(57)【要約】【課題】  本発明はデジタル音声データ信号をアナログ音声信号として出力する音声信号発生回路においてＤＡ変換回路を従来と比較してより簡単な構造のデルタシグマ型ＤＡ変換回路とすることによりきわめて簡単に音声信号発生回路を提供することを課題とする。【解決手段】本発明の音声信号発生回路に使用されるデルタシグマ型ＤＡ変換回路はデジタル集積回路内部のトライステートバッファとデジタル集積回路の外部に構成するアナログ積分回路を接続して構成することを特徴とする。【選択図】図１
2018098750.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
デジタル音声データをアナログ音声信号に変換する音声信号発生回路において、
デジタル音声データ信号をアナログ音声信号に変換するために使用するＤＡ変換回路は、少なくとも一つのデータ制御回路と、少なくとも一つのトライステートバッファと、を持つデジタル集積回路と、トライステートバッファの出力が接続される少なくとも一つのアナログ積分回路と、により構成されるＤＡ変換回路であることを特徴とする音声信号発生回路。
【請求項２】
請求項１に記載の音声信号発生回路において、
前記アナログ積分回路は、少なくとも一つの抵抗素子と、少なくとも一つのコンデンサ素子と、一つのＯＰアンプと、により構成されるアナログ積分回路とすることを特徴とする音声信号発生回路。
【請求項３】
請求項１に記載の音声信号発生回路において、
前記アナログ積分回路は、少なくとも一つの抵抗素子と、少なくとも一つのコンデンサ素子と、により構成されるＲＣ積分回路とすることを特徴とする音声信号発生回路。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載の音声信号発生回路において、前記デジタル集積回路はＦＰＧＡ又はＰＬＤを使用して作成されることを特徴とする音声信号発生回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明はデジタル音声データ信号をアナログ音声信号に変換を行い音声信号として出力する音声信号発生回路に関する。
【背景技術】
【０００２】  従来デジタル音声データをアナログ音声信号に変換して出力する音声信号発生回路においてはデジタルデータ信号を並列に与えてアナログ信号に変換するラダー型ＤＡ変換回路またはデジタルデータ信号を時系列的に与えてアナログ信号に変換するデルタシグマ型ＤＡ変換回路等を用いてデジタル音声データ信号をアナログ音声信号に変換して出力する音声信号発生回路が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開  ２０１０−１３００６４
【特許文献２】特開  ２０１２−０５０００４
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】アプリケーションノートＡＮ−２８３アナログデバイセズ株式会社［平成２８年１１月１０日検索］インターネット（ｈｔｔｐ：／／ＷＷＷ．ａｎａｌｏｇ．ｃｏｍ／ｍｅｄｉａ／ｊｐ／ｔｅｃｈｎｉｃａｌ−ｄｏｃｕｍｅｎｔａｔｉｏｎ／ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ−ｎｏｔｅｓ／ＡＮ−２８３＿ｊｐ．ｐｄｆ）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】  従来の音声信号発生回路はデジタル音声データ信号からアナログ音声信号を生成するために特許文献２に記載されているようなラダー型ＤＡ変換回路または特許文献１、非特許文献１に記載されているようなデルタシグマ型ＤＡ変換回路を用いてデジタル音声データ信号からアナログ音声信号を生成するため、基準電圧源、アナログスイッチ等のアナログ回路と積分回路またはラダー抵抗等が必要であり、これらをアナログ集積回路として作成して、デジタル音声データの制御を行うデジタル回路と組み合わせたアナログ、デジタル混在の集積回路とすることが通例であった。
本発明は音声信号発生回路においてＤＡ変換回路を従来と比較してより簡単な回路とすることによりきわめて簡単に音声信号発生回路を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】  上記の課題を解決するために本発明の音声信号発生回路に使用するＤＡ変換回路はデジタル回路であるトライステートバッファとアナログ積分回路を組み合わせて構成することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】  本発明は以下のような効果を有する。
請求項１に記載されている本発明はデジタル回路であるトライステートバッファとアナログ回路である積分回路を接続してデルタシグマ型ＤＡ変換器を構成する。これによりデジタル回路のみより構成されるデジタル集積回路と抵抗、コンデンサ、ＯＰアンプ等のアナログ回路により構成される積分回路を組み合わせて、きわめて簡単に音声信号発生回路を作成することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施例を示す回路ブロック図である。（実施例１）
【図２】本発明の実施例１の主要部分を示す回路ブロック図である。
【図３】本発明の実施例１の動作を示すタイムチャートである。
【図４】本発明の実施例を示す回路ブロック図である。（実施例２）
【図５】本発明の実施例２の動作を示すタイムチャートである。
【図６】本発明の実施例を示す回路ブロック図である。（実施例３）
【図７】本発明の実施例を示す回路ブロック図である。（実施例４）
【図８】本発明の実施例を示す回路ブロック図である。（実施例５）
【図９】本発明の実施例を示す回路ブロック図である。（実施例６）
【発明を実施するための形態】
【０００９】  音声信号発生回路を作成するという目的をデジタル回路であるデータ制御回路とトライステートバッファと、抵抗、コンデンサ、ＯＰアンプから構成されるアナログ積分回路を接続してデルタシグマ型ＤＡ変換器を構成することにより実現した。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００１０】  図１において、集積回路内のデータ制御回路５とトライステートバッファ２により構成されるデジタル集積回路１とデジタル集積回路１の外の積分器３とローパスフィルタ１５とアンプ４により構成され、データ制御回路５の制御によってトライステートバッファ２を制御し積分器の出力電圧を所望の値に制御する。【００１１】  例えば積分器へ入力するトライステートバッファの制御の単位時間を決め、図１に示す積分器の内部が図２に示すような反転型の積分器の場合には、現在の積分器の出力電圧より単位時間後の出力電圧の方が大きくしたいときはトライステートバッファのトライステート制御信号と入力データ信号を制御してトライステートバッファを制御単位時間の間Ｌｏｗ出力ＯＮ状態とし、現在の積分器の出力電圧より単位時間後の出力電圧の方が小さくしたいときはトライステートバッファを制御単位時間の間Ｈｉｇｈ出力ＯＮ状態とし、現在の積分器の出力電圧と単位時間後の出力電圧が同じにしたいときはトライステートバッファを制御単位時間の間ＯＦＦ状態としてトライステートバッファの出力をハイインピーダンスにする制御を行うことによりデルタシグマ型ＤＡ変換器を構成し積分器の出力電圧を所望の値に制御して音声信号波形を得て、積分器の出力信号をローパスフィルタにより高周波成分を減衰させて滑らかにした信号波形をアンプ４により増幅して音声信号出力を得る。【００１２】  図２に示す積分器３は、ＯＰアンプ８の基準電源を抵抗９と抵抗１０により電源電圧の抵抗分割により作成して、この電圧を積分器を構成するＯＰアンプの基準電源として入力して、ＯＰアンプ８、抵抗６、コンデンサ７とにより構成している。また図２においては、トライステートバッファ２をトライステート制御信号Ｃと入力データ信号Ｄ、出力信号Ｏの関係が分かる論理記号図として表している。また抵抗９と抵抗１０は同一の抵抗値を用いてＯＰアンプ８の基準電圧はデジタル集積回路１のトライステートバッファ２の電源電圧（ＶＣＣ−ＧＮＤ）の１／２にしている。【００１３】  図２の回路の動作を図３のタイムチャートに示す。図３において、Ｔｉｍｅは制御の単位時間を基準とした時刻を模式的に表している。Ｃはトライステートバッファの制御信号、Ｄは入力データ信号、Ｏは出力信号を表す。ＣがＨｉｇｈのときにＤが出力Ｏに伝搬される。ＣがＬｏｗのときＯはハイインピーダンス状態となりフローティングとなる。【００１４】  図３において、Ｔｉｍｅ＝０のときＣがＬｏｗなのでＯはフローティングとなり、その信号線に存在する浮遊容量によりその前の状態を動的に保持する。図３ではＯ信号の中間レベルでこの状態を表している。このとき積分器３の入力がフローティングなので積分器３の出力ＩＮＴＯはその前の状態を保持する動作をするが、この図３上は中間のレベルとしている。【００１５】  この次の時刻Ｔｉｍｅ＝１でＣがＨｉｇｈとなりＤがＬｏｗなのでＯにＬｏｗが出力され、図２の積分器３は反転型の積分器のため積分器３の入力にＬｏｗが入力されるので積分器３の出力電圧は徐々にＨｉｇｈに積分されていく。【００１６】  その次の時刻Ｔｉｍｅ＝２ではＣがＨｉｇｈ、ＤがＨｉｇｈのためＯにＨｉｇｈが出力され積分器３に入力さ���る。これにより積分器３の出力電圧を徐々にＬｏｗに積分していく。そのあとの時刻Ｔｉｍｅ＝３、Ｔｉｍｅ＝４はＴｉｍｅ＝２と同じ状態が続くのでＴｉｍｅ＝２の状態に続いて積分器３の出力をさらにＬｏｗ側に積分していく。さらにこのあとの時刻に上記の動作を適用することによって図３に表すタイムチャートの動作が得られる。【００１７】  なお、図３にはローパスフィルタ１５の出力信号ＬＰＯ、音声信号出力も記載しているが、これらの信号は、積分器３の出力信号をローパスフィルタ１５に入力することにより高周波成分を減衰させてローパスフィルタ１５の出力信号ＬＰＯの信号を得ることができ、さらにＬＰＯ信号をアンプ４に入力し増幅して図３のタイムチャートの音声信号出力の波形信号を得ることができる。
図３においてローパスフィルタの動作はアナログのローパスフィルタ回路の動作を想定して記載しているが、デジタルローパスフィルタ回路を使用することも可能である。
【実施例２】
【００１８】  図４に本発明の他の実施例を示す。
図３においてＯがフローティング状態のとき周辺に発生するノイズ信号がＯに入り積分器３がこのノイズ信号も積分して積分器３の出力ＩＮＴＯが期待される信号レベルと異なる値が出力されることがある。【００１９】  図４では、Ｏがフローティング状態の時に積分器３への周辺ノイズによる影響を避けるために、図２に対して電源電圧が１／２（ＶＣＣ−ＧＮＤ）で動作するトライステートバッファ１６を追加し、トライステートバッファ２がＯＦＦのときにトライステートバッファ１６がＯＮとなるように制御してＯがトライステートバッファ１６の電源電圧である１／２（ＶＣＣ−ＧＮＤ）の電圧に固定されるようにしてＯがフローティング状態になるのを防止する。これによって積分器３への周辺ノイズによる影響を避けることができる。
また、積分器に入力する電圧が積分器に入力される基準電圧と同じ電圧となるので、積分した値も前の状態を保持することができる。【００２０】  図５は図４に示した回路ブロック図の動作タイムチャートを表す。トライステートバッファ１６の制御信号Ｅはトライステートバッファ２の制御信号Ｃの反転信号を入力する。またトライステートバッファ１６の入力信号ＦはＨｉｇｈレベル固定信号を入力する。トラーステートバッファ１６の電源電圧を１／２（ＶＣＣ−ＧＮＤ）で動作させることにより、トライステートバッファ１６がＯＮのときの出力信号を１／２（ＶＣＣ−ＧＮＤ）とすることができる。
【実施例３】
【００２１】  図６に表す実施例ではローパスフィルタを省略し、積分器３の出力をアンプ４に直接接続している。特に積分器３の動作が単位動作時間に比較して遅いようなときには積分器自体がローパスフィルタの特性も併せ持ち、ローパスフィルタを省略しても実用上問題ないため、図６に示すようなローパスフィルタを省略した構成も可能である。
また、出力信号の接続先の入力インピーダンスが１００ｋΩ以上の大きな値のときはアンプ４を省略して積分器の出力信号を当該音声信号発生回路の音声信号出力とすることも可能である。
【実施例４】
【００２２】  積分器３は実際の動作特性で許容できる誤差範囲ならば、図７に示すように抵抗６、コンデンサ７だけを用いた簡易的なＲＣ積分回路の構成とすることもできる。なお、このとき積分器３は正転となるため、積分器３に入力される信号がＨｉｇｈのとき積分器３の出力もＨｉｇｈ側に積分される。
【実施例５】
【００２３】  図８に示される実施例ではデジタル集積回路１の内部にトライステートバッファ２とトライステートバッファ１２の２個のトライステートバッファを持ち、それぞれの出力が積分抵抗６と積分抵抗１１に接続され、２つの信号のＤＡ変換値を積分器で合成している。これにより２つの音声信号を合成することができる。
【実施例６】
【００２４】  図９に示される実施例ではデジタル集積回路１の内部にトライステートバッファ２とトライステートバッファ１２とトライステートバッファ１４の３個のトライステートバッファを持ち、それぞれの出力が積分抵抗６と積分抵抗１１と積分抵抗１３に接続され、３つの信号のＤＡ変換値を積分器で合成している。このとき積分抵抗６と積分抵抗１１、積分抵抗１３の値を同一とすると各音声信号の混合割合が同じとなり、異なる値とすると各音声信号の混合割合が抵抗値によって異なる割合となる。なお、本例では３つのトライステートバッファと積分抵抗としているが、４つ以上とすることも可能である。【００２５】  図１、図４、図６、図７、図８、図９の実施例におけるデジタル集積回路１はＦＰＧＡ又はＰＬＤを用いて作成することができる。ＦＰＧＡ又はＰＬＤを使用した場合、使用数量が少なくても音声データの種類ごとのデジタル集積回路１を作成することが容易なため、音声データの種類ごとに対応した音声信号発生回路をきわめて簡単に作成することができる。【００２６】  また、図６、図７、図８、図９の実施例においても、図４に示した１／２（ＶＣＣ−ＧＮＤ）で動作させるトライステートバッファ１６に相当するトライステートバッファを追加して周辺ノイズの影響を避けるようにすることができる。すなわち、トライステートバッファ２に対して１個のトライステートバッファ１６を追加したように、トライステートバッファ１２に対して１／２（ＶＣＣ−ＧＮＤ）で動作させるトライステートバッファを１個追加し、トライステートバッファ１４に対しても同様に１個追加することにより図６、図７、図８、図９の実施例について周辺ノイズの影響を避けるようにすることができる。
【産業上の利用分野】
【００２７】  本発明の音声信号発生回路は音声案内等の音声信号の発生が必要な装置を製造する産業で利用する事ができる。
【符号の説明】
【００２８】１  デジタル集積回路
２  トライステートバッファ
３  積分器
４  アンプ
５  データ制御回路
６  積分抵抗
７  積分コンデンサ
８  ＯＰアンプ
９  電圧分割抵抗
１０  電圧分割抵抗
１１  積分抵抗
１２  トライステートバッファ
１３  積分抵抗
１４  トライステートバッファ
１５  ローパスフィルタ
１６  トライステートバッファ
【図１】
2018098750.tif 000003
【図２】
2018098750.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2018098750.tif 000007
【図６】
2018098750.tif 000008
【図７】
2018098750.tif 000009
【図８】
2018098750.tif 000010
【図９】
2018098750.tif 000011