(57)【要約】【課題】ＤＳＤ信号のロジック処理回路を容易にチェックすることができ、かつ、スピーカやテスト者などに悪影響を及ぼすことのない安全なテスト信号を提供する。【解決手段】ｍビット（ｍは２以上の整数）カウンタ４１と、そのカウント出力が供給されるパラレル入力シリアル出力のｍビットのシフトレジスタ４２とを設ける。シフトレジスタ４２に、サンプリング周波数ｆｓのクロックを供給する。カウンタ４１に、周波数ｆｓ／ｍのパルスをカウント入力として供給する。ｆｓ／（ｍ×２＊＊ｍ）≧最高可聴周波数ただし、２＊＊ｍは、２のｍ乗を示す。となるように、値ｍを設定する。シフトレジスタ４２の出力信号をテスト信号として取り出す。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
サンプリング周波数が周波数ｆｓのＤＳＤ信号をロジック処理するオーディオ機器に、そのテスト信号を供給するテスト信号の形成回路であって、
ｍビット（ｍは２以上の整数）カウンタと、
このカウンタのカウント出力が供給されるパラレル入力シリアル出力のｍビットのシフトレジスタと
を有し、
上記シフトレジスタに、上記周波数ｆｓのパルスをクロックとして供給し、
上記カウンタに、周波数ｆｓ／ｍのパルスをカウント入力として供給するとともに、
ｆｓ／（ｍ×２＊＊ｍ）≧最高可聴周波数　　　　　　　・・・　（Ａ）
ただし、２＊＊ｍは、２のｍ乗を示す（この明細書において以下同様）。
となるように、上記値ｍを設定し、
上記シフトレジスタの出力信号を上記テスト信号として取り出す
ようにしたテスト信号の形成回路。
【請求項２】
請求項１に記載のテスト信号の形成回路において、
上記（Ａ）式を満足する範囲で上記値ｍを最大とする
ようにしたテスト信号の形成回路。
【請求項３】
請求項２に記載のテスト信号の形成回路において、
分周回路を有し、
この分周回路により、上記シフトレジスタに供給される周波数ｆｓのパルスを１／ｍの周波数に分周し、
この分周パルスを上記カウンタに上記カウント入力として供給する
ようにしたテスト信号の形成回路。
【請求項４】
サンプリング周波数が周波数ｆｓのＤＳＤ信号をロジック処理するオーディオ機器に、そのテスト信号を供給するテスト信号の形成回路であって、
ｍビット（ｍは２以上の整数）カウンタと、
このカウンタのカウント出力と、その反転出力とが供給されるパラレル入力シリアル出力の２ｍビットのシフトレジスタと
を有し、
上記シフトレジスタに、上記周波数ｆｓのパルスをクロックとして供給し、
上記カウンタに、周波数ｆｓ／（２ｍ）のパルスをカウント入力として供給するとともに、
ｆｓ／（ｍ×２＊＊ｍ）≧最高可聴周波数　　　　　　　・・・　（Ｂ）
となるように、上記値ｍを設定し、
上記シフトレジスタの出力信号を上記テスト信号として取り出す
ようにしたテスト信号の形成回路。
【請求項５】
請求項４に記載のテスト信号の形成回路において、
上記（Ｂ）式を満足する範囲で上記値ｍを最大とする
ようにしたテスト信号の形成回路。
【請求項６】
請求項５に記載のテスト信号の形成回路において、
分周回路を有し、
この分周回路により、上記シフトレジスタに供給される周波数ｆｓのパルスを１／（２ｍ）の周波数に分周し、
この分周パルスを上記カウンタに上記カウント入力として供給する
ようにしたテスト信号の形成回路。
【請求項７】
サンプリング周波数が周波数ｆｓのＤＳＤ信号をロジック処理するオーディオ機器に供給されるテスト信号であって、
期間ｍ／ｆｓ（ｍは２以上の整数）には、２＊＊ｍ種類の値のうちのどれか１つの値を取るとともに、
期間（ｍ×２＊＊ｍ）／ｆｓには、上記２＊＊ｍ種類の値のすべてを取り、
ｆｓ／（ｍ×２＊＊ｍ）≧最高可聴周波数　　　　　　　・・・　（Ｃ）
となるように、上記値ｍが設定されているシリアル信号である
ようにしたテスト信号。
【請求項８】
請求項７に記載のテスト信号において、
上記２＊＊ｍ種類の値は、０から２＊＊ｍ−１までの値である
ようにしたテスト信号。
【請求項９】
請求項７あるいは請求項８に記載のテスト信号において、
上記（Ｃ）式を満足する範囲で上記値ｍが最大とされている
ようにしたテスト信号。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、テスト信号およびその形成回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＤにおけるデジタルオーディオデータはＰＣＭ信号であり、そのサンプリング周波数は４４．１ｋＨｚで、データ語長（量子化ビット数）は１６ビットであるが、ＳＡＣＤにおけるデジタルオーディオデータは、ΔΣ変調により形成されるＤＳＤ信号であり、そのサンプリング周波数は２８２２．４ｋＨｚ（＝４４．１ｋＨｚ×６４）で、データ語長は１ビットである。つまり、ＳＡＣＤにおけるＤＳＤ信号は、オーバーサンプリングによる高速なシリアル信号であり、ＰＣＭ信号のような語長同期はない。また、ＤＳＤ信号における各ビットの重みは、“１”のとき＋の最大値、“０”のとき−の最大値となる。
【０００３】
したがって、ＤＳＤ信号は、簡単なアナログローパスフィルタを通すことによりもとのアナログオーディオ信号に戻すことができる。また、ＤＳＤ信号によれば、広い周波数帯域およびダイナミックレンジを確保することができ、ＳＡＣＤの場合、周波数帯域は０〜１００ｋＨｚ、ダイナミックレンジは１２０ｄＢ以上となっている。
【０００４】
そして、そのようなＤＳＤ信号を扱うことのできるオーディオ機器としてデジタルＡＶアンプなどと呼ばれる機器がある。このＡＶアンプは再生音場の補正やイコライゼーションなどを行うものであるが、例えば図９に示すように構成されている。すなわち、図９において、ＳＡＣＤプレーヤ１０からＤＳＤ信号がＩＥＥＥ１３９４のフォーマットで取り出され、このＤＳＤ信号がＡＶアンプ２０の入力端子２１を通じてＤＳＰ２２に供給される。
【０００５】
このＤＳＰ２２においては、これに供給されたＤＳＤ信号がシフトレジスタ２２１によりシリアル信号からパラレルデータに変換され、このパラレルデータが処理回路（コア回路）２２２に供給されて音場補正などの処理が行われ、この処理結果のパラレルデータがシフトレジスタ２２３によりもとのＤＳＤ信号（シリアル信号）に変換される。そして、このＤＳＤ信号が、ローパスフィルタにより構成されたＤ／Ａコンバータ回路２３に供給されてアナログオーディオ信号に変換され、このアナログオーディオ信号がパワーアンプ２４および出力端子２５を通じてスピーカ３０に供給される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、上記のＤＳＰ２２のように、数ビット単位でＤＳＤ信号のロジック処理を行う場合、そのロジックチェックを容易に行うことができるとともに、特に、スピーカ３０が接続されていても、そのスピーカ３０やテスト者などに悪影響を及ぼすことのない安全なテスト信号を提供しようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明においては、例えば、
サンプリング周波数が周波数ｆｓのＤＳＤ信号をロジック処理するオーディオ機器に、そのテスト信号を供給するテスト信号の形成回路であって、
ｍビット（ｍは２以上の整数）カウンタと、
このカウンタのカウント出力が供給されるパラレル入力シリアル出力のｍビットのシフトレジスタと
を有し、
上記シフトレジスタに、上記周波数ｆｓのパルスをクロックとして供給し、
上記カウンタに、周波数ｆｓ／ｍのパルスをカウント入力として供給するとともに、
ｆｓ／（ｍ×２＊＊ｍ）≧最高可聴周波数
となるように、上記値ｍを設定し、
上記シフトレジスタの出力信号を上記テスト信号として取り出す
ようにしたテスト信号の形成回路
とするものである。
したがって、上記テスト信号をロジックに供給したとき、そのロジックが正常であれば、再生音は無音となり、異常であれば、ノイズ音となる。また、異常個所は、ロジックアナライザなどにより特定することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
▲１▼　ＤＳＤ信号およびＬＳＩロジックについて
上述のように、ＤＳＤ信号はＰＣＭ信号のように語長同期はなく、１ビットとしての重みは＋符号の最大値と−符号の最大値として表される。したがって、ＤＳＤ信号は１ビットでも誤ると、そのＤＳＤ信号からＤ／Ａ変換したアナログ信号の対応個所は瞬間的に必ず逆符号の最大値となるので、その対応個所に非常に大きなスパイクノイズを生じ、このスパイクノイズは音として聞き取れる。
【０００９】
そして、ＬＳＩロジックの入力および出力は必ず等価になる。したがって、ＬＳＩロジックに無音のＤＳＤ信号を供給したとき、そのＬＳＩロジックが正常であれば、出力された信号は無音のＤＳＤ信号のままとなる。しかし、ＬＳＩロジックに異常があるときには、出力された信号はスパイクノイズを含むＤＳＤ信号となり、そのスパイクノイズはノイズ音となって再生される。この発明は、このような点を利用するものである。
【００１０】
▲２▼　この発明の概略
今、図１に示すように、ｍビット（ｍは２以上の整数）のカウンタ４１と、ｍビットのパラレル入力シリアル出力のシフトレジスタ４２とを設け、カウンタ４１の出力ビットｂ０〜ｂ（ｍ−１）をシフトレジスタ４２の入力Ｄ０〜Ｄ（ｍ−１）に接続する。また、ＤＳＤ信号のサンプリング周波数ｆｓに等しい周波数、例えばＳＡＣＤにおけるサンプリング周波数２８２２．４ｋＨｚのパルスＰｆｓを用意し、このパルスＰｆｓをシフトレジスタ４２にそのクロック入力として供給するとともに、分周回路４３に供給して１／ｍの周波数（＝ｆｓ／ｍ）のパルスＰ４３に分周し、その分周パルスＰ４３をカウンタ４１にそのカウント入力（クロック入力）として供給する。
【００１１】
すると、各部の信号波形は、例えば図２に示すようになる。すなわち、図２は、ｍ＝４の場合の各部の信号波形を示すもので、カウンタ４１は分周パルスＰ４３をカウントするが、ｍ＝４なので、カウンタ４１の出力ビットｂ０〜ｂ３の示す値は、図２Ａに示すように、期間Ｔｃ（＝４／ｆｓ）ごとに値０から値１５まで順に変化し、その変化を期間Ｔｒ（＝６４／ｆｓ）ごとに繰り返す。なお、図２においては、カウント値および信号Ｓｔｅｓｔの値は１６進値で示している。
【００１２】
そして、このビットｂ０〜ｂ３がシフトレジスタ４２によりパラレル／シリアル変換されて出力されるので、その出力信号Ｓｔｅｓｔは、図２Ｂに示すように、期間Ｔｃごとに値０から値１５まで順に変化し、その変化を期間Ｔｒごとに繰り返すシリアル信号となる。
【００１３】
そして、この信号Ｓｔｅｓｔにおいては、１つの繰り返し期間Ｔｒにおける“１”の数と“０”の数とが等しい。したがって、この信号ＳｔｅｓｔをＤＳＤ信号とみなしてＤ／Ａ変換したとき、その変換結果のアナログ信号はレベルが０となり、再生音は無音となる。つまり、信号Ｓｔｅｓｔは無音のＤＳＤ信号である。
【００１４】
しかし、この信号Ｓｔｅｓｔを上述のＤＳＰ２２に供給したとき、そのロジックに異常があれば、その出力信号は例えば図２Ｃに示すようになる。つまり、図２Ｃの場合、期間ｔ６の値が、本来ならば「６」であるはずなのに「１４（＝ｅ）」になってしまう。すると、この信号においては、期間Ｔｒにおける“１”の数と“０”の数とが異なるので、この信号をＤＳＰ２２から取り出してＤ／Ａ変換したとき、そのアナログ信号のレベルは０にはならず、期間ｔ６ごとにスパイクノイズを生じる。したがって、このスパイクノイズによるノイズ音からＤＳＰ２２のロジックに異常のあることがわかる。
【００１５】
また、信号Ｓｔｅｓｔの波形（図２Ｃの波形）を、ロジックアナライザなどの測定器により観測することにより、期間ｔ６の波形の異常からＤＳＰ２２のロジックにおける異常個所を特定することができる。
【００１６】
したがって、出力信号Ｓｔｅｓｔは、ＤＳＰ２２の異常および異常個所をチェックするためのテスト信号として使用することができる。そして、このテスト信号Ｓｔｅｓｔは、ＤＳＰ２２を２＊＊ｍ個所の分解能で異常個所を特定することができる。
【００１７】
ただし、このテスト信号Ｓｔｅｓｔの最低周波数成分ｆｍｉｎは、可聴周波数帯域外でなければならない。つまり、可聴周波数の上限を２０ｋＨｚとすれば、
ｆｍｉｎ≧２０ｋＨｚ　　　　　　　　　　　　　　　　　　・・・　（１）
でなければならない。
【００１８】
そして、テスト信号Ｓｔｅｓｔの繰り返し周期Ｔｒを、一般的に示せば、
Ｔｒ＝ｍ×２＊＊ｍ／ｆｓ
であるから、その最低周波数ｆｍｉｎは、
ｆｍｉｎ＝１／Ｔｒ
＝ｆｓ／（ｍ×２＊＊ｍ）　　　　　　　　　　　　・・・　（２）
となる。
【００１９】
したがって、（１）、（２）式から
ｆｓ／（ｍ×２＊＊ｍ）≧２０ｋＨｚ　　　　　　　　　　　・・・　（３）
となる。つまり、この（３）式を満たすように、ビット数ｍを設定すれば、テスト信号Ｓｔｅｓｔは、ロジックが正常ならば無音で、異常があればノイズ音となる。
【００２０】
そこで、（３）式を満たすビット数ｍを求めると、サンプリング周波数ｆｓが上記の値２８２２．４ｋＨｚの場合、
ｍ＝１、２、３、４
となる。そして、テスト信号Ｓｔｅｓｔは、２＊＊ｍ個所の分解能でロジックの異常個所を特定するので、ビット数ｍはできるだけ大きいことが好ましい。したがって、ｆｓ＝２８２２．４ｋＨｚの場合、
ｍ＝４
となる。
【００２１】
▲３▼　テスト信号の形成回路の例
図３は、この発明によるテスト信号の形成回路の一例を示し、この例においては、上述した数値例の場合であり、ｆｓ＝２８２２．４ｋＨｚ、ｍ＝４とした場合である。すなわち、この形成回路は図１により説明したように構成されるものであるが、カウンタ４１およびシフトレジスタ４２は４ビットのものとされる。また、分周回路４３は入力信号を１／４の周波数に分周するものとされる。
【００２２】
したがって、各部の信号波形は例えば図２に示すようになるので、シフトレジスタ４２から出力されるテスト信号Ｓｔｅｓｔは、図２Ｂに示すように、期間Ｔｃ（＝１／７０５．６ｋＨｚ）ごとに値０から値１５まで順に変化し、その変化を期間Ｔｒ（＝１／４４．１ｋＨｚ）ごとに繰り返す信号となる。
【００２３】
そして、このテスト信号ＳｔｅｓｔによりＤＳＰ２２をチェックする場合、ＤＳＰ２２が正常であれば、ＤＳＰ２２から出力されるテスト信号ＳｔｅｓｔをさらにＤ／Ａ変換した結果のアナログ信号はレベルが０となり、再生音は無音となる。
【００２４】
しかし、ＤＳＰ２２に異常があれば、その出力信号は例えば図２Ｃに示すような波形となり、ノイズを生じるので、その再生音のノイズからＤＳＰ２２に異常のあることがわかる。また、ＤＳＰ２２の波形（図２Ｃの波形）を、ロジックアナライザなどの測定器により観測することにより、期間ｔ６の波形の異常からＤＳＰ２２における異常個所を特定することができる。
【００２５】
図４は、図３の形成回路により形成したテスト信号Ｓｔｅｓｔを周波数分析したときの周波数スペクトルを示す。この分析結果からも明かなように、テスト信号Ｓｔｅｓｔは、可聴周波数帯域外に大きなレベルの周波数成分を含んでいるが、これはＤ／Ａ変換時に除去される。そして、テスト信号Ｓｔｅｓｔの可聴帯域の周波数成分は極めて小さいレベルである。したがって、このテスト信号Ｓｔｅｓｔの再生音は、正常なＤＳＰ２２を通過したときには、無音となる。しかし、異常のあるＤＳＰ２２ではノイズ音を生じる。
【００２６】
ちなみに、ｍ＝８とすると、テスト信号Ｓｔｅｓｔの最低周波数ｆｍｉｎは、（２）式から
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となり、図５に示すような周波数分布となる。したがって、ｍ＝８の場合には、ＤＳＰ２２が正常であってもスピーカからは可聴音が連続して出力されることになり、ＤＳＰ２２の異常を知ることは困難になる。また、図５からも明かなように、スピーカから出力される可聴音のパワーがかなり大きいので、スピーカやテスト者に悪影響を及ぼしたりすることがある。
【００２７】
▲４▼　テスト信号の形成回路の他の例
図６は、この発明の他の例を示し、この例においては、図３の場合と同様、ｆｓ＝２８２２．４ｋＨｚ、ｍ＝４であるが、テスト信号Ｓｔｅｓｔに位相変調をかけた場合である。すなわち、シフトレジスタ４２が８ビットのパラレル入力シリアル出力のものとされ、カウンタ４１のビットｂ０〜ｂ３がレジスタ４２の偶数番目の入力Ｄ０、Ｄ２、Ｄ４、Ｄ６に接続される。さらに、カウンタ４１のビットｂ０〜ｂ３が、インバータ４４０〜４４３により反転されてからレジスタ４２の奇数番目の入力Ｄ１、Ｄ３、Ｄ５、Ｄ７に接続される。また、分周回路４３が、パルスＰｆｓを１／８の周波数（＝３５２．８ｋＨｚ）に分周するものとされる。
【００２８】
したがって、カウント４１の出力波形およびレジスタ４２の入力波形は例えば図７Ａに示すようになるので、シフトレジスタ４２から出力されるテスト信号Ｓｔｅｓｔは、図７Ｂに示すように、期間Ｔｃ／２ごとに変化し、その変化を期間Ｔｒごとに繰り返す信号となる。なお、信号Ｓｔｅｓｔの値は１６進値で示している。
【００２９】
そして、この信号Ｓｔｅｓｔにおいても、ロジックが正常なときには無音となり、異常なときにはノイズ音となるとともに、その異常個所をロジックアナライザなどの測定器により特定することができる。
【００３０】
図８は、図６の形成回路により形成したテスト信号Ｓｔｅｓｔを周波数分析したときの分析結果を示す。この分析結果からも明かなように、テスト信号Ｓｔｅｓｔは、可聴周波数帯域外に大きなレベルの周波数成分を含んでいるが、これはＤ／Ａ変換時に除去され、可聴帯域の周波数成分はレベルが小さい。したがって、このテスト信号Ｓｔｅｓｔの再生音は、正常なＤＳＰ２２を通過したときには、無音となる。しかし、異常のあるＤＳＰ２２ではノイズ音を生じる。
【００３１】
▲５▼　その他
上述においては、図３あるいは図６の形成回路によりテスト信号Ｓｔｅｓｔを形成して測定対象のロジックに供給する場合であるが、コンピュータおよびソフトウェアにより形成することもできる。また、テスト信号ＳｔｅｓｔをＳＡＣＤなどのメディアに記録して提供することもできる。
【００３２】
〔この明細書で使用している略語の一覧〕
ＡＶ　　：Ａｕｄｉｏ　ａｎｄ　Ｖｉｓｕａｌ
ＣＤ　　：Ｃｏｍｐａｃｔ　Ｄｉｓｃ
Ｄ／Ａ　：Ｄｉｇｉｔａｌ　ｔｏ　Ａｎａｌｏｇ
ＤＳＤ　：Ｄｉｒｅｃｔ　Ｓｔｒｅａｍ　Ｄｉｇｉｔａｌ
ＤＳＰ　：Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｓｉｇｎａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ
ＬＳＩ　：Ｌａｒｇｅ　Ｓｃａｌｅ　Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ
ＰＣＭ　：Ｐｕｌｓｅ　Ｃｏｄｅ　Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ
ＳＡＣＤ：Ｓｕｐｅｒ　Ａｕｄｉｏ　ＣＤ
【００３３】
【発明の効果】
この発明によれば、ロジックが正常のときには、再生音は無音となり、異常のときには、再生音はノイズ音となるので、その再生音からロジックが正常であるかどうかをチェックすることができる。また、ロジックに異常のあるときには、ロジックアナライザなどの測定器によりその異常個所を特定することができる。しかも、スピーカに供給されるときのテスト信号は、可聴周波数帯域成分をほとんど含んでいないので、スピーカやテスト者に悪影響を及ぼすことがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明を説明するための系統図である。
【図２】この発明を説明するための波形図である。
【図３】この発明の一形態を示す系統図である。
【図４】この発明により形成した信号の周波数スペクトル図である。
【図５】この発明によらない信号の周波数スペクトル図である。
【図６】この発明の他の形態を示す系統図である。
【図７】この発明を説明するための波形図である。
【図８】この発明により形成した信号の周波数スペクトル図である。
【図９】ＡＶ機器の一例を示す系統図である。
【符号の説明】
４１…カウンタ、４２…シフトレジスタ、４３…分周回路
【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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【図９】
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