(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アナログ信号を出力するためのアナログ回路からなり、
前記アナログ回路は、
前記アナログ信号を生成するための信号生成部と、
前記信号生成部の出力を制御する制御信号を前記信号生成部に入力するための制御部とを備え、
前記制御信号を生成するための信号φ１、前記信号φ１と位相が逆であり振幅が同じである信号φ２、ミュート信号、ＰＤＭ信号が前記制御部に入力され、
前記制御部は、コンデンサと、正電圧の定電圧源と前記コンデンサの一端との接続を前記信号φ１と前記ＰＤＭ信号との論理積信号により開閉する第１のスイッチと、負電圧の定電圧源と前記コンデンサの一端との接続を開閉する第２のスイッチと、前記コンデンサの一端と基準電圧のＧＮＤとの接続を前記信号φ２により開閉する第３のスイッチと、前記コンデンサの他端と前記基準電圧のＧＮＤとの接続を前記信号φ１により開閉する第４のスイッチと、前記コンデンサの他端と前記信号生成部との接続を前記信号φ２により開閉する第５のスイッチとを有し、前記第２のスイッチは、前記ＰＤＭ信号の反転と前記ミュート信号の論理和をとった信号に前記信号φ１の論理積をとった信号を入力され、それに応じて開閉するスイッチであることを特徴とするミュート時のノイズ低減装置。
【請求項２】
アナログ信号を出力するためのアナログ回路からなり、
前記アナログ回路は、
前記アナログ信号を生成するための信号生成部と、
前記信号生成部の出力を制御する制御信号を前記信号生成部に入力するための制御部とを備え、
前記制御信号を生成するための信号φ１、前記信号φ１と位相が逆であり振幅が同じである信号φ２、ミュート信号、ＰＤＭ信号が前記制御部に入力され、
前記制御部は、コンデンサと、正電圧の定電圧源と前記コンデンサの一端との接続を開閉する第１のスイッチと、負電圧の定電圧源と共通端子との接続を前記信号φ１と前記ＰＤＭ信号の反転信号との論理積信号により開閉する第２のスイッチと、前記コンデンサの一端と基準電圧のＧＮＤとの接続を前記信号φ２により開閉する第３のスイッチと、前記コンデンサの他端と前記基準電圧のＧＮＤとの接続を前記信号φ１により開閉する第４のスイッチと、前記コンデンサの他端と前記信号生成部との接続を前記信号φ２により開閉する第５のスイッチとを有し、前記第１のスイッチは、前記ＰＤＭ信号と前記ミュート信号の論理和をとった信号に前記信号φ１の論理積をとった信号を入力され、それに応じて開閉するスイッチであることを特徴とするミュート時のノイズ低減装置。
【請求項３】
前記制御部と同一の回路構成で、前記ＰＤＭ信号とＰＤＭ信号の反転信号が入れ替えて入力され、非ミュート時に前記制御信号の反転信号を前記信号生成部に出力する第２制御部をさらに備え、前記制御部と前記第２制御部により、前記信号生成部の出力を制御するようにしたことを特徴とする請求項１または２記載のミュート時のノイズ低減装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ミュート時のノイズ低減装置に関し、特に、音響機器のミュート時の雑音を低減するためのミュート時のノイズ低減装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
音響装置には、ミュート装置（消音装置）が設けられている。図１１に示されるミュート装置は、図１２に示されるように、ミュート信号μがＯＮになれば、ノイズシェーパＮＳＳＰから出力されるパルス密度変調信号（ＰＤＭ信号）がデューティー５０％のパルス波形（図１２に番号１０１で示される）に変換され、そのパルス波形１０１がアナログフィルターに入力され、図１２に示される信号φ１（正）と信号φ２（負）の制御信号に基づいて出力される正負の出力が積算され中和されて、音量出力が出ないようにする回路装置である。
【０００３】
ミュート時のΔΣ変調器から出力されるデューティー５０％の出力が零出力になるように強制されるミュート装置のアナログフィルタは図１３に示されるような回路を備え、制御信号φ１とφ２による信号発生がデジタル的であるので、ミュート前の基準電圧からミュート時の零電圧に以降する瞬間に、”ボツ”とか”ブチ”とかの異音が発生していた。このような異音は、ユーザーがヘッドホンを用いている場合に、特に嫌われる。
【０００４】
このような異音の発生を防止するための技術が、特開昭６１−２６４９２０号で知られている。この技術は、デューティー５０％の出力の周波数を十分に高くすることにより、ミュート時のショック音と残留雑音を低減することができる装置を開示している。この公知技術は、ミュートに移行する切換時のショック音（図６に符号Ａで示されるノイズ）の発生を抑えることができない。更に、この公知技術のミュート時の音量をシミュレートしてみると、高周波ノイズの発生を抑えることができていない（図６に番号３１で示されるノイズ）。
【０００５】
ノイズ低減のために、もともとから有しているアナログ信号生成回路を活用することが望まれる。更に、ミュートへの移行時のノイズを低減することが望まれる。更に、ミュート移行後の雑音を消去・低減することが望まれる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、ノイズ低減のためにもともとから有しているアナログ信号生成回路を有効に活用してノイズを低減することができるミュート時のノイズ低減装置を提供することにある。
本発明の他の課題は、ミュートへの移行時のノイズを低減することができるミュート時のノイズ低減装置を提供することにある。
本発明の更に他の課題は、ミュートへの移行時のノイズを低減し、且つ、ミュート移行後の雑音を消去・低減することができるミュート時のノイズ低減装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
その課題を解決するための手段が、下記のように表現される。その表現中の請求項対応の技術的事項には、括弧（）つきで、番号、記号等が添記されている。その番号、記号等は、請求項対応の技術的事項と実施の複数・形態のうちの少なくとも１つの形態の技術的事項との一致・対応関係を明白にしているが、その請求項対応の技術的事項が実施の形態の技術的事項に限定されることを示すためのものではない。
【０００８】
本発明によるミュート時のノイズ低減装置は、アナログ信号を出力するためのアナログ回路からなり、そのアナログ回路は、アナログ信号を生成するための信号生成部（１）と、信号生成部（１）の出力を制御する制御信号を信号生成部（１）に入力するための制御部（２）とを備え、制御信号を生成するための信号φ１，φ２、ミュート信号、ＰＤＭ信号が制御部（２）に入力される。出力は、アナログ回路中にミュート信号μが入力され、アナログ回路のアナログ信号生成能力を有効に活用することができる。
【０００９】
制御部（２）は、複数・スイッチからなるスイッチ群を備える。そのスイッチ群は、信号φ１，φ２、ミュート信号μ、ＰＤＭ信号によりスイッチング動作し、スイッチ群の動作により制御信号が生成される。ミュート信号μが、有効に制御部で利用されうる。
【００１０】
制御部は、更に、コンデンサを備え、コンデンサからスイッチ群の１つのスイッチ（２６）を介して制御信号が信号生成部に出力される。もともとからあるスイッチとコンデンサ（２３）が有効に活用され得る。そのスイッチ群の他の２つのスイッチ（２１，２２）は、信号φ１，φ２、ミュート信号μ、ＰＤＭ信号の組合せにより動作し、ミュート信号μが入力されている期間は、コンデンサ（２３）に正又は負の電荷がチャージされる。このようなチャージは、円滑であり、制御信号は急峻でなく滑らかであり一定値であることが可能である。このことにより、ミュート信号μが入った直後のノイズを低減することができ、更には、残留雑音を低減し、持続的雑音を除去することができる。
【００１１】
他の２つのスイッチの一つ（２１）は信号φ１・ＰＤＭにより動作し、他の２つのスイッチの他の一つ（２２）は、信号φ１・（ＰＤＭ＋μ）により動作することが好ましい。これによりコンデンサ（２３）からの出力信号を一定値又は緩やかな傾斜の信号にすることができる。
【００１２】
スイッチ群の他の３つのスイッチは、信号φ１，φ２、ミュート信号μ、ＰＤＭ信号の組合せにより動作し、ミュート信号ミューが入力されている期間は、コンデンサ（２３）には正の電荷も負の電荷もチャージされない。このことにより、ミュート信号μが入った直後のノイズを更に低減することができ、更には、残留雑音を低減し、持続的雑音を実質的に完全に除去することができる。このことは、他の３つのスイッチの一つは信号φ１・ＰＤＭにより動作し、他の３つのスイッチの他の一つは、信号φ１・ＰＤＭにより動作し、他の３つのスイッチの更に他の一つは、信号（φ１・μ＋φ２）により動作することにより実現され得る。このような実現は公知回路をそのまま利用することにより可能である。
【００１３】
制御部（２）はこれが１対２つとして形成され、２つの制御部（２）は対称に逆極性概念により設計されていることが好ましい。雑音低減効果は、更に高くなる。信号生成部（１）には、２つの制御部（２）からそれぞれに２つの制御信号が入力されることになる。信号生成部（１）も１対２つとして形成され、２つの制御部（２）は対称に逆極性概念により設計されていることが好ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１に一致対応して、本発明によるミュート時のノイズ低減装置の実施の形態は、アナログ信号生成回路にミュート回路が含まれている。そのアナログ信号生成回路（ＳＣＦ）には、アナログフィルタ１とミュート回路２が接続して設けられている。ミュート回路２には、ミュート信号発生端子３からミュート信号μが入力される。ミュート信号μがミュート回路２に入力された時は、ミュート回路２から出力されアナログフィルタ１に入力されるミュート制御信号４は、緩やかに変化するアナログ信号である。
【００１５】
ノイズシェーパ（ＮＮＳＰ）５は、ＰＤＭ信号６を生成する。ＰＤＭ信号６は、ＳＣＦに入力される。ＳＣＦは、ＰＤＭ信号６に基づいて、ミュート信号μが入力される時は、ＰＤＭ信号６とミュート信号μに基づいて、アナログの出力信号７を出力端子８から出力する。入力端子９で生成される入力信号１１は、デジタルフィルタ１２を通されて、ノイズシェーパ５に入力され、その入力に基づいて、ミュート制信号４はＰＤＭ信号６を出力する。
【００１６】
図２は、ＳＣＦの詳細を示している。ミュート回路２には、図３に示される４種の信号が入力される。第１の信号は、ＰＤＭ信号６である。第２の信号は、第１パルス波形信号φ１である。第３の信号は、第２パルス波形φ２である。第４の信号は、ミュート信号μである。第１パルス波形信号φ１と第２パルス波形φ２は、位相が互いに逆である、これらは加えられると原理的には零信号になる。その逆位相関係は、完全ではない。
【００１７】
ミュート回路２には、図２に示されるように、第１スイッチ２１と第２スイッチ２２が設けられている。第１スイッチ２１と第２スイッチ２２に共通する共通端子が、それらのスイッチの出力側に設けられている。第１スイッチ２１の入力側は、正電圧ＶＲ（＋）の定電圧電源（図示せず）に接続されている。第２スイッチ２２の入力側は、負電圧（−）ＶＲの定電圧電源（図示せず）に接続されている。
【００１８】
共通端子に、第１コンデンサ２３が直接に接続されている。第１コンデンサ２３の両側に、第３スイッチ２４と第４スイッチ２５とがそれぞれに接続されている。第３スイッチ２４と第４スイッチ２５は、基準電圧のＧＮＤに接続されている。第１コンデンサ２３の出力側に、第５スイッチ２６が接続されている。第５スイッチ２６は、ＧＮＤに対して直列に、第４スイッチ２５に接続されている。第１コンデンサ２３は、ＧＮＤに対して直列に、第３スイッチ２４に接続されている。
【００１９】
第５スイッチ２６と出力端子８との間に、アナログフィルタ１を形成するための第２コンデンサ２７が介設されている。スイッチ群２８と第３コンデンサ２９とからなる補助回路３０は、第２コンデンサ２７とともに、公知のアナログ信号回路１を構成している。
【００２０】
各スイッチ，２２２１，２４，２５，２６は、下記のように対応する信号がＯＮになる時に動作する。
第１スイッチ２１：φ１・ＰＤＭ
第２スイッチ２２：φ１・（ＰＤＭ＊＋μ）
第３スイッチ２４：φ２
第４スイッチ２５：φ１
第５スイッチ２６：φ２
ここで、ＰＤＭ＊は、ＰＤＭの反転を表す（図中、＊はアッパーラインに対応）。"φ１・ＰＤＭ"の中の"・"は、ＡＮＤを意味する。φ１とφ２は、図３に示されるように、互いに、逆位相の関係にある。
【００２１】
ミュー信号μが零であれば、第１スイッチ２１と第２スイッチ２２をそれぞれに動作する信号φ１・ＰＤＭとφ１・ＰＤＭ＊は、互いに反転信号であるから（位相が１８０度ずれているから）、第１スイッチ２１と第２スイッチ２２のいずれかがＯＮになる。第１スイッチ２１と第２スイッチ２２のいずれかがＯＮになる時は、φ２は零信号であり、第３スイッチ２４と第５スイッチ２６とは不導通である。
【００２２】
第１スイッチ２１がＯＮである時は、電圧ＶＲ（＋）により第１コンデンサ２３がチャージされる。第２スイッチ２２がＯＮであるときは、電圧ＶＲ（−）により第１コンデンサ２３がチャージされる。このように第１コンデンサ２３にチャージされる電圧・電荷は、φ１が零信号になって、第１スイッチ２１と第２スイッチ２２がＯＦＦになっている間に、逆位相のφ２が正になり第５スイッチ２６がＯＮ（開）になって、アナログフィルタ１の方へ放出される。このように放出される電圧は、第２コンデンサ２７にチャージされる。ＰＤＭのデューティーが５０％になれば、第２コンデンサ２７の電圧は相殺加算されて出力端子８から放出される。
【００２３】
ミュート信号μが図３に示されるように正になれば、ＰＤＭがいずれの状態であっても、ミュート信号μが加算されφ１・（ＰＤＭ＊＋μ）に基づいて第２スイッチ２２がＯＮになる。
【００２４】
ミュート信号μが零でない間は、電圧ＶＲ（−）が第１コンデンサ２３にチャージされる。そのチャージは、負の電荷の緩やかな充電である。ＰＤＭの正負反転に係わらず、第１コンデンサ２３は第２スイッチ２２を介してＶＲ（−）側に接続され、充電量は一定に維持され、第５スイッチ２６が導通した時に一定電圧（ＧＮＤ）が出力される。
【００２５】
図４は、アナログフィルタ１の他の詳細を示している。図４の回路は、見かけ上、図２の回路に全く同じである。各スイッチ２１，２２，２４，２５，２６は、下記のように対応する信号がＯＮになる時に動作する。
第１スイッチ２１：φ１・（ＰＤＭ＋μ）
第２スイッチ２２：φ１・ＰＤＭ＊
第３スイッチ２４：φ２
第４スイッチ２５：φ１
このように、ミュート回路２に関して、第１スイッチ２１と第２スイッチ２２に入る信号が、図２と図４とで逆になっており、この点のみで、図２の回路と図４の回路は異なっている。
【００２６】
ミュー信号μが図３に示されるように正になれば、ＰＤＭがいずれの状態であっても、ミュート信号μが加算されたφ１・（ＰＤＭ＋μ）がφ１・ＰＤＭに優先して、第１スイッチ２１がＯＮになり、第２スイッチ２２がＯＮになることはない。ミュート信号μが零でない間は、電圧ＶＲ（＋）が第１コンデンサ２３にチャージされる。そのチャージは、正の電荷の緩やかな充電である。ＰＤＭの正負反転に係わらず、第１コンデンサ２３は第１スイッチ２１を介してＶＲ（＋）側に接続され、充電量は一定に維持され、第５スイッチ２６が導通した時にも一定電圧（ＧＮＤ）が出力される。
【００２７】
図５は、アナログフィルタ１の更に他の詳細を示している。図５の回路は、見かけ上、図２の回路に全く同じである。各スイッチ２１，２２，２４，２５，２６は、下記のように対応する信号がＯＮになる時に動作する。
第１スイッチ２１：φ１・ＰＤＭ
第２スイッチ２２：φ１・ＰＤＭ＊
第３スイッチ２４：φ１・μ＋φ２
第４スイッチ２５：φ１
このように、ミュート回路２に関して、第１スイッチ２１と第２スイッチ２２に入る信号が、図２と図５とで異なっており、この点のみで、図２の回路と図５の回路は異なっている。
【００２８】
ミュー信号μが図３に示されるように正になれば、ＰＤＭがいずれの状態であっても、且つ、φ１とφ２の位相がいずれの状態であっても、第３スイッチ２４は導通し、第１コンデンサ２３には正負いずれの電荷も充電されない。第１コンデンサ２３の出力は一定値に維持される。
【００２９】
図６は、本発明による既述の３つの実施の形態と従来装置の消音効果を示している。縦軸は、出力端子８から出力される電圧値を示している。従来値（Ａ）は、ミュート信号μが立ち上がった直後に急に立ち上がって、”ブチ”という異音が大きく発生している。これに対して、図２と図４に示される実施の形態の本発明値（Ｂ）は、ミュート信号μが立ち上がった直後に急に立ち上がっているが、その立ち上がり値は小さく抑えられている。
【００３０】
図６に示される本発明値（ｃ）は、ミュート信号μが立ち上がった直後に急に立ち下がっているが、その立ち下がり値の絶対値は小さく抑えられている。本発明値（Ｂ），（Ｃ）は、従来値（Ａ）に比べて、一定値（零）に落ち着くまでの時間が短縮されている。
【００３１】
シミュレーション結果は、更に、従来値と本発明値との間に、他の異なる現象を示している。従来値（Ａ）は、その平均値が零に落ち着いた後にも、定常的に大きい振幅を持った振動３１を生成している。これに対して、本発明値は３つとも、実質的に零値に収束している。
【００３２】
通常、アナログフィルタ１は、差動回路で構成される。通常、既述の実施の３つの形態は、いずれも、それらの出力段にそれぞれにＡＡＦ（アンチェイリアスフィルタ）が用いられる。そのフィルタを用いた場合のシミュレーション結果が、それぞれに図７に示されている。図７に示されるように、本発明値（Ｂ），（Ｃ）は、同様の結果を示し、更に、それらの信号値が緩やかに遷移している。信号値（Ｂ）は、一定値に落ち着いてから、僅かにある振幅の振動が発生しているが、信号値（Ｃ）にはそのような振動は表れず、実用上は、実質的に完全にミュート機能が達成されている。なお、従来値は、図７の範囲からはるかに遠く振り切れているので、図示されえない。
【００３３】
図８は、本発明による実施の更に異なる形態を示している。この実施の形態のアナログ信号生成回路は、アナログフィルタ１’とミュート回路２’とから形成されている。アナログフィルタ１’は、図２の２つのアナログフィルタ１が対称に組み合わされ、正側出力端子８’と負側出力端子８”とを有している。ミュート回路２’は、図２の２つのミュート回路２が対称に組み合わされている。その２つのミュート回路２は、図２に示される接続と同じ接続により、それぞれに２つのアナログフィルタ１に接続している。
【００３４】
その対称性は、出力端子８’と出力端子８”から出力される信号は逆極性であることを意味する。例示すれば、対になっている２つの第１スイッチ２１は、図８中には、２１（＋）と２１（−）で示され、対になっている第１コンデンサ２３は、２３（＋）と２３（−）で示されている。このような符号＋，−は、第１コンデンサ２３（＋）と第１コンデンサ２３（−）に同時に充電される電荷が逆極性になっていることを意味しない。第１コンデンサ２３（＋）と２３（−）に同時に充電される電荷が同極性であれば、出力端子８’と出力端子８”から出力される電圧が逆極性になるような回路化が、慣用技術によりアナログフィルタ１’の中で実現されている。図８の信号入力は、図２の信号入力に対応して、以下の通りである。
【００３５】
第１スイッチ２１（＋）：φ１・ＰＤＭ
第２スイッチ２２（＋）：φ１・（ＰＤＭ＊＋μ）
第３スイッチ２４（＋）：φ２
第４スイッチ２５（＋）：φ１
第１スイッチ２１（−）：φ１・ＰＤＭ＊
第２スイッチ２２（−）：φ１・（ＰＤＭ＋μ）
第３スイッチ２４（−）：φ２
第４スイッチ２５（−）：φ１
【００３６】
図９は、本発明による実施の更に異なる形態を示している。図８の回路が図２の回路に対応する対応関係と同じ対応関係で、図９の回路は図４の回路に対応している。対称性が機能概念的に逆極性を示す点は、図８のそれに全く同じである。即ち、信号入力は下記の通りである。
【００３７】
第１スイッチ２１（＋）：φ１・（ＰＤＭ＋μ）
第２スイッチ２２（＋）：φ１・ＰＤＭ＊
第３スイッチ２４（＋）：φ２
第４スイッチ２５（＋）：φ１
第１スイッチ２１（−）：φ１・（ＰＤＭ＊＋μ）
第２スイッチ２２（−）：φ１・ＰＤＭ
第３スイッチ２４（−）：φ２
第４スイッチ２５（−）：φ１
【００３８】
図１０は、本発明による実施の更に異なる形態を示している。図８の回路が図２の回路に対応する対応関係と同じ対応関係で、図１０の回路は図５の回路に対応している。対称性が機能概念的に逆極性を示す点は、図８，９のそれらに全く同じである。即ち、信号入力は下記の通りである。
【００３９】
第１スイッチ２１（＋）：φ１・ＰＤＭ
第２スイッチ２２（＋）：φ１・ＰＤＭ＊
第３スイッチ２４（＋）：φ１・μ＋φ２
第４スイッチ２５（＋）：φ１
第１スイッチ２１（−）：φ１・ＰＤＭ＊
第２スイッチ２２（−）：φ１・ＰＤＭ
第３スイッチ２４（−）：φ１・μ＋φ２
第４スイッチ２５（−）：φ１
【００４０】
このような逆極性対称（鏡面対称）の対ミュート回路２’は、アナログフィルタ１’の２つの出力を逆極性とし、正負の値の絶対値が等しいので、両信号の相殺効果により、図６，７に示される本発明値（Ｂ），（Ｃ）を更に緩やかに変化させ、且つ、より厳密に振動幅が小さい零値に速やかに移行させることができる。
【００４１】
このようにミュート信号がアナログ回路に直接に導入されるので、本発明の各実施の形態では、図１１に示される公知装置のＭＰＸが不要になっている。
【００４２】
【発明の効果】
本発明によるミュート時のノイズ低減装置は、ミュート時の異音の発生をより小さく抑えることができ、且つ、ミュート期間の連続ノイズを実質的に完全に消去することができる。このような効果は、逆極性対称性を持たせることにより、更に、改善される。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明によるミュート時のノイズ低減装置の実施の形態を示す回路ブロック図である。
【図２】図２は、アナログ生成回路の実施の形態を示す回路図である。
【図３】図３は、信号生成を示すタイミングチャートである。
【図４】図４は、アナログ生成回路の実施の他の形態を示す回路図である。
【図５】図５は、アナログ生成回路の実施の更に他の形態を示す回路図である。
【図６】図６は、シミュレート結果を示すグラフである。
【図７】図７は、シミュレート結果を示す他のグラフである。
【図８】図８は、アナログ生成回路の実施の更に他の形態を示す回路図である。
【図９】図９は、アナログ生成回路の実施の更に他の形態を示す回路図である。
【図１０】図１０は、アナログ生成回路の実施の更に他の形態を示す回路図である。
【図１１】図１１は、公知装置を示す回路図である。
【図１２】図１２は、公知の信号のタイムチャートである。
【図１３】図１３は、公知装置の一部を示す回路図である。
【符号の説明】
１…信号生成部
２…制御部
２１，２２，２４，２５，２６…スイッチ
２３…コンデンサ
φ１…信号
φ２…信号
μ…ミュート信号
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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