(57)【要約】【課題】１または複数チャネルのアナログ入力と１または複数チャネルのデジタル入力との何れか１チャネルを選択し、レベル調整した後、電力増幅を行うデジタルアンプ１２へ出力する入力信号処理回路１１において、入力の多チャネル化に対して、コストを抑制する。【解決手段】コントロール回路１５によるアナログスイッチＳＷ１，ＳＷ２の連動制御によって、アナログ入力信号は電子ボリウムＶＲで直接振幅調整を行った後、前記デジタルアンプ１２のアナログ入力端Ａへ出力し、これに対して、デジタル入力信号はスイッチング用のアナログスイッチＳＷ３に与え、そのスイッチＳＷ３でスイッチングされるＤＣ電圧を前記電子ボリウムＶＲで調整し、スイッチングされたＤＣ電圧を前記デジタルアンプ１２のデジタル入力端Ｄへ出力する。したがって、電子ボリウムＶＲを共用し、コストを抑制することができる。【選択図】　図１
2004015422.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１または複数チャネルのアナログ入力と１または複数チャネルのデジタル入力との何れか１チャネルを選択し、レベル調整手段によって信号レベルを調整した後、電力増幅を行うデジタルアンプへ出力するようにした入力信号処理回路において、
前記アナログ入力時には該アナログ入力信号を前記レベル調整手段を介して前記デジタルアンプへ出力するようにし、前記デジタル入力時には、前記レベル調整手段には予め定めるＤＣ電圧を入力し、該レベル調整手段で調整されたＤＣ電圧を前記デジタル入力信号に応答してスイッチングを行うスイッチング手段を介して前記デジタルアンプへ出力することを特徴とする入力信号処理回路。
【請求項２】
１または複数チャネルのアナログ入力と１または複数チャネルのデジタル入力との何れか１チャネルを選択し、レベル調整手段によって信号レベルを調整した後、電力増幅を行うデジタルアンプへ出力するようにした入力信号処理回路において、
アナログ入力信号と、予め定めるＤＣ電圧との何れか一方を選択して出力する第１の選択手段と、
前記第１の選択手段からの出力レベルを調整するレベル調整手段と、
デジタル入力信号に応答してスイッチングを行い、その出力が前記デジタルアンプのデジタル入力端に与えられるスイッチング手段と、
前記レベル調整手段からの出力を、前記デジタルアンプのアナログ入力端と、前記スイッチング手段との何れか一方に選択的に出力する第２の選択手段と、
選択すべき入力チャネルに対応して、前記第１および第２の選択手段を相互に連動させて制御する制御手段とを含むことを特徴とする入力信号処理回路。
【請求項３】
前記レベル調整手段とスイッチング手段との間に、デジタル入力信号の“１”の最大繰返し時定数よりも長い時定数を有する時定数回路をさらに備えることを特徴とする請求項１または２記載の入力信号処理回路。
【請求項４】
前記スイッチング手段は、前記デジタル入力信号に応答して、前記レベル調整手段で調整されたＤＣ電圧とＧＮＤ電位との間でスイッチングを行い、前記アナログ入力時には、前記ＧＮＤ電位に保持されることを特徴とする請求項１または２記載の入力信号処理回路。
【請求項５】
デジタル入力時に、前記デジタルアンプのアナログ入力端をＧＮＤ電位とする短絡手段をさらに備えることを特徴とする請求項１または２記載の入力信号処理回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、オーディオ機器、テレビジョン受信機、パーソナルコンピュータなどの特に音声信号を増幅して出力する装置で好適に実施され、高効率なデジタルアンプを用いた前記音声信号の増幅を実現するにあたって、アナログ信号とデジタル信号との両方の信号が入力され、その何れかを選択し、さらに振幅レベルを調整した後、前記デジタルアンプへ出力する入力信号処理回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
前記オーディオ機器などでは、マルチメディア化によって、アナログだけでなく、デジタルも含めた多くの音声信号源（入力ソース）が接続されるようになってきており、またＤＶＤなどの記録媒体や、デジタル衛星放送などの伝送媒体の変化によって、多チャネル化が進んでいる。一方、前記音声信号を増幅するパワーアンプには、半導体技術の進歩によって、デジタルアンプ（いわゆるＤ級アンプ）が、その忠実度が向上し、また低コストで作成できるようになり、元来の高効率の利点と合わせて、採用が進んでいる。
【０００３】
図８は、パワーアンプであるデジタルアンプ１に対して、前述のようにアナログ信号とデジタル信号との何れかを選択して、その振幅レベルを調整して出力するプリアンプとして機能する典型的な従来技術の入力信号処理回路２を備えて構成されるオーディオ装置のブロック図である。この図８の構成は、１チャネル当りの構成を示し、マルチチャネルの場合は、同様の構成がチャネル数分設けられることになる。
【０００４】
アナログ入力信号は、電子ボリウムｖｒ１において、直接その振幅レベルが調整された後、デジタルアンプ１のアナログ入力端Ａへ出力される。一方、デジタル入力信号は、アナログスイッチｓｗのスイッチング制御用に使用される。前記アナログスイッチｓｗの一方の個別接点ａには、図示しない低電圧電源からの予め定める基準ＤＣ電圧が、電子ボリウムｖｒ２において所望振幅レベルに調整された後、入力されている。前記アナログスイッチｓｗの他方の個別接点ｂには、ＧＮＤ電位が与えられる。したがって、前記デジタル入力信号に応答した該アナログスイッチｓｗのスイッチングによって、共通接点ｃからは、前記振幅調整されたＤＣ電圧と、ＧＮＤ電位との何れかが出力され、前記デジタルアンプ１のデジタル入力端Ｄ１に入力される。
【０００５】
前記デジタルアンプ１は、たとえばΔΣ変調による１ビット信号を用いた１ビットアンプなどで実現され、前記デジタル入力端Ｄ１から入力された信号はΔΣ変調された後、その信号に応答して、予め定める電源電圧がスイッチングされてデジタル増幅され、また前記アナログ入力端Ａから入力された信号は前記ΔΣ変調によって１ビット信号に変換された後、前記電源電圧のスイッチングに使用され、デジタル増幅される。前記デジタルアンプ１からは、たとえば前記電源電圧とＧＮＤレベルとの間で切換わる１ビット信号が出力され、該信号はローパスフィルタ３を通過することでアナログ信号に復調され、スピーカ４によって音響化される。
【０００６】
前記電子ボリウムｖｒ１，ｖｒ２は、マイクロコンピュータなどで実現されるコントロール回路５によってその減衰量が制御される。前記デジタルアンプ１としては、信号の性質が劣るものの、コスト的に有利なＰＷＭ信号を用いるアンプなどでもよい。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述のような入力信号処理回路２およびデジタルアンプ１を搭載するオーディオ機器では、従来の２チャネルのステレオ再生から、前述のようなＤＶＤなどの記録媒体や、デジタル衛星放送などの伝送媒体の多チャネル化に伴い、それを再生するために、５．１チャネル再生や、７．１チャネル再生などのように多チャネル化が要求されてきている。このため、各チャネル当りの構成の小型、低コスト化の要求が高まってきている。しかしながら、上述の図８のようなチャネル当りの構成を用いて、そのまま多チャネル化してしまうと、コスト的にも非常に高くつくばかりでなく、回路構成も非常に複雑になってしまう。このため、低価格で普及率の高いゼネラルオーディオの分野では、入力からデジタルアンプ１の出力までフル１ビット構成の１ビットアンプを採用することができない。
【０００８】
この点について具体的に説明すると、電子ボリウムｖｒ２にはＤＣ電圧を入力するので、アナログ信号入力時に１ビット信号系で発生するノイズの飛込みを抑えるため、また多チャネルのコントロールとなった場合、電子ボリウム内で１ビット信号が結合してしまい、性能確保が困難であることから、各チャネル毎に、アナログ信号用とデジタル信号入力用（ＤＣ電圧）とに別々の電子ボリウムｖｒ１，ｖｒ２を設け、お互いの影響を避けている。
【０００９】
したがって、モノラルアンプでは図８で示すように、アナログ１チャネルおよびデジタル１チャネルの計２チャネル分、ステレオアンプではアナログ２チャネルおよびデジタル２チャネルの計４チャネル分、５．１チャネルアンプではアナログ６チャネルおよびデジタル６チャネルの計１２チャネル分の電子ボリウムが必要になる。また、前記デジタル入力信号を差動の信号で取扱う場合、モノラルアンプではアナログ１チャネルおよび差動のデジタル２チャネルの計３チャネル分、ステレオアンプではアナログ２チャネルおよび差動のデジタル４チャネルの計６チャネル分、５．１チャネルアンプではアナログ６チャネルおよび差動のデジタル１２チャネルの計１８チャネル分の電子ボリウムが必要になる。
【００１０】
一方、前記デジタル入力信号を直接電子ボリウムに入力し、振幅レベルを調整すれば、前記アナログ入力信号用の電子ボリウムｖｒ１を、このデジタル入力信号に共用することが可能なように思われる。しかしながら、アナログ入力信号の周波数帯域がＤＣ〜２０ｋＨｚ程度であるのに対して、前記１ビット信号のサンプリング周波数は、２．８ＭＨｚや５．６ＭＨｚと非常に高く、たとえば抵抗ラダータイプの安価な電子ボリウムでは、矩形波の波形が崩れてしまい、使用することができないという問題がある。
【００１１】
これに対して、従来のアナログボリウムを使用すると、ギャングエラーが発生し、前記多チャネルの入力信号間のレベル差を細かく調整することができないという新たな問題が生じる。たとえば、ドルビーデジタル等のサラウンドのコントロールにあたっては、前記レベル差は０．１ｄＢの規格内に抑え込む必要があり、前記アナログボリウムでこの規格を満足することは、極めて困難である。
【００１２】
前記ギャングエラーとは、たとえばロータリー式のアナログボリウムを例にすると、本来、同じ回転角である場合、各チャネル間の抵抗値が等しくなるべきところ、印刷抵抗のズレや抵抗体の取付け誤差などに起因して、そのようにならない現象を言う。これによって、各チャネル間のレベル差がバラバラになってしまい、音のバランスを崩してしまう。なお、この現象は、電子ボリウムにおいても、該電子ボリウムの集積回路の内部素子のバラツキによって、幾分は発生する。しかしながら、電子ボリウムでは、前記ロータリー式のアナログボリウム程、抵抗値のバラツキは発生せず、前記ドルビーデジタルの規格値に抑えることは可能である。
【００１３】
また、リモコン操作でボリウム調整を行おうとすると、前記電子ボリウムでは、リモコン受信信号に応じて、前記コントロール回路５がラダー抵抗を選択するスイッチを選択的にＯＮすることで実現可能であるのに対して、アナログボリウムでは、モータで該アナログボリウムの回転角度などを調整しなければならず、コストやスペースなどのことを考慮すると、現実的ではない。
【００１４】
本発明の目的は、１または複数チャネルのアナログ入力と１または複数チャネルのデジタル入力との何れか１チャネルを選択し、レベル調整した後、電力増幅を行うデジタルアンプへ出力するにあたって、入力の多チャネル化に対して、コストを抑制することができる入力信号処理回路を提供することである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明の入力信号処理回路は、１または複数チャネルのアナログ入力と１または複数チャネルのデジタル入力との何れか１チャネルを選択し、レベル調整手段によって信号レベルを調整した後、電力増幅を行うデジタルアンプへ出力するようにした入力信号処理回路において、前記アナログ入力時には該アナログ入力信号を前記レベル調整手段を介して前記デジタルアンプへ出力するようにし、前記デジタル入力時には、前記レベル調整手段には予め定めるＤＣ電圧を入力し、該レベル調整手段で調整されたＤＣ電圧を前記デジタル入力信号に応答してスイッチングを行うスイッチング手段を介して前記デジタルアンプへ出力することを特徴とする。
【００１６】
上記の構成によれば、オーディオ用のプリアンプなどのように、複数チャネルの入力を選択して、かつその信号レベルを調整した後、アンプへ出力するようにした入力信号処理回路において、前記アンプを、ΔΣ変調やＰＷＭ変調されたデジタル信号で高効率に電力増幅を行うデジタルアンプとする場合、アナログ入力信号はレベル調整手段で振幅調整が行われた後、前記デジタルアンプのアナログ入力へ出力され、さらに前記ΔΣ変調やＰＷＭ変調されてデジタル信号に変換された後、電力増幅され、これに対して、既に前記ΔΣ変調やＰＷＭ変調されているデジタル入力信号に対しては、そのデジタル入力信号はスイッチング手段に与えられ、該スイッチング手段でスイッチングされるＤＣ電圧が前記レベル調整手段で振幅調整が行われ、スイッチングされた後に前記デジタルアンプのデジタル入力へ出力され、電力増幅される。
【００１７】
ここで、周波数の高いデジタル入力信号は、いわゆる抵抗ラダー方式の電子ボリウムなどで実現されるレベル調整手段の周波数特性から、直接振幅調整を行うことができず、上記のようにレベル調整手段で所望振幅レベルに調整されたＤＣ電圧を該デジタル入力信号に応答してスイッチングすることで、前記振幅調整が実現される。そして従来では、前記アナログ入力信号とデジタル入力信号とに個別のレベル調整手段が設けられていたのに対して、本発明では、アナログ入力信号と、周波数特性的に問題のないデジタル用の基準ＤＣ電圧とに、前記レベル調整手段を共用する。
【００１８】
したがって、たとえばオーディオ信号で、従来、モノラルアンプではアナログ１チャネルおよび差動のデジタル２チャネルの計３チャネル分、ステレオアンプではアナログ２チャネルおよびデジタル４チャネルの計６チャネル分、５．１チャネルアンプではアナログ６チャネルおよびデジタル１２チャネルの計１８チャネル分の電子ボリウムが必要であったのが、本発明では、前記のようにアナログおよびデジタル共用で、モノラルアンプでは１チャネル分、ステレオアンプでは２チャネル分、５．１チャネルアンプでは６チャネル分でよくなり、入力の多チャネル化に対して、コストを抑制することができる。
【００１９】
これによって、ゼネラルオーディオの分野でも、入力から１ビットアンプ出力までフル１ビット構成の１ビットアンプの採用が可能になる。また、前記レベル調整手段の周波数特性としては、たとえば前記オーディオ信号では、ＤＣから２０ｋＨｚ程度までの通過帯域を有している低コストの前記電子ボリウムを使用することができ、コストの削減とともに、リモコンでの制御も見込めるようになり、またマルチチャネル時の各チャネル間のレベル差を、たとえばドルビーデジタルの規格内に抑え込むことができる。
【００２０】
また、本発明の入力信号処理回路は、１または複数チャネルのアナログ入力と１または複数チャネルのデジタル入力との何れか１チャネルを選択し、レベル調整手段によって信号レベルを調整した後、電力増幅を行うデジタルアンプへ出力するようにした入力信号処理回路において、アナログ入力信号と、予め定めるＤＣ電圧との何れか一方を選択して出力する第１の選択手段と、前記第１の選択手段からの出力レベルを調整するレベル調整手段と、デジタル入力信号に応答してスイッチングを行い、その出力が前記デジタルアンプのデジタル入力端に与えられるスイッチング手段と、前記レベル調整手段からの出力を、前記デジタルアンプのアナログ入力端と、前記スイッチング手段との何れか一方に選択的に出力する第２の選択手段と、選択すべき入力チャネルに対応して、前記第１および第２の選択手段を相互に連動させて制御する制御手段とを含むことを特徴とする。
【００２１】
上記の構成によれば、オーディオ用のプリアンプなどのように、複数チャネルの入力を選択して、かつその信号レベルを調整した後、アンプへ出力するようにした入力信号処理回路において、前記アンプを、ΔΣ変調やＰＷＭ変調されたデジタル信号で高効率に電力増幅を行うデジタルアンプとするにあたって、制御手段による第１および第２の選択手段の連動制御によって、アナログ入力信号は、直接レベル調整手段で振幅調整された後、前記デジタルアンプのアナログ入力へ出力され、電力増幅される。一方、既にΔΣ変調やＰＷＭ変調されているデジタル入力信号は、スイッチング手段のスイッチング制御用に与えられ、そのスイッチングされる基準ＤＣ電圧が、前記制御手段による第１および第２の選択手段の連動制御によって、レベル調整手段で振幅調整された後、前記スイッチング手段でスイッチングされ、その後にデジタルアンプのデジタル入力へ出力され、電力増幅される。
【００２２】
したがって、いわゆる電子ボリウムなどで実現されるレベル調整手段には、アナログ入力信号と、周波数特性的に問題のないデジタル用の基準ＤＣ電圧とが入力され、該レベル調整手段を共用することができ、入力の多チャネル化に対して、コストを抑制することができる。
【００２３】
さらにまた、本発明の入力信号処理回路は、前記レベル調整手段とスイッチング手段との間に、デジタル入力信号の“１”の最大繰返し時定数よりも長い時定数を有する時定数回路をさらに備えることを特徴とする。
【００２４】
上記の構成によれば、前記レベル調整手段によって振幅調整されたスイッチング用の基準ＤＣ電圧を、ＲＣ積分回路などで実現される時定数回路を介して前記スイッチング手段へ入力する。前記時定数回路は、デジタル入力信号の“１”の最大繰返し時定数よりも長い時定数に設定されている。
【００２５】
したがって、前記デジタル入力信号に連続して“１”が続いても、デジタルアンプへ入力される信号の振幅を、前記レベル調整手段で調整されたＤＣ電圧に維持することができ、デジタル波形歪の発生を抑えることができる。特に、ディファレンシャル回路構成の時、安定度を飛躍的に向上することができる。また、入力信号がオーディオ信号の場合には、前記レベル調整手段のステップ応答時の異音を防止することもできる。
【００２６】
また、本発明の入力信号処理回路では、前記スイッチング手段は、前記デジタル入力信号に応答して、前記レベル調整手段で調整されたＤＣ電圧とＧＮＤ電位との間でスイッチングを行い、前記アナログ入力時には、前記ＧＮＤ電位に保持されることを特徴とする。
【００２７】
上記の構成によれば、アナログ入力時にスイッチング手段を強制的にＧＮＤ電位に切換えることで、アナログ入力信号ラインに侵入するデジタル入力信号やクロックの高周波成分などのノイズを低減し、デジタルアンプの該アナログ入力時の性能、特にＳＮ比を大幅に改善することができる。
【００２８】
さらにまた、本発明の入力信号処理回路は、デジタル入力時に、前記デジタルアンプのアナログ入力端をＧＮＤ電位とする短絡手段をさらに備えることを特徴とする。
【００２９】
上記の構成によれば、デジタル入力時に、短絡手段によって、デジタルアンプのアナログ入力端を強制的にＧＮＤ電位に切換えることで、デジタル入力信号がアナログ入力信号ラインに侵入して該デジタルアンプ内で結合し、ボリウム最大値付近で発生するノイズを除去することができる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の第１の形態について、図１〜図３に基づいて説明すれば、以下のとおりである。
【００３１】
図１は、本発明の実施の第１の形態の入力信号処理回路１１を備えるオーディオ装置のブロック図である。このオーディオ装置は、大略的に、プリアンプとして機能する本発明の入力信号処理回路１１において、アナログ信号と１ビットデジタル信号との何れかを選択し、さらにその振幅レベルを調整して、パワーアンプであるデジタルアンプ１２へ出力し、該デジタルアンプ１２で電力増幅した後、ローパスフィルタ１３を介してスピーカ１４に与え、音響化するものである。この図１の構成は、１チャネル当りの構成を示し、マルチチャネルの場合は、同様の構成がチャネル数分設けられることになる。また、入力される信号自体（音響信号源）も、前記アナログとデジタルとの少なくとも一方で、複数チャネル設けられていてもよい。
【００３２】
アナログ入力信号は、アナログスイッチＳＷ１を介して電子ボリウムＶＲに入力され、直接その振幅レベルが調整された後、アナログスイッチＳＷ２を介してデジタルアンプ１２のアナログ入力端Ａへ出力される。一方、デジタル入力信号は、アナログスイッチＳＷ３のスイッチング制御用に使用される。
【００３３】
前記アナログスイッチＳＷ１において、一方の個別接点ａ１には図示しない低電圧電源回路からの充分に安定した予め定める基準ＤＣ電圧が入力されており、他方の個別接点ｂ１には前記アナログ入力信号が入力されており、共通接点ｃ１からの出力が、前記電子ボリウムＶＲに入力される。前記電子ボリウムＶＲからの出力は、前記アナログスイッチＳＷ２の共通接点ｃ２に入力され、このアナログスイッチＳＷ２において、一方の個別接点ａ２からの出力は前記アナログスイッチＳＷ３の一方の個別接点ａ３に入力され、他方の個別接点ｂ２からの出力は前記デジタルアンプ１２のアナログ入力端Ａに入力される。
【００３４】
こうして、前記基準ＤＣ電圧とアナログ入力信号とに電子ボリウムＶＲを共用しても、ＤＣ成分に重畳されるモレ電流、電源のリップル成分などの低い周波数のノイズが、アナログモード時にデジタルアンプ１２のアナログ入力端Ａに入力されることはない。また、前記電子ボリウムＶＲなどのアナログ信号回路と、前記図示しない低電圧電源回路と、前記アナログスイッチＳＷ３などの１ビット信号回路とは、それぞれ隔離されており、またパターンが平行にならないように形成されている。
【００３５】
前記アナログスイッチＳＷ３において、他方の個別接点ｂ３にはＧＮＤ電位が与えられ、共通接点ｃ３からの出力は前記デジタルアンプ１２のデジタル入力端Ｄ１に入力される。したがって、前記デジタル入力信号に応答した該アナログスイッチＳＷ３のスイッチングによって、共通接点ｃ３からは、前記振幅調整されたＤＣ電圧と、ＧＮＤ電位との何れかが出力され、前記デジタルアンプ１のデジタル入力端Ｄ１に入力される。
【００３６】
前記電子ボリウムＶＲは、マイクロコンピュータなどで実現されるコントロール回路１５によってその減衰量が制御される。また、前記アナログスイッチＳＷ１，ＳＷ２は、このコントロール回路１５によって相互に連動して制御され、共通接点ｃ１，ｃ２は、アナログモードに設定されているときには個別接点ｂ１，ｂ２に接続され、デジタルモードに設定されているときには個別接点ａ１，ａ２に接続される。
【００３７】
前記デジタルアンプ１２は、ΔΣ変調による１ビット信号を用いた１ビットアンプで実現され、シングルエンドの前記デジタル入力端Ｄ１から入力された信号は、ΔΣ変調された後、その信号に応答して、予め定める電源電圧がスイッチングされてデジタル増幅され、またシングルエンドの前記アナログ入力端Ａから入力された信号は、前記ΔΣ変調によって１ビット信号に変換された後、前記電源電圧のスイッチングに使用され、デジタル増幅される。このデジタルアンプ１２からは、たとえば前記電源電圧とＧＮＤレベルとの間で切換わる１ビット信号Ｏａが出力され、該信号Ｏａはローパスフィルタ１３を通過することでアナログ信号に復調され、スピーカ４によって音響化される。こうして、デジタルアンプ１２を用いて、所望の音量で音響再生を行うことができる。
【００３８】
前記デジタルアンプ１２としては、信号の性質が少し劣るものの、コスト的に有利なＰＷＭ信号を用いるアンプなどでもよい。すなわち、スイッチング周波数が数１００ｋＨｚオーダのＰＷＭ信号生成回路は、数ＭＨｚオーダの１ビット信号生成回路に比べてコスト的に安く、製品の低コスト化が図れるので、前記１ビット信号はハイエンドオーディオの分野に好適であり、このＰＷＭ信号はゼネラルオーディオの分野に好適である。
【００３９】
図２は、前記電子ボリウムＶＲの一構成例を示す電気回路図である。この電子ボリウムＶＲは、たとえば三菱電気社製の音量制御用サウンドコントローラＬＳＩであるＭ６２４４７ＳＰなどで実現される抵抗ラダータイプの電子ボリウムであり、相互に直列に接続された抵抗素子ｒ１，ｒ２，…，ｒｎと、その各端子の電圧を取出すアナログスイッチｓ１，ｓ２，…，ｓｎ，ｓｎ＋１とを備えて構成される。前記アナログスイッチＳＷ１によって選択されたアナログ入力信号または基準ＤＣ電圧は初段の抵抗素子ｒ１に入力され、前記コントロール回路１５によってアナログスイッチｓ１，ｓ２，…，ｓｎ＋１の何れかが選択的にＯＮされることによって、振幅レベルが調整された出力が導出される。
【００４０】
ここで、前記電子ボリウムＶＲとしては、たとえば図３で示すように、オペアンプの帰還量を可変することで所望の振幅レベルに調整する帰還量可変型のアンプなどを使用することが考えられるけれども、前記基準ＤＣ電圧を調整するために、特に前記の抵抗ラダータイプが好ましい。上述のようにオーディオ信号に適用した場合、本発明では、電子ボリウムＶＲは、前記２．８ＭＨｚや５．６ＭＨｚの高速サンプリング周波数の矩形波の振幅レベルを直接調整するのではなく、そのような高周波はアナログスイッチＳＷ３に受持たせ、高周波のデジタル入力信号のパターンと分離するので、該電子ボリウムＶＲはＤＣ〜２０ｋＨｚ以上の通過帯域を有していればよく、前記抵抗ラダータイプの電子ボリウムで安価に実現することができる。
【００４１】
以上のように、この入力信号処理回路１１では、アナログ入力信号とデジタル入力信号との何れかを選択して、かつその振幅レベルを調整した後、デジタルアンプ１２へ出力するにあたって、前記デジタル入力信号はアナログスイッチＳＷ３に与え、そのアナログスイッチＳＷ３でスイッチングされる基準ＤＣ電圧とアナログ入力信号とをアナログスイッチＳＷ１，ＳＷ２で切換えて電子ボリウムＶＲで振幅調整を行うようにするので、前記アナログ入力信号と周波数特性的に問題のないデジタル用の基準ＤＣ電圧とに、前記電子ボリウムＶＲを共用することができる。したがって、従来、モノラルアンプではアナログ１チャネルおよびデジタル１チャネルの計２チャネル分、ステレオアンプではアナログ２チャネルおよびデジタル２チャネルの計４チャネル分、５．１チャネルアンプではアナログ６チャネルおよびデジタル６チャネルの計１２チャネル分の電子ボリウムが必要であったのが、この入力信号処理回路１１では、モノラルアンプでは１チャネル分、ステレオアンプでは２チャネル分、５．１チャネルアンプでは６チャネル分のように、チャネル数分でよくなり、入力の多チャネル化に対して、コストを抑制することができる。
【００４２】
これによって、ゼネラルオーディオの分野でも、入力から１ビットアンプ出力までフル１ビット構成の１ビットアンプの採用が可能になる。また、前述のように、電子ボリウムＶＲの周波数特性としては、ＤＣ〜２０ｋＨｚ程度までの通過帯域を有している低コストの前記抵抗ラダータイプの電子ボリウムを使用することができ、コストの削減とともに、リモコンでの制御も見込めるようになり、またマルチチャネル時の各チャネル間のレベル差を、たとえばドルビーデジタルの規格である０．１ｄＢ内に抑え込むこともできる。
【００４３】
本発明の実施の第２の形態について、図４に基づいて説明すれば、以下のとおりである。
【００４４】
図４は、本発明の実施の第２の形態の入力信号処理回路２１を備えるオーディオ装置のブロック図である。この入力信号処理回路２１において、前述の入力信号処理回路１１に類似し、対応する部分には同一の参照符号を付して、その説明を省略する。注目すべきは、この入力信号処理回路２１では、アナログスイッチＳＷ３へのデジタル入力信号のラインに，アナログ入力時にそのスイッチング入力をＧＮＤ電位に保持するアナログスイッチＳＷ４が設けられ、またデジタルアンプ１２のアナログ入力端Ａへのラインに、デジタル入力時にそのアナログ入力端ＡをＧＮＤ電位に保持するアナログスイッチＳＷ５が設けられることである。また、前記アナログスイッチＳＷ３への基準ＤＣ電圧のラインに、抵抗ＲおよびコンデンサＣから成り、デジタル入力信号の“１”の最大繰返し時定数よりも長い時定数、すなわち、
ＲＣ時定数　＞　入力信号の最大パルス長
の関係を有する時定数回路Ｔが設けられていることである。
【００４５】
前記アナログスイッチＳＷ４において、一方の個別接点ａ４には前記デジタル入力信号が与えられ、他方の個別接点ｂ４にはＧＮＤ電位が与えられ、共通接点ｃ４からの出力は前記アナログスイッチＳＷ３のスイッチング用に使用される。また、前記アナログスイッチＳＷ５において、一方の個別接点ａ５にはＧＮＤ電位が与えられ、他方の個別接点ｂ５には前記アナログスイッチＳＷ２の個別接点ｂ２からの出力が与えられ、共通接点ｃ５からの出力は前記デジタルアンプ１２のアナログ入力端Ａへ出力される。これらのアナログスイッチＳＷ４、ＳＷ５も、前記アナログスイッチＳＷ１〜ＳＷ３とともに、前記コントロール回路１５によって、相互に連動して制御される。
【００４６】
前記ΔΣ変調１ビット信号やＰＷＭ信号は、矩形波であり、高調波成分を含んでいるので、アナログモードでデジタルアンプ３２を駆動させると、アナログラインにこの高調波成分がノイズとして侵入し、該アナログラインでのＳＮ比に影響を与えてしまうのに対して、コントロール回路１５がアナログモードを選択している場合には、前記デジタルアンプ３２のデジタル入力端Ｄ１をアナログスイッチＳＷ４によってＧＮＤへ接続しておくことで、そのような不具合を防止することができる。特に、ＳＮ比を大幅に改善することができる。
【００４７】
また、デジタルモード時には、デジタルアンプ３２のアナログ入力端ＡをアナログスイッチＳＷ５によってＧＮＤへ接続しておくことで、前記高調波成分が侵入して該デジタルアンプ１２内で結合し、ボリウム最大値付近でノイズが発生してしまうことを防止することができる。
【００４８】
さらにまた、前記時定数回路Ｔによって、前記デジタル入力信号に連続して“１”が続いても、デジタルアンプ１２へ入力される信号の振幅を、前記電子ボリウムＶＲによって振幅調整されたＤＣ電圧に維持することができ、デジタル波形歪の発生を抑えることができる。また、デジタル入力信号がオーディオ信号の場合には、電子ボリウムＶＲのボリウム値がステップ状に急激に変化しても、急激なＤＣ電圧の変化を排除し、クリック雑音の発生を防止することができる。
【００４９】
本発明の実施の第３の形態について、図５および図６に基づいて説明すれば、以下のとおりである。
【００５０】
図５は、本発明の実施の第３の形態の入力信号処理回路３１を備えるオーディオ装置のブロック図である。この入力信号処理回路３１において、前述の入力信号処理回路１１，２１に類似し、対応する部分には同一の参照符号を付して、その説明を省略する。注目すべきは、この入力信号処理回路３１では、デジタル入力信号のラインに、バッファＢ１およびインバータＢ２が設けられており、前記デジタル入力信号が差動の信号に変換されることである。これに対応して、前記アナログスイッチＳＷ３は、一対のアナログスイッチＳＷ３１，ＳＷ３２から成り、それぞれに対して時定数回路Ｔ１，Ｔ２が設けられ、またデジタルアンプ３２は、ΔΣ変調による１ビット信号を用いた１ビットアンプで実現され、シングルエンドの前記アナログ入力端Ａと、ディファレンシャルの１ビットデジタル入力端Ｄ１，Ｄ２とを備えている。
【００５１】
前記時定数回路Ｔ１，Ｔ２は、抵抗Ｒ１，Ｒ２およびコンデンサＣ１，Ｃ２から成り、デジタル入力信号の“１”の最大繰返し時定数よりも長い時定数を有する。この時定数回路Ｔ１，Ｔ２には、前記アナログスイッチＳＷ２の個別接点ａ２から出力される電子ボリウムＶＲからのＤＣ電圧が共通に与えられる。前記アナログスイッチＳＷ３と同様に、時定数回路Ｔ１，Ｔ２を介するＤＣ電圧はアナログスイッチＳＷ３１，ＳＷ３２の一方の個別接点ａ３１，ａ３２に与えられ、これらのアナログスイッチＳＷ３１，ＳＷ３２の他方の個別接点ｂ３１，ｂ３２にはＧＮＤ電位が与えられ、共通接点ｃ３１，ｃ３２からの出力は前記デジタルアンプ３２のデジタル入力端Ｄ１，Ｄ２に入力される。
【００５２】
前記バッファＢ１およびインバータＢ２によって、前記アナログスイッチＳＷ３１，ＳＷ３２は相反動作を行い、これによってデジタル入力信号がハイレベルであるときには、デジタル入力端Ｄ１が前記電子ボリウムＶＲで電圧調整されたＤＣ電圧となり、デジタル入力端Ｄ２がＧＮＤ電位となり、デジタル入力信号がローレベルであるときには、デジタル入力端Ｄ２がＤＣ電圧となり、デジタル入力端Ｄ１がＧＮＤ電位となり、デジタル入力信号に対して、デジタル入力端Ｄ１が同相の入力となり、デジタル入力端Ｄ２が逆相の入力となる。デジタルアンプ３２からの差動の１ビット信号Ｏａ，Ｏｂは、ローパスフィルタ３３を通過することでアナログ信号に復調され、スピーカ４によって音響化される。
【００５３】
図６は、上述のように構成されるオーディオ装置のデジタル入力時の動作を説明するための波形図である。低電圧電源回路からの電圧Ｖの基準ＤＣ電圧は、前記電子ボリウムＶＲにおいてＶ１に減衰される。このＤＣ電圧を、クロック信号に同期して入力されるデジタル入力信号に応答して、アナログスイッチＳＷ３１，ＳＷ３２がスイッチングすることで、前記デジタルアンプ３２のデジタル入力端Ｄ１，Ｄ２への入力が得られ、電圧増幅されて、出力の１ビット信号Ｏａ，Ｏｂが得られる。
【００５４】
このようにディファレンシャル回路構成の場合には、基準ＤＣ電圧に対して、ディファレンシャルのアナログスイッチＳＷ３１，ＳＷ３２のそれぞれに時定数回路Ｔ１，Ｔ２を設けることで、安定度を飛躍的に向上することができる。また、ディファレンシャル回路構成の場合に、従来、モノラルアンプではアナログ１チャネルおよびデジタル２チャネルの計３チャネル分、ステレオアンプではアナログ２チャネルおよびデジタル４チャネルの計６チャネル分、５．１チャネルアンプではアナログ６チャネルおよびデジタル１２チャネルの計１８チャネル分の電子ボリウムが必要であったのが、この入力信号処理回路３１でも、モノラルアンプでは１チャネル分、ステレオアンプでは２チャネル分、５．１チャネルアンプでは６チャネル分のように、チャネル数分でよくなり、電子ボリウムの削減効果が一層大きい。
【００５５】
本発明の実施の第４の形態について、図７に基づいて説明すれば、以下のとおりである。
【００５６】
図７は、本発明の実施の第４の形態の入力信号処理回路４１を備えるオーディオ装置のブロック図である。この入力信号処理回路４１において、前述の入力信号処理回路２１，３１に類似し、対応する部分には同一の参照符号を付して、その説明を省略する。注目すべきは、この入力信号処理回路４１では、前述のディファレンシャル回路構成の入力信号処理回路３１の構成に加えて、前記入力信号処理回路２１のアナログスイッチＳＷ４，ＳＷ５が設けられていることである。
【００５７】
本発明は、デジタルアンプを用いる構成に適用することができ、オーディオ信号に限らず、たとえば多チャネルの計測器用アンプなどでも実施することができる。
【００５８】
【発明の効果】
本発明の入力信号処理回路は、以上のように、オーディオ用のプリアンプなどのように、複数チャネルの入力を選択して、かつその信号レベルを調整した後、アンプへ出力するようにした入力信号処理回路において、前記アンプを、ΔΣ変調やＰＷＭ変調されたデジタル信号で高効率に電力増幅を行うデジタルアンプとする場合、アナログ入力信号はレベル調整手段で直接振幅調整を行った後、前記デジタルアンプのアナログ入力へ出力し、これに対して、デジタル入力信号はスイッチング手段に与え、そのスイッチング手段でスイッチングされるＤＣ電圧を前記レベル調整手段で調整し、スイッチングされたＤＣ電圧を前記デジタルアンプのデジタル入力へ出力する。
【００５９】
それゆえ、アナログ入力信号と、周波数特性的に問題のないデジタル用の基準ＤＣ電圧とに前記レベル調整手段をし、入力の多チャネル化に対して、コストを抑制することができる。これによって、ゼネラルオーディオの分野でも、入力から１ビットアンプ出力までフル１ビット構成の１ビットアンプの採用が可能になる。また、前記レベル調整手段の周波数特性としては、たとえば前記オーディオ信号では、ＤＣから２０ｋＨｚ程度までの通過帯域を有している低コストの前記電子ボリウムを使用することができ、コストの削減とともに、リモコンでの制御も見込めるようになり、またマルチチャネル時の各チャネル間のレベル差を、たとえばドルビーデジタルの規格内に抑え込むこともできる。
【００６０】
また、本発明の入力信号処理回路は、以上のように、オーディオ用のプリアンプなどのように、複数チャネルの入力を選択して、かつその信号レベルを調整した後、アンプへ出力するようにした入力信号処理回路において、前記アンプをデジタルアンプとするにあたって、制御手段による第１および第２の選択手段の連動制御によって、アナログ入力信号はレベル調整手段で直接振幅調整を行った後、前記デジタルアンプのアナログ入力へ出力し、これに対して、デジタル入力信号はスイッチング手段に与え、そのスイッチング手段でスイッチングされるＤＣ電圧を前記レベル調整手段で調整し、スイッチングされたＤＣ電圧を前記デジタルアンプのデジタル入力へ出力する。
【００６１】
それゆえ、いわゆる電子ボリウムなどで実現されるレベル調整手段には、アナログ入力信号と、周波数特性的に問題のないデジタル用の基準ＤＣ電圧とが入力され、該レベル調整手段を共用することができ、入力の多チャネル化に対して、コストを抑制することができる。
【００６２】
さらにまた、本発明の入力信号処理回路は、以上のように、前記レベル調整手段によって振幅調整されたスイッチング用の基準ＤＣ電圧を、ＲＣ積分回路などで実現され、デジタル入力信号の“１”の最大繰返し時定数よりも長い時定数に設定されている時定数回路を介して前記スイッチング手段へ入力する。
【００６３】
それゆえ、前記デジタル入力信号に連続して“１”が続いても、デジタルアンプへ入力される信号の振幅を、前記レベル調整手段で調整されたＤＣ電圧に維持することができ、デジタル波形歪の発生を抑えることができる。特に、ディファレンシャル回路構成の時、安定度を飛躍的に向上することができる。また、入力信号がオーディオ信号の場合には、前記レベル調整手段のステップ応答時の異音を防止することもできる。
【００６４】
また、本発明の入力信号処理回路は、以上のようにアナログ入力時にスイッチング手段を強制的にＧＮＤ電位に切換える。
【００６５】
それゆえ、アナログ入力信号ラインに侵入するデジタル入力信号やクロックの高周波成分などのノイズを低減し、デジタルアンプの該アナログ入力時の性能、特にＳＮ比を大幅に改善することができる。
【００６６】
さらにまた、本発明の入力信号処理回路は、以上のように、デジタル入力時に、短絡手段によって、デジタルアンプのアナログ入力端を強制的にＧＮＤ電位に切換える。
【００６７】
それゆえ、デジタル入力信号がアナログ入力信号ラインに侵入して該デジタルアンプ内で結合し、ボリウム最大値付近で発生するノイズを除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の第１の形態の入力信号処理回路を備えるオーディオ装置のブロック図である。
【図２】図１で示す入力信号処理回路における電子ボリウムの一構成例を示す電気回路図である。
【図３】電子ボリウムの他の例を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施の第２の形態の入力信号処理回路を備えるオーディオ装置のブロック図である。
【図５】本発明の実施の第３の形態の入力信号処理回路を備えるオーディオ装置のブロック図である。
【図６】図５で示すオーディオ装置のデジタル入力時の動作を説明するための波形図である。
【図７】本発明の実施の第４の形態の入力信号処理回路を備えるオーディオ装置のブロック図である。
【図８】従来技術の入力信号処理回路を備えるオーディオ装置のブロック図である。
【符号の説明】
１１，２１，３１，４１　　入力信号処理回路
１２，３２　　デジタルアンプ
１３，３３　　ローパスフィルタ
１４　　スピーカ
１５　　コントロール回路（制御手段）
Ｂ１　　バッファ
Ｂ２　　インバータ
Ｃ；Ｃ１，Ｃ２　　コンデンサ
Ｒ；Ｒ１，Ｒ２　　抵抗
ｒ１，ｒ２，…，ｒｎ　　抵抗素子
ｓ１，ｓ２，…，ｓｎ，ｓｎ＋１　　アナログスイッチ
ＳＷ１　　アナログスイッチ（第１の選択手段）
ＳＷ２　　アナログスイッチ（第２の選択手段）
ＳＷ３；ＳＷ３１，ＳＷ３２　　アナログスイッチ（スイッチング手段）
ＳＷ４　　アナログスイッチ
ＳＷ５　　アナログスイッチ（短絡手段）
Ｔ；Ｔ１，Ｔ２　　時定数回路
ＶＲ　　電子ボリウム（レベル調整手段）
【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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