(57)【要約】  民生機器（１，１１）は入力信号を出力信号へ変換する信号変換器（２，１２）を備える。これらの信号変換器（２，１２）は、入力信号がゆっくり変化する信号、振幅が小さい信号、又はＤＣ成分を有する信号であることにより生じるパターンノイズ又はアイドルトーンを低減又は減衰させるためのカオスディザ生成器（３，１３，２３，３３）を備える。カオスディザ生成器（３，１３，２３，３３）はパターンノイズ又はアイドルトーンに十分無相関なカオスディザ信号を生成し、有限擬似ランダム系列に基づくディザ信号を生成する擬似ランダムディザ生成器よりも良い。信号変換器（２，１２）はオーバーサンプリング変換器、シグマデルタ変調器、又はデルタシグマ変調器を構成する。カオスディザ生成器（３，１３，２３，３３）はスイッチ（３６，３７）を介して互いに結合されるトランジスタ回路（３４）及び増幅器（３５）を有する。トランジスタ回路（３４）は３つのトランジスタ（４１−４３）を有する。信号変換器（２，１２）は低コスト、低複雑度であり、良好な性能対価格比を有する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力信号を出力信号へ変換し、前記出力信号中のアイドルトーンを低減するためのカオスディザ信号を生成するカオスディザ生成器を有する信号変換器を備える民生機器。
【請求項２】
前記信号変換器はオーバーサンプリング変換器を構成する請求項１に記載の民生機器。
【請求項３】
前記信号変換器はシグマデルタ変調器又はデルタシグマ変調器を構成する請求項１に記載の民生機器。
【請求項４】
前記信号変換器はループフィルタ、結合器、及び量子化器をさらに有し、前記ループフィルタの出力は前記結合器の第１の入力に結合され、前記カオスディザ生成器の出力は前記結合器の第２の入力に結合され、前記結合器の出力は前記量子化器の入力に結合される請求項１に記載の民生機器。
【請求項５】
前記ループフィルタはアナログループフィルタ、前記結合器はアナログ結合器であり、前記カオスディザ生成器はインタフェースを介して前記アナログ結合器に結合される請求項４に記載の民生機器。
【請求項６】
前記ループフィルタはデジタルループフィルタ、前記結合器はデジタル結合器であり、前記結合器の出力はフィードバック回路を介して前記ループフィルタの入力にフィードバックされる請求項４に記載の民生機器。
【請求項７】
前記カオスディザ生成器はトランジスタ回路及び増幅器を有し、前記トランジスタ回路の出力は第１のスイッチを介して前記増幅器の入力に結合され、前記増幅器の出力は第２のスイッチを介して前記トランジスタ回路の入力に結合される請求項１に記載の民生機器。
【請求項８】
前記カオスディザ生成器は、前記トランジスタ回路の入力及び第１の基準端子に結合される第１のキャパシタと、前記増幅器の入力及び第２の基準端子に結合される第２のキャパシタと、をさらに有する請求項７に記載の民生機器。
【請求項９】
前記トランジスタ回路は、前記トランジスタ回路の入力を構成し第２のトランジスタの制御電極に結合される制御電極を有する第１のトランジスタを備え、前記第２のトランジスタの第１の主電極は第３の基準端子に結合され、前記第２のトランジスタの第２の主電極は前記トランジスタ回路の出力を構成し前記第１のトランジスタの第１の主電極に結合され、前記第１のトランジスタの第２の主電極は第３のトランジスタの第１の主電極にさらに結合される第４の基準端子に結合され、前記第３のトランジスタの第２の主電極は前記第２のトランジスタの前記第２の主電極に結合され、前記第３のトランジスタの制御電極は前記トランジスタ回路のバイアス入力を構成する請求項７に記載の民生機器。
【請求項１０】
民生機器内で使用され入力信号を出力信号へ変換し、前記出力信号中のアイドルトーンを低減するためのカオスディザ信号を生成するカオスディザ生成器を備える信号変換器。
【請求項１１】
民生機器内で入力信号を出力信号へ変換する方法であって、前記出力信号中のアイドルトーンを低減するためのカオスディザ信号を生成するステップを備える方法。
【請求項１２】
民生機器内で入力信号を出力信号へ変換するプロセッサプログラム製品であって、前記出力信号中のアイドルトーンを低減するためのカオスディザ信号を生成する機能を備えるプロセッサプログラム製品。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は信号変換器を備えた民生機器に関連し、民生機器に用いられる信号変換器、民生機器における信号変換方法、及び民生機器における信号変換のためのプロセッサプログラム製品にも関連する。
【０００２】
このような民生機器の例は、ハイファイシステム、ＣＤ再生装置／録音装置、ＭＰ３再生装置／録音装置、有線及び／又は無線及び／又は移動式の電話機、テレビ、ビデオ再生装置／録画装置、ＤＶＤ再生装置／録画装置、及びコンピュータである。
【０００３】
従来技術の民生機器は、入力信号を出力信号へ変換するためのデルタシグマ変調器の形式の信号変換器を開示するＵＳ６，３２６，９１１から知られている。この入力信号がゆっくり変化する信号、又は振幅が小さい、又はＤＣ成分を有する場合、出力信号はパターンノイズ又はアイドルトーンとして知られているノイズを有する。このようなパターンノイズ又はアイドルトーンを低減又は減衰させるために、ディザ生成器が用いられる。このディザ生成器はデジタルアナログ変換器に結合された擬似乱数生成器を有し、入力信号（の派生物）に加算されるディザ信号を生成する。このディザ信号はパターンノイズ又はアイドルトーンに相関がない。結果として、パターンノイズ又はアイドルトーンは減衰又は低減される。
【０００４】
知られている民生機器は、とりわけ、ディザ生成器が擬似ランダム系列に基づくディザ信号を生成するという事実のため、不利である。信号変換器を低コストにしておくため、擬似ランダム系列は比較的短くなる。結果として、ノイズパターン又はアイドルトーンは不十分な無相関となる。
【０００５】
本発明の目的は、とりわけ、アイドルトーンに十分に無相関である低コストの信号変換器を備える民生機器を提供することである。
【０００６】
本発明のさらなる目的は、とりわけ、アイドルトーンに十分に無相関である、民生機器に用いられる低コストの信号変換器、民生機器での信号変換方法、及び民生機器にて信号を変換するためのプロセッサプログラム製品を提供することである。
【０００７】
本発明による民生機器は、入力信号を出力信号に変換する信号変換器を備え、信号変換器は出力信号中のアイドルトーン低減のためのカオスディザ信号を生成するためのカオスディザ生成器を有する。
【０００８】
カオスディザ生成器を導入することにより、ディザ信号が擬似ランダム系列に基づかずに生成される。結果として、ノイズパターン又はアイドルトーンが十分に無相関となる。本発明による民生機器は、信号変換器が良好な性能対価格比を有するという点でさらに有利である。
【０００９】
例えばカオスディザ生成器は比較的大きな抵抗を有し、この比較的大きな抵抗はその熱雑音を増幅するための高利得で高帯域の増幅器に結合されている。
【００１０】
ＵＳ６，４０４，２６０はその図７においてクロック信号をディザリングするためのカオスディザ信号を生成するカオス回路を開示していることに着目すべきである。これはこのクロック信号を用いる回路により生成される電磁放射のスパイクのサイズを低減するために行われる。そのため、ＵＳ６，４０４，２６０は周辺の他の装置（の性能）の保護に関連する。本発明は民生機器自身の性能の改良に関連し、クロック信号のディザリングには関連しない。
【００１１】
本発明による民生機器の実施例はオーバーサンプリング変換器を構成する信号変換器により定義される。特に、オーバーサンプリング変換器では、ディザ生成器の重要度は高い。
【００１２】
本発明による民生機器の実施例はシグマデルタ変調器又はデルタシグマ変調器を構成する信号変換器により定義される。特に、シグマデルタ変調器又はデルタシグマ変調器では、ディザ生成器の重要度は高い。
【００１３】
本発明による民生機器の実施例は、ループフィルタ、結合器及び量子化器をさらに備え、ループフィルタの出力は結合器の第１の入力に結合され、カオスディザ生成器の出力は結合器の第２の入力に結合され、結合器の出力は量子化器の入力に結合されている信号変換器により定義される。結合器は、例えば、加算器を有する。このような加算器はディザ信号を入力信号（の派生信号）に加算する低コストの回路である。
【００１４】
本発明による民生機器の実施例は、アナログループフィルタであるループフィルタ、アナログ結合器である結合器、及びインタフェースを介してアナログ結合器に結合されるカオスディザ生成器により定義される。このアナログ解法では、インタフェースは例えばカオスディザ生成器から発生する電圧信号を結合器に向かう電流に変換する電圧制御電流源を有する。
【００１５】
本発明による民生機器の実施例は、デジタルループフィルタであるループフィルタ、デジタル結合器である結合器、及びフィードバック回路を介してループフィルタの入力にフィードバックされる量子化器の出力により定義される。これはデジタルによる解決である。
【００１６】
本発明による民生機器の実施例は、トランジスタ回路及び増幅器を有し、トランジスタ回路の出力は第１のスイッチを介して増幅器の入力に結合され、増幅器の出力は第２のスイッチを介してトランジスタ回路の入力に結合されるカオスディザ生成器により定義される。高利得で高帯域の増幅器に結合される比較的大きな抵抗を含むカオスディザ生成器と比較すると、トランジスタ回路及び増幅器を有するこのカオスディザ生成器は、消費電力が低く、増幅器が高利得で高帯域の増幅器が必要でないという事実により安価になる。
【００１７】
本発明による民生機器の実施例は、トランジスタ回路の入力及び第１の基準端子に結合される第１のキャパシタと、増幅器の入力及び第２の基準端子に結合される第２のキャパシタとをさらに備えるカオスディザ生成器による定義される。キャパシタはともに記憶機能を有する。
【００１８】
本発明による民生機器の実施例は、トランジスタ回路の入力を構成し第２のトランジスタの制御電極に結合される制御電極を有する第１のトランジスタを備え、第２のトランジスタの第１の主電極は第３の基準端子に結合され、第２のトランジスタの第２の主電極はトランジスタ回路の出力を構成し第１のトランジスタの第１の主電極に結合され、第１のトランジスタの第２の主電極はさらに第３のトランジスタの第１の主電極に結合される第４の基準端子に結合され、第３のトランジスタの第２の主電極は第２のトランジスタの第２の主電極に結合され、第３のトランジスタの制御電極はトランジスタ回路のバイアス入力を構成するトランジスタ回路により定義される。このカオスディザ生成器は低複雑度であり、そのため極めて低コストである。
【００１９】
民生機器で用いられる入力信号を出力信号へ変換する本発明による信号変換器は、出力信号中のアイドルトーンを低減するカオスディザ信号を生成するためのカオスディザ生成器を備えることにより定義される。
【００２０】
民生機器での入力信号を出力信号へ変換する本発明による方法は、出力信号中のアイドルトーンを低減するためのカオスディザ信号を生成するステップを備えることにより定義される。
【００２１】
民生機器での入力信号を出力信号へ変換するプロセッサプログラム製品は、出力信号中のアイドルトーンを低減するためのカオスディザ信号を生成する機能を備えることにより定義される。
【００２２】
フィルタはフィルタリングステップ／機能に対応し、結合器は結合ステップ／機能に対応し、量子化器は量子化ステップ／機能に対応するなどのため、本発明による信号変換器、本発明による方法、及び本発明によるプロセッサプログラム製品の実施例は本発明による民生機器の実施例に対応する。
【００２３】
本発明は、とりわけ、信号変換器を高価にしてしまう擬似ランダム系列を十分長くしない限り、擬似ランダム系列に基づくディザ信号がアイドルトーンに不十分に無相関であるという見識に基づき、また、とりわけ、出力信号中のアイドルトーンを低減するためのカオスディザ信号を生成するカオスディザ生成器を用いるという基本的な考えに基づく。
【００２４】
本発明は、とりわけ、アイドルトーンが十分無相関である低コストの信号変換器を備える民生機器を提供するという問題を解決し、とりわけ、この信号変換器が良好な費用性能比を有するという点で有利である。
【００２５】
本発明のこれら及びその他の特徴は下記の実施例を参照して明らかになり、説明されるだろう。
【００２６】
図１に示される本発明による民生機器１は入力信号を出力信号に変換するための信号変換器２を備え、信号変換器２は出力信号中のアイドルトーンを低減するためのカオスディザ信号を生成するカオスディザ生成器３を有する。信号変換器２は、例えば、オーバーサンプリング変換器を構成する。信号変換器２はアナログループフィルタ４、アナログ結合器５，６及びアナログ量子化器７をさらに備える。アナログループフィルタ４の出力はアナログ結合器５，６の第１の入力に結合され、カオスディザ生成器３の出力はインタフェース８を介してアナログ結合器５，６の第２の入力に結合され、アナログ結合器５，６の出力はアナログ量子化器７の入力に結合される。アナログループフィルタ４及びアナログ量子化器７が異なるモードで動作するため、アナログループフィルタ４の出力は２つのサブ出力を有し、アナログ量子化器７の入力は２つのサブ入力を有し、アナログ結合器５，６はそれぞれアナログ結合器５，６の第１の入力を共に構成する第１のサブ入力及びそれぞれアナログ結合器５，６の第２の入力を共に構成する第２のサブ入力を含む２つのアナログ加算器５及び６を有する。インタフェース８はカオスディザ生成器３の出力をアナログ加算器５及び６の第２のサブ入力に結合する。インタフェース８は、例えば、カオスディザ生成器３から発生する電圧信号を結合器５，６へ向かう電流に変換するための電圧制御電流源を備える。
【００２７】
図２に示される本発明による民生機器１１は入力信号を出力信号に変換するための信号変換器１２を備え、信号変換器１２は出力信号中のアイドルトーンを低減するためのカオスディザ信号を生成するカオスディザ生成器１３を有する。信号変換器１２は、例えば、シグマデルタ変調器又はデルタシグマ変調器を構成する。信号変換器１２はデジタルループフィルタ１４、デジタル結合器１５及びデジタル量子化器１７をさらに備える。デジタルループフィルタ１４の出力はデジタル結合器１５の第１の入力に結合され、カオスディザ生成器１３の出力はデジタル結合器１５の第２の入力に結合され、デジタル結合器１５の出力はデジタル量子化器１７の入力に結合される。デジタル結合器１５はデジタル加算器を有する。デジタル量子化器はフィードバック回路１８を介してデジタル加算器１６の第１の入力にフィードバックされる。このデジタル加算器１６の第２の入力は信号変換器１２の入力を形成し、デジタル加算器１６の出力はループフィルタ１４の入力に結合される。
【００２８】
入力信号がゆっくり変化する信号、振幅が小さい信号、又はＤＣ成分を有する信号である場合、出力信号はパターンノイズ又はアイドルトーンとして知られているノイズを有する。このようなパターンノイズ又はアイドルトーンを低減又は減衰させるために、カオスディザ生成器３，１３が用いられる。このカオスディザ生成器３，１３は入力信号（の派生信号）に加算されるディザ信号を生成する。このディザ信号はパターンノイズ又はアイドルトーンに無相関である。結果として、パターンノイズ又はアイドルトーンは減衰又は低減される。
【００２９】
図３に示されるカオスディザ生成器２３はグラウンド及び高利得高帯域増幅器２５に結合される比較的大きな抵抗２４を備える。この高利得高帯域増幅器２５の出力は増幅器２６の（正又は非反転）入力に結合され、この増幅器２６の（負又は反転）入力はグラウンドに結合される。増幅器２６は入力２７にてクロック信号を受信し、出力２８にてカオスディザ信号を生成する。
【００３０】
図４に示されるカオスディザ生成器３３はトランジスタ回路３４及び増幅器３５を有し、トランジスタ回路３４の出力４５はスイッチ３６を介して増幅器３５の入力に結合され、増幅器３５の出力はスイッチ３７を介してトランジスタ回路３４の入力４４に結合される。カオスディザ生成器３３はトランジスタ回路３４の入力４４及びグラウンドに結合される第１のキャパシタ３８と、アンプ３５の入力及びグラウンドに結合される第２のキャパシタ３９をさらに備える。キャパシタはともに記憶機能を有する。トランジスタ回路３４の入力４４に対応する入力４０にて、カオスディザ生成器３３はカオスディザ信号を生成する。
【００３１】
図６では、図４に示されるディザ生成器３３のためのトランジスタ回路３４は、トランジスタ回路３４の入力４４を構成し第２のトランジスタ４２（ＮＭＯＳ）の制御電極（ゲート）に結合される制御電極（ゲート）を有する第１のトランジスタ４１（ＮＭＯＳ）を備える。第２のトランジスタ４２の第１の主電極（ソース）はグラウンドに結合され、第２のトランジスタ４２の第２の主電極（ドレイン）はトランジスタ回路３４の出力４５を構成し第１のトランジスタ４１の第１の主電極（ソース）に結合される。第１のトランジスタ４１の第２の主電極（ドレイン）は供給電圧をなす第４の基準端子４７に結合され、第４の基準端子４７は第３のトランジスタ４３（ＰＭＯＳ）の第１の主電極（ソース）にさらに結合される。第３のトランジスタ４３の第２の主電極（ドレイン）は第２のトランジスタ４２の第２の主電極（ドレイン）に結合される。第３のトランジスタ４３の制御電極（ゲート）はトランジスタ回路３４のバイアス入力４６をなす。他の種類のトランジスタ及びトランジスタ回路は排除されない。
【００３２】
ディザ生成器３３のためのトランジスタ回路３４の非線形入出力特性が図５に示される。バイアス入力４６での電圧の変化により、曲線の形状は変化する。
【００３３】
本発明による民生機器１，１１は例えば図示されないステージをさらに備える。例えば、これらのステージは、例えば信号を受信するための受信器及び／又は信号を生成するためのソースを有する入力ステージ、信号を処理し、特に本発明による信号変換器２，１２を有する信号処理ステージ、例えば信号を送信するための送信器及び／又は信号を増幅するための増幅器及び／又は信号を再生するための再生装置等を有する出力ステージを備える。
【００３４】
上記実施例は本発明を限定するというよりはむしろ説明するものであり、当業者は添付の請求の範囲の目的から逸脱せずに多くの代替実施例を設計することができることに注目すべきである。請求の範囲では、括弧の中のどんな参照番号も請求の範囲を限定するものとして解釈されない。動詞“備える”及びその活用形の使用は請求の範囲に記載されている以外の要素又はステップの存在を排除しない。要素の前の語句“ａ”又は“ａｎ”はこのような要素の複数の存在を排除しない。本発明はいくつかの個別要素を有するハードウェアや適切にプログラムされたコンピュータにより実施され得る。いくつかの手段を列挙している民生機器の請求項において、これらの手段のいくつかは１つ及びハードウェアの同じ要素により体現され得る。互いに異なる従属項で特定の手段が列挙されているという単なる事実は、これらの手段を組み合わせて有利に用いることができないことを示すものではない。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明による信号変換器を備える本発明による民生機器の第１の実施例を示す図である。
【図２】本発明による信号変換器を備える本発明による民生機器の第２の実施例を示す図である。
【図３】カオスディザ生成器の第１の実施例を示す図である。
【図４】カオスディザ生成器の第２の実施例を示す図である。
【図５】図４に示されるディザ生成器用のトランジスタ回路の非線形入出力特性を示す図である。
【図６】図４に示されるディザ生成器用トランジスタ回路を示す図である。
【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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【国際調査報告】
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