけいちじるしくなるということである。したがって最小限個数ｎは、使用目的と必要に応じて、スイッチングノイズに必要とされる、または希望される減少に依存して事前設定される。運転条件が変化した場合に適合を行うことができるようにするため、特に最小限個数ｎの設定を変化可能なものとすることができる。しきい値ｔも、固定して事前設定するか、変化可能かつ適合可能とするか、いずれかを選ぶことができる。後者は、運転条件の変化またはそのときどきの要件に適合できるようにするためである。特にしきい値ｔは理論的にはゼロに設定することができ、この場合適切なしきい値の決定は、好ましくはそのときどきの条件に依存して行うものとする。
【００３２】
もう１つの上記と異なる実施形態では次のことも考慮できる。すなわち、本来的かつ実際の有効入力信号を代表しないが、かつ順次つづくデータｄからなるシーケンスに、やはり有効入力データを代表しないが、個別値としてしきい値ｔを超える異常値が含まれる場合をも考慮できる。したがってノイズシェーパＨの直接の再アクティブ化を防止するため、データの直接的シーケンスの範囲内であれば、特定個数の個々の異常値がしきい値ｔを超えてもよいものとすることができる。
【００３３】
図３はもう１つの上記と異なるプロセスであるが、これを図２のプロセスと組み合わせることもできる。このプロセスでノイズシェーパＨが非アクティブな状態にスイッチングされるのは、最小限個数ｎに対応するデータｄ、ｄ*、ｄOのシーケンスが、１つの定数に対応するか、あるいは１つの定数を囲むしきい値領域内にある場合である。したがってしきい値ｔはこのしきい値領域の限界を示す。
【００３４】
第１のステップＳ１０では、ここでも変数ｎ、ｍ、ｔ、ｓ、ｓOの事前割振りが行われる。同じ参照記号と変数名が用いられる場合、図２のプロセスと同じないしはそれに対応するコンポーネントと変数を指すものとする。
つづく入力ステップＳ１１では、検出されたデータｄ、ｄ*、ｄOが入力され、データ変数ｓの値に割り当てられる。前もってデータ変数ｓの初期値が旧データ変数ｓO内に確保される。つづく比較ステップＳ１２では、データ変数ｓの値と旧データ変数ｓOの値との差が求められ、その差の絶対値がしきい値ないししきい値領域ｔと比較される。その差がしきい値ｔより小さい場合、つづくステップＳ１３で通しインデックスｍに１が加えられる。つづいて第２の比較ステップＳ１４で、通しインデックスｍが最小限個数ｎより小さいかそれに等しいかのどちらかであるかどうか、点検される。点検結果がＮｏのとき、入力ステップＳ１への復帰が行われる。Ｙｅｓのときは、ふたたびノイズシェーパＨのリセットＳ１５、特にノイズシェーパＨに対するスイッチング信号ｓｗの供給によるスイッチオフが行われる。つづいて入力ステップＳ１１への復帰が行われる。第１の比較ステップＳ１２で、その差がしきい値ｔを超えることが確認される場合、次のステップＳ１６で通しインデックスｍと、場合によってはデータ変数ｓ、ｓOとのリセットを行った後に、入力ステップＳ１１への復帰が行われる。
【００３５】
新たな実施形態を点線で囲んだ経路と記号で簡単に示すが、この場合特に好ましいプロセスとして、さらに値をマスキングできることが含まれる。このマスキングが用いられるのはたとえば、複数の定数が、または同様な方法として図２に示すプロセスのときに高すぎる値を含む複数の値が、ノイズシェーパＨの非アクティブ化のために供給され、これらの値を、簡約個数ｏを媒介として、順次続くデータｄ、ｄ*、ｄOから次第に１つの値に簡約化したい場合である。この１つの値とは、残留スイッチングノイズを充分に少なくした非アクティブ化を可能とする値である。このプロセス経過ではたとえば、ステップＳ１３とともに、通しインデックスｍの加算に加えて、補助的データ変数ａがデータ変数ｓのその時点の値を加算される。通しインデックスｍが最小限個数ｎより大きいかそれに等しいこと（Ｓ１４）を確認した後、リセットＳ１５の前に、一連のさらなるデータ処理ステップが行われる。これらのステップではまずもう１つの簡約変数ｂが、補助的データ変数ａの値を持つ約数として、実行されたマスキングステップの個数ｌをマスキングステップの簡約個数ｏから引算したものによって割り算される（Ｓ１７)）。次に簡約変数ｂを乗算するには、この簡約変数をデータｄのその時点で供給されているデータ値と、あるいはそのほかのマスキングされるべき値と、乗算することができる。さらには、実行されるべきマスキングステップの個数に対するマスキング通しインデックスｌに、１が加算される（Ｓ１８、Ｓ１９）。つづく比較ステップＳ２０では、マスキング通しインデックスｌが簡約個数ｏより、すなわちマスキング経過時間より、小さいかそれと等しいかのどちらかであるかどうか決定される。Ｙｅｓの場合、入力ステップ１１への復帰が行われる。Ｎｏの場合、ノイズシェーパＨをリセットないしスイッチオフするステップＳ１５への移行が行われる。このステップの後ふたたび入力ステップＳ１１への復帰が行われる。第１の比較ステップＳ１２で、その差がしきい値ｔより大きいかそれに等しいことが確認されると、リセットのとき、通しインデックスｍのリセットだけでなく、補助的データ変数ａとマスキング通しインデックスｌのリセットも行われる。
【００３６】
したがってこの回路配置を含むハードウェア、ないしこのプロセス経過を含むソフトウェアは、第１の実施形態によるノイズシェーパのアウトプットＯで、関連するゼロの個数を連続的に数える。スキャン値ないしデータ値がゼロのとき、カウンタＺはリセットされ、新たに数え始める。アウトプットＯで、定められた個数ｎのゼロがそのワークについて検出されると、リセットパルスないしスイッチング信号ｓｗが、ノイズシェーパＨのすべての遅延素子で一斉に消去を行う。入力データｄと出力データｄ*がこの時点ですでにゼロであると、入力データｄとしてゼロに等しくないものが、デジタルなデータ処理装置Ｑからあらためて供給されるまで、ノイズシェーパＨは空のままである。データｄのデータ値として、ゼロより大きい値を持つものが検出されるとただちに、対応する供給がノイズシェーパＨに対して行われることにより、アウトプットは自動的にふたたび解放され、またカウンタＺで消去が行われる。その結果、ここで非常に簡単に略記した実施形態による経過が最初から始まる。しかし次のような実施形態も好ましい。すなわちデータインプットＩがデータ値のある特定の個数にわたって一定であると、ただちにノイズシェーパＨがリセットされるような実施形態である。出力データ値ｄ*がゼロに等しいか、しきい値ｔより小さいかのどちらかであるかどうかを、スイッチング基準として考慮すれば有利である。また有利な方法として、本来のノイズシェーパＨを含む回路配置を、もう１つのスイッチング装置ＳＷによってスイッチングする。これはたとえば特定の時間経過を媒介として、または順次続くデータ値の特定の個数を媒介として、ノイズシェーパへの一定の入力信号によって行う。また有利な方法として、スイッチング基準として援用されるべきデータの最小限個数は、設定の際に調節可能とする。
【００３７】
ノイズシェーパがスイッチングノイズを軽減されて、またはスイッチングノイズなしにスイッチング可能であることが最初にわかると、次の問いが提起される。すなわち、具体的なスイッチオンコマンドとして、ノイズシェーパの入力信号を分析し、信号レベルが非常に低くてもゼロ値の検出機能をアクティブとするようなコマンドが、そもそも必要かという問いである。熟考して得られたことは、ノイズシェーパがクリックなしにスイッチオン、オフされるならば、入力信号の形態いかんにかかわりないということである。ゼロ値の特定の最小限個数、ないししきい値より小さい対応する値がアウトプットで検出されるならば、ゼロが検出されればそれだけで、ノイズシェーパはスイッチオン、オフされる。そのほかの前提として、ゼロの特定個数を特定の信号振幅に割り当てることができるならば、検出されたゼロ値が特定の最小限個数を超えると、入力信号が非常に小さくなることが、さらに確かめられている。
【００３８】
ノイズシェーパがかならずスイッチオフされるようにするため、有利な方法として、リセットに必要な個数のゼロをカスケード状に並べることができる。たとえばゼロが６４個でスタートが行われる。ノイズシェーパを特定の時間にわたってリセットできなかったときは、スイッチング基準としてこの個数をゼロ３２個検出に減らすことができる。決められたさらなる時間経過後もゼロ３２個が確認されない場合、ゼロ１６個検出に切り替えるなど、以下同様とする。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】ノイズシェーパおよびデータ処理装置を備えるノイズシェーパ回路の例を示す図である。
【図２】ノイズシェーパを非アクティブ化するとき、そのスイッチング時点を決定する。そのためのプロセス実行に関するフローチャートの例を示す図である。
【図３】上記と組み合わせ可能な、または上記と異なるプロセスのフローチャートである。
【図４】それ自体公知のノイズシェーパ回路を示す図である。
【図５】ノイズシェーパを使用する場合と使用しない場合のＳ／Ｎ比の説明図である。
【図６】ノイズシェーパを使用する場合と使用しない場合のＳ／Ｎ比の説明図である。
【図７】ノイズシェーパを使用する場合と使用しない場合のＳ／Ｎ比の説明図である。
【符号の説明】
【００４０】
Ａ  加算器
ｄ、ｄ*、ｄO  データ
Ｄ  減算器
Ｇ  処理装置
Ｈ  ノイズシェーパ
Ｍ  メモリ
Ｏ  アウトプット
Ｑ  データ処理装置
ｓｗ  スイッチング信号
ＳＷ  スイッチング装置
Ｚ  カウンタ
【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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